RU2510784C1

RU2510784C1 - Method of making high-pressure welded vessels

Info

Publication number: RU2510784C1
Application number: RU2012146458/02A
Authority: RU
Inventors: Рудольф Анатольевич Кобылин; Алексей Евгеньевич Белов; Владимир Тимофеевич Собкалов; Александр Андреевич Хитрый; Николай Генрихович Хмылев; Алексей Викторович Левшин; Владимир Михайлович Заболотнов; Александр Николаевич Хабаров; Алексей Олегович Ануфриев; Юрий Иванович Захаренко; Сергей Владимирович Кутанов; Вадим Юрьевич Травин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "СПЛАВ"
Priority date: 2012-11-01
Filing date: 2012-11-01
Publication date: 2014-04-10

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to production of high-pressure welded vessels. Shell is made by coiling the blank with jointing of edges at welding appliances, clamping the edges with the help of auxiliary plates, automatic welding, gaging over shell ID and X-ray TV quality control of the weld. Bottoms are made by drawing of forged piece circles or by combined drawing from said circle via projection, multipass rotary drawing and burnishing to produce cylindrical and spherical parts. Then, unions and valves are welded to said shell and bottoms. Remaining straps are welded to bottoms in interrupted seams. Now, shell is assembled and automatically welded to bottoms by butt circular seams and subjected to ID and X-ray TV quality control. Finally, support and transportation elements are welded to the vessel and tested for tightness.

EFFECT: higher quality, structural and cyclic strength, precision of geometry and surface quality.

8 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением и сварке, а именно к изготовлению сварных сосудов высокого давления, предназначенных для сжатого воздуха сжиженных и растворенных газов и используемых в различных хозяйственных областях при изготовлении огнетушителей, кислородных и газовых баллонов, баллонов со сжатым воздухом и т.п.The invention relates to the processing of metals by pressure and welding, and in particular to the manufacture of welded pressure vessels intended for compressed air of liquefied and dissolved gases and used in various economic fields in the manufacture of fire extinguishers, oxygen and gas cylinders, compressed air cylinders, etc.

Основными требованиями, предъявляемыми к сварным сосудам высокого давления, являются высокое качество сварных швов, высокая конструктивная и циклическая прочность, точность геометрических размеров, качество обрабатываемой поверхности, высокая производительность, низкая себестоимость изготовления и малый вес.The main requirements for welded pressure vessels are high quality welds, high structural and cyclic strength, geometric accuracy, surface finish, high productivity, low manufacturing cost and low weight.

Известен способ изготовления осесимметричных корпусов, патент RU 2295416 C1 B21D 51/24, C21D 8/10, в котором описан способ производства осесимметричных корпусов, работающих под давлением. Способ включает закалку, отпуск, холодную пластичную деформацию методом ротационной вытяжки в два прохода, низкотемпературный отжиг. Используют легированную сталь 12Х3ГНМФБА, осуществляют закалку с температуры 910÷950°C с охлаждением на воздухе и отпуск при температуре 510÷580°C, ротационную вытяжку осуществляют без промежуточного отжига.A known method of manufacturing axisymmetric cases, patent RU 2295416 C1 B21D 51/24, C21D 8/10, which describes a method for the production of axisymmetric cases working under pressure. The method includes hardening, tempering, cold plastic deformation by rotational drawing in two passes, low-temperature annealing. Alloy steel 12Kh3GNMFBA is used, it is quenched from a temperature of 910 ÷ 950 ° C with cooling in air and tempered at a temperature of 510 ÷ 580 ° C, rotational drawing is carried out without intermediate annealing.

Известен способ изготовления оболочек из конструкторских сталей, работающих под внутренним давлением методом ротационной вытяжки из конструкционных сталей. Заготовку - горячедеформированную трубу разрезают на мерные заготовки, обтачивают, деформируют методом ротационной вытяжки и закаливают от температуры 850°C с охлаждением в воду и отпускают при 430°C в течение 2 часов, деформируют методом ротационной вытяжки со степенью деформации 50% и отжигают при 300°C в течение 2 часов.A known method of manufacturing shells of structural steels operating under internal pressure by rotational drawing from structural steels. Billet - a hot-deformed pipe is cut into measured billets, machined, deformed by rotational drawing and tempered from 850 ° C with cooling to water and released at 430 ° C for 2 hours, deformed by rotational drawing with a degree of deformation of 50% and annealed at 300 ° C for 2 hours.

Известен также «Способ закатки горловин баллона», патент RU 2002538 C1, B21D 51/24, обработкой давлением - ротационной обработкой поэтапным формированием переходного и цилиндрического участков горловины на нагретом конце вращающейся трубчатой заготовки.Also known is the “Method for sealing the neck of a cylinder”, patent RU 2002538 C1, B21D 51/24, pressure treatment - rotary processing, the step-by-step formation of the transitional and cylindrical portions of the neck at the heated end of the rotating tubular blank.

Основным недостатком вышеприведенных способов изготовления корпусов, оболочек и баллонов, работающих под давлением, является высокая трудоемкость и себестоимость изготовления, обусловленная формообразованием обработкой давлением цельнометаллических сосудов, не имеющих сварных соединений.The main disadvantage of the above methods for the manufacture of bodies, shells and cylinders operating under pressure is the high complexity and cost of manufacturing, due to the shaping by pressure treatment of all-metal vessels that do not have welded joints.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому техническому результату является способ изготовления сварных баллонов для сжиженного газа, описанный в патенте RU 1798589, 5F17C 1/00, баллон изготавливают из сваренных встык обечаек с днищами, имеющими вентиль и опорный элемент - башмак, в зоне сварного шва выполнен утолщенный участок с соотношениями размеров:The closest in technical essence and the achieved technical result is a method of manufacturing welded cylinders for liquefied gas, described in patent RU 1798589, 5F17C 1/00, the cylinder is made of butt welded shells with bottoms having a valve and a supporting element - shoe, in the zone of the weld a thickened section with size ratios is made:

где s - толщина стенки корпуса,where s is the wall thickness of the housing,

h - толщина стенки в зоне сварного шва,h is the wall thickness in the weld zone,

l - длина участка, при этом утолщенный участок имеет коническую форму.l is the length of the section, while the thickened section has a conical shape.

Данный способ принят заявителями за прототип.This method is accepted by the applicants for the prototype.

Как видно из этого технического решения, соединяемые между собой обечайки на концах должны иметь утолщения конической формы с вышеприведенными соотношениями толщины и длины.As can be seen from this technical solution, the shells connected to each other at the ends should have conical thickenings with the above ratios of thickness and length.

К причинам, препятствующим достижению указанного технического результата при использовании известного способа, принятого заявителями за прототип, относится высокая трудоемкость и себестоимость изготовления составных частей сосудов-обечаек с днищами, обусловленная наличием утолщенного участка в зоне сварного соединения, так как для изготовления обечаек с утолщениями на концах требуется большое число операций прессовой или ротационной обработки, а также необходимость применения толстой заготовки, что снижает коэффициент использования металла и повышает вес баллона.The reasons that impede the achievement of the specified technical result when using the known method adopted by the applicants for the prototype include the high complexity and cost of manufacturing components of the shell vessels with bottoms, due to the presence of a thickened area in the weld zone, since for the manufacture of shells with thickenings at the ends a large number of press or rotary machining operations are required, as well as the need to use a thick billet, which reduces the utilization rate metal and increases the weight of the container.

Кроме того, в этом техническом решении не отражены признаки, влияющие на точность и качество обработанной поверхности, так как для обеспечения высокой прочности при малом весе сосудов необходимо получение тонкостенных элементов конструкции, и при этом повышаются требования к точности изготовления как по толщине стенки, так по диаметру, особенно в зоне сварного соединения.In addition, this technical solution does not reflect signs that affect the accuracy and quality of the treated surface, since to ensure high strength with a small weight of the vessels, it is necessary to obtain thin-walled structural elements, and this increases the requirements for manufacturing accuracy both in wall thickness and in diameter, especially in the weld zone.

Таким образом, задачей данного технического решения, принятого за прототип, является разработка способа изготовления сварного баллона с утолщенными участками в зоне сварного соединения с целью повышения прочности баллона в зоне сварного шва.Thus, the objective of this technical solution adopted as a prototype is to develop a method for manufacturing a welded balloon with thickened portions in the weld zone in order to increase the strength of the balloon in the weld zone.

Общими признаками с предлагаемым заявителями способом является изготовление обечайки и днищ обработкой давлением на прессах и давильно-раскатных станках, вентилей, штуцеров, опорных и транспортировочных элементов, их сборку в сварочно-сборочных приспособлениях и электродуговую сварку плавлением в среде защитных газов.Common features with the method proposed by the applicants are the manufacture of shells and bottoms by pressure treatment on presses and pressure-rolling machines, valves, fittings, support and transport elements, their assembly in welding and assembly devices and electric arc fusion welding in a protective gas environment.

В отличие от прототипа обечайку получают сверткой листовой заготовки со стыковкой кромок в приспособлениях и прихваткой кромок по краям с использованием технологических пластин, автоматической сваркой продольного шва в стапеле с последующей калибровкой по внутреннему диаметру обечайки и рентгенотелевизионным контролем качества сварного шва, а днища получают вытяжкой из кружка прессовой обработки или комбинированной ротационной вытяжкой из кружка посредством проецирования и многопереходной ротационной вытяжки и выглаживания с образованием цилиндрической и сферической частей, при этом вначале в обечайку и днища вваривают штуцеры и вентили, затем к днищам приваривают прерывистыми швами сварочные остающиеся подкладки, толщину которых выбирают равной толщине стенки обечайки, с равномерным расположением ширины подкладки по отношению к стыковому шву, потом осуществляют сборку и автоматическую сварку обечайки с днищами стыковыми кольцевыми соединениями с последующим их рентгенотелевизионным контролем качества, после этого позиционируют в приспособлениях и приваривают опорные и транспортировочные элементы, а затем сварной сосуд подвергают пневмоиспытаниям на герметичность.In contrast to the prototype, a shell is obtained by convolution of a sheet blank with a joint of edges in devices and grabbing of edges along the edges using technological plates, automatic welding of a longitudinal seam in a slip with subsequent calibration by the inner diameter of the shell and X-ray television monitoring of the quality of the weld, and the bottoms are obtained by drawing from the mug press processing or a combined rotary hood from a circle by means of projection and multi-transition rotational hood and smoothing with by specifying the cylindrical and spherical parts, in this case, first fittings and valves are welded into the shell and bottoms, then the remaining welding substrates are welded to the bottoms with intermittent seams, the thickness of which is chosen equal to the shell wall thickness, with a uniform arrangement of the width of the lining with respect to the butt weld, then assembly and automatic welding of a shell with bottoms by butt ring joints, followed by their X-ray television quality control, after which they are positioned in devices and welds ivayut supporting and conveying members, and then welded vessel is pnevmoispytaniyam leakproofness.

В частных случаях, то есть в конкретных формах выполнения, изобретение характеризуется следующими признаками:In special cases, that is, in specific forms of execution, the invention is characterized by the following features:

- калибровку обечайки выполняют со степенью деформации не менее 0,5%;- calibration of the shell is performed with a degree of deformation of at least 0.5%;

- обечайку получают из трубной заготовки ротационной вытяжкой с утонением стенки на трехроликовых давильно-раскатных станках, а днища на двухроликовых;- the shell is obtained from the pipe billet by a rotary hood with thinning of the wall on three-roll press-rolling machines, and the bottoms on two-roll;

- днища изготавливают деформирующими роликами с различными радиусами вершин профиля и смещением между собой в осевом и радиальном направлении;- bottoms are made by deforming rollers with different radii of the vertices of the profile and offset between each other in the axial and radial directions;

- днище вначале обрабатывают методом проецирования роликом первого суппорта с радиусом вершины профиля, равным 1÷3 толщины стенки кружка до значения угла проецирования 40÷50°, а затем методом многопереходной ротационной вытяжки с образованием одной или нескольких петель роликом второго суппорта с радиусом вершины профиля, равным 3÷5 радиусам вершины профиля ролика первого суппорта, получают форму заготовки с цилиндрической и сферической частью, после чего роликами двух суппортов осуществляют выглаживание сферической и цилиндрических частей;- the bottom is first treated with a roller projection method of the first caliper with a radius of the tip of the profile equal to 1 ÷ 3 of the circle wall thickness to a projection angle of 40 ÷ 50 °, and then using the multi-transition rotational hood with the formation of one or more loops with a second caliper roller with the radius of the tip of the profile, equal to 3 ÷ 5 radii of the top of the profile of the roller of the first caliper, get the shape of the workpiece with a cylindrical and spherical part, after which the rollers of two calipers smooth out the spherical and cylindrical parts stey;

- многопереходную ротационную вытяжку выполняют со складкодержателем;- multi-junction rotary hood is performed with a fold holder;

- зазоры между роликом первого суппорта и оправкой при проецировании задают по формуле:- the gaps between the roller of the first caliper and the mandrel when projecting set by the formula:

Δ=t₀·sinα,Δ = t ₀ sinα,

где t₀ (мм) - толщина стенки заготовки,where t ₀ (mm) is the thickness of the wall of the workpiece,

α° - угол проецирования, а при выглаживании между роликами двух суппортов и оправкой - не более минимальной величины зазора при проецировании;α ° is the projection angle, and when smoothing between the rollers of two calipers and the mandrel, no more than the minimum clearance when projecting;

- днища изготавливают вытяжкой из кружка прессовой обработкой за одну или несколько операций с предварительными и промежуточными химико-термическими операциями рекристаллизационного отжига и фосфатирования, затем соединяют с обечайкой кольцевыми сварными швами, при этом высоту днищ задают равной 0,25÷0,75 их диаметра;- the bottoms are made by extracting from the circle by pressing for one or several operations with preliminary and intermediate chemical-thermal operations of recrystallization annealing and phosphating, then they are connected to the shell with ring welds, while the height of the bottoms is set equal to 0.25 ÷ 0.75 of their diameter;

- в одном из днищ формируют опорные зиги, после чего днища соединяют между собой кольцевым сварным швом, при этом высоту днищ задают равной 1÷2 их диаметра.- support ridges are formed in one of the bottoms, after which the bottoms are connected to each other by an annular weld, while the height of the bottoms is set equal to 1 ÷ 2 of their diameter.

Именно это позволяет сделать вывод о наличии причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом.It is this that allows us to conclude that there is a causal relationship between the totality of the essential features of the claimed technical solution and the achieved technical result.

Указанные признаки, отличительные от прототипа и на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, во всех случаях достаточны.These signs, distinctive from the prototype and to which the requested amount of legal protection applies, are sufficient in all cases.

Задачей предлагаемого изобретения является изготовление сосудов высокого давления ротационной вытяжкой, прессовой обработкой и сваркой с высокой конструктивной и циклической прочностью, высоким качеством сварных швов, точностью геометрических размеров, качеством обрабатываемой поверхности, высоким коэффициентом использования металла, высокой производительностью, низкой себестоимостью и малым весом.The objective of the invention is the manufacture of pressure vessels by rotary hood, pressing and welding with high structural and cyclic strength, high quality welds, geometric accuracy, surface quality, high metal utilization, high productivity, low cost and low weight.

Указанный технический результат и осуществление изобретения достигается тем, что в известном способе, включающем изготовление обечайки и днищ обработкой давлением на прессах и давильно-раскатных станках, вентилей, штуцеров, втулки, опорных и транспортировочных элементов, их сборку в сварочно-сборочных приспособлениях, электродуговую сварку плавлением в среде защитных газов, особенность заключается в том, что обечайку получают сверткой листовой заготовки со стыковкой кромок в приспособлениях, прихваткой кромок по краям с использованием технологических пластин, автоматической сваркой продольного шва в стапеле с последующей калибровкой по внутреннему диаметру обечайки и рентгенотелевизионным контролем качества сварного шва, а днища получают вытяжкой из кружка прессовой обработкой или комбинированной ротационной вытяжкой из кружка посредством проецирования и многопереходной ротационной вытяжки с образованием цилиндрической и сферической частей, при этом вначале в обечайку и днища вваривают штуцеры и вентили, затем к днищам приваривают прерывистыми швами сварочные остающиеся подкладки, толщину которых выбирают равной толщине стенки обечайки, с равномерным расположением ширины подкладки по отношению к стыковому шву, потом осуществляют сборку и автоматическую сварку обечайки с днищами стыковыми кольцевыми соединениями с последующим их рентгенотелевизионным контролем качества, после этого позиционируют в приспособлениях и приваривают опорные и транспортировочные элементы, а затем сварной сосуд подвергают пневмоиспытаниям на герметичность.The specified technical result and implementation of the invention is achieved by the fact that in the known method, including the manufacture of shells and bottoms by pressure treatment on presses and pressing and rolling machines, valves, fittings, bushings, support and transport elements, their assembly in welding and assembly devices, electric arc welding melting in a shielding gas medium, the peculiarity is that the shell is obtained by convolution of a sheet billet with joining edges in devices, grabbing edges along the edges using we use technological plates, automatic welding of the longitudinal seam in the slipway, followed by calibration according to the inner diameter of the shell and X-ray television quality control of the weld, and the bottoms are obtained by extruding from the circle by pressing treatment or a combined rotational extraction from the circle by means of projection and a multi-transition rotational extraction with the formation of cylindrical and spherical parts , in this case, first fittings and valves are welded into the shell and bottoms, then they are welded to the bottoms with intermittent welds remaining lining, the thickness of which is chosen equal to the shell wall thickness, with a uniform arrangement of the lining width with respect to the butt weld, then the shell is assembled and automatically welded to the bottoms by butt ring joints, followed by their X-ray television quality control, then positioned in the fixtures and welded supporting and transport elements, and then the welded vessel is subjected to pneumatic testing for leaks.

Новая совокупность операций, а также наличие связей между ними позволяют, в частности за счет:The new set of operations, as well as the presence of relations between them, allow, in particular, due to:

- получения обечайки сверткой листовой заготовки снизить трудоемкость изготовления и повысить коэффициент использования металла, так как формообразование листовой заготовки осуществляют сверткой в трехроликовых вальцах листогибочной машины за одну операцию с высокой производительностью, а листовую заготовку получают резкой листа на полосы и карты на гильотинных ножницах с коэффициентом использования металла 0,8÷0,9 и также высокой производительностью;- obtaining a shell of a convolution of a sheet billet reduce the complexity of manufacturing and increase the utilization rate of metal, since the formation of a sheet billet is carried out by convolution in three-roller rollers of a bending machine in one operation with high productivity, and a sheet billet is obtained by cutting the sheet into strips and cards on guillotine shears with a utilization factor metal 0.8 ÷ 0.9 and also high performance;

- стыковки кромок в приспособлениях - обеспечить сборку стыка свариваемых кромок без зазора;- joining edges in devices - to ensure the assembly of the joint of the welded edges without a gap;

- прихватки кромок по краям с использованием технологических пластин - зафиксировать собранный стык, начать и закончить процесс сварки на пластинах, обеспечить равные условия для провара корня шва на всей длине стыка;- tacking the edges along the edges using technological plates - fix the assembled joint, start and end the welding process on the plates, ensure equal conditions for penetration of the root of the seam along the entire length of the joint;

- автоматической сварки в стапеле исключить «человеческий фактор» и гарантировать высокое качество сварного шва;- automatic welding in the slipway to eliminate the "human factor" and guarantee high quality of the weld;

- последующей калибровки по внутреннему диаметру обечайки, которую осуществляют пуансоном раздачи вначале с одной, затем с другой стороны, обеспечить точность размеров обечайки, что важно для последующей сборки и сварки обечайки с днищами, т.е. для обеспечения качества сварных соединений;- subsequent calibration according to the inner diameter of the shell, which is carried out by the distribution punch first on one side, and then on the other hand, to ensure the accuracy of the shell dimensions, which is important for subsequent assembly and welding of the shell with bottoms, i.e. to ensure the quality of welded joints;

- рентгенотелевизионного контроля качества сварного шва обечайки обеспечить его надежный контроль с высокой производительностью;- X-ray television quality control of the weld of the shell ensure its reliable control with high performance;

- получение днищ вытяжкой из кружка обеспечить высокую производительность процесса обработки;- obtaining bottoms by extracting from a circle to ensure high productivity of the processing process;

- получения днищ комбинированной ротационной вытяжкой из кружка посредствам проецирования и многопереходной ротационной вытяжки с образованием цилиндрической и сферической частей - снизить трудозатраты на изготовление технологической оснастки и инструмента, так как для ротационной вытяжки из листового кружка используют небольшое количество инструмента - 2 ролика и технологической оснастки - 1 оправка, 1 прижим и 1 складкодержатель, что является одним из преимуществ данного процесса ротационной вытяжки, а также легкая перестройка с одного вида ротационной вытяжки на другой, комбинируя эти виды /см. книжку Н.И.Могильного «Ротационная вытяжка оболочковых деталей на станках», М.: Машиностроение, 1983 г., глава 1, «Основные операции, характеристика и экономическая эффективность ротационной вытяжки»/, кроме того, комбинация метода проецирования и многопереходной вытяжки позволяет получать из кружка заготовку со сферической и цилиндрической частями, т.е. криволинейным дном с образующей в виде кривой второго порядка - дуги окружности, эллипса и т.п., и цилиндрической поверхностью, при этом толщину стенки выдерживают уменьшающейся в пределах от толщины кружка в центре дна до толщины, равной толщине стенки цилиндра, т.е. переменного характера, что необходимо для устойчивого процесса проецирования, а при постоянной толщине стенки происходит отрыв фланца заготовки, многопереходной ротационной обработкой после формообразования части дна получают остальную часть дна и цилиндрическую часть заготовки путем перемещения деформирующего ролика по петлеобразной траектории, в результате в процессе ротационной вытяжки с образованием петель повышается устойчивость формообразования и ликвидируется возможность отрыва цилиндрической части заготовки;- obtaining bottoms with a combined rotational hood from a circle by means of projection and multi-transition rotational hoods with the formation of a cylindrical and spherical parts - reduce labor costs for manufacturing tooling and tools, since a small amount of a tool - 2 rollers and tooling - 1 is used for a rotational hood from a sheet cup mandrel, 1 clamp and 1 folding holder, which is one of the advantages of this process of rotational drawing, as well as easy adjustment with one th type rotary drawing to another by combining these kinds / cm. NI Mogilny’s book “Rotational extraction of shell parts on machines”, M .: Mashinostroenie, 1983, Chapter 1, “Basic operations, characteristics and economic efficiency of rotational extraction” /, in addition, the combination of the projection method and multi-transition extraction allows receive from the mug a workpiece with spherical and cylindrical parts, i.e. a curved bottom with a generatrix in the form of a second-order curve - an arc of a circle, an ellipse, etc., and a cylindrical surface, while the wall thickness is kept decreasing in the range from the thickness of the circle in the center of the bottom to a thickness equal to the thickness of the cylinder wall, i.e. of a variable nature, which is necessary for a stable projection process, and with a constant wall thickness, the workpiece flange is torn off, multi-junction rotational processing after forming a part of the bottom gives the rest of the bottom and the cylindrical part of the workpiece by moving the deforming roller along a loop-shaped path, as a result of rotational drawing with the formation of loops increases the stability of forming and eliminates the possibility of tearing off the cylindrical part of the workpiece;

- первоначального вваривания в обечайку и днища штуцеров и вентилей оптимизировать последовательность операций сборки и сварки, обеспечив тем самым высокую производительность;- initial welding into the shell and the bottom of the fittings and valves to optimize the assembly and welding operations, thereby ensuring high productivity;

- приварки к днищам прерывистыми швами сварочных остающихся подкладок создать условия для соосной сборки деталей и улучшения провара корня шва, предотвратить прожоги сварных соединений;- welding to the bottoms with intermittent seams of the remaining welding pads, create conditions for coaxial assembly of parts and improve penetration of the root of the seam, prevent burn-through of welded joints;

- выбора толщины подкладок равной толщины стенки обечайки, с равномерным расположением ширины подкладки по отношению к стыковому шву - обеспечить равные условия для формирования сварного соединения при сварке днищ с обечайкой и точность геометрических размеров;- choosing the thickness of the linings equal to the thickness of the wall of the shell, with a uniform arrangement of the width of the lining with respect to the butt weld - to ensure equal conditions for the formation of the welded joint when welding the bottoms with the shell and the accuracy of the geometric dimensions;

- сборки и автоматической сварки обечайки с днищами стыковыми кольцевыми соединениями с последующим их рентгенотелевизионным контролем качества обеспечить качество сварных швов и их надежный контроль, с высокой производительностью и достижением высокой конструктивной и циклической прочности;- assembly and automatic welding of a shell with bottoms by butt ring joints with their subsequent X-ray television quality control to ensure the quality of welds and their reliable control, with high performance and the achievement of high structural and cyclic strength;

- позиционирования в приспособлениях и приварки опорных и транспортировочных элементов обеспечить точность геометрических размеров с высокой производительностью;- positioning in fixtures and welding of support and transport elements to ensure the accuracy of geometric dimensions with high performance;

- пневмоиспытаний на герметичность проверить без разрушения сосуда плотность сварных соединений и обеспечить работоспособность сварных сосудов высокого давления.- pneumatic tightness test to check the density of the welded joints without breaking the vessel and ensure the performance of the welded pressure vessels.

Признаки, характеризующие изобретение в конкретных формах выполнения, позволяют, в частности, за счет:Signs characterizing the invention in specific forms of execution, allow, in particular, due to:

- выполнения калибровки обечайки со степенью деформации не менее 0,5% обеспечить точность диаметральных размеров стыковых торцев обечайки, что важно для их качественной сварки, степень деформации при калибровке обечайки задают не менее 0,5% для обеспечения точности диаметральных размеров, так как при малых степенях деформации менее 0,5% при калибровке деталей с малой толщиной стенок

по внутреннему диаметру обечайки снижается точность диаметров из-за неравномерности деформации, в результате чего внутренние напряжения вызывают искажение геометрической формы, появляется овальность и кривизна образующей цилиндрической поверхности /см. книгу И.П.Рене, Э.А.Иванова и др. «Неравномерность деформации при плоском пластическом течении», изд. Тульского политехнического института, г.Тула, 1971, §4 глава «Некоторые результаты экспериментального исследования характера нарастания деформации при вытяжке», рис. 37/, на котором показано искривление образующей деформируемой детали, проведенные экспериментальные работы на предприятии заявителей показали, что степень деформации при калибровке обечайки и днищ должна быть не менее 0,5%;- calibration of the shell with a degree of deformation of at least 0.5% to ensure the accuracy of the diametrical dimensions of the butt ends of the shell, which is important for their high-quality welding, the degree of deformation during calibration of the shell is set to at least 0.5% to ensure the accuracy of the diametrical dimensions, since for small degrees of deformation less than 0.5% when calibrating parts with a small wall thickness

the inner diameter of the shell decreases the accuracy of the diameters due to uneven deformation, as a result of which internal stresses cause distortion of the geometric shape, ovality and curvature of the generatrix of the cylindrical surface / cm appear. book by I.P. Rene, E.A. Ivanov, and others, “Uneven Deformation in Flat Plastic Flow,” ed. Tula Polytechnic Institute, Tula, 1971, §4 chapter "Some results of an experimental study of the nature of the growth of deformation during drawing", Fig. 37 /, which shows the curvature of the generatrix of the deformable part, the experimental work carried out at the applicants' enterprise showed that the degree of deformation during calibration of the shell and bottoms should be at least 0.5%;

- получения обечайки из трубной заготовки ротационной вытяжкой с утонением стенки на трехроликовых давильно-раскатных станках обеспечить высокий коэффициент использования металла и снизить трудоемкость изготовления обечаек, так как в результате использования трубной заготовки требуется только одна операция ротационной вытяжки, а применение трехроликовой схемы ротационной вытяжки на трехроликовых станках экономически целесообразно, так как ее применение, как выше изложено, обладает преимуществами ротационной вытяжки перед другими методами ротационной и прессовой обработки: высокой производительностью, большими усилиями деформирования при высокой устойчивости процесса, точностью обработки и качеством обработанной поверхности, так как три ролика, установленные в одном суппорте, создают замкнутый и жесткий силовой контур, обеспечивая утонение стенки в строго заданных значениях, кроме того, трудозатраты на изготовление роликов, оправки, прижима и съемника невелики;- obtaining a shell from a pipe billet with a rotary hood with thinning the wall on three-roller pressing and rolling machines to ensure a high metal utilization rate and reduce the complexity of manufacturing shells, as a result of using a tube billet, only one operation of rotational hoods is required, and the use of a three-roller rotational hood for three rollers machine tools is economically feasible, since its use, as described above, has the advantages of a rotary hood over others rotational and press processing methods: high productivity, high deformation forces with high process stability, machining accuracy and surface quality, since three rollers installed in one support create a closed and rigid power circuit, providing thinning of the wall in strictly specified values, except In addition, labor costs for the manufacture of rollers, mandrels, clamps and pullers are small;

- получения днищ на двухроликовых давильно-раскатных станках - изготовить из плоской заготовки-кружка сложную форму в виде сочетания дна с криволинейной образующей и цилиндра, так как ролики при такой двухроликовой схеме обработки, установлены на различных суппортах, каждый из которых перемещают ролики по своей программе и по своей траектории, первый ролик формует дно, второй ролик-цилиндр, и, в заключение, два ролика выглаживают часть дна и цилиндр, таким образом только на двухроликовых станках, имеющих отдельные суппорты с роликами, возможно получение днищ сложной формы со сферическим дном и цилиндрической частью;- obtaining bottoms on two-roll press-rolling machines - to make a complex shape from a flat blank-mug in the form of a combination of a bottom with a curved generatrix and a cylinder, since the rollers with this two-roller processing scheme are mounted on different calipers, each of which moves the rollers according to its own program and along its trajectory, the first roller forms the bottom, the second roller-cylinder, and, in conclusion, two rollers smooth part of the bottom and the cylinder, thus only on two-roller machines having separate calipers with rollers, possible It is possible to obtain bottoms of complex shape with a spherical bottom and a cylindrical part;

- изготовления днищ деформирующими роликами с различными радиусами вершин профиля и смещением между собой в осевом и радиальном направлении - обеспечить разделение деформации на два участка и этим повысить устойчивость процесса формообразования и уменьшить количество переходов, а также в результате повышения устойчивости повысить точность и качество обрабатываемой поверхности, так как при изготовлении днищ реализуются различные виды ротационной вытяжки - проецирование и многопереходная ротационная вытяжка, то использование различных радиусов вершин профиля для проецирования и многопереходной вытяжки целесообразно и эффективно с точки зрения повышения устойчивости процесса формоизменения, а смещение роликов различных профилей в осевом и радиальном направлении при совместном перемещении в процессе формоизменения также повышает устойчивость в результате разделения деформации, так как суммарная деформация распределяется между двумя роликами, первый ролик движется впереди второго со степенью деформации, составляющей часть суммарной степенью деформации, а второй ролик - с остальной частью суммарной степени деформации;- manufacture of bottoms by deforming rollers with different radii of the vertices of the profile and axial and radial displacements between themselves - to ensure that the deformation is divided into two sections and thereby increase the stability of the forming process and reduce the number of transitions, as well as increase the accuracy and quality of the machined surface as a result of increased stability, since in the manufacture of the bottoms various types of rotational hoods are realized - projection and multi-transition rotational hoods, the use of different of the radii of the vertices of the profile for projection and multi-transition drawing is expedient and effective from the point of view of increasing the stability of the forming process, and the displacement of the rollers of various profiles in the axial and radial direction when moving together during the forming process also increases the stability as a result of the separation of deformation, since the total deformation is distributed between two rollers, the first roller moves ahead of the second with a degree of deformation that is part of the total degree of deformation, and the second th clip - the remainder of the total degree of deformation;

- обработки днищ методом проецирования роликом первого суппорта с радиусом вершины профиля, равным 1÷3 толщины стенки кружка, до значения угла проецирования 40°÷50° обеспечить за один переход сферическую форму днища с переменной толщиной стенки, уменьшающейся от центральной части кружка к торцу заготовки, что является основным преимуществом этого вида ротационной вытяжки, также процесс проецирования отличается высокой производительностью, радиус вершины профиля, равным 1÷3 толщины стенки кружка, обеспечивает высокую устойчивость процесса формообразования и является оптимальным, так при радиусе вершины менее одной толщины стенки кружка происходит образование трещин и надрывов в зоне врезания ролика в начале обработки, а при радиусе вершины более трех толщин стенки кружка образуются гофры перед роликом в виде волн вспучивания, что также приводит к образованию трещин и закатов и к снижению чистоты поверхности, значение угла проецирования в пределах 40÷50° является оптимальным с точки зрения обеспечения высокой устойчивости процесса формообразования, при значении угла менее 40° повышается вероятность отрыва фланца заготовки перед роликом, а при угле более 50° образуется «недокат» в виде неполной длины обработки;- treatment of the bottoms by the projection of the first caliper by a roller with a radius of the tip of the profile equal to 1 ÷ 3 of the circle wall thickness, up to a projection angle of 40 ° ÷ 50 ° to provide for one transition a spherical shape of the bottom with a variable wall thickness, decreasing from the center of the circle to the end face of the workpiece , which is the main advantage of this type of rotational hood, the projection process is also characterized by high productivity, the radius of the tip of the profile, equal to 1 ÷ 3 of the wall thickness of the circle, provides high process stability and the shaping is optimal, since with a vertex radius of less than one circle wall thickness, cracks and tears form in the cutting zone of the roller at the beginning of processing, and with a vertex radius of more than three circle wall thickness corrugations form in front of the roller in the form of expansion waves, which also leads to the formation of cracks and sunsets and a decrease in surface cleanliness, the value of the projection angle within 40 ÷ 50 ° is optimal from the point of view of ensuring high stability of the forming process, with a value of 40 ° increases its probability of detachment of the flange of the blank before the roller, and at an angle of more than 50 ° is formed "nedokat" in the form of incomplete processing length;

- изготовления днищ методом многопереходной ротационной вытяжки с образованием одной или нескольких петель роликом второго суппорта с радиусом вершины профиля, равным 3÷5 радиусам вершины профиля ролика первого суппорта - обеспечивают получение цилиндрической части и сферической части днища, от угла проецирования 40÷50° до 0° на переходной зоне от сферы к цилиндру, а значение радиуса вершины профиля второго суппорта, равное 3÷5 радиусам вершины первого суппорта, является оптимальным качеством и обеспечивает высокую устойчивость процесса многопереходной ротационной вытяжки, которая характеризуется петлеобразной траекторией перемещения деформирующего ролика в виде треугольных петель, имеющих наклон к оси заготовки и шаг-расстояние между петлями, определяемые экспериментальной отработкой, многопереходная ротационная вытяжка в виде одной или нескольких петель позволяет получать за одну операцию детали сложной формы из плоской заготовки, так как днище, имеющее форму сферы, переходящей в цилиндр в результате разделения деформации на отдельные части в виде петель, чередующихся с шагом и наклоненных под углом к оси заготовки, при радиусе вершины профиля ролика второго суппорта менее 3 радиусов вершины ролика первого суппорта происходит отрыв цилиндра от дна из-за малой площади контакта ролика с заготовкой, при радиусе вершины ролика второго суппорта более 5 радиусов вершины ролика первого суппорта образуются гофры перед роликом, что приводит к смятию и разрывам в результате потери устойчивости из-за большой площади контакта ролика второго суппорта с заготовкой;- production of bottoms by the method of multi-transition rotational drawing with the formation of one or more loops by a roller of a second caliper with a radius of the top of the profile equal to 3 ÷ 5 radiuses of the top of the profile of the roller of the first caliper - provide a cylindrical part and a spherical part of the bottom, from a projection angle of 40 ÷ 50 ° to 0 ° on the transition zone from the sphere to the cylinder, and the value of the radius of the top of the profile of the second caliper, equal to 3 ÷ 5 radii of the top of the first caliper, is the optimal quality and ensures high process stability multi-transition rotational hood, which is characterized by a loop-shaped trajectory of movement of the deforming roller in the form of triangular loops having an inclination to the axis of the workpiece and the step-distance between the loops, determined by experimental testing, a multi-transition rotational hood in the form of one or more loops allows you to get parts of complex shape from a flat billet, since the bottom, having the shape of a sphere, turning into a cylinder as a result of the separation of deformation into separate parts in the form of loops, a series of With a step and inclined at an angle to the axis of the workpiece, when the radius of the top of the profile of the roller of the second caliper is less than 3 radii of the top of the roller of the first caliper, the cylinder detaches from the bottom due to the small contact area of the roller with the workpiece, when the radius of the top of the roller of the second support is more than 5 radiuses corrugations of the first caliper are formed in front of the roller, which leads to crushing and tearing as a result of loss of stability due to the large contact area of the second caliper roller with the workpiece;

- выполнения многопереходной ротационной вытяжки, со складкодержателем - повысить устойчивость процесса путем удержания вращающимся диском складкодержателя фланца заготовки в процессе формообразования, что также позволяет снизить трудоемкость изготовления в результате того, что дало возможность уменьшить количество петель;- performing multi-junction rotary hoods with a folding holder - to increase the stability of the process by holding the rotating flange of the folding holder of the workpiece flange during shaping, which also reduces the complexity of manufacturing as a result of which made it possible to reduce the number of loops;

- выглаживания роликами двух суппортов сферической и цилиндрической частей - обеспечивать высокую точность по толщине стенки и высокое качество обработанной поверхности, так как ролик первого суппорта с меньшим радиусом вершины утоняет стенку до необходимого значения, а ролик второго суппорта выглаживает неровности обрабатываемой поверхности, кроме того, при совместном деформировании ролики удерживают оправку от радиального биения, что так же повышает точность и качество обработанной поверхности;- smoothing the two calipers of the spherical and cylindrical parts by rollers - to ensure high accuracy in wall thickness and high quality of the machined surface, since the first caliper roller with a smaller radius of the apex thins the wall to the required value, and the second caliper roller smooths out irregularities of the surface being treated, in addition, when joint deformation of the rollers hold the mandrel from radial runout, which also increases the accuracy and quality of the processed surface;

- задачи зазора между роликом первого суппорта и отправкой при проецировании по формуле:- the problem of the gap between the roller of the first caliper and sending when projecting according to the formula:

Δ=t₀·sinα,Δ = t ₀ sinα,

α° - угол проецирования, обеспечить высокую точность геометрических размеров и чистоту поверхности, так как вид ротационной вытяжки - ротационная вытяжка проецированием характеризуется тем, что в процессе деформирования кружка по оправке происходит чистый сдвиг металла в очаге деформирования и заготовка как бы проецируется на оправку с сохранением осевых размеров, при этом обязательно должно соблюдаться правило синуса, то есть по нормали к обработанной поверхности в любом сечении зазор между вершиной ролика и оправкой должен равняться толщине стенки исходной заготовки, умноженной на синус угла проецирования - угла наклона образующей в этой зоне к оси заготовки, при этом толщина стенки обрабатываемой заготовки равна зазору в этих же сечениях, при нарушении этой зависимости фланец обрабатываемого кружка теряет устойчивость и происходит отрыв фланца;α ° is the projection angle, to ensure high accuracy of geometric dimensions and surface cleanliness, since the type of rotation hood - rotation hood by projection is characterized by the fact that during the deformation of the circle along the mandrel, a clean metal shift occurs in the deformation zone and the workpiece is projected onto the mandrel with preservation axial dimensions, while the sine rule must be observed, i.e., normal to the machined surface in any section, the gap between the top of the roller and the mandrel must be equal to the thickness of the original blank wall multiplied by the sine of the angle of projection - the inclination angle generator in this region to the axis of the workpiece, the thickness of the workpiece wall is in the same gap cross sections, in violation of the depending flange treated circle loses stability and separation occurs flange;

- задачи при выглаживании зазоров между роликами двух суппортов и оправкой не более минимальной величины зазора при проецировании - повысить точность и качество обработанной поверхности, так как при таких зазорах происходит утонение стенки цилиндрической части до минимального значения толщины стенки при проецировании, в результате этого получают одинаковую по величине толщину стенки цилиндра и сферы, а при увеличении величины зазора при выглаживании более минимального значения величины зазора при проецировании в зоне перехода сферической части заготовки в цилиндрическую образуется утонение стенки, что снижает конструктивную и циклическую прочность сосуда и приводит к необходимости увеличивать толщину исходной заготовки и вводить дополнительную механическую обработку цилиндрической части;- tasks when smoothing the gaps between the rollers of two calipers and the mandrel is not more than the minimum clearance when projecting - to improve the accuracy and quality of the processed surface, since with such gaps the wall of the cylindrical part is thinned to the minimum wall thickness when projecting, as a result, get the same the thickness of the cylinder wall and the sphere, and with an increase in the gap when ironing more than the minimum value of the gap when projecting in the transition zone of a spherical the thinning of the wall forms in the cylindrical part of the billet, which reduces the structural and cyclic strength of the vessel and leads to the need to increase the thickness of the initial billet and introduce additional machining of the cylindrical part;

- изготовления днищ вытяжкой из кружка прессовой обработкой за одну или несколько операций с предварительными и промежуточными химико-термическими операциями рекристаллизационного отжига и фосфатирования и последующего соединения с обечайкой кольцевыми сварными швами - расширить технологические возможности изготовления сварных сосудов высокого давления, так как метод вытяжки на прессах обладает высокой производительностью и точностью получения геометрических размеров, что рационально и экономически целесообразно в крупносерийном и массовом производстве;- manufacturing bottoms by drawing from a cup by pressing for one or several operations with preliminary and intermediate chemical-thermal operations of recrystallization annealing and phosphating and subsequent joining with a ring of welded rings - to expand the technological capabilities of manufacturing welded pressure vessels, as the method of drawing on presses has high productivity and accuracy of obtaining geometric dimensions, which is rational and economically feasible in large-scale m and mass production;

- изготовления днищ с задачей высоты в пределах 0,25÷0,75 их диаметра вытяжкой из кружка снизить трудоемкость изготовления в результате снижения количества прессовых и химико-термических операций, так как при малых высотах, в пределах 0,25÷0,75 диаметра, снижается суммарная степень деформации, что позволяет снизить количество прессовых операций до одной, необходимо заметить, что объем сосудов и общая высота в этом случае образуется после стыковой сварки с обечайкой, высоту которой задают из расчета обеспечения заданного объема сосуда, при этом высота обечайки и высота сосуда может быть большой при общей небольшой трудоемкости изготовления;- the manufacture of bottoms with a task of height within 0.25 ÷ 0.75 of their diameter by extracting from the circle to reduce the complexity of manufacturing as a result of reducing the number of press and chemical-thermal operations, since at low heights, within 0.25 ÷ 0.75 of the diameter , the total degree of deformation decreases, which allows to reduce the number of pressing operations to one, it should be noted that the volume of vessels and the total height in this case is formed after butt welding with a shell, the height of which is set based on the calculation of ensuring a given volume of the vessel, the height of the shell and the height of the vessel can be large with an overall small complexity of manufacturing;

- формовки в одном из днищ опорных зигов - снизить трудоемкость изготовления сосудов, так как в этом случае нет необходимости приварки дополнительных опорных элементов;- molding in one of the bottoms of the support zig - to reduce the complexity of manufacturing vessels, since in this case there is no need to weld additional support elements;

- изготовления днищ высотой, равной 1÷2 их диаметра, и последующего соединения между собой кольцевым сварным швом - сократить количество операций сварки и количество свариваемых деталей, так как в этом случае отсутствует обечайка, при этом необходимый объем сосудов обеспечивают из условия выполнения данного соотношения, которое оптимально с точки зрения обеспечения минимального количества операций вытяжки, при увеличении соотношения высоты и диаметра более 2 возрастает количество операций вытяжки, а менее 1 снижается общая высота сосуда, что для обеспечения необходимого объема сосуда потребует значительного увеличения диаметра или введения промежуточной обечайки.- manufacture of bottoms with a height equal to 1 ÷ 2 of their diameter, and subsequent connection between them by an annular weld — reduce the number of welding operations and the number of parts to be welded, since in this case there is no shell, and the required volume of vessels is ensured from the condition that this ratio is fulfilled, which is optimal from the point of view of ensuring a minimum number of drawing operations, with an increase in the ratio of height and diameter of more than 2, the number of drawing operations increases, and less than 1 decreases the overall height of the vessel that to ensure the necessary volume of the vessel will require a significant increase in diameter or the introduction of an intermediate shell.

Признаки, отличающие предлагаемое техническое решение, от прототипа, не выявлены в других технических решениях и не известны из уровня техники в процессе проведения патентных исследований, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизны».The features that distinguish the proposed technical solution from the prototype are not identified in other technical solutions and are not known from the prior art in the process of conducting patent research, which allows us to conclude that the invention meets the criterion of "novelty."

Исследуя уровень техники в ходе проведения патентного поиска по всем видам сведений, доступных в странах бывшего СССР и зарубежных странах, обнаружено, что предлагаемое техническое решение явным образом не следует из известного на сегодня уровня техники, следовательно, можно сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень»Studying the level of technology during the patent search for all types of information available in the countries of the former USSR and foreign countries, it was found that the proposed technical solution does not explicitly follow from the prior art, therefore, we can conclude that the criterion of "inventive step" "

Сущность изобретения заключается в том, что в способе изготовления сварных сосудов высокого давлении, включающем изготовление обечайки и днищ обработкой давлением на прессах и давильно-раскатных станках, вентилей, штуцеров, опорных и транспортировочных элементов, их сборку в сварочно-сборочных приспособлениях, электродуговую сварку плавлением в среде защитных газов, в отличие от прототипа согласно изобретению обечайку получают сверткой листовой заготовки со стыковкой кромок в приспособлениях, прихваткой кромок по краям с использованием технологических пластин, автоматической сваркой продольного шва в стапеле с последующей калибровкой по внутреннему диаметру и рентгенотелевизионным контролем качества сварного шва, а днища получают вытяжкой из кружка прессовой обработкой или комбинированной ротационной вытяжкой из кружка посредством проецирования и многопереходной ротационной вытяжки с образованием цилиндрической и сферической частей, при этом вначале в обечайку и днища вваривают штуцеры и вентили, затем к днищам приваривают прерывистыми швами сварочные остающиеся подкладки, толщину которых выбирают равной толщине стенки обечайки, с равномерным расположением ширины подкладки по отношению к стыковому шву, потом осуществляют сборку и автоматическую сварку обечайки с днищами стыковыми кольцевыми соединениями с последующим их рентгенотелевизионным контролем качества, после этого позиционируют в приспособлениях и приваривают опорные и транспортировочные элементы, а затем сварной сосуд подвергают пневмоиспытаниям на герметичность.The essence of the invention lies in the fact that in the method of manufacturing welded pressure vessels, including the manufacture of shells and bottoms by pressure treatment on presses and pressure-rolling machines, valves, fittings, support and transport elements, their assembly in welding and assembly devices, arc welding by fusion in the environment of shielding gases, in contrast to the prototype according to the invention, the shell is obtained by convolving a sheet stock with a joint of edges in devices, grabbing edges along the edges using using technological plates, automatic welding of the longitudinal seam in the stock with subsequent calibration by the inner diameter and X-ray television control of the quality of the weld, and the bottoms are obtained by extruding from the mug by press processing or a combined rotational extract from the mug by means of projection and multi-transition rotational extraction with the formation of cylindrical and spherical parts, at the same time, first fittings and valves are welded into the shell and bottoms, then welding splices are welded to the bottoms with intermittent seams lining pads, the thickness of which is chosen equal to the shell wall thickness, with a uniform distribution of the lining width relative to the butt weld, then the shell is assembled and automatically welded to the bottoms by butt ring joints, followed by their X-ray television quality control, then positioned in the devices and welded back and transport elements, and then the welded vessel is subjected to pneumatic tests for leaks.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено: на фиг.1 - сварной сосуд высокого давления, содержащий днище 1 и 4 наружным диаметром D (мм), высотой Hg (мм) и толщиной стенки t (мм), обечайку 2 диаметром D (мм), высотой Н_об(мм) и толщиной стенки t (мм), остающиеся подкладки 3 толщиной стенки t (мм), вентиль 5, штуцеры 6, опорные и транспортировочные элементы - ручку 7, опоры 8, ручку 9, планки опорные 10; сварные швы сосуда (фиг.1) обозначены: №2 - продольный шов обечайки 2, №5 - кольцевые прерывистые швы, фиксирующие остающиеся подкладки 3 на днищах 1 и 4, №6 - кольцевые швы, соединяющие днища 1 и 4 с обечайкой 2 и подкладкой 3, №3 - кольцевые швы, соединяющие штуцеры 6 с обечайкой 2 и днищем 4, №4 - кольцевой сварной шов, соединяющий вентиль 5 с днищем 1, №7 - сварные швы, соединяющие опоры 8 с днищем 4, №8 - сварные швы, соединяющие опорные планки 10 с обечайкой, №11 - сварные швы, соединяющие ручку 9 с обечайкой, №9 - сварные швы, соединяющие ручку 7 с обечайкой, на фиг.2 - сварной сосуд высокого давления, содержащий два днища 1 наружным диаметром D (мм), высотой Hg (мм) и толщиной стенки t (мм), обечайку 2 диаметром D (мм), высотой Н_об(мм) и толщиной t (мм), вентили 5, штуцеры 6, опорные транспортировочные элементы - кронштейны 8 и 10 и ушки 9; сварные швы сосуда обозначены: №2 - продольный шов обечайки 2, №5 - кольцевые прерывистые швы, фиксирующие остающиеся подкладки 3 на днищах 1, №6 - кольцевые швы, соединяющие днища 1 с обечайкой 2 и подкладкой 3, №3 - кольцевые швы, соединяющие вентили 5 и штуцеры 6 с обечайкой 2 и днищами 1, №4 - сварные швы, соединяющие ушки 9 с обечайкой 2, №7 - сварные швы, соединяющие кронштейны 8 и 10 с обечайкой 2;The invention is illustrated by drawings, which depict: in Fig.1 - a welded pressure vessel containing the bottom 1 and 4 with an outer diameter D (mm), a height Hg (mm) and a wall thickness t (mm), a shell 2 with a diameter of D (mm) , height H _rev (mm) and wall thickness t (mm), the remaining linings 3 with wall thickness t (mm), valve 5, fittings 6, support and transport elements - handle 7, supports 8, handle 9, support strips 10; welds of the vessel (figure 1) are indicated: No. 2 - longitudinal seam of the shell 2, No. 5 - annular intermittent seams, fixing the remaining lining 3 on the bottoms 1 and 4, No. 6 - ring seams connecting the bottoms 1 and 4 with the shell 2 and lining 3, No. 3 - annular seams connecting the fittings 6 to the shell 2 and the bottom 4, No. 4 - an annular weld connecting the valve 5 to the bottom 1, No. 7 - welds connecting the supports 8 to the bottom 4, No. 8 - welded seams connecting the support strips 10 to the shell, No. 11 - welds connecting the handle 9 to the shell, No. 9 - welds connecting the handle 7 to the shell, on Ig.2 - a welded pressure vessel containing two bottoms 1 with an outer diameter D (mm), a height Hg (mm) and a wall thickness t (mm), a shell 2 with a diameter D (mm), a height H _r (mm) and a thickness t (mm), valves 5, fittings 6, supporting transport elements - brackets 8 and 10 and ears 9; welds of the vessel are indicated: No. 2 - longitudinal seam of the shell 2, No. 5 - annular intermittent seams fixing the remaining linings 3 on the bottoms 1, No. 6 - ring seams connecting the bottoms 1 with the shell 2 and the lining 3, No. 3 - ring seams, connecting valves 5 and fittings 6 with the shell 2 and the bottoms 1, No. 4 - welds connecting the ears 9 to the shell 2, No. 7 - welds connecting the brackets 8 and 10 with the shell 2;

на фиг.3 - вид А с фиг.1 и 2 в увеличенном виде - соединенные кольцевым сварным швом 6 днища 1 толщиной стенки t (мм) с обечайкой 2 толщиной стенки t (мм) и остающейся подкладкой 3 толщиной стенки t (мм), зафиксированной на днище 1 шестью прерывистыми швами №5 длиной 5 мм, равномерно расположенными по окружности через 60°;figure 3 is a view a from figure 1 and 2 in an enlarged view - connected by an annular weld seam 6 of the bottom 1 wall thickness t (mm) with a shell 2 wall thickness t (mm) and the remaining lining 3 wall thickness t (mm), fixed on the bottom 1 with six interrupted seams No. 5 with a length of 5 mm, evenly spaced around a circle through 60 °;

на фиг.4 - сварной сосуд высокого давления, содержащий два днища 1 и 2 наружным диаметром D (мм), высотой Hg (мм) и толщиной стенки t (мм), днище 4 имеет опорные зиги высотой h (мм), измеряемые от донной поверхности до поверхности опоры зигов, сварные швы сосуда (фиг.2) обозначены: №1 - кольцевой шов, выполненной автоматической сваркой и соединяющий вентиль 5 с днищем 1, №10 - сварной шов, состоящий из шести точек, равномерно расположенных по окружности (через 60°), выполненный точечной контактной сваркой, для фиксации остающейся подкладки 3 на днище 4, №3 - кольцевой сварной шов, соединяющий днища 1 и 4 и остающуюся подкладку 3 с толщиной стенки t(мм);figure 4 - a welded pressure vessel containing two bottoms 1 and 2 with an outer diameter D (mm), a height Hg (mm) and a wall thickness t (mm), the bottom 4 has supporting ridges of height h (mm), measured from the bottom the surface to the surface of the zig support, the welds of the vessel (figure 2) are indicated: No. 1 - an annular seam made by automatic welding and connecting valve 5 to the bottom 1, No. 10 - a weld consisting of six points evenly spaced around 60 °), made by spot welding, to fix the remaining lining 3 on the bottom 4, No. 3 - count front weld seam connecting the bottoms 1 and 4 and the remaining lining 3 with a wall thickness t (mm);

на фиг.5 - вид В с фиг.4 в увеличенном виде - опорный зиг днища 4 в сечении с толщиной t(мм);figure 5 is a view In from figure 4 in an enlarged view - a reference ridge bottom 4 in cross section with a thickness of t (mm);

на фиг.6 - вид Г с фиг.4 - вид в плане опорных зигов на днища 4;in Fig.6 is a view of G from Fig.4 is a view in plan of the reference ridges on the bottom 4;

на фиг.7 - обечайки 2 после свертки листовкой заготовки со стыковкой кромок в приспособлениях /на фиг.7 приспособления условно не показаны/ и прихваткой кромок по краям с использованием технологических пластин 11 четырьмя швами №1;in Fig.7 - shell 2 after convolution by leaflet of the workpiece with the junction of the edges in the fixtures / Fig.7 fixtures are not shown conditionally / and tacking the edges along the edges using technological plates 11 with four seams No. 1;

на фиг.8 - ротационная вытяжка обечайки 2 на трехроликовом давильно-раскатном станке тремя роликами 12 на оправке 14 из трубной заготовки 10, зафиксированной на оправке прижимом 15, обечайка 2 с наружным диаметром D (мм), высотой Н_об(мм) и толщиной стенки t (мм);on Fig - rotational hood of the shell 2 on a three-roller pressing and rolling machine with three rollers 12 on the mandrel 14 of the tube stock 10, fixed on the mandrel clamp 15, the shell 2 with an outer diameter D (mm), height H _rev (mm) and thickness walls t (mm);

на фиг.9 - комбинированная ротационная вытяжка днища 1 и 4 из листового кружка 16 на двухроликовых давильно-раскатных станках двумя роликами 17 и 18 на оправке 19, на которой кружок 16 зафиксирован прижимом 20, диаметр кружка - D₀(мм), толщина стенки кружка в исходном состоянии - t₀(мм), толщина стенки в конце процесса проецирования в точке a-t₁(мм), в конце многопереходной ротационной вытяжки в точке h-t₂(мм) и в процессе выглаживания на цилиндрическом участке h_i - t (мм), траектория перемещения вершины ролика 17 на участке проецирования - кривая оа, траектория перемещения вершины ролика 18 на участке многопереходной вытяжки в виде петель из прямых ab, be, cd, de, ef, fg, gh, траектории роликов 17 и 18 на участке выглаживания - кривая ah и прямая hi, диаметр днища после окончания комбинированной ротационной вытяжки - D (мм), высота Н_об(мм), толщина стенки - t (мм);figure 9 is a combined rotational hood extraction of the bottom 1 and 4 from the sheet circle 16 on two-roller pressing and rolling machines with two rollers 17 and 18 on the mandrel 19, on which the circle 16 is fixed by clamp 20, the diameter of the circle is D ₀ (mm), wall thickness the circle in the initial state is t ₀ (mm), the wall thickness at the end of the projection process at the point a -t ₁ (mm), at the end of the multi-junction rotational hood at the point ht ₂ (mm) and during ironing in the cylindrical section h _i - t (mm), the path of movement of the roller 17 on the top projecting portion - of a curve, trajectory The movement of the top of the roller 18 in the multi-junction section in the form of loops from the straight lines ab, be, cd, de, ef, fg, gh, the paths of the rollers 17 and 18 in the smoothing section is the curve ah and straight line hi, the diameter of the bottom after the end of the combined rotational hood - D (mm), height H _rev (mm), wall thickness - t (mm);

на фиг.10 - процесс вытяжки днищ 1 и 4 из кружка 25 пуансоном 23 в матрице 22 с фиксацией кружка в направляющей 26 прижимом 24, диаметр кружка - D₀(мм), толщина стенки кружка - t₀(мм), диаметр днища после вытяжки D (мм), высота - Н_g(мм), толщина стенки t (мм).figure 10 - the process of drawing the bottoms 1 and 4 from the circle 25 of the punch 23 in the matrix 22 with fixing the circle in the guide 26 clip 24, the diameter of the circle is D ₀ (mm), the wall thickness of the circle is t ₀ (mm), the diameter of the bottom after hoods D (mm), height - H _g (mm), wall thickness t (mm).

Вышеописанный способ изготовления сварных сосудов высокого давления осуществляется следующим образом.The above method of manufacturing a welded pressure vessel is as follows.

Обечайку 2 сосуда (фиг.1) получают резкой листа на полосы и карты - листовой заготовки, которую свертывают в вальцах и состыковывают кромки в приспособлениях, удерживающих обечайку при прихватке кромок, затем выполняют прихватку кромок с использованием технологических пластин 11 (фиг.7) электродуговой сваркой по краям пластин четырьмя швами №1.The casing 2 of the vessel (Fig. 1) is obtained by cutting the sheet into strips and cards — a sheet blank, which is rolled up in rollers and docked in devices that hold the casing while grasping the edges, then grabbing the edges using technological plates 11 (Fig. 7) of the electric arc welding along the edges of the plates with four seams No. 1.

После чего обечайку освобождают от приспособлений, устанавливают в стапеле и выполняют автоматическую электродуговую сварку продолговатого шва в среде защитных газов. После автоматической сварки технологические пластины удаляют.After that, the shell is freed from the fixtures, installed in the slipway and automatic arc welding of the elongated seam in the environment of shielding gases is performed. After automatic welding, the technological plates are removed.

Затем выполняют калибровку по внутреннему диаметру прессовой обработкой пуансоном поочередно верхней и нижней частей обечайки, обеспечивая цилиндрическую форму и заданные размеры по диаметру, при этом степень деформации задают не менее 0,5%.Then, the internal diameter is calibrated by pressing the punch alternately between the upper and lower parts of the shell, providing a cylindrical shape and predetermined dimensions in diameter, while the degree of deformation is set to at least 0.5%.

После чего выполняют рентгенотелевизионный контроль качества продольного сварного шва.Then perform X-ray television quality control of the longitudinal weld.

В частном случае (фиг.8) обечайку 2 получают из трубной заготовки, которую после резки трубы на заготовки и токарной обработки обрабатывают методом ротационной вытяжки с утонением стенки на трехроликовом давильно-раскатном станке роликами 12 на оправке 14 с прижимом 15, при этом получают заготовку обечайки с размерами D (мм) - наружный диаметр, t (мм) - толщина стенки и Н_об(мм) - высота обечайки.In the particular case (Fig. 8), the casing 2 is obtained from a pipe billet, which, after cutting the pipe into billets and turning, is processed by rotational drawing with wall thinning on a three-roller press-rolling machine with rollers 12 on a mandrel 14 with a clamp 15, and a billet is obtained shells with dimensions D (mm) - outer diameter, t (mm) - wall thickness and N _rev (mm) - shell height.

Днища 1 и 4 изготавливают из кружка 16 (фиг.9) методом комбинированной ротационной вытяжки на двухроликовом давильно-раскатном станке следующим образом.The bottoms 1 and 4 are made of a circle 16 (Fig.9) by the method of combined rotary drawing on a two-roll pressing-rolling machine as follows.

По программе ЧПУ станка ролик 17 первого суппорта подходит в точку 0 и по траектории в виде кривой оа методом проецирования по закону синуса (Δ=t₀·sinα) утоняет стенку кружка, где t₀(мм) - исходная толщина стенки, Δ (мм) - величина зазора между вершиной ролика и оправкой в процессе проецирования, α^°- угол наклона образующей к оси заготовки, т.е. угол проецирования. В конце проецирования в точке а толщина стенки равна t₁=Δ=t₀·sinα, где α° - угол проецирования в точке α.According to the CNC program of the machine, the roller 17 of the first caliper fits to point 0 and along the trajectory in the form of an oa curve by the projection method according to the sine law (Δ = t ₀ · sinα) thins the wall of the circle, where t ₀ (mm) is the initial wall thickness, Δ (mm ) is the gap between the top of the roller and the mandrel during projection, α ^° is the angle of inclination of the generatrix to the axis of the workpiece, i.e. projection angle. At the end of the projection at point a, the wall thickness is t ₁ = Δ = t ₀ · sinα, where α ° is the projection angle at point α.

Затем со складкодержателем 21 роликом 18 второго суппорта выполняют по программе ЧПУ станка многопереходную ротационную вытяжку по траектории в виде трех петель с прямыми участками ab, bс, cd, de, ef, fg, gh с образованием сферического участка ah с толщиной стенки t₂ (мм).Then, with the fold holder 21, the second support roller 18, according to the CNC program of the machine, a multi-transition rotational hood is drawn in the form of three loops with straight sections ab, bс, cd, de, ef, fg, gh with the formation of a spherical section ah with a wall thickness of t ₂ (mm )

После чего двумя роликами 17 и 18 двух суппортов по программе ЧПУ осуществляют выглаживание сферического участка ah и цилиндрического участков hi с утонением стенки с t₂(мм) до t (мм) и увеличением высоты днища до Н_g(мм) и получением диаметра днища D (мм).Then, with the two rollers 17 and 18 of the two calipers, according to the CNC program, they smooth the spherical section ah and the cylindrical sections hi with thinning the wall from t ₂ (mm) to t (mm) and increase the height of the bottom to H _g (mm) and obtain the diameter of the bottom D (mm).

В частном случае днища изготавливают прессовой обработкой методом вытяжки из кружка (фиг.10) за одну операцию вытяжки при высоте днищ 1 и 4, равной 0,25÷0,75 их диаметра.In a particular case, the bottoms are made by pressing by the method of drawing from a circle (Fig. 10) in one drawing operation with the height of the bottoms 1 and 4 equal to 0.25 ÷ 0.75 of their diameter.

Кружок перед вытяжкой подвергают предварительному рекристаллизационному отжигу и фосфатированию.The circle before drawing is subjected to preliminary recrystallization annealing and phosphating.

После этого вначале в обечайку 2 (фиг.1) и днище 4 вваривают кольцевыми швами №3 штуцеры 6, а в днище кольцевым швом №4 - вентиль 5, затем к днищам 1 и 4 приваривают прерывистыми швами №5 сварочные остающиеся подкладки 3, потом осуществляют сборку и автоматическую сварку обечайки 2 с днищами 1 и 4 стыковыми кольцевыми швами №6.After that, first, fittings 6 are welded into the casing 2 (bottom 1) and bottom 4 with ring seams No. 3, and valve 5 is welded into the bottom seam No. 4, then the remaining weld pads 3 are welded to the bottoms 1 and 4 with intermittent seams No. 5, then carry out the assembly and automatic welding of the shell 2 with the bottoms 1 and 4 of the butt ring seams No. 6.

Затем выполняют рентгенотелевизионный контроль качества шва.Then perform x-ray television quality control of the seam.

После этого сосуд позиционируют в приспособлениях и приваривают опорные и транспортировочные элементы: ручку 7 сварными швами №9, опоры 8 сварными швами №7, ручку 9 сварными швами №11 и опорные планки 10 сварными швами №8 (фиг.1).After that, the vessel is positioned in the fixtures and the supporting and transporting elements are welded: handle 7 with welds No. 9, supports 8 with welds No. 7, handle 9 with welds No. 11 and support strips 10 with welds No. 8 (Fig. 1).

Полностью сваренную конструкцию подвергают пневмоиспытаниям на герметичность.The fully welded structure is subjected to pneumatic leak testing.

В частном случае сварной сосуд высокого давления (фиг.4) изготавливают следующим образом.In the particular case of a welded pressure vessel (figure 4) is made as follows.

Верхнее и нижнее днище 1 и 4 изготавливают вытяжкой из кружка прессовой за несколько операций с предварительными и промежуточными химико-термическими операциями рекристаллизационного отжига и фосфатирования (фиг.10), при этом высота днищ равна 1÷2 их диаметра (H_g=(1÷2)D).The upper and lower bottoms 1 and 4 are made by extracting from a press mug for several operations with preliminary and intermediate chemical-thermal operations of recrystallization annealing and phosphating (Fig. 10), while the height of the bottoms is 1 ÷ 2 of their diameter (H _g = (1 ÷ 2) D).

Затем на гидравлическом прессе выполняют формовку опорных зигов в донной части днища 4 высотой h (мм) (фиг.4 и 5 вид В, фиг.6 вид Г).Then, on a hydraulic press, support zigs are formed in the bottom of the bottom 4 of height h (mm) (Figs. 4 and 5, view B, Fig. 6, view D).

Затем в днище 1 автоматической сваркой вваривают вентиль 5 кольцевым швом №1, к днищу 4 приваривают точечной контактной сваркой швами №10 остающуюся подкладку 3, которую располагают равномерно относительно оси стыка. В заключении производят сборку стыка днищ 1 и 4 и автоматическую сварку стыкового соединения швом №3, затем сваренный сосуд подвергают пневмоиспытаниям на герметичность.Then, in the bottom 1, the valve 5 is automatically welded by welding the No. 5 ring seam No. 1, to the bottom 4, the remaining lining 3, which is placed uniformly relative to the joint axis, is welded by spot welding by seams No. 10. In conclusion, the joint of the bottoms 1 and 4 is assembled and the butt joint is automatically welded by seam No. 3, then the welded vessel is subjected to pneumatic tightness tests.

Пример 1.Example 1

Сварной сосуд высокого давления (фиг.1) (огнетушитель) объемом 100 л и рабочим внутренним давлением 26

, содержащий два днища 1 и 4 и обечайку 2, изготавливают следующим образом.Welded pressure vessel (figure 1) (fire extinguisher) with a volume of 100 l and a working internal pressure of 26

containing two

bottoms

1 and 4 and a shell 2, are made as follows.

Обечайку 2 (фиг.1) получают из листа 2,5 ГОСТ 19904-90 стали ОК3-3СП ГОСТ 16523-89, (стали 18ЮА, 20ЮА ГОСТ 3041-71, стали 10 ГОСТ 8731-74), резкой листа на полосы размером 820x1270 мм, полосы свертывают в цилиндрическую обечайку в трехвалковых вальцах листогибочной машины, состыковывают кромки в приспособлениях, прихватывают кромки по краям с использованием технологических пластин 11 (фиг.1) сваркой четырьмя швами №11.The casing 2 (Fig. 1) is obtained from sheet 2.5 GOST 19904-90 of steel OK3-3SP GOST 16523-89, (steel 18YUA, 20YUA GOST 3041-71, steel 10 GOST 8731-74), a sharp sheet into strips of size 820x1270 mm, the strips are rolled into a cylindrical shell in the three-roll rollers of the bending machine, the edges are joined in devices, the edges are seized at the edges using technological plates 11 (Fig. 1) by welding with four seams No. 11.

После сборки внутренний диаметр обечайки D_BH=393 мм.After assembly, the inner diameter of the shell D _BH = 393 mm.

После чего обечайку 2 освобождают от приспособлений, устанавливают в стапеле и выполняют автоматическую электродуговую сварку продольным швом №2, при этом зажигание дуги и окончание сварки осуществляется на технологических пластинах 11 для обеспечения провара корня продольного шва на всей длине стыка.After that, the shell 2 is freed from the fixtures, installed in the slipway and automatic arc welding is performed with a longitudinal seam No. 2, while the arc is ignited and the welding is completed on the technological plates 11 to ensure penetration of the root of the longitudinal seam along the entire length of the joint.

После автоматической сварки технологические пластины удаляют с торцев обечайки.After automatic welding, the technological plates are removed from the ends of the shell.

Затем на гидравлическом прессе выполняют калибровку обечайки по внутреннему диаметру поочередно верхней и нижней части с получением внутреннего диаметра ⌀=396,5 мм и наружного D₁=396,5+5=401,5 мм со степенью деформации

(не менее 0,5% по формуле изобретения).Then, on the hydraulic press, the shell is calibrated according to the inner diameter of the upper and lower parts alternately to obtain an inner diameter of ⌀ = 396.5 mm and an outer diameter of D ₁ = 396.5 + 5 = 401.5 mm with a degree of deformation

(not less than 0.5% according to the claims).

После этого продольный шов №2 обечайки 2 подвергают рентгенотелевизионному контролю.After that, the longitudinal seam No. 2 of the shell 2 is subjected to X-ray television control.

В частном случае (фиг.8) обечайку 2 получают из горячекатаной трубной заготовки стали 10 ГОСТ 8732-74 размером ⌀402×8 мм ГОСТ 8732-78.In the particular case (Fig. 8), the shell 2 is obtained from a hot-rolled pipe billet of steel 10 GOST 8732-74 with a size of ⌀402 × 8 mm GOST 8732-78.

После резки труб на заготовки выполняют калибровку по внутренней поверхности в размер ⌀393,5 мм, токарную обработку внутренней поверхности, выдерживая размер ⌀396,5 мм, наружной поверхности, выдерживая размер ⌀406,5 мм, толщину стенки 5,0 мм и длину заготовки 420 (мм).After cutting the pipes into workpieces, they calibrate along the inner surface to the size of ⌀393.5 mm, turning the inner surface, maintaining the size of ⌀396.5 mm, the outer surface, maintaining the size of ⌀406.5 mm, wall thickness 5.0 mm and length blanks 420 (mm).

После чего заготовку 10 с данными размерами устанавливают на оправку 14 трехроликового давильно-раскатного станка, фиксируют на оправке прижимом 15 и тремя роликами 12 выполняют ротационную вытяжку со степенью деформации ε=50% и получают обечайку 2 с размерами D=401,5 мм, толщиной стенки t=2,5 мм и высотой Н_об=810 мм.After that, the workpiece 10 with these dimensions is installed on the mandrel 14 of a three-roller pressing and rolling machine, fixed on the mandrel with a clamp 15 and three rollers 12 rotate the hood with a degree of deformation ε = 50% and get a shell 2 with dimensions D = 401.5 mm, thickness walls t = 2.5 mm and a height of H _about = 810 mm.

Днище 1 и 4 изготавливают из листа 3,5 мм ГОСТ 19904-90 стали 3СП, (ГОСТ 16523-89 18ЮА и 20ЮА, ГОСТ4041-71, стали 10 ГОСТ 8731-74) резкой листа на полосы и карты на гильотинных ножницах и последующей вырубкой кружка толщиной стенки t=3,5 мм и диаметром D₀=490 мм на механическом прессе.The bottom 1 and 4 are made of a 3.5 mm sheet GOST 19904-90 steel 3SP, (GOST 16523-89 18YUA and 20YAA, GOST4041-71, steel 10 GOST 8731-74) by cutting a sheet into strips and cards on guillotine shears and subsequent cutting a cup with a wall thickness of t = 3.5 mm and a diameter of D ₀ = 490 mm on a mechanical press.

Затем заготовку 16 устанавливают на оправку 19, фиксируют прижимом 20 (фиг.7) и роликом 17 первого суппорта методом проецирования получают сферическую часть днища участка оа по закону синуса с t₀=3,5 (мм) до t₁=2,5 (мм) и угла α=45°, т.е. t₁=3,5·sin45°=3,5·0,707=2,5 мм.Then the workpiece 16 is installed on the mandrel 19, fixed with a clamp 20 (Fig.7) and the roller 17 of the first caliper using the projection method to obtain the spherical part of the bottom of the section about and according to the sine law from t ₀ = 3.5 (mm) to t ₁ = 2.5 (mm) and angle α = 45 °, i.e. t ₁ = 3.5 · sin45 ° = 3.5 · 0.707 = 2.5 mm.

Зазор между роликом 17 и оправкой 19 на участке оа задают по закону синуса (Δ=t₀·sinα) и толщину стенки на этом участке получают также по этому закону.The gap between the roller 17 and the mandrel 19 in the section about a set according to the law of sine (Δ = t ₀ · sinα) and the wall thickness in this section is also obtained according to this law.

Затем роликом 18 второго суппорта по траектории ab, cd, ef, gh, с образованием трех петель многопереходной ротационной вытяжкой получают сферический участок ah с толщиной стенки возрастающей от t₁=2,5 мм до t₂=3,5 мм.Then, with the roller 18 of the second caliper along the path ab, cd, ef, gh, with the formation of three loops with a multi-junction rotary hood, a spherical section ah with a wall thickness increasing from t ₁ = 2.5 mm to t ₂ = 3.5 mm is obtained.

После этого двумя роликами 17 и 18 осуществляют ротационное выглаживание сферического ah и цилиндрического hi участков днищ с уменьшением толщины стенки с t₂=3,5 мм до t₁=2,5 мм и получением высоты Н_g=120 мм и диаметра D₁=401,5 мм.After that, two rollers 17 and 18 carry out rotational smoothing of the spherical ah and cylindrical hi sections of the bottoms with a decrease in wall thickness from t ₂ = 3.5 mm to t ₁ = 2.5 mm and obtaining a height H _g = 120 mm and a diameter D ₁ = 401.5 mm.

В частном случае днища 1 и 4 (фиг 10) получают вытяжкой из кружка на гидравлическом прессе. Кружок диаметром D₀=570 мм и толщиной стенки t₀=3 мм устанавливают в направляющие кольцо 26, фиксируют прижимом 24 и пуансоном 23 осуществляют вытяжку днища 1 с получением наружного диаметра D=401,5 мм толщины стенки t=2,5 мм и высоты H_g=120 мм. Соотношение высоты и диаметра днища Hg/D=120/401,5=0,3(0,25÷0,75 по формуле изобретения).In a particular case, the bottoms 1 and 4 (FIG. 10) are obtained by extracting from a mug on a hydraulic press. A circle with a diameter of D ₀ = 570 mm and a wall thickness of t ₀ = 3 mm is installed in the guide rings 26, fixed with a clamp 24 and the punch 23 draws the bottom 1 to obtain an outer diameter D = 401.5 mm of the wall thickness t = 2.5 mm and heights H _g = 120 mm. The ratio of the height and diameter of the bottom Hg / D = 120 / 401.5 = 0.3 (0.25 ÷ 0.75 according to the claims).

Затем осуществляют сварочные операции (фиг.1). В обечайку 2 и днище 4 вваривают аргонодуговой сваркой штуцеры 6 кольцевым швом №3, в днище 1 вваривают вентиль 5 (фиг.1) автоматической сваркой в среде защитных газов швом №4.Then carry out welding operations (figure 1). In the casing 2 and the bottom 4 are welded by argon-arc welding fittings 6 with an annular seam No. 3, in the bottom 1 is welded valve 5 (Fig. 1) by automatic welding in a protective gas medium with a seam No. 4.

Затем к днищам 1 и 4 приваривают кольцевыми прерывистыми швами №5 сварочные остающиеся подкладки 3 (фиг.1). Толщину сварочных подкладок 3 выбирают равной толщине стенки t обечайки 2. При выполнении прерывистых швов №5 5×60° ширину подкладок 3 располагают равномерно по отношению к стыковому шву №6. Потом осуществляют сборку и автоматическую сварку обечайки 2 с днищами 1 и 4 стыковыми кольцевыми швами №6 (фиг.1). Полученные швы №6 подвергают рентгенотелевизионному контролю. После этого сварной сосуд позиционируют в приспособлениях и приваривают к нему опорные элементы - опоры 8 швами №7, опорные планки 10 швами №8 и транспортировочные элементы - ручки 7 и 9 швами №9 и №11. Полностью сваренный сосуд подвергают пневмоиспытаниям на герметичность.Then to the bottoms 1 and 4 are welded annular intermittent seams No. 5 welding the remaining lining 3 (figure 1). The thickness of the welding linings 3 is chosen equal to the wall thickness t of the shell 2. When making intermittent seams No. 5 5 × 60 °, the width of the linings 3 is evenly distributed with respect to the butt weld No. 6. Then carry out the assembly and automatic welding of the shell 2 with the bottoms 1 and 4 of the butt fillet welds No. 6 (figure 1). The resulting seams No. 6 are subjected to X-ray television control. After this, the welded vessel is positioned in the fixtures and the supporting elements are welded to it - supports 8 with seams No. 7, support strips 10 with seams No. 8 and transportation elements - handles 7 and 9 with seams No. 9 and No. 11. A fully welded vessel is subjected to pneumatic leak testing.

Пример 2.Example 2

Сварной сосуд высокого давления (ресивер) (фиг.2) объемом 25 л и рабочим внутренним давлением 163

- изготавливают следующим образом.Welded pressure vessel (receiver) (figure 2) with a volume of 25 l and a working internal pressure of 163

- made as follows.

Обечайку 2 (фиг.2) получают из листа 2,5 ГОСТ 19903-90 Стали 3 СП ГОСТ 16523-97 (Стали 10 ГОСТ 8731-74) резкой листа на полосы размером 926×700 (мм), полосы свертывают в цилиндрическую обечайку в трехвалковых вальцах листогибочной машины, состыковывают кромки в приспособлениях, прихватывают кромки по краям с использованием технологических пластин 11 (фиг.7) сваркой четырьмя швами №11.The casing 2 (Fig. 2) is obtained from sheet 2.5 GOST 19903-90 Steel 3 SP GOST 16523-97 (Steel 10 GOST 8731-74) by cutting the sheet into strips of 926 × 700 (mm) in size, the strips are rolled into a cylindrical casing into three-roll rollers of the bending machine, join the edges in the devices, grab the edges along the edges using technological plates 11 (Fig.7) by welding with four seams No. 11.

После сборки внутренний диаметр обечайки D_вн=295 мм.After assembly, the inner diameter of the shell D _ext = 295 mm

Затем обечайку 2 освобождают от приспособлений, устанавливают в стапеле и выполняют автоматическую электродуговую сварку продольным швом №2, при этом зажигание дуги и окончание сварки осуществляется на технологических пластинах 11 для обеспечения провара корня продольного шва на всей длине стыка.Then, the shell 2 is freed from the fixtures, installed in the slipway and automatic arc welding is performed with a longitudinal seam No. 2, while the arc is ignited and the welding is completed on the technological plates 11 to ensure penetration of the root of the longitudinal seam along the entire length of the joint.

Затем на гидравлическом прессе выполняют калибровку обечайки по внутреннему диаметру с получением внутреннего диаметра ⌀298 мм со степенью деформации

(не менее 0,5% по формуле изобретения).Then, on the hydraulic press, the shell is calibrated according to the inner diameter to obtain an internal diameter of ⌀298 mm with a degree of deformation

(not less than 0.5% according to the claims).

В частном случае (фиг.8) обечайку 2 получают из горячекатанной трубкой заготовки стали 10 ГОСТ 8732-74 размером ⌀298×10 (мм) ГОСТ 8732-78.In the particular case (Fig. 8), the shell 2 is obtained from a hot-rolled tube of a steel preform 10 GOST 8732-74 with a size of ⌀298 × 10 (mm) GOST 8732-78.

После резки труб на заготовки выполняют калибровку по внутренней поверхности и токарную обработку внутренней и наружной поверхности, выдерживая размеры: диаметр внутренней поверхности ⌀298 (мм), наружной поверхности ⌀310 мм, толщину стенки 6,0 мм, длину 340 мм.After cutting the pipes into billets, they perform calibration on the inner surface and turning the inner and outer surfaces, maintaining the following dimensions: inner diameter ⌀298 (mm), outer surface ⌀310 mm, wall thickness 6.0 mm, length 340 mm.

После чего заготовки 10 устанавливают на оправку 14 и осуществляют ротационную вытяжку аналогично примеру 1 и получают оболочку 2 с размерами D=303 (мм), толщиной стенки t=2,5 (мм) и высотой Н_об=690 (мм).After that, the blanks 10 are mounted on the mandrel 14 and rotational hood is carried out analogously to example 1 and get a shell 2 with dimensions D = 303 (mm), wall thickness t = 2.5 (mm) and height H _rev = 690 (mm).

Днища 1 изготавливают из листа 2,5×1420×2000 ГОСТ 19903-90 Стали 3 СП ГОСТ 16523-97, (Стали 10 ГОСТ 8731-74) резкой листа на полосы и последующей вырубкой кружка толщиной стенки t=2,5 мм и диаметром D₀=390 мм на механическом прессе.The bottoms 1 are made of sheet 2.5 × 1420 × 2000 GOST 19903-90 Steel 3 SP GOST 16523-97, (Steel 10 GOST 8731-74) by cutting the sheet into strips and then cutting a circle with a wall thickness of t = 2.5 mm and a diameter D ₀ = 390 mm on a mechanical press.

Затем днища 1 (фиг.10) изготавливают вытяжкой из кружка на гидравлическом прессе. Аналогично примеру 1 получают днище 1 с размерами D=303 мм, Н_g=95 мм с соотношением высоты H_g и диаметра D H_g/D=95/303=0,31, что соответствует формуле изобретения (0,25÷0,75).Then the bottom 1 (figure 10) is made by extracting from a circle on a hydraulic press. Analogously to example 1 get the bottom 1 with dimensions D = 303 mm, N _g = 95 mm with a ratio of height H _g and diameter DH _g / D = 95/303 = 0.31, which corresponds to the claims (0.25 ÷ 0.75 )

Изготовление днищ 1 (фиг.9) комбинированной ротационной вытяжкой аналогично примеру 1.The manufacture of the bottoms 1 (Fig.9) with a combined rotary hood as in example 1.

Затем осуществляют сварочные операции. В обечайку 2 и днища 1 вваривают аргонодуговой сваркой штуцеры 6 и вентили 5 (фиг.2) кольцевым швом №3.Then carry out welding operations. In the casing 2 and the bottom 1 are welded by argon arc welding fittings 6 and valves 5 (figure 2) with an annular seam No. 3.

После чего к днищам 1 кольцевыми прерывистыми швами №5 приваривают остающиеся подкладки 3 (фиг.2, фиг.3 вид А).Then to the bottoms 1 annular interrupted seams No. 5 weld the remaining lining 3 (figure 2, figure 3, view A).

Потом осуществляют сборку и автоматическую сварку обечайки 2 с днищами 1 стыковыми кольцевыми швами №6 (фиг.2, фиг.3 вид А). Полученные швы №6 подвергают рентгенотелевизионному контролю.Then carry out the assembly and automatic welding of the shell 2 with the bottoms 1 of the butt fillet welds No. 6 (figure 2, figure 3, view A). The resulting seams No. 6 are subjected to X-ray television control.

После этого сварной сосуд позиционируют в приспособлениях и приваривают к нему опорные элементы - кронштейны 8 и 10 швами №7 и транспортировочные элементы - ушки 9 сварными швами №4.After that, the welded vessel is positioned in the fixtures and the supporting elements are welded to it - brackets 8 and 10 with seams No. 7 and transportation elements - ears 9 with welds No. 4.

Полностью сваренный сосуд подвергают пневмоиспытаниям на герметичность.A fully welded vessel is subjected to pneumatic leak testing.

Пример 3.Example 3

Сварной сосуд высокого давления (огнетушитель) (фиг.4) из двух днищ 1 и 4 объемом 10 л и рабочим внутренним давлением 26

изготавливают следующим образом.Welded pressure vessel (fire extinguisher) (figure 4) from two

bottoms

1 and 4 with a volume of 10 l and a working internal pressure of 26

made as follows.

В качестве заготовки днищ используют лист 2,5 ГОСТ 19904-90/СК-270-4Н ГОСТ 16523-89, (лист 2,5 стали 08,10 ГОСТ 3041-71, лист 2,5 ГОСТ19903-74/20ЮА ТУ14-106-467-94).As a blank for the bottoms, use sheet 2.5 GOST 19904-90 / SK-270-4N GOST 16523-89, (sheet 2.5 steel 08.10 GOST 3041-71, sheet 2.5 GOST19903-74 / 20UA TU14-106 -467-94).

Лист режут на полосы на гильотинных ножницах, из полосы вырубают на механическом прессе кружок диаметром D₀=307,4 мм.The sheet is cut into strips on guillotine shears, a circle with a diameter of D ₀ = 307.4 mm is cut out from the strip on a mechanical press.

Затем выполняют отжиг рекристаллизационный смягчающий при температуре 650°C, фосфатирование кружков, после этого выполняют первую вытяжку заготовки на гидравлическом прессе с прижимом 24 с коэффициентом вытяжки 0,5 без утонения стенки.Then, recrystallization softening annealing is performed at a temperature of 650 ° C, the circles are phosphated, then the first extraction of the workpiece is performed on a hydraulic press with a clamp 24 with a drawing coefficient of 0.5 without thinning the wall.

После первой вытяжки заготовки подвергают рекристаллизационному смягчающему отжигу при температуре 650°с и фосфатированию.After the first drawing, the preforms are subjected to recrystallization softening annealing at a temperature of 650 ° C and phosphating.

После первой вытяжки заготовка имеет размеры D=186,5 мм, H_g=152 мм, t=2,5 мм.After the first drawing, the workpiece has dimensions D = 186.5 mm, H _g = 152 mm, t = 2.5 mm.

Затем выполняют вторую вытяжку с утонением (фиг.10) со степенью деформации ε=40% с получением размеров D=184 (мм), Н_g=210 мм и t=1,5 мм.Then perform the second hood with thinning (figure 10) with a degree of deformation ε = 40% to obtain dimensions D = 184 (mm), H _g = 210 mm and t = 1.5 mm

После чего в днище 4 выполняют на гидравлическом прессе формовку зигов (вид В фиг.5 и вид Г фиг.6) высотой h=0,5÷1 мм (фиг.4).Then, in the bottom 4, a zig forming is performed on the hydraulic press (view B in FIG. 5 and view D in FIG. 6) with a height h = 0.5 ÷ 1 mm (FIG. 4).

Зиги в количестве 5 равномерно распределены (вид Г фиг.6) по окружности данной части днища 4.Ridges in an amount of 5 are evenly distributed (view G of FIG. 6) around the circumference of this part of the bottom 4.

Высота днищ Hg=210 мм равна 1,14 их диаметра D=184 мм, т.е. 210/184=1,14, что соответствует формуле изобретения

The height of the bottoms Hg = 210 mm is 1.14 of their diameter D = 184 mm, i.e. 210/184 = 1.14, which corresponds to the claims

Изготовление днищ 1 и 4 (фиг.9) методом комбинированной ротационной вытяжки аналогично примеру 1.The manufacture of the bottoms 1 and 4 (Fig.9) by the method of combined rotational drawing as in example 1.

После подрезки торцев днищ 1 и 4 выполняют следующие операции.After trimming the ends of the bottoms 1 and 4 perform the following operations.

Вначале к верхнему днищу 1 приваривают швом №1 автоматической сваркой вентиль 5, затем к нижнему днищу 4 приваривают точечной сваркой швами №10 ГОСТ 15878-79 - Km -5/60° остающуюся подкладку 3, которую располагают равномерно относительно стыка. В заключение производят сборку стыка днищ 1 и 4 и автоматическую сварку стыкового соединения швом №3, затем сваренный сосуд (фиг.2) подвергают пневмоиспытаниям на герметичность.First, valve 5 is welded to the upper bottom 1 by automatic welding by seam No. 1, then the remaining lining 3, which is positioned uniformly relative to the joint, is welded by spot welding by seams No. 10 of GOST 15878-79 - Km -5 / 60 ° to the bottom 4. In conclusion, the assembly of the joint of the bottoms 1 and 4 is carried out and the butt joint is automatically welded by seam No. 3, then the welded vessel (Fig. 2) is subjected to pneumatic testing for leaks.

Выполнение способа изготовления сварных сосудов высокого давления в соответствии с изобретением обеспечивает возможность получения сосудов высокого давления с высокой конструктивной и циклической прочностью, высокой точностью геометрических размеров, качеством обрабатываемой поверхности, высоким качеством сварных швов, высоким коэффициентом использования металла, высокой производительностью, низкой себестоимостью и малым весом.The implementation of the method of manufacturing welded pressure vessels in accordance with the invention provides the possibility of obtaining high pressure vessels with high structural and cyclic strength, high accuracy of geometric dimensions, surface quality, high quality welds, high metal utilization, high productivity, low cost and low cost weight.

Изобретение может быть использовано при производстве различных сварных сосудов из сталей и алюминиевых сплавов различной номенклатуры и типоразмеров.The invention can be used in the manufacture of various welded vessels of steel and aluminum alloys of various nomenclatures and sizes.

Указанный положительный эффект подтвержден испытаниями опытных образцов сварных сосудов высокого давления, изготовленных по данному способу.The specified positive effect is confirmed by testing prototypes of welded pressure vessels manufactured by this method.

В настоящее время разработана техническая документация, проведены испытания, намечено серийное производство продукции по предложенному способу.Currently, technical documentation has been developed, tests have been carried out, serial production of products by the proposed method is planned.

Claims

1. A method of manufacturing a welded pressure vessel, including obtaining shells and bottoms by pressure treatment on presses and press-rolling machines, the manufacture of valves, fittings, support and transportation elements, their assembly in assembly and welding devices and arc welding by fusion in a protective gas environment, characterized in that the casing is obtained by convolving a sheet stock with a joint of edges in assembly and welding devices, tacking edges along the edges using technological plates, automatic automatic welding of the longitudinal seam in the slipway, followed by calibration according to the inner diameter and X-ray television control of the quality of the weld, and the bottoms are obtained by drawing from a mug by press processing or a combined rotational hood from a mug, multi-transition rotational hood and smoothing with the formation of a cylindrical and spherical parts, with first fittings and valves are welded into the shell and bottoms, then the remaining welds are welded to the bottoms with intermittent seams, the thickness of which I choose t equal to the shell wall thickness, after which the shell is assembled and automatically welded with butt welds and their subsequent X-ray television quality control, they are positioned in the fixtures and the supporting and transport elements are welded, and then the welded vessel is subjected to air tightness tests.

2. The method according to claim 1. characterized in that the calibration of the shell is performed with a degree of deformation of at least 0.5%.

3. The method according to claim 1, characterized in that the bottoms are made by deforming rollers with different radii of the vertices of the profile and offset between each other in the axial and radial direction.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the bottom is first processed by the method of projecting with a roller the first caliper with a radius of the tip of the profile equal to 1 ÷ 3 of the wall thickness of the circle, to a projection angle of 40 ÷ 50 °, and then the multi-transition method a rotary hood with the formation of one or more loops by a roller of a second caliper with a radius of the tip of the profile equal to 3 ÷ 5 radii of the tip of the profile of the roller of the first caliper, get the shape of the workpiece with a cylindrical and spherical part, after which the rollers of two calipers carry out ie smoothing of the spherical and cylindrical parts.

5. The method according to claim 4, characterized in that the multi-junction rotary hood is performed with a fold holder.

6. The method according to claim 4, characterized in that the gaps between the roller of the first caliper and the mandrel when projecting set by the formula:
Δ = t ₀ sinα,
where t ₀ - wall thickness of the workpiece, mm,
α ° is the projection angle, and when smoothing between the rollers of two calipers and the mandrel, no more than the minimum clearance when projecting.

7. The method according to claim 1, characterized in that the bottoms are made by extraction from a cup by pressing for one or more operations with preliminary and intermediate chemical-thermal operations of recrystallization annealing and phosphating, then they are connected to the shell with welded rings, the height of the bottoms being set equal to 0.25 ÷ 0.75 of their diameter.

8. The method according to claim 7, characterized in that in one of the bottoms are formed supporting ridges, after which the bottoms are interconnected by an annular weld, the height of the bottoms being set equal to 1 ÷ 2 of their diameter.