Petrokimya, petrol ve gaz taşımacılığı alanlarında flanşlar, boru hatları sistemlerinin temel bağlantı bileşenleridir. Sızdırmazlık yüzeyinin düzlemliği, cıvata deliklerinin konumu ve malzeme işleme kararlılığı doğrudan boru hattı işletmesinin güvenliğini belirler (petrol ve gaz boru hatlarında flanş sızıntısının neden olduğu patlama ve çevre kirliliği gibi büyük olaylarda, ulusal standart flanş sızdırmazlık yüzeyi düzlemliğinin ≤ 0,03 mm/100 mm ve cıvata deliği bölme hatasının ≤ ± 5′ olmasını gerektirir). Yerli önde gelen bir petrokimya ekipman üreticisi bir zamanlar flanş işlemede bir darboğaza ulaşmıştı: DN400-DN1200 mm'lik flanşlar için (malzemeler Q345R karbon çelik, 316L paslanmaz çelik, 12Cr1MoVG alaşımları içerir), geleneksel işlem üç aşamadan oluşur: "yatay torna kaba tornalama → dikey torna sızdırmazlık yüzeyini hassas tornalama → kol matkap makinesiyle cıvata delikleri delme", tek bir işlem süresi 45 dakikaya kadar çıkabilmektedir; çoklu bağlama nedeniyle flanş iç deliği ile sızdırmazlık yüzeyi arasındaki koaksiyellik genellikle 0,08 mm'yi aşmakta ve sızdırmazlık yüzeyinin düzlemlik hatası 0,06-0,09 mm'ye ulaşmaktadır, bu da boru hattı basınç testinde %8 oranında sızıntıya neden olmaktadır; Aynı zamanda paslanmaz çelik flanşlar yüksek hızlı kesim sırasında iş sertleşmesine eğilimlidir, yüzey pürüzlülüğü Ra1,6 μm'nin üzerine çıkmakta ve ek olarak parlatma işlemleri gerektirmekte, bu da tek bir flanşın işçilik maliyetini 18 yuan artırarak artırmaktadır.
İşleme Yeri
Bu ikilemi aşmak için şirket, Zhongjie Friendship Machine Tool VTC100A CNC dikey torna tezgahını tanıttı ve "tek bağlamayla ve tüm sürecin tamamlanması" ile flanş özel işleme sistemi kurdu. Ekipman, (duvar kalınlığı maksimum 80 mm'ye kadar) integral kalın cidarlı dökme demir gövdeye sahiptir ve titreşim yaşlanması ile doğal yaşlanmanın ikili gerilim giderme işleminden geçirilmiştir. Çapraz tabla ağır hizmet tasarımıyla birlikte sonlu eleman analizi ile rijitlik dağılımı optimize edilmiştir. Radyal kesme sertliği 32 kN/mm'ye ulaşır ve alaşımlı flanş kesilirken meydana gelen 22 kN'lık radyal kesme kuvvetini stabil bir şekilde karşılayabilir. Siemens 828D Advanced CNC sistemiyle donatılmıştır ve şerit ölçerle (çözünürlük 0,1 μm) tam kapalı döngülü kontrol sistemine sahiptir ve ±0,002 mm konumlandırma doğruluğu ile ±0,001 mm tekrarlanabilir konumlandırma doğruluğuna ulaşır ve flanş yüzeyinin düzlemsellik gereksinimi olan ±0,02 mm'yi hassas bir şekilde karşılar. Farklı malzeme özelliklerine göre ekipman iki kanallı bir iş mili soğutma sistemine sahiptir: karbon çeliği işlemek için emülsiyon soğutma kullanılır (soğutma verimliliği ≥ %95), paslanmaz çelik işlemek için ise yağ sis soğutmaya geçilir (damla çapı 5-10 μm), ayrıca ultra ince tane sert metal kesici uçlarla birlikte kullanılır (paslanmaz çelik işlemede WC Co içeriği %92 olan TiAlN kaplı kesici uçlar kullanılır), böylece iş sertleşmesi ve talaş birikintileri etkili bir şekilde bastırılır ve yüzey pürüzlülüğünün stabil kalması sağlanır.
Teknolojik yenilik açısından, ekipman flanş işlemede "süreç entegrasyonu+malzeme uyumu" konusunda çift yönlü bir atılım gerçekleştirmiştir: Φ 32 mm'lik üç ayaklı güç pens (120kN sıkma kuvveti, DN750-DN1000 mm flanş sıkma gereksinimlerine uygundur), 24 istasyonlu servo taret (takım değiştirme süresi 1,5 saniye) ve CNC indeksli disk (indeksleme hassasiyeti ± 3′) bir araya getirilerek, flanş iç deliklerinin (H8 tolerans), dış çemberlerin (IT7 tolerans), sızdırmazlık yüzeylerinin (tenon kanal yüzeyi/kabartma-yarıklı yüzey, düzlemsellik ≤ 0,03 mm) ve 8-24 adet cıvata deliğinin (delik çapı toleransı H9, indeksleme hatası ≤ ± 4′) tek seferde işlenmesi sağlanmıştır. Sızdırmazlık yüzeylerinin hassas işlenmesi için "spiralli interpolasyon hassas işleme süreci" yenilikçi bir şekilde benimsenmiştir. Her devirde 500 noktada yüzey verisi toplama ve kompanzasyon sayesinde sızdırmazlık yüzeyinin düzlemselliği 0,02 mm/100 mm'de kararlı bir şekilde kontrol edilmektedir. Alaşım flanşların (12Cr1MoVG) yüksek sıcaklık mukavemeti özelliklerine karşılık olarak, ekipmanın içinde malzeme ve süreç veritabanı yer almaktadır ve bu veritabanı otomatik olarak kesme parametreleri eşleştirir (mil hızı 800-1200 dev/dak, ilerleme hızı 60-100 mm/dak), böylece takım kırılmasının önüne geçilir. Çoklu spesifikasyondaki flanş değişimleri için ekipman, 30 adet flanş işleme şablonunun entegre edildiği bir sistemle işlem parametrelerinin tek tuşla ayarlanmasını destekler ve değişim süresini geleneksel 2 saatten 18 dakikaya düşürür.
Flanş kelepçeleme
Uygulama sonuçları petrokimya endüstrisinin katı standartlarına tamamen uymaktadır: Tek işlem döngüsü 45 dakikadan 32 dakikaya indirilmiştir ve günlük üretim kapasitesi 150 setten 260 sete çıkarılmıştır; Flanş iç deliği ile conta yüzeyi arasındaki koaksiyelite ≤ 0,04 mm'de kararlı bir şekilde kontrol edilmekte, conta yüzeyinin düzlemliği ≤ 0,03 mm, yüzey pürüzlülüğü Ra0,8 μm'ye ulaşmakta ve cıvata deliği bölme hatası ise ≤ ±3,5′ olarak kalmaktadır. Bu durum GB/T 9113.1-2022 "Bütünleşik Çelik Boru Flanşları" ve ASME B16.5 "Boru Flanşları ve Flanş Bağlantı Elemanları" standartlarının tüm gereksinimlerini karşılamaktadır; Boru hattı basınç testinde kaçak oranı %8'den %0,5'e düşürülmüş ve parlatma işlemi kaldırıldıktan sonra tek bir flanşın üretim maliyeti 15 yuan azaltılmıştır; 316L paslanmaz çelik flanşlar için yağ sis soğutma ve parametre optimizasyonu sayesinde kesici takım ömrü %40 oranında uzatılmıştır. Ekipmana entegre edilen akıllı teşhis modülü, mil yükünü (doğruluk ± %0,5) ve kesme sıcaklığını (çözünürlük 0,1 ℃) gerçek zamanlı olarak izleyebilmektedir. Kesici takım aşınma tahmin algoritması ile birlikte ekipmanın toplam kullanım oranı %80'den %94'e yükseltilmiş ve yıllık duruş süresi 380 saat azaltılmıştır.
CK5263, flanşlar için 'sızdırmazlık güvenliği ve işleme verimliliği' ikilemini tamamen çözülmüştür. Şirketin üretim direktörü şöyle dedi: 'Şimdi flanşlarımız Ulusal Petrol Boru Kalite Denetim ve Test Merkezi'nin katı testlerinden başarıyla geçmenin yanı sıra Batı Doğu Doğal Gaz Hattı 3 gibi büyük projelerdeki yüksek basınçlı flanşlar (PN40) için en üst düzey gereksinimleri de karşılamaktadır ve bu durum petrokimya ekipman alanında rakiplerimize karşı teknik bir bariyer oluşturmuştur.' Bu örnek, CNC dikey torna makinelerinin "sıkı yapı uyumu + malzeme ve süreç özelleştirme + hassas kapalı döngü kontrol"ün derin entegrasyonu aracılığıyla petrokimya ekipman flanş imalatında "güvenlik, doğruluk ve verimlilik" darboğazını aşmada çekirdek ekipman haline geldiğini doğrulamaktadır.
EN
