Inom petrokemisk industri och olje- och gastransport är flänsar kärnkomponenterna för koppling av pipelinesystem. Plattheten hos tätningsytan, positionen av bultens hål samt stabiliteten i materialbearbetningen avgör direkt säkerheten i pipeline-drift (för stora händelser såsom explosioner och miljöföroreningar orsakade av läckage i olje- och gasledningar kräver den nationella standarden att plattheten hos flänsens tätningsyta ska vara ≤ 0,03 mm/100 mm och indexeringsfelet för bultens hål ≤ ±5′). En ledande inhemska tillverkare av petrokemisk utrustning stötte tidigare på en flaskhals inom flänsbearbetning: för DN400–DN1200 mm flänsar (material inkluderar kolstål Q345R, rostfritt stål 316L, legering 12Cr1MoVG) krävs traditionell bearbetning tre steg: "räffling på horisontalsvarv → precisionsvarvning av tätningsyta på vertikalsvarv → borrning av bultens hål med armborrmaskin", med en enskild bearbetningscykel på upp till 45 minuter; på grund av upprepade inspänningar överskrids ofta koncentriciteten mellan flänsens innerdiameter och tätningsyta 0,08 mm, och platthetsfelet för tätningsytan når 0,06–0,09 mm, vilket resulterar i en läckagerate på 8 % vid rörtryckstest; samtidigt har rostfria stålsflänsar tendens att arbetashärda vid hög hastighetsskärning, med ytjämnhet som överstiger Ra1,6 μm, vilket kräver extra poleringsprocesser och ökar arbetskostnaden per fläns med 18 yuan.
Bearbetningsplats
För att övervinna detta dilemma introducerade företaget Zhongjie Friendship Machine Tool VTC100A CNC-vertikalvänd och byggde ett specialiserat flänsbearbetningssystem med "enkel uppspänning och fullständig processkomplettering". Utrustningen använder en helgjuten tjockväggig smidesjärnssäng (med en väggtjocklek på upp till 80 mm), som genomgått dubbel spänningsavlastning genom vibrationsåldring och naturlig åldring. I kombination med tvärbänkens tunga design optimeras styvhetsfördelningen genom finita elementanalys. Den radiella skärvståndfastheten når 32 kN/mm, vilket möjliggör stabil hantering av den radiella skärkraften på 22 kN vid bearbetning av legerade flänsar. Utrustad med Siemens 828D Advanced CNC-system och helt sluten reglering med gittermåttstock (upplösning 0,1 μm) uppnås en positioneringsnoggrannhet på ± 0,002 mm och en upprepad positioneringsnoggrannhet på ± 0,001 mm, vilket exakt matchar kravet på plattetseghetsnivå för flänsens tätningsyta på ± 0,02 mm. Beroende på olika materialkaraktäristik är utrustningen försedd med ett dubbelkanaligt spindelkylsystem: emulsionskylning används vid bearbetning av kolstål (kyleffektivitet ≥ 95 %), medan oljedimskylning aktiveras vid bearbetning av rostfritt stål (droppdiameter 5–10 μm). I kombination med skärverktyg i ultrafintkornig hårdmetall (TiAlN-beklätade verktyg med 92 % WC Co-innehåll används vid bearbetning av rostfritt stål) undertrycks effektivt arbetsförhårdning och svarvspannsavlagringar, vilket säkerställer stabil ytråhet.
När det gäller teknologisk innovation har utrustningen uppnått en dubbel genombrott av »processintegration + materialanpassning« inom flänsbearbetning: integration av en Φ 32 mm trekrafts kraftspänn (med en spännkraft på 120 kN, lämplig för spänning av flänsar DN750–DN1000 mm), ett servotorn med 24 stationer (verktygsbytestid 1,5 sekund) och en CNC-indexskiva (indexnoggrannhet ±3′), vilket gör att bearbetning av flänsens invändiga hål (tolerans H8), yttringa cirklar (tolerans IT7), tätningsytor (fog- eller holkonvex yta, planhet ≤ 0,03 mm) samt 8–24 bultlösen (hål-tolerans H9, indexfel ≤ ±4′) kan slutföras i ett enda svep. För precisionsbearbetning av tätningsytor tillämpar vi innovativt en »spiralinterpolationsprecisionsbearbetningsprocess«. Genom ytdatainsamling och kompensering vid 500 punkter per varv hålls planheten på tätningsytan stabilt på 0,02 mm/100 mm. I svar på de höga temperaturstyrkeegenskaperna hos legerade flänsar (12Cr1MoVG) är utrustningen utrustad med en inbyggd material- och processdatabas som automatiskt anpassar skärparametrar (spindelvarvtal 800–1200 rpm, matningshastighet 60–100 mm/min) för att undvika verktygsbrott. För byte mellan flänsar med olika specifikationer stöder utrustningen enkelklicksjustering av processparametrar (med 30 förprogrammerade mallar för flänsbearbetning inbyggda), vilket minskar bytestiden från traditionella 2 timmar till 18 minuter.
Flänsklämning
Implementeringsresultaten överensstämmer fullt ut med petrokemisk industris stränga standarder: den enskilda bearbetningscykeln har minskats från 45 minuter till 32 minuter, och den dagliga produktionskapaciteten har ökat från 150 set till 260 set; koaxialiteten mellan flänsens invändiga hål och tätningsytan hålls stabilt på ≤ 0,04 mm, planheten för tätningsytan är ≤ 0,03 mm, ytjämnheten når Ra0,8 μm, och felmarginalen för bultens positionering är ≤ ±3,5′, vilket helt uppfyller kraven i standarderna GB/T 9113.1-2022 "Integrerade stålrörssflänsar" och ASME B16.5 "Rörsflänsar och flänsfittings"; läckhastigheten vid rördtryckstest har minskat från 8 % till 0,5 %, och tillverkningskostnaden per fläns har minskat med 15 yuan efter att slipningsprocessen avskaffats; för 316L rostfria stålflänsar har verktygslivslängden förlängts med 40 % tack vare oljedimskylning och parameteroptimering. Den intelligent diagnostiska modulen som är monterad på utrustningen kan övervaka spindellast (noggrannhet ±0,5 %) och skärtemperatur (upplösning 0,1 ℃) i realtid. I kombination med algoritmen för förutsägelse av verktygsslitage har den totala utnyttjandegraden av utrustningen ökat från 80 % till 94 %, och årlig driftstopp har minskat med 380 timmar.
CK5263 har helt löst det dubbla problemet med 'tätnings säkerhet och bearbetningseffektivitet' för flänsar. "Vårt företags tillverkningsdirektör förklarade: 'Idag har våra flänsar inte bara klarat de stränga testerna från Nationella övervaknings- och kontrollcentralen för kvalitet på oljerör, utan uppfyller även de yttersta kraven för högtrycksflänsar (PN40) i stora projekt såsom Gasledningen Väst–Öst fas 3, vilket har skapat en teknisk barriär för vår konkurrens inom petrokemisk utrustning.'" Detta fall bekräftar att CNC-vertikalvändbänkar har blivit kärnutrustning inom tillverkningen av flänsar till petrokemisk utrustning för att övervinna flaskhalsen av 'säkerhet, precision och effektivitet' genom den djupa integrationen av 'styv struktur-anpassning + material- och processanpassning + precisions stängd-reglering'.
EN
