Многослойных сильфонов

На Уралхиммаше работает технологическая линия для изготовления многослойных рулонированных обечаек диаметром до 5 м. Линия состоит из разматывателя рулона, подающих вальцов пра-

4) рулонированные сосуды высокого давления имеют корпус из одной или нескольких многослойных рулонированных обечаек, сваренных между собой и с элементами корпуса кольцевыми швами. Сама многослойная рулонирован-ная обечайка имеет внутри центральную обечайку, вокруг которой по спирали Архимеда наматывается рулонная полоса, закрепляемая в конце сваркой по кривой линии /6/.

4) рулонированные сосуды высокого давления имеют корпус из одной или нескольких многослойных рулонированных обечаек, сваренных между собой и с элементами корпуса кольцевыми швами. Сама многослойная рулонирован-ная обечайка имеет внутри центральную обечайку, вокруг которой по спирали Архимеда наматывается рулонная полоса, закрепляемая в конце сваркой по кривой линии /6/.

В химическом и нефтяном машиностроении рентгеновские аппараты и гамма-дефектоскопы используют для контроля качества стальных изделий с толщиной стенки до 80 мм. Однако в последнее время наблюдается тенденция роста толщин стенок оборудования. Например, создание крупногабаритных аппаратов высокого давления с внутренним диаметром до 4—5 м при толщине стенки до 400 мм и массой до 1000 т. Такие параметры превышают существующие технологические возможности изготовления сосудов методами ковки, гибки и штамповки из толстого листового проката [83]. В СССР разработан новый способ изготовления сварных многослойных рулонированных сосудов, защищенный авторским свидетельством и запатентованный в ряде стран.

83. Создание многослойных рулонированных сосудов высокого давления в СССР. — «Труды НИИхиммаша», 1973, вып. 63, с. 3—23. Авт. В. А. Курам-жин, В. М. Макаров, Б. Г. Зисельман и др.

В настоящее время накоплен значительный опыт производства и эксплуатации сварных многослойных рулонированных сосудов, который подтвердил правильность и эффективность выбранного направления в создании аппаратуры высокого давления вообще и крупногабаритной в частности. За последние пятнадцать лет химической и нефтеперерабатывающей промышленности, а также другим отраслям народного хозяйства поставлено свыше 250 сосудов высокого давления в рулонированном исполнении, в том числе такие аппараты как колонны синтеза аммиака для агрегатов мощностью 450 тыс. т/год — внутренним диаметром 2400 мм, на давление 32 МПа и температуру 300 °С (вес колонны 503 т), реактор гидрокрекинга нефти мощностью 1 млн. т/год (по перерабатываемому нефтепродукту) — внутренним диаметром 3000 мм, на давление 22 МПа и температуру 350 °С (вес в сборе 650 т). На сегодня это самые крупные сосуды, изготовленные на заводе. Технологические возможности специализированного производства рулонной аппаратуры еще не исчерпаны.

Испытания многослойных рулонированных сосудов показали^ что эти конструкции характеризуются повышенной деформационной способностью, прочность их выше или равна прочности однослойных сосудов, разрушение имеет безосколочный вязкий характер, а напряженное состояние — ряд особенностей, описанных в работе [4]. Анализ величин разрушающих давлений показывает, что действительные запасы прочности, определенные как отношения давления разрушения к рабочему давлению, рассчитанному по действующей технической документации, во всех случаях превышают требуемую величину [2, 6]. Средняя кольцевая пластическая деформация наружной поверхности сосудов при разрушении составляет 4—6 %.

10. Курамжин А. В., Макаров В. М., Зисельман Б. Г. и др. Созданио многослойных рулонированных сосудов высокого давления в СССР.— Хим. машиностроение, 1973, вып. 63, с. 29—36.

25. Соколов Э. Г., Соловъяненко С. И., Хисматулин Е. Р., Батаногов Ф, А. Изыскание способов наплавки торцов многослойных рулонированных обечаек.— Рулонированные сосуды высокого давления, 1973, вып. 63, с. 32— 39.

Корпус реактора гидрокрекинга собирается из многослойных рулонированных обечаек и монолитных концевых частей — днища фланца и крышки. Многослойные обечайки изготавливаются из следующих материалов: центральная обечайка — из биметалла марки 20К + ОХ18Н10Т толщиной 24 мм; слои (рулонная лента) — сталь 12ХГНМ толщиной 4 мм. Для концевых частей корпуса применена сталь 22ХЗМ. Многослойные обечайки свариваются между собой с днищем и фланцем кольцевыми швами. Таким образом, при изготовлении корпуса реактора имеется два типа кольцевых сварных соединений: многослойных рулонированных обечаек с монолитными концевыми частицами и обечаек между собой.

В МНОГОСЛОЙНЫХ РУЛОНИРОВАННЫХ КОРПУСАХ

а — толщина гофры; Т — а — впадина гофры; t — толщина стенки; п — число гофр; и — число слоев (для многослойных сильфонов); d6 — диаметр цилиндрического бортика; h — высота бортика; гн, гд — радиусы (наружный

Для получения многослойной оболочки отдельные трубки вставляются одна в другую при помощи легких ударов пуансона по дну вставляемой трубки. Оптимальная величина зазора между трубками составляет 0,06—0,15 мм в зависимости от диаметра трубок. Перед сборкой все трубки тщательно промываются спиртом или авиационным бензином и хорошо просушиваются. Собранная таким образом многослойная трубка разрезается на заготовки длиной, равной развернутой длине изготовляемого сильфона. Размеры трубок, из которых составляется оболочка наиболее часто применяемых многослойных сильфонов, даны в табл. 11. В зависимости от конструкции последнего трубки идут или прямо на формование сильфона, или на операцию накатки кольцевых канавок и приварку концевой арматуры.

Размеры указанных концевых деталей нормализованы для всех типоразмеров сильфонов, выпускаемых для трубопроводной арматуры. Необходимость концевой арматуры для многослойных сильфонов вызвана следующими соображениями:

Однако возможно изготовление и выпуск многослойных сильфонов без концевой арматуры для использования в условиях нормальной температуры.

Для сильфонов, предназначенных для работы в тяжелых условиях (коррозионные среды, высокие давления и др.), устанавливаются дополнительные испытания. Так, на отдельных технологических операциях проводят коррозионные испытания материала трубок многослойных сильфонов из стали Х18Н10Т. Иногда такие сильсЬоны изготовляют из стали ОХ18Н10Т.

При работе сильфона под давлением какой-либо среды возникают дополнительные напряжения в его гофрированной оболочке, вызывающие деформацию гофров сильфона и изменение его характеристик. У многослойных сильфонов к указанным факторам добавляется трение слоев оболочки.

Фиг. 107. Изменение жесткости многослойных сильфонов при изменении давления.

Фиг. 108. Изменение линейного хода многослойных сильфонов при изменении давления.

какого-то определенного максимального для каждого типоразмера сильфона давления характеристика сильфона резко изменяется. Характеристики отдельных испытанных сильфонов отличаются друг от друга углом наклона прямой к оси абсцисс. Пользуясь представленными графиками, легко определить линейный ход и жесткость многослойных сильфонов при любом заданном рабочем внешнем давлении — от нуля до некоторого предельного для каждого сильфона давления.

Фиг. 117. Номограмма долговечности многослойных сильфонов.

Зависимость долговечности многослойных сильфонов от рабочего хода и давления графически выражена номограммой, представленной на фиг. 117.