Разберём подробно, какие задачи могут выполнять мобильные станки для обработки фланцев и чем они отличаются. Уступают ли они привычному громоздкому оборудованию по эффективности?

Специфика работы с фланцами

Фланец ― необходимый элемент трубопроводных сетей различного назначения. Это круглая деталь с диаметром больше её длины. Такая особенность накладывает определённые требования на оборудование для её обработки.

Два фланца с прокладкой между ними образуют фланцевое соединение. Они приворачиваются друг к другу болтами, поэтому имеют отверстия по краю. У типичного фланца есть отверстие по центру в случае, если через него сообщаются две трубы. Бывают и глухие фланцы ― на периферии системы. Также существует множество деталей, которые можно считать фланцами по геометрии, и технология их обработки мало чем отличается: теплообменники, турбины и лопасти, шкивы и зубчатые колёса на валах.

В остальном фланцы могут быть различной конфигурации, в зависимости от инженерных задач. Они по-разному крепятся к трубам, что продиктовано условиями эксплуатации (давлением, температурой, вибрацией). Фланцевые соединения встречаются:

• в сетях водоснабжения и водоотведения;
• на нефтегазовых предприятиях;
• на атомных, гидро- и ветровых электростанциях;
• на химическом производстве;
• на судах.

Они применяются и в других отраслях, просто в указанных сферах особенно сложно остановить производство и разобрать узел на длительный срок. Бывает, что даже переместить деталь из помещения, в котором она находилась прежде, невозможно. И это вторая причина, по которой стандартное оборудование может оказаться неэффективным для ремонта.

Стороны фланцев, которые обращены друг к другу, называются уплотнительными поверхностями. От того, как хорошо они смыкаются, зависит герметичность всей системы. Для этого они должны быть исполнены точно по размерам. Этой цели и служит механическая обработка, о которой далее пойдёт речь.

Для чего нужна обработка фланцев

Когда фланец делают из металла методом отливки или штамповки, это лишь заготовка. Она всегда выполняется «с запасом», чтобы лишний слой металла можно было срезать на токарном или фрезерном станке, подогнав готовую деталь под параметры, заданные чертежом. Затем во время чистовой обработки ей придают нужную шероховатость в соответствии со стандартами для конкретного изделия.

Было бы хорошо, если бы правильно выполненная фланцевая поверхность сохраняла свои характеристики на всём сроке эксплуатации. Но этого не происходит: под влиянием воздуха, влаги, микроорганизмов, температур или агрессивных химикатов в ней рано или поздно начинаются коррозийные процессы. Механическое трение также способствует износу.

Как следствие, фланцы меняют размер и формы, их плоскости больше не параллельны на всём протяжении и не прилегают друг к другу без зазора, как это было в начале их службы. Из-за этого происходят протечки. Чтобы их устранить, требуется провести восстановление фланцев механической обработкой.

Фланцы небольших размеров можно снять и отправить на ремонт. Но что делать, если диаметр фланца достигает нескольких метров?

Особенности мобильных станков

Станки сконструированы так, чтобы проводить обработку прямо на месте. За счёт этого они позволяют избежать множества неудобств. С использованием мобильных станков не нужно:

• Тратить время на демонтаж фланца.
• Ждать разрешений на операции, сопряженные с его транспортировкой к месту ремонта и обратно.
• Рисковать деталью при её вывозе за пределы предприятия.
• Ждать очереди на ремонт. Стационарных станков, занимающихся обработкой деталей с большими габаритами не так много.
• Занимать собственные фрезерные станки, которые могут быть использованы в это время для других задач, где без них не обойтись.
• Заново монтировать фланцевое соединение.
• Вкладывать средства в дорогое оборудование ради одной работы ― мы сдаём его в аренду.
• Надолго выводить линию из строя в связи со всем вышеперечисленным.

Таким образом, ремонт фланцевых соединений осуществляется самым рентабельным способом. Рассмотрим, как это происходит на практике.

Типы мобильных станков для обработки фланцевых поверхностей

Переносные станки выпускаются с двумя видами привода: пневматическим либо гидравлическим. Для прецизионных инструментов особенно важен непрерывный цикл работы, а для него необходима достаточная мощность. В этом аспекте пневматический привод несколько уступает гидравлическому. Вода, в отличие от воздуха, не сжимается, а значит может дольше сохранять крутящий момент без подачи давления. Гидравлические мобильные станки способны работать на большей дистанции от двигателя с насосом, не теряя мощности.

С наиболее полным каталогом мобильных станков для обработки фланцев вы можете ознакомиться по ссылке:

https://www.itmash.ru/katalog/stanki-dlja-obrabotki-flancev или на сайте

https://mobilnye-stanki.ru/

У станка с пневматическим приводом для нормальной скорости компрессор должен работать постоянно. Зато составные элементы такого привода меньше весят и занимают меньше места. Кроме того, он способен функционировать при минусовых температурах. Пневматика дешевле и проще в обслуживании.

По сути мобильный станок не отличается от обычного. Технологическое решение устройств такого типа заключается в том, что не требуется вращать саму деталь, как, например, при обработке на токарно-карусельном станке. Вместо этого вращается направляющая, по которой одновременно передвигается модуль ― с резцом у токарного станка или фрезой у фрезерного (есть также комбинированные токарно-фрезерные станки, которые могут заменять и тот, и другой по ситуации, как, например, модель SF8000).

Держатель рабочего инструмента подаётся на нужное расстояние относительно этой направляющей: к центру или от него. Подача автоматизирована, благодаря чему достигается высокая точность операций.

Мобильные станки для обработки фланцев, в зависимости от модели, устанавливаются двумя способами:

Изнутри. Модульная база с помощью вспомогательных деталей погружается внутрь фланца, затем радиальные выдвижные модули с зажимными губками упираются в его стенки (после закрепления вспомогательная конструкция демонтируется). На основание монтируется станок. Направляющая ходит вокруг оси, перпендикулярной ей и плоскости фланца (как часовая стрелка).

Снаружи. В этом случае фланец охватывает каркас в форме кольца. Направляющая прикреплена к нему и двигается внутри по окружности, как по рельсам.

Второй способ удобен, когда во фланце не предусмотрено отверстие. Он подходит для самых маленьких изделий.

Но для таких станков максимальный диаметр обработки несколько ограничен. Возьмём для сравнения токарные станки из линейки Mirage Machines:

Внутреннее крепление:

• Диаметр минимальный, мм - 25,4
• Диаметр максимальный,мм - 4100

Наружное крепление:

• Диаметр минимальный, мм - 0
• Диаметр максимальный,мм - 2032

Мобильный станок SF6000 VED в работе

Что касается элементов оборудования большего диаметра (3200–6000 мм), на этот случай используется орбитальный станок SF6000 VED. Его вес около 4,8 т. Станок легко привезти на объект грузовым транспортом.

Движущиеся части станка приводятся в движение гидравликой, а плавность хода обеспечивает скрещенный роликовый подшипник. Скорость вращения шпинделя (HSK-A63) 385 оборотов в минуту даёт возможность обрабатывать металл не только точением, но и фрезерованием. Использование фрезерной головки позволяет снять слой металла с большой площади за короткое время. Можно отметить успешное применение станка, в том числе для механической обработки фланцев:

• Судовых подруливающих устройств.
• Опор кранов.
• Турбин гидроэлектростанций.

Все детали были приведены к паспортным значениям плоскостности с точностью до 0,05 мм на 6 м. Мобильность таких аппаратов не сказывается на их точности. Бесперебойную работу обеспечивает сдвоенный гидравлический привод. Прочное основание, как и направляющие, сварено из высокопрочной стали и надёжно фиксируется на обрабатываемом фланце с помощью 8 модульных распорок точно по центру фланца.

Габариты мобильного станка при монтаже:

• Площадь — 6000 х 6000 мм.
• Высота станка — 1143 мм (из них монтажная база занимает 545 мм).

Порядок восстановления уплотнительных поверхностей

• Фланцы проходят тщательную проверку и подготовку перед началом обработки:
• Контроль на наличие видимых невооружённым глазом дефектов.
• Измерение и сравнение результата с техническими документами.
• Проверка с помощью рентгеноскопов или ультразвуковых дефектоскопов. Это помогает установить точные размеры дефектов и их местоположение.
• С помощью различных методик проверяют фланец на герметичность.
• Перед началом обработки трубы перекрывают.
• Удаляют загрязнения с фланцевых поверхностей. Отрывают старые прокладки, механически счищают ржавчину.
• Большие углубления вырезают, а отверстия закрывают электрической наплавкой стали.
• Неровности выравнивают шлифовкой. Делают притирку абразивными средствами.
• Меняют старые болты и шпильки.

Возможности мобильных станков

Портативные станки выполняют разнообразные операции: сверление и нарезание резьб, снятие фасок и распил труб. Для каждой задачи есть специализированное оборудование.

Наиболее полный перечень мобильных станков можно найти по ссылке:

https://www.itmash.ru/katalog/mobilnye-stanki-portativnye-perenosnye

или же на специализированном сайте - https://mobilnye-stanki.ru/

Что касается ремонта уплотнительных поверхностей фланцев, станки из данной серии имеют несколько общих для них областей применения:

• Фланцы разной формы: конусообразные и плоские, глухие и сквозные, с канавкой, с выступом, шарнирные, резьбовые, SPO, Techlock.
• Металлические прокладки для фланцевых соединений.
• Профили ступиц.
• Подготовка отверстий в металлических цистернах к сварке.

Фланцы теплообменников ― тут станок устанавливается на трубную решётку, оснастка обычно входит в комплект.

Расширенными возможностями обладают многоосевые станки с программно-числовым управлением. Они применяются нечасто и только на самых сложных объектах, на которых пространство не позволяет задействовать типовые решения с 3-4 осями. Например, на многотонных газовых турбинах. Вложения в такой проект всегда велики, но всё равно меньше, чем затраты на демонтаж, транспортировку и убытки, связанные с простоями. Модульная конструкция даёт возможность многократно перестраивать один и тот же аппарат для новых задач.

Помимо соблюдения размера, конечная обработка фланцевых соединений предполагает достижение нужной шероховатости поверхности. Оборудование ориентировано на стандарты ASME и API.

Соответствие стандартам качества

Согласно ASME B16.5 для хорошего сцепления между двумя уплотнительными поверхностями их шероховатость должна быть минимум 125 микродюймов. Чтобы этого достичь, нужно обработать их таким образом, чтобы на каждый дюйм приходилось 30–50 канавок. В отличие от гладкой поверхности, которая подходит только для использования с металлическими прокладками, такие поверхности более универсальны.

Мобильные станки для обработки фланцев обеспечивают нужную степень рифления с помощью инструмента, который прорезывает треугольную канавку, суживающуюся под углом 90°. Благодаря фиксированной подаче она наносится в виде цельной спирали, как дорожка на виниловой пластинке. Так получается зубчатый узор, который, как пазл, совпадает с узором на встречном фланце. Соединение запечатывается и становится непроницаемым.

Гарантии

Компания «ИНТЕРТУЛМАШ» проектирует новые и видоизменяет существующие мобильные станки для обработки уплотнительных поверхностей фланцевых соединений с учётом особенностей конкретного производства и пожеланий заказчика. После покупки мы продолжаем держать с заказчиками связь в течение всего срока эксплуатации станков, предоставляем техобслуживание даже для самых старых моделей.

©ИНТЕРТУЛМАШ

Авторские права на эту статью принадлежат "ИНТЕРТУЛМАШ" (www.itmash.ru) - инжиниринговой компании, специализирующейся на переносных станках. Материалы статьи могут копироваться и использоваться только с письменного разрешения руководства компании "ИНТЕРТУЛМАШ" (контактный e-mail: inbox@itmash.ru)