氣液分離罐罐體制作工藝設計

1、-作者xxxx-日期xxxx氣液分離罐罐體制作工藝設計【精品文檔】焊接結(jié)構(gòu)課程設計說明書-氣液分離器生產(chǎn)工藝姓名： 班級： 系部： 學號： 指導老師： 2013-2014第二學期目 錄摘 要31. 氣液分離器概述42. 母材的選擇與檢驗5表2 化學成分表53.罐體制造工藝流程64 筒體的制作工藝75封頭壓制156 總裝配焊接187檢驗218 涂裝及零件圖229.參考文獻23摘 要本設計編制的是氣液分離器的制造工藝，按照在承壓等級的基礎上，綜合壓力容器工作介質(zhì)的危害性（易燃、致毒等程度）進行分類，此容器屬于類容器。此容器受壓元件材料主要為Q245R，故在討論Q245R焊接性的基礎上對該容器進行制

2、造工藝編制。本產(chǎn)品制造、試驗和驗收按GB1501998鋼制壓力容器中的技術(shù)條件規(guī)定執(zhí)行。本次設計的氣液分離器筒體由ø426mm×14mm×2700mm厚的筒體，封頭ø426mm×14mm由熱壓方法獲得。本設計首先介紹了氣液分離器的結(jié)構(gòu)，并分析了制造本產(chǎn)品的材料如Q245R鋼的化學成分、力學性能及焊接性，然后分析了該容器焊接制作工藝流程。文中詳細論述了氣液分離器加工、裝配、焊接工藝。同時對容器制作中容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題進行了分析說明，提出了相應的解決措施。文中重點闡述了裝配焊接工藝，包括筒節(jié)的縱縫裝配焊接、筒節(jié)與封頭的環(huán)縫裝配焊接、筒節(jié)與筒節(jié)的環(huán)縫

3、焊接等。如裝配方法、焊條、焊劑與焊絲及焊接方法的選擇、焊接參數(shù)的選取等。并對容器的焊后試驗、氣密性試驗等進行了必要的說明。壓力容器是容器的一種，是指最高工作壓力MPa，容積25，工作介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于或等于標準沸點液體的容器。這類結(jié)構(gòu)大都在一定的溫度和壓力下工作，且相當一部分結(jié)構(gòu)的工作介質(zhì)或內(nèi)部充裝物為易燃易爆，或具有強烈腐蝕性，或有毒的物質(zhì)，一旦發(fā)生泄露或者斷裂破壞，就可能產(chǎn)生災難性的后果，造成人民生命財產(chǎn)的嚴重損失。因此，必須保證該類結(jié)構(gòu)在工作和運行中的安全可靠性，必須按照產(chǎn)品設計的技術(shù)要求中專門的技術(shù)規(guī)范來進行制造生產(chǎn)，嚴格控制質(zhì)量，并且要由專設機構(gòu)來進行監(jiān)督和檢查。

4、世界各國對于壓力容器的制造和使用都非常重視，均設有專門機構(gòu)，制定了詳細的技術(shù)規(guī)范和檢查標準。壓力容器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展離不開機械、冶金、石油化工、電腦信息、經(jīng)濟管理和安全防護等諸多工程技術(shù)的改革創(chuàng)新，或者說它是在多項新材料、新技術(shù)、新工藝綜合開發(fā)的基礎上發(fā)展的工業(yè)產(chǎn)品。在科學技術(shù)不斷提高的今天，壓力容器行業(yè)的發(fā)展當然也離不開先進技術(shù)的使用。氣液分離器生產(chǎn)工藝1. 氣液分離器概述氣液分離器可安裝在氣體壓縮機的出入口用于氣液分離，分餾塔頂冷凝冷卻器后氣相除霧，各種氣體水洗塔，吸收塔及解析塔的氣相除霧等。氣液分離器也可應用于氣體除塵，油水分離及液體脫除雜質(zhì)等多種工業(yè)及民用應用場合。1.1結(jié)構(gòu)形式罐體為單層壓

5、力容器，見圖1。氣液分離器示意 圖11.2 主要技術(shù)參數(shù)（見表1）表1 氣液分離罐主要技術(shù)參數(shù)設計壓力/MPa6腐蝕裕度/mm臥置試壓/MPa設計溫度/50焊縫系數(shù)地震烈度計算風壓保溫材料泡沫石棉容積/m³操作介質(zhì)保溫層厚度/mm60容器類別類 材料分析（見表2）表2 化學成分表材料CSiMnPSAltQ245R0.502. 母材的選擇與檢驗母材的選擇罐體封頭板采用Q245R，其力學性能與化學成分見表2和表3。裙座、筋板采用Q235。表2 化學成分表材料CSiMnPSAltQ245R表3 力學性能鋼板厚度/mm抗拉強度R/(N/)屈服強度R/(N/)伸長率A/%溫度/沖擊吸收能量KV

6、2/J180°彎曲試驗 彎曲直徑（b35mm）3-16400-52024525031>16-36400-52023525031>36-60400-52022525031>60-100390-51020524031d=2a>100-150380-50018524031d=2a 焊接性分析1）16MnDR的焊接性分析16MnDR鋼焊接中需注意如何保證焊接接頭的低溫韌性,以防止低溫使用時發(fā)生脆性裂紋。根據(jù)碳當量計算公式計算出16MnDR的碳當量為0.49%,說明淬硬傾向小,室溫下焊接一般不易產(chǎn)生冷裂紋,且硫、磷含量控制較低,所以也不易產(chǎn)生熱裂傾向。板厚小于25mm時

7、不需要預熱,板厚超過25mm、接頭剛性拘束較大或環(huán)境溫度過低時,可在焊接之前進行預熱,預熱溫度為100150。當板厚大于16mm時,要進行焊后消除應力熱處理。為了消除焊接應力,進一步改善焊接接頭性能,對氣液分離罐進行焊后整體熱處理。熱處理溫度為580640,在600下保溫3 h,升溫速度不大于200/h,降溫速度不大于260/h,隨爐自然冷卻。2）Q235的焊接性分析Q235的含碳量(0.25%)低，其它合金元素含量也較少，在通常情況下不會因焊接而引起嚴重的硬化組織或淬火組織，因而適用于各種焊接方法進行焊接，一般而言不需要采用特殊的焊接工藝措施即可得到優(yōu)質(zhì)的焊接接頭。這種鋼材的塑性和沖擊性優(yōu)良

8、,焊接接頭的塑性也很好，在焊接時一般不需要預熱，控制層間溫度和后熱，焊后也可不用熱處理改善組織。在焊接Q235鋼時，應著重注意防止結(jié)構(gòu)拘束應力和不均衡的熱應力所引起的裂紋。用電弧焊焊接低碳鋼時，為了焊縫金屬的塑性、韌性和抗裂性能，通常都是使焊縫金屬的碳含量低于母材，依靠提高焊縫中的硅、錳含量和電弧焊所具有較高的冷卻速度來達到與母材等強度。因此，焊縫金屬會隨著冷卻速度的增加，其強度會提高，而塑性和韌性會下降。為了防止過快的冷卻速度，當厚板單層角焊縫時，其焊角尺寸不宜過??；多層焊時，應盡量連續(xù)施焊；焊補表面缺陷時，焊縫應具有一定的尺寸，焊縫長度不得過短，必要時應采用100150的局部預熱。某些焊接

9、方法熱源不集中或線能量過大，如氣焊和電渣焊等，引起焊接熱影響區(qū)的晶粒區(qū)晶粒更加粗大，從而降低接頭的沖擊韌性，因此，重要結(jié)構(gòu)焊后往往要進行正火處理。3.罐體制造工藝流程圖2是此次罐體內(nèi)筒體和封頭設計的工藝流程圖，其他部件制作參照流程圖。筒節(jié)制造工藝流程圖鋼板的復檢預處理下料 鋼板的卷制鋼板的對中鋼板的預彎邊緣加工 縱縫裝配焊接矯圓封頭制造工藝流程圖鋼板的復檢預處理 加熱 邊緣加工下料 壓制 二次切割總裝配焊接工藝筒節(jié)間或筒節(jié)與封頭裝配環(huán)縫焊接附件裝配焊接 無損探傷 消除應力熱處理 包裝出廠 圖2 氣液分離罐罐體生產(chǎn)工藝流程圖4 筒體的制作工藝1）鋼板的復檢鋼板在進行加工之前要對其進行復檢，所謂的

10、復檢就是對鋼板進行必要的化學成分、各種力學性能、表面缺陷及外觀尺寸的檢查。鋼板進廠后，要對其附帶的料單進行驗收。需要查驗料單上列出的鋼板的化學成分和力學性能。在此基礎上還要對鋼板進行抽樣來做化學成分和力學性能的檢驗（如拉伸試驗、沖擊試驗等等）。待復檢合格后，才能對其進行加工。對于試驗所得出的結(jié)論與料單不符的鋼板，要進行返貨。2）鋼板的預處理(1) 鋼材的矯正 在復檢合格之后，要對鋼板進行預處理。進廠的鋼材可能在軋制、運輸、裝卸和堆放過程中，由于種種原因可能會產(chǎn)生彎曲、扭曲、波浪等變形。當這些變形超過一定程度時，會給尺寸的度量、劃線、剪裁及其他加工帶來困難，而且會影響到成形零件的尺寸和幾何形狀的

11、精度，從而影響到裝配、焊接和整個產(chǎn)品的質(zhì)量。所以在劃線、下料前應予以矯正。所謂矯正就是在外力的作用下給鋼板施加一個與原來變形相反的力，以消除彎曲、扭曲、皺折、表面不平等變形，從而獲得正確形狀的過程。矯正方法有手工矯正、火焰矯正和機械矯正。本設計選用4200×9輥式中厚板矯平機來對鋼板進行矯正。其工作原理如圖3所示。 圖3多輥矯平機工作原理圖1. 導向輥 2. 上支承輥 3. 上工作輥 4. 下支承輥 5. 下工作輥4200×9輥式中厚板矯平機技術(shù)參數(shù)如表6所示表6 4200×9輥式中厚板矯平機技術(shù)條件厚度/mm寬度/mm長度/mm溫度/輥數(shù)×輥距/mm6

12、40150040002000180006008009×360輥徑×輥長/mm上橫梁開口度/mm傳動比/i矯平速度/(m/s)主電動機/kw320mm×420024022125(2) 鋼板的表面預處理 鋼板的表面預處理主要指清除鋼材和零件表面的銹、油污和氧化物等。清理的方法主要有兩類：機械法和化學法。機械法包括噴砂和噴丸、磨光機或鋼絲刷、砂布打磨、刮光或拋光等。化學法主要是用溶液進行清理。鋼材表面的預處理對于提高產(chǎn)品質(zhì)量、延長產(chǎn)品的壽命、減少環(huán)境污染具有重要的意義。本設計采用噴丸的處理方法，因為此方法比較徹底，效率高。(3) 展開 復檢合格后，進行矯正、噴丸及噴漆等

13、處理加工，之后進行劃線下料。由于內(nèi)筒為圓柱形回轉(zhuǎn)體，劃線前要進行展開，采用計算展開法，考慮壁厚因素，按中徑展開。具體展開公式如下： 式中 L筒體毛坯展開長度（mm）； Dg容器公稱直徑（mm）； 容器壁厚（mm）； s加工余量（包括切割余量、焊接收縮量）（mm）。L=3.14（2600+10）+8=8203.4（mm）筒體展開后，其實就是一塊矩形金屬板。毛坯寬度為內(nèi)筒的長度，其大小取決于原材料的寬度和容器上焊縫的分布情況（焊縫不允許十字交叉）。注意，毛坯實際寬度也要包括加工余量（可在某一塊板料上加放焊接收縮量）。每邊加30mm，兩邊一共60mm。則8203.4+60=8263.4（mm）。需要

14、鋼板規(guī)格與數(shù)量：9000500016（1張）如圖4。(注：圖中虛線為選板尺寸，實線為毛坯料尺寸)圖4筒體展開圖(4) 劃線、號料與下料劃線后進行下料加工。下料的同時將坡口加工出來，用氣體火焰切割機完成此工作。 劃線 應根據(jù)材料規(guī)格進行下料、排版，其尺寸應比理論計算的尺寸每邊再多加30mm。 標記移植 在劃好線的鋼板上作標記移植，并填好標記移植檢查記錄。 下料 采用氣體火焰切割機下料，長度與寬度誤差不應大于0.1mm。(5) 邊緣加工 用氣割去除加工余量（即二次下料），同時進行坡口加工，坡口加工后必須仔細檢查表面質(zhì)量和曲率。坡口表面不得有分層、裂紋或影響焊接質(zhì)量的其他缺陷。經(jīng)著色和超聲波檢驗合格

15、后，在坡口上涂上防銹漆，焊接時不必除去。本設計選用較為方便操作的氣體火焰切割方式來進行鋼板的下料。氣體火焰切割原理是利用可燃氣體與氧氣混合燃燒形成的預熱火焰，將被切割的金屬加熱到其燃燒溫度，再用噴射出高速氧氣流使割縫被加熱到燃點的金屬發(fā)生劇烈燃燒產(chǎn)生大量熱量，并將產(chǎn)生的氧化物熔渣吹除掉，從而把金屬分割開來的一種加工方法。CG130小車式半自動切割機主要技術(shù)參數(shù)如表7所示。表7 CG1-30技術(shù)參數(shù)切割厚度/mm切割速度/(mm/min)電動機型號電壓/V功率/kw56050750S26111024開坡口是邊緣加工的一種。其方法也很多，有手工鏟削，砂輪打磨，用加工機床進行機械加工，以及氣體火焰切

16、割和碳弧氣刨等。本設計選用同款式氣體切割機，進行坡口加工。氣割邊緣加工可用自動或半自動切割機同時用兩個或三個割嘴。一次切割就可以切割出V型或X型坡口來。至此內(nèi)筒的備料加工工藝過程結(jié)束。4.2筒節(jié)的卷制卷板機的主要結(jié)構(gòu)形式分為三輥、四輥及立式卷板機。本設計采用對稱式三輥卷板機進行鋼板的卷制。對稱式三輥卷板機的工作原理如圖5所示，其上輥1可在垂直方向上下調(diào)節(jié)。兩下輥為主動輥，可正反兩方向旋轉(zhuǎn)，并對稱于上輥中心線排列。彎曲時將鋼板放入上下輥之間，然后上輥向下移動將鋼板壓緊并使之彎曲，是鋼板達到塑性變形狀態(tài)，再驅(qū)動兩下輥旋轉(zhuǎn)，并借助于鋼板與輥子之間的摩擦力使鋼板左右移動，同時上輥也隨之轉(zhuǎn)動，這樣，就使

17、鋼板連續(xù)通過垂直面，受到相同的彎曲，產(chǎn)生相同的的變形。鋼板成為曲率相同的弧形板。一次行程之后，再將上輥下壓一定距離，又驅(qū)動下輥，使鋼板進一步受到彎曲。上輥幾次下壓，就將鋼板彎曲到需要的曲率半徑。板料的兩端不能同時進入三輥之間的部分得不到彎曲，稱為剩余直邊。剩余直邊的長度約為兩下輥中心距的一半。坯料經(jīng)卷彎后所得的曲率取決于輥軸的相對位置、板料的厚度和力學性能。它們之間的關(guān)系可以近似的用下式表示： 式中：, 輥軸的直徑，mm；s板料的厚度，mm；R零件的曲率半徑，mm；H，B輥軸之間的距離，mm。鋼板在常溫下彎曲加工時，其曲率半徑不應小于某一最小規(guī)定允許值，若超過規(guī)定值，超過材料常溫下塑性變形能力

18、，則應進行熱彎。通常根據(jù)規(guī)定D/ s >40，可進行冷彎；D/s<40，則必須熱彎（D為圓筒的直徑，s為板厚）。本產(chǎn)品D/s=2600/16=>40，可以冷彎。圖5 三輥卷板機工作原理示意圖主要工序步驟有：鋼板的預彎、對中、卷圓、矯圓。1）預彎常用的預彎方法有二種，利用彎曲模和卷板機預彎（適于02，24mm），利用楔墊板預彎（適于較薄板）和利用模具和壓力機預彎（適于各種板厚），它分為專用模具預彎（適用于批量生產(chǎn)）和通用模具預彎（用于單件小批量生產(chǎn)）。本產(chǎn)品鋼板厚度為16mm，可采用彎曲模和卷板機預彎的方法進行預彎，利用彎曲模和卷板機預彎的工作原理如圖6所示，模板厚度一般取卷制

19、鋼板厚度的兩倍或稍多些，其曲率半徑應小于被彎曲鋼板的曲率半徑，這樣既可以不致增加卷板機的負擔，免于損壞機床，又可以保證鋼板的預彎曲率。預彎的長度一般應大于兩下輥中心距的一半，可?。?20），通常為150200mm。圖6胎板預彎工作原理圖2）對中板料預彎之后，將放入卷板機上下輥之間進行滾卷前必須使板料的母線與輥的軸線平行，使板料的縱向中心線與輥的軸線保持相互垂直，也就是對中。其目的是防止鋼板在滾卷過程中產(chǎn)生扭斜。本產(chǎn)品用傾斜進料對中的方法進行對中，具體方法如圖7所示。圖7 對中方法3）卷圓鋼板對中后，即可用上輥壓住板料并使之產(chǎn)生一定彎曲，開動機床進行滾卷。每滾卷一個行程，便適當下調(diào)上輥一次，這樣

20、經(jīng)過多次滾卷就可將板料彎曲成所要求的曲率。調(diào)整上輥的次數(shù)和每次調(diào)節(jié)量的大小，可依下述原則來確定：冷卷時不得超過材料允許的最大變形率。板料不致打滑，且不超過設備的額定功率。在滾卷過程中還應注意隨時用卡樣板測量，看是否達到曲率要求，不可過卷量太多，因過卷比曲率不足難以修正，且易使金屬性能變壞，但冷卷時，考慮到回彈的影響，必須施加一定的過卷量。當卷制達到要求曲率時，還應在此曲率下多卷幾次，以使其變形均勻和釋放內(nèi)應力，減少回彈。4）矯圓矯圓大致分三個步驟：加載 根據(jù)經(jīng)驗或計算將輥筒調(diào)到所需的最大矯正曲率位置。滾圓 將滾筒在矯正曲率下滾卷12圈（著重滾卷近焊縫區(qū)）使整圓曲率均勻一致。卸載 逐漸卸除載荷，

21、使工件在逐漸減少的矯正載荷下多次滾卷。5）卷板質(zhì)量的控制鋼板卷制的質(zhì)量控制，除按工藝要求、正確的選擇加工方法和工藝規(guī)范、正確的施焊外，還要注意防止各種缺陷的產(chǎn)生，以及對已經(jīng)產(chǎn)生的缺陷加以排除。（1）外形缺陷 由材料性能、規(guī)格、下料精度，焊接質(zhì)量，操作方式及工藝規(guī)范的差異所引起的筒節(jié)形狀和尺寸產(chǎn)生的誤差。（2）表面壓傷 在工件表面和輥子之間存在的氧化皮和其他夾雜物，造成表面壓傷，特別是熱卷和熱矯時，氧化皮的危害尤為嚴重，為此應采取相應的措施。（3）卷裂 由冷卷硬化，粗晶組織，應力集中及各種脆性條件應起材料塑性變壞，導致卷裂，具體注意事項之前已寫到，這里不再重復。6）筒體的組對（1）臥式組對方案的

22、原則 臥式組對筒體最佳方案的確定，應以如何將兩小段形成的橢圓為同向橢圓為準則，即長軸對長軸，短軸對短軸，即使橢圓度再大也不影響組對；反之，即使橢圓度再小、也不利于組對。（2）組對方法 四套轉(zhuǎn)胎分別置于兩小段筒體之下，且各轉(zhuǎn)胎保證等高度等跨度。主動胎放置的位置，根據(jù)實踐經(jīng)驗，必須放在中部,不能放在端頭，這是因為端頭的重量太小，壓力不夠，摩擦力太小，筒體不易轉(zhuǎn)動。（3）調(diào)橢圓度方法 如圖8所示，為千斤頂法，將千斤頂和頂桿置于最大短軸上，施力后短軸擴大，長軸縮短，橢圓得以調(diào)整。 圖8千斤頂法調(diào)橢圓度（4）始焊點位置的確定 由于本設備材料為16MnDR，所以可以在內(nèi)側(cè)進行點焊。通過轉(zhuǎn)動主動胎側(cè)筒體，對

23、正度數(shù)線和錯口量后，可在最下方或斜下方先點焊以定位，繼而在下部進行點焊。（5） 間隙不均勻的處理方法 圖9 間隙不均勻的調(diào)整方法圖9為處理間隙不均勻的常用方法。當下部或水平位置間隙合適而上部間隙大時，可在間隙適合處先點焊一疤，然后利用吊車使上部間隙縮小，如圖9(a)所示；當中部間隙合適而下部間隙大時，可在間隙合適處先點焊一疤，然后用吊車使下部間隙縮小，上部間隙自然擴大，如圖9(b)所示。 筒體的縱縫焊接筒體的裝配在焊接滾輪架上進行。裝配時采用夾具來保證質(zhì)量。采用夾具保證縱縫邊緣平齊，且沿整個長度方向上間隙均勻一致（符合技術(shù)要求）后，可進行定位焊。定位焊采用焊條電弧焊，焊點要有一定尺寸，且焊點間

24、距為200300mm。上述裝配工作也可在卷板機上完成，但可能會影響卷板機的利用率。為防止縱縫裝配后在吊運和存放過程中內(nèi)筒發(fā)生變形而影響它的圓度，可在筒內(nèi)焊上臨時支撐。縱縫焊接時要備有焊接試板，以及引弧板和引出板。本設計的筒體縱縫焊接采用無襯墊雙面埋弧焊，此種方法對邊緣加工和裝配要求較高，要求邊緣必須平直，保證間隙小于等于2mm。焊接第一面的熔深為板厚的40%50%，第二面要控制熔深達到板厚的60%70%，以保證焊透。坡口形式如圖10所示。 圖9筒體縱縫坡口形式縱縫焊接時采用伸縮臂式焊接操作機與焊接滾輪架配合使用，在伸縮臂式焊接操作機上裝置埋弧焊焊接機頭與焊工操作平臺，以便進行焊接。之后按照JB

25、/T47302005承壓設備無損檢測還應對焊縫進行100%射線檢測，不低于級為合格；及100%超聲檢測，不低于級為合格。具體規(guī)范參數(shù)如表8所示。表8 無襯墊雙面埋弧焊規(guī)范參數(shù)方位層位焊絲牌號焊絲直徑/mm焊劑型號焊接電壓/V焊接電流/A焊接速度/（cm/min）里第一層H08MnA4HJ431242656058030第二層323462064025外第一層283058060028選擇埋弧焊機型號為MZ1000，主要技術(shù)數(shù)據(jù)如表9所示。表9 MZ1000埋弧焊機送絲方式焊機結(jié)構(gòu)特點焊接電流/A焊絲直徑/mm送絲速度/（cm/min）焊接速度/（cm/min）焊接電流種類變速送絲焊車40012003

26、650200（弧壓35V）25117直流或交流5封頭壓制封頭尺寸的計算本次設計采用橢圓形封頭。GB150中規(guī)定：由封頭內(nèi)直徑Di（長軸）、封頭曲面深度H和直邊高h（為減小封頭和筒體的連接應力而設）組成。GB150推薦：橢圓形封頭采用長短軸比值為2的標準型。如圖11所示。封頭的公稱直徑DN（以內(nèi)徑作為公稱直徑） DN=2600mm；H=1/4DN=650mm；h=50mm;圖11 橢圓封頭的結(jié)構(gòu)形式坯料直徑（包括工藝余量）：Dp=1.211（DN）2h ×（260010）+2×50 =3248.6mm 5.2 封頭的沖壓封頭按照幾何形狀的不同分為：球形、球冠形、橢圓形、蝶形、

27、平面形等，如圖12所示。容器不開啟時，可以把封頭和筒體焊接在一起，從而有效地保證密封，節(jié)省材料和減少加工制造的工作量。對于因檢修或更換內(nèi)件的原因而需要多次的開啟的容器，封頭和筒體的連接應采用可拆式的，此時在封頭和筒體之間就必須要裝有密封裝置。圖12 封頭形式a) 平蓋封頭 b) 球形封頭 c) 橢圓封頭 d) 球冠封頭沖壓是利用具有一定半徑的模具，將已下料得到的平板坯料制成各種形狀的開口空心零件的沖壓工序。沖壓所用模具與沖裁模具不同，其凹凸模具沒有鋒利的刃口，而其工作部分都有較大的半徑，并且凸、凹模之間的間隙一般大于板料的厚度。封頭在沖壓過程中，板料的變形很大，為保證封頭的質(zhì)量，采用熱沖壓進行

28、封頭的加工。1）封頭的成形過程 整體封頭的沖壓過程為先將工件加熱到1100。然后將其放在下模上，并對準中心，放下壓邊圈，將坯料壓緊到合適程度，以保證沖壓時使坯料各處能均勻變形，防止封頭產(chǎn)生波紋和起皺，開動壓力機加壓，使坯料逐漸變形并落入下模。最后上提凸模使封頭與上模脫離。由于成形后的封頭在溫度降低后產(chǎn)生收縮，加之凸模受熱后又稍有膨脹，因而封頭被緊緊地裹在凸模上，使脫模困難。因此要嚴格控制終壓溫度，并在下模的圓周方向上穿六只活動銷來脫模。2）封頭的壁厚變化整體封頭的沖壓過程、無論是否采用壓邊圈，一般在接近大曲率部位封頭壁厚都要變薄。橢圓形封頭在曲率半徑最小處變薄最大，一般壁厚減薄量在8%10%之

29、間，所以選擇的封頭坯料比筒節(jié)坯料厚4mm。影響封頭壁厚變化的因素有：材料強度越低，壁厚變薄量越大。變形程度越大，封頭底部越尖，壁厚變薄量越大。上、下模間隙及下模圓角越小，壁厚變薄量越大。壓邊力過大或過小，壓制溫度過高，都會導致壁厚減小。3）壓延力的計算（1） 凸模直徑Dsm DsmDn（1）=2600×（1+0.9%）=2623.4mm。（2） 凹模直徑DxmDxmDsm2Z=2623.4+2×20+2 =2665.4mm式中封頭坯料厚度（mm）； Z模具間隙（mm），熱壓時Z（0.10.2）；冷壓時Z（0.20.3）。球形封頭或直邊較長的橢圓形封頭取較大值。設備能力偏小時

30、，取大值，并可適當加大間隙范圍。取Z=2mm。封頭沖壓時，沖壓力采用下面公式計算： ×××（3248.6-2665.4）×20×510 式中 F沖壓力（N）； e沖壓力影響系數(shù)，無壓邊力時e=1，有壓邊力時e=1.2； K封頭形狀影響系數(shù)，K=1.2； Dp坯料直徑（mm）； Dxm下模直徑（mm）； 坯料厚度（mm）； bt材料的高溫抗拉強度（Mpa）。此封頭的坯料直徑Dp與封頭內(nèi)徑Dn的差滿足條件6DpDn45，屬于中厚壁封頭，用普通模具一次沖壓即可成形，不需要特殊措施。對于直徑2000mm左右的低碳鋼和低合金鋼中厚板封頭，采用 

31、四柱式雙動厚板沖壓液壓機進行壓制。設備型號：QYC3150/4000（雙動）。采用加熱后壓制（熱壓）的方法來加工封頭，加熱溫度為母材金屬的線以上。封頭壓制成形后，進行二次劃線，并借助于焊接回轉(zhuǎn)臺進行二次切割。經(jīng)驗收合格后待裝配。四柱式雙動厚板沖壓液壓機技術(shù)參數(shù)如表10所示。 表10 QYC3150/4000型雙動液壓機技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)單位3150/4000內(nèi)滑塊公程力MN外滑塊壓邊力MN2主缸工作行程mm3000液體工作壓力MPa25最大凈空距mm4500最小閉合高度mm1500柱距（左右*前后）mm6000*3200工作臺面有效尺寸（左右*前后）mm5000*5000移動缸工作行程mm5

32、000頂出器公稱力MN15頂出器行程mm600工作速度mm/s50裝機總功率kW1500 4）二次切割封頭在制作過程中為了防止因壓偏而造成產(chǎn)品的報廢，在下料的時候多留出一些余量，封頭沖壓完成之后需將多余部分切掉。把沖壓好的封頭放在焊接回轉(zhuǎn)臺上，找出封頭的中心，將封頭定位進行二次劃線，然后進行切割，并開出坡口。封頭鋼板切割后在多輥式矯平機上進行矯平。矯平時，鋼板在矯平機上下輥壓力的作用下，經(jīng)多次反復彎曲，使鋼板得到均勻的拉伸，多種原始曲率逐漸趨向單一，并不斷減小，最終得以矯平。6 總裝配焊接 在完成筒體縱縫裝配焊接和封頭壓制后，進行總裝配焊接環(huán)縫裝配焊接在筒節(jié)制作完成后，便可焊接筒節(jié)間及筒節(jié)與封

33、頭間的環(huán)縫，焊接順序為先焊內(nèi)側(cè)，后焊外側(cè)。 1）筒節(jié)與封頭的裝配內(nèi)筒與封頭的坡口形式如圖13所示。 圖13 筒體與封頭對接坡口示意圖將筒節(jié)放在滾輪架上，在封頭的直邊上焊一個吊環(huán)，以便隨時移動封頭便于裝配。用吊車吊起封頭向筒節(jié)靠近，調(diào)整好間隙和錯變量后就可進行點固焊，點固焊焊接參數(shù)如表11所示。表11 點固焊焊接參數(shù)焊條型號焊條直徑（mm）焊接電流（A）電流種類焊縫長度（mm）間隔長度（mm）E50155220直流反接50200 2）筒節(jié)與封頭的焊接筒節(jié)與封頭的對接采用雙面埋弧焊。 （1）內(nèi)環(huán)縫埋弧焊工藝 將組裝好的筒體放在滾輪架上，采用伸縮臂式操作機將埋弧焊焊機機頭伸入內(nèi)環(huán)縫處，調(diào)整機頭位置，

34、滾輪架順時針旋轉(zhuǎn)，進行焊接。具體焊接參數(shù)如表12所示。表12 環(huán)縫焊接工藝參數(shù)焊縫焊接材料焊絲直徑/mm焊接電流/A焊接電壓/V焊接速度/(cm/min）內(nèi)側(cè)H08MnA+HJ4314550600303240外側(cè)600650303240 （2）外環(huán)縫埋弧焊工藝 內(nèi)環(huán)縫焊妥后，須在外側(cè)進行清根，然后再進行焊接。具體焊接參數(shù)如表12所示。 （3）最后一道環(huán)縫焊接 內(nèi)環(huán)縫采用焊條電弧焊焊接參數(shù)如表11，外環(huán)焊縫焊接時必須清根，然后進行焊接。具體焊接參數(shù)如表12所示。接頭形式如圖14所示。 圖14最后一道環(huán)縫坡口示意圖6.2 附件的焊接 附件焊接均采用焊條電弧焊，焊接完成后均采用超聲波無損檢測，達到J

35、B/T47302005承壓設備無損檢測標準II級合格。1） 接管與筒體的焊接 接管是壓力容器不可缺少的結(jié)構(gòu)，便于物料的進出，以及安裝壓力表、液位計、流量計和安全閥等接管的開孔。規(guī)格為530×12(直徑×厚度)。接管與筒體材料都是16Mn，接管厚度為12mm，焊接參數(shù)如表13所示，接頭形式如圖15所示。先焊接內(nèi)側(cè)再焊接外側(cè)。 表13 電弧焊焊接技術(shù)參數(shù)焊條型號焊條直徑/mm焊接電流/A電流種類E50155220直流反接 圖15接管與筒體接頭2） 法蘭與接管的焊接 根據(jù)法蘭的分類（管法蘭和容器法蘭）得知該結(jié)構(gòu)的法蘭結(jié)構(gòu)屬于容器法蘭。法蘭與法蘭之間一般加密封元件，并且用螺栓連接起

36、來。法蘭與接管材料都是16Mn，法蘭厚度為12mm，焊接參數(shù)如表13所示。焊接結(jié)構(gòu)如圖16所示。 圖16接管與法蘭焊接結(jié)構(gòu) 3） 裙座 壓力容器依靠支座并固定在基礎上。該容器采用的是立式容器支座。裙座材料為Q235，厚度為16mm。焊接參數(shù)如表14所示，焊接接頭如圖17所示。表14裙座焊接參數(shù)焊條型號焊條直徑/mm焊接電流/A電流種類T506300直流反接 圖17裙座的接頭形式 7檢驗容器焊接完成后，需要進行焊縫質(zhì)量檢驗。焊縫的質(zhì)量取決于焊接時所用的焊絲、焊劑、氣體質(zhì)量、接頭的裝配質(zhì)量、焊接順序、坡口的清理、施工條件、焊工操作技術(shù)水平高低和選用的焊接規(guī)范等因素。為保證焊接質(zhì)量，必須使焊接檢驗工

37、作貫穿于焊接生產(chǎn)的全過程，只有把焊接檢驗工作擴展到整個焊接生產(chǎn)和使用過程中去，才能更好的保證焊接質(zhì)量。焊接檢驗程序的設計原則1） 遵守焊接工藝流程焊接工程技術(shù)人員必須根據(jù)不同產(chǎn)品的焊接工藝流程來設計檢驗程序。按照焊接工藝流程編排檢驗程序就是要根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)特點，將檢驗內(nèi)容(項目)作為一道單獨工序納入到焊接工藝流程中去，防止出現(xiàn)漏檢。2) 符合質(zhì)量標準檢驗程序和檢驗內(nèi)容的制定必須受有關(guān)國家、部頒標準及產(chǎn)品技術(shù)條件和產(chǎn)品制作合同的制約。這些法規(guī)性文件是設計產(chǎn)品質(zhì)量檢驗程序的重要依據(jù)，必須嚴格遵守，不能隨意改動。3) 具有先進性和可靠性先進性就是要執(zhí)行最新的質(zhì)量標準、使用最新的檢驗方法和檢驗設備

38、?？煽啃允侵妇o密結(jié)合產(chǎn)品的制造特點和企業(yè)實際(工程技術(shù)力量，工人的基本素質(zhì)，設備先進程度、加工能力和使用狀態(tài)，廠房建筑和周圍環(huán)境等等)，嚴格執(zhí)行質(zhì)量標準和檢驗程序，正確的使用檢驗設備和儀器，準確地判定產(chǎn)品質(zhì)量等級。 4) 經(jīng)濟性原則在保證產(chǎn)品達到質(zhì)量要求的前提下，要盡可能地簡化檢驗程序和檢驗項目，以降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。不要盲目地增加一些不必要的檢驗項目和內(nèi)容，只顧質(zhì)量而不惜工本的做法是不符合經(jīng)常性原則的。 X射線檢測 X射線探傷是檢查焊縫內(nèi)部是否產(chǎn)生缺陷最有效的方法，它能確定焊縫內(nèi)部的氣孔、夾渣、未焊透、內(nèi)部裂紋的位置等缺陷。但直徑在0.2mm以下的顯微氣孔、顯微裂紋和微小的未焊透等缺陷不易用X射線探傷法探測到。該產(chǎn)品經(jīng)100%X射線探傷達到JB/T4730.22005承壓設備無損檢測標準II級為合格品。7.3 超聲波檢測本產(chǎn)品的重要位置焊縫需進行超聲波檢驗，JB/T4730.32005承壓設備無損檢測標準II級合格。其探傷原理為探傷時，高頻脈沖發(fā)生器的產(chǎn)生的高頻脈沖加在探頭的壓電晶片上使之產(chǎn)生超聲波，超聲波通過探傷面的耦合劑進入工件，傳播過程中，遇到缺陷和工件底面便會產(chǎn)生反射回波，探頭的壓電晶片將反射波轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺?jīng)接受放大加到示波管的垂直偏轉(zhuǎn)板上，在相應