Изготовление сосудов высокого давления

Компания ООО «МВиФ» предлагает изготовление сосудов работающих под давлением PN10, PN16, PN25, PN40. Объём и форма сосудов выполняются по ТЗ заказчика. Сосуды сварены аргонодуговой сваркой из труб и штампованных деталей из нержавеющей стали AISI 304. За счёт применения стандартных комплектующих, сосуды имеют привлекательную цену и быстрый срок изготовления. Сосуды имеют маркировку, заводской номер, паспорт.
Предлагаем следующие типы сосудов работающих под давлением:
- Пробоотборные баллоны (цилиндры, сосуды) PN10, PN16, PN25, PN40 из нержавеющей стали одногорловые и двухгорловые. Дополнительная комплектация: установленный вентиль (сальниковый, сильфонный, мембранный), сифонная трубка, разрывная предохранительная мембрана, переносная ручка, защитный колпак, металлорукав.
- Ресиверы из нержавеющей стали PN10, PN16, PN25, PN40 одногорловые и двухгорловые. Дополнительная комплектация: установленные вентиль или кран, предохранительный клапан, манометр.
- Контейнер для транспортировки хранения и выдачи жидкости (Electropolished Stainless Steel Bubbler) PN10, PN16, PN25, PN40 из нержавеющей стали. Типовое применение – хранение и выдача металлоорганических соединений для эпитаксиальных процессов. Оборудуются сильфонными или мембранными клапанами с трубными фитингами или VCR соединениям. Дополнительные опции: электрохимполировка, защитное кольцо вокруг арматуры, исполнение из стали AISI 316.
- Реакторы для химического синтеза PN10, PN16, PN25, PN40, PN100, PN250, PN400, PN600. Возможные исполнения: любое количество портов, разборная или неразборная конструкция, герметичные зонды для термопар, внутренний теплообменник, термостат.
- Сепараторы фаз PN10, PN16, PN25, PN40, PN100, PN250, PN400, PN600 для отвода жидких и газообразных продуктов реакций
- Сепараторы фаз PN10, PN16 криогенные для отвода паров жидкого азота из криогенных из трубопроводов. Исполняются с изоляцией из теплоизоляционного материала или экранно-вакуумной изоляцией
![]() Ресивер 75л для подачи пищевой газовой смеси кислород / углекислый газ в упаковочные машины | ||||||||
![]() Пробоотборный баллон | ![]() Контейнер для хранения и выдачи металлоорганических соединений | |||||||
![]() Сепаратор сбора жидкости для установки на дренажный порт коалесцирующего фильтра; объём 500мл, 80бар (8,0МПа); краны слива конденсата и сброса давления; разборная конструкция на основе SAE фланцев; нержавеющая сталь | ![]() для жидких проб | |||||||
![]() Стенд для лабораторного каталитического синтеза ароматических углеводородов из метанола, этанола, метана; Содержит сосуды работающие под давлением ресивер, реактор получения диметилового или диэтилового эфира, реактор изомеризации эфиров до ароматических углеводородов, печи для подогрева смесителей и реакторов, теплообменники с водяным охлаждением, конденсаторы для сбора продуктов реакции | ||||||||
![]() Ресивер двугорловый объём 10л 4МПа (40бар), нержавеющая сталь AISI 304L | ||||||||
![]() Ресивер двугорловый объём 25л 3,5МПа (35бар), нержавеющая сталь AISI 304L | ||||||||
![]() | ||||||||
| ||||||||
![]() Сосуды объём 500мл и 1000мл, сварные, сталь AISI 304L. Укомплектованы сильфонными вентилями 1/2″ ZCR и заглушками на цепочке. Предназначены для работы с жидкими и газообразными веществами в вакуумируемых системах. Одногорловой сосуд СП-500-25-1хВР-СВ для испарения жидкости за счёт нагрева стенки сосуда (питание эпитаксиальной установки). Двугорловый сосуд СП-1000-25-2хВР-СВ,СФ30 для конденсации веществ из газовой фазы за счёт охлаждения стенки жидким азотом, один из ниппелей снабжён сифонной трубкой длиной 30% от верха сосуда |
Источник
Сосуды работающие под давлением – изготавливаются по чертежам и (или) техническому заданию заказчика в полном соответствии с “Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением”и техническим условиям, предназначены для работы в разных температурных условиях.”
Сосуды используются на химических, нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах, газовых промыслах и газобензиновых заводах, во многих отраслях промышленности для жидких и газовых сред.
Сосуды, работающие под давлением – это герметически закрытые емкости, используемые для химических, тепловых, технологических процессов, а также для хранения и транспортировки сжатых, сжиженных и растворенных
газов и жидкостей под давлением.
Для внутреннего осмотра, чистки, монтажа и демонтажа разборных внутренних устройств, ремонта сосуды, работающие под давлением, оборудуются необходимым количеством люков и смотровыми лючками.
Сосуды изготавливаются и без люков при наличии на сосудах штуцеров, фланцевых разъемов, съемных днищ или крышек, обеспечивающих возможность проведения внутреннего осмотра.
Сосуды и аппараты под давление оснащаются: запорной или запорно-регулирующей арматурой, приборами для измерения давления и температуры, предохранительными устройствами от повышения давления выше допустимого значения, указателями уровня жидкости или звуковыми, световыми и другими сигнализаторами и блокировками по уровню.
Завод изготавливает сосуды, работающие под давлением со съемными крышками или приварными крышками (на сосудах, изолированных на основе вакуума), однокамерные и многокамерные.
Сосуды, работающие под давлением изготавливаются с эллиптическими, полусферическими, торосферическими, сферическими неотбортованными, коническими отбортованными, коническими неотбортованными, плоскими отбортованными, плоскими неотбортованными, присоединяемые на болтах.
Для защиты сосуды под давлением покрываются различными высококачественными лакокрасочными материалами в зависимости от условий эксплуатации, категории размещения, хранения и других условий.
Завод “ЮВС” разрабатывает и производит сосуды, работающие под давлением, оборудование под давлением не более 16.0 МПа.
На заводе имеется отдел технического контроля, который ведет входной контроль материалов, пооперационный контроль и контроль продукции на выходе.
Для проверки на прочность, плотность и герметичность резервуаров, аппаратов предприятие производит пневматическое или гидравлическое испытание пробным давлением, а при наличии указаний в проекте цветную дефектоскопию.
Завод «ЮВС» имеет свою лабораторию по проведению радиографического контроля продукции, качество которой должно соответствовать требованиям Ростехнадзора РФ, в частности, контролю сварных швов оборудования АЭС.
Сосуды под давлением, аппараты изготавливаются из раличных марок сталей. Выбор конструкционных материалов, применяемых для производства сосудов, зависит от расчетного срока службы аппарата и расчетного давления, минимальной и максимальной температуры, характеристики среды и ее состава, температуры окружающего воздуха.
Все оборудование сертифицировано.
Вся поставляемая продукция соответствует требованиям Технического Регламента Таможенного Союза «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением» (ТР ТС 032/2013).
Сообщаем, что с 1 апреля 2013 года вводится в действие на территории РФ ГОСТ Р 52630-2012 “Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия” взамен ГОСТ Р 52630-2006.
Стандарт распространяется на стальные сварные сосуды и аппараты (далее – сосуды), работающие под давлением не более 21 МПа, вакуумом с остаточным давлением не ниже 665 Па (5 мм рт.ст.) или без давления (под налив) и при температуре стенки не ниже минус 70 °С, предназначенные для применения в технологических установках химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, нефтяной, газовой и других отраслях
промышленности.
ГОСТ Р 52630-2012 устанавливает основные технические требования к конструкции, материалам, изготовлению (до изготовлению), методам испытаний, приемке и поставке, реконструкции, ремонту, монтажу сосудов и аппаратов.
Источник
Наши специалисты ответят на любой интересующий вопрос по услуге
Изготовление сосудов под давлением в Москве реализуется согласно ГОСТ, ФНП и других документов, регламентирующим устройство и безопасную эксплуатацию сертифицированного оборудования этой категории. В нее входит обширный перечень трубопроводной арматуры, баллонов, цистерн и других видов герметичных конструкций, в числе которых котлы, ресиверы и пр.
Сосуды под давлением: условия производства
Изготовление сосудов под давлением (СПД) производится только из сертифицированного сырья или полуфабрикатов с применением лицензионных материалов для сварки при наличии соответствующих маркировок и сопроводительной документации. При этом соблюдаются следующие требования:
- Разметка заготовок выполняется без повреждения структуры рабочих поверхностей.
- При необходимости кернения метки ставятся один раз по оси разрезаемого шва.
- Все поверхности тщательно очищаются от брызг сварочного металла, заусенец и прочих загрязнений с удалением острых кромок.
- Выбранная технология изготовления сосудов, работающих под давлением, обеспечивает не только правильное положение соединяемых частей по отношению друг к другу, но и удобство реализации сварочных мероприятий в требуемом проектной документацией порядке.
- Отклонение размеров заготовок не превышает предельных значений, определенных ГОСТ.
- Перпендикулярность осей любых резьбовых отверстий и опорных поверхность не хуже норм, регламентированных 15 степенью точности.
Особенности изготовления СПД
Конструктивно резервуары, работающие под давлением, изготавливаются путем объединения с помощью сварки следующих частей:
- корпусов в пределах 1 тысячи мм с одним или двумя швами вдоль конструкции при допустимой погрешности размеров в пределах 0,3%;
- днищ, которые могут быть эллиптического, конического, плоского или полусферического типа с отклонением по габаритам в пределах 1,0%;
- фланцев, соединяемых встык, они могут быть изготовлены из бандажных, штампованных или поковочных заготовок.
Дополнительно к этому, производство сосудов под давлением предусматривает монтаж штуцеров, люков, уплотнительных колец, змеевиков, отводов, гнутых патрубков и других дополнительных устройств. Сварку и наплавку выполняют только аттестованные специалисты согласно требованиям ТУ и проектной документации в отдельных цехах, оборудованных отоплением.
Термическая обработка изделий, выполненных на основе углеродистых или низколегированных сортов стали, проводится в следующих случаях:
- сечение в месте сварки более 30 – 36 мм с учетом марки сплава;
- толщина стенок менее нормативов, указанных ГОСТ;
- изделие предназначено для работы со средами, способствующими коррозии, в числе которых кислоты, растворы натрия, аммиака и прочих веществ;
- днища или другие компоненты выполнены путем холодной штамповки или холодного фланжирования независимо от сечения стенок.
Чтобы бесплатно проконсультироваться и по низким тарифам заказать производство сосудов, работающих под давлением, звоните менеджеру компании «ГЛАПС» по тел. 8-800-550-8269
Полный цикл
Инженерная компания полного цикла
Станки
Собственный большой и современный станочный парк
Опыт работы
Многолетний опыт работы с крупными международными компаниями
Партии товара
Изготовление как мелких, так и крупных партий товара
Cертификаты
Сертификаты СРО, НАКС, ISO 9001
Источник
Рассчитать стоимость
Производство емкостей под давлением
Сосуды и аппараты стальные сварные, работающие под избыточным давлением выше 0,07 МПа (0,7 кгс/см2) применяются для хранения воды, нетоксичных и токсичных веществ, а также нефтепродуктов. Также данный тип сосудов используется в производственных процессах промышленных предприятий, в том числе как баки-аккумуляторы. Применение сосудов для транспортировки и хранения СУГ запрещено.
Корпус сосудов состоит из обечайки цилиндрической формы и эллиптических (либо торосферических) днищ. По типу конструкции сосуды и аппараты могут быть как горизонтального, так и вертикального исполнения. Максимальное рабочее давление сосудов, производимых нашим заводом, составляет 16 атм (1,6 МПа). При необходимости, снаружи и внутри сосудов устанавливаются дополнительные ребра жесткости. Наружная и внутренняя антикоррозионная обработка сосудов и аппаратов выполняется по требованию заказчика, в зависимости от хранимой в них среды.
Металлические аппараты изготавливаются в соответствии с требованиями ГОСТ 34347-2017 «Сосуды и аппараты стальные сварные. Общие технические условия», а также соответствуют требованиям технических условий ООО «КАЭМ» ТУ 25.29.11-004-18843704-2018.
Ниже представлены примеры сосудов и аппаратов, работающих под давлением, изготовленных нашим предприятием:
Расчетный срок службы сосудов и аппаратов стальных сварных составляет не менее 10 лет, при условии соблюдения потребителем комплекса мер по безопасной эксплуатации сосудов.
В таблице ниже указаны основные характеристики сосудов стальных сварных вертикального исполнения *.
Объем сосуда, м3 | 0,5 | 0,75 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 8,0 | 10 | 12 | 15 | 20 |
Внутренний диаметр сосуда, мм | 800 | 800 | 1000 | 1000 | 1200 | 1200 | 1200 | 1600 | 1600 | 2000 | 2000 | 2200 | 2200 | 2400 |
Высота сосуда с опорами, мм | 1620 | 2020 | 1830 | 2145 | 2330 | 2735 | 3185 | 2680 | 3125 | 3215 | 3800 | 3920 | 4710 | 5150 |
В таблице ниже указаны основные характеристики сосудов стальных сварных горизонтального исполнения *.
Объем сосуда, м3 | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 5,0 | 10 | 15 | 20 | 25 |
Внутренний диаметр сосуда, мм | 1000 | 1200 | 1200 | 1600 | 1800 | 1800 | 2200 | 2200 |
Длина корпуса, мм | 1460 | 1955 | 2820 | 2760 | 4585 | 6585 | 5450 | 6800 |
* Толщина стенки и масса сосудов рассчитывается в зависимости от рабочего давления в сосудах.
Также, при необходимости, мы готовы разработать рабочую документацию и изготовить металлические аппараты и сосуды нестандартного размера и объема.
Все выпускаемые нашим предприятием сосуды и аппараты стальные сварные имеют сертификат соответствия, декларацию о соответствии требованиям технического регламента таможенного союза ТР ТС 010/2011 «О безопасности машин и оборудования». К готовой продукции прилагается полный комплект заводской документации, включая проект конструкторской документации, сертификаты качества на применяемые материалы, заключения лаборатории.
Для получения консультации, запроса технико-коммерческого предложения на изготовление сосуда или аппарата стального сварного просим Вас направить заявку на наш электронный адрес: zakaz@caemz.ru или связаться с нашими специалистами по телефонам: +7 (800) 500-68-54; +7 (495) 979-01-66; +7 (49657) 7-07-55
Источник
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении сосудов, работающих под высоким давлением (от 100 кгс/см2 и выше). Способ изготовления металлических сосудов высокого давления из легированных сталей включает формирование диаметра (штамповку) корпуса из диска путем многократных вытяжек (сверток) с коэф. 0,6…0,75, формирование стенки глубокой вытяжкой, термохимическую обработку перед каждой операцией вытяжки, высокотемпературную закатку горловины, мехобработку и термообработку. Окончательное формирование длины и толщины стенок корпуса ведут в одну или две операции ротационной вытяжкой с суммарной степенью деформации 50…80%, используют комплексно-легированную сталь типа 12Х3ГНМФБА, а в материале сосуда формируют мелкодисперсную троститосорбитную структуру с ударной вязкостью KCV не менее 25 Дж/см2 путем закалки с температуры 910…940°С с охлаждением в масле или на воздухе и отпуска при температуре 490…510°С. Использование способа при производстве сосудов высокого давления позволяет получать изделия высокой конструктивной прочности, эксплуатационной надежности и безопасности. 1 ил., 2 табл.
Формула изобретения
Способ изготовления металлических сосудов высокого давления из легированных сталей, включающий формирование диаметра (штамповку) корпуса из диска путем многократных вытяжек (сверток) с коэффициентом 0,6…0,75, формирование стенки глубокой вытяжкой, термохимическую обработку перед каждой операцией вытяжки, высокотемпературную закатку горловины, мехобработку и термообработку, отличающийся тем, что окончательное формирование длины и толщины стенок корпуса ведут в одну или две операции ротационной вытяжкой с суммарной степенью деформации 50…80%, используют комплексно-легированную сталь типа 12Х3ГНМФБА, а в материале сосуда формируют мелкодисперсную троститосорбитную структуру с ударной вязкостью KCV не менее 25 Дж/см2 путем закалки с температуры 910…940°С с охлаждением в масле или на воздухе и отпуска при температуре 490…510°С.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при изготовлении сосудов, работающих под высоким давлением (от 100 кгс/см2 и выше), например бесшовных металлопластиковых баллонов и лейнеров для них.
В настоящее время используются в основном 2 способа изготовления бесшовных баллонов высокого давления: из бесшовных труб в соответствии с ГОСТ 949-73 и из стальных дисков определенного диаметра и толщины методом глубокой штамповки.
Из бесшовных труб баллон формируется без изменения толщины стенки трубы путем горячей закатки первого конца мерной заготовки в днище с помощью закатной машины, а затем закатки второго конца заготовки в горловину баллона. Сформованный баллон подвергается закалке и отпуску, механической обработке, различным видам испытаний и приемке в соответствии с ГОСТ 949-73.
Схема проста, надежна, экономична, однако характеристика баллонов по отношению массы баллона к его вместимости составляет 1,25…1,85 при использовании углеродистых сталей, и 1,12…1,35 при использовании конструкционной легированной стали 30ХМА, что является существенным недостатком.
Известен способ изготовления итальянской фирмой «Фабер» металлических газовых баллонов высокого давления из легированной хромомолибденовой стали 34СrМо44 с удельной массой 1,0…1,13 кг/л (по Евростандартам) глубокой штамповкой из стальных дисков определенного диаметра и толщины. Бесшовные баллоны на давление 200 атм диаметром 267, 316 и 356 мм и длиной 695…1100 мм изготавливаются путем многократных вытяжек из заготовок-кружков (дисков) с промежуточными химико-термическими операциями, затем высокотемпературной закаткой горловины, упрочняющей и механической обработок.
Такой способ изготовления достаточно технологичен, но не позволяет существенно улучшить весовые характеристики баллонов, т.е. уменьшить их металлоемкость.
Таким образом, задачей данного технического решения являлось повышение технологичности изготовления газовых баллонов.
Общими признаками известного технического решения с предлагаемым авторами способом является изготовление металлических газовых баллонов путем многократных вытяжек из заготовок-кружков (дисков) с промежуточными химико-термическими операциями, высокотемпературной закаткой горловины, упрочняющей и механической обработок.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является способ изготовления металлических газовых баллонов высокого давления (300 атм) по патенту РФ №2025177, В21D 51/24, опубл. 03.12.94 г., принятый за прототип, по которому из легированной стали типа ВП-30 формируют диаметр корпуса из диска путем многократных вытяжек без утонения стенки с коэффициентами 0,60…0,75, а затем формируют стенку в результате одной или двух операций глубокой вытяжки (последнюю операцию выполняют с изменением толщины стенки от дна до утолщения у края заготовки), причем при закатке горловины сначала формуют опорную ее поверхность и предварительный профиль переходного участка, а затем – окончательные размеры горловины, а термообработку ведут после мехобработки.
В описанном способе (прототипе) применена легированная сталь 30ХСНВФА (ВП-30), которая позволяет после закалки и отпуска обеспечить предел прочности в материале баллона в=145…165 кгс/мм 2, однако при этом происходит охрупчивание материала баллона.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа изготовления металлических газовых баллонов высокого давления, принятого за прототип, относится то, что при использовании данного способа, выбранные на максимальную прочность режимы термической обработки стали 30ХСНВФА (ВП-30) способствовали получению неблагоприятного структурного состояния сплава (мартенсит отпуска плюс карбиды) и, как следствие, охрупченного состояния материала баллонов, что недопустимо, так как может привести к образованию осколков при его разрушении. Таким образом, способ изготовления баллонов при использовании данных режимов обработки не обеспечивает требуемую надежность при эксплуатации.
Задачей данного технического решения (прототипа) являлось создание способа изготовления металлических газовых баллонов с обеспечением улучшенных весовых характеристик по удельной массе не более 1,0 кг/литр, но без обеспечения требуемой надежности при многократной цикловой нагрузке.
Общими признаками с предлагаемым авторами способом изготовления металлических сосудов высокого давления являются использование легированной стали, формирование диаметра (штамповка) корпуса из дисковых заготовок путем многократных вытяжек (сверток) с коэф. 0,60…0,75, формирование толщины стенки глубокой вытяжкой, высокотемпературная закатка горловины, механическая обработка и термообработка.
В отличие от прототипа, в предлагаемом способе изготовления металлических сосудов высокого давления окончательное формирование длины и толщины стенок корпуса ведут в одну или две операции ротационной вытяжкой с суммарной степенью деформации 50…80%, используют комплексно-легированную сталь типа 12Х3ГНМФБА, а в материале сосуда формируют мелкодисперсную троститосорбитную структуру с ударной вязкостью KCV не менее 25 Дж/см2 путем закалки с температуры 910…940°С с охлаждением в масле или на воздухе и отпуска при температуре 490…510°С.
Именно сочетание указанных параметров позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом.
Указанные признаки, отличительные от прототипа, и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны во всех случаях достаточны.
Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение высокой конструктивной прочности, эксплуатационной надежности и безопасности сосудов высокого давления при многократной цикловой нагрузке.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе изготовления металлических сосудов высокого давления из легированных сталей, включающем формирование диаметра (штамповку) корпуса из диска путем многократных вытяжек (сверток) с коэф. 0,6…0,75, формирование стенки глубокой вытяжкой, термохимическую обработку перед каждой операцией вытяжки, высокотемпературную закатку горловины, мехобработку и термообработку, особенность заключается в том, что окончательное формирование длины и толщины стенок корпуса ведут в одну или две операции ротационной вытяжкой с суммарной степенью деформации 50…80%, используют комплексно-легированную сталь типа 12Х3ГНМФБА, а в материале сосуда формируют мелкодисперсную троститосорбитную структуру с ударной вязкостью KCV не менее 25 Дж/см2 путем закалки с температуры 910…940°С с охлаждением в масле или на воздухе и отпуска при температуре 490…510°С.
Новая совокупность существенных признаков, а также наличие взаимосвязей между ними позволяет, в частности, за счет:
– окончательного формирования длины и толщины стенок корпуса в одну или две операции ротационной вытяжкой с суммарной степенью деформации 50…80%, уменьшить количество прессовых операций и снизить трудоемкость процесса изготовления;
– использования комплексно-легированной стали типа 12Х3ГНМФБА и формирования в материале сосуда мелкодисперсной троститосорбитной структуры с ударной вязкостью KCV не менее 25 Дж/см 2 путем закалки с температуры 910…940°С с охлаждением в масле или на воздухе и отпуска при температуре 490…510°С увеличить показатели пластичности по относительному удлинению и сужению, ударной вязкости, вязкости разрушения и циклической долговечности (см. табл.1). Закалку с температуры 910…940°С проводят исходя из принятого перегрева стали на 30…60°С выше точки АСз, а отпуск при температуре 490…510°С – для получения мелкодисперсной троститосорбитной структуры за счет выделения мелкопластинчатых карбидов без существенного их укрупнения коагуляцией, что обеспечивает оптимальное сочетание пластичности и прочности стали 12Х3ГНМФБА, так как ниже температуры 490°С замедляется процесс сфероидизации (коагуляции) карбидов, и наблюдается снижение показателей пластичности стали, а при температуре выше 510°С процесс сфероидизации ускоряется настолько, что укрупнение карбидов становится нежелательным из-за снижения твердости и прочности стали.
Сущность изобретения заключается в том, что способ изготовления металлических сосудов высокого давления из легированных сталей, включающий формирование диаметра (штамповку) корпуса из диска путем многократных вытяжек (сверток) с коэф. 0,6…0,75, формирование стенки глубокой вытяжкой, термохимическую обработку перед каждой операцией вытяжки, высокотемпературную закатку горловины, мехобработку и термообработку, в отличие от прототипа, согласно изобретению, окончательное формирование длины и толщины стенок корпуса ведут в одну или две операции ротационной вытяжкой с суммарной степенью деформации 50…80%, используют комплексно-легированную сталь типа 12Х3ГНМФБА, а в материале сосуда формируют мелкодисперсную троститосорбитную структуру с ударной вязкостью KCV не менее 25 Дж/см2 путем закалки с температуры 910…940°С с охлаждением в масле или на воздухе и отпуска при температуре 490…510°С.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения подтверждается приведенными в таблице 1 данными исследования показателей пластичности материала баллона, изготовленного из двух марок сталей.
Как видно из таблицы 1 применение нового способа изготовления позволило увеличить показатели пластичности по относительному удлинению и сужению в 1,7…2,0 раза, ударной вязкости KCU и KCV в 1,4…2,3 раза, вязкости разрушения в 1,3…1,4 раза, циклической долговечности в 3,3 раза по минимальным значениям.
Заявляемый способ изготовления в сравнении с прототипом, а также отдельные результаты исследования изготовленных сосудов высокого давления представлены в таблице 2.
Из таблицы 2 видно, что при использовании заявляемого способа изготовления показатель пластичности материала сосудов высокого давления – относительное удлинение – увеличился в 1,7 раза, изменился в лучшую сторону характер разрушения, он стал вязким.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где представлена технологическая схема предлагаемого способа технологического процесса изготовления сосудов высокого давления, где а, б, в, г, д – полуфабрикаты формирования необходимого диаметра лейнера, е – полуфабрикат после глубокой вытяжки с изменением толщины стенки, ж – полуфабрикат после ротационной вытяжки, з – сформированный лейнер после закатки.
Пример. Изготовление лейнера газового баллона на давление 300 атм емкостью 7,0 л.
Из листа толщиной 6,5 мм из стали 12Х3ГНМФ5А, изготовленного по ТУ 14-105-589-95, вырубают кружки диаметром 583+1,75 мм, которые затем обезжиривают и подвергают механической обработке на диаметр 580 мм для удаления зоны рубки. Перед вытяжкой кружки проходят химическую обработку (травление, фосфатирование, омыливание), облегчающую проведение вытяжных операций. Далее каждый полуфабрикат подвергают отжигу и вышеперечисленным химическим операциям. Пятью вытяжными операциями без утонения стенки свертками получают полуфабрикат 150 мм и высотой 590 мм с коэф. вытяжки 0,6…0,75.
Затем полученный полуфабрикат подвергают вытяжке с утонением стенки до 4,6 мм со степенью деформации 29%, и окончательное формирование толщины стенки лейнера осуществляют ротационной вытяжкой до толщины 1,3 мм (степень деформации 72%). При этом на краю полуфабриката формируют также утолщение, необходимое для закатки горловины.
Полученную заготовку после отжига, уменьшающего напряжение, подвергают механической обработке под закатку (подрезка торца), вихретоковому контролю, местному нагреву и закатке горловины, высокому отпуску, механической обработке по горловине и донной части.
Полученный лейнер подвергают упрочняющей термообработке: закалка с температуры 910…940°С с охлаждением на воздухе и отпуск при температуре 490…510°С.
Проведенные гидроиспытания лейнера давлением 102 атм показали отсутствие течи и остаточной деформации. Лейнер использовался для изготовления облегченного (5,5 кг вместо 9,5 кг) баллона со стеклопластиковым усилением на давление 300 атм, которые успешно прошли все испытания.
Изготовленные по данному способу сосуды высокого давления обеспечивают высокую конструктивную прочность, эксплуатационную надежность и безопасность баллона при многократной цикловой нагрузке.
Таблица 1 | ||
Сравнительные характеристики использования материала прототипа и заявляемого по показателям пластичности (относительное удлинение и сужение ), ударной вязкости (KCU, KCV, КСТ), вязкости разрушения (K1C) и циклической долговечности. | ||
Марка стали Показатели | 30ХГСНВФА (ВП-30) | 12Х3ГНМФБА |
Режим термич. обработки | Закалка 910°С | Закалка 910°С, |
Отпуск 350°С | Отпуск 500°С | |
в, кгс/мм2 | 145…165 | 122…128 |
5, % | 8,2…9,6 | 14,1…15,4 |
, % | 21,5…31,2 | 43,9…61,0 |
KCU, Дж/см 2 | ||
+20°С | 60…65 | 140…160 |
-50°С | 53…60 | 80…120 |
KCV, Дж/см2 | ||
+20°С | 22…27 | 31…43 |
-50°С | 13…15 | 30…39 |
КСТ, Дж/см2 | ||
+20°С | 15…17 | 12…22 |
-50°С | 5…7 | 5,2…9,7 |
K 1С, кгс/мм3/2 | ||
+20°С | 218…242 | 311…390 |
-50°С | 143…224 | 191…337 |
Циклическая долговечность при исп. = (0,9-0,45)в, циклы | 5800…106000 | 19300…700000 |
Таблица 2 | |||||
Заявляемый способ изготовления в сравнении с прототипом | |||||
Способ изготовления, сталь | Технологический регламент | Структурное состояние | Временное сопротивление в, кгс/мм2 | Относит. удлинение 5, % | Характер разрушения |
1 (прототип) Сталь 30ХГСНВФА (ВП-30) | 5 вытяжек без утонения стенок (коэф. 0,60…0.75)+2 вытяжки с утонением стенки 6-5-4 мм (степ. деф 17%+20%) + нагрев под закатку + закатка горловины + отпуск высокий + механическая обраб. + закалка с t=910°C + отпуск 340…360°С | Мартенсит отпуска + карбиды | 145…165 | 8,3…10,5 | Хрупкий |
2 Сталь 12Х3ГНМФБА | 5 вытяжек без утонения стенок (коэф. 0,60…0,75) + вытяжка с утонением стенки 6,5-4,6 мм (степ. деф. 29%) + ротационная вытяжка 4,6-1,3 мм (степ. деф. 72%) + нагрев под закатку + закатка горловины + отпуск высокий + мехобработка + закалка с t=910…940°C + отпуск 490…510°С | Тростито-сорбит отпуска + карбиды | 122…130 | 14,1…15.2 | Вязкий |
3 Сталь 12ХЗГНМФБА | 5 вытяжек без утонения стенок (коэф. 0,60…0,75) + 1 ротационная вытяжка 6,5-3,25 мм (степ. деф. 50%) + II ротационная вытяжка 3,25-1,3 мм (степ.деф. 60%) + нагрев под закатку + закатка горловины + отпуск высокий + мехобработка + закалка с t=910…940°C + отпуск 490…510°С | Тростито-сорбит отпуска + карбиды | 123…132 | 14,2…15,3 | Вязкий |
Примечание: В технологическом регламенте не указаны промежуточные химико-термические операции. |
Источник