Файл: Севбо П.И. Комплексная механизация и автоматизация сварочного производства.pdf

шается в 3,5 раза по сравнению с обычными методами изготовления сварных балок. Уровень локальной механизации и автоматизации У2 достигает 71% и комплексной (для всего производства) У2—.

65—68%.

П о т о ч н а я л и н и я и з г о т о в л е н и я с в а р н ы х к р у п н о г а б а р и т н ы х р е з е р в у а р о в . * До пятидеся­ тых годов текущего столетия строительство крупногабаритных нефтерезервуаров осуществлялось непосредственно на месте их установки, зачастую в сельских местностях и, как правило, под от­ крытым небом. Сборка резервуара на строительной площадке ве­ лась методом постепенного его наращивания отдельными листами, начиная с днища и кончая крышей. Арсенал монтажных и сбороч­ ных устройств состоял из строительного крана и простейших руч­ ных приспособлений в виде струбцин, талей, кувалд и пр. При этом требовалась громоздкая система лесов и подмостей для сборщиков и сварщиков. Сварка производилась вручную.

Такой метод строительства резервуаров исключал какую бы то­ ни было возможность комплексной механизации производства, осо­ бенно, если учесть полевые условия работы и индивидуальный ха­ рактер строек.

С другой стороны, централизованное производство таких резер­ вуаров или хотя бы их отдельных блоков на хорошо оснащенном заводе, где сравнительно легко осуществить механизацию, также не представлялось возможным из-за крупных габаритов изделия. Неф­ терезервуары представляют собой цилиндрические сосуды для хра­ нения жидкого топлива емкостью до 5000 м3 и более, изготавли­ ваемые из листовой стали толщиной 6— 10 мм. Размеры резервуа­ ров по диаметру достигают 22 м и по высоте — 12 м. Естественно, что при таких размерах сварных изделий не могло быть и речи о том, чтобы сосредоточить их изготовление на каком-либо заводе, так как эти изделия явно нетранспортабельны не только для желез­ нодорожного, но и для водного транспорта. Если при этом учесть, что места установки резервуаров разбросаны по всей территории страны, то станет совершенно очевидна вся сложность проблемы централизованного индустриального производства крупногаба­ ритных нефтерезервуаров и комплексной механизации сборочно­ сварочных работ.

В связи с этим был разработан метод так называемого сворачи­ вания или рулонирования листовых конструкций, предложенный Г. В. Раевским. Он заключается в том, что укрупненные элементы листовой конструкции, например цилиндрическая часть резервуа­ ра, его днище и крыша, изготовляются в виде больших плоских

* Работа удостоена Ленинской премии 1958 года.

375

полотнищ, составленных из отдельных листов. Для резервуара ем­ костью 5000 м3 плоская развертка цилиндрической части собирает­ ся почти из ста отдельных листов и имеет размеры 72 х 12 ж. С по­ мощью специальных приспособлений плоские полотнища сворачи­ ваются в рулоны диаметром до 3,5 м, т. е. до габарита, допускае­ мого подвижным составом железных дорог. В таком виде рулоны транспортируются на место монтажа резервуара. Здесь они разво­ рачиваются и соединяются между собой монтажными швами. Так как при сворачивании полотнищ в рулоны изгибные напряжения

идеформации в них обычно не выходят за пределы упругости, то процесс разворачивания рулонов не вызывает особых затрудне­ ний и последующая рихтовка листов не требуется.

Описанный новый индустриальный метод строительства крупно­ габаритных листовых конструкций позволяет перенести основной объем работ по их изготовлению на заводы, где нетрудно организо­ вать их комплексную механизацию и одновременно повысить ка­ чество сварных соединений. Монтаж резервуаров из крупных эле­ ментов с высокой степенью готовности позволяет сократить сроки строительства в шесть — восемь раз и уменьшить трудоемкость мон­ тажа в четыре раза.

На заводах металлоконструкций, где сосредоточено централизо­ ванное изготовление нефтерезервуаров, для этой цели сооружены механизированные поточные линии, на которых выполняется весь необходимый комплекс производственных операций, начиная от правки и резки листов и кончая выдачей готовых рулонов на погру­ зочную железнодорожную рампу.

На линии последовательно осуществляются следующие опера­ ции: правка и резка листов; сборка полотнища на магнитном стенде

иавтоматическая дуговая сварка наружных швов; разворот полот­ нища на обратную сторону, который осуществляется с помощью тяговой электролебедки и перекидного блока ■— барабана, причем ширина барабана равна наибольшей возможной ширине полотни­ ща •— 12,5 м, а диаметр— наименьшей величине, допустимой из условий изгиба полотнища в пределах упругости (без остаточных деформаций), т. е. около 3,5 м; автоматическая сварка швов с об­ ратной стороны полотнища; контроль качества и герметичности швов методом смачивания их керосином и всасывания с обратной стороны специальной вакуум-присоской; сворачивание готового полотнища в рулон с помощью приводного наматывающего бараба­ на; выдача рулона на погрузочную рампу.

Линия оснащена соответствующим оборудованием, обеспечиваю­

щим механизированное выполнение всех перечисленных операций. Наиболее ответственным агрегатом поточной линии является установка для сборки и сварки полотнищ. Она снабжена электро­

376

магнитным сборочным стендом, магниты которого, расположенные вдоль линий швов, плотно притягивают к себе кромки листов, вы­ равнивают их в одну плоскость и удерживают их стыки до тех пор, пока швы не будут сварены. Между магнитами, расположенными по обе стороны оси шва, вмонтированы в плиту медные подкладки, предохраняющие шов от прожогов и протекания жидкого металла в зазор.

Таким образом, все устройства сборочного стенда располагают­ ся ниже уровня свариваемых листов и верхняя плоскость их оста­ ется совершенно свободной. Это дает возможность использовать для автосварки такое простое и недорогое оборудование, как сва­ рочные тракторы, которые свободно перемещаются по поверхности изделия.

Подобные электромагнитные стенды со сварочными тракторами давно нашли широкое применение в судостроении, транспортном машиностроении и др. Они с успехом применяются в поточных ли­ ниях производства плоскостных секций судовых корпусов. Такие стенды (см. рис. 56) имеются теперь почти на всех судостроитель­ ных заводах.

В новейших вариантах поточных линий для изготовления рулонированных заготовок вместо электромагнитных стендов и свароч­ ных тракторов применяют более производительные высокомехани­ зированные установки тяжелого типа. Они оборудованы гидравли­ ческими или пневматическими зажимами для собираемых листов и самоходными сварочными автоматами, движущимися во время свар­ ки не по изделию, а по направляющим балкам. Однако оба вариан­ та рассматриваемых линий характерны не своими сборочно-свароч­ ными устройствами и их конструкцией, а принципом индустриали­ зации строительства, положенным в их основу и реализованным благодаря применению метода рулонирования листовых конст­

швом, поэтому линия двухъярусная. На верхнем ярусе производит­ ся сборка полотнища и автоматическая сварка всех его стыковых соединений снаружи; на нижнем — сварка всех стыков с обратной стороны, контроль качества сварных соединений и исправление де­ фектов. Работа на линии ведется в следующем порядке.

Предварительно выправленные листы, прямолинейные кромки которых обработаны по длине и ширине с допуском ± 1,5 мм, в не­ обходимой последовательности, определяемой конструкцией изде­ лия (резервуары, газгольдеры и др.), укладывают мостовым краном или другим транспортным устройством в секционный магазин 2,

377

емкость которого рассчитывают из условий запаса на две или более смен работы.

Магазин состоит из отдельных ячеек решетчатого типа, равно­ мерно распределенных по ширине сборочно-сварочного стенда с за­ зорами, обеспечивающими свободную укладку пакетов из листов.

Захват листов из магазина и подачу их на сборочный стенд вы­ полняет самоходная и подъемно-транспортная тележка 3. На ее

Рис. 111. Линия изготовления крупногабаритных резервуаров.

портальной раме расположены (в соответствии с шагом секций ма­ газина) подъемные пневмоцилиндры 4. На штоке каждого пневмо­ цилиндра подвешена балка с пневмоприсосами 16, которые обеспе­ чивают надежный захват только одного листа из каждого магази­ на (в противоположность электромагниту, который может захватить их несколько). Количество пневмоцилиндров и расстояние между ними зависит от количества и ширины параллельно укладываемых листов.

Сборку листов полотнища выполняют боковые 6 и задний 5 тол­ катели. На балке заднего толкателя и на прижимной балке 15 по­ перечного стыка имеются ограничители 7, исключающие возмож­ ность наползания листов друг на друга при их стыковке. Уложен­ ные на сборочный стенд листы подводятся под ограничитель задним толкателем 5. Затем боковые толкатели 6 пневморычажного или иного типа сдвигают листы в поперечном направлении до упора кромок друг в друга без зазора.

378

Один из боковых толкателей имеет ограниченный ход до заранее установленного жесткого упора для фиксации нижней кромки по­ лотнища. Второй боковой толкатель переставляют в зависимости от количества и ширины собираемых листов, т. е. от ширины по­ лотнища. Собранное в поперечном направлении полотнище подви­ гается задним толкателем к задней кромке ранее собранного и сва­ ренного участка полотнища. При этом задние кромки листов соби-

вок; 7 — флгосоаппарат; 8 — тележка сварочного автомата; 9 — сварочная головка; 10 — рычажные клавишные пневмоприжимы.

раемой секции выравниваются в одну линию балкой толкателя. Примкнувшие к торцу полотнища кромки листов собранной секции плотно прижимаются к медной подкладке или флюсоподушке стен­ да рычажными пневмоприжимами клавишного типа с усилием 2 т на 1 пог. м кромки листа. Эти прижимы 17 смонтированы на передвижной мостовой балке 8 в два ряда, расположенных по обе стороны от стыка. На балке закреплены также направляющие рель­ сы для самоходного двухдугового сварочного автомата 9, с помощью которого и производится сварка поперечного стыка полотнища.

Конструктивной особенностью этого стыка, существенно затруд­ няющей автоматизацию его сварки, является неодинаковая по дли­ не шва толщина свариваемых листов. Изменение толщины листов

379