автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.04, диссертация на тему:Исследование и разработка конкурентно-способных конструкций и технологических процессов многослойных сильфонных компенсаторов в условиях судостроительного производства

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСШУТ ТЕХНОЛОГИИ СУДОСТРОЕНИЯ

Р Г Б О Д На правах рукописи

ЛЕПОРК

Константин Константинович

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА КОНКУРЕНТНО-СПОСОБНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СОЗДАНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ СИЛЬЮННЫХ КОМПЕНСАТОРОВ В УСЛОВИЯХ СУДОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Специальности: 05.08.04 "Технология

организация

05.02.08 "Технология

судостроения, судоремонта и судостроительного производства"

машинос троения"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени ■ кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 1998

Работа выполнена в Специальном консгрукторско-технологическом бюро "Компенсатор"

Научный руководитель - д.т.н., цроф. А.П.Сидоренко

Официальные оппоненты - д.т.н., проф. В.Ф.Соколов

д.т.н. П.М.Лысенков

Ведущее предприятие - ЗАО "Технический центр Северной верфи"

Защита диссертации состоится "<2с1" 1998 г.

в "{О.ОО п час. на заседании диссертационного совета KI30.04.0I ЦНИИ технологии судостроения по адресу: 198095, Санкт-Петербург, ул.Промышленная, д.7.

С диссертацией можно ознакомиться в Научно-технической библиотек« ЦНИИТС.

Автореферат разослан " 30 " 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета KI30.04.0I - к.т.н.,ст.нау^-----

Актуальность теш

Проблема создания новых высокоэффективных конкурентно-способных конструкций многослойных сильфонных компенсаторов (СК), предназначенных для компенсации статистических, вибрационных и динамических нагрузок, возникающих в трубопроводах и системах двигательных и энергетических установок является весьгга актуальной.

Результаты решения этих задач имеют существенное значение для судостроения в связи с выходом отрасли на международные рынки.

В связи с этим как в нашей страна, так и за рубежом при проектировании и строительстве современных двигательных и энергетических установок особое внимание уделяется созданию новых СК для компенсации неточностей монтажа, тепловых расширений трубопроводов, восприятия деформаций корпусных конструкций, предотвращения разрушения при действии взрывов большой мощности, гашения вибрации и уменьшения структурного шума, передаваемого по трубопроводам, что позволяет повысить надежность и долговечность трубопроводов, систем и механизмов в целом.

Указанные факторы свидетельствуют о том, что проблема изыскания и разработки новых высокоэффективных многослойных конструкций СК является актуальной и перспективной задачей в условиях ожидаемого воссоздания Российского Флота.

Цель и задачи исследований

Целью работы является:

Разработка принципиально новых конструктивно-технологических решений по созданию конкурентно-способных многослойных СК, обеспечивающих современный уровень технологии изготовления и

высокую надежность и долговечность в эксплуатации.

Внедрение результатов работ в проектирование и производство с организацией в отрасли нового перспективного направления и серийного производства для нувд судостроения и народного хозяйства.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:

Исследовать существувдие в технике конструкции компенсаторов и разработать требования и технические характеристики, предъявляемые к СК.

Создать новые малогабаритные, высоконадежные долговечные конкурентно-способные конструкции многослойных Ж.

Разработать инженерный метод расчета основных параметров сильфонов и технических характеристик СК.

Разработать наиболее прогрессивный и высокопроизводительный гидравлический способ гофрирования, автоматической аргонодуговой сварки обечаек и приварки многослойных сильфонов к концевой арматуре.

Разработать методики и программы исследований и провести всесторонние испытания, подтверждавшие теоретические выводы, а также гарантирующие надежную и долговечную эксплуатацию разработанных СК.

Разработать руководящую техническую и технологическую документацию. .

Внедрить результаты работы в цроектирование и строительство с созданий* в отрасли перспективного направления и организацией . нового судостроительного производства по серийному изготовлению СК для судостроения и нужд народного хозяйства.

Методы исследования

Основу исследований составили экспериментальные методы с применением современного оборудования для проведения испытаний на прочность, жесткость, вибрационную и ударную стойкость, надея-ность, долговечность и герметичность.

Проверка достоверности результатов исследований подтверждается положительными результатами экспериментов, десятилетним опытом эксплуатации и широким внедрением в проектирование и производство.

Научная новизна и научные результаты

Установлена возможность и создана гамма принципиально новых конкурентно-способных, многослойных конструкций СЖ, технологических процессов производства, монтажа и оборудования, обеспечивающих современный уровень производства и высокую надежность и долговечность в эксплуатации. Новизна разработок подтверждена двумя авторскими свидетельствами на изобретение В 198246, 1984; И 227903 1985.

Разработан инженерный метод расчета конструктивных параметров сильфона и технических характеристик СК.

Установлены аналитические зависимости гидравлического давления от прочностных характеристик материала, диаметра и толщины многослойной обечайки.

Разработаны технология, режимы и оборудование для автоматической аргонодуговой сварки обечаек и многослойных сильфонов с концевой арматурой, без контактно-шовной обварки бортиков, и новые типы сварочных соединений сильфонов .с присоединительными фланцами, позволившие снизить толщину наконечников и массу СК в целом.

Практическая ценность работы

В результате экспериментальных и теоретических исследований созданы и широко внедрены в цроектирование и строительство принципиально новые высоконадежные конструкции многослойных СК.

Разработаны и внедрены в проектирование и производство инженерный 'метод расчета конструктивных параметров сильфонов и технических характеристик СК.

Разработаны и внедрены технология изготовления, оборудование а также техническая и технологическая документация на поставку, изготовление и монтаж СК.

Результаты экспериментальных и теоретических исследований п<)дтверждены десятилетним безаварийным опытом эксплуатации СК на заказах отрасли и народного хозяйства.

Для проектирования, производства и широкого внедрения многослойных СК для судостроения и нунд народного хозяйства отрасли создано специальное конструкторско-технологическое бюро "Компенсатор" и организовано новое судостроительное производство по их серийному' изготовлению.

. Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на: . Отраслевой научно-технической конференции "Разработка, изготовление и применение сильфонных компенсаторов в судостроении", г.Ленинград, 1986 г. . Научно-технической конференции "Проектирование и производство сильфонных компенсаторов для криогенных систем", г.Куйбышев, 1987 г. •

. Научно-технической конференции "Проектирование и изготовление сильфонных компенсаторов для двигательных установок", г.Воронеж, 1991 г.

. Межотраслевых совещаниях "Перспективы развития сильфонного производства", г.Москва, 1985+1995 г.г.

Публикации

Основное содержание работы опубликовано в 6-ти печатных работах, 6-ти изобретениях и одном патенте.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы.

• Содержит 166 страниц машинописного текста, 50 рисунков, 20 таблиц, 4-х схем.

Список использованных источников из 108 наименований.

В первой главе рассштрены и дан анализ основных конструкций и технологических процессов производства компенсирувдих устройств, применяемых в отечественном,- зарубежном судостроении.

Установлено, что ни одна из исследуемых конструкций не удовлетворяет предъявляемым требованиям по параметрам, жесткостным, прочностным и весогабаритным характеристикам, а также надежности, вибро и ударостойкости, техническому ресурсу и в связи с этим не могут быть рекомендованы для применения в трубопроводах и системах двигательных установок.

Для решения этой проблемы необходимо решить следующие основные задачи:.

Разработать требования, и технические характеристики, предъявляемые к СК и создать новые высоконадежные и долговечные конструкции для применяемых в двигательных установках сред, параметров, включая и агрессивные - оксид и винил.

Разработать инженерный метод расчета основных параметров сильфонов и технических характеристик сильфонных компенсаторов.

Исследовать существующие методы изготовления компенсаторов и разработать наиболее прогрессивный и высокопроизводительный гидравлический способ гофрирования сильфонов с гибкими рессорными армирующими кольцами.

Разработать технологию и оборудование для автоматической ар-гонодуговой сварки обечаек-и многослойных сильфонов о концевой арматурой без контактно-шовной обварки бортиков сильфонов.

Разработать необходимые.методики и программы исследований и провести всесторонние испытания, подтверждающие теоретические вывода, а также гарантирующие надежную и долговечную эксплуатацию разработанных конструкций.

Разработать принципиальные способы компенсации трубопроводов с СК и допускаемые величины монтажных деформаций.

Создать необходимые методики и программы исследований СК и провести всесторонние испытания.

Разработать необходимую техническую и технологическую докумен тацию.

Внедрить результаты работы в проектирование и строительство -с созданием в судостроительной отрасли перспективного направления и организовать новое производство по серийному проектированию и изготовлению СК для судостроения и нужд народного хозяйства.

Во второй главе приведены результаты разработки инженерного метода расчета сильфонов и технических характеристик СК.

Решение задачи об определении конструктивных параметров сильфонов в точной постановке представляет значительные трудности, так как связано с теорией тонких оболочек и сложных вычилительных методов.

Данная "Методика" разработана на основе полученных зависимостей и как показали исследования и опыт эксплуатации СК вполне приемлема дан практического применения.

Предельное давление, РПр0д в сильфонах'с подкрепляющим! кольцами определяется:

п з75 ' _ < £гс / т >

0,375 [2И + ( 1 }

Рпред.> РпР-

где // - высота гофра;

£ - шаг гофра;

~ радиус вершины гофра;

- радиус впадины гофра;

- толщина слоя;

2? - количество слоев;

5К- площадь поперечного сечения кольца;

£ - предел текучести материала кольца.

Критическое давление, РКр определяется: где П - количество гофров.

Жесткость сильфона при растяжении-сжатии с - l.3l-E-S'z c/H

ЦХрвст. n-Hz (з)

( 4 )

Жесткость сильфона при сдвиге

Г- в-С\-с!н

Жесткость сильфона при изгибе

Г - Г ^н . {

— -¿Г J ( 5 )

Перестановочное усилив СК

Q- СаЬ-Р+Св$тй +Сь Ь, (6)

где СоЬ - коэффициент,, учитывающий трение в шарнирных узлах; Ов$ - коэффициент, учитывающий сопротивление сильфона действию поперечного усилия; Р - давление; - сдвиг.

Перестановочный момент СК

М=СоГР+&г+СгТ, (v)

Коэффициенты выбираются по каталогу фирмы "НУДО". Долговечность сильфона

N=-4^ > <8 >

где q - амплитуда напряжений в нагруженной зоне

Ьа- 2.

П ■ п £ ' ол

ГД0 Апр - приведенный ход, \пр. = -X Р<*ст.

для случая растяжения с одновременным сдвигом:

+ --^ (10)

для случая растяжения с одновременным изгибом:

Хпр^Х* 2*57 Т3 < 11 >

для случая растяжения с поперечным изгибом:

Щ> «в >

для случая сдвига:

\ - З с//у Г

Лпр-ТГГ-*' ■ (13)

для случая чистого изгиба:

)\пр=1Г57~'<}Г' (14)

для случая поперечного изгиба:

( 15 )

Долговечность при высоких температурах СК. определяется: * 10

где У - сужение материала;

Р* с!'

с, - механические характеристики материала.

Вероятность безотказной работы (ВЕР)

-Л.

е?' (IV)

N - ^

где А - коэффициент по таблице.

Определение компенсирующей способности

(Х)л =(-Х-,)( > ( 18 )

где (Л.) - назначенной наработки ;

- Д®1 произведенной наработки /\/а •

Компенсирувдая способность определяется по формуле:

= (В>

Конструктивные параметры конструкций сильфонов-прототипов и компенсирующая способность _Асильфонов для назначенной наработки 1000 циклов с ВЕР- не нияе 0,95 приводится в таблицах 2.3 и 2.4', приведенных в диссертации.

Выбор прототипа производится по условному давлению Р^ и компенсирующей способности СК.

В третьей главе приводятся разработанные требования, обоснования выбора и отработки принципиальных конструкций СК, необхода-, мых для установки и эксплуатации в трубопроводах подачи компонентов тошшва к двигательным установкам.

Установлено, что в процессе эксплуатации СК подвергаются действию внутреннего и наружного давления от 0,2 до 1,8 Ша, рабочей температуре от 73 до 573 К и нагружению перемещениями от тепловых деформаций трубопроводов до 50 мм и динамическому нагружению от вибрационных и ударных воздействий до 100 д. При этом вероятность безотказной работы СК не должна быть менее 0,999.

Для выполнения поставленных требований были применены новые материалы повышенной прочности, разработаны новые конструкции сварных соединений сильфонов с присоединительными деталями, отработаны новые технологические процессы изготовления СК.

На рис Л приведена одна из разработанных конструкций осевого Ж с наружным вакуумным сильфоном.

Исходными данными для разработки методики подтверждения надежности СК явились - технические требования к конструкциям СК.

Требования, предъявляемые к надежности СК предполагают практически 100 % безотказность их в эксплуатации.

Методика подтверждения надежности разрабатывалась для условий проведения испытаний на специальных стендах.

Критерием соответствия СК требованиям к надежности является положительные результаты испытаний на долговечность, ударопроч-ность, вибропрочность, прочность 10-ти образцов каждого типоразмера СК.

Численными методами теории надежности были установлены для ВБР Р = 0,999 при доверительной вероятности о*- =0,9 коэффициента утяжеления режимов нагружения статистическими и динамическими нагрузками.

Методики подтверждения надежности при испытаниях в стендовых условиях приведены в "Методике" 551-385.052ПМ.

Рис.3.1. Компенсатор осевой с наружным вакуумным сильфоном и направлящим патрубком.

Проверка безотказности конструкций СК производилась на ш- ■ кетах агрегатов в условиях натурных испытаний.

На основании методики подтверждения надежности были разработаны программа и методика предварительных и межведомственных испытаний.

По результатам предварительных испытаний были произведены доработки конструкций СК, технологической оснастки, процессов испытаний и откорректированы схемы нагружения.

Одной из особенностей разработанных СК является применение сильфонов с гибкими армирующими кольцами рессорного типа. В результате применения тагах колец удалось облегчить .сильфон примерно на 10 % при сохранении прочностных характеристик.

Долговечность сильфонов с рессорами в области малоцикловой долговечности /V^ ю3+ ю4 циклов в два раза выше по сравнению с сильфонами без рессор.

В связи с тем, что проводимой средой являются криогенные среды, на сильфонных компенсаторах, эксплуатируемых в трубопроводах жидкого винила, требовалось установить теплоизоляцию. С этой целью на ряде СК был установлен наружный сильфон большего диаметра (авторское свидетельство й 198246, 1984), а в межслойное пространство закачивался газообразный аргон.

Когда по компенсатору протекает криогенный продукт с 15+18 К, аргон конденсируется и в межслойной полости создается вакуум, что и обеспечивает надежную теплоизоляцию.

Исследован Ьопрос о влиянии дефектов гофров, полученных при транспортировке или монтаже СК, на долговечность сильфонов.

Установлено, что сильфоны с дефектами гофров с глубиной менее I мм к эксплуатации допускаются.

Четвертая глава посвящена исследованию и разработке технологии изготовления и очистки поверхностей сильфонов и СК.

Многослойные обечайки для формования сильфонов изготавливаются из нержавеющих сталей типа 08Ы8Н10Т по ТУ14-1-3874-84. По механическим свойствам стали этого типа имеют умеренную прочность ~ 52-65 кгс/см^ при комнатной температуре и высокую пластичность не менее 50 %, предел текучести не более

29 кгс/см2.

Размеры листов-заготовок по высоте обечаек £ рассчитываются по формулам:

При формовании сильфонов без армирующих колец

¿=2 (Нс+Ь, +Ь*Нг'1)Ь*+МЬп'5, (4Л >

При формовании сильфонов с армирующими кольцами

¿=2(нс+Ь)+(г-0Ьк+(г-2)11п-5, < 4.2 )

где Не. - глубина стакана оснастки;

И, - расстояние между фланцем и профилирующим кольцом; - расстояние между первым и вторым профилирующими кольцами; 2 - количество гофров; Ьк ~ толщина црофилиругацего кольца; Ьи ~ расстояние между профилирующими кольцами.

Соединение 1фомок обечаек - стыковое без разделки кромок. Аргонодуговая сварка производится неплавящимся электродом. В качестве защитного газа применялся аргон, а для защиты обратной стороны шва - аргоно-водородная смесь.

По результатам отработки аргонодуговой сварки обечаек разработаны следущие режимы сварки (табл.4.1).

Таблица 4.1

Толщина Сварочный Напряжение Скорость Расход защитного газа,

материала, ток, дуги, сварки, л/мин

мм А В сад/мин Горелка Поддув

0,3 36-42 10-11 170-200 6 6-10

Формование сильфонов производится на гидравлических прессах типа ПГС 350-100 и ПВ с использованием формующих оснасток.

Параметры и рекимы формования рассчитываются по формуле с учетом полученных поправочных коэффициентов К на толщину материала

п _ 1/

ф с! 74 ->

( 4.3 )

где ^ - предел текучести материала многослойной обечайки; <5 - суммарная толщина цилиндрической заготовки, мм; К - коэффициент толщины при <5" = 0,35 мм, К = 1,0;

6 = 0,5 мгл, К = 1,2;

8 = 1,0 гш, К = 1,5; с/ - внутренний диаметр сильфона, мм.

После операции формования и осадки производится калибровка гофров сильфона и доведения длины сильфонов до расчетной.

В результате выполненных исследований была разработана технология автоматической сварки сильфонов с концевой арматурой с предварительной контактно-шовной обваркой бортиков сильфона.

Таблица 4.2

Эскиз, соедия.

Толщ, сильф.мм Размер "е" Размер "а"

-0.05-

•1*0.4

■0-6,5

0,6

0,9

1,4 1,7

2,0

-1,0

5 +1,5

4 -1,0

5 +1)5

5,5+1,5 5,5+1,5

с + 1,5

6 - 1,0

1,2+0,05 1,5+0,05

1+о, г

1,3+0,2 1,6+0,2

Таблица 4.3

Эскиз, соединен. Размер "6". Размер "в" Размер "с"

о%г ф

1

. 6 о!

5,5+1,5 0-0,3

9+1,0 1+0,5

1— и * 1Г

I

У

2+0,5

7+1,5 0,5+0,5

0,5+0,3

п+0,8

°-0,3

Аргонодуговая сварка сильфона с концевой арматурой производилась с применением установки АДСВ-6 и установки "БАРС-ГСН".

Сварка производилась в специально разработанной, изготовленной и отлаженной для изготовления оснастки.

В процессе отработки автоматической сварки были получены оптимальные режимы, обеспечивающие высокое качество шва, а также разработаны новые типы конструктивных элементов сварных швов с косым и прямым усом (таблицы 4.2 и 4.3).

В результате освоения и внедрения автоматической сварки силь-фонов с концевой арматурой были разработаны техпроцесс на изготовление СК, инструкция на автоматическую сварку и технические паспорта на изделия.

Также были проведены исследования по разработке технологии автоматической сварки сильфона с концевой арматурой без контактно-шовной обварки бортиков сильфона.

По результатам отработки рекомендованы режимы сварки,'приведенные в таблице 4.4.

Таблица 4.4

Толщина сильфона, мм Скорость сварки, см/глин Сила тока, А Напряжение дуги, В ' Расход аргона, м3

0,9 41

1,5 6 43 9 + 10 . • 7

2,1 45

На основании проведенных исследований доказана принципиальная возможность сварки СК без предварительной контактно-шовной обварки бортиков сильфонов для "усовнх" соединений.

Все СК, детали и сильфоны после изготовления подвергаются очистке и обезжириванию на специально разработанной установке с последующей сушкой в термовакуумной камере.

Пятая глава" посвящена исследованию новых конструкций СК и проведению стендовых испытаний.

В процессе создания СК был проведен большой комплекс исследовательских работ на подтверждение работоспособности и надежности созданных конструкций.

Проведены предварительные и межведомственные приемные испытания СК в соответствии с разработанной программой 051-385.052ПМ.

Проведены исследования по влиянию подкрепления гофров рессорными кольцами на жесткостные характеристики сильфона, ресурс, критическое и предельное давления.

Установлено, что гибкие рессорные кольца с малым количеством слоев увеличивают компенсирующую способность и ресурс сильфона по циклической наработке, а жесткие уменьшают компенсирующую способность и ресурс сильфона в целом.

Долговечность сильфонов с гибкими рессорными кольцами в области малоцикловой усталости /\/^ 10^+ 10^ циклов в два раза выше по сравнению с сильфонами без рессорных колец.

В виду высоких требований, предъявляемых к СК получили дальнейшее развитие методы контроля герметичности: освоены методы "накопления цри атмосферном давлении", "щупа" и "обдува", разработаны и внедрены гелиевые и вакуумные установки, разработана и освоена методика проверки герметичности межслойного пространства СК методом "бароаквариума", разработаны технологические процессы контроля герметичности указанных методов, а также разработана

необходимая техническая и технологическая документация.

Установлено, что при работе СК в установках, где црисутст-вует вибрация с частотами до 2000 Гц и амплитудами виброускорения на фланцах до 300 м/сек (30 у), особую актуальность приобретает вопрос проверки вибропрочности сильфона в условиях такой вибрации. Это связано с тем, что при совпадении одной из собственных частот сильфона с частотой вынужденной вибрации возникает резонансное усиление колебания гофров сильфона, что может привести к разрушению СК.

Проведенные широкомасштабные испытания СК на самом мощном в отрасли электродинамическом вибрационном стенде модели "980" на рабочей среде с температурой ^ = -190°С и давлении Р = 3 № подтвердили высокую вибрационную стойкость и надежность разработанных конструкций. (См.рис.5.1).

Проведенные ударные испытания СК на стенде Si -800 с ускорением до 100 ^ и длительностью импульса до 5 мс, при трех ударах в каждом из направлений, также дали положительные результаты.

В шестой главе приведены исследования по технологии монтажа СК, внедрению разработанных конструкций, а также организации нового судостроительного производства по серийному изготовлению СК и расчету технико-экономической эффективноети.

Выполненная работа доведена до выпуска технической и технологической документации, разработки технических условий на поставку, изготовление и монтаж сильфонных компенсаторов, создания полуавтоматических станков для аргонодуговой сварки обечаек, приварки концевой арматуры и гидравлического гофрирования сильфонов, разработки оборудования для ультразвуковой очистки, обезжиривания сильфонных компенсаторов, проведения стендовых и межведомствен-

---шг¥

IЖ

250

НО

ш

1Ъ0 *•*

\ъ> I

Ьо /м «Ч>0

{ПРО

го ю

Рис.5.1 Образец спектрограммы испытаний на вибропрочность в направлении оси "X" сильфонного компенсатера Ду 300 по теме II К 25 в диапазонах частот

200-2000 Гц.

ных испытаний, а также организации специализированного проектирования и производства СК не только для судостроительной промышленности, но и для других отраслей народного хозяйства.

Внедрение разработанных и других конструкций СК обеспечивает высокую эксплуатационную надежность трубопроводов и систем двигательной установки, улучшается вибрационная и ударная стойкость трубопроводов, механизмов, аппаратов и системы в целом.

Разработанные конструкции СК по величине максимальной компенсирующей способности, высокой гибкости, звукоизолирующим качествам, долговечности и надежности, не имеют себе равных. Это качество делает их незаменимыми в целом ряде конструкций и установок.

Большой запас компенсирующей способности позволяет расширить допуски при монтаже двигательных установок, агрегатов и трубопроводов за счет использования компенсирующих устройств в качестве "забойных участков", что резко сократит трудоемкость монтажа трубопроводов, агрегатов и механизмов в затесненных условиях корпусных отсеков.

Таким образом, можно резюмировать, что большая компенсирующая способность, малая жесткость, вес и габариты, высокая степень надежности 9,999 и долговечности до 20-25 лет, при относительной простоте конструкции и технологии изготовления, выгодно отличает их от всех известных конструкций компенсаторов и обеспечивает им конкурентноспособность на мировом рынке и растущий спрос, не только в судостроении, но и в других отраслях народного хозяйства.

Для обеспечения потребности судостроения и народного хозяйства страны многослойными СК в 1985 году, в соответствии с Постановлением Правительства, был разработан проект и построен специализированный производственный комплекс, а также организовано под руководством автора специальное конструкторско-технологпческое

бюро СКТБ "Компенсатор", задачей которого стало проектирование, изготовление и испытание новых конструкций СК и организация нового судостроительного производства по их серийному изготовлению для судостроения и народного хозяйства, с годовым выпуском 100-125 тысяч СК.

При этом в комплексе был создан цех и технологическая линия, показанная на рис.6.1, а такке создан лабораторно-испытательный корпус с испытательными стендами для статических, вибрационных, ударных, аккустических и др.испытаний СК.

Неотъемлемой частью работы по созданию изделий новой техники является определение их технико-экономической эффективности. Именно технико-экономическая эффективность определяет в конечном счете ценность и полезность разработанных конструкций и целесообразность их реализации в промышленном масштабе.

Проведенный технико-экономический расчет от внедрения технических условий на поставку СК ТУ5.551-19710-85 составил более 3 млн.руб.

Рже.6Л Принципиальная схема технологического потока производства CK.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На основании анализа научно-технической литературы установлено, что ни одна из имеющихся конструкций компенсирующих устройств, применяемых в отечественном и зарубежном судостроении

не удовлетворяет предъявляемым требованиям по параметрам, жест-костным, прочностным и весогабаритным характеристикам, а также надежности, вибро и ударостойкости, техническому ресурсу и в связи в этим не могут быть рекомендованы для применения в трубопроводах и системах двигательных установок.

2. Впервые разработаны требования и характеристики, предъявляемые к многослойным сильфонным компенсаторам (СК) и доказана возможность создания более эффективных, надежных, долговечных и менее металлоемких конструкций СК.

3. Впервые в практике отечественного судостроения созданы на уровне изобретений, и широко внедрены принципиально новые кон-курентноопособные конструкции многослойных СК с наружным вакуумным сильфоном, изготовляемые из неряавещих сталей марок I2XI8HI0T и др. и предназначенные для установки в системах и трубопроводах двигательных установок.

4. Впервые разработан и внедрен инженерный метод расчета и проектирования оптимальных конструктивных параметров сильфонов

и технических характеристик СК для любых диаметров, сред и параметров, что дает возможность исключить трудоемкие экспериментальные исследования по их выбору при разработке новых конструкций СК.

5. Впервые разработан, исследован и внедрен наиболее прогрессивный и высокопроизводительный технологический процесс производства многослойных СК с гибкими рессорными армирующими кольцами

из особотонностенных сварных цилиндрических обечаек методом гидравлического гофрирования.

Установлены аналитические зависимости гидравлического давления гофрирования от прочностных характеристик материала, диаметра и толщины многослойной обечайки.

6. Впервые разработаны и внедрены технология и оборудование, для автоматической аргонодуговой сварки обечаек и многослойных сильфонов с концевой арматурой, без контактно-шовной обварки бортиков, а также новые типы сварных соединений сильфонов с присоединительными наконечникам), позволившие уменьшить толщину наконечников и массу ОС в целом.

7. Впорвые разработаны и внедрены метода контроля герметичности СК, гелиевые и вакуумные установки, освоены методы "щупа", а также "бароаквариума" для определения герметичности межслойного пространства.

8. Впервые разработаны и внедрены требования по очистке, обезжириванию и теплоизоляции СК, создано необходимое оборудование, а так;ке организован участок по очистке и обезжириванию хла-доном.

9. Впервые разработаны и внедрены программы и методики лабораторных и межведомственных испытаний и проведены всесторонние исследования СК с построением соответствующих графиков, зависимостей и спектрограмм.

10. Разработаны и исследованы принципиальные способы установки СК и даны рекомендации по их рациональному монтажу в трубопроводах и системах.

11. Выполненная работа доведена до выпуска рабочих чертежей, технических условий на поставку, изготовление, испытание и монтаж СК, а также расчета технико-экономической эффективности.

12. Для проектирования новых многослойных конструкций СК для судостроения и нужд народного хозяйства страны в отрасли создано специальное конструкторско-технологическое бюро "Компенсатор" с испытательны?.! оборудованием и организовано новое специализированное производство по их серийному изготовлению.

13. Разработанные конструкции СК успешно эксплуатируются

на заказах более 10 лет, а созданные теоретические основы, технологии и оборудование используется при создании новых СК для судостроительной и других отраслей народного хозяйства.

14. Новизна и приоритет выполненных исследований подтверждены авторскими свидетельствами на изобретения и одним патентом, виданным Комитетом по делам изобретений и открытий при СМ СССР

в 1998 г.

Основное содержание работы изложено в работах:

1. Лепорк К.К. Создание и развитие сильфонного производства. "Технология судостроения", 1987, Выпуск 10, с.35-37.

2. Лепорк К.К., Спиридонов A.B., Тереньтьев О.И. Повышение эксплуатационной надежности сильфонных компенсаторов: "Судостроение", 1995, ß I, с.17-20.

3. Лепорк К.К., Кулухов В.И., Спиридонов A.B. Развитие производства сильфонных компенсаторов. "Судостроение", 1989, Выпуск 6, с.37-38.

4. Лепорк К.К., Волошин A.A., Виноградов В.Л. К расчету разгрузочных стяжек сильфонных компенсаторов. Серия: Судоверфь. Технология и организация производства. 1984, Выпуск I, с.21-26.

5. Лепорк К.К., Спиридонов A.B., Тереньтьев О.И. Оценка остаточной надежности силырошшх компенсаторов и металлических шлангов по опыту эксплуатации судов. "Судостроение", 1988, Выпуск 4,

с.24-30.

6. Лепорк К.К. Разработка, исследование и внедрение конкурентно-способных конструкций многослойных сильфонных компенсаторов. ЦНИИ им.акад.А.Н.Крылова # ДР 3669 от 23.04.98, с.1-17.

7. Лепорк К.К., Сидоренко А.П., Волошин A.A. Упругие характеристики сильфонов и сильфонных компенсаторов. Вопросы судостроения. Серия: Технология судостроения, 1982, Выпуск 32, с.37+42.

8. Лепорк К.К., Поляков В.Л., Селивановский. Создание сильфонных компенсаторов для пневмогидросистем универсальной ракеты-носителя "Энергия". Технический отчет СКТБ "Компенсатор", 1991.

9. Лепорк К.К. и др. Расчетное проектирование сильфонных компенсаторов. Метод расчета. СКТБ "Компенсатор", X ИЯИП.300459.0020, 1991.

10. Лепорк K.K. и др. Проведение опытно-конструкторских работ по продлению гарантийных сроков хранения и эксплуатации сильфонных компенсаторов. СКТБ "Компенсатор",

J6 НШП. 302667.II2-0I.4IT0, 1997.

11. Лепорк К.К. и др. Разработка технологии ультразвуковой очистки обечаек, сильфонов и сильфонных компенсаторов. СКТБ "Компенсатор". Технический отчет & 743.29-349-84, 1984.

12. Лепорк и др. Компенсаторы сильфоиные для изделия 1Ш25. СКТБ "Компенсатор". Технические условия /6 Т75.551-19710-85, 1985.

13. Лепорк К.К. и др. Компенсаторы сильфонные для тепловых сетей. СКТБ "Компенсатор". Технические условия й ТУ5.551-19729-88, 1988.

14. Лепорк К.К. и др. Программа и методика межведомственный испытаний сильфонных компенсаторов. СКТБ "Компенсатор".

й ТУ 551-385.05 ПШ, 1985.

15. Лепорк К.К. и др. Методика подтверждения надежности сильфонных компенсаторов при испытаниях в стендовых условиях. СКТБ "Компенсатор", № 030-КТНШ.002, 1997.

16. Лепорк К.К. и др. Методика проверки межслойной герметичности сильфонных компенсаторов методом "Бароаквариума". СКТБ "Компенсатор". & 030-ШНШ.001, 1997.

17. Лепорк К.К. и др. Методика проверки герметичности. СКТБ "Компенсатор". № ИЯНШ 300.254.007, 1998.

18. Лепорк К.К. Авторское свидетельство Л 198246, 1984 г. Сильфонный компенсатор с наружным сильфоном. (Соавторы: Соловьев Е.А., Сидоренко А.П., Виноградов В.Л.).

19. Лепорк K.K. Авторское свидетельство 225564, 1985 г. Сильфонный компенсатор. (Соавторы: Кулухов В.И., Харченко В.П., Блинов В.Н.).

20. Лепорк К.К. Авторское свидетельство Уе 227903, 1985 г. Компенсатор с наружным сильфоном. (Соавторы: Сидоренко А.П., Соловьев Е.А., Виноградов В.Л.).

21. Лепорк К.К. Авторское свидетельство й 235189, 1986 г. Компенсатор сильфонный. (Соавторы: Блохин Ю.И., Голованов В.И., Гусева Е.В.).

22. Лепорк К.К. Авторское свидетельство J6 273886, 1988 г. Сильфонный компенсатор. (Соавторы: Блохин Ю.И., Плетнев Ю.М.).

23. Лепорк К.К. Авторское свидетельство й 542377, 1976 г. Сильфонный компенсатор. (Соавторы: Ельский Л.В., Осмульке-вич П.А., Таничев Б.Г.).

24. Лепорк К.К. Патент й I733I39 Российская Федерация. Прокатный стан с сильфоном. (Соавторы: Шишкинский В.И., Кулиш В.Г., Чашник Т.И., Кулухов В.И.) 1988 г.