封頭設(shè)計(jì)說明書

1.板坯加熱 13 頭邊緣余量切割 14 過程裝備制造與檢測課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)從2013年6月20日起到2013年6月30日一、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求(包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等)： 藝，包括：制造準(zhǔn)備，封頭成形，焊接(拼接或與筒體焊接)，接管焊接，其中涉及 頭草圖繪制(方格子)、計(jì)算機(jī)繪制上封頭結(jié)構(gòu)(A3)。2.、確定上封頭的總體生產(chǎn)工藝過程(工藝流程)； 展 模具設(shè)計(jì)、設(shè)備選7、繪圖要求：草圖一張，計(jì)算機(jī)繪制封頭圖1張(A3)，模具圖1張(A3)，把液體混合物進(jìn)行多次部分汽化，同時(shí)又把產(chǎn)生的蒸汽多次部分冷凝，使混合物分離為所要求組分為什么把液體混合物進(jìn)行多次部分汽化同時(shí)又多次部分冷凝，就能分離為純或比較純的組分呢？對于一次汽化，冷凝來說，由于液體混合物中所含的組分的沸點(diǎn)不同，當(dāng)其在一定溫度下部分汽化時(shí)，因低沸點(diǎn)物易于氣化，故它在氣相中的濃度較液相高，而液相中高沸點(diǎn)物的濃度較氣相高。這就改變了氣液兩相的組成。當(dāng)對部分汽化所得蒸汽進(jìn)行部分冷凝時(shí)，因高沸點(diǎn)物易于冷凝，使冷凝液中高沸點(diǎn)物的濃度較氣相高，而為冷凝氣中低沸離。如果多次的這樣進(jìn)行下去，將最終在液相中留下的基本上是高沸點(diǎn)的組分，在氣相中留下的基本上是低沸點(diǎn)的組分。由此可見，多次部分汽化和多次部分冷凝同時(shí)進(jìn)行，就可以將混合物分離為純或比較純的組分。液體氣化要吸收熱量，氣體冷凝要放出熱量。為了合理的利用熱量，我們可以把氣體冷凝時(shí)放出的熱量供給液體氣化時(shí)使用，也就是使氣液兩相直接接觸，在傳熱同時(shí)進(jìn)行傳質(zhì)。為了滿足這一要求，在實(shí)踐中，這種多次部分汽化伴隨多次部分冷凝的過程是逆流作用的板式設(shè)備中進(jìn)行的。所謂逆流，就是因液體受熱而產(chǎn)生的溫度較高的氣體，自下而上地同塔頂因冷凝而產(chǎn)生的溫度較低的回流液體(富含低沸點(diǎn)組分)作逆向流動。塔內(nèi)所發(fā)生的傳熱傳質(zhì)過程如下1)氣液兩相進(jìn)行熱的交換，利用部分汽化所得氣體混合物中的熱來加熱部分冷凝所得的液體混合物；2)氣液兩相在熱交換的同時(shí)進(jìn)行質(zhì)的交換。溫度較低的液體混合物被溫度較高的氣體混合物加熱二部分汽化。此時(shí)，因揮發(fā)能力的差異(低沸點(diǎn)物揮發(fā)能力強(qiáng)，高沸點(diǎn)物揮發(fā)能力差)，低沸點(diǎn)物比高沸點(diǎn)物揮發(fā)多，結(jié)果表現(xiàn)為低沸點(diǎn)組分從液相轉(zhuǎn)為氣相，氣相中易揮發(fā)組分增濃；同理，溫度較高的氣相混合物，因加熱了溫度較低的液體混合物，而使自己部分冷凝，同樣因?yàn)閾]發(fā)能力的差異，使高沸點(diǎn)組分從氣相轉(zhuǎn)為液相，液相中難揮發(fā)組分增濃。精餾塔是由若干塔板組成的，塔的最上部稱為塔頂，塔的最下部稱為塔釜。塔內(nèi)的一塊塔盤只進(jìn)行一次部分汽化和部分冷凝，塔盤數(shù)愈多，部分汽化和部分冷凝的次數(shù)愈多，分離效果愈好。通過整個(gè)精餾過程，最終由塔頂?shù)玫礁呒兌鹊囊讚]發(fā)組分，塔釜得到的基本上是難揮發(fā)的組分。封頭結(jié)構(gòu)封頭均采用沖壓成型。從節(jié)約材料及改善受力情況考慮，上封頭采用標(biāo)注橢圓形封頭。 06Cr18Ni12Mo2Ti不銹鋼力學(xué)性能316Ti 06Cr18Ni12Mo2Ti化學(xué)成分 C%Si%Mn%P%S%Cr%Ni%Mo%Ti%16~13.5~2.2~316L≤0.03≤1≤2≤0.03≤0.045%~18163選擇材料——復(fù)核材料——凈化處理——矯形——劃線——分割——成型——組隊(duì)裝配——焊接——熱處理——檢測1.選材d=28mmDitPc6×2500/(2×134×1-0.5×0.6)=5.6mm合理很安全。(1)清除焊縫兩邊緣的油污和鐵銹物，以保證焊接質(zhì)量。(2)為下道工序做準(zhǔn)備，即是下道工序的工藝要求。(3)保持設(shè)備的耐腐蝕性。常用的凈化方法有：手工凈化、機(jī)械凈化、化學(xué)凈化和火焰凈化四種。誤差超差而成為廢品，所以當(dāng)材料的變形超過允許范圍時(shí)必須進(jìn)行矯正處理。4板材檢驗(yàn)線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場，吸附施加在工件表面的磁粉，在合適的光照下形成目視可見的磁2)適應(yīng)于材料和工件的表面和近表面的缺陷，3)能直接的觀察出缺陷的形狀.尺寸.位置，進(jìn)而4)檢測靈敏度較高，能發(fā)現(xiàn)寬度僅為1um的表5)可檢測形狀復(fù)雜.大小不同的缺陷。6)檢測工藝簡單.效率高.成本低對于板材的檢測首先是通過肉眼進(jìn)行直觀的觀察即目視檢測，看板材表面是否有明顯的缺陷。例如：明顯的裂紋(這里指用肉眼可以直接看到的裂紋)，明顯的鼓包，明顯的褶皺等用肉眼進(jìn)行下一步檢測——磁粉檢測。經(jīng)磁粉檢測沒有缺陷后才能進(jìn)行下面進(jìn)一步的加工。(1)封頭的展開計(jì)算節(jié)。：算橢圓形封頭展開直徑Da9Dm+2h=3015mmbDo=2000~4000時(shí)壓邊條件Do-Dn≧(21~22)δ所以采用壓邊圈 (2)號料邊緣加工余量3mm量展開得到的尺寸稱A，劃線時(shí)還應(yīng)考慮以后加工過程的加工余量，故劃線尺寸A為展劃A=A+△+△+△劃展割加收式中△切割余量，與切割方法有關(guān)，一般為2-3mm；割——割△焊縫收縮量，與材料、焊接方法、工件長收——收樣(3)打標(biāo)記導(dǎo)切割，成型，(4)切割及邊緣加工床、圓盤剪板機(jī)等)，熱切割(氧氣切割、等離子切割等)。邊緣加工：首先，按照劃線切割余量，消除切割時(shí)邊緣可能產(chǎn)生的加工硬化、裂紋、熱影(5)坡口檢測口進(jìn)行無損檢測，確保坡口無缺陷后方可進(jìn)行焊接。1)幾何尺寸檢測般確保在允許公差范圍內(nèi)即可。2)坡口表面檢測的工件，綜合考慮，應(yīng)選用磁粉檢測進(jìn)行坡口表面檢測。3)坡口兩側(cè)檢測兩側(cè)進(jìn)行檢測。6拼板把切割好的零件毛坯通過手工電弧焊焊接成一塊完整的板材，為接下來封頭的沖壓準(zhǔn)備好覆的熔劑釋放出氣體保護(hù)焊接熔池，含有合金元素用來補(bǔ)償合金熔池的合金損失。7焊縫檢測洗后可明顯地反映出黑度差部位，即能辨別出缺陷的形態(tài).位置等。圖8熱處理善焊縫組織和綜合性能。為顯著。：1板坯加熱2封頭沖壓(1)拉薄碳鋼封頭沖壓后，其壁厚會產(chǎn)生不等程度的變化橢圓形封頭曲率越大，(2)褶皺沖壓時(shí)板坯周圍的壓縮量最大，其值為△L=∏(Dp-Dm)————封頭越深，毛坯直徑越大，周圍縮短量也越大，周向縮短產(chǎn)生兩個(gè)結(jié)果，一個(gè)是工件周邊區(qū)的厚度和徑向長度均有所增加，另一個(gè)是過分的壓應(yīng)變使板料產(chǎn)生失穩(wěn)而褶皺。(3)鼓包產(chǎn)生原因與褶皺類似，但主要影響因素是拼接焊縫余量的大小以及沖壓模圓角外徑:D`w=D=3200mm3人孔加工4封頭邊緣余量的切割規(guī)格、直邊尺寸劃好切割線，并檢查保證割距在整個(gè)圓周上正沖切割線。5環(huán)向焊縫坡口加工6封頭檢測另一類是：非危害性缺陷，對于非危害性缺陷相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定允許有一定量，但超過了這個(gè)量注：壓力容器缺陷在同一部位不能修復(fù)超過兩次。7熱處理壓過程中所產(chǎn)生的應(yīng)力集中，改善封頭的機(jī)械性能。與封頭的焊接由于奧氏體不銹鋼屈服強(qiáng)度低，接管環(huán)焊縫焊接過程中產(chǎn)生的應(yīng)力大，封頭上沿接管焊縫作用下變形，封頭的球頂部分產(chǎn)生下凹。由于沿接管圓周上的焊縫熔敷金屬填充量差異較大，用下接管將向填充金屬量大的一側(cè)發(fā)生嚴(yán)重傾斜。同時(shí)由于所焊的接管長度較長,在焊縫圓周內(nèi)由于焊接應(yīng)力的大小差別很大，焊后接管將以熔敷金屬量最大處為中心產(chǎn)生C形彎曲變形。2.2焊接工藝準(zhǔn)備接坡口與工裝:為克服焊接過程中封頭的變形，我們在封頭彎曲成形時(shí)為增加封頭剛性，縫下凹和封頭球頂部分下凹，我們制作了專用控制焊接變形的工裝胎具。2.2.1焊接方法選擇4.2焊條條件2.2.2裝配裝配時(shí)封頭側(cè)的坡口鈍邊留2-4mm厚，增加封頭的剛度，同時(shí)保證接管的裝配位置精度。接2.2.3焊接過程控制產(chǎn)品焊縫施焊時(shí)，要控制道間、層間溫度盡量低。首層焊后，其它各道焊接時(shí)采用水冷方法敷金屬量大的一側(cè)多焊2-3層，以加大最終熔敷金屬量較小的一側(cè)對接管的接應(yīng)力，最后填滿最終檢測引用的主要標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范(99)版JBT鋼制壓力容器焊接工藝評定鋼制壓力容器焊接規(guī)程鋼制壓力容器產(chǎn)品焊接試板的力學(xué)性能檢驗(yàn)無損檢測腐蝕、高溫高壓硫化氫腐蝕、硫化物應(yīng)力腐蝕開裂、堆焊層的剝離、CrMo五鋼的回火脆性破壞等3焊接與檢測材料要求3.2鋼板和鍛件均應(yīng)進(jìn)行正火(允許加速冷卻)加回火熱處理，熱處理工藝應(yīng)根據(jù)材料化學(xué)成分和截面尺寸大小由鋼材生產(chǎn)廠確定，冷卻速度的大小以保證達(dá)到力學(xué)性能的要求為原則3.3材料力學(xué)性能試板應(yīng)進(jìn)行模擬焊后熱處理，即模擬制造過程中殼體材料可能經(jīng)歷的最大程度的焊后熱處理(Max.PWHT)和最小程度的焊后熱處理(Min.PWHT)，包括所有482℃以上的中間和最終焊后熱處理過程，其熱處理工藝為：3.4鋼板生產(chǎn)廠必須以試板進(jìn)行正火加回火加模擬焊后熱處理其各項(xiàng)性能均應(yīng)滿足本技術(shù)條工藝要點(diǎn)4.1預(yù)熱件太大，整體預(yù)熱有困難時(shí)，可進(jìn)行局部預(yù)熱，局部預(yù)熱的加熱范圍為焊口兩側(cè)各150~200mm。4.3坡口形式將焊件盡量開成U形坡口式進(jìn)行焊接。如果是鑄件缺陷，鏟挖出的坡口外形應(yīng)圓滑，其4.4工藝參數(shù)4.5熱處理.6焊接工藝卡焊接過程焊接過程檢驗(yàn)要求1坡口檢查100%MTJB/T4730-20054里口清根、打磨目檢、100%MTJB/T4730-2005SMAW外觀hRTJB/T4730-2005Ⅱ內(nèi)外焊100%MTJB/T4730-2005Ⅰ焊縫內(nèi)外打磨平滑、焊縫余高0~0.5mm100%UTJB/T4730-2005Ⅰ9測硬度(母材、焊縫、熱影響區(qū)的硬度HV≤240MTJB/T4730-2005Ⅰ0層焊接焊材牌號B(A)0保溫時(shí)間h22 2-32-3(V)/用量4烤50SMAWUS-511NΦDC﹢500-6030-347-9350℃/45040PF-200350℃2600筒體與筒體、筒體與封頭焊接示意圖接管法蘭與筒體的角焊接層焊接焊材牌號SMASMA-96MWBDC﹢DC﹢(A)0