高压壳体加工工艺改进

帅丽华 （天津艾斯腾节水技术有限公司 天津300384）

0 引言

高压壳体是高压输变电设备上用外壳的总称。本文中所指高压壳体是气体绝缘金属封闭高压开关设备（GIS）上用壳体之一。其主要功用是：GIS运行时，稳压、稳密度承载绝缘介质；使其内部安装的零件之间在高电压下正常工作而互不影响；实现GIS设备各功能组件之间的安全有效连接。

GIS以其体积小、封闭、不受外界干扰、性能稳定、可靠性高等特点成为城域变电站、钢铁、煤炭、石油、化工、水泥等工业的首选。同时也在国家各主电网及大型枢纽变电站广泛应用。因此，GIS设备智能化、模块化成为必然的趋势。

作为连接GIS各功能组件的高压壳体，其连接尺寸的稳定性与一致性成为必须解决的首要问题。同时作为高压开关上的壳体，除对其材料、成形技术有很高的要求外，对内外表面质量也有相当高的要求，特别是内表面，要求光洁、无凹凸不平及尖角。超长壳体给加工带来了很大困难，加工工艺的可靠性、合理性、先进性将直接影响到零件的质量与生产成本、使用性能与寿命。

我们经过分析高压壳体的结构特点及使用要求，针对目前的质量状况及资源配制，对高压壳体的生产工艺进行了改进。达到了很好的效果。一次交检合格率由原来的18%上升到了100%。

1 高压壳体的用途、结构特点及要求

1.1 用途

高压壳体是气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）上用壳体之一，是一个极其重要的零件。其主要功用是：GIS运行时，稳压、稳密度承载绝缘介质，使其内部安装的零件之间在高电压下正常工作而互不影响，实现GIS设备各功能组件之间的有效安全连接。它由两端法兰及中间挤压管组成（见图1）。

1.2 结构特点及要求

图1为高压壳体的结构示意图，依其图面要求、技术要求及功用，经分析有以下几个重点：①两端法兰密封面∮450的形位公差；②壳体总长T的尺寸精度；③两端法兰上4-M16孔的位置公差不得超过∮0.10（两端法兰上的4-M16的孔要对齐，不得超过∮0.10）；④法兰∮450及整个内表面要圆滑过度（含焊缝处），不得有尖角，凹凸不平，内表面的最大粗糙度为Ra≤3.2；⑤两处焊缝处100%RT探伤Ⅱ级合格；⑥壳体进行0.7 MPa FS6气密检测，保压24 h无压降，无异常。

图1 高压壳体结构示意图

2 原工艺分析及存在的问题

高压壳体的原加工工艺如表1所示。

由表1可以看出，原加工工艺存在如下不足：①因焊接变形不一，法兰密封面尺寸∮415的位置公差及工件的总尺寸难以保证。②钻法兰面16-∮14.5孔与4-M16孔时，工件就位、归位、压紧不好操作，孔的位置精度不好保证；法兰端面易碰伤或压伤。③效率低，并且在焊接工序及钳钻工序对操作者的综合技能要求高。④一次交检合格率仅18%。

3 改进后的工艺

针对原工艺一次交检合格率低、效率低、各工序操作要求高的缺陷，通过对高压壳体使用特性及结构特点的分析，充分利用现有资料配置对原工艺进行了改进，改进后的工艺如表2。

表1 高压壳体原工艺过程卡

表2 高压壳体改进后工艺过程卡

表3 高压壳体改进后的工艺中70序各工步加工要点

改进后的工艺与原工艺相比具有如下优势：①安装及焊接工序无须用夹紧工装定位来保证焊后变形尺寸的稳定，减少了铆、焊工序操作难度，对工序操作者的综合技能无须过高的要求；②提高了铆、焊的工作效率；③克服了在摇臂钻床上钻孔，工件就位、定位、夹紧的困难；④钻孔及精车一次在车床上完成，减少工件的转换次数及碰伤的可能，总长尺寸及法半密封面尺寸通过精车获得，得到了有效的保证；⑤钻孔在车床上完成，保证了法兰孔的精准度，有效利用了现有资源（原来CQW61100车床上仅作加工挤压管两端面用，工作量不饱和，70序中使用钻孔的万能立铣头，是报废工具铣上取下的铣头）；⑥成品一次交检合格率提高到100%。

图2 专用花盘示意图

图3 高压壳体加工示意图

4 结论

改进后的工艺，通过生产实际验证，得出如下结论：提高了铆、焊效率，简化了操作者的作业难度；精车、钻孔一次在车床上完成，减少了碰伤的机率，从而减少了整饰工作量；精车、钻孔在车床上一次完成，提高了总长尺寸、法兰密封面尺寸的精度及位置精度，使成品一次交检合格率由原来的18%提高到100%；减轻钻床上的工作压力，现有资源得到了有效的利用。■

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