научная статья по теме СТЕНД СБОРКИ И СВАРКИ ИНВАРНЫХ ТРУБ МЕМБРАННЫХ ТАНКОВ СУДОВ ГАЗОВОЗОВ Машиностроение

Текст научной статьи на тему «СТЕНД СБОРКИ И СВАРКИ ИНВАРНЫХ ТРУБ МЕМБРАННЫХ ТАНКОВ СУДОВ ГАЗОВОЗОВ»

ОРГАНИЗАЦИЯ VI ТЕХНОЛОГИЯ СУДОСТРОЕНИЯ

СУДОСТРОЕНИЕ 5'2013

Рис. 11. Сварка неповоротного стыка

Рис. 12. Стыковка кормового блока на стапеле

Рис. 13. Взаимосвязи и последовательность применения средств технологического оснащения сборочно- сварочного и корпусостроительного производств:

1, 2 — стенды сборки и сварки шпангоутов; 3 — накопитель шпангоутов; 4 — стенд подготовки шпангоутов; 5 — стенд сборки обечаек; 6 — стенд сборки секций обшивки; 7 — опрокидыватель; 8 — сварочный вращатель; 9, 10 — стенды установки и сварки шпангоутов на секции; 11 — стенд установки насыщения на секцию ПК; 12 — стенд изготовления конических секций; 13—15 — стенды сборки, сварки, испытания блоков; 16—18 — стенды формирования блок-модулей; 19 — стапельный поезд для формирования корпуса НАПЛ; 20—23 — стенды изготовления прочных переборок и цистерн; 24—26 — стенды изготовления настилов, цистерн и фундаментов; 27—29 — постели для изготовления секций легкого корпуса и оконечностей; 30, 31 — стенды изготовления надстроек и ограждения рубки

рукций ПЛ заключается в обеспечении возможности сокращения сроков изготовления прочного корпуса серийного заказа до одного года и общего цикла постройки НАПЛ до трех лет.

Российская технология может быть использована как база для дальнейшего повышения технического уровня предприятий и создания специализированного производства модульных прочных конструкций НАПЛ как в России, так и, при соответствующем правовом оформлении, за рубежом.

Литература

1. Левшаков В. М., Васильев А. А., Могил-ко К. Д., Соломатов В. Б. Современные технологии строительства корпусов подводных лодок//Вестник технологии судостроения и судоремонта. 2012. № 20.

2. Александров В. Л., Догадин А. В., Макаров В. В., Роганов А. С., Уткин В. Е. Технология постройки подводных лодок. Издательский центр СПбГМТУ, 2006.

3. Гаврилюк Л. П., Комок А. И. Модульные принципы строительства боевых кораблей. Некоторые проблемы и пути их решения/судостроение. 2011. № 5.

4. http://army-news.ru/2011/02/podlodki/.

5. Голланд В. А., Васильев А. А.Развитие модульных принципов в подводном корабле-строении//Судостроение. 2012. № 6.

СТЕНД СБОРКИ И СВАРКИ ИНВАРНЫХ ТРУБ МЕМБРАННЫХ ТАНКОВ СУДОВ-ГАЗОВОЗОВ

К. Д. Могилко, В. Б. Соломатов, Е. В. Осокин, И. Н. Лабутин (ОАО «ЦТСС», e-mail: inbox@sstc.spb.ru)

При создании мембранных танков судов-газовозов системы NO96, разработанной фирмой GTT, плоские части мембран соединяются посредством элемента «инварная труба». У судна для перевозки сжижен-

ного природного газа (СПГ) вместимостью примерно 165 000 м3 таких элементов около 450 шт., и обычно их установка планируется на 10 мес (производство должно начаться за 4—5 мес до монтажа гру-

зовой системы на борту судна). Инварная труба представляет собой конструкцию из фанерного короба квадратного сечения (рис. 1), являющегося частью первичной теплоизоляции, обшитого инваром толщиной 1,5 мм. Длина инварной трубы 3 м, за исключением конечных участков танка. Толщина трубы может меняться в зависимости от толщины изоляции (стандартная толщина 230—250 мм). Данные элементы изготавливаются в цеховых условиях и поставляются на борт судна по мере необходимости при монтаже мембранного танка. При изготовлении

СУДОСТРОЕНИЕ 5'2013

ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ СУДОСТРОЕНИЯ

Рис. 1. Готовая инварная труба снимается со стапеля

мембранного танка требуются исключительно качественные соединения мембран. Выявление дефекта на конечной стадии изготовления танка — испытании гелием — ведет к большому комплексу работ по устранению дефекта вплоть до демонтажа всего танка. Поэтому необходимо обеспечить все условия для качественной сборки и сварки каждого соединения с контролем на всех этапах.

Для автоматизированного изготовления инварных труб при постройке отечественных судов-газовозов мембранного типа ОАО «ЦТСС» совместно с ЗАО НПФ «ИТС» разработан и изготовлен стенд сборки и сварки инварных труб (рис. 2). Стенд представляет собой модульную рамную конструкцию, что позволяет установить его в помещении верфи с высотой потолков не менее 4 м без проведения дополнительных строительно-монтажных работ и оснащения грузоподъемным оборудованием.

В его состав входят: сборочный стапель; грузоподъемная система для установки/снятия элементов и готовой трубы, перемещения и установки сварочного оборудования; аппарат точечной сварки для прихватки в процессе сборки; автомат контактной шовной сварки инварных деталей трубы; шкаф управления сборочным стапелем и сварочным оборудованием; система автономного водяного охлаждения сварочного автомата; пневматическая система фиксации деталей трубы на стапеле; система регистрации тока

Рис. 3. Схема расположения прихваток и сварного шва

сварки для контроля качества шва; выносные пульты управления.

Сборочный стапель обеспечивает точность сборки и фиксацию деталей инварной трубы при сварке системой пневматических прижимов,

Рис. 4. Автомат контактной шовной сварки

Рис. 2. Общий вин стенда сборки и сварки инварных труб

кантовку трубы для установки деталей и сварки с противоположной стороны. Механизированная прихватка собранных деталей осуществляется аппаратом точечной сварки, размещенным на подвесной системе. Прихватки располагаются на верхней части отбортованных кромок деталей с шагом 250—300 мм, зоны термического влияния прихваток и шовной сварки не должны соприкасаться для обеспечения прочностных характеристик изделия (рис. 3). Использование точечной сварки, вместо применяемой обычно для прихватки ручной аргоноду-говой, позволяет повысить производительность с обеспечением стабильного качества прихваток.

Грузоподъемная система установлена в верхней части рамной конструкции стенда и состоит из двух подвижных балок с электроталями, которые служат для перемещения аппаратов точечной и шовной сварки, установки деталей и снятия готового изделия.

Основной компонент стенда — автомат контактной шовной сварки (рис. 4). Передвижение автомата обеспечивается комплектом приводных роликов с пне-вмоприжимом. Блок со сварочными роликами из медного сплава посредством пневматической системы обеспечивает поджатие сварочных роликов к отбортованной кромке с заданным усилием. Система водяного охлаждения поддерживает допустимую температуру на сварочных роликах. Сварка

ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ СУДОСТРОЕНИЯ

СУДОСТРОЕНИЕ 5'2013

осуществляется пульсирующим током, регулируемым электронным блоком управления. Отечественная разработка позволила отказаться от ртутных контакторов, применяемых в зарубежных аналогах.

Рядом со стапелем предусмотрено парковочное место для автомата, где он находится при выполнении операций сборки, прихватки, кантовки и снятии готовой трубы. Здесь же выполняются техническое обслуживание автомата и наладочные работы, периодическая очистка сварочных роликов и их замена по мере износа.

Автомат контактной шовной сварки осуществляет сварку сплошного шва трех инварных деталей, передвигаясь по поверхности стапеля. Шов соединяет сплошную деталь инварной трубы и отбортованные кромки двух прилегающих деталей суммарной толщиной 4,5 мм (рис. 5). Все детали изготовляются с припуском, на котором начинается и заканчивается сварной шов. По завершении автоматической сварки излишки длины обрезаются и используются в качестве образцов для макроскопического исследования с целью проверки качества сварного шва. Кроме того, качество шовной контактной сварки контролируется

В судовом машиностроении наряду с традиционно применяемыми технологиями необходимо использование узкоспециализированных техпроцессов, направленных на изготовление специфических деталей и узлов. Это прежде всего технологии приварки тонкостенных элементов к массивным корпусным конструкциям (например, в судовых насосах) или вварки тонкостенных труб диаметром 2 мм в трубную доску (в теплообменных аппаратах). Также в последнее время в мировой практике находят широкое применение системы охлаждения, содержащие

Привариваемые

системой регистрации тока сварки для каждого шва. Ток сварки не должен выходить из определенного диапазона, гарантирующего получение качественного сплошного сварного соединения. Окончательная проверка швов проводится в составе танка с помощью гелиевых тече-искателей, с подачей гелия между мембраной и корпусом.

После сварки всех четырех швов трубы, с помощью грузоподъемной системы, установленной в верхней части рамной конструкции стенда, изделие снимается и передается на следующую позицию. Параметры контактной шовной сварки:

трубные решетки с трубами прямоугольного сечения размерами от 20х4х0,5 мм с шагом размещения 2 мм.

При изготовлении перечисленных узлов применить дуговые процессы весьма проблематично, вследствие этого, например, при сварке трубных решеток использовалась низкоэффективная и трудоемкая технология пайки. Теплообменники, изготовленные данным методом, не отличались долговечностью, так как часто эксплуатировались в условиях интенсивных вибраций, а применяющийся при их изготовлении припой

Места шовной сварки

Места шовной сварки

ток 6250-7050 А; давление сварочных роликов 3,5-4,5 бар; средняя скорость сварки 910 мм/мин.

Безопасность работ на стенде обеспечивается наличием дистанционных пультов управления, концевых выключателей, кнопками аварийной остановки.

Стенд обладает достаточной автономностью, может быть быстро смонтирован в подходящем помещении верфи благодаря модульной конструкции. Наличие грузоподъемных приспособлений и автономной системы охлаждения повышают эффективность и облегчают его установку и эксплуатацию.

подвержен искусственному старению. Как правило, разрушение паяных соединений данного типа наступало ранее, чем через 2000 ч работы.

Для решения проблемы изготовления подобных элементов ОАО «ЦТСС» совместно с ФГБОУ ВПО СПбГПУ был предложен метод лазерной сварки при помощи оптоволоконного лазера, обеспечивающий высокую концентрацию энергии на малой площади воздействия. Благодаря данному методу появилась возможность выполнить качественную приварку тонкостенного элемента и вместе с тем снизить трудоемкость процесса изготовления узлов.

На основе предложенной идеи бы

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Машиностроение»