Спосіб виготовлення композитного балона

1. Спосіб виготовлення композитного балона, який включає вальцювання із листової сталі і зварювання поздовжнім швом циліндричної обичайки, листове штампування двох опуклих днищ з центральним отвором в одному з них, з'єднання аргонодуговим зварюванням у стик кільцевих швів штуцера з днищем і двох днищ з обичайкою, тер C2 2 (19) 1 3 чайки і днищ із зовнішньої та внутрішньої сторін напресовують кільця з неіржавіючої сталі товщиною, порівняльною з товщиною стінки обичайки, оплавляють торці країв обичайки і днищ разом з напресованими на них кільцями, з'єднують днища з обичайкою встик аргонодуговим або електроннопроменевим зварюванням та здійснюють намотування на сталеву оболонку просочених смолою ниток армувального композитного матеріалу з наступною полімеризацією його в термокамері, - [патент РФ №2140602, БИ 1999, №30]. При експлуатації композитного балону зі зварним корпусом із листової середньовуглецевої хромкремніймарганцевої сталі можливе порушення герметичності його внаслідок малоциклової втоми корпусу. Воно стається найчастіше по поздовжньому стиковому з'єднанню циліндричної обичайки, переважно в місці переходу від шва до основного металу. В основу винаходу поставлено завдання удосконалити спосіб виготовлення композитного балону зі зварним корпусом із високоміцної середньовуглецевої хромкремніймарганцевої сталі зміненням сполучення технологічних операцій для підвищення малоциклової довговічності композитного балону. Сутність винаходу полягає в тому, що в способі виготовлення композитного балону, який включає вальцювання із листової сталі і зварювання поздовжнім швом циліндричної обичайки, листове штампування двох опуклих днищ з центральним отвором в одному з них, з'єднання аргонодуговим зварюванням встик кільцевих швів штуцера з днищем і двох днищ з обичайкою, термічну обробку звареного корпусу та намотування на циліндричну частину його просочених смолою ниток армувального композитного матеріалу з наступною полімеризацією у термокамері, аргонодугове зварювання вольфрамовим електродом встик корпусу із середньовуглецевої хромкремніймарганцевої сталі виконують ззовні у висячому стані з вільним формуванням шва, поздовжній стиковий шов обичайки зварюють товщиною, що дорівнює 1,03-1,40 товщини листової сталі, перед з'єднанням з днищами зварену обичайку піддають пічному відпуску при температурі, не нижчій за 580°С, і поздовжній стиковий шов її кують до товщини, яка становить 1,01-1,20 товщини стінки, зі збереженням циліндричної форми обичайки. Поздовжній шов кують на циліндричній оправці бійком із циліндричною западиною торцевої поверхні, кування виконують з попереднім і/або супутнім підігріванням. Відмінність способу виготовлення композитного балону від відомого способу полягає в тому, що аргонодугове зварювання встик корпусу із середньовуглецевої хромкремніймарганцевої сталі виконують у висячому стані вольфрамовим електродом ззовні з вільним формуванням шва, поздовжній стиковий шов обичайки зварюють товщиною, що дорівнює 1,03-1,40 товщини листової сталі, перед з'єднанням з днищами зварену обичайку піддають пічному відпуску при температурі не нижчій за 580°С, і поздовжній стиковий шов її кують до товщини, яка становить 1,01-1,20 товщини стінки, зі збереженням циліндричної форми 83095 4 обичайки; кування виконують на циліндричній оправці бійком з циліндричною западиною торцевої поверхні, з попереднім і/або супутнім підігріванням. Поздовжнє зварне з'єднання обичайки сталевого корпусу зі стінкою із листового прокату, який має високі якість, механічні властивості та службові характеристики, є найнапруженою та найуразливою для втомного руйнування ділянкою циліндричного балону, навантажуваного внутрішнім тиском. З урахуванням того, що стикові з'єднання мають найбільшу серед усіх зварних з'єднань високоміцної сталі малоциклову довговічність, поздовжнє і кільцеві з'єднання сталевого корпусу виконують аргонодуговим зварюванням вольфрамовим електродом встик, чим забезпечують найвищу якість зварного з'єднання. Зварюванням ззовні сталевого корпусу у висячому стані з вільним формуванням шва досягають прийнятної простоти виконання з'єднання і зменшують небезпеку утворення холодних тріщин у зварних з'єднаннях гартівної сталі, виникнення яких посилюється при використанні формувальних підкладок і пристроїв. При зварюванні обичайки стиковим швом товщиною, яка дорівнює 1,03-1,40 товщини листової сталі, і наступному куванні його до товщини, яка становить 1,01-1,20 товщини сталі, зі збереженням циліндричної форми обичайки істотно збільшують малоциклову довговічність стикового з'єднання. Збереженню циліндричної форми сприяє кування шва на циліндричній оправці бійком з циліндричною западиною торцевої поверхні. А попереднім і/або супутнім підігріванням підвищують або поновлюють пластичність і деформативність металу поздовжнього з'єднання, яке піддають механічній обробці. Під час кування відбувається пластичне формування шва і прилеглих до нього ділянок з утворенням потовщення останніх внаслідок обмеження уширення їх віддаленими від шва ділянками, які не деформуються; при цьому зменшуються різниця товщини шва і прилеглих ділянок та, відповідно, концентрація напружень. При пластичному деформуванні метал набуває подрібнену структуру, підвищену міцність та поліпшені втомні властивості, що певною мірою зберігається після перекристалізації. Так як після зварювання метал з'єднання середньовуглецевої хромкремніймарганцевої сталі є загартованим і малопластичним, то при куванні в ньому можуть утворюватися мікротріщини, для запобігання чого виконують пом'якшувальний пічний відпуск звареної обичайки при температурі, не нижчій за 580°С. Недосягнення даної температури відпуску небезпечне набуттям металом зварного з'єднання відпускної крихкості та порушенням суцільності з'єднання внаслідок кування. Для полегшення кування шва і пластичного деформування прилеглих до нього ділянок доцільно виконувати попереднє і/або супутнє підігрівання, зокрема місцеве, полум'ям, індукційним, контактним способами тощо, чим поліпшують пластичність і деформативність механічно оброблюваного металу. Мінімальні значення товщини поздовжнього стикового шва обичайки до і після кування назначено для забезпечення гарантованого потовщення 5 83095 стикового з'єднання відносно листової сталі та можливості досягнення деформаційного зміцнення. Кування шва до товщини, меншої за 1,01 товщини сталі, утруднене і небезпечне утворенням випадкових послаблень стикового з'єднання. При вихідній товщині стикового шва, меншій за 1,03 товщини сталі, ступінь обжимання (