9.3.Толстостенные сосуды

При изготовлении толстостенных сосудов (свыше 40мм) широ­ко используют электрошлаковую сварку, обеспечиваю­щую проплавление всего сечения за один проход. При этом продольные швы толстостенных обечаек в большин­стве случаев выполняют электрошлаковой сваркой, тогда как кольцевые швы часто выполняют многослойной свар­кой под флюсом. Разделка кромок при многослойной свар­ке показана на рис.82, а, б и 83, а, б.

Рис.82. Разделка кромок продольного стыка под многослойную сварку

Рис.83. Разделка кромок кольцевого стыка под многослойную сварку

На рис.84 и 85 даны примеры сосудов с толщиной стенки 100-150мм. Отдельные обечайки изготовляют из листа путем горячей вальцовки или гибки на прессах. В зависимости от раз­меров сосудов листовую заготовку гнут в нагретом состоя­нии вдоль длинной или вдоль короткой стороны листа. Первый прием является предпочтительным, так как позво­ляет уменьшить число более трудоемких кольцевых швов.

Рис.84. Барабан котла высокого давления

Рис.85. Толстостенный сосуд высокого давления

9.5.Многослойные сосуды

Конструкция и технология изготовления толстостенных сосудов, работающих под давлением, непрерывно совершенствуются. Получили распространение толстостенные сосуды: а — цельнокованые, б — кованосварные, в — штампосварные, г, д, е — многослойные (различные варианты), ж — однослойные, усиленные навивкой профи­лированных лент.

Многослойные конструкции имеют ряд важных пре­имуществ перед сосудами с монолитной стенкой. Главные из них: большая надежность в эксплуатации и отсутствие ограничений по увеличению толщины стенки и диаметра.

Для соединения многослойных обечаек друг с другом кольцевым швом торцы их обрабатывают по форме раз­делки кромок, как показано на рис.86,а. После этого на специальной установке (рис.87) на торцы наплав­ляют слой металла толщиной 15-20мм и вторично производят механическую обработку. Пример подготовлен­ного к сварке стыка многослойных обечаек показан на рис.86,б а стыка такой обечайки с монолитным фланцем или днищем — на рис.86,в.

Рис.86а,Подготовка кромок стыка многослойной обечайки б, Стык, подготовленный к сварке в, Стык многослойной обечайки с монолитным днищем.

Рис.87. Установка для наплавки торцов обечаек.

Сборка под сварку кольцевых стыков многослойных обечаек отличается повышенной трудоемкостью, что свя­зано с большой массой и малой жесткостью обечаек, приво­дящей к появлению эллипсности поперечного сечения под действием собственной массы. Поэтому многослойные обечайки собирают с применением мощных гидравличес­ких домкратов — распорок и технологических планок 1 (рис.88, а) большой жесткости, привариваемых угловы­ми швами больших сечений. Иногда вместо обычных сбо­рочных планок применяют технологические клинья 1 (рис.88,6), которые при сборке приваривают к наруж­ной стороне наплавленных торцов обечаек угловым швом. При выполнении первого прохода шва автоматической сваркой на роликовом стенде клинья удаляют кислород­ной резкой при подходе их к зоне сварки.

Рис.88. Сборка стыка многослойных обечаек с применением планок (а) или клиньев (б)

Изложенная технология производства многослойных сосудов из отдельных обечаек является основной, однако имеются и другие варианты. Технология, показанная на рис. 89, предусматривает изготовление сосуда последо­вательным наращиванием слоев и исключает сплошные кольцевые швы, проходящие через все сечение.

Рис.89. Технологическая последовательность (1-4) изготовления сосуда со смещенными сварными швами.

При изготовлении многослойных сосудов особую специфику имеет приварка патрубков и других деталей со сплошной стенкой. Иногда предлагается каждый слой со­суда приваривать к сплошной детали в отдельности (рис.90, а). Другая технология предусматривает выпол­нение предварительной наплавки металла на стенки сосуда и штуцера, X-образную подготовку кромок и последую­щую вварку штуцера в тело сосуда (рис.90, б).

Рис.90. Приварка штуцера к многослойной обечайке