Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Výroba tlakových lahví pro technické plyny
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

Výroba tlakových lahví pro technické plyny

Společnost Vítkovice Cylinders patřící do lahvárenské skupiny Cylinders Holding je největším výrobcem bezešvých ocelových lahví, nádrží a těles akumulátorů na světě. Historie se datuje od roku 1906, kdy byla vyrobena první bezešvá ocelová lahev.

Bezešvé ocelové tlakové lahve jsou nepostradatelnou součástí při dodávkách technických plynů již více než 100 let. Hlavní roli ve výrobě ocelových lahví hraje technologie tváření za tepla. Zhotovení hrdla se ovšem neobejde bez obrábění pomocí speciálních nástrojů dodávaných firmou Walter CZ, a právě ta mne pozvala do provozu Vítkovice Cylinders. Zde nás přijal technický ředitel Pavel Kučera, který nám nastínil celou technologii výroby lahví.

 

Výroba tlakových lahví technologií zpětného protlačování

Kromě hlavní technologie výroby metodou zpětného protlačování se lahve vyrábějí i z trubek. Výhodou technologie zpětného protlačování je dosažení prakticky 100% homogenity materiálu a nezávislost kvality finálních výrobků na polotovarech z rouroven. Touto unikátní metodou jsou vyráběny i největší bezešvé ocelové lahve na světě s vnějším průměrem 406 mm. Tlakové lahve zde vyráběné se používají nejen na technické plyny, ale i na stlačený zemní plyn pro automobilový průmysl. Navštívili jsme nejmodernější, plně automatizovaný provoz, který byl uveden do provozu v roce 2008.

Materiál pro výrobu tlakových lahví metodou zpětného protlačování je dodáván ve formě sochorů nebo tyčí, tj. kovaného nebo válcovaného polotovaru, který obvykle pochází z holdingu Vítkovice Machinery Group. Nařezaný vstupní materiál se po zahřátí v elektrické indukční peci zbaví okují v doplňovacím zařízení a následně je zakládán do formy ve vertikálním 35MN děrovacím lisu. Zde pak materiál protéká mezerou mezi hlavou a stěnou formy proti směru působení lisovací síly (odtud název metody). Tím budoucí tlaková lahev dostává svůj základní tvar.


Polotovar dostává svůj základní tvar na 35MN vertikálním děrovacím lisu.

 

Zpětné protahování a kalibrace dna

Finálního tvaru lahve se dosahuje na horizontálním protahovacím lisu, kde je polotovar rozválcován na finální tloušťku stěny a prodloužena jeho délka pomocí protahovacího trnu. Po kalibraci dna, ať konkávního, či konvexního, následuje nedestruktivní ultrazvuková zkouška každého vyrobeného polotovaru lahve, jejíž výsledky jsou zaznamenávány tak, aby operátor mohl v případě problému okamžitě zasáhnout.


Polotovar je rozválcován na konečnou tloušťku stěny na horizontálním protahovacím lisu.


Budoucí tlaková lahev po rozválcování a kalibraci dna.

 

Zahrdlování

Polotovar se po ultrazvukové zkoušce upíchne na soustruhu pomocí zapichovací planžety firmy Walter. Vlastní zahrdlování proběhne plně automaticky na pracovišti spinningu, kde se volný konec polotovaru nejdříve zahřeje v indukční peci na teplotu 1 100 °C až 1 250 °C a poté se pomocí válcovací hlavy vytvaruje hrdlo lahve. Celá tlaková lahev je tak vytvořena z jediného kusu materiálu, bez jakéhokoliv svaru. Následně proběhne tepelné zpracování a ověření tvrdosti každé vyrobené lahve.


Před zahrdlováním je nutné polotovar na otevřeném konci znovu ohřát.


Zahrdlování tlakové lahve na spinningu

 

Obrábění hrdla

Následující operací je opracování hrdla a vytvoření závitu. Původně bylo zapotřebí zkrátit hrdlo, než se přistoupilo k vrtání otvoru do lahve. Tento postup byl před dvěma lety zracionalizován prostřednictvím sdruženého speciálního nástroje firmy Walter, který kombinuje vrták a záhlubník opatřený vyměnitelnými břitovými destičkami. Tímto nástrojem je nejprve vyvrtán otvor do hrdla lahve a následně je zarovnána délka hrdla, čímž byla doba potřebná pro tyto operace zkrácena asi o 20 %.


Hrdlo tlakové lahve před obrobením a po něm

 

V následující operaci probíhá obrobení vnějšího průměru hrdla dalším sdruženým nástrojem firmy Walter. Ten obsahuje dvě různé břitové destičky, přičemž čtvercovou destičkou je osoustružen vnější průměr, zatímco kruhovou destičkou je tato plocha dokončena a obroben rádius hrdla. Pomocí tohoto kombinovaného nástroje byla dosažena časová úspora kolem 30 %. Nakonec je s použitím dalších nástrojů obroben vnitřek hrdla a vyřezán závit.

Poté se provádí kontrola každého obrobeného hrdla a závitu prostřednictvím magnetické zkoušky a další kontrolní operace, jejichž součástí je tlaková zkouška lahve. 



Automatizované zakládání polotovaru tlakové lahve do obráběcího centra



Sdružený nástroj firmy Walter pro vrtání a zarovnání hrdla.


Kombinovaný speciální nástroj firmy Walter pro soustružení a dokončení vnějšího povrchu hrdla.

 

Závěrečné výrobní operace

Na každou ocelovou lahev jsou vyraženy předepsané informace (sériové číslo, číslo tavby, konstrukční norma, typ závitu a případně zákaznické údaje). Následně je podle případného požadavku namontován hrdlový kroužek, který slouží k montáži kloboučku chránícího ventil před poškozením.
Po ražení proběhne tryskání vnitřního povrchu a parní čištění. Poté se provede sekundární ultrazvuková kontrola, jejímž cílem je odhalení případných vad, k jejichž iniciaci mohlo dojít v průběhu předchozích operací.
 


Automatizované ražení předepsaných údajů na povrch lahve.

 

V závěru výrobního procesu je povrch lahví po vnějším tryskání opatřen práškovým nebo mokrým nátěrem podle specifikace zákazníka. Nakonec proběhne montáž ventilu a ochranných prvků, balení a expedice.
 


Automatizované pracoviště sekundární ultrazvukové kontroly.

 

Novinky ve výrobě a vývoji tlakových lahví

Výroba ve společnosti Vítkovice Cylinders běží ve třísměnném provozu, roční kapacita je půl milionu lahví. Letos v červnu zde byla vyrobena jubilejní lahev s výrobním číslem 14 000 000. Skupina Cylinders Holding má celkovou výrobní kapacitu milion lahví ročně.
 


Hotové tlakové lahve připravené k expedici.

 

 

Ačkoliv by se mohlo zdát, že tlakové lahve jsou zavedenými výrobky, na nichž není co měnit, opak je pravdou. Aktuálně se firma zabývá dvěma významnými inovačními projekty. Cílem prvního je výroba první bezešvé tlakové lahve z korozivzdorné oceli metodou zpětného protlačování, druhý je zaměřen na skladování vodíku při pracovním tlaku 1 100 bar pro potřeby automobilového průmyslu.

Pavel Marek, Ostrava

pavel.marek@mmspektrum.com

Další články

Technologie spojování/ dělení materiálů
Nástroje pro obrábění / řezné materiály
Technologie tváření, slévárenství

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky













Sledujte nás na sociálních sítích: