筒體制造工藝設(shè)計流程管理通用模板【項目】

筒體制造工藝設(shè)計流程管理通用模板【項目】筒體制造工藝設(shè)計流程管理通用模板【項目】筒體制造工藝設(shè)計流程管理通用模板【項目】資料僅供參考文件編號：2022年4月筒體制造工藝設(shè)計流程管理通用模板【項目】版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準(zhǔn):發(fā)布日期：筒體整體結(jié)構(gòu)分析筒體加工簡明流程圖【材檢——噴砂——探傷】——號料——下料——【刨坡口——探傷】——筒體成形——【裝焊縱縫】——校圓——噴砂——打磨——【探傷——加工環(huán)縫——組焊環(huán)縫——打磨——探傷】——【堆焊過渡層——探傷——堆焊表層——探傷】——組裝受壓元件成型前的工藝流程板材成型前的通用工藝流程列于表3-1。表3-1，板材成型前的通用工藝流程序號工作內(nèi)容要求、加工方法、加工設(shè)備或工具1原材料入庫2原材料復(fù)驗外觀檢驗、幾何尺寸檢驗、理化檢驗和鋼板的超聲波探傷，有時可委托鋼廠進(jìn)行，其中超聲波探傷結(jié)果按ZBJ74003-88《壓力容器用鋼板超聲波探傷》規(guī)定的質(zhì)量分級，應(yīng)不低于Ⅲ級。3劃線及標(biāo)記鋼印標(biāo)記、板材矯平、劃線、鋼印移植4下料對于直邊用剪切；曲線邊用氣割；對于不銹鋼和有色金屬，氣割用等離子??；對于特厚板材，若剪切困難則用氣割。續(xù)表3-15邊緣加工用氣割或等離子弧開V型、X型坡口，并用砂輪打磨；用機(jī)加工方法進(jìn)行邊緣加工或開坡口，其中牛頭刨和龍門刨進(jìn)行直線加工,用立車或大型普通車床進(jìn)行圓弧輪廓加工；用刨邊機(jī)刨邊和開坡口；夾套材料夾套材料為16MnR16MnR是屈服強(qiáng)度350MPa的普通低合金高強(qiáng)度鋼，具有良好的綜合力學(xué)性能、焊接性能、工藝性能以及低溫沖擊韌性筒體材料筒體內(nèi)層材料為304不銹鋼，外層材料為16MnR。304不銹鋼化學(xué)牌號為06Cr19Ni10舊牌號（0Cr18Ni9）含鉻19%，含鎳8-10%。304不銹鋼是應(yīng)用最為廣泛的一種鉻-鎳不銹鋼，具有良好的耐蝕性、耐熱性、低溫強(qiáng)度和機(jī)械特性。在大氣中耐腐蝕，如果是工業(yè)性氣氛或重污染地區(qū)，則需要及時清潔以避免腐蝕。適合用于食品的加工、儲存和運輸。具有良好的加工性能和可焊性。板式換熱器、波紋管、家庭用品、建材、化學(xué)、食品工業(yè)等。304不銹鋼為國家認(rèn)可的食品級不銹鋼。16MnR是屈服強(qiáng)度350MPa的普通低合金高強(qiáng)度鋼，具有良好的綜合力學(xué)性能、焊接性能、工藝性能以及低溫沖擊韌性。表3-2，304不銹鋼和16MnR力學(xué)性能材料氮含量%屈服強(qiáng)度MPa抗拉強(qiáng)度MPa伸長率%3042055204016MnR510-655≥345表3-3，304的化學(xué)成分化學(xué)成分C%Si%Mn%P%S%Cr%Ni%Mo%N%304≤≤1≤2≤≤18～20～～3≤表3-4，16MnR的化學(xué)成分化學(xué)成分C%Si%Mn%P%S%16MnR≤～～≤≤工藝設(shè)計選材聚酯反應(yīng)器筒體材料選擇復(fù)合鋼板。基層16MnR，復(fù)層304不銹鋼。16MnR是普通低合金鋼,它的強(qiáng)度較高、塑性韌性良好。常見交貨狀態(tài)為熱軋或正火。屬低合金高強(qiáng)度鋼304不銹鋼是一種通用性的不銹鋼材料，防銹性能比200系列的不銹鋼材料要強(qiáng)。耐高溫方面也比較好，一般使用溫度極限小于650℃。304不銹鋼具有優(yōu)良的不銹耐腐蝕性能和較好的抗晶間腐蝕性能。夾套選擇16MnR低合金鋼。材檢一般來說，為了保證工程質(zhì)量，所有原材料、構(gòu)配件等，均要進(jìn)行進(jìn)場復(fù)檢，并做好記錄。有些原材料需要抽樣送檢，并取得合格報告后方可使用。具體實施按照工程驗收規(guī)范、國家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。劃線（1）、展開計算見圖3-1（a）展開前的形狀及尺寸（b）展開后的形狀及尺寸圖3-1筒節(jié)展開已知：H=2100mm、Dg=2200mm、δ=22+6mm則有：Dm=Dg+δ=2200+22+6=2228mmL=π×Dm=×2228=h=H=2100mm（2）、留余量（a）、筒體卷制的伸長量：與被卷材質(zhì)、板厚、卷制直徑的大小、卷制次數(shù)等條件有關(guān)，而本次采用冷卷，鋼板冷卷的伸長量較小，約為7～8mm。（b）、主要考慮內(nèi)容為機(jī)加工余量和熱切割加工余量見圖3-2：圖3-2筒節(jié)的劃線及公差要求（3）、焊縫變形量對于尺寸要求嚴(yán)格的焊接結(jié)構(gòu)件，劃線時要考慮焊縫變形量（焊縫收縮量），可以查相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。對于簡單結(jié)構(gòu)在自由狀態(tài)下進(jìn)行電弧焊接時，也可以對焊縫收縮量等變形進(jìn)行大致的估算。實際用料線尺寸=展開尺寸-卷制伸長量+焊縫收縮量-焊縫剖開間隙+邊緣加工余量切割下料線尺寸=實際用料線尺寸+切割余量+劃線公差（4）、劃線公差長度L和寬度h如圖二所示，對角線之差不大于1mm，兩平行線的不平行度不大于1mm，若考慮相對長度、寬度的關(guān)系則更為完善。一般情況下劃線公差也可以考慮為制造公差的一般。筒體的排料（1）、每節(jié)筒節(jié)，其縱向焊縫數(shù)量，公稱直徑Dg不大于1800mm時，拼接焊縫不多于2條；公稱直徑Dg大于1800mm時，拼接焊縫不多于3條；（2）、每一節(jié)筒體的縱向焊縫中心線間的弧長不應(yīng)小于300mm.（3）、相鄰?fù)搀w的縱向焊縫與筒體縱向焊縫應(yīng)互相錯開，并且兩焊縫中心間的弧長不得小于100mm，見圖3-3：圖3-3排料要求圖（4）、最短筒節(jié)長度不應(yīng)小于300mm;坡口加工坡口加工按機(jī)加工制備，按焊接工藝刨縱、環(huán)縫坡口，在12m的刨邊機(jī)上加工，刨邊機(jī)在下盡料的鋼板兩端按焊卡刨坡口，另兩塊鋼板一端按焊卡刨坡口，另一端待筒體滾圓后制作。根據(jù)實際生產(chǎn)情況，直縫和環(huán)縫坡口型式分別如圖1所示。焊接前要檢查坡口型式及裝配質(zhì)量，坡口處要進(jìn)行清除鐵銹、油污、氧化皮等影響焊接質(zhì)量的雜質(zhì)，并對坡口進(jìn)行PT表面探傷檢測，確認(rèn)無缺陷后方可進(jìn)行焊接。開設(shè)焊接坡口的目的主要是為了保證電弧能深入接頭根部，使接頭根部焊透，其次是便于清理熔渣，獲得較好的焊縫成形，再次是調(diào)節(jié)焊縫中金屬和母材的比例。開設(shè)坡口主要是為了焊透，能否焊透主要由坡口的尺寸和形式?jīng)Q定的，焊接坡口應(yīng)根據(jù)板厚、焊接方法以及圖樣要求或工藝條件選用標(biāo)準(zhǔn)坡口或自行設(shè)計坡口。選擇和設(shè)計坡口形式和尺寸應(yīng)綜合考慮以下因素:（1）保證焊縫焊透；（2）坡口形狀易于加工；（3）便于裝配；（4）盡量減少焊縫金屬填充量，提高生產(chǎn)效率；（5）保證焊接接頭質(zhì)量，避免產(chǎn)生焊接缺陷；（6）減少焊接殘余應(yīng)力與變形；（7）有利于焊接防護(hù)，改善勞動條件；（8）方便焊工操作；（9）復(fù)合鋼板坡口應(yīng)有利于減少過渡層焊縫金屬的稀釋率。因此，焊接坡口形式與尺寸設(shè)計見圖3-4：圖3-4復(fù)合板筒節(jié)環(huán)縫示意該坡口形式具有以下優(yōu)點:（1）過渡層位置明確基層與復(fù)層界面一目了然,過渡層的位置有明確標(biāo)記,不會將碳鋼焊條焊到復(fù)層上,焊工無心理負(fù)擔(dān),施焊時得心應(yīng)手。（2）避免夾渣的產(chǎn)生復(fù)層邊緣遠(yuǎn)離焊縫中心,因此在焊接熱循環(huán)過程中,最高峰值溫度大大降低,避免了因基層焊接時反復(fù)受熱膨脹,引起復(fù)層張口,并出現(xiàn)夾渣的可能。（3）保證了過渡層厚度的要求過渡層能完全覆蓋基層,并且能達(dá)到技術(shù)條件中要求的a、b值,保證過渡層的焊接質(zhì)量,使其真正起到承上啟下的作用。多年的實踐證明,坡口能更好的保證不銹鋼復(fù)合板的焊接質(zhì)量,同時對其它類型的復(fù)合材料焊接坡口的設(shè)計有一定的參考價值。、焊接工藝焊前準(zhǔn)備為了保證焊接接頭的耐蝕性，防止焊接缺陷，在焊前準(zhǔn)備中，對下列問題應(yīng)予以特別注意。⑴下料方法根據(jù)材料厚度查得，坡口加工方法可選用切削或磨削。此盤管坡口加工適宜選擇磨削加工方法。其優(yōu)點是現(xiàn)在的磨削工具小型輕便，使用起來比較方便，總成本低，而且用途廣，對于厚度小于8mm的部件，多采用磨削方法加工坡口，這種方法更適用于現(xiàn)場修磨坡口。⑵焊前清理為了保證焊接質(zhì)量，焊前應(yīng)將坡口及兩側(cè)20~30mm范圍內(nèi)的焊件表面清理干凈，如有油污，可用丙酮或酒精等有機(jī)溶劑擦拭。對表面質(zhì)量要求特別高的焊件，應(yīng)在適當(dāng)范圍內(nèi)涂上用白堊粉調(diào)制的糊漿，以防止飛濺金屬損傷鋼材表面。⑶表面防護(hù)在搬運，坡口制備、裝配及點焊過程中，應(yīng)注意避免損傷不銹鋼表面，以免使產(chǎn)品的耐蝕性能降低，如不允許在鋼材表面隨意打弧及用利器劃傷鋼板表面等。⑷自冷作硬化現(xiàn)象因奧氏體不銹鋼的線脹系數(shù)大，對冷作硬化敏感，在剛性固定條件下焊接時，焊縫在冷卻中會產(chǎn)生較大的塑性變形，而發(fā)生自發(fā)的冷作硬化現(xiàn)象，經(jīng)“自冷作硬化”的焊縫，屈服點提高40%左右，塑性有所降低。⑸焊絲應(yīng)有制造廠的質(zhì)量合格證，領(lǐng)取和發(fā)放有焊材管理員統(tǒng)一管理。焊絲在使用前應(yīng)清除油銹及其他污物，露出金屬光澤。

⑹氬氣

氬氣瓶上應(yīng)貼有出廠合格標(biāo)簽，其純度≥%，所用流量6-9升/分鐘，氣瓶中的氬氣不能用盡，瓶內(nèi)余壓不得低于，以保證充氬純度。⑺焊接工具

a采用直流電焊機(jī)，用WSE-315和TIG400兩種型號焊機(jī)。b選用的氬氣減壓流量計應(yīng)開閉自如，沒有漏氣現(xiàn)象。切記不可先開流量計、后開氣瓶，造成高壓氣流直沖低壓，損壞流量計；關(guān)時先關(guān)流量計而后關(guān)氬氣瓶。c輸送氬氣的膠皮管，不得與輸送其它氣體的膠皮管互相串用，可用新的氧氣膠皮管代用，長度不超過30米。⑻其它工器具

焊工應(yīng)備有：手錘、砂紙、扁鏟、鋼絲刷、電磨工具等，以備清渣和消缺。筒節(jié)與筒節(jié)環(huán)縫焊接方法及焊接工藝復(fù)合板筒節(jié)與筒節(jié)環(huán)焊接如圖4-2圖4-1堆焊工藝圖4-2筒節(jié)環(huán)縫焊接筒節(jié)與筒節(jié)環(huán)焊縫焊接工藝表4-1，復(fù)合板筒節(jié)與筒節(jié)環(huán)焊縫焊接工藝焊接過程檢驗要求1清理坡口及坡口檢查，并對不銹鋼側(cè)涂保護(hù)涂料100%MTJB/T4730-2005I級2組對、預(yù)熱，預(yù)熱溫度≥200℃、點焊續(xù)表4-13里口焊條電弧焊打底焊；里口焊條電弧焊焊到離交界面1mm；外觀4外口清根、打磨100%MTJB/T4730-2005I級5外口SAW焊滿，預(yù)熱溫度≥200℃6堆焊表面磨平及檢查100%MTJB/T4730-2005I級7預(yù)熱溫度≥100℃，SMAW堆焊過渡層≥2mm100%PTJB/T4730-2005I級100%UTJB/T4730-2005I級8消應(yīng)力600±20℃/2h測厚7SMAW堆焊耐蝕層，總堆焊厚度≥5mm（與兩邊復(fù)層平齊）100%PTJB/T4730-2005I級8校園層次焊接方法焊材牌號規(guī)格mm電流(A)電壓(V)烘烤溫度℃保溫時間hSMAWCMA-96MBφ4160~18023~243502φ5230~25024~263502A042φ4120~14023~242002A022φ4120~14023~242002SAWUS-511Nφ4500~60030~34PF-2003502表4-2，筒體內(nèi)壁堆焊工藝焊接過程檢驗要求1堆焊面檢查100%MTJB/T4730-2005I級續(xù)表4-22清理堆焊面，預(yù)熱≥100℃3帶極堆焊過渡層一層≥3mm，目測≥3mm100%UTJB/T4730-2005I級100%PTJB/T4730-2005I級4消應(yīng)力熱處理600±20℃/1h5帶極堆焊耐蝕層，滿足圖紙要求尺寸，100%UTJB/T4730-2005I級100%PTJB/T4730-2005I級6整體焊后熱處理層次焊接方法焊材牌號規(guī)格mm電流(A)電壓(V)速度(cm/min)烘烤溫度℃保溫時間hSAWJSS309L60×~1100~28JFS-300S2002材料時應(yīng)注意遵循以下原則:a.復(fù)層用焊材應(yīng)考慮有10%的合金元素?zé)龘p,選擇合金成分高的焊材。過渡層用焊材應(yīng)考慮碳鋼對不銹鋼的稀釋作用,合金成分應(yīng)比母材高25%左右。b.焊材的含碳量應(yīng)盡可能的低,有條件時可選擇超低碳鋼焊條。c.當(dāng)壓力容器產(chǎn)品設(shè)計計算了復(fù)合鋼板復(fù)層的強(qiáng)度,選擇焊條也要考慮焊材強(qiáng)度對焊接接頭的影響。d.基層焊接材料,按強(qiáng)度匹配即可。在焊接工藝評定的基礎(chǔ)上,操作時應(yīng)選用小直徑焊條,采用小熱輸入、反極性、快速多道焊接,焊條不允許做橫向擺動,這樣可以避免基層金屬對過渡層的稀釋,減少馬氏體組織的形成,防止產(chǎn)生裂紋。需要說明,焊接復(fù)層時嚴(yán)禁采用埋弧自動焊,因為它具有很大的熔深,會使過多的基層材料熔入焊縫,焊后易產(chǎn)生大量的焊后冷裂紋,而且會對焊接接頭的抗腐蝕性產(chǎn)生影響。e.焊接材料的選擇按JB/T47092000《鋼制壓力容器焊接規(guī)程》的規(guī)定,分別選擇基層和復(fù)層的焊接材料。過渡層的焊接材料按異種鋼的焊接進(jìn)行選擇.檢驗 （1）基層：100%UT,按JB/T4730-2005I級；超聲波針對缺陷性質(zhì)如裂紋、氣孔、夾渣的分析、判別進(jìn)行定性評估，并可對缺陷定位、定量評價，因此用于基層檢測。（2）基層內(nèi)表面磨平后，按JB/T4730-2005I級；（3）過渡層及蓋面層逐層：100%PT,按JB/T4730-2005I級；滲透檢測適用材料廣泛，是檢測各種工件裸露出表面開口缺陷的有效無損檢測方法，靈敏度高，設(shè)備簡單，操作方便，因此用于過渡層焊好后及蓋面層的逐層表面檢測。夾套與筒體焊接方法及焊接工藝(1)夾套與筒體選擇封閉件進(jìn)行連接封閉件材料封閉件的材料選用與夾套相同的材料，即16MnR，低合金鋼。封閉件幾何尺寸確定封閉件厚度計算：封閉件厚度等于夾套厚度16mm，帶圓弧過渡錐形封閉件的錐角一般取45o，過渡部分圓弧半徑一般為R20~R40mm。封閉件大小端直徑的確定：確定封閉件小端內(nèi)直徑時，應(yīng)考慮筒體卷制時出現(xiàn)的不圓度以及封閉件、容器留有的裝配間隙，其值比容器外直徑大2mm~3mm。封閉件大端內(nèi)徑與夾套筒體內(nèi)徑相同。焊接的接口圖4-3:圖4-3密封件末端與通體焊接(2焊接方法及規(guī)范參數(shù)雙面埋弧自動焊，一側(cè)焊后另一側(cè)碳弧氣刨后再施焊；正、反各焊一層；直流反接，H10Mn2ф5，HJ431，焊接電流（750~800）A，電弧電壓（34~38）V，焊接速度~40cm/min。表4-3，夾套與封閉件縫焊接工藝焊接過程檢驗要求1清理坡口及坡口檢查100%MTJB/T4730-2005I級2組對、預(yù)熱，預(yù)熱溫度≥200℃、點焊3外口SAW焊滿外觀4里口清根、打磨100%MTJB/T4730-2005I級5SAW焊滿，6立即消氫處理300~350℃/2h；或立即中間消應(yīng)力600±20℃/2h7焊縫內(nèi)外打磨平。焊縫余高0~8校園100%RTJB/T4730-2005Ⅱ級100%UTJB/T4730-2005I級100%MTJB/T4730-2005I級層次焊接方法焊材牌號規(guī)格mm電流(A)電壓(V)速度(cm/min)烘烤溫度℃保溫時間hSMAWCMA-96MBφ5200~23023~263502SAWUS-511Nφ4500~60030~34PF-2003502圖4-4密封件末端與夾套焊接接管與筒體焊接方法及焊接工藝（1）焊接示意圖4-5圖4-5筒體與接管焊接（2）接管與復(fù)合板筒體的焊接在筒節(jié)組對過程中采用定心器和光學(xué)準(zhǔn)直望遠(yuǎn)鏡配合，控制筒節(jié)間同軸度，最后完成上、下兩大部分環(huán)焊縫焊接、容器內(nèi)件組裝焊接和容器整體熱處理。焊后清理低合金鋼焊后，焊縫必須進(jìn)行酸洗、鈍化處理。酸洗的目的是去除焊縫及熱影響表面的氧化皮；鈍化的目的是使酸洗的表面重新形成一層無色的致密氧化膜，起到耐蝕作用。常用的酸洗方法有兩種：酸液酸洗和酸膏酸洗。此處采用酸液酸洗中的刷洗法。刷洗法是用刷子或抹布反復(fù)刷洗，直到呈白亮色后用清水沖凈，適用于大型焊件。處理過程（1）預(yù)處理將焊縫及其兩側(cè)焊渣、飛濺物清理干凈，容器的機(jī)加工件表面應(yīng)用汽油或清洗劑去除油漬等污物。（2）酸洗藥劑HNO336%~25%+%~8%(體積分?jǐn)?shù))。采用噴刷的方法，溶液溫度在21~60℃之間，每隔10分鐘左右檢查一次，直至呈現(xiàn)出均勻的白色酸蝕的光潔度為止。（3）鈍化藥劑HNO332%~50%(體積分?jǐn)?shù))。采用噴刷的方法，溶液溫度在48~60℃，每20分鐘檢查一次，直至表面生成均勻的鈍化膜為止。焊后熱處理(1)加熱、保溫溫度:防止變形的下限溫度550±10℃;(2)加熱速度:V1≤200×25/δmax℃/h,其中δmax為最大板厚;(3)保溫時間:以構(gòu)件鋼板(或焊縫)的最大厚度計算,按2-2.5min/mm計算保溫時間;(4)進(jìn)爐溫度:為減少構(gòu)件在加熱過程中爐溫與工件之間過大的溫度差,應(yīng)以低溫進(jìn)爐,進(jìn)爐爐溫≤300℃;(5)冷卻速度:冷卻速度V2≤260℃/h,到300℃以下出爐在空氣中冷卻.為防止變形,采用等溫升溫,即使工件在300-400℃溫度范圍等溫1h,使工件整體溫度均勻一致,當(dāng)厚板、薄板的溫度完全均勻一致后再升到保溫溫度.焊縫無損檢測對聚酯反應(yīng)器容器類重要的焊接結(jié)構(gòu)、主焊縫的焊縫系數(shù)多是1，所以原則上都要做100%的無損探傷檢驗，以排除不允許存在的焊接超標(biāo)缺陷，保證這類結(jié)構(gòu)的安全運行。無損探傷方法有：磁粉探傷（MT）；滲透探傷（PT）：包括著色及熒光檢驗；超聲波檢驗（UT）