壓力容器的設(shè)計(jì)制造介紹

壓力容器設(shè)計(jì)制造工藝介紹（一）常、低壓儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)常、低壓儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)需要考慮儲(chǔ)罐大小、高徑比，固定頂還是浮頂，什么類型的浮頂，要不要氮封/阻火器，設(shè)計(jì)溫度，設(shè)計(jì)壓力，腐蝕裕量，高低液位確定，消防及泡沫系統(tǒng)的要求，儀表配置等等問題。1、儲(chǔ)罐大小儲(chǔ)罐量的大小由儲(chǔ)存天數(shù)決定，無(wú)論是原料還是產(chǎn)品。但是有時(shí)候是船運(yùn)或火車運(yùn)的話，需要考慮一次性裝載，比如一船原料夠40天用的，原計(jì)劃只存儲(chǔ)30天的用量，那不可能讓船在碼頭等十天，所以儲(chǔ)存量就需要按照40天來(lái)設(shè)計(jì)。確定了存儲(chǔ)量后就要確定相應(yīng)的儲(chǔ)罐數(shù)量和大小，這個(gè)和很多因素有關(guān)，但主要是和場(chǎng)地情況，布置要求，規(guī)范要求有關(guān)。其他的比如是否是現(xiàn)場(chǎng)制作，如果加工廠制作后運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，那運(yùn)輸條件決定了不能太大。一般來(lái)說(shuō)罐越大，對(duì)制作成本和減少揮發(fā)都是有利的。從功能上說(shuō)考慮是否要配不合格品罐，是否考慮儲(chǔ)罐的清洗，檢修。儲(chǔ)罐的高徑比沒有固定要求，更多的看布置需求，一般控制在1～1.5，高度可以選擇板材的整數(shù)倍。2、儲(chǔ)罐類型儲(chǔ)罐按頂部結(jié)構(gòu)可分為固定頂和浮頂，固定頂又有平頂，錐頂，拱頂之分；浮頂又分內(nèi)浮頂和外浮頂。外浮頂是儲(chǔ)罐頂部就是浮板，浮板會(huì)直接承受雪壓，還需要設(shè)置排水管，一般用在大型油罐上；內(nèi)浮頂可以認(rèn)為是固定頂內(nèi)加浮板，所以造價(jià)高。固定頂多用來(lái)裝低飽和蒸氣壓的液體，石化規(guī)要求200立方以上的甲類和乙A類液體罐要用浮頂罐，大于5000方的浮頂罐不能采用易熔材質(zhì)（鋁材）做浮盤，小于5000方時(shí)可以用鋁材，但是在浮頂和固定頂間要設(shè)置氮封，大于50000方的浮頂罐應(yīng)采用雙盤式浮頂。（二）常、低壓容器的制造壓力容器的制造工藝包括原材料的準(zhǔn)備、劃線、下料、彎曲、成形、邊緣加工、裝配、焊接、檢驗(yàn)等。1、原材料的準(zhǔn)備鋼材在劃線前，首先要對(duì)鋼材進(jìn)行預(yù)處理。鋼材的預(yù)處理是指對(duì)鋼板、管子和型鋼等材料的凈化處理、矯形和涂保護(hù)底漆。1）凈化處理主要是對(duì)鋼板、管子和型鋼在劃線、切割、焊接加工之前和鋼材經(jīng)過切割、坡口加工、成形、焊接之后清除其表面的銹跡、氧化皮、油污和焊渣等。2）矯形是對(duì)鋼材在運(yùn)輸、吊裝或存放過程中所產(chǎn)生的變形進(jìn)行矯正的過程。3）涂保護(hù)漆主要是為提高鋼材的耐蝕性、防止氧化、延長(zhǎng)零部件及裝備的壽命，在表面涂上一層保護(hù)涂料。2、劃線劃線是壓力容器制造過程的第一道工序，它直接決定了零件成形后的尺寸精度和幾何形狀精度，對(duì)以后的組對(duì)和焊接工序有著很大的影響。在原材料或經(jīng)初加工的坯料上劃出下料線、加工線、各種位置線和檢查線等，并打上（或?qū)懮希┍匾臉?biāo)志、符號(hào)。劃線工序通常包括對(duì)零件的展開、放樣和打標(biāo)記等環(huán)節(jié)。劃線前應(yīng)先確定坯料尺寸。坯料尺寸由零件展開尺寸和各種加工余量組成。確定零件展開尺寸的方法主要有以下幾種：1)作圖法：指用幾何制圖法將零件展開成平面圖形。2)計(jì)算法：指按展開原理或壓（拉）延變形前后面積不變?cè)瓌t推導(dǎo)出計(jì)算公式。3)試驗(yàn)法：指通過試驗(yàn)公式?jīng)Q定形狀較復(fù)雜零件的坯料展開尺寸，這種方法簡(jiǎn)單、方便。4)綜合法：指對(duì)過于復(fù)雜的零件，可對(duì)不同部位分別采用作圖法、計(jì)算法來(lái)確定坯料展開尺寸，有時(shí)也可用試驗(yàn)法配合驗(yàn)證。制造容器的零件可分為兩類：可展開零件和不可展開零件，如圓形筒體和橢圓形封頭就分別屬于可展開與不可展開零件。3、切割切割也稱下料，是指在劃過線的原材料上把需要的坯料分離下來(lái)的工序。切割方法有機(jī)械切割和熱切割兩種。3.1機(jī)械切割機(jī)械切割主要包括剪切、鋸切、銑切和沖切等，其特點(diǎn)是在切割過程中機(jī)械力起主要作用。(1)剪切剪切是將剪刀壓入工件中，使剪切應(yīng)力超過材料的抗剪強(qiáng)度而達(dá)到剪斷的目的。這種方法效率高、切口精度高，只要材料硬度和尺寸合適均可采用，但距切口附近2~3mm的金屬有明顯硬化現(xiàn)象。按被剪切的平面形狀，可分為直線剪切和曲線剪切。1)直線剪切利用直線形長(zhǎng)剪刃進(jìn)行剪切的剪床有兩種，分別為平口剪床和斜口剪床。平口剪中，兩直線切削刃平行，剪切過程沿切削刃長(zhǎng)度同時(shí)進(jìn)行，故剪切力大且沖擊性強(qiáng)，適用于剪切厚而窄的條料。斜口剪中，兩直線切削刃斜交成一定角度，剪切過程沿切削刃長(zhǎng)度逐步進(jìn)行，故剪切力比平口剪在剪相同厚度的工件時(shí)要小，沖擊性降低，適用于剪切薄而寬的板料。在設(shè)備制造中，剪切直線形工件多采用龍門剪床。該剪床使用方便、送料簡(jiǎn)單、剪切速度快、精度高。(2)鋸切鋸切屬于切削加工，所用的設(shè)備有砂輪鋸、圓盤鋸等。鋸切一般多用于管件和型材的切割。3.2氧氣切割氧氣切割簡(jiǎn)稱氣割，也稱火焰切割。氧氣切割屬于熱切割，切割時(shí)需要一個(gè)預(yù)熱火焰，但只有火焰并不能實(shí)現(xiàn)切割，關(guān)鍵在于還要有高速純氧氣流。3.3等離子切割等離子是物質(zhì)的一種狀態(tài)，物質(zhì)被全部電離成正、負(fù)離子。等離子切割是利用高溫、高速等離子焰流來(lái)熔斷材料以形成切口，它屬于熱切割中的高溫熔化切斷。它不受物性限制，可切割金屬也可切割非金屬，但主要用于切割不銹鋼、鋁、銅、鎳及其合金。4、成形1）筒體的成形筒體是由若干筒節(jié)通過環(huán)向焊縫焊接構(gòu)成，筒節(jié)是通過板材卷圓和縱向焊縫焊接而成。這筒節(jié)的卷圓原理筒節(jié)卷圓也稱滾圓或卷板，是筒節(jié)的基本制造方法。滾彎原理是利用卷板機(jī)對(duì)鋼板施以連續(xù)均勻的塑性彎曲以獲得圓柱面。2）封頭的成形封頭成形的方法主要有沖壓法、旋壓法和爆炸成形法三種。目前常用的方法是沖壓法和旋壓法。5、焊接焊接是通過加熱或加壓，或兩者兼用，使焊件達(dá)到原子間結(jié)合并形成永久接頭的工藝過程。世界每年鋼材消耗量的50%都有焊接工序的參與。焊接可分為三大類：熔焊、壓焊和釬焊。(1)熔焊將要焊接的工件局部加熱至熔化，冷凝后形成焊縫而使構(gòu)件連接在一起的加工方法。包括電弧焊、氣焊、電渣焊、電子束焊、激光焊等。熔焊是廣泛采用的焊接方法，大多數(shù)的低碳鋼、合金鋼都采用熔焊方法焊接。特種熔焊還可以焊接陶瓷、玻璃等非金屬。(2)壓焊焊接過程中必須要施加壓力，可能加熱也可能不加熱才能完成的焊接。其加熱的主要目的是為使金屬軟化，靠施加壓力使金屬塑變，讓原子接近到相互穩(wěn)固吸引的距離，這一點(diǎn)與熔焊時(shí)的加熱有本質(zhì)的不同。壓焊包括電阻焊、摩擦焊、超聲波焊、冷壓焊、爆炸焊、擴(kuò)散焊、磁力焊。其特點(diǎn)是焊接變形小、裂紋少、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等。(3)釬焊將熔點(diǎn)比母材低的釬料加熱至熔化，但加熱溫度低于母材的熔點(diǎn)，用熔化的釬料填充焊縫、潤(rùn)濕母材并與母材相互擴(kuò)散形成一體的焊接方法。釬焊分兩大