化工設(shè)備的制造安裝檢測課件

化工設(shè)備的制造安裝檢測情境二排料、展開及劃線化工設(shè)備的制造安裝檢測情境二排料、展開及劃線1學(xué)習(xí)任務(wù)

學(xué)習(xí)任務(wù)一展開及排料學(xué)習(xí)任務(wù)二壓力容器受壓殼體的劃線學(xué)習(xí)任務(wù)學(xué)習(xí)任務(wù)一展開及排2學(xué)習(xí)任務(wù)一展開及排料學(xué)習(xí)任務(wù)一展開及排料3學(xué)習(xí)目標(biāo)知識目標(biāo)

●（1）了解壓力容器殼體排料前的準(zhǔn)備工作?！瘢?）熟悉壓力容器殼體的展開知識?！瘢?）熟悉壓力容器殼體排版圖的制定●（4）熟悉壓力容器殼體的排料方法。能力目標(biāo)●（1）能夠熟練掌握壓力容器殼體的展開法。●（2）合理的制定壓力容器殼體的排版圖，并且能根據(jù)排版圖選擇合適的排料方法。

學(xué)知識目標(biāo)●（1）了解壓力容器殼體排料前的準(zhǔn)備工作。能力目4一、壓力容器殼體的展開方法殼體的展開：展開是壓力容器制造過程中重要的工作環(huán)節(jié)之一，將壓力容器殼體的立體表面依次攤平在平面上可得到立體表面的展開圖。

1.作圖法

2.計算法

一、壓力容器殼體的展開方法殼體的展開：展開是壓力容器制造過程51.作圖法

A、手工作圖法根據(jù)零部件施工圖紙的規(guī)格尺寸用繪圖工具如支持、劃規(guī)和劃針按投影原理和展開原理畫出放樣圖法。作圖法一般采用平行線法、放射線法和三角形法進(jìn)行展開、劃線、劃線，然后下料。這種方法對于小尺寸的結(jié)構(gòu)件（如小接管、三通等）而言是十分方便的，但對較大尺寸的容器筒體、椎體來說，由于劃線平臺或場地的限制用作圖法展開就不方便，而且誤差較大。1.作圖法A、手工作圖法61.作圖法

B、二維計算機(jī)輔助作圖借助CAD繪圖軟件繪制比例為1:1的平面投影圖，再按手工劃線的步驟在另外圖層繪制展開圖，用其中的DIM命令和LIsT等命令測量線段的實長，比手工劃線即精確又快速。

畫好放樣展開圖后可以按1:1的比例從繪圖儀輸出圖紙，也可測出畫展開圖所需的相關(guān)線段的長度尺寸，再在樣板料上劃出放樣圖。1.作圖法B、二維計算機(jī)輔助作圖72.計算法計算法是根據(jù)零部件施工圖紙的規(guī)格尺寸，采用立體幾何、解析幾何等初等數(shù)學(xué)的知識，通過計算求出所需部件的實長線、相貫線和斷面實形線的尺寸，然后直接在原料上劃線或制作樣板的方法。由于壓力容器的零部件均是按某種幾何關(guān)系組成的一定形狀的構(gòu)件，都可利用其幾何形狀的函數(shù)關(guān)系式，通過坐標(biāo)法分析計算，求的零部件正確的下料尺寸和形狀，不需要作圖展開，而且比作圖法準(zhǔn)確、省事、省時。計算法也是一種常用的放樣展開方法2.計算法計算法是根據(jù)零部件施工圖紙的規(guī)格尺寸8可展開曲面不可展開曲面

在直線面（直母線形成的曲面)中,凡連續(xù)二素線平行或相交的曲面,均為可展曲面,如柱面與錐面等。

扭曲面、曲紋曲面和不規(guī)則曲面，由于其相鄰兩素線為交叉兩直線或為曲線，不能構(gòu)成一平面，故為不可展開的曲面。橢圓形封頭則是不可展開曲面可展開曲面不可展開曲面在直線面（直母線形成的曲面9（一）、可展曲面的展開計算1.圓柱形筒體的展開圓柱形筒體的展開尺寸L×B=πD×H式中：L—為圓筒的展開長度B—為圓筒的展開寬度D—為圓筒的中徑（D=Di+δ）Di—為圓筒的內(nèi)徑

D0—為圓筒的外徑H—為圓筒的長度

δ—為圓筒厚度

圖2-1圓柱體的展開（一）、可展曲面的展開計算1.圓柱形筒體的展開圓柱形筒體的展102.圓錐形殼體的展開

大口中徑—D1=Di1+δ（Di1為大口內(nèi)徑）小口中徑—D2=Di2+δ（Di2為小口內(nèi)徑）錐體高度—H=(D1-D2)/2tanα大口展開直徑—R=L=D1/2sinα大口展開直徑—r=L-=D2/2sinα

展開扇形圓心角—β=180°

D1/L

或β=360°sinα

展開扇形內(nèi)圓弧長—ab⌒=πD2展開扇形內(nèi)圓弧長—ab⌒=πD1

如圖ABCD即為正圓錐的中性層展開圖形。2.圓錐形殼體的展開大口中徑—D1=Di1+δ（Di1為大11（二）、不可展曲面的展開1.等面積法

標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭按等面積展開時得到坯料的直徑尺寸

DW=

DW—為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭展開毛坯直徑D—為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭中徑H—為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭曲面深度h—為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭直邊高度

2.等弧長法

標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭按等弧長法展開得到的坯料直徑尺寸DW=1.214Di+2hDi—為標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的內(nèi)徑（二）、不可展曲面的展開1.等面積法標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭按等面123.經(jīng)驗展圖法

常用的橢圓形封頭經(jīng)驗展開直徑尺寸

DW=KD+2hK—為經(jīng)驗系數(shù)可根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)查得。對標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭K=1.19，可采用下面的簡單計式：

DW=1.19D+2h3.經(jīng)驗展圖法常用的橢圓形封頭經(jīng)驗展開直徑尺寸13二、原材料的復(fù)核

生產(chǎn)部門在接到工藝部門的相關(guān)技術(shù)文件如《壓力容器鉚工工藝》（其中包括排版圖）后，應(yīng)根據(jù)工藝消耗額定明細(xì)表所需材料同保管員共同填寫《壓力容器領(lǐng)料單》，領(lǐng)料時必須經(jīng)材料檢查員核對后方可領(lǐng)用，材料領(lǐng)用后操作人員在排料前還應(yīng)對照《壓力容器領(lǐng)料單》逐項確認(rèn)。確定無誤后方可進(jìn)行排料。

二、原材料的復(fù)核生產(chǎn)部門在接到工藝部門的相關(guān)技術(shù)文件14三、壓力容器殼體的排版圖

壓力容器殼體的排版圖是壓力容器制造過程中一項重要的工藝技術(shù)文件，是工人下料和組對工序的依據(jù)。排版圖應(yīng)準(zhǔn)確的反映出壓力容器殼體的展開尺寸、殼體的拼接狀況、開孔大小及位置以及焊縫位置的布置。排版圖的準(zhǔn)確與否直接影響壓力容器產(chǎn)品的制造質(zhì)量。三、壓力容器殼體的排版圖壓力容器殼體的排版圖是壓力151.排版圖的內(nèi)容（1）排版圖中應(yīng)準(zhǔn)確的標(biāo)出零部件的件號、所用原材料的材質(zhì)和規(guī)格、零部件展開尺寸、開孔直徑及位置、拼接焊縫及拼接尺寸、焊縫位置等具體內(nèi)容見本任務(wù)的殼體排版圖。（2）排版圖應(yīng)明確顯示方位線，并注意排版圖中筒體、封頭的方位線旋轉(zhuǎn)順序應(yīng)與施工圖紙中方位線相一致。三、壓力容器殼體的排版圖

1.排版圖的內(nèi)容（1）排版圖中應(yīng)準(zhǔn)確的標(biāo)出零部件的件號、所用16三、壓力容器殼體的排版圖

1.排版圖的基本要求（1）排版圖必須嚴(yán)格遵守GB150-2011《壓力容器》、《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、GB151《管殼式換熱器》等現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及施工圖紙要求。（2）制定壓力容器殼體排版圖時應(yīng)充分考慮本單位的生產(chǎn)加工能力，例如用剪板機(jī)下料時應(yīng)考慮剪裁寬度，卷板機(jī)可卷制圓筒的最寬尺寸等。若排版超出生產(chǎn)加工能力，那么下料后的工序?qū)o法進(jìn)行。（3）制定排版圖時應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有庫存材料或市場常用材料尺寸選擇合適的排版方案，在滿足上述兩條要求的前提下既能節(jié)約原材料又能保證最少的工作量，盡可能的提高經(jīng)濟(jì)效益。三、壓力容器殼體的排版圖1.排版圖的基本要求17壓力容器殼體排版圖

壓力容器殼體排版圖18五.壓力容器殼體的排料五.壓力容器殼體的排料19五.壓力容器殼體的排料排料；是根據(jù)實際材料的規(guī)格尺寸，按照施工圖紙及工藝技術(shù)文件如“壓力容器殼體排版圖”進(jìn)行排料。排料1、合理套裁

2、各零部件間留出適當(dāng)?shù)募庸び嗔?/p>

3、應(yīng)考慮鋼板的軋制方向

4、充分利用原材料、邊角余料，提高材料的利用率；

5、對零部件排料時要考慮切割方便、可行；

6、盡可能使排料能多利用剪切法下料以降低工作強(qiáng)度，提高工作效率；五.壓力容器殼體的排料排料；是根據(jù)實際材料的規(guī)格尺寸，按照施20（1）筒體的最短筒節(jié)長度：碳素鋼、低合金鋼不小于300mm，不銹鋼不小于200mm。（2）

同一筒節(jié)縱向焊接接頭相互平行，相鄰焊接接頭間的弧長距離：碳素鋼、低合金鋼不小于500mm，不銹鋼不小于200mm。（3）相鄰圓筒的A類焊接接頭的距離或封頭A類焊接接頭的端點與相鄰圓筒A類焊接接頭的距離應(yīng)大于名義厚度δn的3倍，且不小于100mm。（4）容器內(nèi)件和筒體縱向焊接接頭邊緣與筒體環(huán)向焊接接頭邊緣的距離應(yīng)不小于筒體壁厚，且不小于50mm。六、排料時焊接接頭的相關(guān)要求六、排料時焊接接頭的相關(guān)要求21化工設(shè)備的制造安裝檢測課件22（5）容器的焊接接頭在條件允許情況下應(yīng)盡量避開容器開孔位置及鞍座位置。（6）臥式容器焊接接頭應(yīng)位于支座之外，縱向焊接接頭應(yīng)位于殼體下部120°范圍之外，支座焊接接頭與筒體焊接接頭邊緣距離應(yīng)盡量大于筒體壁厚且不小于100mm。（7）封頭各種不相交拼接焊接接頭之間的最小距離應(yīng)不小于封頭名義厚度δn的3倍，且不小于100mm。（8）封頭由瓣片和頂圓板拼接制成時，焊接接頭方向只允許是徑向和環(huán)向的。六、排料時焊接接頭的相關(guān)要求（5）容器的焊接接頭在條件允許情況下應(yīng)盡量避開容器開孔位置及23

學(xué)習(xí)任務(wù)二壓力容器受壓殼體的劃線學(xué)習(xí)任務(wù)二24學(xué)習(xí)目標(biāo)知識目標(biāo)

（1）了解壓力容器殼體用鋼材的預(yù)處理方法。（2）熟悉劃線的方法。（3）熟悉劃線的內(nèi)容和公差要求（4）熟悉鋼板的找正方法。能力目標(biāo)能夠熟練掌握壓力容器殼體的劃線方法，明確劃線的尺寸確定以及劃線的具體內(nèi)容和公差要求，并掌握鋼板找正技能。學(xué)知識目標(biāo)（1）了解壓力容器殼體用鋼材的預(yù)處理方法。能力目25一.壓力容器殼體用鋼材的預(yù)處理1.鋼材的凈化

⑴凈化原因

鋼材在運(yùn)輸和存放的過程中，鋼材的表面常常出現(xiàn)鐵銹、氧化皮或者粘附泥土和油污等。由于這些污物的存在會對壓力容器制造過程中的劃線、成形、焊接等后續(xù)工序的制造質(zhì)量造成影響，故在劃線前應(yīng)對鋼材表面進(jìn)行凈化處理。⑵凈化方法凈化處理的方法主要有手工凈化、機(jī)械凈化和化學(xué)凈化等。一.壓力容器殼體用鋼材的預(yù)處理1.鋼材的凈化26●化學(xué)凈化：是利用酸、堿其他溶劑溶解銹、油和氧化膜的高效方法。普通鋼很少用化學(xué)清洗法。而鋁、不銹鋼設(shè)備較為常用。大面積凈化常在酸洗池或堿洗池中進(jìn)行，局部凈化則用特制的除銹劑或凈化劑涂于凈化處?；瘜W(xué)凈化后都必須用清水洗凈。對于不銹鋼設(shè)備，沖洗用水的氯離子含量應(yīng)小于25mg/kg?！袷止艋褐溉斯び娩摻z刷、砂紙打磨或者用銼刀、刮刀磨削的加工方法，這種方法靈活方便，可用手焊口的局部凈化，但生產(chǎn)效率低，勞動強(qiáng)度大。⑵凈化方法●機(jī)械凈化：常用機(jī)械凈化方法有手提電動砂輪機(jī)除銹以及噴砂機(jī)除銹兩種●化學(xué)凈化：是利用酸、堿其他溶劑溶解銹、油和氧化膜●手工凈化27手提電動砂輪機(jī)俗稱電動角磨機(jī)。由于它有磨削作用故清理質(zhì)量高，除了除銹還可用于磨光坡口、磨光焊縫、磨去毛刺。手提電動砂輪機(jī)俗稱電動角磨機(jī)。由于它有磨削作用故清理質(zhì)量高，28噴砂是大面積去除鐵銹和氧化膜的先進(jìn)方法。它是利用高速噴出的壓縮空氣流帶出來的高速運(yùn)動的沙粒沖擊工作表面而打落鐵銹和氧化膜的方法。這種方法主要用于碳素鋼以及低合金鋼的表面除銹。噴砂是大面積去除鐵銹和氧化膜的先進(jìn)方法。它是利用高速噴出的壓292.鋼材的矯形

鋼材因運(yùn)輸、吊裝或存放不當(dāng)?shù)仍驎斐善鋸澢?、波浪變形、扭曲變形及凹凸不平等變形。在劃線、切割、卷制等工序前若不及時對超出標(biāo)準(zhǔn)允許范圍的變形進(jìn)行處理，將嚴(yán)重影響零部件成形后的尺寸精度。鋼材的矯形主要有手工矯正法、機(jī)械法和火焰加熱法。2.鋼材的矯形鋼材因運(yùn)輸、吊裝或存放不當(dāng)?shù)仍驎?0●手工矯正法

手工矯形：是在常溫（或加熱后）在平臺上用錘敲打。

工具：大錘、手錘以及用于型鋼的各種型錘。

方法：①對于中間凸起的各種板料，矯平時不可直接敲打凸起處，應(yīng)于凸起的四周呈輻射狀對稱方向由遠(yuǎn)漸近地敲打，使板料產(chǎn)生塑性變形而延展，凸起部位逐漸消除。

②型鋼的彎曲可以直接敲打凸起部位，使其反向彎曲，以達(dá)到矯形的目的。

特點：手工矯形勞動強(qiáng)度大，效率低，但操作靈活。

適合場合：用于無法機(jī)械矯形的場合。●手工矯正法31機(jī)械法機(jī)械法32火焰加熱法火焰加熱矯形：是在工件局部進(jìn)行加熱，然后冷卻達(dá)到矯形目的。原理：

當(dāng)金屬局部受熱時，其膨脹受到周圍冷金屬的限制產(chǎn)生壓縮應(yīng)力，此壓應(yīng)力超過金屬高溫下的屈服極限，因而使被加熱部位產(chǎn)生較大的塑形變形，當(dāng)加熱區(qū)冷卻時，產(chǎn)生的收縮也受到周圍冷金屬的限制而產(chǎn)生拉應(yīng)力。但此時該部位的溫度已降低，屈服極限升高，因而只產(chǎn)生較小的塑形變形。這樣，從加熱到冷卻，被加熱部位的金屬纖維縮短了，從而達(dá)到矯形的目的?；鹧婕訜岱ɑ鹧婕訜岢C形：是在工件局部進(jìn)行加熱，然后冷卻達(dá)到矯33如下圖所示為火焰加熱矯形的兩個例子：加熱部位是金屬纖維較長處，加熱溫度與材料厚度、工件結(jié)構(gòu)及變形大小有關(guān)，一般為600-900℃.為了提高矯形效果，可以在加熱之后緊接著噴水冷卻，使加熱部位產(chǎn)生更大的收縮量?；鹧婕訜岱ū容^靈活，常用于很難用其他方法矯形的各種構(gòu)建的矯形。因加熱會影響金屬構(gòu)建的性能，故應(yīng)用此方法時應(yīng)該慎重，以免產(chǎn)生不良影響?；鹧婕訜岱ㄈ缦聢D所示為火焰加熱矯形的兩個例子：火焰加熱法34二.鋼板的找正

找正的原因由于鋼板原材料在寬度及長度方向上都存在偏差，相鄰兩板邊互相不垂直，不能直接投料來卷制圓筒體，因此首先要對板邊進(jìn)行“找正”。何為“找正”？所謂找正就是通過劃線在鋼板原材料上劃出符合尺寸精度要求的矩形，保證板的寬度線與長度線垂直。在找正后的矩形板料上再按筒體展開尺寸進(jìn)行劃線。二.鋼板的找正找正的原因35二.鋼板的找正1.對角線法找正A、考慮鋼板的邊可能不直需要刨邊，沿鋼板邊大約5mm取一點先沿著鋼板長度方向劃一條線AB（AB的長度可直接取筒節(jié)的下料長度，如本任務(wù)可直接取筒節(jié)的展開長度）

B、然后再沿著鋼板的寬度方向劃AB的平行線CDC、CD平行線做好后再以E點為基準(zhǔn)點(AE距離約3~5mm)量取鋼板長EF，

D、以E為基點量取對角線長度EH，∠EFH必為直角（勾股定理）

E、再以H為基點，量取HG=EF，∠EGH必為直角

F、驗證GF、EH是否相等（允差不大于2mm）二.鋼板的找正1.對角線法找正A、考慮鋼板的邊可能不直需要刨362.圓周角法找正

A、圓周角法找正是以鋼板的一邊向內(nèi)一個數(shù)值（如果考慮到鋼板不直需要進(jìn)行刨邊是可向內(nèi)一個數(shù)值，兩端數(shù)值可不等）劃出兩點A、B（如圖2-6所示）

圖2-6鋼板圓周角法找正B、再取一點C(C可在板內(nèi)也可在板外)，然后連接BC。

C、假設(shè)BC為假定圓直徑，分別量取OB=OC=OD,連接CD,

∠CDB必為直角。D、同樣可以劃出矩形的其他直角

2.圓周角法找正A、圓周角法找正是以鋼板的一邊向內(nèi)一個數(shù)值37三、壓力容器殼體的劃線

利用劃線工具將零件展開圖按1：1比例直接在鋼板或半成品上畫出零部件的實際用料線、切割線、各種位置線和檢查線，并標(biāo)出加工符號做好標(biāo)記移植是在劃線工序中主要完成的任務(wù)。直接劃線

劃線是壓力容器制造的第一道工序。對于簡單形狀的零部件和單件加工零部件，可采用直接把展開圖的尺寸劃在鋼板上樣板劃線

若形狀復(fù)雜或批量生產(chǎn)則采用將展開圖尺寸劃在鐵皮、油氈紙或紙板上制成樣板，再利用樣板在鋼板上劃線

三、壓力容器殼體的劃線利用劃線工具將零件展開圖按1：1比例38三、壓力容器殼體的劃線

實際用料線：下料切割并經(jīng)過邊緣加工以后要保證的尺寸線。切割線：根據(jù)切割方法不同在實際用料線外圍放大一定尺寸后劃出的線。檢查線：在畫好實際用料線、切割線后，還要在實際用料線的內(nèi)側(cè)偏移一定距離（一般為50mm）畫好一個較小一些的長方形，這個長方形的4條邊線叫檢查線。三、壓力容器殼體的劃線實際用料線：下料切割并經(jīng)過邊緣加工以39（1）人工劃線常用的工具：

劃針，圓規(guī)、地規(guī)、劃線盤、樣沖、量尺等劃針圓規(guī)地規(guī)劃線盤樣沖量尺（1）人工劃線常用的工具：劃針圓規(guī)地規(guī)劃線盤樣沖量尺40（2）劃線的尺寸

實際劃線的尺寸理論的展開尺寸

L展

焊縫坡口間隙

筒節(jié)卷制的伸長量

焊縫收縮量

邊緣加工余量

△加

△收

△變

△間

實際用料線L

L劃(排版圖給出的尺寸)

實際用料線

L=L展-△間－△變+△收L劃=L展-△間－△變+△收+△加實際劃線的尺寸

（2）劃線的尺寸實際理論的展開尺寸L展焊縫坡口間隙41不同切割方法的邊緣加工余量不同切割方法的邊緣加工余量42（3）具體的劃線

A、鋼板找正后應(yīng)劃好實際用料線

B、根據(jù)工藝文件所采用的切割方法留出適當(dāng)?shù)那懈钣嗔縿澓们懈罹€

C、完成切割前先由實際用料線向內(nèi)返50mm劃好檢查線

D、最后應(yīng)劃好筒節(jié)的4條中心線

圖2-7筒節(jié)劃線與公差要求

（3）具體的劃線A、鋼板找正后應(yīng)劃好實際用料線B、根43四、劃線后的標(biāo)記

（1）標(biāo)記的目的：

劃線后經(jīng)檢查合格以后，保證劃線后加工尺寸的精度及防止下料尺寸在以后的工序中被弄得模糊不清（2）需標(biāo)記的部位：

①所有的加工尺寸線（包括切割線及剪切線）的邊緣轉(zhuǎn)折處各打3~5個樣沖眼，

②在筒節(jié)的4條中心線（0°、90°、180°、270°）的兩端各打3~5個樣沖眼。

③封頭下料的十字線處也應(yīng)打樣沖眼。表2-3常用下料符號四、劃線后的標(biāo)記（1）標(biāo)記的目的：劃線后經(jīng)檢查合格以后，44五.劃線的公差要求