厚壁壓力容器筒體的制造工藝分析

1、 厚壁壓力容器筒體的制造工藝分析 摘要：高壓厚壁容器在化工行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，容器筒體實(shí)體的質(zhì)量直接決定著化工生產(chǎn)的成效，制造厚壁高壓容器在工藝上要求高，制造過程復(fù)雜。本文介紹了高壓厚壁壓力容器筒體的下料、預(yù)彎、成形、矯圓、組對(duì)、焊接等制造工藝和質(zhì)量控制措施。關(guān)鍵詞：厚壁；壓力容器；筒體；制造工藝0引言高壓厚壁壓力容器向著高溫、高壓、厚壁、大型化發(fā)展，壓力容器的工作壓力達(dá)到30mpa以上，筒體壁厚達(dá)到200mm以上，直徑也達(dá)到12000mm。高溫、高壓的大型壓力容器在筒體制造上不容易控制，壓力容器制造廠在厚壁筒體制造過程中容易的出現(xiàn)質(zhì)量問題，如卷筒時(shí)不認(rèn)真執(zhí)行工藝要求，易發(fā)生筒體直徑偏差較大

2、、鋼板折斷、縱縫開裂等現(xiàn)象。1.筒體的制作1.1鋼板下料，根據(jù)高壓厚壁壓力容器施工圖，主體依據(jù)容器要求尺寸進(jìn)行排版，避開開孔位置在焊道上，主體板下料根據(jù)直徑計(jì)算周長，要求下料時(shí)板材對(duì)角線、長度、寬度控制在1.5毫米以內(nèi)。1.2筒體鋼板周長超過15米以上，一般采用2張拼接，根據(jù)焊接工藝要求進(jìn)行坡口角度切割。2.鋼板預(yù)彎卷制2.1鋼板滾弧時(shí)要考慮鋼板延展，鋼板的厚度與筒體直徑之比大于13%時(shí)，則考慮鋼板卷制的延展量，預(yù)完后進(jìn)行實(shí)際尺寸測量后切割，保證按照?qǐng)D紙要求的直徑誤差范圍之內(nèi)。2.2為了不改變材料的原來熱處理狀態(tài)，筒節(jié)成形盡量采用冷成形，冷卷一般按中性層展開尺寸下料，鋼板為防止鋼板折斷，要在鋼

3、板四周打磨2毫米的圓弧角，避免鋼板延遲裂紋的發(fā)生。2.3筒節(jié)預(yù)彎卷制時(shí)，由于卷板機(jī)的特性，下輥水平位移過小，在預(yù)彎時(shí)會(huì)產(chǎn)生直段，所以要留預(yù)彎直段，考慮1.52倍的板厚（根據(jù)卷板機(jī)卷制能力大?。A(yù)留100-250毫米，小直徑筒體可以不留預(yù)彎量。對(duì)于有些小徑厚壁筒節(jié)因受設(shè)備能力限制需要中溫?zé)峋沓尚螘r(shí)，受焊接方法、焊接規(guī)范、板材材質(zhì)、厚度、直徑大小等影響。2.4通過對(duì)卷板機(jī)性能的操作經(jīng)驗(yàn)，壓頭預(yù)彎需要2-3次。確定數(shù)值后保證直段和弧度的過渡段要預(yù)制100-200毫米，第二遍要比第一遍下壓3毫米，保證整個(gè)壓頭弧度（不小于500毫米）的均勻，小直徑筒節(jié)不留壓頭余量，才能保證第三遍要求數(shù)值。2.5筒節(jié)板

4、預(yù)彎（壓頭）筒體板預(yù)彎在壓力機(jī)進(jìn)行時(shí)，在預(yù)彎處畫出素線（壓胎位置線）筒節(jié)板在預(yù)彎設(shè)備上應(yīng)找正，第一次下壓量不宜過大，可分多次壓制成形，并用樣板檢驗(yàn)。壓力機(jī)預(yù)彎 卷板機(jī)預(yù)彎2.6筒節(jié)預(yù)彎樣板采用2米的樣板測量，間隙不得大于2毫米；弧板預(yù)彎間隙不得大于1.5毫米。2.7筒節(jié)的成形（卷板）筒節(jié)板在預(yù)彎、二次劃線、切割直邊、加工縱焊縫坡口后便進(jìn)行卷板成形。2.8成形時(shí)根據(jù)板厚、直徑大小、材質(zhì)、設(shè)備能力等具體情況可分別選用冷成形或熱成形工藝，一般來說盡量選用冷成形工藝，以保持材料的原來熱處理狀態(tài)。對(duì)于厚壁小直徑或受限于設(shè)備能力的筒節(jié)可選用中溫成形。卷板機(jī)卷筒 卷制后的板片2.9鋼板厚度超過100毫米卷制

5、時(shí)，需在加熱爐升溫到200度，出爐采用吊車4只板鉤吊裝，板鉤在吊裝過程中易發(fā)生滑脫現(xiàn)象，需要人工量尺寸或找吊裝位置來掌握平衡。卷制時(shí)，先進(jìn)行板端壓頭，用樣板測量弧度，板的兩端達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求后進(jìn)行中間部位卷制。卷制時(shí)開始水平部位使用普通鋼管管輔助，吊車配合進(jìn)行，板材的強(qiáng)度和厚度達(dá)到支持拱高塌陷幅度最小為止，卷制到可以合口的部位，吊車配合進(jìn)行縱縫的點(diǎn)焊加固，吊裝到焊接架上進(jìn)行埋弧焊焊接。筒節(jié)回圓3.1鋼板80毫米以下鋼板卷制成筒節(jié)縱縫焊接好后，回圓時(shí)要比組對(duì)縱縫時(shí)多向下壓2毫米，在卷板機(jī)上多轉(zhuǎn)幾圈，通過應(yīng)力釋放達(dá)到圓度值，回圓樣板檢查尤為重要，橢圓度最大值在焊道部分，直徑超過4.5米的需要拼板形成兩

6、道縱縫，進(jìn)行回圓必須進(jìn)行焊道位置多方測量和壓力調(diào)整，達(dá)到圓度值要求。3.2鋼板厚度超過100毫米筒節(jié)焊接后還要進(jìn)行二次加熱，回圓時(shí)卷板機(jī)壓力非常大，對(duì)鋼板產(chǎn)生的外力會(huì)作用在筒體其它部位，所以要在鋼板200度時(shí)盡快利用很短的時(shí)間回正找圓。3.3圓度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定(筒節(jié)內(nèi)徑的1%，盡量不大于15mm）或圖樣要求。3.4筒節(jié)6米以內(nèi)的的環(huán)焊縫坡口加工在校圓后經(jīng)機(jī)加工而成，對(duì)于6米以上的直徑筒體組對(duì)縱縫時(shí)保證筒節(jié)端部平面度比較容易，可以在筒節(jié)成形前（卷板前）加工環(huán)縫坡口。3.5為了提高焊接質(zhì)量和效率，厚壁筒節(jié)環(huán)縫坡口一般選用窄間隙坡口形式，外坡口保證在24毫米左右， 窄間隙坡口在加工的過程中，由于筒節(jié)有

7、一定的圓度，可能有局部加工時(shí)達(dá)不到坡口尺寸要求，可以進(jìn)行打磨修整。3. 筒體組對(duì)焊接4.1筒節(jié)在加工完環(huán)縫坡口后，根據(jù)排版圖進(jìn)行組對(duì)，組對(duì)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制筒體的錯(cuò)邊量和直線度，一般錯(cuò)邊量控制在等于小于壁厚的1/8倍，且不超過20mm；直線度允差應(yīng)不大于筒體長度的1/1000，當(dāng)直立容器殼體長度超過30m時(shí)，直線度允差應(yīng)不大于（0.5l/1000）+15。4.2筒體焊接時(shí)一定要嚴(yán)格按焊接工藝進(jìn)行，縱縫焊接時(shí)在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的托輥上進(jìn)行，要對(duì)焊接部位采取不斷加熱方式進(jìn)行施工，確認(rèn)焊絲和焊藥符合焊接要求，控制好焊接電流電壓，一般進(jìn)行倒班一次性焊接完成，焊接時(shí)采用一道壓一道排焊的方法，便于氣孔析出，滿足焊道強(qiáng)度

8、要求。4.3過程中控制好工序焊接質(zhì)量，及時(shí)對(duì)焊接缺陷進(jìn)行處理，焊接內(nèi)外口后進(jìn)行熱處理，保證消氫處理時(shí)間。結(jié)束語厚壁壓力容器筒體的制作中材質(zhì)要求越來越高，制作過程中有很多不確定因素發(fā)生，控制的好可減少筒節(jié)板在成形過程中發(fā)生折斷或在校圓過程中發(fā)生焊縫裂紋等質(zhì)量問題，施工同時(shí)要?jiǎng)?chuàng)新的工作方法，同時(shí)也降低了施工成本。參考文獻(xiàn)1麻世玲, 肖潔. 淺談厚壁壓力容器筒體的制造工藝j. 化工管理, 2014, 000(033):165-166.2吳瑞萍, 李斌, 闕衛(wèi)平. 厚壁筒體卷制成型碾長量的 形成原因及工藝優(yōu)化j. 電焊機(jī), 2019, 049(012):107-111.3馬玉玫, 張凱, 鄭紅果. 高強(qiáng)度鋼小直徑厚壁筒體的卷制成形技術(shù)j. 化工機(jī)械, 2018, 4