DD252566A1

DD252566A1 - METHOD AND DEVICE FOR MECHANICAL MACHINING OF INTERNAL COATING AREAS OF DICKWANDING CYLINDRICAL CONTAINERS

Info

Publication number: DD252566A1
Application number: DD29441486A
Authority: DD
Inventors: Detlef Jahnke; Horst Pfeiffer; Frank Engelhardt
Original assignee: Elbe Kraftwerke Veb
Priority date: 1986-09-16
Filing date: 1986-09-16
Publication date: 1987-12-23
Also published as: DD252566B3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur mechanischen Bearbeitung von Innenmantelflaechen dickwandiger zylindrischer Behaelter, welche hauptsaechlich in Dampferzeugern von Kraftwerken eingesetzt sind. Die wesentlichen Merkmale bestehen verfahrenstechnisch im Tiefschleifen bis zu 15 mm Materialtiefe mit zur Trommelachse axialem Vorschub und konstruktiv in der loesbaren Befestigung des an sich bekannten, an Spannkreuzen angeordneten Geraetetraegers an separat mit der Trommelinnenwand verspannbaren Tragarmen. Fig. 1The invention relates to a method and a device for the mechanical processing of Innenmantelflaechen thick-walled cylindrical container, which are mainly used in steam generators of power plants. The essential features consist procedurally in deep grinding up to 15 mm depth of material with axial feed to the drum axis and constructive in the releasable attachment of the known, arranged on clamping crosses Geraetetraegers on separately clamped with the drum inner wall support arms. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen . .For this 2 pages drawings. ,

Field of application of the invention

Die Erfindung findet in erster Linie Verwendung an Kesseltrommeln > 700 mm Innendurchmesser von Großdampferzeugern, um großflächig rißgeschädigtes Material bis zu einer Materialtiefe von 15 mm wirtschaftlich im Schleifverfahren abzutragen. Damit ist die Möglichkeit geschaffen, Risse bis zur Mindestwanddicke auszuschleifen, rißgeschädigtes Material als Vorbereitungsmaßnahme für ein Auftragsschweißen abzutragen und die erforderliche Oberflächengüte und ursprüngliche Form nach einem Auftrangsschweißen herzustellen.The invention is primarily used on boiler drums> 700 mm inside diameter of large steam generators, to remove large scale crack-damaged material up to a material depth of 15 mm economically in the grinding process. This creates the opportunity to grind cracks to the minimum wall thickness, remove crack-damaged material as a preparation measure for a build-up welding and produce the required surface finish and original shape after an initial welding.

Characteristic of the known state of the art

Nach DD 136350 und 213609 (beide IPK B 23 B, 41/10) sind Vorrichtungen zur Innenbearbeitung von Behältern, speziell von Kesseltrommeln von Großdampferzeugern, durch Bohren, Fräsen, Reiben und Drehen von in der Kesselwand vorhandenen Bohrungen bekannt. Sie bestehen aus zwei in Abstand positionierten Spannkreuzen, die zwischen sich direkt oder mittels Tragbalken mit Längssupport die eigentliche Werkzeugmaschine mit Antrieb aufnehmen. Dabei ist der Tragbalken durch Platten waagerecht und senkrecht verstellbar. Diese bekannten Vorrichtungen lassen sich auf Grund geometrischer Auslegung auf großflächige Materialabtragungen nicht anwenden, weil sie im wesentlichen auf das Bearbeiten der Kesselwandbohrungen zugeschnitten sind.According to DD 136350 and 213609 (both IPK B 23 B, 41/10) are known devices for the internal processing of containers, especially boiler drums of large steam generators, by drilling, milling, rubbing and turning existing in the boiler wall holes. They consist of two spaced-apart clamping crosses, which receive the actual machine tool with drive directly or by means of supporting beams with longitudinal support. The support beam is adjustable by plates horizontally and vertically. These known devices can not be applied due to geometric design on large-scale Materialabtragungen because they are tailored to the editing of boiler wall holes substantially.

Weiterhin ist nach DD 143222 (B 23 B, 39/00) eine Vorrichtung bekannt, mit deren Hilfesich großflächige Ausarbeitungen (Materialabtragungen) an Behälter- und Rohrleitungsinnenwandungen als Vorbereitung für ein Auftragsschweißen mit geringem Aufwand ausführen lassen. Hierbei ist an einer parallel zur Trommelachse verlaufenden und in einem Spannkreuz und auf einem Tisch lagernden Welle ein radial zur Trommel wirkender und mit der Welle umlaufender Support vorgesehen, welcher über einen Werkzeughalter das Werkzeug trägt. Obzwar mit dieser Vorrichtung ein großflächiger Abtrag von rißgeschädigtem Material auf der Innenseite der Kesseltrommel möglich ist und der Abtrag spanend mit einem Drehstahl erfolgt, so kann sie unter den gegebenen Bearbeitungsbedingungen leistungsmäßig wenig befriedigen, andererseits ergeben sich aus dem sichelförmigen Ausdrehen ungünstige Ausgangsverhältnisse für das nachfolgende Auftragsschweißen.Furthermore, according to DD 143222 (B 23 B, 39/00) a device is known, with their Hilfesich large-scale elaborations (Materialabtragungen) to container and Rohrleitungsinnenwandungen in preparation for a build-up welding with little effort can perform. Here, a radially acting on the drum and rotating with the shaft support is provided on a parallel to the drum axis and extending in a chuck and on a table supporting shaft, which carries the tool via a tool holder. Although with this device a large-scale removal of crack-damaged material on the inside of the boiler drum is possible and the removal is done by cutting a turning steel, it can perform satisfactorily under the given processing conditions, on the other hand arise from the crescent-shaped unfavorable starting conditions for the subsequent build-up welding ,

Schließlich ist mit DD 201264 (B 23 B, 45/00) eine Vorrichtung zur Innenbearbeitung von Behältern und Rohrleitungen bekannt, die sich vorzugsweise für Kesseltrommeln verwenden läßt.Finally DD 201264 (B 23 B, 45/00) discloses a device for internal processing of containers and pipelines which can preferably be used for boiler drums.

Gekennzeichnet ist diese Vorrichtung durch zwei in Abstand angeordnete Spannkreuze, die zwischen sich eine koaxiale zur Kesseltrommel angeordnete Spindel aufnehmen. Auf der Spindel wiederum befindet sich ein axial verschiebbarer und um deren Achse drehbeweglicher Werkzeugträger, dessen Werkzeug auf der Innenoberfläche der Kesseltrommel kreisende Bewegungen, vorzugsweise für einen Stirnfräser oder für eine Stirnschleifscheibe ausführt.This device is characterized by two spaced-apart clamping crosses, which receive a coaxial arranged to the drum drum spindle between them. On the spindle in turn there is an axially displaceable and rotatable about the axis of the tool carrier whose tool on the inner surface of the boiler drum circulating movements, preferably for a face milling cutter or for a face grinding disc.

Das Werkzeug wird bei einer bestimmten Einstelltiefe auf der Innenoberfläche, und zwar längs des Umfanges der Kesseltrommel ein Stück entlanggeführt, dann axial zur Trommel zugestellt und auf einer Nebenbahn zurückgeführt.The tool is at a certain adjustment depth on the inner surface, along the circumference of the drum barrel along a piece, then delivered axially to the drum and returned to a secondary track.

Weil der Vorschub des Bearbeitungswerkzeuges quasi pendelnd um die Spindel erfolgt, ergeben sich vom die Bewegung ausführenden Werkzeugträger für die Vorrichtung Instabilitäten, die sich bei hohem Materialabtrag zunächst in Schwingungen zeigen und die im Extremfall zum Bruch des Werkzeuges oder Werkzeughalters führen können. Aus diesem Grunde kann der Materialabtrag bezüglich Einstelltiefe, Werkzeugdurchmesser und Vorschubgeschwindigkeit nur relativ gering bemessenBecause the feed of the machining tool is done quasi pendulum about the spindle, resulting from the movement exporting tool carrier for the device instabilities, which initially show at high material removal in vibrations and can lead to the breakage of the tool or tool holder in the extreme case. For this reason, the material removal with respect to setting depth, tool diameter and feed rate can only be made relatively small

Ein weiterer Nachteil ergibt sich aus der Lage der Werkzeugachse zur bearbeitenden Fläche in der Weise, daß die bearbeitete Fläche des in Pendelbewegung vollzogenen Vorschubes in der Bahnmitte vertieft ist und so, die Bahnen aneinandergereiht, streng genommen keine zylindrische Innenoberfläche ergibt, was beim Einsatz vollautomatischer Auftragsschweißung nicht problemlos auskompensiert werden kann.Another disadvantage arises from the position of the tool axis to the machined surface in such a way that the machined surface of the completed in pendulum motion feed is recessed in the middle of the web and so strung together the tracks, strictly speaking, no cylindrical inner surface results, resulting in the use of fully automatic build-up welding can not be easily compensated.

Als weiterer Nachteil ist noch der Umstand zu erwähnen, daß beim Einsatz eines Stirnfräsers als Werkzeug noch ein Nachschleifen der Oberfläche erforderlich wird.Another disadvantage is the fact to mention that when using a front milling cutter as a tool still a regrinding of the surface is required.

Will man bei Kesseltrommeln vorhandene Ovalitäten im Querschnitt berücksichtigen, so ist mit dieser bekannten Vorrichtung ein mehrmaliges Ausrichten der Hauptspindel durch Verstellen der Spannkreuze erforderlich.If you want to consider existing ovalities in boiler drums in cross-section, it is necessary with this known device a multiple alignment of the main spindle by adjusting the clamping crosses.

Schließlich führte ein Versuch mit der letztgenannten Vorrichtung mit einem Schleifwerkzeug (Stirnschleifscheibe) in pendelnder Vorschubbewegung intensiv Material abzutragen, wegen der schon genannten Instabilität zum Bruch desselben Werkzeuges.Finally, an attempt with the latter device with a grinding tool (face grinding wheel) in pendulum feed movement intensively remove material, because of the already mentioned instability to break the same tool.

Object of the invention

Mit der Anwendung der Erfindung soll erreicht werden, die Sanierung großflächig rißgeschädigter Bereiche auf der Innenmantelfläche dickwandiger zylindrischer Behälter in wesentlich kürzerer Bearbeitungsdauer ohne komplizierte Ausrichtearbeiten und ohne schwere körperliche Belastung der Bedienungspersonen durchzuführen.With the application of the invention is to be achieved to carry out the renovation of large areas rißgeschädigter areas on the inner surface of thick-walled cylindrical container in a much shorter processing time without complicated alignment work and without heavy physical stress on the operators.

Explanation of the essence of the invention

Das angegebene Ziel soll durch eine technische Wirkung in der Gestalt erreicht werden, das gesamte rißgeschädigte Material mit einem einmaligen Ausrichten der Vorrichtung für alle vorhandenen Größen an Kesseltrommeln ohne Nachfolgearbeiten abzutragen.The stated goal is to be achieved by a technical effect in the shape to remove the entire crack-damaged material with a one-time alignment of the device for all existing sizes of boiler drums without follow-up work.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe verfahrenstechnisch dadurch gelöst, daß das rißgeschädigte Material durch Tiefschleifen bis zu 15 mm Materialtiefe in zur Trommelachse axialer Vorschubrichtung abgetragen wird.According to the invention the object is procedurally achieved in that the crack-damaged material is removed by deep grinding up to 15 mm depth of material in the axial direction to the drum axis feed direction.

In Realisierung der Verfahrenstechnik ist vorgesehen, daß der Geräteträger, der bekannterweise durch zwei in einem Abstand angeordnete Spannkreuze exzentrisch zurTrommelachse getragen wird, an seinen Enden an separat verspannbaren Tragarmen lösbar befestigt ist.In realization of the process technology, it is provided that the equipment carrier, which is known to be carried eccentrically to the drum axis by two spaced-apart clamping crosses, is releasably secured at its ends to separately braceable support arms.

In zweckmäßiger Ausgestaltung ist vorgesehen, die Tragarme der Spannkreuze hydraulisch oder pneumatisch verstellbar zu gestalten, den Geräteträger entsprechend dem Radius der Kesseltrommel in unterschiedlichen Abständen von deren Achse an den Tragarmen befestigbar zu gestalten und die Tragarme mittels daran befestigter Achszapfen in entsprechenden Lagern der Spannkreuze schwenkbar anzuordnen. 'In an advantageous embodiment, it is provided to make the support arms of the clamping crosses hydraulically or pneumatically adjustable to make the device carrier according to the radius of the boiler drum at different distances from the axis of the support arms attachable and to arrange the support arms pivotally mounted thereto by means of journals in corresponding bearings of the clamping crosses , '

Mit der erfindungsgemäßen Verfahrens- und Konstruktionsweise werden Abtragungen von rißgeschädigten Bereichen der Kesseltrommelinnenwandung bis zu 15 mm Tiefe in axialen nebeneinanderliegenden Bahnen bis zu einer maximalen Länge, die dem Abstand der Spannkreuze entspricht, durch Tiefschleifen möglich, wobei sich Schlichtarbeiten beispielsweise mit Handoder Vorrichtungsschleifmaschinen erübrigen und wobei sich Justierarbeiten, gleich ob die Kesseltrommel streng zylindrisch oder oval ist, sich auf das einmalige Justieren der Spannkreuze genau auf die Achsemitte der Kesseltrommel reduzieren lassen. Daraus ergeben sich auch wesentliche Arbeitserleichterungen für den Bedienenden, denn die Einstellung von Schnittiefe, Vorschub, Zustellung und die flächenmäßige Abgrenzung des Arbeitsbereiches können mit angepaßten Meß- und Steuerungstechnik sowie industriellem Fernsehen automatisiert und kontrolliert werden. Erstreckt sich der rißgeschädigte Bereich über das eine oder das andere Spannkreuz hinaus, so muß die gesamte Vorrichtung axial um einen Spannkreuzabstand versetzt und neu justiert werden.With the method and construction method of the invention erosion of crack-damaged areas of Kesseltrommelinnenwandung up to 15 mm depth in axial adjacent tracks up to a maximum length corresponding to the distance of the clamping crosses, by deep grinding possible, with finishing work, for example, with manual or device grinder unnecessary and adjustment work, whether the boiler drum is strictly cylindrical or oval, can be reduced to the one-time adjustment of the clamping crosses exactly on the center of the axis of the boiler drum. This also results in considerable work easier for the operator, because the setting of depth of cut, feed, delivery and the area-specific demarcation of the work area can be automated and controlled with adapted measurement and control technology and industrial television. If the crack-damaged area extends beyond one or the other tensioning cross, then the entire device must be displaced axially by a distance between the clamping crosses and readjusted.

embodiment

Die Erfindung ist nachfolgend als Prinzipdarstellung näher beschrieben, wobei in der zugehörigen Zeichnung mitThe invention is described in more detail below as a schematic diagram, wherein in the accompanying drawings

Fig. 1: eine Seitenansicht undFig. 1: a side view and

Fig. 2: eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen VorrichtungFig. 2: a front view of the device according to the invention

veranschaulicht wird.is illustrated.

Die Schleifeinrichtung besteht aus zwei mal drei Spannkreuzarmen 6 mit den dazugehörigen Spannkreuzstempeln 7, die manuell im zylindrischen Teil der Kesseltrommel 1 zentriert und verspannt werden.The grinding device consists of two times three clamping cross arms 6 with the associated Spannkreuzstempeln 7, which are manually centered and clamped in the cylindrical part of the boiler drum 1.

Im Zentrum dieser Spannkreuze befindet sich eine Bohrung mit eingeschrumpften Spannkreuzlager 5, welche zur Aufnahme und drehbaren Lagerung der Achszapfen 8 dienen.In the center of this cocking crosses is a hole shrunken with Spannkreuzlager 5, which serve to accommodate and rotatable mounting of the axle 8.

An den Achszapfen sind die beiden Tragarme 13 mittels jeweils einem Verbindungsflansch 9 angeschraubt. Am Ende der Tragarme 13 befinden sich jeweils zwei abgewinkelte Spannfüße 14 mit den jeweiligen Spannzylindern 15, welche die Aufgabe haben, die Schleifmaschine gegen die Spannkreuze zu verspannen. Durch die doppelte Verspannung der Schleifeinrichtung wird die beim Schleifen erforderliche Steifigkeit des Systems erreicht. An den Tragarmen 13 ist parallel zur Achse 16 ein Geräteträger 17 befestigt. Er dient zur Führung der Schleifmaschine in Vorschubrichtung 3. Um eine möglichst spielfreie Beweglichkeit auf dem Geräteträger 17 zu erreichen, wird auf diesem eine Führungsbahn 19 arretiert. Mittels einem Hydraulikmotor über eine Vorschubspindel 18 wird die Bewegung „Vorschub" realisiert. Der zur Aufbringung der erforderlichen Vorschubbewegung der Schleifmaschine benötigte Hydraulikmotor muß zwei entgegengesetzte Drehrichtungen verwirklichen können, so daß der notwendige Rücklauf gewährleistet ist. Durch diesen Rücklauf wird gleichzeitig ein Ausfunken durchgeführt, welches die Oberflächenqualität wesentlich verbessert. Für die zur Erreichung einer bestimmten Schnittiefe 2 erforderliche Zustillung 4 des Schleifkörpers 21 besitzt die Schleifmaschine einen radial verstellbaren Werkzeugschlitten 20. An diesem ist der Schleifkörperantrieb mit Getriebe 22 angebracht.At the journal, the two support arms 13 are screwed by means of a respective connecting flange 9. At the end of the support arms 13 are each two angled clamping feet 14 with the respective clamping cylinders 15, which have the task to clamp the grinding machine against the clamping crosses. Due to the double clamping of the grinding device, the rigidity of the system required during grinding is achieved. On the support arms 13, a device carrier 17 is mounted parallel to the axis 16. He serves to guide the grinding machine in the feed direction 3. In order to achieve a possible backlash-free mobility on the equipment carrier 17, a guide track 19 is locked on this. The movement "feed" is realized by means of a hydraulic motor via a feed screw 18. The hydraulic motor required to apply the required feed movement of the grinding machine must be able to realize two opposite directions of rotation, so that the necessary return is ensured For the necessary to achieve a certain depth of cut 2 Zustillung 4 of the grinding wheel 21, the grinding machine has a radially adjustable tool carriage 20. At this the grinding wheel drive with gear 22 is attached.

Nach vollendetem Arbeitsgang (Vor- und Rücklauf) muß die Schleifmaschine in Verstellrichtung 23 um eine Schleifkörperbreite weitergerückt werden. Dazu ist es notwendig, die Spannfüße zu lösen und nach erfolgter Verstellung wieder zu verspannen. Für dieses Weiterrücken ist an einem Tragarm ein Zahnkranz 10 befestigt, welcher mittels Verstellmotor 12 über ein Ritzel 11 bewegtAfter completion of the operation (flow and return), the grinding machine must be moved in the adjustment direction 23 by one grinding wheel width. For this it is necessary to loosen the clamping feet and to tighten again after the adjustment. For this advancing a toothed rim 10 is fixed to a support arm, which moves by means of adjusting motor 12 via a pinion 11

Soll die gesamte Schleifeinrichtung zum nächsten Bearbeitungsabschnitt (ca. 1000mm breit) in der Kesseltrommel verrückt werden, so werden die Spannkreuze gelöst und die Einrichtung manuell bewegt. Danach werden die Spannkreuze wieder zentriert und verspannt.If the entire grinding device to the next processing section (about 1000mm wide) in the boiler drum crazy, the clamping crosses are released and the device moved manually. Thereafter, the clamping crosses are centered again and braced.

Durch die Verwendung unterschiedlicher Tragarmlängen ist der Einsatz der Schleifeinrichtung bei verschiedenen Trommeldurchmessern möglich.By using different Tragarmlängen the use of the grinding device in different drum diameters is possible.

Zur erforderlichen Verbesserung der Oberflächenqualität an der Bearbeitungsstelle besteht die Möglichkeit, die Schleifeinrichtung durch den Wechsel des Schleifkörpers 21, des Getriebes des Schleifkörperantriebes und des Getriebes des Vorschubes entsprechend geforderter Parameter auf den Arbeitsgang Schlichten umzurüsten.For the required improvement of the surface quality at the processing point, it is possible to convert the grinding device by the change of the grinding wheel 21, the transmission of the grinding wheel drive and the transmission of the feed according to required parameters on the operation finishing.

Claims

1. A method for the mechanical machining of inner shell surfaces thick cylindrical container, characterized in that the material to be machined is removed to a depth of 15 mm in one operation in the axial feed direction by deep grinding.

2. Apparatus for mechanical processing of inner surfaces of thick-walled cylindrical container, consisting of two spaced-apart clamping crosses, which receive a device carrier between them, characterized in that the device carrier (17) is releasably secured at its ends to separately on the inner lateral surface bracing support arms 13 ,

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the support arms (13) are clamped hydraulically or pneumatically.

4. Apparatus according to claim 2, characterized in that the device carrier (17) at different distances from the axis of the boiler drum (1) is fixed to the support arms (13).

5. Apparatus according to claim 2, characterized in that the support arms (13) about the axis of the boiler drum (1) is pivotally mounted.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the support arms are each provided with a journal (8), which rest in corresponding dowel bearings (5).