筒體制造工藝設計流程通用模板

1、筒體整體結構分析筒體加工簡明流程圖【材檢噴砂探傷】號料下料【刨坡口探傷】筒體成形【裝焊縱縫】校圓噴砂打磨【探傷加工環(huán)縫組焊環(huán)縫打磨探傷】【堆焊過渡層探傷堆焊表層探傷】組裝受壓元件成型前的工藝流程板材成型前的通用工藝流程列于表3-1。表3-1， 板材成型前的通用工藝流程序號 工作內容要求、加工方法、加工設備或工具1原材料入庫2原材料復驗外觀檢驗、幾何尺寸檢驗、理化檢驗和鋼板的超聲波探傷，有時可委托鋼廠進行，其中超聲波探傷結果按ZBJ74003-88壓力容器用鋼板超聲波探傷規(guī)定的質量分級，應不低于級。3劃線及標記鋼印標記、板材矯平、劃線、鋼印移植4 下 料對于直邊用剪切；曲線邊用氣割；對于不銹鋼和

2、有色金屬，氣割用等離子??；對于特厚板材，若剪切困難則用氣割。續(xù)表3-15邊緣加工用氣割或等離子弧開V型、X型坡口，并用砂輪打磨；用機加工方法進行邊緣加工或開坡口，其中牛頭刨和龍門刨進行直線加工, 用立車或大型普通車床進行圓弧輪廓加工；用刨邊機刨邊和開坡口； 夾套材料夾套材料為16MnR16MnR是屈服強度350MPa的普通低合金高強度鋼，具有良好的綜合力學性能、焊接性能、工藝性能以及低溫沖擊韌性筒體材料筒體內層材料為304不銹鋼，外層材料為16MnR。304不銹鋼化學牌號為06Cr19Ni10 舊牌號（0Cr18Ni9） 含鉻19%，含鎳8-10%。304不銹鋼是應用最為廣泛的一種鉻-鎳不銹鋼

3、，具有良好的耐蝕性、耐熱性、低溫強度和機械特性。在大氣中耐腐蝕， 如果是工業(yè)性氣氛或重污染地區(qū)，則需要及時清潔以避免腐蝕。適合用于食品的加工、儲存和運輸。 具有良好的加工性能和可焊性。 板式換熱器、波紋管、家庭用品、建材、化學、食品工業(yè)等。304不銹鋼為國家認可的食品級不銹鋼。16MnR是屈服強度350MPa的普通低合金高強度鋼，具有良好的綜合力學性能、焊接性能、工藝性能以及低溫沖擊韌性。表3-2， 304不銹鋼和16MnR力學性能材料氮含量%屈服強度MPa抗拉強度MPa伸長率%3040.062055204016MnR510-655345表3-3， 304的化學成分化學成分C%Si%Mn%P%

4、S%Cr%Ni%Mo%N%3040.08120.050.0318208.0010.52.230.2表3-4， 16MnR的化學成分化學成分C%Si%Mn%P%S%16MnR0.20.20.551.21.60.030.02 工藝設計選材聚酯反應器筒體材料選擇復合鋼板?；鶎?6MnR，復層304不銹鋼。16MnR是普通低合金鋼,它的強度較高、塑性韌性良好。常見交貨狀態(tài)為熱軋或正火。屬低合金高強度鋼304不銹鋼是一種通用性的不銹鋼材料，防銹性能比200系列的不銹鋼材料要強。耐高溫方面也比較好，一般使用溫度極限小于650。304不銹鋼具有優(yōu)良的不銹耐腐蝕性能和較好的抗晶間腐蝕性能。 夾套選擇16MnR

5、低合金鋼。材檢一般來說，為了保證工程質量，所有原材料、構配件等，均要進行進場復檢，并做好記錄。有些原材料需要抽樣送檢，并取得合格報告后方可使用。具體實施按照工程驗收規(guī)范、國家標準執(zhí)行。劃線（1）、展開計算見圖3-1 （a）展開前的形狀及尺寸 （b）展開后的形狀及尺寸圖3-1 筒節(jié)展開已知：H=2100mm、Dg=2200mm、=22+6mm則有：Dm=Dg+=2200+22+6=2228mm L=×Dm=3.14×2228=6995.92mm h=H=2100mm（2）、留余量（a）、筒體卷制的伸長量：與被卷材質、板厚、卷制直徑的大小、卷制次數等條件有關，而本次采用冷卷，鋼

6、板冷卷的伸長量較小，約為78mm。（b）、主要考慮內容為機加工余量和熱切割加工余量 見圖3-2： 圖3-2 筒節(jié)的劃線及公差要求（3）、焊縫變形量對于尺寸要求嚴格的焊接結構件，劃線時要考慮焊縫變形量（焊縫收縮量），可以查相關的標準。對于簡單結構在自由狀態(tài)下進行電弧焊接時，也可以對焊縫收縮量等變形進行大致的估算。實際用料線尺寸=展開尺寸-卷制伸長量+焊縫收縮量-焊縫剖開間隙+邊緣加工余量切割下料線尺寸=實際用料線尺寸+切割余量+劃線公差（4）、劃線公差長度L和寬度h如圖二所示，對角線之差不大于1mm，兩平行線的不平行度不大于1mm，若考慮相對長度、寬度的關系則更為完善。一般情況下劃線公差也可以考

7、慮為制造公差的一般。筒體的排料（1）、每節(jié)筒節(jié)，其縱向焊縫數量，公稱直徑Dg不大于1800mm時，拼接焊縫不多于2條；公稱直徑Dg大于1800mm時，拼接焊縫不多于3條；（2）、每一節(jié)筒體的縱向焊縫中心線間的弧長不應小于300mm.（3）、相鄰筒體的縱向焊縫與筒體縱向焊縫應互相錯開，并且兩焊縫中心間的弧長 不得小于100mm，見圖3-3：圖3-3 排料要求圖（4）、最短筒節(jié)長度不應小于300mm;坡口加工坡口加工按機加工制備，按焊接工藝刨縱、環(huán)縫坡口，在12m的刨邊機上加工，刨邊機在下盡料的鋼板兩端按焊卡刨坡口，另兩塊鋼板一端按焊卡刨坡口，另一端待筒體滾圓后制作。根據實際生產情況，直縫和環(huán)縫坡

8、口型式分別如圖1所示。焊接前要檢查坡口型式及裝配質量，坡口處要進行清除鐵銹、油污、氧化皮等影響焊接質量的雜質，并對坡口進行PT表面探傷檢測，確認無缺陷后方可進行焊接。開設焊接坡口的目的主要是為了保證電弧能深入接頭根部，使接頭根部焊透，其次是便于清理熔渣，獲得較好的焊縫成形，再次是調節(jié)焊縫中金屬和母材的比例。開設坡口主要是為了焊透，能否焊透主要由坡口的尺寸和形式決定的，焊接坡口應根據板厚、焊接方法以及圖樣要求或工藝條件選用標準坡口或自行設計坡口。選擇和設計坡口形式和尺寸應綜合考慮以下因素:（1）保證焊縫焊透；（2）坡口形狀易于加工；（3）便于裝配；（4）盡量減少焊縫金屬填充量，提高生產效率；（5

9、）保證焊接接頭質量，避免產生焊接缺陷；（6）減少焊接殘余應力與變形；（7）有利于焊接防護，改善勞動條件；（8）方便焊工操作；（9）復合鋼板坡口應有利于減少過渡層焊縫金屬的稀釋率。因此，焊接坡口形式與尺寸設計見圖3-4：圖3-4 復合板筒節(jié)環(huán)縫示意該坡口形式具有以下優(yōu)點: （1） 過渡層位置明確基層與復層界面一目了然, 過渡層的位置有明確標記, 不會將碳鋼焊條焊到復層上, 焊工無心理負擔, 施焊時得心應手。（2）避免夾渣的產生復層邊緣遠離焊縫中心, 因此在焊接熱循環(huán)過程中, 最高峰值溫度大大降低, 避免了因基層焊接時反復受熱膨脹, 引起復層張口, 并出現夾渣的可能。（3）保證了過渡層厚度的要求過

10、渡層能完全覆蓋基層, 并且能達到技術條件中要求的a、b 值, 保證過渡層的焊接質量,使其真正起到承上啟下的作用。多年的實踐證明,坡口能更好的保證不銹鋼復合板的焊接質量, 同時對其它類型的復合材料焊接坡口的設計有一定的參考價值。、焊接工藝焊前準備為了保證焊接接頭的耐蝕性，防止焊接缺陷，在焊前準備中，對下列問題應予以特別注意。 下料方法 根據材料厚度查得，坡口加工方法可選用切削或磨削。此盤管坡口加工適宜選擇磨削加工方法。其優(yōu)點是現在的磨削工具小型輕便，使用起來比較方便，總成本低，而且用途廣，對于厚度小于8mm的部件，多采用磨削方法加工坡口，這種方法更適用于現場修磨坡口。 焊前清理 為了保證焊接質量

11、，焊前應將坡口及兩側2030mm范圍內的焊件表面清理干凈，如有油污，可用丙酮或酒精等有機溶劑擦拭。對表面質量要求特別高的焊件，應在適當范圍內涂上用白堊粉調制的糊漿，以防止飛濺金屬損傷鋼材表面。 表面防護 在搬運，坡口制備、裝配及點焊過程中，應注意避免損傷不銹鋼表面，以免使產品的耐蝕性能降低，如不允許在鋼材表面隨意打弧及用利器劃傷鋼板表面等。 自冷作硬化現象 因奧氏體不銹鋼的線脹系數大，對冷作硬化敏感，在剛性固定條件下焊接時，焊縫在冷卻中會產生較大的塑性變形，而發(fā)生自發(fā)的冷作硬化現象，經“自冷作硬化”的焊縫，屈服點提高40%左右，塑性有所降低。 焊絲應有制造廠的質量合格證，領取和發(fā)放有焊材管理員

12、統(tǒng)一管理。焊絲在使用前應清除油銹及其他污物，露出金屬光澤。 氬氣 氬氣瓶上應貼有出廠合格標簽，其純度99.95%，所用流量6-9升/分鐘，氣瓶中的氬氣不能用盡，瓶內余壓不得低于0.5MPa ，以保證充氬純度。 焊接工具a 采用直流電焊機，用WSE-315和TIG400兩種型號焊機。b選用的氬氣減壓流量計應開閉自如，沒有漏氣現象。切記不可先開流量計、后開氣瓶，造成高壓氣流直沖低壓，損壞流量計；關時先關流量計而后關氬氣瓶。 c輸送氬氣的膠皮管，不得與輸送其它氣體的膠皮管互相串用，可用新的氧氣膠皮管代用，長度不超過30米。 其它工器具 焊工應備有：手錘、砂紙、扁鏟、鋼絲刷、電磨工具等，以備清渣和消缺

13、。筒節(jié)與筒節(jié)環(huán)縫焊接方法及焊接工藝 復合板筒節(jié)與筒節(jié)環(huán)焊接如圖4-2 圖4-1 堆焊工藝 圖4-2 筒節(jié)環(huán)縫焊接 4.2.2 筒節(jié)與筒節(jié)環(huán)焊縫焊接工藝 表4-1， 復合板筒節(jié)與筒節(jié)環(huán)焊縫焊接工藝焊接過程檢驗要求1清理坡口及坡口檢查，并對不銹鋼側涂保護涂料100%MT JB/T4730-2005 I級2組對、預熱，預熱溫度200、點焊續(xù)表4-13里口焊條電弧焊打底焊；里口焊條電弧焊焊到離交界面1mm；外觀4外口清根、打磨100%MT JB/T4730-2005 I級5外口SAW焊滿，預熱溫度2006堆焊表面磨平及檢查100%MT JB/T4730-2005 I級7預熱溫度100，SMAW堆焊過渡

14、層2mm100%PT JB/T4730-2005 I級100%UT JB/T4730-2005 I級8 消應力600±20/2h測厚7SMAW堆焊耐蝕層，總堆焊厚度5mm（與兩邊復層平齊）100%PT JB/T4730-2005 I級8校園層次焊接方法焊材牌號規(guī)格mm電流(A)電壓(V)烘烤溫度保溫時間hSMAWCMA-96MB416018023243502523025024263502A042412014023242002A022412014023242002SAWUS-511N45006003034PF-2003502表4-2， 筒體內壁堆焊工藝焊接過程檢驗要求1堆焊面檢查100

15、%MT JB/T4730-2005 I級續(xù)表4-22清理堆焊面，預熱1003帶極堆焊過渡層一層3mm，目測3mm100%UT JB/T4730-2005 I級100%PT JB/T4730-2005 I級4消應力熱處理600±20/1h 5帶極堆焊耐蝕層，滿足圖紙要求尺寸，100%UT JB/T4730-2005 I級100%PT JB/T4730-2005 I級6整體焊后熱處理層次焊接方法焊材牌號規(guī)格mm電流(A)電壓(V)速度(cm/min)烘烤溫度保溫時間hSAWJSS309L60×0.5110028JFS-300S20024.2.3 材料時應注意遵循以下原則:a.

16、復層用焊材應考慮有10% 的合金元素燒損, 選擇合金成分高的焊材。過渡層用焊材應考慮碳鋼對不銹鋼的稀釋作用, 合金成分應比母材高25% 左右。b. 焊材的含碳量應盡可能的低, 有條件時可選擇超低碳鋼焊條。c. 當壓力容器產品設計計算了復合鋼板復層的強度, 選擇焊條也要考慮焊材強度對焊接接頭的影響。d. 基層焊接材料, 按強度匹配即可。在焊接工藝評定的基礎上, 操作時應選用小直徑焊條, 采用小熱輸入、反極性、快速多道焊接, 焊條不允許做橫向擺動, 這樣可以避免基層金屬對過渡層的稀釋, 減少馬氏體組織的形成, 防止產生裂紋。需要說明, 焊接復層時嚴禁采用埋弧自動焊, 因為它具有很大的熔深, 會使過

17、多的基層材料熔入焊縫, 焊后易產生大量的焊后冷裂紋, 而且會對焊接接頭的抗腐蝕性產生影響。e. 焊接材料的選擇按JB/ T4709 2000鋼制壓力容器焊接規(guī)程的規(guī)定, 分別選擇基層和復層的焊接材料。過渡層的焊接材料按異種鋼的焊接進行選擇.4.2.4 檢驗（1）基層：100%UT,按JB/T4730-2005 I級；超聲波針對缺陷性質如裂紋、氣孔、夾渣的分析、判別進行定性評估，并可對缺陷定位、定量評價，因此用于基層檢測。（2）基層內表面磨平后，按JB/T4730-2005 I級；（3）過渡層及蓋面層逐層：100%PT,按JB/T4730-2005 I級；滲透檢測適用材料廣泛，是檢測各種工件裸露

18、出表面開口缺陷的有效無損檢測方法，靈敏度高，設備簡單，操作方便，因此用于過渡層焊好后及蓋面層的逐層表面檢測。夾套與筒體焊接方法及焊接工藝(1) 夾套與筒體選擇封閉件進行連接封閉件材料封閉件的材料選用與夾套相同的材料，即16MnR，低合金鋼。封閉件幾何尺寸確定封閉件厚度計算：封閉件厚度等于夾套厚度16mm，帶圓弧過渡錐形封閉件的錐角一般取45o，過渡部分圓弧半徑一般為R20R40mm。封閉件大小端直徑的確定：確定封閉件小端內直徑時，應考慮筒體卷制時出現的不圓度以及封閉件、容器留有的裝配間隙，其值比容器外直徑大2mm3mm。封閉件大端內徑與夾套筒體內徑相同。焊接的接口圖4-3: 圖4-3 密封件末

19、端與通體焊接(2焊接方法及規(guī)范參數雙面埋弧自動焊，一側焊后另一側碳弧氣刨后再施焊； 正、反各焊一層；直流反接，H10Mn25，HJ431，焊接電流（750800）A，電弧電壓（3438）V，焊接速度40cm/min。表4-3， 夾套與封閉件縫焊接工藝焊接過程檢驗要求1清理坡口及坡口檢查100%MT JB/T4730-2005 I級2組對、預熱，預熱溫度200、點焊3外口SAW焊滿外觀4里口清根、打磨100%MT JB/T4730-2005 I級5SAW焊滿，6 立即消氫處理300350/2h；或立即中間消應力600±20/2h7焊縫內外打磨平。焊縫余高00.5mm8校園100%RT

20、JB/T4730-2005 級100%UT JB/T4730-2005 I級100%MT JB/T4730-2005 I級層次焊接方法焊材牌號規(guī)格mm電流(A)電壓(V)速度(cm/min)烘烤溫度保溫時間hSMAWCMA-96MB520023023263502SAWUS-511N45006003034PF-2003502圖4-4 密封件末端與夾套焊接接管與筒體焊接方法及焊接工藝（1）焊接示意圖4-5 圖4-5 筒體與接管焊接（2）接管與復合板筒體的焊接在筒節(jié)組對過程中采用定心器和光學準直望遠鏡配合，控制筒節(jié)間同軸度，最后完成上、下兩大部分環(huán)焊縫焊接、容器內件組裝焊接和容器整體熱處理。焊后清理

21、低合金鋼焊后，焊縫必須進行酸洗、鈍化處理。酸洗的目的是去除焊縫及熱影響表面的氧化皮；鈍化的目的是使酸洗的表面重新形成一層無色的致密氧化膜，起到耐蝕作用。常用的酸洗方法有兩種：酸液酸洗和酸膏酸洗。此處采用酸液酸洗中的刷洗法。刷洗法是用刷子或抹布反復刷洗，直到呈白亮色后用清水沖凈，適用于大型焊件。處理過程（1）預處理 將焊縫及其兩側焊渣、飛濺物清理干凈，容器的機加工件表面應用汽油或清洗劑去除油漬等污物。（2）酸洗 藥劑HNO3 36%25%+HF0.5%8%(體積分數)。采用噴刷的方法，溶液溫度在2160之間，每隔10分鐘左右檢查一次，直至呈現出均勻的白色酸蝕的光潔度為止。（3）鈍化 藥劑 HNO

22、332%50%(體積分數)。采用噴刷的方法，溶液溫度在4860，每20分鐘檢查一次，直至表面生成均勻的鈍化膜為止。焊后熱處理(1) 加熱、保溫溫度: 防止變形的下限溫度550±10 ;(2) 加熱速度: V1 200×25/ max/ h, 其中max為最大板厚;(3) 保溫時間: 以構件鋼板( 或焊縫) 的最大厚度計算, 按2-2. 5 min/ mm 計算保溫時間;(4) 進爐溫度: 為減少構件在加熱過程中爐溫與工件之間過大的溫度差, 應以低溫進爐, 進爐爐溫300;(5) 冷卻速度: 冷卻速度V2 260/ h, 到300以下出爐在空氣中冷卻.為防止變形, 采用等溫升溫, 即使工件在300-400溫度范圍等溫1 h, 使工件整體溫度均勻一致, 當厚板、薄板的溫度完全均勻一致后再升到保溫溫度.焊縫無損檢測對聚酯反應器容器類重要的焊接結構、主焊縫的焊縫系數多是1，所以原則上都要做100%的無損探傷檢驗，以排除不允許存在的焊接超標缺陷，保證這類結構的安全運行。無損探傷方法有：磁粉探傷（MT）；滲透探傷（PT）：包括著色及熒光檢驗；超聲波檢驗（UT）；射線檢查（RT）：包括X射線、射線和高能射線。焊縫