Trong lĩnh vực hóa dầu và vận tải dầu khí, mặt bích là thành phần kết nối cốt lõi của hệ thống đường ống. Độ phẳng của bề mặt bịt kín, vị trí lỗ bu lông và độ ổn định của quá trình gia công vật liệu quyết định trực tiếp đến sự an toàn của hoạt động đường ống (đối với các sự cố lớn như nổ và ô nhiễm môi trường do rò rỉ mặt bích trong đường ống dầu khí, tiêu chuẩn quốc gia yêu cầu độ phẳng của bề mặt bịt kín mặt bích phải ≤ 0,03mm/100mm và sai số chỉ số lỗ bu lông phải ≤ ± 5′). Một nhà sản xuất thiết bị hóa dầu hàng đầu trong nước đã từng gặp phải tình trạng tắc nghẽn trong quá trình gia công mặt bích: đối với mặt bích DN400-DN1200mm (vật liệu bao gồm thép cacbon Q345R, thép không gỉ 316L, hợp kim 12Cr1MoVG), quá trình gia công truyền thống đòi hỏi ba quy trình: "tiện thô tiện ngang → tiện chính xác tiện đứng bề mặt bịt kín → khoan lỗ bu lông bằng máy khoan cần trục", với một chu kỳ gia công duy nhất lên đến 45 phút; Do kẹp nhiều lần, độ đồng trục giữa lỗ bên trong mặt bích và bề mặt bịt kín thường vượt quá 0,08mm và sai số phẳng của bề mặt bịt kín đạt 0,06-0,09mm, dẫn đến tỷ lệ rò rỉ thử nghiệm áp suất đường ống là 8%; Đồng thời, mặt bích bằng thép không gỉ dễ bị cứng khi làm việc trong quá trình cắt tốc độ cao, với độ nhám bề mặt vượt quá Ra1,6 μm, đòi hỏi các quy trình đánh bóng bổ sung và làm tăng chi phí nhân công của một mặt bích đơn thêm 18 nhân dân tệ.
Địa điểm xử lý
Để khắc phục tình trạng khó xử này, công ty đã giới thiệu máy tiện đứng CNC Zhongjie Friendship Machine Tool VTC100A và xây dựng hệ thống chuyên dụng xử lý mặt bích với tính năng "kẹp một lần, hoàn tất toàn bộ quy trình". Thiết bị sử dụng thân máy đúc bằng gang nguyên khối có thành dày (độ dày thành lên đến 80mm), đã trải qua xử lý làm giảm ứng suất kép bằng phương pháp lão hóa rung và lão hóa tự nhiên. Kết hợp với thiết kế bàn trượt ngang chịu tải nặng, độ cứng được tối ưu hóa thông qua phân tích phần tử hữu hạn. Độ cứng khi cắt theo hướng kính đạt 32kN/mm, có thể ổn định chịu được lực cắt hướng kính 22kN trong quá trình gia công mặt bích hợp kim; Được trang bị hệ thống CNC Siemens 828D Advanced và điều khiển vòng kín hoàn toàn bằng thước đo quang (độ phân giải 0,1 μm), thiết bị đạt được độ chính xác định vị ±0,002mm và độ lặp lại chính xác định vị ±0,001mm, đáp ứng chính xác yêu cầu độ phẳng bề mặt kín của mặt bích là ±0,02mm. Đối với các đặc tính vật liệu khác nhau, thiết bị được trang bị hệ thống làm mát trục kép: làm mát bằng nhũ tương được sử dụng khi gia công thép cacbon (hiệu suất làm mát ≥95%), và chuyển sang làm mát bằng sương dầu khi gia công thép không gỉ (đường kính giọt từ 5-10 μm), kết hợp với dụng cụ cắt hợp kim cứng hạt siêu mịn (dụng cụ phủ TiAlN, hàm lượng WC Co 92% dùng để gia công thép không gỉ), hiệu quả kìm hãm hiện tượng tôi cứng do biến dạng và hiện tượng bám vụn phoi, đảm bảo độ nhám bề mặt ổn định.
Về mặt đổi mới công nghệ, thiết bị đã đạt được bước đột phá kép về "tích hợp quy trình + thích ứng vật liệu" trong gia công mặt bích: tích hợp mâm cặp ba chấu Φ 32mm (lực kẹp 120kN, phù hợp yêu cầu kẹp mặt bích DN750-DN1000mm), turret servo 24 trạm (thời gian đổi dao 1,5 giây) và bàn chia độ CNC (độ chính xác chia độ ± 3′), có thể hoàn thành việc gia công lỗ trong mặt bích (dung sai H8), đường kính ngoài (dung sai IT7), bề mặt làm kín (mặt chấu rãnh/mặt lồi lõm, độ phẳng ≤ 0,03mm) và 8-24 lỗ bulông (dung sai đường kính lỗ H9, sai số chia độ ≤ ±4′) trong một lần gá. Đối với gia công chính xác bề mặt làm kín, chúng tôi sáng tạo áp dụng "quy trình gia công chính xác nội suy xoắn ốc". Thông qua thu thập dữ liệu bề mặt và bù trừ tại 500 điểm mỗi vòng, độ phẳng của bề mặt làm kín được kiểm soát ổn định ở mức 0,02mm/100mm; Trước đặc tính độ bền cao ở nhiệt độ cao của mặt bích hợp kim (12Cr1MoVG), thiết bị được trang bị cơ sở dữ liệu vật liệu và quy trình tích hợp sẵn, tự động lựa chọn thông số cắt (tốc độ trục chính 800-1200 vòng/phút, tốc độ tiến dao 60-100mm/phút) để tránh gãy dao; Đối với việc thay đổi nhiều loại mặt bích khác nhau, thiết bị hỗ trợ điều chỉnh thông số quy trình một cú nhấp chuột (có sẵn 30 mẫu gia công mặt bích), giảm thời gian thay đổi từ 2 giờ truyền thống xuống còn 18 phút.
Kẹp bích
Kết quả triển khai hoàn toàn tuân thủ các tiêu chuẩn nghiêm ngặt của ngành hóa dầu: chu kỳ gia công đơn đã được rút ngắn từ 45 phút xuống còn 32 phút, năng lực sản xuất hàng ngày tăng từ 150 bộ lên 260 bộ; độ đồng trục giữa lỗ trong mặt bích và bề mặt kín được kiểm soát ổn định ở mức ≤ 0,04 mm, độ phẳng của bề mặt kín đạt ≤ 0,03 mm, độ nhám bề mặt đạt Ra0,8 μm, sai số định vị lỗ bulông ≤ ±3,5′, hoàn toàn đáp ứng yêu cầu theo tiêu chuẩn GB/T 9113.1-2022 "Mặt bích ống thép liền khối" và ASME B16.5 "Mặt bích ống và phụ kiện mặt bích"; tỷ lệ rò rỉ trong thử áp lực đường ống đã giảm từ 8% xuống còn 0,5%, chi phí chế tạo mỗi mặt bích giảm 15 nhân dân tệ sau khi loại bỏ công đoạn đánh bóng; đối với mặt bích bằng thép không gỉ 316L, tuổi thọ dụng cụ tăng thêm 40% nhờ làm mát sương dầu và tối ưu hóa thông số; module chẩn đoán thông minh được trang bị trên thiết bị có thể giám sát tải trục chính (độ chính xác ±0,5%) và nhiệt độ cắt (độ phân giải 0,1 ℃) theo thời gian thực, kết hợp với thuật toán dự đoán mài mòn dụng cụ, tỷ lệ sử dụng tổng hợp của thiết bị đã tăng từ 80% lên 94%, thời gian ngừng hoạt động hàng năm giảm 380 giờ.
CK5263 đã hoàn toàn giải quyết vấn đề kép về 'an toàn kín khít và hiệu quả gia công' đối với các mặt bích. Giám đốc sản xuất của công ty phát biểu: 'Hiện nay, các mặt bích của chúng tôi không chỉ vượt qua bài kiểm tra nghiêm ngặt của Trung tâm Giám sát và Kiểm tra Chất lượng Ống Dầu khí Quốc gia, mà còn đáp ứng các yêu cầu tối đa đối với mặt bích áp lực cao (PN40) trong các dự án lớn như Tuyến ống Dẫn Khí Tây Đông 3, từ đó tạo ra rào cản kỹ thuật cho đối thủ cạnh tranh trong lĩnh vực thiết bị hóa dầu.'. Trường hợp này khẳng định rằng máy tiện đứng CNC đã trở thành thiết bị cốt lõi trong lĩnh vực sản xuất mặt bích thiết bị hóa dầu, giúp phá vỡ điểm nghẽn về "độ chính xác an toàn và hiệu suất" thông qua sự tích hợp sâu giữa "cấu trúc cứng thích ứng + tùy chỉnh vật liệu và quy trình + điều khiển vòng kín độ chính xác".
EN
