V oblastiach uhlovej chemickej priemyselnosti a prepravy pod ultra vysokým tlakom presnosť tesniacej plochy uzáveru vysokej tlakovej uzáverovej armatúry z chromomolybdénovej ocele (A105N, F91) s priemerom Φ 200-500 mm (vyžadujúca rovinnosť ≤ 0,015 mm/100 mm, drsnosť Ra ≤ 0,6 μm) a koaxialita medzi komorou ventilu a prírubou (≤ 0,025 mm) priamo určujú výkon tesnenia tlaku – tento typ armatúry musí dlhodobo odolávať vysokému tlaku 42 MPa a teplote 350 °C. Ak spracovanie nedosiahne požadovanú presnosť, dôjde k tomu, že miera úniku média (napr. syntetického plynu z uhlia na olefín) presiahne povolených 0,001 % podľa normy API 602, čo môže spôsobiť koróziu zariadenia alebo bezpečnostné riziká. Keď domáci výrobca vysokej triedy spracováva tento typ uzáverovej armatúry, stretáva sa s tradičným technologickým úzkym hrdlom: musí prejsť tromi procesmi: „hrubovanie komory ventilu na horizontálnom sústruhu → presné broušenie tesniacej plochy uzáveru na vertikálnej brúske → vŕtanie otvorov pre skrutky príruby na vrtačke s kývadlovým ramenom“. Viacnásobné upínanie spôsobuje, že koaxialita medzi komorou ventilu a prírubou presahuje 0,05–0,07 mm, chyba rovinnosti tesniacej plochy uzáveru je 0,03–0,05 mm a výsledná úspešnosť tlakovej skúšky výrobkov je len 88 %. Chromomolybdénová oceľ (F91) má vysoký obsah chrómu a vysokú pevnosť za vysokej teploty. Rýchlosť opotrebenia nástroja počas rezu je 2,5-násobná oproti bežnej uhlíkovej oceli. Životnosť tvrdokovových nástrojov je len 25–30 ks/nôž a cena nástrojov na jednu armatúru presahuje 320 yuanov. Doba spracovania jedného kusu je až 50 minút, čo znemožňuje splnenie požiadaviek projektov uhlovej chemickej priemyselnosti na „dodávku v krátkych cykloch“.
Na prekonanie ťažkostí spoločnosť zaviedla zvislý sústruh so CNC systémom Shenyang Machine Tool CK525 a vytvorila špeciálny spracovateľský systém pre uzávery s „adaptáciou na ťažko obrobiteľné materiály + presnou kontrolou tesnenia pri vysokom tlaku“. Zariadenie má celožlievané ložisko z vysoko pevnej liatiny (s hrúbkou steny odliatku 80 mm), ktoré bolo podrobené dvojitému uvoľňovaniu napätia „prirodzené starnutie počas 12 mesiacov + vibračné starnutie počas 72 hodín“. V kombinácii s konštrukciou boxových posuvných polôh a štvorbodových statických vodidiel s hydrostatickým vedením sa tuhosť rozloženia optimalizuje pomocou metódy konečných prvkov. Radiálna tuhosť rezu dosahuje 38 kN/mm, čo umožňuje stabilne odolávať radiálnej sile 22 kN počas obrábania ocele chróm-molybén. Vybavené CNC systémom Fanuc 31i-B5 a úplne uzavretou slučkou riadenia mriežkového meradla (rozlíšenie 0,01 μm) dosahuje presnosť polohovania ± 0,008 mm a opakovanú presnosť polohovania ± 0,005 mm, čo presne zodpovedá tolerancii úrovne H6 tesniacej plochy záveru. V reakcii na vysokoteplotnú pevnosť a ľahké tvrdnutie pri deformácii ocele chróm-molybén je zariadenie vybavené vysokotlakovým vnútorným chladením vretena (tlak chladenia 1,8 MPa, prietok 45 l/min) a ultrajemnozrnnými CBN nástrojmi z kubického boridu dusíka (tvrdosť HV3200, odolnosť voči opotrebeniu pri vysokých teplotách zvýšená o 40 %), v kombinácii s technológiou „chladeného olejového mlhového prísunu pri nízkych teplotách“ (teplota rezného priestoru kontrolovaná pod 60 °C), čo účinne potláča kolaps reznej hrany a tvorbu triesok.
Scenáre použitia zákazníkom
Z hľadiska technologických inovácií dosiahlo zariadenie prelom vo „vysokopresnom obrábaní vysokotlakových uzáverových ventilov v jednom upnutí": integrácia štvorčelovej hydraulickéj prípravy s priemerom Φ 750 mm (upínacia sila až 100 kN, vhodná pre tlmivky s priemerom Φ 200–500 mm), 8-cestného servonástrojového revolveru (čas výmeny nástroja 1,4 sekundy) a radiálneho výkonového vŕtacieho a závitového modulu, ktorý dokáže jednorázovo vykonať presné vyhrubovanie komory ventilu (valcovitosť ≤ 0,006 mm), presné obrábanie zrkadlového tesniaceho povrchu uzávera (použitím procesu „konštantnej rezné rýchlosti + mikro posuv“, rezná rýchlosť 80–120 m/min, hĺbka rezania 0,03–0,05 mm, rovinnosť ≤ 0,012 mm/100 mm), presné obrábanie príruby (rovinnosť ≤ 0,018 mm) a vŕtanie a závitovanie 8–16 otvorov pre skrutky na prírube (polohová presnosť ≤ 0,018 mm). 0,08 mm, v súlade so štandardom API 602 pre symetriu otvorov pre skrutky ventilov). V reakcii na požiadavku na „vysokú presnosť a zrkadlový efekt“ na tesniacom povrchu uzávera sme inovatívne zaviedli „viacprechodový progresívny proces presného obrábania“: prvý prechod odstráni 70 % nadbytočného materiálu, druhý prechod vyrovná chyby tvaru a polohy s hĺbkou rezania 0,08 mm a posledný prechod dosiahne zrkadlové obrábanie s hĺbkou rezania 0,02 mm. V kombinácii s meracím sondou Renishaw priamo na stroji (meracia presnosť ± 0,0005 mm) sa v reálnom čase kompenzuje tepelná deformácia obrobku, čo stabilizuje drsnosť tesniaceho povrchu na úrovni Ra 0,4 μm; pre výmenu uzáverových ventilov rôznych typov (napr. tlakové triedy PN25–PN42) je zariadenie vybavené 35 sadami šablón technologických parametrov, čo skracuje čas výmeny z tradičných 2 hodín na 18 minút.
Trojstranné špeciálne prípravok pre trojstranné obrábanie
Výsledky implementácie plne zodpovedajú priemyselným štandardom pre vysokotlakové ventily: jednotlivý spracovací cyklus bol skrátený z 50 minút na 26 minút a denná výrobná kapacita bola zvýšená zo 160 kusov na 280 kusov; stabilita koaxiality medzi komorou ventilu a prírubou je ≤ 0,02 mm a rovinnosť tesniacej plochy záveru je ≤ 0,012 mm/100 mm, čo plne spĺňa požiadavky API 602 „Kompaktný oceľový uzavierací ventil“ a GB/T 12234 „Oceľový uzavierací ventil s prírubou pripojenou skrutkami pre ropný a plynárenský priemysel“; podiel výrobkov prechádzajúcich tlakovým testom stúpol z 88 % na 99,2 % a úniková miera bola znížená pod 0,0008 %, čím sa splnil štandard Shell Coal Chemical pre „nulové úniky“; životnosť nástrojov pre obrábanie chrómovomolybdénovej ocele (F91) sa predĺžila o 80 % (až na 45–54 kusov/nož), pričom náklady na rezné nástroje na jeden ventil klesli na 180 yuanov; zariadenie je vybavené inteligentným modulom prevádzkového servisu, ktorý v reálnom čase zbiera údaje o rezných silách (presnosť ± 0,5 %) a vibráciách vretena (frekvencia vzorkovania 1 kHz). V kombinácii s modelom predpovede opotrebenia nástroja sa celková využiteľnosť zariadenia zvýšila zo 76 % na 94 % a ročná prestávka sa skrátila o 400 hodín.
CK525 úplne vyriešilo odvetvový problém „náročné spracovanie + vysoká presnosť“ pri vysokotlakových záverových ventiloch z chrómovomolybdénovej ocele. Technický riaditeľ spoločnosti uviedol: „Naše záverové ventily boli úspešne použité v rozľahlych projektoch v oblasti uhoľnej chémie, ako sú Baofeng v Ningxii a Tianye v Sinciangu. Nielenže prešli certifikáciou dodávateľa Shell na globálnej úrovni, ale tiež spĺňajú prísnu požiadavku na „neprerušovaný prevádzku po dobu 8000 hodín bez údržby“, čo nám vytvorilo technologickú bariéru na trhu vysokotlakových ventilov.“ Tento prípad potvrdzuje, že CNC zvislé sústruhy sa stali kľúčovým zariadením pri prekonávaní kvalitatívnych a efektivitných obmedzení v oblasti výroby vysokotlakových ventilov prostredníctvom hlbokého integrovania „na mieru vyrábaných ťažkoobrobiteľných materiálov, uzavretého ovládania tesnosti vysokého tlaku a efektívnej integrácie procesov“.
EN
