《鎖斗制造工藝設(shè)計(jì)》

1、鎖斗制造工藝設(shè)計(jì)一 背景介紹鎖斗在煤化工行業(yè)用的比較多，特別是在一些加壓的粉煤/煤渣氣力輸送系統(tǒng)中應(yīng)用，其主要的作用是在起到一個(gè)壓力緩沖容器的作用，一般安裝在常壓容器和加壓容器之間。鎖渣系統(tǒng)主要有渣罐、鎖渣閥、排渣閥、渣罐和沖洗水罐組成，鎖渣閥一般有兩個(gè)，排渣閥一個(gè)。煤粉貯存在煤粉貯倉(cāng)中，當(dāng)煤粉鎖斗處于常壓狀態(tài)時(shí)，關(guān)閉煤粉鎖斗的下閥，打開(kāi)煤粉鎖斗的上閥，使煤粉貯倉(cāng)的煤粉自流進(jìn)入煤粉鎖斗，料滿后關(guān)閉上閥，通入高壓氮?dú)饧訅汉蟠蜷_(kāi)下閥使煤粉自流進(jìn)入煤粉給料倉(cāng)中，卸完后關(guān)閉下閥，排出氮?dú)饨抵脸?，再循環(huán)上述過(guò)程。鎖斗也可用于收集渣，通過(guò)下閥來(lái)實(shí)現(xiàn)間斷排渣。 鎖斗由接管法蘭、襯筒、錐體、筒體、橢圓封頭及

2、連接組件組成。其主要作用是將氣化爐燃盡的煤灰冷卻，粉碎處理后排出，是一部連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的疲勞設(shè)備。它主要應(yīng)用于煤化工制氣，特別是在一些加壓的粉煤/煤渣氣力輸送系統(tǒng)中應(yīng)用。鎖斗控制包括卸壓-清洗-排渣-充壓-集渣等過(guò)程。涉及渣水工藝聯(lián)鎖、渣池?cái)嚢杵髀?lián)鎖、碳洗塔給料泵聯(lián)鎖、灰水泵聯(lián)鎖等。落入激冷室底部的固態(tài)熔渣，經(jīng)破渣機(jī)破碎后進(jìn)人鎖斗系統(tǒng)（鎖渣系統(tǒng)），鎖斗系統(tǒng)設(shè)置了一套復(fù)雜的自動(dòng)循環(huán)控制系統(tǒng)，用于定期收集爐渣。在排渣時(shí)鎖斗和氣化爐隔離鎖斗循環(huán)分為減壓、清洗、排渣、充壓四部分，每個(gè)循環(huán)約30分鐘，保證在不中斷氣化爐運(yùn)行的情況下定期排渣。國(guó)內(nèi)對(duì)此設(shè)備的設(shè)計(jì)，制造與檢驗(yàn)已具有一定的經(jīng)驗(yàn)和業(yè)績(jī)。二 設(shè)計(jì)條件材質(zhì)

3、：16MnR 容器類別：二類最高工作壓力：4.8MPa 設(shè)計(jì)壓力：4.8MPa工作介質(zhì)：汽化爐渣/黑水 設(shè)計(jì)溫度：260產(chǎn)品編號(hào)：295700 腐蝕裕度：5mm焊接接頭系數(shù)：1.0 設(shè)計(jì)基本風(fēng)壓：400Pa地震烈度：6 全容積：46 m 3充裝系數(shù)：1.0 安全閥開(kāi)啟壓力：4.8Mpa 液壓試驗(yàn)壓力：7.38MPa（臥放）7.30Mpa (立放)三 制造所遵循的規(guī)范1.鋼制壓力容器GB15019982.壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程99版3.鋼制塔式容器JB/T471020054.塔器設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定HG 2065219985.鋼制壓力容器焊接規(guī)程JB/T470920006.鋼制化工容器制造技術(shù)要求HG

4、2058419987.壓力容器涂敷與運(yùn)輸包裝JB/T471120038.壓力容器用鋼焊條訂貨技術(shù)條件JB/T47472002四筒體制造工藝的設(shè)計(jì)4.1. 筒體制造工藝簡(jiǎn)明流程圖材檢噴丸探傷號(hào)料氣割刨坡口坡口探傷壓頭卷板裝焊退火校圓打磨探傷裝焊爐外消氫打磨最終探傷組裝4.2.鎖斗筒體制造工藝過(guò)程卡片 工序號(hào) 工序名稱 工藝要求及工序圖 1 材檢 1 鋼板除應(yīng)符合GB6654壓力容器用鋼板 的有關(guān)規(guī)定外，尚應(yīng)符合3311-00JT中的有 關(guān)要求。 2 質(zhì)證齊全、標(biāo)記清楚。 2 噴丸 1 鋼板單面噴丸，徹底除銹。 3 探傷 1 對(duì)鋼板進(jìn)行100%UT檢測(cè)，按JB/T4730.3-20 05及3311

5、-00JT中的有關(guān)要求執(zhí)行。 4 號(hào)料 1 號(hào)出筒體的下料線，筒體的下料尺寸為： L=3400mm。 2 號(hào)筒體的縱向焊接接頭試板一對(duì) 5 氣割 1 按線氣割下料并清理熔渣。 6 刨坡口 1 按圖紙要求刨筒節(jié)縱、環(huán)縫坡口 7 探傷 1 坡口表面100%MT檢查，按JB/T4730.4-200 5中一級(jí)合格。 8 壓頭 1 用大型油壓機(jī)壓頭 9 卷板 1 用日本三輥卷板機(jī)進(jìn)行冷卷。 10 裝焊 1 組裝縱向焊接接頭并進(jìn)行尺寸檢查錯(cuò)邊量 1mm. 2 焊接詳見(jiàn)焊接工藝說(shuō)明書(shū)。 3 縱向焊接接頭試板一對(duì) 4 焊接接頭取樣做化學(xué)成分分析，其結(jié)果應(yīng)符 合4.1.4的規(guī)定。 11 退火 1 進(jìn)行退火熱處理

6、，執(zhí)行熱處理工藝。 2 帶筒體縱向焊接接頭試板一對(duì)。 12 校圓 1 筒體進(jìn)行冷校圓，橢圓度3mm. 13 打磨 1 對(duì)坡口表面進(jìn)行打磨清理。 2 處理干凈坡口表面的銹質(zhì)。 3 仔細(xì)檢查直到合格為止。 14 探傷 1 對(duì)焊接接頭進(jìn)行100%RT檢測(cè)，按JB/T4730 .2-2005中二級(jí)合格。 2 焊接接頭進(jìn)行100%UT檢測(cè)，按JB/T4730.3 -2005中一級(jí)合格。 3 焊接接頭表面進(jìn)行100%MT檢測(cè)，按JB/T4 730.4-2005中一級(jí)合格。 15 裝焊 1 組裝筒體與管箱側(cè)法蘭環(huán)縫，焊接詳見(jiàn)焊接 工藝說(shuō)明書(shū)。 16 爐外消氫 1 用環(huán)形加熱裝置進(jìn)行爐外消氫執(zhí)行熱處理 工藝。

7、 17 打磨 1 對(duì)焊接接頭表面進(jìn)行打磨，內(nèi)表面與母材 平齊，外表面焊縫加強(qiáng)金屬高2mm,焊縫表 面 不允許存在咬肉、裂紋、氣孔、弧坑、 夾渣等缺陷。 18 探傷 1對(duì)焊接接頭進(jìn)行100%RT檢測(cè)，按JB/T4730 .2-2005中二級(jí)合格。 2焊接接頭進(jìn)行100%UT檢測(cè)，按JB/T4730.3 -2005中一級(jí)合格。 3焊接接頭表面進(jìn)行100%MT檢測(cè)，按JB/T4 730.4-2005中一級(jí)合格4.3.筒體工藝設(shè)計(jì)4.3.1選材（1）壓力容器的選材原理1具有足夠的強(qiáng)度，塑性，韌性和穩(wěn)定性。2具有良好的冷熱加工性和焊接性能。3在有腐蝕性介質(zhì)的設(shè)備必須有良好的耐蝕性和抗氫性。4在高溫狀態(tài)使

8、用的設(shè)備要有良好的熱穩(wěn)定性。5在低溫狀態(tài)下使用的設(shè)備要考慮有良好的韌性。（2）筒體選材壓力容器材料的種類：1碳鋼，低合金鋼；2不銹鋼；3特殊材料：復(fù)合材料（16MnR+316L）；剛鎳合金；超級(jí)雙向不銹鋼；哈氏合金（NiMo:78% 20%合金）常用材料：常用復(fù)合材料：16MnR+0Gr18Ni9，A：按形狀分：鋼板、棒料、管狀、鑄件、鍛件B：按成分分：碳素鋼：20號(hào)鋼 20R Q235;低合金鋼：16MnR、16MnDR、09MnNiDR、15CrMoR、16Mn鍛件、20MnMo鍛件;高合金鋼：0Cr13、0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti鎖斗是煤氣化裝置重要設(shè)備之一，主要起儲(chǔ)存和排

9、放爐渣的作用，是一臺(tái)承受循環(huán)載荷的壓力容器。按其載荷性質(zhì)設(shè)備遵循壓力容器應(yīng)力分析設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造，該設(shè)備分析設(shè)計(jì)采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，材料宜采用16MnR。 鎖斗內(nèi)的工作介質(zhì)為氣化爐渣/黑水，含有硫化氫,氯離子，硫酸根離子等腐蝕性介質(zhì)，鎖斗循環(huán)水中的氯離子濃度確實(shí)最高，這股水應(yīng)該與激冷室黑水和洗滌塔黑水的水質(zhì)差不多，因此具有強(qiáng)腐蝕性，因此需要在鎖斗內(nèi)堆焊6mm厚的不銹鋼材料以滿足防腐蝕要求，因此國(guó)內(nèi)采用低合金鋼鍛件16MnR.4.3.2材檢4.3.2.1化學(xué)成分分析(1)化學(xué)成分如下表所示(查表3.4 16Mn專業(yè)用鋼的化學(xué)成分/% 【】)鋼號(hào)CSiMnPS16MnR0.20.200.601.2

10、01.60=0.035=265450-590=18d=3a室溫=27橫向-4.3.2.3試驗(yàn)溫度牌號(hào)鋼板厚度mm20025030035040045050016MnR高溫規(guī)定的殘余應(yīng)力Map601002252051851751651554.3.2.4室溫彎曲試驗(yàn)：d=3a,彎曲180，無(wú)裂紋4.3.3材料要求a.16Mn之類的低合金鋼大都采用正火工藝，細(xì)化晶粒，均勻組織。b. 該材質(zhì)正火之后一般不需要回火，大件最好回下火, 回火溫度以下50度左右，可以去疲勞，提高壽命。c. 16Mn鍛件和鋼板的材料力學(xué)性能總體上差不多，但低溫沖擊和疲勞性能差異較大d.正火處理：1.250裝爐，升溫180/h，5

11、小時(shí)；2. 900保溫4小時(shí)；3. 空冷。注：筒體鋼板使用狀態(tài)為正火+回火處理，鋼板生產(chǎn)商必須以試板進(jìn)行正火+回火+模擬焊后熱處理其各項(xiàng)性能均滿足本技術(shù)條件的要求。e.鋼板應(yīng)按JB/T4730.3-2005進(jìn)行超聲檢測(cè)，必須進(jìn)行100%掃查，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為I級(jí)。4.3.4劃線4.3.4.1. 筒體的展開(kāi)計(jì)算a.已知筒體高度H、公稱直徑Dg、中性層直徑Dm、壁厚，計(jì)算時(shí)以中性層為基準(zhǔn)。b.分析確定零件展開(kāi)后圖形的形狀及所求的幾何參數(shù)，圓柱形筒體展開(kāi)后為矩形，所求的幾何參數(shù)分別為長(zhǎng)和寬。則 L=Dm=（Dg+）； h=Hc.筒體公稱直徑Dg， Dg選取3400 L=（3400+90）= 10964.1

12、6 H=34004.3.4.2.號(hào)料工程上把零件展開(kāi)圖畫(huà)在板料上的過(guò)程，該過(guò)程中主要注意兩個(gè)方面的問(wèn)題：全面考慮各道工序的加工余量；考慮劃線的技術(shù)要求。 a.加工余量加工余量主要包括變形余量，機(jī)加工余量，切割余量，焊焊接工藝余量等。由于實(shí)際加工制造方法，設(shè)備，工藝過(guò)程等內(nèi)容不盡相同，因此加工余量的最后確定是比較復(fù)雜的，要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定。 筒節(jié)卷制伸長(zhǎng)量，與被卷材質(zhì)，厚板，卷制直徑大小，卷制次數(shù)，加熱等條件有關(guān)。邊緣加工余量包括焊接坡口余量，主要考慮內(nèi)容為機(jī)加工（切屑加工）余量和熱加工切割余量。焊接坡口余量主要考慮坡口間隙，坡口間隙的大小主要有破口形式，焊接工藝，焊接方法等因素來(lái)確定。焊縫的

13、收縮量，彎曲變形量等受多種因素影響，在劃線時(shí)若能準(zhǔn)確的考慮由于焊接變形所產(chǎn)生的各種焊接余量是十分困難的，因此查表取近似值。筒節(jié)卷制伸長(zhǎng)量冷卷伸長(zhǎng)量較小，通常忽略，約78焊縫收縮量對(duì)接接頭雙邊焊，34焊縫坡口間隙單U型坡口，23邊緣機(jī)加工雙邊余量根據(jù)加工長(zhǎng)度，查表10切割余量鋼板切割加工，查表14劃線公差保證產(chǎn)品符合國(guó)家制造標(biāo)準(zhǔn)，取1展開(kāi)尺寸10967.16b.劃線技術(shù)要求實(shí)際用料線尺寸=展開(kāi)尺寸-卷制伸長(zhǎng)量+焊縫收縮量-焊縫坡口間隙+邊緣加工余量 =10964.16-7+3-3+10=10967.16切割下料線尺寸=實(shí)際用料尺寸+切割余量+劃線公差 =10967.16+14+1= 10982.

14、16。c.合理排料（1）充分利用原材料，邊角余料，使材料利用率達(dá)到90%以上。（2）零件排料要考慮到切割方便、可行。例如，剪板機(jī)下料必須是貫通的直線等。（3）筒節(jié)下料時(shí)注意保證筒節(jié)的卷制方向應(yīng)與鋼板的軋制方向一致（4）排料必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，充分利用原材料。（5）在鋼板上劃線下料，規(guī)格L=109831715，109831715，并號(hào)試板一對(duì)6001201014.3.5下料下料的加工方法分析及選用常用的切割方法有機(jī)械切割、氧氣切割和等離子切割。機(jī)械切割操作簡(jiǎn)單，成本低，但其生產(chǎn)效率低，切口精度差，而且不適合用于切割太厚、形狀較復(fù)雜的鋼板，它只適用于切割矩形或棒料。等離子切割機(jī)的特點(diǎn)是切割速度快

15、、切縫狹窄、切口平整、熱影響區(qū)小、工件變形度低、操作簡(jiǎn)單，并且具有顯著的節(jié)能效果。它是用于任何材料的切割，但是它的成本太高。氣割是用可燃?xì)怏w與氧氣混合燃燒的預(yù)熱火焰，將金屬加熱到燃燒點(diǎn)，并在氧氣射流中劇烈燃燒而將金屬分開(kāi)的加工方法?？扇?xì)怏w與氧氣的混合及切割氧的噴射是利用割炬來(lái)完成的。氣割所用的可燃?xì)怏w主要是乙炔、液化石油氣和氫氣等。氧炔焰氣割過(guò)程是：預(yù)熱一燃燒一吹渣。并不是所有金屬都能被氣割，只有符合下列條件的金屬才能被氣割： (1)金屬能同氧劇烈反應(yīng)，并放出足夠的熱量。 (2)金屬導(dǎo)熱性不應(yīng)太高。 (3)金屬燃燒點(diǎn)要低于它的熔點(diǎn)。 (4)金屬氧化物的熔點(diǎn)要低于金屬本身的熔點(diǎn)。 (5)生成的

16、氧化物應(yīng)該易于流動(dòng)。與機(jī)械切割相比較，氣割的最大優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單操作靈活、方便，適應(yīng)性強(qiáng)，它可以在任意位置，任何方向切割任意形狀和任意厚度的工件， 生產(chǎn)效率高、切口質(zhì)量也相當(dāng)好,有些焊接坡口可一次直接用切割方法切割出來(lái)，切割后直接進(jìn)行焊接。氣體火焰切割的精度和效率大幅度提高，依據(jù)以上分析，筒體鋼板切割選用氧氣切割。4.3.6筒節(jié)彎卷4.3.6.1.筒節(jié)彎卷成形分析筒節(jié)的彎卷成形時(shí)用鋼板在卷板機(jī)上彎卷而成形的。根據(jù)鋼板的材質(zhì)、厚度、彎曲半徑、卷板機(jī)的形式和卷板能力，實(shí)際生產(chǎn)中筒節(jié)的彎卷基本上可分為冷卷和熱卷。 筒體選用材料 16MnR鍛件筒節(jié)的最小冷彎半徑計(jì)算公式Rmin=10（雙向拉伸）筒節(jié)實(shí)際

17、壁厚90mm允許最小冷彎半徑的最大值Rmin=10=900筒節(jié)內(nèi)徑D=3400即筒節(jié)的實(shí)際半徑D/2大于允許的最小冷彎半徑Rmin，可以冷彎卷制。因?yàn)镈/2=1700mmRmin=900mm,所以采用冷卷成型。冷卷成形通常是指在室溫下的彎卷成形，不需要加熱設(shè)備，不產(chǎn)生氧化皮，操作工藝簡(jiǎn)單且方便操作，費(fèi)用低。4.3.6.2.成形設(shè)備的選擇卷板機(jī)有三輥卷板機(jī)、四輥卷板機(jī)和立式卷板機(jī)，其中對(duì)稱式三輥卷板機(jī)的主要特點(diǎn)如下：（1）與其他類型卷板機(jī)相比，其構(gòu)造簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，應(yīng)用很普遍。（2）被卷鋼板兩端各有一段無(wú)法彎卷而產(chǎn)生直邊，直邊長(zhǎng)度大約為兩個(gè)下輥中心距的一半。直邊的產(chǎn)生使筒節(jié)不能完成整圓，也不利于

18、校圓、組對(duì)、焊接等工序的進(jìn)行。因此在卷板之前通常將鋼板兩端進(jìn)行預(yù)彎曲。4.3.6.3.筒節(jié)彎卷的設(shè)計(jì)和計(jì)算1）直邊預(yù)彎1 X$ 預(yù)彎是筒節(jié)成型的一個(gè)關(guān)鍵工序，制造完成預(yù)彎模具后將下料鋼板放在油壓機(jī)上進(jìn)行預(yù)彎工序。為了保證預(yù)彎曲率的一致性，在鋼板兩端進(jìn)行每隔50mm劃線工作，每次壓機(jī)的下壓點(diǎn)均落在線上，而且保證每次的壓力大小均等。預(yù)彎成型后預(yù)制樣板進(jìn)行檢查，間隙保證小于0.5m 2）直邊預(yù)留留一部分直邊，此方法浪費(fèi)直邊部分鋼材，而且工藝麻煩，適用于單臺(tái)裝備制造或筒節(jié)制造精度要求較高的情況。所以通常采用第一種的方案，直直邊預(yù)彎。3）筒節(jié)彎卷的回彈估算彎卷鋼板在輥?zhàn)訅毫ο录扔兴苄詮澢钟袕椥詮澢?/p>

19、故鋼板卸載后，會(huì)有一定的彈性回復(fù)，即回彈。筒節(jié)在熱彎卷時(shí)，回彈量很小，不予考慮。只要掌握好筒節(jié)的下料尺寸，使彎卷鋼板兩端面剛好閉合即可，直至鋼板溫度下降到500以下為止。但是，在冷彎卷時(shí)，鋼材的強(qiáng)度越大，回彈量越大。為了盡量控制回彈量，冷彎卷時(shí)要過(guò)卷。同時(shí)，在最終成行前進(jìn)行一次退火處理。a.冷卷回彈量的計(jì)算 筒節(jié)回彈前的內(nèi)徑Dn1可按下式估算： Dn1=（1- 2Kos/E）Dn/1+K1SDn1/E b.過(guò)卷量l可按下式計(jì)算： l=（Dn-Dn1）/2 式中 Dn筒節(jié)內(nèi)徑，3400mm s 鋼材屈服極限，MPa E鋼材彈性模量，MPa K1鋼板界面形狀系數(shù)，矩形K1=1.5 鋼板厚度，90m

20、m Ko鋼材相對(duì)強(qiáng)化模數(shù)，16MnR鋼材的Ko=5.8查閱標(biāo)準(zhǔn)，得s=345MPa，E=200GPa.根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，筒節(jié)回彈前的內(nèi)徑Dn1=（1-25.8345）0./（1+1.5345Dn1）（90）3400 得Dn1=3664.1 mm過(guò)卷量l=（Dn-Dn1）/2=3.14(4000-3664.1)/2 =527.5 mm3）筒節(jié)彎卷成形 預(yù)彎工序結(jié)束后即采用對(duì)稱式三輥卷板機(jī)進(jìn)行筒節(jié)的成型工序。為保證卷圓的質(zhì)量及橢圓度指標(biāo)，按照工藝要求規(guī)定卷板機(jī)下壓成型的次數(shù)在6次以上，保證橢圓度在5mm以內(nèi)。4.3.7 裝焊縱縫4.3.7.1 焊接方法： 手工電弧焊,手工電弧焊適合于各種不規(guī)則形狀，各

21、種焊接位置的焊接。手弧焊是主要根據(jù)焊件厚度，破口形式，焊縫位置等選擇焊接工藝參數(shù)。在保證焊接質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡可能采用大直徑焊條和大電流焊接，以提高生產(chǎn)效率。16Mn自動(dòng)焊方法是埋弧自動(dòng)焊，電渣焊，CO2氣體保護(hù)焊等。埋弧自動(dòng)焊由于具有熔敷率高，大溶深以及機(jī)械自動(dòng)化操作的優(yōu)點(diǎn)，適合于大型焊接結(jié)構(gòu)的制造，廣泛應(yīng)用，多用于平焊和平角焊位置，電渣焊焊縫及熱影響區(qū)過(guò)熱，晶粒粗化，焊后要進(jìn)行熱處理。焊接基本金屬為低合金鋼16MnR，筒體規(guī)格340090 mm，所要求的焊工資格代號(hào)SAW-1G(K)-07/09,焊接方法為埋弧自動(dòng)焊，焊接姿勢(shì)為平焊，焊絲直徑為4.0mm,焊接電流：正：700720，反：7

22、20740，焊接電壓：36-38V；焊接速度：0.6cm/s；焊接順序：先正焊，在反焊；焊接材料為E50(點(diǎn)焊)，焊絲牌號(hào)H08MnA，焊劑SJ507.（查表3.19 16Mn鋼對(duì)接埋弧焊工藝參數(shù)【】）4.3.7.2 坡口的形式當(dāng)壓力容器板厚超過(guò)一定厚度是，為保證壓力容器的焊縫全部焊透而無(wú)缺陷，應(yīng)將鋼板接頭處開(kāi)各種形狀的坡口。這些坡口的尺寸和形狀取決于被焊材料和采用的焊接方法。常用的對(duì)接接頭形式：a.直邊對(duì)接，用于不開(kāi)坡口的單面焊或背面雙面焊；b.單面V形坡口，用于單面焊或背面清根的雙面焊；c.不對(duì)稱X形坡口，用于手工電弧焊封底的埋弧自動(dòng)焊或雙面埋弧自動(dòng)焊；d.對(duì)稱X形坡口，用于雙面手工電弧焊

23、或埋弧自動(dòng)焊；e.單面U形坡口，用于背面手工電弧焊封底的埋弧自動(dòng)焊或正面手工氬弧焊封底的埋弧自動(dòng)焊；f.雙U形坡口，用于雙面埋弧自動(dòng)焊或雙面手工電弧焊；g.單面雙V形坡口，用于手工電弧焊或手工氬弧焊封底的埋弧自動(dòng)焊。根據(jù)兩個(gè)筒體筒節(jié)的厚度90mm和110mm，查表11.21 對(duì)稱雙U形對(duì)接坡口【】焊接方法坡口及焊縫尺寸/mm坡口角/適用范圍bPREC=c1H=h1埋弧自動(dòng)焊40-600-27-910-1123-3329-390-310-14鋼板拼焊縫、筒節(jié)縱焊縫95-1600-27-910-1132-4338-490-38-12手工電弧焊30-900-21-36 - 714-2020-460-

24、36-895-1500-21-36-717-2223-280-34-6 結(jié)論：對(duì)于90mm厚的筒節(jié)采用手工電弧焊，而對(duì)于110mm厚的筒節(jié)采用埋弧自動(dòng)焊。焊縫的形狀見(jiàn)CAD圖紙。4.3.7.3 焊接工藝 ：預(yù)熱溫度120，層間溫度控制在（120-250），后熱溫度及時(shí)間（600-650）2hr回火，坡口加工方法為機(jī)加工坡口，清理焊口：焊前檢查坡口、組裝間隙是否符合要求，定位焊是否牢固，焊縫周圍不得有油污、銹物。清除油銹，清根方法為碳弧氣刨并打磨，焊縫外形要求為焊縫與母材圓滑過(guò)渡，e2，并打磨平齊。焊絲牌號(hào)：H08MnA,焊劑牌號(hào)：HJ250，焊后采用回火熱處理,并進(jìn)行100%UT、RT、MT檢

25、測(cè),分別按JB/T4760.3-2005中級(jí)合格、JB/T4760.2-2005中級(jí)合格、JB/T4760.2-2005中級(jí)合格。4.3.8 裝焊環(huán)縫4.3.8.1 焊接方法 由于兩個(gè)筒節(jié)的壁厚不一樣，所以厚壁筒節(jié)與薄壁焊接時(shí)，需要將厚壁削平一個(gè)過(guò)渡部分，削平的角度為5-10。根據(jù)兩個(gè)筒體筒節(jié)的厚度90mm和110mm，查表11.22 U-V形組合對(duì)接坡口【】，其焊縫的尺寸見(jiàn)下圖，形狀見(jiàn)CAD圖紙。焊接方法坡口及焊縫尺寸/mm坡口角度/適用范圍bPHREcC1H=h11手工電弧焊封底的埋弧自動(dòng)焊30-600-22-49-1110-1123-3426-4016-200-38-170-75筒節(jié)環(huán)縫

26、65-900-22-49-119-1132-4038-4616-200-36-1070-7595-1300-22-49-1110-1134-4840-5416-200-36-870-75130-2000-22-49-1110-1139-5145-5716-200-35-670-75雙面手工電弧焊30-600-21-39-116-715-2121-2716-200-36-870-7565-900-21-39-116-719-2225-2816-200-34-670-75結(jié)論：根據(jù)壁厚90mm，采用手工電弧焊封底的埋弧自動(dòng)焊。4.3.8.2 坡口形式 當(dāng)壓力容器板厚超過(guò)一定厚度是，為保證壓力容器的

27、焊縫全部焊透而無(wú)缺陷，應(yīng)將鋼板接頭處開(kāi)各種形狀的坡口。這些坡口的尺寸和形狀取決于被焊材料和采用的焊接方法。常用的對(duì)接接頭形式：a.直邊對(duì)接，用于不開(kāi)坡口的單面焊或背面雙面焊；b.單面V形坡口，用于單面焊或背面清根的雙面焊；c.不對(duì)稱X形坡口，用于手工電弧焊封底的埋弧自動(dòng)焊或雙面埋弧自動(dòng)焊；d.對(duì)稱X形坡口，用于雙面手工電弧焊或埋弧自動(dòng)焊；e.單面U形坡口，用于背面手工電弧焊封底的埋弧自動(dòng)焊或正面手工氬弧焊封底的埋弧自動(dòng)焊；f.雙U形坡口，用于雙面埋弧自動(dòng)焊或雙面手工電弧焊；g.單面雙V形坡口，用于手工電弧焊或手工氬弧焊封底的埋弧自動(dòng)焊。 查書(shū)【】表11.22 ，根據(jù)適用范圍選擇適合筒體環(huán)縫的U

28、-V形組合對(duì)接坡口4.3.8.3 焊接工藝查表3.25 低合金鋼焊接結(jié)構(gòu)預(yù)熱，層溫，后熱和焊后熱處理的規(guī)范 【】 預(yù)熱溫度150，層間溫度不限，后熱溫度不需要，坡口加工方法為機(jī)加工坡口，清理焊口：焊前檢查坡口、組裝間隙是否符合要求，定位焊是否牢固，焊縫周圍不得有油污、銹物。清除油銹，清根方法為碳弧氣刨并打磨，焊縫外形要求為焊縫與母材圓滑過(guò)渡，e2，并打磨平齊。手工電弧焊焊條牌號(hào)為J506或J507，焊后采用600-650回火熱處理,保溫2.4h,并進(jìn)行100%UT、RT、MT檢測(cè),分別按JB/T4760.3-2005中級(jí)合格、JB/T4760.2-2005中級(jí)合格、JB/T4760.2-200

29、5中級(jí)合格。4.3.9 筒體內(nèi)壁堆焊4.3.9.1堆焊原理石油化工行業(yè)的加氫反應(yīng)器、原流合成塔、煤液化反應(yīng)器及核電站的厚壁壓力容器等內(nèi)表面均需大面積堆焊耐高溫，抗氧及硫化氫等腐蝕的不銹鋼襯里。帶極電渣堆焊是利用導(dǎo)電熔渣的電阻熱熔化堆焊材料和母材的，除引線階段外，整個(gè)堆焊過(guò)程應(yīng)設(shè)有電弧產(chǎn)生。堆焊技術(shù)可以改變零件表面的化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu), 強(qiáng)化機(jī)械零件表面或修復(fù)磨損和崩裂部分，為材料表面改性，完善其性能,延長(zhǎng)零件的使用壽命,具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值. 常用的工藝方法有:手工電弧堆焊、振動(dòng)電弧堆焊、氧-乙炔焰堆焊、等離子堆焊等。幾種堆焊方法特點(diǎn)比較堆焊方法 稀釋率（%） 熔敷速度埋弧堆焊 單絲 3060

30、4.511.3 多絲 1525 11.327.2 單帶極 1020 12 36 多帶極 815 22 68等離子弧堆焊 手工送絲 515 0.53.6 自動(dòng)送絲 515 0.53.6 雙熱絲 515 1327 熔化極氣體自保護(hù)電弧堆焊 1040 0.95.4帶極電渣堆焊 1014 1575 為了最有效地發(fā)揮堆焊層的作用，希望采用的堆焊方法有較小的母材稀釋、較高的熔敷速度和優(yōu)良的堆焊層性能.帶極電渣堆焊技術(shù)具有比帶極埋弧難焊更高的生產(chǎn)效率、更低的稀釋率和良好的焊縫成形等優(yōu)點(diǎn)，得到迅速發(fā)展和較普遍的應(yīng)用。4.3.9.2工藝參數(shù)的控制影響帶極電渣堆焊質(zhì)量的工藝參數(shù)最主要的有焊接電壓、電流和焊接速度，

31、其次還有干伸長(zhǎng)，焊劑層厚度，焊道間搭接量、焊接位置等。 控制焊接電壓，當(dāng)電壓太低，有帶極粘連母材的傾向。電壓太高，電弧現(xiàn)象明顯增加，熔池不穩(wěn)定，飛濺也增大，推薦的焊接電壓可在2030V之間優(yōu)選。 焊接電流增加，焊道的熔深、熔寬、堆高均增加，而稀釋率略有下降，但電流過(guò)大，飛濺會(huì)增加。不同寬度的帶極應(yīng)選擇不同的焊接電流，對(duì)75mm0.4mm的帶極，電流可在10001300A之間優(yōu)選。 隨著焊接速度的增加，焊道的熔寬和堆高減小，熔深和稀釋率增加，焊速過(guò)高，會(huì)使電弧發(fā)生率增加，為控制一定的稀釋率，保證堆焊層性能，焊接速度一般控制在1517cmmin。 帶極電渣堆焊時(shí)，母材傾角會(huì)影響稀釋率和焊道成形，采

32、用水平位置或稍帶坡度（12）的上坡焊為宜。 帶極電渣堆焊熱輸入較高，故一般用于堆焊50200mm的厚壁工件。 4.3.9.3優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用范圍 帶極電渣堆焊與帶極埋弧堆焊相比： 1）熔敷效率高，在中等電流下，比埋弧焊高50； 2）熔深淺而均勻，母材稀釋率低，可控制在10以下，單層堆焊即可滿足性能要求。 3）堆焊層成形良好，不易有夾渣等缺陷，表面質(zhì)量?jī)?yōu)良，需機(jī)械加工，省料省時(shí)。 4）帶極中合金元素?zé)龘p和不利元素增量極少，堆焊層的塑性和韌性高于埋弧難焊。 5）接頭熔合區(qū)性能優(yōu)于帶極埋弧堆焊。 由于帶極電渣堆焊上述優(yōu)點(diǎn)，在加氫反應(yīng)器、煤氣工程熱壁交換爐、核電站設(shè)備中壓力容器的內(nèi)表面大面積堆焊中均得到了

33、廣泛應(yīng)用。4.3.9.4堆焊工藝設(shè)計(jì) 表-筒體內(nèi)壁堆焊工藝要求鋼材的屈服強(qiáng)度/Map鋼號(hào)預(yù)熱條件及溫度層溫后熱處理電弧焊電渣焊34516Mn32預(yù)熱100不限不需要600-650回火900-930正火600-630回火基本金屬16MnR焊接方法帶極埋弧堆焊+帶極電渣堆焊焊絲309L+347焊劑SJ304、SJ-15B預(yù)熱溫度5坡口加工及清理清理待堆焊面層間溫度（100-250）（5-100）后熱溫度及時(shí)間（250-300）2hr（過(guò)渡層）焊后熱處理SR無(wú)損探傷檢查UT、MT表二 筒體內(nèi)壁對(duì)焊焊接規(guī)范位置焊接方法焊材牌號(hào)直徑電源種類及極性焊接電流A焊接電壓V焊接速度/min過(guò)渡層帶極埋弧堆焊30

34、9L+ SJ304750.4直流反接900-110026-289表層帶極電渣堆焊347+ SJ-15B750.4直流反接1000-105026-2891）過(guò)渡層堆焊后進(jìn)行100%PT檢測(cè)，按JB/T4730.5-2005中級(jí)合格。2）表層進(jìn)行100%PT檢測(cè)，按JB/T4730.5-2005中級(jí)合格 3）焊層及熔合面進(jìn)行100%UT，符合1572-00-JT中的有關(guān)要求4）堆焊層進(jìn)行厚度檢測(cè)，符合圖紙要求。焊后進(jìn)行SR消除應(yīng)力熱處理，具體方法和參數(shù)筒體的制造過(guò)程完成，待總裝五、筒體接管設(shè)計(jì)5.1接管的工藝流程加熱設(shè)備 裝爐溫度 加熱速度熱電偶加熱40050/H加熱溫度均熱后保溫時(shí)間冷卻方式67

35、5（+15-10） 3H60/H冷至400停機(jī)序號(hào)工序名稱工藝要求負(fù)責(zé)人簽字1材檢材檢一般包括對(duì)材料的外觀，實(shí)物與質(zhì)量證明書(shū)，爐批號(hào)，化學(xué)成分，力學(xué)性能的全面核實(shí)和綜合實(shí)驗(yàn)等，綜合以上選用材料為Q235-B鋼板，除應(yīng)滿足GB150鋼制管殼式換熱器級(jí)進(jìn)行制造檢驗(yàn)和驗(yàn)收，并接受國(guó)家質(zhì)監(jiān)局頒發(fā)的壓力容器安全技術(shù)檢查規(guī)程監(jiān)督2初車將材檢的板材進(jìn)行初車。3探傷UT超聲波檢測(cè),對(duì)于的薄板(小于6mm)采用板波檢測(cè),對(duì)于中厚板(6mm-60mm之間)和厚板(大于60mm)采用縱波進(jìn)行檢測(cè),鋼板須按JB/T4730.3-2005的要求逐張進(jìn)行超聲波檢測(cè),合格等級(jí)為級(jí).4立車立車加工接管坡口符合圖樣要求5探傷M

36、T100%磁粉檢測(cè),利用表面或者近表面而缺陷的工件被磁化后產(chǎn)生的漏磁場(chǎng).首先進(jìn)行表面準(zhǔn)備;然后磁化,施加磁粉;檢查;最后退磁,清洗.隨著被檢工件的不同,檢測(cè)工序的不同,具體的過(guò)程也不相同.最后按照J(rèn)B 47304-2005評(píng)價(jià), 級(jí)為合格.6堆焊過(guò)度層筒體的堆焊分為兩層,第一層就是過(guò)渡層,通常堆焊309L,堆焊是需要進(jìn)行預(yù)熱,焊后需要進(jìn)行中間消除應(yīng)力或者消氫處理.7爐外消氫為了使焊縫熔池金屬在結(jié)晶和冷卻過(guò)程中吸收空氣中的氫給擴(kuò)散出來(lái)，又稱擴(kuò)氫，是防治延遲裂紋的產(chǎn)生而導(dǎo)致的脆性斷裂，溫度一般為300400度，時(shí)間為2小時(shí)，如果在焊接完成后立即進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理時(shí)，可不單獨(dú)進(jìn)行消氫處理。8立車立車

37、加工接管坡口符合圖樣要求9探傷PT滲透檢測(cè)焊縫，滲透檢測(cè)可以工件及焊縫表面開(kāi)口的裂紋,疏松,針孔等缺陷,工作原理簡(jiǎn)明易懂,不限尺寸,設(shè)備簡(jiǎn)單,成本低,使用方便. 焊縫100%PT檢測(cè),按JB/4730.2-2005級(jí)驗(yàn)收.10堆焊面層堆焊的第二層就是面層,一般采用焊條電弧堆焊或者采用二氧化碳藥芯自動(dòng)堆焊(質(zhì)量較好).應(yīng)該在最終熱處理后進(jìn)行堆焊,這樣可以減少應(yīng)力腐蝕11CT對(duì)工件進(jìn)行化學(xué)檢測(cè)，取樣進(jìn)行化學(xué)成分分析，按工件要求進(jìn)行驗(yàn)收。12立車立車加工接管法蘭13探傷PT.CT.MT1.焊縫100%MT檢測(cè),按JB/4730.4-2005級(jí)驗(yàn)收. 2.焊縫100%CT檢測(cè),按JB/4730.3-2

38、005級(jí)驗(yàn)收. 3.焊縫100%PT檢測(cè),按JB/4730.2-2005級(jí)驗(yàn)收.4.取樣進(jìn)行化學(xué)成分分析14劃線號(hào)料劃線直接決定了零件成形后的尺寸和幾何形狀精度,對(duì)以后的組隊(duì)和焊接工序都有很大的影響，劃線完成后，接下來(lái)就是將劃線展開(kāi)圖畫(huà)在板料上,號(hào)料時(shí)不僅考慮展開(kāi)尺寸,同時(shí)還要考慮各個(gè)加工工序的加工余量,還有要考慮劃線的技術(shù)要求.15 探傷PT滲透檢測(cè)可以工件及焊縫表面開(kāi)口的裂紋,疏松,針孔等缺陷,工作原理簡(jiǎn)明易懂,不限尺寸,設(shè)備簡(jiǎn)單,成本低,使用方便,焊縫100%PT檢測(cè),按JB/4730.2-2005級(jí)驗(yàn)收.16鉆孔根據(jù)鋼板厚度選用刀具，并按照規(guī)定進(jìn)行鉆孔工藝規(guī)范5.2 接管與筒體焊接設(shè)計(jì)在壓力容器的設(shè)計(jì)，制造中會(huì)經(jīng)常遇到角接接頭問(wèn)題。根據(jù)角接接頭的重要性和傳遞載荷的大小可把焊接接頭分為主要角接接頭和輔助角接接頭。主要角接接頭以某種方式承受著全部載荷，如果焊縫破壞，所以說(shuō)