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1、引言
高新技術(shù)的飛速發(fā)展及其在裝備中的廣泛使用,一方面使裝備越來越先進,另一方面需要的投入也越來越高,高技術(shù)要求與經(jīng)濟承受能力之間存在的矛盾是當(dāng)今世界各國在發(fā)展裝備中遇到的普遍性問題,為解決裝備開發(fā)投資大、周期長、不便于使用維護、不易形成規(guī)模生產(chǎn)等諸多困難,需要提高產(chǎn)品“三化”水平、增強裝備的標(biāo)準(zhǔn)化通用化程度。
2、鈦合金法蘭產(chǎn)品現(xiàn)狀
法蘭是管路系統(tǒng)中的一種可拆式連接件,同時又是一種承壓件和密封件,起著連接管子和管子、管子和設(shè)備的作用。船用法蘭是船舶管路系統(tǒng)應(yīng)用*為廣泛的一種重要連接件,據(jù)統(tǒng)計,一艘7.4萬噸級的散貨船大約需要法蘭26000個,一艘11萬噸級的油船大約需要法蘭32500個。鈦合金法蘭是鈦合金產(chǎn)品體系和標(biāo)準(zhǔn)體系的重要一環(huán),尚屬新研發(fā)產(chǎn)品,具有重量輕,防腐性能良好、無磁性、高溫和低溫韌性好等特點,將廣泛用于船舶海水管路系統(tǒng)。目前,鈦合金法蘭產(chǎn)品類型包括:對焊法蘭、異徑搭焊法蘭和盲板法蘭等,公稱尺寸從DN20至DN200,選用的鈦合金材料牌號為TA2和TA10。提升鈦合金法蘭產(chǎn)品的三化水平,不僅可保證產(chǎn)品質(zhì)量和性能,還可降低研制成本,同時能夠促使更多的配套生產(chǎn)廠家加入產(chǎn)品研制行列,促進競爭,提高我國鈦合金法蘭產(chǎn)品的整體制造技術(shù)水平。
3、鈦合金法蘭“三化”工作現(xiàn)狀
為解決鈦合金法蘭類型多、尺寸規(guī)格、密封型式、材料選型復(fù)雜、互換性較差、制造周期長、生產(chǎn)成本高等問題,鈦合金法蘭在標(biāo)準(zhǔn)化、通用化工作方面開展大量研究工作,根據(jù)產(chǎn)品三化要求,編制統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),統(tǒng)一了鈦合金法蘭主要參數(shù)與產(chǎn)品樣式,當(dāng)前產(chǎn)品具有一定的通用化、系列化水平,基本滿足相關(guān)單位的設(shè)計選型。
提升產(chǎn)品通用化水平,保障產(chǎn)品互換性
在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、通用化方面,認(rèn)真研究相關(guān)法蘭標(biāo)準(zhǔn)及其配套標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,對產(chǎn)品尺寸、重量、材料、連接形式、強度等方面提出統(tǒng)一要求,產(chǎn)品具有一定的通用化水平,能夠?qū)崿F(xiàn)批量生產(chǎn),提高質(zhì)量,保證維修性和互換性。在設(shè)計和生產(chǎn)過程中,執(zhí)行的主要標(biāo)準(zhǔn)如下:
GB/T 228.1金屬材料拉伸試驗*部分:室溫試驗方法
GB/T 1184-1996形狀和位置公差未注公差值
GB/T 1804-2000一般公差未注公差的線性和角度尺寸的公差
GB/T 1958產(chǎn)品幾何量技術(shù)(GPS)形狀和位置公差檢測與驗證
GB/T 3032船用閥門及管路附件的標(biāo)志
GB/T 3620.1-2016鈦及鈦合*號和化學(xué)成分
GB/T 5193-2007鈦及鈦合金加工產(chǎn)品超聲波探傷方法
GB/T 8180鈦及鈦合金加工產(chǎn)品的包裝、標(biāo)志、運輸和貯存
CB/T 4196-2011船用法蘭連接尺寸和密封面
NB/T 47013.5-2015承壓設(shè)備無損檢測第5部分:滲透檢測
設(shè)計中明確各類型法蘭系列,減少種類品種
在系列化方面,鈦合金法蘭產(chǎn)品系列化程度較高,按產(chǎn)品類型,分為對焊法蘭、異徑搭焊法蘭和盲板法蘭,每個類型下,又根據(jù)公稱尺寸、管子外徑、內(nèi)徑、外徑、螺栓孔中心圓直徑、密封面外徑等尺寸,以及理論重量分為不同的系列。按法蘭口徑分:從DN20至DN200的產(chǎn)品均已研制完成,可滿足各方選型要求,目前已形成選型手冊。
開展產(chǎn)品模塊化設(shè)計,滿足多樣化使用需求
在組合化方面,根據(jù)船用鈦合金法蘭研制需求,開展了產(chǎn)品組合化設(shè)計和組合制造,按法蘭的結(jié)構(gòu)及管子的連接方式分:有對焊法蘭、異徑搭焊法蘭和盲板法蘭等,滿足不同接口使用要求。
4、鈦合金法蘭“三化”發(fā)展建議
目前,鈦合金法蘭由于成本高等原因還沒有大范圍應(yīng)用,在產(chǎn)品工作壓力、法蘭類型、公稱尺寸、材料等開展了三化設(shè)計,在鈦合金法蘭本身設(shè)計、制作過程中深入貫徹了通用化、系列化、組合化要求,但在實際配套過程中,由于船舶總體設(shè)計方面的考慮,法蘭外形尺寸、安裝方式等還是有明顯的區(qū)別,制約了裝備建造、使用、維護的效率。建議進一步縮減現(xiàn)有鈦合金法蘭尺寸規(guī)格,優(yōu)化總體設(shè)計階段對產(chǎn)品預(yù)留尺寸和安裝方式,盡可能實現(xiàn)規(guī)范統(tǒng)一。同時,將三化工作作為設(shè)計工作考核的指標(biāo),盡量將同一類產(chǎn)品通用化和系列化,減少特型產(chǎn)品數(shù)量,將三化工作列為新研產(chǎn)品的考核指標(biāo),從產(chǎn)品的研發(fā)源頭抓起。此外,考慮到鈦合金與異種金屬法蘭連接的電化腐蝕問題及實際應(yīng)用現(xiàn)狀,建議對鈦合金電絕緣法蘭方面的標(biāo)準(zhǔn)進行補充和完善,對鈦合金法蘭的材料選型進一步豐富。