СВАРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Сосуды, работающие под давлением

При изготовлении сосудов приходится выполнять прямолиней­ные, кольцевые и круговые стыковые швы. В зависимости от тол­щины стенок приемы выполнения каждого из них имеют свои осо­бенности; разнообразна и применяемая оснастка.

Швы тонкостенных сосудов, как правило, выполняют в среде защитных газов. Сборку рекомендуется производить с по­мощью зажимных приспособлений — надежное прижатие свари­ваемых кромок к подкладке позволяет выполнять одностороннюю сварку в приспособлении без прихватки. При сборке и сварке пря­молинейных швов между листами и продольных швов обечаек рав­номерное и плотное прижатие кромок к подкладке осуществляется зажимными приспособлениями клавишного типа. Усилие прижа­тия обычно составляет 300—700 Н на 1 см длины шва и создается гидравлическим или пневматическим устройством (рис. 15.17). На верхнем основании жесткого каркаса закреплен ложемент 6 с под­кладкой 5. Прижим свариваемых кромок осуществляют раздельно для каждого листа через набор клавиш 3, укрепленных на бал­ках 1. Давление на клавиши передается пневмошлангами 2 и ре­гулируется редуктором. Установка и прижатие листов производят­ся в такой последовательности: поворотом эксцентрикового валика 7 из подкладки выдвигаются фиксаторы 4, после чего до упора в них (справа по рисунку) заводится листовая заготовка и зажи­мается подачей воздуха в шланг. Затем фиксаторы убираются и до упора в кромку заготовки устанавливается другая заготовка и зажимается подачей воздуха в шланг 2.

При сборке и сварке продольных стыков обечаек основание приспособления выполняют в виде консоли, прижимные балки 120

с клавишами закрепляют к ним одним концом жестко, а другим концом — посредством откидных болтов.

Продольные швы вызывают нарушение прямолинейности обра­зующих тонкостенных обечаек и уменьшение кривизны в зоне шва в поперечном сечении (рис. 15.18). Для исправления таких сва-

рочных деформаций широко используют прокатку роликами. При выполнении кольцевых стыков тонкостенных сосудов из материа­лов, мало чувствительных к концентрации напряжений, использу­ют остающиеся подкладные кольца, которые облегчают центровку кромок и их одностороннюю

сварку. Для ряда высоко - AlA

прочных материалов такой прием оказывается непри­емлемым. В этом случае кольцевые стыки собира-

Рис. 15.18. Характер деформаций обечайки от продольного шва

ют и сваривают на съемных подкладках разжимных колец. Однако надо учитывать, что из-за подогрева кромок впере­ди сварочной дуги они расширяются и отходят от под­кладного кольца в радиальном направлении, что может приво­дить к смещению кромок или образованию домика. В тонкостен­ных сосудах, работающих под давлением, смещение кромок в сты­ковом шве — опасный концентратор, и при изготовлении необхо­димо принимать меры по их предотвращению или устранению. Для прижатия кромок можно применять наружные стяжные ленты, од­нако их приходится располагать на некотором расстоянии от оси стыка и перемещения предотвращаются лишь частично. Более эф­фективно оказывается прижатие кромок к подкладкам роликом, перекатывающимся по поверхности стыка непосредственно перед

сварочной дугой. Прижим не дает возможности кромкам оторваться от поверхности подкладного кольца в месге образования сварного соеди­нения. Приспособление для прижатия кромок обечаек (рис. 15.19) закреплено на консоли сварочной головки. Прижимные ролики опирают­ся на обе свариваемые кром­ки, выравнивая их и прижи­мая к подкладному кольцу с помощью пружины.

Для сварки стыка обечаек можно использовать также схему, при которой стык вы­полняется изнутри обечайки. В этом случае зона кольцево­го шва охватывается жестким бандажом, вращающимся при сварке вместе с изделием, а сварка первого прохода выполняется изнутри обечайки. Напря­жения сжатия, возникающие в зоне нагрева, стремясь увеличить длину свободной кромки стыка, прижимают ее к наружному коль­цу бандажа.

Деформации от кольцевого шва для большинства материалов уменьшают диаметр обечайки. Такое сокращение зоны шва хоро­шо поддается исправлению прокаткой роликами. При сварке алю­миниевых сплавов диаметр обечайки в зоне кольцевого шва, вы­полненного на подкладном кольце, может оказаться не только не меньше, но даже больше первоначального размера. Рассмотрен­ный выше прием прижатия кромок к подкладному кольцу роликом, расположенным перед сварочной головкой (рис. 15.19), позволяет практически полностью предотвратить такое увеличение диаметра при сварке стыков обечаек из алюминиевых сплавов.

Особое внимание приходится уделять конструктивному оформ­лению и технологии выполнения замыкающего кольцевого шва со­суда. При наличии лазовых отверстий или патрубков значительно­го размера внутрь сосуда можно ввести разборное разжимное кольцо. В этом случае одностороннюю сварку замыкающего шва выполняют на съемной подкладке по обычной технологии. Задача усложняется, если размеры отверстий патрубков малы. Если оста­ющееся подкладное кольцо является слишком резким концентра­тором и его использовать нель­зя, то приходится осуществлять одностороннюю сварку на весу.

Соединение элементов арма­туры (фланцы, штуцера) со стенкой сосуда обычно дела­ют стыковым, допуская соеди­нение угловыми швами или рельефной сваркой только для материалов, мало чувствитель­ных к концентрации напря­жений. Стыковые круговые швы выполняют односторонней сваркой на подкладке с канавкой. Вид сборочно-сварочной оснастки и конструктивное оформление стыка определяются необходимостью плотного прижатия кромок к подкладке, предотвращения их перемещений в процессе сварки и устранения сварочных деформаций, приводящих к местному ис­кажению формы оболочки в зоне шва. В зависимости от формы поверхности стенки сосуда (сферической или цилиндрической), материала и толщины свариваемых элементов конструктивно-тех­нологические решения могут быть различными. Так, например, при вварке фланца в сферический сосуд из алюминиевого сплава АМгб целесообразно использовать соединение с буртиком, показанное на ркс. 15.20. Технологический буртик предназначен для передачи усилия прижатия фланца на оболочку, обеспечения их соосности и повышения жесткости кромки фланца. Наличие буртика позво­ляет упростить прижимное приспособление, так как усилие при­жатия прикладывается только к фланцу, и предотвратить смеще­ние кромок в процессе сварки, а также уменьшить местные иска­жения формы оболочки, возникающие в результате усадки круго­вого шва.

При небольших размерах сосуда или того элемента, в который вваривается деталь арматуры, сварку кругового шва целесообраз­но осуществлять неподвижной сварочной головкой при вращении приспособления с закрепленным свариваемым стыком. При ввар­ке арматуры в узел значительных размеров круговой шов более удобно выполнять сварочной головкой, перемещающейся по по­верхности элемента оболочки, закрепленного неподвижно.

В крупносерийном производстве тонкостенных сосудов (тор­мозные резервуары, пропановые баллоны) для выполнения сбо­рочно-сварочных операций применяют специальные полуавтомати­
ческие установки. В них для сборки и сварки продольного стыка обечайки необходимо выполнять следующие операции: приемку обечайки, ориентирование стыка, прижатие его к подкладке сим­метрично относительно формующей проплав канавки, выполнение шва, освобождение обечайки от зажатия и ее сброс.

Наиболее сложной для автоматизации операцией является ори­ентирование. Если эту операцию выполняет рабочий, то установка значительно упрощается и это является причиной отказа от при­менения полностью автоматизированных устройств.

На такой установке (рис. 15.21) сборочную и сварочную операции можно выполнять на разных позициях, связанных транспортирующим устройством, на­пример планшайбой 1 с шаговым поворотом, на которой закреплены консоль­ные балки 2, 6, 9, несущие сварочную подкладку. От обечаек, расположенных на наклонном накопителе 5, отсекателем 7 отделяется одна и окатывается на приемное место 10 тележки 8. При движении этой тележки обечайка надви­гается на консоль 6 планшайбы, находящейся в положении приема, опускается на нее, а тележка отходит в исходное положение. Оператор ориентирует одну из кромок вдоль оси канавки 12 подкладки и фиксирует ее вакуумными при­сосками 13, вторую кромку устанавливают 'впритык к первой. Сборочная опе­рация завершается установкой заходных планок (если это необходимо) и на­жатием кнопки, снимающей ограничение автоматического включения шагового поворота. Точная - установка стыка под сварочную головку обеспечивается ко­нусным фиксатором 4, который одновременно используется для поддержания конца консольной балки 2 при зажатии кромок обечайки клавишными прижи­мами 11 балки портала 3. Операция сварки в этом случае может осуществлять­ся без участия оператора. По ее окончании клавишные прижимы и фиксатор отходят и поворот планшайбы 1 (рис. 15.21,а) переносит сваренную обечайку на позицию съема, где она подхватывается приемным устройством тележки.

Другая полуавтоматическая установка, предназначенная для сборки и свар­ки обечайки тормозного баллона с днищами, работает на ЗИЛе. Отбортовка днища имеет конусную поверхность, что облегчает механизацию сборочной опе­рации. На рис. 15.22,а можно видеть расположение захватов, закрепленных на валу с шаговым поворотом на 90°. Ориентирование и подача обечайки и двух днищ на позицию I производится операторам, остальные операции выполняют­ся автоматически. Захваты 1 зажимают обечайку, а пневматические цилиндры с магнитными улавливателями 2 обеспечивают запрессовку днищ в обечайку

(рис. 15.22,6). Собранный сосуд подается на сварочную позицию II, где он осво­бождается от зажатия после того, как захватывается с торцов деталями вра­щателя 4 (рис. 15.22,в). Совмещение электродов сварочных головок 3 с плоско­стью вращения каждой ступеньки нахлесточного соединения осуществляется искателем, выключающим движение головки в осевом направлении в момент совпадения ее со ступенькой нахлестки. Сварку осуществляют за один оборот с некоторым заданным перекрытием. Окончание сварки служит сигналом для включения захвата 1, освобождения от вращателя 4 и совершения шагового поворота. Сброс сосуда достигается раскрытием захвата под действием силы тяжести на позиции III (рис. 15.22,а).

Для кольцевого стыкового соединения сборочная операция ус­ложняется. Центровка стыкуемых деталей может быть обеспечена подкладным кольцом, предварительно прихваченным к одной из деталей. В этом случае сборка осуществляется аналогично рас­смотренному предыдущему примеру. Иное решение требуется, когда подкладное кольцо по каким-либо соображениям неприем­лемо. Примером такого устройства может служить станок-автомат для сборки и сварки полых шарообразных поплавков, поддержи­вающих рыболовные сети. Смещение кромок и отсутствие полного проплавления не является браковочным признаком, если соблю­дается условие герметичности сварного шва. Это позволяет ис­пользовать наиболее простой и технологичный вариант соединения без подкладного кольца.

Командо аппарат 1 (рис. 15.23) задает программу рабочего цикла. Подача заготовок осуществляется по наклонному ложу, причем заготовки движутся попарно до неподвижного упора 8. Совмещение плоскости стыка с плоскостью расположения электрода, перпендикулярной оси вращения заготовок, осуществ­ляется с помощью шлифовального откидного ножа 7. Во время сборки изделия нож находится в верхнем положении — между центровыми бабками. Поданные в 'станок полусферы располагаются по обе стороны от ножа и плотно прижи­маются « нему штоками пневмобабок, сначала передней 2, а затем задней 5, и закрепляются пружинящими захватами 3. Шток задней бабки 5 фиксируется

колодочным тормозом 6. После этого передняя бабка смещается назад на 2 мм, освобождая зажатый нож, который отбрасывается в нижнее положение. Затем передняя бабка с защемленной в ней полусферой подается до плотного сопри­косновения со второй полусферой. Благодаря наличию тормоза и откидного ножа торец полусферы, защемленный в задней бабке, располагается точно в плоскости электрода сварочной головки 4 независимо от неточностей разме­ров самого изделия. По окончании сварки шар по наклонному желобу выкаты­вается наружу, по пути включая механизм загрузки.

Сосуды со стенками средней толщины (до.40 мм) из низ­коуглеродистых и низколегированных сталей изготовляют преиму­щественно с помощью автоматической сварки под флюсом. Сосу­ды, работающие в агрессивных средах, изготовляют из хромонике­левых и хромистых сталей, цветных металлов и их сплавов авто­матической сваркой под флюсом, а также аргонодуговой сваркой. В целях экономии дорогостоящих и дефицитных материалов часто применяют двухслойные листы.

Цилиндрические сосуды обычно собирают из нескольких обе­чаек и двух полусферических или эллиптических днищ. Обечайки вальцуют из одиночного листа или из сварной карты при распо­ложении швов вдоль образующей. Днища либо сваривают из от­дельных штампованных лепестков, либо штампуют целиком из ли­
ста или из сварной заготовки. Сборку и сварку цилиндрической части сосуда производят на роликовом стенде. Продольный стык обечайки собирают на прихватках с помощью простейших стяж­ных приспособлений. Сборка кольцевого стыка между обечайками является более трудоемкой операцией. Для ее механизации роли­ковый стенд можно оборудовать установленной на тележке 5 ско­бой 1 (рис. 15.24). Тележка передвигается вдоль стенда по рель­совому пути 7. Настройка скобы в вертикальной плоскости осуще­ствляется тягой 4. Последовательность операций при сборке в этом

случае такова. На роликовый стенд 6 краном подают две обечай­ки. Скобу продвигают так, чтобы опора 13 гидроцилиндра 10 оказалась в плоскости собираемого стыка, и закрепляют на пер­вой обечайке включением гидроцилиндра 11. После того как тор­цовый гидроцилиндр 2, придвигая вторую обечайку к первой, уста­новит требуемый зазор в стыке, гидроцилиндром 10 выравнивают кромки и ставят прихватку. Поворот собираемых обечаек на не­который угол для постановки других прихваток требует не только

отвода прижимов гидроцилиндров 10 и И, но и опор 12 и 13. По­

следнее осуществляется путем небольшого поворота скобы 1 во­круг оси 3 под действием штока поршня гидроцилиндра 10.

Шток 9 при движении вниз, встре­тив неподвижную регулируемую опору 8 поднимает цилиндр, пово­рачивая скобу 1.

Сварка продольных и кольцевых швов сосудов со средней толщиной стенки выполняется, как правило, с двух сторон. Выполнение первого слоя на весу требует тщательной сборки и ограничения размера за­зора по всей длине шва. Поэтому

роликовые стенды обычно оборудуют флюсовыми подушками, по­зволяющими производить сварку первого слоя шва без жесткого ограничения зазора в стыке. Флюсовая подушка для продольных швов представляет собой жесткий короб, закрепленный на тележке. Пневмоцилиндры поднимают короб до упора в изделие. Плотное прижатие флюса к стыку создается подачей сжатого воздуха я шланг. Поджатие флюса при сварке кольцевых швов может осуще­ствляться с помощью подушки ременного типа (рис. 15.25). Движе­ние ремня и подача флюса к месту горения дуги происходит вследст­вие сил трения. Другая конструкция флюсовой подушки для коль-

цевых швов представлена на рис. 15.26. При подаче воздуха в пневмоцилиндр 4 диск флюсовой подушки 2 поднимается до упо­ра в изделие, а сам цилиндр благодаря пружинной подвеске опу­скается и упирается траверсой 7 в рельсы, фиксируя положение тележки 1. При вращении изделие увлекает за собой диск 2 с ло­жементом 5 и, поворачивая его вокруг наклонной оси 3, прижи­мает резиновую камеру 6 с флюсом к стыку.

Первый слой выполняют изнутри обечайки, а второй сваривают снаружи по ранее уложенному первому с полным проплавлением всей толщины стенки. При толщине стенки сосуда более 25 мм автоматическая сварка под флюсом обычно выполняется в не­сколько слоев.

При серийном изготовлении сосудов днища часто выполняют штамповкой целиком, причем листовая заготовка может быть свар­ной. В мелкосерийном и индивидуальном производстве днища обычно собирают и сваривают из отдельных штампованных эле­ментов.

В некоторых случаях емкости имеют эллиптическую или оваль­ную форму поперечного сечения (бензовозы, автоцистерны для пе­ревозки молока и т. п.). При автоматической сварке под флюсом стыков обечаек с днищами вращение сосуда необходимо осуществ­ив лять так, чтобы скорость сварки была постоянной и в зоне дуги шов располагался горизонтально. Станок, схема которого показана на рис. 15.27, удовлетворяет этим требованиям. Копирный диск 8 имеет две беговые дорожки: наружную, по которой катится веду­щий ролик приводного механизма 4, и внутреннюю — для опорно­го холостого ролика 6. Под действием пружинящего упора 7 ко­пирный диск 8 оказывается зажатым между ведущим и опорным

роликами, а его крайние положения ограничиваются холостыми роликами 5. Наружная беговая дорожка копирного диска 8 пред­ставляет собой овал, как у изделия. Цистерна, предварительно со­бранная на прихватках, подается на станок тележкой по рельсам 3 и закрепляется в плавающей скобе 9 зажимным центрирующим приспособлением 2, жестко связанным с копирным диском. Вес изделия уравновешивается противовесом 1 с помощью подвижных рычагов 10. Наличие двух сварочных головок позволяет одновре­менно выполнять сварку обоих швов.

В серийном производстве сосудов используют поточные методы производства. Примером может служить изготовление железнодо­рожных цистерн на Ждановском заводе тяжелого машинострое­ния.

Цилиндрическую часть котла цистерны составляют из нескольких листов длиной 9280 мм. Листы с механически обработанными кромками раскладывают на сборочном стенде, а стыковые швы полотнища собирают на прихватках с постановкой заходных и выходных планок. Собранное полотнище приподни­мают системой роликов, передают на сварочный стенд и собранными стыками укладывают на флюсовые подушки. Кромки прижимают пневмоцилиндрами, рас­положенными на поперечных балках-порталах. Эти же балки служат направ­ляющими для сварочных головок, производящих одновременную сварку всех швов полотнища. После сварки с одной стороны кантователь переворачивает полотнище, а на второй сварочной установке одновременно сваривают все стыки с другой стороны. Далее полотнище рольгангом подают в гибочные вальцы,

где вальцуют вдоль швов в обечайку без предварительной подгибки кромок. После сборки и двусторонней сварки продольного стыка обечайку калибруют в гибочных вальцах, а затем устанавливают на роликовый конвейер, связываю­щий ряд рабочих мест. На каждом рабочем месте обечайка с помощью подъем­ных поперечных роликовых опор поднимается над роликами конвейера и может поворачиваться ими в соответствии с технологическим процессом. По завер­шении операции обечайка опускается на роликовый конвейер и перемещается им на следующее рабочее место.

На первой позиции производят подготовку обечайки под сборку с днищем: зачищают места прихватки технологических планок, вырезают и зачищают отверстия люков, сливного прибора и предохранительного клапана.

На втором рабочем месте осуществляют сборку обечайки со штампованны­ми днищами с помощью двух центраторов, оборудованных 26 радиальными пневмоцилиндрами (рис. 15.28). Внутрь цен­траторов обечайка заводится рольгангом. Дни­ща поступают на сборку после обрезки кро­мок. С помощью специального захвата днище в вертикальном положении краном подводят к обечайке, расположенной в центраторе, и первоначально закрепляют винтовыми торцо­выми прижимами. Затем посекционным вклю­чением радиальных пневмоцилиндров произ­водят выравнивание кромок кольцевого стыка и его прихватку.

Следующее рабочее место — стенз для одновременной сварки двух внутренних коль­цевых швов, оборудованный флюсоременными подушками. Изготовление цилиндрической •части котла завершается на стенде для свар­ки наружных швов.

При изготовлении толстостенных сосудов (свыше 40 мм) широко используют электрошлаковую сварку, обеспечива­ющую надежное проплавление всего сечения за один проход. Про­дольные швы толстостенных обечаек, как правило, выполняют электрошлаковой сваркой. В зависимости от размеров сосуда лис­товую заготовку гнут в нагретом состоянии вдоль длинной или вдоль короткой кромки листа. В первом случае обечайка получа­ется длинной и меньше число кольцевых швов в сосуде. Однако для сосудов большого диаметра длина короткой кромки листа мо­жет оказаться недостаточной, тогда обечайку составляют из двух корыт с двумя продольными швами. Во втором случае обечайка получается более короткой, но с одним продольным швом. Второй прием представляется менее целесообразным, так как кольцевые швы более трудоемки по сравнению с продольными. Обечайку с одним продольным швом можно получить вальцовкой. Лист по­сле обрезки нагревают до 1000—1050°С и вальцуют до замыкания стыка, оставляя недовальцованными плоские участки шириной 100—150 мм (рис. 15.29). После остывания обечайки стык закреп­ляют приваркой скоб 1 и тепловой резкой вырезают зазор 2 под электрошлаковую сварку.

Методом вальцовки трудно получить обечайки длиной более 3500 мм и толщиной стенок более 100 мм. Гибка на мощном прес* се таких ограничений не имеет, особенно если обечайка образуется из двух корыт. Сборку обечайки под электрошлаковую сварку в этом случае (рис. 15.30) выполняют с помощью скоб, постоянст - 9* 131
ва зазора в стыке достигают постановкой прокладок, удаляемых перед сваркой. После приварки выходных планок и кармана для наведения шлаковой ванны собранную под сварку обечайку уста­навливают вертикально. Если обечайка имеет два продольных

шва, их целесообразно выполнять одновременно двумя сварочными ап­паратами.

При сварке гнутых под прессом корыт обечайка получается достаточ­но правильной цилиндрической формы и последующая калибровка необяза­тельна. Напротив, обечайки, получае­мые вальцовкой, требуют,, как приви­ло, правки. Калибровку производят при температуре 1000—1050°С, и при охлаждении обечайки на воздухе она Рис. 15.30. Сборка обечайки с одновременно проходит процесс нор-

двумя продольными стыками мализации.

Кольцевые швы выполняют мно­

гослойными сваркой под флюсом или электрошлаковой сваркой в один проход. Полное проплавление при многослойной сварке обеспечивают укладкой в разделку нескольких подварочных сло­ев/с внешней стороны (рис. 15.31), зачисткой корня шва с по­мощью пневматического зубила или резака и наложением вну­треннего подварочного шва 2. После этого производят многослой­ное заполнение внешней разделки 3.

Сборка кольцевого шва под электрошлаковую сварку должна быть достаточно точной, так как местная депланация криволиней­ных кромок свыше 3 мм мо­жет привести к нарушению уплотнения и вытеканию шлаковой ванны. Поэтому перед сборкой обычно внеш­нюю и внутреннюю поверх­ности каждой из обечаек протачивают на ширину 70—100 мм от торца (рис.

15.32). Так же осуществля­ют подготовку стыка обе­чайки с днищем. Собирают стык с помощью планок, которые устанавливают «на ребро» поперек кольцевого шва и приваривают к поверхности обечаек. Если в ка­честве внутреннего формирующего устройства используют медные охлаждаемые подкладки, изогнутые по радиусу свариваемого из­делия, то внутри обечайки дополнительно устанавливают скобы временного крепления. Подкладки 1 (рис. 15.33) заводят в отвер­стия скоб 2 и закрепляют клиньями 3 или винтовыми прижимами.

Электрошлаковую сварку кольцевого шва начинают на вспо­могательной пластинке, вваренной в зазоре стыка (рис. 15.34,а).

После заварки примерно половины окружности стыка (рис.

15.34,6) сварщик резаком удаляет из зазора начало шва до пол­ного устранения непровара и придает торцу шва наклонный срез, облегчающий выполнение замыкания шва (замка) (рис. 15.34,б). Усадочную раковину либо выводят в специальный прилив в на­ружном ползуне или в медный кокиль, либо выплавляют и зава­ривают вручную.

Перспективной является однопроходная сварка толстостенных сосудов электронным лучом в вакууме. Экспериментально показа­но, что при использовании сварки горизонтальным лучом можно

выполнить продольные и кольцевые швы металла толщиной 250 мм и более при скорости сварки 2,5—5 м/ч. Однако для производст­венного применения этого перспективного метода еще требуется отработка ряда технологических вопросов, а также создание ва­куумных камер больших размеров.

По завершении сварки корпуса сосуда вырезку отверстий для вварных штуцеров производят или механическим путем, или те­пловой резкой. Особенно большой объем таких работ выполняется при изготовлении барабанов котлов и коллекторов. Чтобы сокра­тить подгоночные работы на монтаже при сборке коллекторов и

барабанов с блоками экранных труб, к точности установки штуце­ров предъявляют жесткие требования. Приварку большого числа штуцеров необходимо автоматизировать. Применяемые для этой цели специализированные автоматы и полуавтоматы обычно цен­трируются по верхней части ввариваемого штуцера.

Варианты конструктивного оформления соединений штуце­ров с оболочками большой тол­щины разнообразны. Наиболее целесообразны те, которые позво­ляют получить надежное про­плавление всей стенки штуцера, исключая возможность образо­вания и роста трещины от не - провара. Для этой цели мож­но использовать формующую подкладку, удаляемую после сварки (рис. 15.35). Другой ва­риант соединения показан на рис. 15.36. В оболочке 2 в центре установки трубчатого переходни­ка сверлят центровочное отвер­стие d, в которое вставляют заго­товку 1 переходника с разделкой кромок под сварку. После сварки просверливают отверстия диаме­тром/) (рис. 15.36,а). Окончатель­но соединение имеет вид, пока­занный на рис. 15.36,6. В нем присутствует концентрация напря­жений вследствие резких изменений сечения на внешней поверх­ности трубы и оболочки, но качество поверхности металла во внутренней полости хорошее.

При изготовлении барабанов котлов, сосудов высокого давле­ния и реакторов большое значение имеет термообработка. Полно­стью сваренный сосуд обычно подвергают высокому отпуску, одна­ко иногда требуется нормализация для улучшения структуры зоны шва. В этом случае возникает опасность, что при нагреве до высо­ких температур (900—1000°С) могут возникнуть деформации от собственного веса, искажающие форму сосуда. Предотвратить эти деформации можно предварительной герметизацией готового со­суда и созданием в нем избыточного внутреннего давления угле­кислого газа 0,2—0,3 МПа. Это не только сохраняет форму сосу­да, но и предотвращает образование окалины на его внутренней поверхности. Для термообработки обычно используют печи боль­шого размера. Если сосуд не может быть подвергнут термообработ­ке целиком из-за отсутствия печи требуемого размера или из-за необходимости выполнения монтажных стыков, то применяют ме­стную или общую термообработку с использованием индукцион­ных или иных нагревателей.

С ростом размеров сосудов и внутреннего давления требуемая толщина стенки достигает 200—400 мм. Наряду с технологически­ми трудностями изготовления столь толстостенных монолитных обечаек возрастает опасность их хрупкого разрушения. Поэтому такие сосуды изготовляют многослойными. Имеется три ос* новных метода получения обечаек многослойных сосудов. По пер­вому из них предварительно собирают и сваривают продольными швами обечайки разного диаметра с толщиной стенки 20—50 мм. После зачистки усиления швов и калибровки обечайки последова­тельно надевают одну на другую до получения требуемой суммар-

ной толщины. Для осуществления натяга между слоями насажи­ваемая обечайка перед посадкой нагревается до 600°С, что обес­печивает соприкосновение до 95% сопрягаемой поверхности. Вто­рой способ состоит в том, что на внутреннюю обечайку—трубу тол­щиной 10—40 мм — последовательно накладывают полуобечайки толщиной 5—8 мм, обтягивают с помощью гидравлических устройств и сваривают двумя продольными швами между собой. После зачистки швов последовательно накладывают следующие полуобечайки до нужной толщины. В технологическом отношении наиболее целесообразным является изготовление многослойных обечаек по третьему способу намоткой на основную обечайку тол­щиной 20—40 мм нескольких слоев рулонной стали толщиной 4— 8 мм, как показано на рис. 15.37. В зависимости от рабочей среды центральная обечайка может быть двухслойной или из коррозион­но-стойкой стали, а слои наружной части корпуса — из низколеги­рованной стали.

В настоящее время на Уралхиммаше работает технологическая линия для изготовления многослойных рулонированных обечаек диаметром до 5 м. Линия состоит из разматывателя рулона, пода­ющих вальцов правйльной машины, машины для обрезки и сварки концов полосы, отклоняющих валков и машины для намотки обе­чаек.

Торцы многослойной обечайки протачивают и на них наплав­ляют слой металла толщиной не менее 10 мм, который механиче­ски обрабатывают для получения требуемой формы разделки кро­мок (рис. 15.37). Кольцевые швы между обечайками, а также меж­ду обечайкой и днищем или фланцем выполняют многослойными. Кромки монолитных днищ и фланцев из сталей 22ХЗМ или 20Х2МА также подвергают предварительной наплавке с целью исключения необходимости термической обработки после сварки кольцевых швов. Сварочные напряжения в этих швах в значитель­ной степени снимаются при обязательном приемочном испытании готового сосуда в результате нагружения внутренним давлением, превышающим рабочее.