Одиннадцать лет безупречной работы

Опыт проектирования и изготовления различных вентиляторов и дымососов, а также инжиниринговый профессионализм специалистов, позволили НКМЗ в 2001 году совместно с ГНИГРИ (г. Кривой Рог) освоить в производстве тягодутьевые машины (ТДМ) нового типа.

Машины этого класса предназначены для перемещения больших объемов газов, содержащих твердые абразивные включения, при температуре около 400°C. В СНГ подобные конструкции ранее не изготавливались, технологией их производства владели только США и Германия.

По прошествии одиннадцати лет безупречной работы первых изготовленных на НКМЗ ключевых элементов ТДМ можно смело утверждать, что их производство для нашего завода уже не экспериментальное, а скорее традиционное.

Заместитель главного сварщика В.И. Ковтушенко рассказал о трудностях, которые приходилось преодолевать специалистам отдела главного сварщика, осваивая  производство тягодутьевых машин.

СОВЕРШЕННЫЕ металлоконструкции красивы и практичны, и по степени их совершенства обычно судят об уровне технологии на заводе-изготовителе.

Совершенство металлоконструкций во многом определяется удельным расходом металла на единицу полезной нагрузки. Снижение удельного веса металлоконструкций при безусловном обеспечении их эксплуатационной надежности является одной из главных задач, повседневно решаемых инженерными службами завода. Успешное ее решение в значительной мере определяется свойствами стали, применяемой для изготовления изделия.

Общая тенденция в развитии производства высокопрочных сталей для сварных конструкций сводится к получению металла с наиболее измельченной структурой при минимальном легировании. Широко применяемые сейчас при изготовлении металлоконструкций низколегированные стали с σ_т = 330…400 МПа во многих случаях уже не удовлетворяют постоянно растущих требований к современным металлоконструкциям, и все чаще возникает необходимость сварки металлоконструкций из высокопрочных сталей с пределом текучести 600…900 МПа. Вместе с тем, следует отметить, что сварка металлоконструкций из высокопрочных сталей является сложной технологической задачей.

КЛЮЧЕВОЙ деталью, определяющей технические характеристики ТДМ, является ротор МДР (он сборный и состоит из собственно ротора и несущего вала). К сварочным материалам, применяемым при его изготовлении, выдвигаются повышенные требования, поэтому конструкторы выбрали сталь марки А-514Н.

Первый такой ротор МДР-14600 был изготовлен в ЦМК одиннадцать лет назад. Основная проблема, которую пришлось решать, осваивая производство МДР, - это свариваемость конструкционных материалов и работоспособность сварного соединения при высоких температурах. В ОГС была проведена научно-исследовательская работа, в ходе которой были рассмотрены варианты технологических подходов к проблеме сварки высокопрочных сталей, выбраны наиболее приемлемые для НКМЗ способы, подобраны материалы, режимы сварки и термообработки.

Внедрение техпроцесса осуществлялось лабораторией сварки под руководством заместителей главного сварщика А.Д. Панина и К.П. Шаповалова, а также начальника лаборатории В.Я. Геращенко, непосредственное участие принимали начальник бюро А.Е. Мерзляков, ведущий инженер-технолог А.А. Кулиш и ведущий конструктор ОГК ГР и КПО А.А. Токарев.

Скорость вращения ротора МДР-30000 — 785 об/мин., МДР-14600 — 1000 об/мин. При этом диаметр ротора МДР-30000 более 4 м. При таких скоростях вращения и размерах малейший дисбаланс может привести к трагическим последствиям. Для обеспечения высоких требований, предъявляемых к конструкции рабочего колеса ротора МДР, необходимо строгое соблюдение технологической дисциплины и тщательный контроль материалов, размеров и допусков на всех этапах его производства. Для того чтобы исключить дисбаланс во время вращения роторов, механообработка деталей-накладок лопастей выполняется с высокой точностью. Если вес накладок разнится, то создается индивидуальная схема их установки в рабочее колесо ротора.

Для изготовления колеса ротора МДР-30 000, имеющего бόльшие габариты и массу, в ОГС был разработан и внедрен в цехе №16 оригинальный техпроцесс, изготовлена уникальная технологическая оснастка. Организация работ легла на плечи начальников бюро В.А. Савина и А.П. Гридасова, ведущего конструктора В.Н. Мусорина, заместителя главного сварщика В.И. Ковтушенко.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ дисков ротора сопряжено с определенными трудностями. Например, запрещается производить их правку огнем. Особенностями сварки ротора является как применение специальной оснастки, так и необходимость подогрева свариваемых деталей до температуры, превышающей 200°C. Качество сварных швов проходит сплошной УЗК, эти же требования распространяются и на изготовление не менее ответственной детали вала ротора, на который крепится колесо.

Не вдаваясь в подробности технологии, должен заметить, что ротор МДР – это чрезвычайно наукоемкая деталь, требующая особой тщательности, как в создании технологии, так и в ее реализации. Значительную долю ответственности за качество изготовления ротора МДР несут сварщики, работающие в зоне повышенных температур при ограниченной доступности к швам.

За одиннадцать лет на заводе было изготовлено 15 роторов, в том числе шесть МДР-30000 - в цехе №16. В 2011 году для Полтавского ГОКа был спроектирован в ОГК ГР и КПО и изготовлен цехом №16 ротор из нержавеющей стали аустенитного класса.

Заметим, технология сварки нержавеющих сталей требует повышенного контроля и качества, при этом на таких сталях провести ультразвуковой контроль невозможно. Поэтому вся ответственность при изготовлении колес из аустенитных сталей легла на сварщиков шестнадцатого цеха и на специалистов отдела главного сварщика, которые осуществляли авторский надзор за внедрением технологии изготовления.

Экспериментальное колесо ротора из аустенитной стали сейчас работает на Полтавском ГОКе. Положительное заключение по результатам его работы откроет для завода новые перспективы, потому что деталь востребована у заказчика и, как отмечалось ранее, ее делают только в США, Германии и у нас на НКМЗ.

Александр Олейник