Характеристики горючих газов

Наименование газа	Низшая теплотворная способ- ность при нормальных условиях в ккал/м3	Пример­ная тем- пература газо- кисло- родного пламени в °С	Пределы взрываемости		Коли­чество кисло­рода не- обходи- мое для сгорания 1 м3 газа в м3
			содержание в воздухе в %	содержание в кислороде в %
Ацетилен . .	12 600	3150	2,2—81	2,8—93	2,5
Бутан ....	27 500	2050	1,5—8,4	—	6,5
Водород . . .	2 400	2100	3,3—81,5	2,6—93,9	0,5
Коксовый газ	3500—4200	2000	7—21	—	0,9
Метан ....	8 000	2000	4,8—16,7	5,4—59,2	2,0
Нефтяные газы	9800—13 500	2300	3,5—16,3	—	2,5
Окись углерода	2 800	1900	11,4—77,5	15,5—93,9	0,5
Пропан . . .	20 600	2050	2,2—9,5	—	3,5
Природные газы	7500—7900	2000	4,8—14,0	—	2,0
Пары керосина	—	2300	1,4—5,5	—	1,5
					(на 1 кг)
Сланцевый газ	3000—3400	2000	—	—	0,8
Этан	14 000	2050	3,1 — 15,0	4,1—50,5	3,5

Кислород может быть доставлен на рабочее место либо по трубо­проводу, либо в баллонах. Давление кислорода в баллонах достигает 150 am, емкость б нм³. Вентили и редукторы для кислородных баллонов не должны иметь просаленных или промасленных деталей и прокладок.

В отличие от электродуговой, при газовой сварке расходуется большее количество тепловой энергии, что обеспечивает получение широкой зоны прогрева и сравнительно более медленное и равномер­ное охлаждение.

В процессе газовой сварки металлических деталей расплавленный металл соприкасается с кислородом воздуха и с газами, выходящими из сопла горелки, в результате чего в сварочной ванне могут происхо­дить химические реакции окисления и восстановления. Для предо­хранения металлов от окисления, а также для извлечения из них образующихся окислов и неметаллических включений в сварочную ванну во время сварки вводят специальные защитные вещества — флюсы. Флюсы подбирают таким образом, чтобы их температура плавления была ниже, чем у основного металла. Они должны хорошо растекаться по поверхности деталей, легко отделяться от металла в расплавленном состоянии, всплывая на поверхность в сварочной ванне, не должны оказывать вредного влияния на металл и не должны менять своих свойств под влиянием высокой температуры.

В табл. 41 приведены составы наиболее распространенных флюсов.

Таблица 41

Составы и область применения флюсов

Состав флюса	Область применения
Бура	Сварка деталей из стали, чугуна, меди и ее сплавов
Борная кислота Смесь борной кислоты с бурой Смесь, состоящая из 56% буры 22% карбоната калия 22% хлористого натрия	Сварка деталей из меди и ее сплавов
Смесь, состоящая из 25—30% хло­ристого натрия 30—55% хлористого калия 15—30% хлористого лития 8—10% фтористого лития 7—12% хлористого цинка	Сварка деталей из алюминия и его сплавов

Газовую сварку применяют главным образом для сварки тонко­стенных конструкций из малоуглеродистых или легированных ста­лей, а также для сварки цветных металлов, при которой расходуется большое количество тепловой энергии вследствие их высокой тепло­проводности.

Сварку проводят с введением в ванну расплавленного металла сварочной проволоки или путем оплавления специально отогнутых кромок деталей.

С успехом используют газовую сварку для соединения деталей из пластмасс: винипласта, полиэтилена и др. Различают два способа сварки: прутковый и беспрутковый. В отличие от сварки металлов сварочные

Фиг. 124. Схема сварки деталей из листовых термопластов-

/ — электрический воздухонагревательный пистолет; 2 — пруток; 3 — изделие; 4 — прижимные ролики.

прутки, применяемые при прутковой сварке пласт­масс, не расплавляются, а только размягчаются, сцепляясь с основным материалом и между собой в пластическом состоянии. Размягчение производится при температуре 200— 220" С с помощью электри­ческих или газовых горе­лок, в которые подается воздух (фиг. 124).

Принцип беспрутковой сварки основан на свойстве винипласта прессоваться в разогретом состоянии при определенном давлении. Этот способ позволяет сва­ривать листы значитель­ной толщины без приме­нения присадочного мате­риала.

Перед сваркой кромки листов срезают под углом 20°. Листы соединяют между собой, разогревают горелками и сдавливают, прокатывая между двумя прижимными роликами.

Скорость движения листа при прокатке регулируется в зависи­мости от толщины листа и степени разогрева.

Технология сварки. Основным типом сварных швов в емкостных аппаратах являются стыковые швы.

Сварку стыковых швов, как правило, производят после предва­рительных прихваток. Прихватками называют небольшие, длиной 40—70 мм, участки шва, которыми фиксируют взаимное расположе­ние деталей. Расстояние между прихватками при ручной сварке определяется длиной слоя, который можно наложить одним электро­дом.

При автоматической сварке расстояние между прихватками определяется возможностью создания равномерного зазора между кромками деталей на всей длине шва. Сечение шва прихваток не должно превышать 50% полного сечения шва.

При сборке элементов сосудов из материалов, чувствительных к термическому воздействию, следует делать прихватки по той же технологии, которая предусмотрена для образования осно­вного шва.

При сварке сосудов, работающих под давлением, наплавление прихваток и основного шва следует производить одному и тому же сварщику.

Сварку поперечных швов рекомендуется всегда проводить после сварки продольных. При сварке одного сосуда следует соблюдать однотипность и одноразмерность швов; это позволяет применять одни и те же режимы сварки.

Фиг. 125. Сварка кольцевых сты­ков на подкладочных кольцах.

Фиг. 126. Сварка продольного

шва обечайки с применением

флюсовой подушки.

Стыковые сварные швы могут быть односторонними или двусторонними. При односторонней сварке кольцевых швов часто воз­никает непровар корня шва. Во избежание непровара рекомендуется устанавливать подкладочные кольца (фиг. 125), которые могут быть вспомогательными, используемыми только во время сварки, или конструктивными элементами аппарата. Во втором случае подкладку прочно приваривают к внутренней поверхности сосуда. При электро­дуговой сварке черных металлов технологическую подкладку реко­мендуется изготовлять из латуни; для лучшего провара шва зазор между торцами деталей следует оставлять равным 3—4 мм.

В тех случаях, когда позволяет конструкция, целесообразно применять флюсовые подушки (фиг. 126).

Чтобы избежать непровары, где только возможно, рекомен­дуется выполнять двусторонние швы, обеспечивающие лучшее качество сварки.

Очень трудно выполнять двусторонние швы при сварке внутрен­них замыкающих кольцевых швов в сосудах, снабженных только одним люком. В этом случае рекомендуется использовать треногу, на которой крепится качающаяся автоматическая сварочная головка (фиг. 127). Все стойки такой треноги располагаются в одной плоскости и имеют длину, равную внутреннему радиусу сосуда, причем длину одной из них можно регулировать. Качающаяся автоматическая сварочная головка крепится на треноге цапфы, ось которой совпадает с центральной осью сосуда.

В процессе сварки качающаяся головка движется одновременно с поворотом обечайки па роликовом стенде, обеспечивая получение качественного шва.

После сварки треногу разбирают и вместе с качающейся головкой вынимают через люк.

При указанном способе отпадает необходимость присутствия внутри загазованного сосуда человека, так как все управление

сварочным генератором и роликовым стендом осуществляется дистанцион­но со специального щита.

Фиг. 127. Приспособление для свар­ки замыкающего кольцевого шва сосуда:

/ — люк; 2 — сварочный шланг;

3 — сварочная головка; 4 — подвижная

опора; 5 — неподвижная опора.

Сварка емкостей, работающих под давлением. При изготовлении емкост­ных аппаратов, работающих под дав­лением, допускается применение всех перечисленных выше промышленных методов сварки, однако сварку ука­занных аппаратов разрешается про­водить только сварщикам, сдавшим испытания в соответствии с «Прави­лами испытания электросварщиков и газосварщиков», утвержденными Госгортехнадзором.

По требованию Госгортехнадзора одновременно со сваркой отдельных деталей сосудов, работающих под дав­лением, должны изготовляться конт­рольные пластины. Контрольные пластины прихватывают к деталям таким образом, чтобы их шов был продолжением шва детали. Сварку пластины производят одновременно со сваркой детали. Если в изде­лии нет продольных швов, то контрольную пластину сваривают от­дельно, но при соблюдении всех условий сварки, при которых происходит изготовление самого изделия.

Все сварные швы должны иметь индивидуальное клеймо свар­щиков, выполнявших сварку.

Работы по сварке, как правило, должны производиться в поме­щениях при температуре не ниже 0° С.

Проковка и термическая обработка сварных швов. При проведе­нии сварочных работ в результате больших перепадов температур в материале сварных аппаратов возникают внутренние напряжения. Для снятия этих напряжений, а также в целях улучшения структуры и механических свойств сварных швов применяют проковку и тер­мическую обработку готовых изделий и их узлов. Проковку швов проводят с помощью эксцентриковых или пневматических молотков. Машины для проковки могут быть стационарными или переносными.

Снижение внутренних напряжений при проковке достигается за счет пластической деформации. Наибольший эффект дает проковка при сварке тонкостенной аппаратуры.

Проковку швов после сварки цветных металлов (меди, латуни) проводят для уменьшения пористости и создания лучшей плотности шва.

Проковка считается достаточной, если после ее проведения рас­стояние в 50 мм, измеренное поперек шва, не увеличивается более чем на 0,8 мм.

При избыточной проковке напряженное состояние может даже увеличиваться и могут появиться трещины.

Термическую обработку осуществляют двумя способами:

1. предварительная термическая обработка, заключающаяся в местном нагреве металла шва и околошовной зоны перед сваркой и медленном охлаждении свариваемых деталей;

2. последующая термическая обработка сварных изделий в печах.

Согласно правилам Госгортехнадзора РСФСР, обязательной термо­обработке в печах подлежат все сосуды, изготовляемые из углеро­дистой стали, если:

а) толщина стенки цилиндрической части или днища сосуда в месте сварного стыка более 35 мм;

б) толщина стенки цилиндрической части сосуда, изготовленного из листовой стали вальцовкой, превышает величину, вычисленную по формуле

где D_вн — внутренний диаметр сосуда в см.

Производят также термообработку днищ сосудов независимо от толщины стенки, если они изготовлены холодной или горячей штамповкой при температуре окончания штамповки ниже 700° С.

При изготовлении крупногабаритных сосудов допускается тер­мическая обработка по частям с последующей окончательной местной термообработкой соединительных швов, которую проводят в кольце­вой печи или специальными нагревательными устройствами.

При местной термообработке должны быть обеспечены равномер­ный нагрев и охлаждение всей длины шва и прилегающей к нему зоны основного металла на ширину, равную двум-трем величинам ширины шва в месте наибольшего его раскрытия.

Контроль качества сварных соединений. Качество сварных швов, помимо операционного контроля, контролируется следующими мето­дами:

а) внешним осмотром всех сварных соединений;

б) механическими испытаниями образцов, вырезанных из кон- трольных пластин или сварных соединений и изделий;

в) просвечиванием стыковых сварных соединений рентгеновскими или гамма-лучами;

г) металлографическими исследованиями, проводимыми на образ­ цах, вырезаемых из контрольных пластин или сварных соединений изделий;

д) засверливанием валиковых швов;

е) гидравлическим испытанием;

ж) пневматическим испытанием;

з) проверкой на межкристаллитную коррозию (при сварке сосу­дов, изготовляемых из легированных сталей аустенитного класса).

Технология изготовления емкостей, предназначенных для агрес­сивных сред. Наиболее надежными аппаратами, предназначенными для хранения и транспортировки сильно агрессивных сред, являются аппараты, оболочки которых изготовляют из двуслойного металла, например, из двуслойной стали типа IX18H9T — сталь Ст. 3. Тех­нология изготовления аппаратов из двуслойных сталей принци­пиально не отличается от технологии изготовления обычных емко­стей из листовых металлических материалов.

Трудность изготовления таких аппаратов заключается лишь в обеспечении хорошей свариваемости отдельных элементов и созда­нии герметичной плотности швов.

Свариваемость двуслойных металлов определяется в каждом отдельном случае экспериментально, при этом должны быть учтены как факторы термического влияния на поведение металлов, так и процессы перемешивания (разбавления) одного металла другим в сварочной ванне.

Характеристика химического состава соединяемых металлов в зависимости от режимов термической обработки определяется по данным испытания образцов. Предохранением от разбавления кис­лотостойкого слоя углеродистой сталью служит наложение раздели­тельного шва (фиг. 128) или специальная подготовка кромок дву­слойного проката (фиг. 129).

Фиг. 128. Схема подготовки кромок и сварка листо­вой двуслойной стали с созданием разделительного шва.

Разделительный шов обеспечивает лучшее предохранение от раз­бавления, но возникает склонность к трещинообразованию. При втором способе более сложной является подготовка кромок, но зна­чительно упрощаются сборочные и сварочные операции.

Для хранения соляной, серной, плавиковой и других кислот можно изготовлять аппараты из керамики или пластических масс, однако такие аппараты недостаточно прочны, а технология изготов­ления их очень сложна. Например, для создания жесткости неболь­шого аппарата из винипласта необходимо его армировать цельно металлическим кожухом

Фиг. 129. Схема подготовки кромок и сварка листо­вой двуслойной стали без разделительного шва.

и ли обвязывать металлическими лентами с обязательным заполнением зазора между металлом и винипластом уплотняющими веществами: расплавленной серой, кислотоупорным или гидравлическим цементом и т. п. В связи с этим в промышлен­ности для хранения и транспорти­ровки агрессивных жидкостей и газов применяют в основном металлические емкости, покрытые неметаллическими материалами с помощью эмалирова­ния, футеровки или обклейки резиной и пленками из пластических масс.

Фиг. 130. Резервуар для хранения жидких продуктов.

Изготовление крупногабаритных аппаратов. Технология изготовления крупногабаритных аппаратов имеет свои особенности. Несмотря на боль­шой диаметр многих колонн, башен и резервуаров, вследствие отсутствия внутреннего давления для них доста­точно прочным оказывается тонколи­стовой материал толщиной от 2 до 6 мм. Жесткость же конструкции обеспечивается установкой на аппа­ратах колец и ребер, изготовляемых, как правило, из профильного проката. На фиг. 130 показана характерная конструкция аппарата, не испытывающего в процессе эксплуатации внутреннего давления. Днища таких аппаратов изготовляют плоскими из листового материала. Крупногабаритные днища собирают из нескольких листов. При сборке отдельные листы раскладывают на стендах разделанными кромками вверх. Кромки листов тщательно подгоняют, скрепляют с помощью электромагнитов, скоб или прихватками и сваривают. Прихватку листов производят через каждые 200—300 мм. Рекомен­дуемая длина прихваток 20—30 мм.

Днища сваривают отдельными участками длиной 200—300 мм за один проход от центра шва к периферии обратноступенчатым методом, как указано на фиг. 131.

Вначале сваривают все поперечные швы, соединяющие листы в длинные полотнища, а затем производят сварку продольных стыков. Такой способ сварки уменьшает коробление.

Фиг. 131. Сварка крупногабаритных днищ (цифрами показан порядок сварки стыкуемых листов)

Для этой же цели реко­мендуется в процессе сборки прижимать листы к стеллажу, раскладывая вдоль швов мас­сивный груз.

Разметку и вырезку отвер­стий, а также приварку шту­церов, патрубков и отводов на днищах производят после сварки всех плоских элемен­тов. Последней операцией является приварка ребер жесткости.

Цилиндрические части крупногабаритных емкостей из тонколистового материала изготовляют путем последовательного соединения между собой отдельных обечаек, изготовленных без кольцевых стыков и имеющих высоту, равную ширине используемого листа. Сборку и сварку отдельных обечаек рекомендуется производить на приспособлениях, не допу­скающих появления овальности и позволяющих выдерживать оди­наковые размеры всех обечаек по диаметру.

Обечайки друг с другом соединяют с помощью колец жест­кости.

Для сборки и сварки очень крупных обечаек (диаметром до 7— 9 м) используют шаблоны-барабаны. Шаблоны-барабаны изгото­вляют в виде двух решетчатых цилиндрических ферм, соединенных между собой связями. Центральная ось барабана опирается цапфами на опоры стенда. На наружной поверхности барабана размещены брусья, укрепленные на раздвижных винтовых устройствах. Эти устройства предназначены для радиального перемещения брусьев с целью использования барабана для сборки обечаек различных диа­метров. Вращение барабана осуществляется от электромотора или электролебедки.

В процессе сборки на барабан подают отдельные свальцованные листы, которые укрепляют на нем и прихватывают между собой. Для выдержки в стыках заданного зазора между листами закладывают пластинки-фиксаторы, имеющие толщину, равную величине зазора. Последний замыкающий стык обечайки прихватывают только после тщательной проверки длины окружности. На одном барабане могут быть собраны и состыкованы одновременно несколько обечаек.

Сварку как наружных, так и внутренних швов производят в ниж­нем положении. Вначале сваривают все продольные швы, а затем кольцевые. Каждый стык заваривают полностью и только после этого переходят к следующему. По окончании сварки обечаек произ­водят приварку ребер жесткости и приспособлений для подъема готовых обечаек.

Ребра жесткости приваривают прерывистым швом в шахматном порядке с обеих сторон. Рекомендуемая длина отдельных участков шва 100 мм с такой же величиной шага.

При снятии обечаек с барабана следует иметь в виду, что они весьма эластичны и легко деформируются при транспортировке и монтаже. Чтобы предохранить обечайки от повреждения, в них вставляют распорные каркасы, которые вынимают только после окончательной установки частей аппарата на монтажной площадке.

На заводах изготовляют отдельные детали или секции крупно­габаритных аппаратов. Последующую их сборку и сварку произво­дят на месте монтажа.

Изготовление сварных листовых конструкций способом сворачи­вания. В ряде случаев удобнее и экономичнее собирать аппараты не из отдельных секций, а из полных заготовок обечаек, днищ и кры­шек, свернутых в рулоны. Такой рулон занимает значительно меньше места, чем комплект секций. Так, например, вся цилиндрическая часть резервуара емкостью 700 м³ может быть свернута в рулон диаметром 1,5 м и высотой 9 м, а рулон для резервуара емко­стью 5000 м³ имеет диаметр 3 м и длину 12 м при габаритных разме­рах готового аппарата —высота 12 м, диаметр 23 м.

Для производства рулонных заготовок сооружают специальные столы-стенды, на которых можно размещать полную развертку обечаек и днищ. Такой стенд представляет собой двухэтажную раз­борную металлическую конструкцию. По краям стенда устанавливают барабаны, один из которых имеет диаметр, равный расстоянию между этажами; он предназначен для передачи заготовок с одного этажа на другой, а второй предназначен для свертывания готовых рулонов.

Стыковку и сварку полотнищ из отдельных предварительно пра­вленых и обрезанных листов производят на втором этаже. Листы соединяют с помощью электромагнитов, которые укреплены на пере­движных тележках, расположенных под листами. В тех случаях, когда необходимо сваривать немагнитные материалы, удержание листов производят через специальные накладки из углеродистой стали.

Сваренные с одной стороны полотнища при помощи троса и лебедки через направляющий барабан передают на первый этаж, где произ­водят подварку швов с другой стороны и окончательную правку. Готовые полотнища свертывают в рулоны.

Аналогичным способом изготовляют днища и крышки.

Окончательную сборку таких резервуаров производят на монтаж­ной площадке при помощи тракторов и подъемных кранов.

Вначале укладывают днище, которое обычно находится в руло­нах в виде двух половинок. После освобождения закреплений поло­вина днища сама под действием упругости развертывается на пло­скости. Задача монтажников только регулировать процесс, охватив рулон петлей из троса, прикрепленного к гусеничному трактору. Затем на днище устанавливают вертикально рулонную заготовку обечайки. Подъем рулона рекомендуется производить методом падаю­щей стрелы. Разворачивание обечайки производят протаскиванием вертикально поставленного рулона по краю днища, при этом он вращается вокруг оси. Одновременно с разворачиванием производят приварку нижнего торца к днищу.

Изготовление аппаратов высокого давления. На химических предприятиях производят процессы при давлениях до 1000 am. К таким процессам относятся, например, синтез аммиака и метанола, гидрогенезация угля и тяжелых углеводородов, гидратация этилена и пропилена.

Для проведения указанных процессов применяют автоклавы, колонны и теплообменную аппаратуру, которые изготовляют спе­цифическими способами.

Корпуса аппаратов высокого давления могут быть изготовлены:

а) ковкой;

б) штамповкой с последующей электрошлаковой сваркой;

в) сборкой из нескольких частей с запрессовкой или навивкой. Кованые сосуды. Цельнокованые сосуды (баллоны) представляют

собой цилиндры с обжатыми днищами, изготовленные из одного слитка металла. Ковку стальных сосудов производят на мощных гидравлических прессах при температуре слитка, близкой к темпе­ратуре плавления, за несколько приемов. При первом нагреве произ­водят округление слитка и обрубку концов. Затем слиток снова нагревают и подают под пресс для прошивки отверстия. При про­шивке наблюдают за тем, чтобы прошивень (инструмент для про­бивки отверстия) не отошел от центра. Следующим приемом, произ­водимым также после нагрева, является вытяжка кольцевой заго­товки на оправках для получения цилиндра необходимой длины. Далее производят механическую обработку, а после механической обработки — обжатие днищ. Обжатие производят под прессом в спе­циальных разъемных штампах-бойках. Для обжатия каждый конец барабана нагревают до пластического состояния. Во избежание получения складок и гофр обжатие производят последовательно

в двух-трех штампах, имеющих переходные формы. Производство кованых сосудов очень сложное и требует больших затрат. Доста­точно указать, что для проведения ковки котлов средней производи­тельности необходимы прессы мощностью 8000—10 000 т.

Сосуды высокого давления можно изготовлять совмещенными способами ковки и прокатки на специальных радиально-вальцовочных станах. Этот способ заключается в том, что стенка нагретой заготовки, откованной из слитка с предварительно оформленным отверстием, раскатывается несколькими парами радиально распо­ложенных роликов. Вследствие того что ролики расположены по спи­рали или под небольшим углом к оси заготовки, одновременно с раскаткой осуществляют вытяжку заготовки до необходимого диаметра сосуда и требуемой толщины стенки. Прокатку заготовки производят в горячем состоянии. Радиально-вальцовочные станы делают с реверсивным ходом, позволяющим производить много­кратную прокатку заготовки без снятия ее со станка.

Ковано-сварные сосуды отличаются от кованых только тем, что их изготовляют из двух или нескольких частей одним из указанных выше способов, а затем сваривают по кольцевым швам.

Штампованные сосуды. Штампованные сосуды изготовляют из двух полуобечаек. Полуобечайки с незначительной высотой цилиндрической части можно вальцевать на специальных мощных вальцовочных станках, однако после вальцовки всегда приходится проводить калибровку незавальцованных концов, что для листов большой толщины делать чрезвычайно трудно. Прогрессивным спо­собом является горячая штамповка полуобечаек на мощных гидрав­лических прессах.

Технология штамповки таких полуобечаек состоит в следующем: сначала под прессом загибают один торцовый край полуцилиндра, затем лист пропускают через пресс и в нем загибается второй край; последующую штамповку производят участками от края к центру. Штамповка может быть горячей или холодной. Окончательную калибровку полуцилиндров производят только в холодном состоя­нии.

Способ штамповки позволяет изготовлять полуобечайки лю­бой длины и задача сводится лишь к проведению качественной сварки.

В настоящее время разработана и внедрена в производство электрошлаковая сварка сосудов с толщиной стенки 150—200 мм.

При электрошлаковой сварке между кромками деталей оставляют зазор, в который предварительно засыпают флюс. Для ограничения свариваемого пространства шов с обеих сторон закрывают охлаждае­мыми передвижными пластинками (фиг. 132). В зазор в зависимости от толщины деталей вводят одну или несколько электродных прово­лок. В первоначальный момент между электродами и изделием возникает электрическая дуга, которая расплавляет шлак. При температуре, близкой с температуре плавления материала, дуга гаснет, и ток начинает проходить через шлак, который, нагреваясь, в свою очередь расплавляет электроды и кромки изделия. Распла­вленный материал изделия и электродов собирается на дне шлако­вой ванны и при остывании образует шов высокого качества.

Электрошлаковую сварку продольных швов штампованных полу­цилиндров производят в вертикальном положении, что позволяет, применяя специальные сварочные машины, вести сварку одновре­менно с двух сторон. Для обеспечения хорошего про­вара шва между полуобечай­ками с помощью планок, скоб и гидравлических домкратов выдерживается равномерный зазор.

Сварку производят с авто­матическим регулированием скорости процесса по уровню металлической ванны.

Нормализация и совме­щенный с ней отпуск свар­ных соединений осуществ­ляют в газовых печах. Для предотвращения деформаций в процессе нагрева внутри сосуда создают давление до 3 am.

Восстановительный харак­тер газовой среды, вводимой внутрь сосуда, предохраняет внутреннюю поверхность от окисления.

Фиг. 132. Электрошлаковая сварка толсто­стенных изделий.

Окалина, образующаяся на наружной поверхности сосуда, очищается многопламенными ацетиленокислородными горелками. Внедрение электрошлаковой сварки в сочетании с освоением процесса штамповки полуобечаек на мощных прессах позволяет изготовлять крупногабаритные сосуды с практически неограничен­ной толщиной стенки.

Составные сосуды. Интересным способом изготовления прочных толстостенных обечаек является составление их из ряда труб с после­довательно увеличивающимися диаметрами. Перед сборкой внутрен­ние и внешние поверхности труб протачивают с допусками, обеспе­чивающими прессовую посадку. Сборка корпуса состоит в том, что трубы большего диаметра нагревают и последовательно насаживают на трубы меньшего диаметра. При остывании между трубами создается напряженное состояние, обеспечивающее целостность слоеной обе­чайки.

При другом способе труба, имеющая внутренний диаметр, равный внутреннему диаметру сосуда высокого давления, используется как опорный сердечник. На нее последовательно накладывают и приваривают полуобечайки. Во избежание диаметрально распо­ложенных швов, длины дуг полуобечаек делают неравными. Перед приваркой каждой пары полуобечаек их прижимают к ранее уста­новленным деталям при помощи стальных тросов, охватывающих сосуд одним витком. Тросы натягивают гидравлическими домкратами.

Количество тросов должно быть таким, чтобы между ними при натя­жении оставался зазор не более 300—400 мм.

Укрепленные таким образом полуобечайки сваривают между собой, одновременно скрепляя с лежащими ниже слоями. При сварке важно следить за тем, чтобы расстояние между сварными швами каждого последующего ряда было не менее 200 мм.

Фиг. 133. Схема изготовления корпуса высокого давления из профилированных

лент.

После приварки последнего слоя производят обработку торцов и приварку днищ или фланцев.

В последнее время получил распространение способ изготовления сосудов высокого давления из металлических профилированных лент. При этом способе из толстостенной трубы, внутренний диаметр которой равен внутреннему диаметру аппарата, отрезают сердеч­ник. На внешней поверхности сердечника протачивают спиральные канавки с размерами, равными ширине и высоте выступов на профи­лированной ленте, а к его торцам временно приваривают плоские крышки для закрепления в них технологического вала, а также для проведения гидравлического испытания сердечника.

Сердечник делается длинее расчетной длины корпуса на величину, равную двум-трем ширинам ленты, для того чтобы обеспечить необ­ходимый припуск для окончательной обработки сосуда.

Ленту на сердечник наматывают на крупных токарных станках с помощью специальных роликовых устройств (фиг. 133), обеспечивающих правильное направление ленты и ее равномерную укладку по слоям. Сердечник 4 на станке крепится с помощью вала 3. Ленту 7, предварительно приваренную одним концом к сердечнику, наматы­вают с натягом, который обеспечивается тем, что непосредственно перед намоткой ленту нагревают до температуры 600—800° С. Нагрев производят электрическим током, имеющим напряжение в 12—24 в и силу 4000—5000 а. Контактами для подвода и отвода электриче­ского тока служат направляющий / и прижимающий 2 ролики.

Для того чтобы выступы профилированной ленты точно совпадали с выемками на сердечнике или на ранее намотанном слое, направляю­щие валики передвигают вдоль сердечника по винтовым валам, которые приводятся в движение через шестеренчатую передачу б от коробки передач токарного станка. Навитый ряд ленты привари­вают на конце, а затем обдувают воздухом или охлаждают водой из форсунок 5. При остывании материал ленты сжимается, при этом между сердечником и слоями ленты создается напряженное состоя­ние. Таким способом может быть намотано необходимое количество слоев, которое обеспечит прочность стенки аппарата при заданном давлении.

Для соединения с днищами и крышками концы корпуса обрабаты­вают на цилиндр и на них в горячем состоянии насаживают фланце­вые бандажи. Торцы готового корпуса вместе с закрепленными на них выступающими концами лент и технологическими крышками отре­зают.

Последняя операция заключается в закреплении на бандажах фланцев, которые, так же как и бандажи, насаживают в горячем состоянии.

Применение для изготовления корпусов высокого давления метал­лических профилированных лент толщиной от 8 до 16 мм обеспечи­вает равномерное распределение напряжений по всей толщине материала корпуса. Напряжения, возникающие при намотке ленты, устраняют термической обработкой.