氣液分離罐罐體制作工藝設(shè)計(jì)

1、-作者xxxx-日期xxxx氣液分離罐罐體制作工藝設(shè)計(jì)【精品文檔】焊接結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)說明書-氣液分離器生產(chǎn)工藝姓名： 班級(jí)： 系部： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)老師： 2013-2014第二學(xué)期目 錄摘 要31. 氣液分離器概述42. 母材的選擇與檢驗(yàn)5表2 化學(xué)成分表53.罐體制造工藝流程64 筒體的制作工藝75封頭壓制156 總裝配焊接187檢驗(yàn)218 涂裝及零件圖229.參考文獻(xiàn)23摘 要本設(shè)計(jì)編制的是氣液分離器的制造工藝，按照在承壓等級(jí)的基礎(chǔ)上，綜合壓力容器工作介質(zhì)的危害性（易燃、致毒等程度）進(jìn)行分類，此容器屬于類容器。此容器受壓元件材料主要為Q245R，故在討論Q245R焊接性的基礎(chǔ)上對(duì)該容器進(jìn)行制

2、造工藝編制。本產(chǎn)品制造、試驗(yàn)和驗(yàn)收按GB1501998鋼制壓力容器中的技術(shù)條件規(guī)定執(zhí)行。本次設(shè)計(jì)的氣液分離器筒體由ø426mm×14mm×2700mm厚的筒體，封頭ø426mm×14mm由熱壓方法獲得。本設(shè)計(jì)首先介紹了氣液分離器的結(jié)構(gòu)，并分析了制造本產(chǎn)品的材料如Q245R鋼的化學(xué)成分、力學(xué)性能及焊接性，然后分析了該容器焊接制作工藝流程。文中詳細(xì)論述了氣液分離器加工、裝配、焊接工藝。同時(shí)對(duì)容器制作中容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題進(jìn)行了分析說明，提出了相應(yīng)的解決措施。文中重點(diǎn)闡述了裝配焊接工藝，包括筒節(jié)的縱縫裝配焊接、筒節(jié)與封頭的環(huán)縫裝配焊接、筒節(jié)與筒節(jié)的環(huán)縫

3、焊接等。如裝配方法、焊條、焊劑與焊絲及焊接方法的選擇、焊接參數(shù)的選取等。并對(duì)容器的焊后試驗(yàn)、氣密性試驗(yàn)等進(jìn)行了必要的說明。壓力容器是容器的一種，是指最高工作壓力MPa，容積25，工作介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于或等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)液體的容器。這類結(jié)構(gòu)大都在一定的溫度和壓力下工作，且相當(dāng)一部分結(jié)構(gòu)的工作介質(zhì)或內(nèi)部充裝物為易燃易爆，或具有強(qiáng)烈腐蝕性，或有毒的物質(zhì)，一旦發(fā)生泄露或者斷裂破壞，就可能產(chǎn)生災(zāi)難性的后果，造成人民生命財(cái)產(chǎn)的嚴(yán)重?fù)p失。因此，必須保證該類結(jié)構(gòu)在工作和運(yùn)行中的安全可靠性，必須按照產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技術(shù)要求中專門的技術(shù)規(guī)范來進(jìn)行制造生產(chǎn)，嚴(yán)格控制質(zhì)量，并且要由專設(shè)機(jī)構(gòu)來進(jìn)行監(jiān)督和檢查。

4、世界各國(guó)對(duì)于壓力容器的制造和使用都非常重視，均設(shè)有專門機(jī)構(gòu)，制定了詳細(xì)的技術(shù)規(guī)范和檢查標(biāo)準(zhǔn)。壓力容器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開機(jī)械、冶金、石油化工、電腦信息、經(jīng)濟(jì)管理和安全防護(hù)等諸多工程技術(shù)的改革創(chuàng)新，或者說它是在多項(xiàng)新材料、新技術(shù)、新工藝綜合開發(fā)的基礎(chǔ)上發(fā)展的工業(yè)產(chǎn)品。在科學(xué)技術(shù)不斷提高的今天，壓力容器行業(yè)的發(fā)展當(dāng)然也離不開先進(jìn)技術(shù)的使用。氣液分離器生產(chǎn)工藝1. 氣液分離器概述氣液分離器可安裝在氣體壓縮機(jī)的出入口用于氣液分離，分餾塔頂冷凝冷卻器后氣相除霧，各種氣體水洗塔，吸收塔及解析塔的氣相除霧等。氣液分離器也可應(yīng)用于氣體除塵，油水分離及液體脫除雜質(zhì)等多種工業(yè)及民用應(yīng)用場(chǎng)合。1.1結(jié)構(gòu)形式罐體為單層壓

5、力容器，見圖1。氣液分離器示意 圖11.2 主要技術(shù)參數(shù)（見表1）表1 氣液分離罐主要技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)壓力/MPa6腐蝕裕度/mm臥置試壓/MPa設(shè)計(jì)溫度/50焊縫系數(shù)地震烈度計(jì)算風(fēng)壓保溫材料泡沫石棉容積/m³操作介質(zhì)保溫層厚度/mm60容器類別類 材料分析（見表2）表2 化學(xué)成分表材料CSiMnPSAltQ245R0.502. 母材的選擇與檢驗(yàn)?zāi)覆牡倪x擇罐體封頭板采用Q245R，其力學(xué)性能與化學(xué)成分見表2和表3。裙座、筋板采用Q235。表2 化學(xué)成分表材料CSiMnPSAltQ245R表3 力學(xué)性能鋼板厚度/mm抗拉強(qiáng)度R/(N/)屈服強(qiáng)度R/(N/)伸長(zhǎng)率A/%溫度/沖擊吸收能量KV

6、2/J180°彎曲試驗(yàn) 彎曲直徑（b35mm）3-16400-52024525031>16-36400-52023525031>36-60400-52022525031>60-100390-51020524031d=2a>100-150380-50018524031d=2a 焊接性分析1）16MnDR的焊接性分析16MnDR鋼焊接中需注意如何保證焊接接頭的低溫韌性,以防止低溫使用時(shí)發(fā)生脆性裂紋。根據(jù)碳當(dāng)量計(jì)算公式計(jì)算出16MnDR的碳當(dāng)量為0.49%,說明淬硬傾向小,室溫下焊接一般不易產(chǎn)生冷裂紋,且硫、磷含量控制較低,所以也不易產(chǎn)生熱裂傾向。板厚小于25mm時(shí)

7、不需要預(yù)熱,板厚超過25mm、接頭剛性拘束較大或環(huán)境溫度過低時(shí),可在焊接之前進(jìn)行預(yù)熱,預(yù)熱溫度為100150。當(dāng)板厚大于16mm時(shí),要進(jìn)行焊后消除應(yīng)力熱處理。為了消除焊接應(yīng)力,進(jìn)一步改善焊接接頭性能,對(duì)氣液分離罐進(jìn)行焊后整體熱處理。熱處理溫度為580640,在600下保溫3 h,升溫速度不大于200/h,降溫速度不大于260/h,隨爐自然冷卻。2）Q235的焊接性分析Q235的含碳量(0.25%)低，其它合金元素含量也較少，在通常情況下不會(huì)因焊接而引起嚴(yán)重的硬化組織或淬火組織，因而適用于各種焊接方法進(jìn)行焊接，一般而言不需要采用特殊的焊接工藝措施即可得到優(yōu)質(zhì)的焊接接頭。這種鋼材的塑性和沖擊性優(yōu)良

8、,焊接接頭的塑性也很好，在焊接時(shí)一般不需要預(yù)熱，控制層間溫度和后熱，焊后也可不用熱處理改善組織。在焊接Q235鋼時(shí)，應(yīng)著重注意防止結(jié)構(gòu)拘束應(yīng)力和不均衡的熱應(yīng)力所引起的裂紋。用電弧焊焊接低碳鋼時(shí)，為了焊縫金屬的塑性、韌性和抗裂性能，通常都是使焊縫金屬的碳含量低于母材，依靠提高焊縫中的硅、錳含量和電弧焊所具有較高的冷卻速度來達(dá)到與母材等強(qiáng)度。因此，焊縫金屬會(huì)隨著冷卻速度的增加，其強(qiáng)度會(huì)提高，而塑性和韌性會(huì)下降。為了防止過快的冷卻速度，當(dāng)厚板單層角焊縫時(shí)，其焊角尺寸不宜過?。欢鄬雍笗r(shí)，應(yīng)盡量連續(xù)施焊；焊補(bǔ)表面缺陷時(shí)，焊縫應(yīng)具有一定的尺寸，焊縫長(zhǎng)度不得過短，必要時(shí)應(yīng)采用100150的局部預(yù)熱。某些焊接

9、方法熱源不集中或線能量過大，如氣焊和電渣焊等，引起焊接熱影響區(qū)的晶粒區(qū)晶粒更加粗大，從而降低接頭的沖擊韌性，因此，重要結(jié)構(gòu)焊后往往要進(jìn)行正火處理。3.罐體制造工藝流程圖2是此次罐體內(nèi)筒體和封頭設(shè)計(jì)的工藝流程圖，其他部件制作參照流程圖。筒節(jié)制造工藝流程圖鋼板的復(fù)檢預(yù)處理下料 鋼板的卷制鋼板的對(duì)中鋼板的預(yù)彎邊緣加工 縱縫裝配焊接矯圓封頭制造工藝流程圖鋼板的復(fù)檢預(yù)處理 加熱 邊緣加工下料 壓制 二次切割總裝配焊接工藝筒節(jié)間或筒節(jié)與封頭裝配環(huán)縫焊接附件裝配焊接 無損探傷 消除應(yīng)力熱處理 包裝出廠 圖2 氣液分離罐罐體生產(chǎn)工藝流程圖4 筒體的制作工藝1）鋼板的復(fù)檢鋼板在進(jìn)行加工之前要對(duì)其進(jìn)行復(fù)檢，所謂的

10、復(fù)檢就是對(duì)鋼板進(jìn)行必要的化學(xué)成分、各種力學(xué)性能、表面缺陷及外觀尺寸的檢查。鋼板進(jìn)廠后，要對(duì)其附帶的料單進(jìn)行驗(yàn)收。需要查驗(yàn)料單上列出的鋼板的化學(xué)成分和力學(xué)性能。在此基礎(chǔ)上還要對(duì)鋼板進(jìn)行抽樣來做化學(xué)成分和力學(xué)性能的檢驗(yàn)（如拉伸試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)等等）。待復(fù)檢合格后，才能對(duì)其進(jìn)行加工。對(duì)于試驗(yàn)所得出的結(jié)論與料單不符的鋼板，要進(jìn)行返貨。2）鋼板的預(yù)處理(1) 鋼材的矯正 在復(fù)檢合格之后，要對(duì)鋼板進(jìn)行預(yù)處理。進(jìn)廠的鋼材可能在軋制、運(yùn)輸、裝卸和堆放過程中，由于種種原因可能會(huì)產(chǎn)生彎曲、扭曲、波浪等變形。當(dāng)這些變形超過一定程度時(shí)，會(huì)給尺寸的度量、劃線、剪裁及其他加工帶來困難，而且會(huì)影響到成形零件的尺寸和幾何形狀的

11、精度，從而影響到裝配、焊接和整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量。所以在劃線、下料前應(yīng)予以矯正。所謂矯正就是在外力的作用下給鋼板施加一個(gè)與原來變形相反的力，以消除彎曲、扭曲、皺折、表面不平等變形，從而獲得正確形狀的過程。矯正方法有手工矯正、火焰矯正和機(jī)械矯正。本設(shè)計(jì)選用4200×9輥式中厚板矯平機(jī)來對(duì)鋼板進(jìn)行矯正。其工作原理如圖3所示。 圖3多輥矯平機(jī)工作原理圖1. 導(dǎo)向輥 2. 上支承輥 3. 上工作輥 4. 下支承輥 5. 下工作輥4200×9輥式中厚板矯平機(jī)技術(shù)參數(shù)如表6所示表6 4200×9輥式中厚板矯平機(jī)技術(shù)條件厚度/mm寬度/mm長(zhǎng)度/mm溫度/輥數(shù)×輥距/mm6

12、40150040002000180006008009×360輥徑×輥長(zhǎng)/mm上橫梁開口度/mm傳動(dòng)比/i矯平速度/(m/s)主電動(dòng)機(jī)/kw320mm×420024022125(2) 鋼板的表面預(yù)處理 鋼板的表面預(yù)處理主要指清除鋼材和零件表面的銹、油污和氧化物等。清理的方法主要有兩類：機(jī)械法和化學(xué)法。機(jī)械法包括噴砂和噴丸、磨光機(jī)或鋼絲刷、砂布打磨、刮光或拋光等?；瘜W(xué)法主要是用溶液進(jìn)行清理。鋼材表面的預(yù)處理對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量、延長(zhǎng)產(chǎn)品的壽命、減少環(huán)境污染具有重要的意義。本設(shè)計(jì)采用噴丸的處理方法，因?yàn)榇朔椒ū容^徹底，效率高。(3) 展開 復(fù)檢合格后，進(jìn)行矯正、噴丸及噴漆等

13、處理加工，之后進(jìn)行劃線下料。由于內(nèi)筒為圓柱形回轉(zhuǎn)體，劃線前要進(jìn)行展開，采用計(jì)算展開法，考慮壁厚因素，按中徑展開。具體展開公式如下： 式中 L筒體毛坯展開長(zhǎng)度（mm）； Dg容器公稱直徑（mm）； 容器壁厚（mm）； s加工余量（包括切割余量、焊接收縮量）（mm）。L=3.14（2600+10）+8=8203.4（mm）筒體展開后，其實(shí)就是一塊矩形金屬板。毛坯寬度為內(nèi)筒的長(zhǎng)度，其大小取決于原材料的寬度和容器上焊縫的分布情況（焊縫不允許十字交叉）。注意，毛坯實(shí)際寬度也要包括加工余量（可在某一塊板料上加放焊接收縮量）。每邊加30mm，兩邊一共60mm。則8203.4+60=8263.4（mm）。需要

14、鋼板規(guī)格與數(shù)量：9000500016（1張）如圖4。(注：圖中虛線為選板尺寸，實(shí)線為毛坯料尺寸)圖4筒體展開圖(4) 劃線、號(hào)料與下料劃線后進(jìn)行下料加工。下料的同時(shí)將坡口加工出來，用氣體火焰切割機(jī)完成此工作。 劃線 應(yīng)根據(jù)材料規(guī)格進(jìn)行下料、排版，其尺寸應(yīng)比理論計(jì)算的尺寸每邊再多加30mm。 標(biāo)記移植 在劃好線的鋼板上作標(biāo)記移植，并填好標(biāo)記移植檢查記錄。 下料 采用氣體火焰切割機(jī)下料，長(zhǎng)度與寬度誤差不應(yīng)大于0.1mm。(5) 邊緣加工 用氣割去除加工余量（即二次下料），同時(shí)進(jìn)行坡口加工，坡口加工后必須仔細(xì)檢查表面質(zhì)量和曲率。坡口表面不得有分層、裂紋或影響焊接質(zhì)量的其他缺陷。經(jīng)著色和超聲波檢驗(yàn)合格

15、后，在坡口上涂上防銹漆，焊接時(shí)不必除去。本設(shè)計(jì)選用較為方便操作的氣體火焰切割方式來進(jìn)行鋼板的下料。氣體火焰切割原理是利用可燃?xì)怏w與氧氣混合燃燒形成的預(yù)熱火焰，將被切割的金屬加熱到其燃燒溫度，再用噴射出高速氧氣流使割縫被加熱到燃點(diǎn)的金屬發(fā)生劇烈燃燒產(chǎn)生大量熱量，并將產(chǎn)生的氧化物熔渣吹除掉，從而把金屬分割開來的一種加工方法。CG130小車式半自動(dòng)切割機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如表7所示。表7 CG1-30技術(shù)參數(shù)切割厚度/mm切割速度/(mm/min)電動(dòng)機(jī)型號(hào)電壓/V功率/kw56050750S26111024開坡口是邊緣加工的一種。其方法也很多，有手工鏟削，砂輪打磨，用加工機(jī)床進(jìn)行機(jī)械加工，以及氣體火焰切

16、割和碳弧氣刨等。本設(shè)計(jì)選用同款式氣體切割機(jī)，進(jìn)行坡口加工。氣割邊緣加工可用自動(dòng)或半自動(dòng)切割機(jī)同時(shí)用兩個(gè)或三個(gè)割嘴。一次切割就可以切割出V型或X型坡口來。至此內(nèi)筒的備料加工工藝過程結(jié)束。4.2筒節(jié)的卷制卷板機(jī)的主要結(jié)構(gòu)形式分為三輥、四輥及立式卷板機(jī)。本設(shè)計(jì)采用對(duì)稱式三輥卷板機(jī)進(jìn)行鋼板的卷制。對(duì)稱式三輥卷板機(jī)的工作原理如圖5所示，其上輥1可在垂直方向上下調(diào)節(jié)。兩下輥為主動(dòng)輥，可正反兩方向旋轉(zhuǎn)，并對(duì)稱于上輥中心線排列。彎曲時(shí)將鋼板放入上下輥之間，然后上輥向下移動(dòng)將鋼板壓緊并使之彎曲，是鋼板達(dá)到塑性變形狀態(tài)，再驅(qū)動(dòng)兩下輥旋轉(zhuǎn)，并借助于鋼板與輥?zhàn)又g的摩擦力使鋼板左右移動(dòng)，同時(shí)上輥也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣，就使

17、鋼板連續(xù)通過垂直面，受到相同的彎曲，產(chǎn)生相同的的變形。鋼板成為曲率相同的弧形板。一次行程之后，再將上輥下壓一定距離，又驅(qū)動(dòng)下輥，使鋼板進(jìn)一步受到彎曲。上輥幾次下壓，就將鋼板彎曲到需要的曲率半徑。板料的兩端不能同時(shí)進(jìn)入三輥之間的部分得不到彎曲，稱為剩余直邊。剩余直邊的長(zhǎng)度約為兩下輥中心距的一半。坯料經(jīng)卷彎后所得的曲率取決于輥軸的相對(duì)位置、板料的厚度和力學(xué)性能。它們之間的關(guān)系可以近似的用下式表示： 式中：, 輥軸的直徑，mm；s板料的厚度，mm；R零件的曲率半徑，mm；H，B輥軸之間的距離，mm。鋼板在常溫下彎曲加工時(shí)，其曲率半徑不應(yīng)小于某一最小規(guī)定允許值，若超過規(guī)定值，超過材料常溫下塑性變形能力

18、，則應(yīng)進(jìn)行熱彎。通常根據(jù)規(guī)定D/ s >40，可進(jìn)行冷彎；D/s<40，則必須熱彎（D為圓筒的直徑，s為板厚）。本產(chǎn)品D/s=2600/16=>40，可以冷彎。圖5 三輥卷板機(jī)工作原理示意圖主要工序步驟有：鋼板的預(yù)彎、對(duì)中、卷圓、矯圓。1）預(yù)彎常用的預(yù)彎方法有二種，利用彎曲模和卷板機(jī)預(yù)彎（適于02，24mm），利用楔墊板預(yù)彎（適于較薄板）和利用模具和壓力機(jī)預(yù)彎（適于各種板厚），它分為專用模具預(yù)彎（適用于批量生產(chǎn)）和通用模具預(yù)彎（用于單件小批量生產(chǎn)）。本產(chǎn)品鋼板厚度為16mm，可采用彎曲模和卷板機(jī)預(yù)彎的方法進(jìn)行預(yù)彎，利用彎曲模和卷板機(jī)預(yù)彎的工作原理如圖6所示，模板厚度一般取卷制

19、鋼板厚度的兩倍或稍多些，其曲率半徑應(yīng)小于被彎曲鋼板的曲率半徑，這樣既可以不致增加卷板機(jī)的負(fù)擔(dān)，免于損壞機(jī)床，又可以保證鋼板的預(yù)彎曲率。預(yù)彎的長(zhǎng)度一般應(yīng)大于兩下輥中心距的一半，可?。?20），通常為150200mm。圖6胎板預(yù)彎工作原理圖2）對(duì)中板料預(yù)彎之后，將放入卷板機(jī)上下輥之間進(jìn)行滾卷前必須使板料的母線與輥的軸線平行，使板料的縱向中心線與輥的軸線保持相互垂直，也就是對(duì)中。其目的是防止鋼板在滾卷過程中產(chǎn)生扭斜。本產(chǎn)品用傾斜進(jìn)料對(duì)中的方法進(jìn)行對(duì)中，具體方法如圖7所示。圖7 對(duì)中方法3）卷圓鋼板對(duì)中后，即可用上輥壓住板料并使之產(chǎn)生一定彎曲，開動(dòng)機(jī)床進(jìn)行滾卷。每滾卷一個(gè)行程，便適當(dāng)下調(diào)上輥一次，這樣

20、經(jīng)過多次滾卷就可將板料彎曲成所要求的曲率。調(diào)整上輥的次數(shù)和每次調(diào)節(jié)量的大小，可依下述原則來確定：冷卷時(shí)不得超過材料允許的最大變形率。板料不致打滑，且不超過設(shè)備的額定功率。在滾卷過程中還應(yīng)注意隨時(shí)用卡樣板測(cè)量，看是否達(dá)到曲率要求，不可過卷量太多，因過卷比曲率不足難以修正，且易使金屬性能變壞，但冷卷時(shí)，考慮到回彈的影響，必須施加一定的過卷量。當(dāng)卷制達(dá)到要求曲率時(shí)，還應(yīng)在此曲率下多卷幾次，以使其變形均勻和釋放內(nèi)應(yīng)力，減少回彈。4）矯圓矯圓大致分三個(gè)步驟：加載 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或計(jì)算將輥筒調(diào)到所需的最大矯正曲率位置。滾圓 將滾筒在矯正曲率下滾卷12圈（著重滾卷近焊縫區(qū)）使整圓曲率均勻一致。卸載 逐漸卸除載荷，

21、使工件在逐漸減少的矯正載荷下多次滾卷。5）卷板質(zhì)量的控制鋼板卷制的質(zhì)量控制，除按工藝要求、正確的選擇加工方法和工藝規(guī)范、正確的施焊外，還要注意防止各種缺陷的產(chǎn)生，以及對(duì)已經(jīng)產(chǎn)生的缺陷加以排除。（1）外形缺陷 由材料性能、規(guī)格、下料精度，焊接質(zhì)量，操作方式及工藝規(guī)范的差異所引起的筒節(jié)形狀和尺寸產(chǎn)生的誤差。（2）表面壓傷 在工件表面和輥?zhàn)又g存在的氧化皮和其他夾雜物，造成表面壓傷，特別是熱卷和熱矯時(shí)，氧化皮的危害尤為嚴(yán)重，為此應(yīng)采取相應(yīng)的措施。（3）卷裂 由冷卷硬化，粗晶組織，應(yīng)力集中及各種脆性條件應(yīng)起材料塑性變壞，導(dǎo)致卷裂，具體注意事項(xiàng)之前已寫到，這里不再重復(fù)。6）筒體的組對(duì)（1）臥式組對(duì)方案的

22、原則 臥式組對(duì)筒體最佳方案的確定，應(yīng)以如何將兩小段形成的橢圓為同向橢圓為準(zhǔn)則，即長(zhǎng)軸對(duì)長(zhǎng)軸，短軸對(duì)短軸，即使橢圓度再大也不影響組對(duì)；反之，即使橢圓度再小、也不利于組對(duì)。（2）組對(duì)方法 四套轉(zhuǎn)胎分別置于兩小段筒體之下，且各轉(zhuǎn)胎保證等高度等跨度。主動(dòng)胎放置的位置，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，必須放在中部,不能放在端頭，這是因?yàn)槎祟^的重量太小，壓力不夠，摩擦力太小，筒體不易轉(zhuǎn)動(dòng)。（3）調(diào)橢圓度方法 如圖8所示，為千斤頂法，將千斤頂和頂桿置于最大短軸上，施力后短軸擴(kuò)大，長(zhǎng)軸縮短，橢圓得以調(diào)整。 圖8千斤頂法調(diào)橢圓度（4）始焊點(diǎn)位置的確定 由于本設(shè)備材料為16MnDR，所以可以在內(nèi)側(cè)進(jìn)行點(diǎn)焊。通過轉(zhuǎn)動(dòng)主動(dòng)胎側(cè)筒體，對(duì)

23、正度數(shù)線和錯(cuò)口量后，可在最下方或斜下方先點(diǎn)焊以定位，繼而在下部進(jìn)行點(diǎn)焊。（5） 間隙不均勻的處理方法 圖9 間隙不均勻的調(diào)整方法圖9為處理間隙不均勻的常用方法。當(dāng)下部或水平位置間隙合適而上部間隙大時(shí)，可在間隙適合處先點(diǎn)焊一疤，然后利用吊車使上部間隙縮小，如圖9(a)所示；當(dāng)中部間隙合適而下部間隙大時(shí)，可在間隙合適處先點(diǎn)焊一疤，然后用吊車使下部間隙縮小，上部間隙自然擴(kuò)大，如圖9(b)所示。 筒體的縱縫焊接筒體的裝配在焊接滾輪架上進(jìn)行。裝配時(shí)采用夾具來保證質(zhì)量。采用夾具保證縱縫邊緣平齊，且沿整個(gè)長(zhǎng)度方向上間隙均勻一致（符合技術(shù)要求）后，可進(jìn)行定位焊。定位焊采用焊條電弧焊，焊點(diǎn)要有一定尺寸，且焊點(diǎn)間

24、距為200300mm。上述裝配工作也可在卷板機(jī)上完成，但可能會(huì)影響卷板機(jī)的利用率。為防止縱縫裝配后在吊運(yùn)和存放過程中內(nèi)筒發(fā)生變形而影響它的圓度，可在筒內(nèi)焊上臨時(shí)支撐?？v縫焊接時(shí)要備有焊接試板，以及引弧板和引出板。本設(shè)計(jì)的筒體縱縫焊接采用無襯墊雙面埋弧焊，此種方法對(duì)邊緣加工和裝配要求較高，要求邊緣必須平直，保證間隙小于等于2mm。焊接第一面的熔深為板厚的40%50%，第二面要控制熔深達(dá)到板厚的60%70%，以保證焊透。坡口形式如圖10所示。 圖9筒體縱縫坡口形式縱縫焊接時(shí)采用伸縮臂式焊接操作機(jī)與焊接滾輪架配合使用，在伸縮臂式焊接操作機(jī)上裝置埋弧焊焊接機(jī)頭與焊工操作平臺(tái)，以便進(jìn)行焊接。之后按照J(rèn)B

25、/T47302005承壓設(shè)備無損檢測(cè)還應(yīng)對(duì)焊縫進(jìn)行100%射線檢測(cè)，不低于級(jí)為合格；及100%超聲檢測(cè)，不低于級(jí)為合格。具體規(guī)范參數(shù)如表8所示。表8 無襯墊雙面埋弧焊規(guī)范參數(shù)方位層位焊絲牌號(hào)焊絲直徑/mm焊劑型號(hào)焊接電壓/V焊接電流/A焊接速度/（cm/min）里第一層H08MnA4HJ431242656058030第二層323462064025外第一層283058060028選擇埋弧焊機(jī)型號(hào)為MZ1000，主要技術(shù)數(shù)據(jù)如表9所示。表9 MZ1000埋弧焊機(jī)送絲方式焊機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)焊接電流/A焊絲直徑/mm送絲速度/（cm/min）焊接速度/（cm/min）焊接電流種類變速送絲焊車40012003

26、650200（弧壓35V）25117直流或交流5封頭壓制封頭尺寸的計(jì)算本次設(shè)計(jì)采用橢圓形封頭。GB150中規(guī)定：由封頭內(nèi)直徑Di（長(zhǎng)軸）、封頭曲面深度H和直邊高h(yuǎn)（為減小封頭和筒體的連接應(yīng)力而設(shè)）組成。GB150推薦：橢圓形封頭采用長(zhǎng)短軸比值為2的標(biāo)準(zhǔn)型。如圖11所示。封頭的公稱直徑DN（以內(nèi)徑作為公稱直徑） DN=2600mm；H=1/4DN=650mm；h=50mm;圖11 橢圓封頭的結(jié)構(gòu)形式坯料直徑（包括工藝余量）：Dp=1.211（DN）2h ×（260010）+2×50 =3248.6mm 5.2 封頭的沖壓封頭按照幾何形狀的不同分為：球形、球冠形、橢圓形、蝶形、

27、平面形等，如圖12所示。容器不開啟時(shí)，可以把封頭和筒體焊接在一起，從而有效地保證密封，節(jié)省材料和減少加工制造的工作量。對(duì)于因檢修或更換內(nèi)件的原因而需要多次的開啟的容器，封頭和筒體的連接應(yīng)采用可拆式的，此時(shí)在封頭和筒體之間就必須要裝有密封裝置。圖12 封頭形式a) 平蓋封頭 b) 球形封頭 c) 橢圓封頭 d) 球冠封頭沖壓是利用具有一定半徑的模具，將已下料得到的平板坯料制成各種形狀的開口空心零件的沖壓工序。沖壓所用模具與沖裁模具不同，其凹凸模具沒有鋒利的刃口，而其工作部分都有較大的半徑，并且凸、凹模之間的間隙一般大于板料的厚度。封頭在沖壓過程中，板料的變形很大，為保證封頭的質(zhì)量，采用熱沖壓進(jìn)行

28、封頭的加工。1）封頭的成形過程 整體封頭的沖壓過程為先將工件加熱到1100。然后將其放在下模上，并對(duì)準(zhǔn)中心，放下壓邊圈，將坯料壓緊到合適程度，以保證沖壓時(shí)使坯料各處能均勻變形，防止封頭產(chǎn)生波紋和起皺，開動(dòng)壓力機(jī)加壓，使坯料逐漸變形并落入下模。最后上提凸模使封頭與上模脫離。由于成形后的封頭在溫度降低后產(chǎn)生收縮，加之凸模受熱后又稍有膨脹，因而封頭被緊緊地裹在凸模上，使脫模困難。因此要嚴(yán)格控制終壓溫度，并在下模的圓周方向上穿六只活動(dòng)銷來脫模。2）封頭的壁厚變化整體封頭的沖壓過程、無論是否采用壓邊圈，一般在接近大曲率部位封頭壁厚都要變薄。橢圓形封頭在曲率半徑最小處變薄最大，一般壁厚減薄量在8%10%之

29、間，所以選擇的封頭坯料比筒節(jié)坯料厚4mm。影響封頭壁厚變化的因素有：材料強(qiáng)度越低，壁厚變薄量越大。變形程度越大，封頭底部越尖，壁厚變薄量越大。上、下模間隙及下模圓角越小，壁厚變薄量越大。壓邊力過大或過小，壓制溫度過高，都會(huì)導(dǎo)致壁厚減小。3）壓延力的計(jì)算（1） 凸模直徑Dsm DsmDn（1）=2600×（1+0.9%）=2623.4mm。（2） 凹模直徑DxmDxmDsm2Z=2623.4+2×20+2 =2665.4mm式中封頭坯料厚度（mm）； Z模具間隙（mm），熱壓時(shí)Z（0.10.2）；冷壓時(shí)Z（0.20.3）。球形封頭或直邊較長(zhǎng)的橢圓形封頭取較大值。設(shè)備能力偏小時(shí)

30、，取大值，并可適當(dāng)加大間隙范圍。取Z=2mm。封頭沖壓時(shí)，沖壓力采用下面公式計(jì)算： ×××（3248.6-2665.4）×20×510 式中 F沖壓力（N）； e沖壓力影響系數(shù)，無壓邊力時(shí)e=1，有壓邊力時(shí)e=1.2； K封頭形狀影響系數(shù)，K=1.2； Dp坯料直徑（mm）； Dxm下模直徑（mm）； 坯料厚度（mm）； bt材料的高溫抗拉強(qiáng)度（Mpa）。此封頭的坯料直徑Dp與封頭內(nèi)徑Dn的差滿足條件6DpDn45，屬于中厚壁封頭，用普通模具一次沖壓即可成形，不需要特殊措施。對(duì)于直徑2000mm左右的低碳鋼和低合金鋼中厚板封頭，采用 

31、四柱式雙動(dòng)厚板沖壓液壓機(jī)進(jìn)行壓制。設(shè)備型號(hào)：QYC3150/4000（雙動(dòng)）。采用加熱后壓制（熱壓）的方法來加工封頭，加熱溫度為母材金屬的線以上。封頭壓制成形后，進(jìn)行二次劃線，并借助于焊接回轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行二次切割。經(jīng)驗(yàn)收合格后待裝配。四柱式雙動(dòng)厚板沖壓液壓機(jī)技術(shù)參數(shù)如表10所示。 表10 QYC3150/4000型雙動(dòng)液壓機(jī)技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)單位3150/4000內(nèi)滑塊公程力MN外滑塊壓邊力MN2主缸工作行程mm3000液體工作壓力MPa25最大凈空距mm4500最小閉合高度mm1500柱距（左右*前后）mm6000*3200工作臺(tái)面有效尺寸（左右*前后）mm5000*5000移動(dòng)缸工作行程mm5

32、000頂出器公稱力MN15頂出器行程mm600工作速度mm/s50裝機(jī)總功率kW1500 4）二次切割封頭在制作過程中為了防止因壓偏而造成產(chǎn)品的報(bào)廢，在下料的時(shí)候多留出一些余量，封頭沖壓完成之后需將多余部分切掉。把沖壓好的封頭放在焊接回轉(zhuǎn)臺(tái)上，找出封頭的中心，將封頭定位進(jìn)行二次劃線，然后進(jìn)行切割，并開出坡口。封頭鋼板切割后在多輥式矯平機(jī)上進(jìn)行矯平。矯平時(shí)，鋼板在矯平機(jī)上下輥壓力的作用下，經(jīng)多次反復(fù)彎曲，使鋼板得到均勻的拉伸，多種原始曲率逐漸趨向單一，并不斷減小，最終得以矯平。6 總裝配焊接 在完成筒體縱縫裝配焊接和封頭壓制后，進(jìn)行總裝配焊接環(huán)縫裝配焊接在筒節(jié)制作完成后，便可焊接筒節(jié)間及筒節(jié)與封

33、頭間的環(huán)縫，焊接順序?yàn)橄群竷?nèi)側(cè)，后焊外側(cè)。 1）筒節(jié)與封頭的裝配內(nèi)筒與封頭的坡口形式如圖13所示。 圖13 筒體與封頭對(duì)接坡口示意圖將筒節(jié)放在滾輪架上，在封頭的直邊上焊一個(gè)吊環(huán)，以便隨時(shí)移動(dòng)封頭便于裝配。用吊車吊起封頭向筒節(jié)靠近，調(diào)整好間隙和錯(cuò)變量后就可進(jìn)行點(diǎn)固焊，點(diǎn)固焊焊接參數(shù)如表11所示。表11 點(diǎn)固焊焊接參數(shù)焊條型號(hào)焊條直徑（mm）焊接電流（A）電流種類焊縫長(zhǎng)度（mm）間隔長(zhǎng)度（mm）E50155220直流反接50200 2）筒節(jié)與封頭的焊接筒節(jié)與封頭的對(duì)接采用雙面埋弧焊。 （1）內(nèi)環(huán)縫埋弧焊工藝 將組裝好的筒體放在滾輪架上，采用伸縮臂式操作機(jī)將埋弧焊焊機(jī)機(jī)頭伸入內(nèi)環(huán)縫處，調(diào)整機(jī)頭位置，

34、滾輪架順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行焊接。具體焊接參數(shù)如表12所示。表12 環(huán)縫焊接工藝參數(shù)焊縫焊接材料焊絲直徑/mm焊接電流/A焊接電壓/V焊接速度/(cm/min）內(nèi)側(cè)H08MnA+HJ4314550600303240外側(cè)600650303240 （2）外環(huán)縫埋弧焊工藝 內(nèi)環(huán)縫焊妥后，須在外側(cè)進(jìn)行清根，然后再進(jìn)行焊接。具體焊接參數(shù)如表12所示。 （3）最后一道環(huán)縫焊接 內(nèi)環(huán)縫采用焊條電弧焊焊接參數(shù)如表11，外環(huán)焊縫焊接時(shí)必須清根，然后進(jìn)行焊接。具體焊接參數(shù)如表12所示。接頭形式如圖14所示。 圖14最后一道環(huán)縫坡口示意圖6.2 附件的焊接 附件焊接均采用焊條電弧焊，焊接完成后均采用超聲波無損檢測(cè)，達(dá)到J

35、B/T47302005承壓設(shè)備無損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)II級(jí)合格。1） 接管與筒體的焊接 接管是壓力容器不可缺少的結(jié)構(gòu)，便于物料的進(jìn)出，以及安裝壓力表、液位計(jì)、流量計(jì)和安全閥等接管的開孔。規(guī)格為530×12(直徑×厚度)。接管與筒體材料都是16Mn，接管厚度為12mm，焊接參數(shù)如表13所示，接頭形式如圖15所示。先焊接內(nèi)側(cè)再焊接外側(cè)。 表13 電弧焊焊接技術(shù)參數(shù)焊條型號(hào)焊條直徑/mm焊接電流/A電流種類E50155220直流反接 圖15接管與筒體接頭2） 法蘭與接管的焊接 根據(jù)法蘭的分類（管法蘭和容器法蘭）得知該結(jié)構(gòu)的法蘭結(jié)構(gòu)屬于容器法蘭。法蘭與法蘭之間一般加密封元件，并且用螺栓連接起

36、來。法蘭與接管材料都是16Mn，法蘭厚度為12mm，焊接參數(shù)如表13所示。焊接結(jié)構(gòu)如圖16所示。 圖16接管與法蘭焊接結(jié)構(gòu) 3） 裙座 壓力容器依靠支座并固定在基礎(chǔ)上。該容器采用的是立式容器支座。裙座材料為Q235，厚度為16mm。焊接參數(shù)如表14所示，焊接接頭如圖17所示。表14裙座焊接參數(shù)焊條型號(hào)焊條直徑/mm焊接電流/A電流種類T506300直流反接 圖17裙座的接頭形式 7檢驗(yàn)容器焊接完成后，需要進(jìn)行焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)。焊縫的質(zhì)量取決于焊接時(shí)所用的焊絲、焊劑、氣體質(zhì)量、接頭的裝配質(zhì)量、焊接順序、坡口的清理、施工條件、焊工操作技術(shù)水平高低和選用的焊接規(guī)范等因素。為保證焊接質(zhì)量，必須使焊接檢驗(yàn)工

37、作貫穿于焊接生產(chǎn)的全過程，只有把焊接檢驗(yàn)工作擴(kuò)展到整個(gè)焊接生產(chǎn)和使用過程中去，才能更好的保證焊接質(zhì)量。焊接檢驗(yàn)程序的設(shè)計(jì)原則1） 遵守焊接工藝流程焊接工程技術(shù)人員必須根據(jù)不同產(chǎn)品的焊接工藝流程來設(shè)計(jì)檢驗(yàn)程序。按照焊接工藝流程編排檢驗(yàn)程序就是要根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)特點(diǎn)，將檢驗(yàn)內(nèi)容(項(xiàng)目)作為一道單獨(dú)工序納入到焊接工藝流程中去，防止出現(xiàn)漏檢。2) 符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)程序和檢驗(yàn)內(nèi)容的制定必須受有關(guān)國(guó)家、部頒標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)品技術(shù)條件和產(chǎn)品制作合同的制約。這些法規(guī)性文件是設(shè)計(jì)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)程序的重要依據(jù)，必須嚴(yán)格遵守，不能隨意改動(dòng)。3) 具有先進(jìn)性和可靠性先進(jìn)性就是要執(zhí)行最新的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、使用最新的檢驗(yàn)方法和檢驗(yàn)設(shè)備

38、?？煽啃允侵妇o密結(jié)合產(chǎn)品的制造特點(diǎn)和企業(yè)實(shí)際(工程技術(shù)力量，工人的基本素質(zhì)，設(shè)備先進(jìn)程度、加工能力和使用狀態(tài)，廠房建筑和周圍環(huán)境等等)，嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)程序，正確的使用檢驗(yàn)設(shè)備和儀器，準(zhǔn)確地判定產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)。 4) 經(jīng)濟(jì)性原則在保證產(chǎn)品達(dá)到質(zhì)量要求的前提下，要盡可能地簡(jiǎn)化檢驗(yàn)程序和檢驗(yàn)項(xiàng)目，以降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。不要盲目地增加一些不必要的檢驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容，只顧質(zhì)量而不惜工本的做法是不符合經(jīng)常性原則的。 X射線檢測(cè) X射線探傷是檢查焊縫內(nèi)部是否產(chǎn)生缺陷最有效的方法，它能確定焊縫內(nèi)部的氣孔、夾渣、未焊透、內(nèi)部裂紋的位置等缺陷。但直徑在0.2mm以下的顯微氣孔、顯微裂紋和微小的未焊透等缺陷不易用X射線探傷法探測(cè)到。該產(chǎn)品經(jīng)100%X射線探傷達(dá)到JB/T4730.22005承壓設(shè)備無損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)II級(jí)為合格品。7.3 超聲波檢測(cè)本產(chǎn)品的重要位置焊縫需進(jìn)行超聲波檢驗(yàn)，JB/T4730.32005承壓設(shè)備無損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)II級(jí)合格。其探傷原理為探傷時(shí)，高頻脈沖發(fā)生器的產(chǎn)生的高頻脈沖加在探頭的壓電晶片上使之產(chǎn)生超聲波，超聲波通過探傷面的耦合劑進(jìn)入工件，傳播過程中，遇到缺陷和工件底面便會(huì)產(chǎn)生反射回波，探頭的壓電晶片將反射波轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng)接受放大加到示波管的垂直偏轉(zhuǎn)板上，在相應(yīng)