過(guò)程設(shè)備制造課程設(shè)計(jì)筒體制造實(shí)例

1、. . . . 普通高等學(xué)?！笆晃濉币?guī)劃教材過(guò)程設(shè)備制造課程設(shè)計(jì)筒體制造實(shí)例 科技大學(xué) 編著化學(xué)工業(yè)教材出版中心第1章 氮?dú)鈨?chǔ)罐制造工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)模板一，制造背景1.1液化石油氣，英文名稱(chēng)： Liquefied petroleum ges，主要成分： 乙烯、乙烷、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等。隨著石油化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，液化石油氣作為一種化工基本原料和新型燃料，已愈來(lái)愈受到人們的重視。在化工生產(chǎn)方面，液化石油氣經(jīng)過(guò)分離得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等，用來(lái)生產(chǎn)合塑料、合成橡膠、合成纖維與生產(chǎn)醫(yī)藥、炸藥、染料等產(chǎn)品。用液化石油氣作燃料，由于其熱值高、無(wú)煙塵、無(wú)炭渣，操作使用方便，已廣泛地進(jìn)入人們的生活領(lǐng)

2、域。此外，液化石油氣還用于切割金屬，用于農(nóng)產(chǎn)品的烘烤和工業(yè)窯爐的焙燒等。而液化石油氣儲(chǔ)罐是具有較大危險(xiǎn)性的儲(chǔ)存容器，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，將給人民的生命、財(cái)產(chǎn)帶來(lái)極大的損失。、等地的液化氣儲(chǔ)罐事故給人們以深刻的教訓(xùn)。為了保證液化石油氣儲(chǔ)罐的安全運(yùn)行，避免事故發(fā)生，必須從個(gè)方面嚴(yán)格把關(guān)，其中，筒節(jié)的制作過(guò)程是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。產(chǎn)品名稱(chēng)： 40M3液化石油氣臥式儲(chǔ)罐產(chǎn)品類(lèi)別： 三按照特種設(shè)備安全監(jiān)察條例的規(guī)定，該臺(tái)產(chǎn)品經(jīng)制造單位監(jiān)督檢驗(yàn)，安全性能符合 壓力容器安全基數(shù)監(jiān)察規(guī)程，GB150-1998 鋼制壓力容器標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)圖樣的規(guī)定。1.2設(shè)計(jì)參數(shù)技術(shù)特性表 容器類(lèi)別類(lèi)三設(shè)計(jì)壓力 MPa1.86設(shè)計(jì)溫度-195

3、0最高工作壓力MPa1.86水壓試驗(yàn)壓力MPa2.33氣密性試驗(yàn)壓力MPa1.86焊接接頭系數(shù)1腐蝕余量量 mm2操作介質(zhì)液化石油氣充裝系數(shù)0.9設(shè)備容積 立方米401.3技術(shù)要求 （1）本設(shè)備按照GB150-1998鋼制壓力容器進(jìn)行制造，檢測(cè)與驗(yàn)收，并接受壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程的監(jiān)督。 （2）制造筒體、封頭、人孔接管、用16MnR鋼板符合GB6654-1996與第二次改造通知單的規(guī)定，人孔法蘭蓋用鋼板正火狀態(tài)供貨。帯頸對(duì)焊法蘭、接管用16MnR應(yīng)符合4726-2000，殼體用16MnR鋼板應(yīng)逐進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，方法按照GB/T229的規(guī)定，三個(gè)試樣的平均值大于等于54J。 （3）設(shè)備焊接工藝規(guī)

4、程按照/T4709-2000，焊接工藝評(píng)定按照4708-2000.所有角接接頭的焊接表面須打磨圓滑過(guò)渡。 （4）設(shè)備中每條A、B類(lèi)焊接接頭應(yīng)進(jìn)行100%射線(xiàn)檢測(cè)，按照/T4730.2-2005的規(guī)定，二級(jí)合格。所用D類(lèi)焊劑接頭、DN250的接管與法蘭的B類(lèi)焊接接頭與所有與承壓件相焊接的角接接頭，應(yīng)進(jìn)行100%表面磁粉檢測(cè)，按照/T4730.4-2005的規(guī)定，一級(jí)合格。 （5）設(shè)備應(yīng)進(jìn)行整體焊后消除應(yīng)力熱處理，熱處理后不得在設(shè)備本體上進(jìn)行施焊。 （6)最終熱處理后，對(duì)設(shè)備中A。B、D類(lèi)焊接接頭進(jìn)行硬度檢測(cè)，其硬度應(yīng)小于等于200HB。檢測(cè)數(shù)量按照每條A、D類(lèi)焊接接頭測(cè)一組，每條B類(lèi)焊接接頭每隔

5、120度測(cè)一組，每組包括母材、熱影響區(qū)和焊縫各一處。 (7）未注明角接接頭焊腳高度均等于兩相焊件中之較薄件的厚度，且須為連續(xù)焊。 （8)設(shè)備制造完畢后進(jìn)行水壓試驗(yàn)。水壓試驗(yàn)應(yīng)力見(jiàn)技術(shù)要求表。水壓試驗(yàn)合格后應(yīng)將積水排凈吹干。 (9）水壓試驗(yàn)合格后，應(yīng)進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，試驗(yàn)應(yīng)力見(jiàn)技術(shù)特性表。 （10)設(shè)備制造完畢后除銹涂鐵紅醇酸底漆一遍，再涂銀粉醇酸清漆一遍，沿罐體水平中心線(xiàn)用紅漆刷一道紅色色帶，寬度為150mm，在筒體兩側(cè)的重心處用紅色油漆噴印重新標(biāo)志，應(yīng)在重心標(biāo)志上方噴印LPG字樣，重心標(biāo)志的左側(cè)噴應(yīng)嚴(yán)禁煙火字樣，右側(cè)噴應(yīng)禁止施焊的字樣，標(biāo)志、字樣高度不得小于200mm。 (11)設(shè)備的油漆、包

6、裝、運(yùn)輸按照/T4711-2003壓力容器涂覆與運(yùn)輸包裝的規(guī)定。 (12)本儲(chǔ)罐安裝時(shí)，其縱軸應(yīng)向排污方向傾斜千分之三。 (13)固定支座的連接采用一個(gè)螺母擰緊；活動(dòng)支座用兩個(gè)螺母，第一個(gè)螺母不擰緊，與支座的距離為1至3毫米，用第二個(gè)螺母鎖緊。 (14)本儲(chǔ)罐必須在有遮陽(yáng)和水噴淋裝置的條件下適用。 1.4儲(chǔ)氣罐的結(jié)構(gòu)分析 儲(chǔ)氣罐的結(jié)構(gòu) 儲(chǔ)氣罐是一個(gè)承受壓的鋼制焊接壓力容器。在規(guī)定的使用溫度和對(duì)應(yīng)的工作壓力下，應(yīng)保證安全可靠，罐體的基本結(jié)構(gòu)部件應(yīng)包括人孔、封頭、筒體、法蘭、支座。1.4.1筒體結(jié)構(gòu)分析 筒體材料為16MnR,公稱(chēng)徑為2600mm，長(zhǎng)度的6500mm.名義壁厚為18mm。整個(gè)筒體是

7、用3個(gè)筒節(jié)組對(duì)拼焊而成，這時(shí)的簡(jiǎn)體有縱環(huán)焊縫。，縱焊縫采用埋弧焊方式焊接。查相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，焊縫形式采用Y形。其筒節(jié)間環(huán)焊縫亦可采用U形焊縫。應(yīng)合理設(shè)計(jì)筒節(jié)坡口形式與尺寸。設(shè)計(jì)焊縫的相對(duì)位置。二，筒體材料 對(duì)受壓的筒體，由于其工作介質(zhì)為液化石油氣，考慮其腐蝕性以與易燃易爆，選擇16MnR作為材料。三筒體具體制造工藝 1.材料的進(jìn)廠入庫(kù)檢測(cè) 筒體結(jié)構(gòu)材料16MnR，按技術(shù)要求符合GB6654-1996與第二次改造通知單的規(guī)定驗(yàn)收合格后，應(yīng)按企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)入庫(kù)存放。 1.1結(jié)構(gòu)材料預(yù)處理鋼材進(jìn)入車(chē)間加工之前進(jìn)行表面預(yù)處理，是金屬結(jié)構(gòu)制造中最重要的首要工序?？稍鰪?qiáng)裝備耐腐蝕能力延長(zhǎng)其使用壽命。預(yù)處理工藝1， 鋼

8、板表面凈化鋼板的表面凈化是鋼板預(yù)處理一個(gè)步驟，運(yùn)用特定的方法或設(shè)備祛除表面的油污、鐵銹、雜質(zhì)、氧化皮等。表面凈化的方法大體分兩類(lèi)：機(jī)械法和化學(xué)法?；瘜W(xué)法主要有酸洗、堿洗、鹽洗等。機(jī)械法主要有砂輪打磨、噴沙、噴丸處理。本鋼板選用噴沙作為表面凈化的處理方式，除去鐵銹和氧化皮。用噴砂法做表面凈化，所得鋼板質(zhì)量好，且效率高，但是，粉塵太大，所以一般都是在密閉的噴砂室里進(jìn)行操作。需要注意的是，近年來(lái)鋼板出廠時(shí)，大都會(huì)噴一層防護(hù)漆，來(lái)避免它的腐蝕，防護(hù)漆不影響以后的加工和焊接，此時(shí)，表面凈化這一工序就可省略。矯形 鋼材在軋制、運(yùn)輸、裝卸和堆放過(guò)程中，由于自重、支承不當(dāng)或裝卸條件不良與其他原因，可能會(huì)產(chǎn)生彎

9、曲、扭曲、翹曲、波浪變形與表面不平等變形。當(dāng)這些變形超過(guò)一定程度時(shí)，會(huì)給尺寸的度量、劃線(xiàn)、剪裁與其他加工帶來(lái)困難，而且會(huì)影響到成形后零件的尺寸和幾何形狀的精度，從而又會(huì)影響到裝配、焊接和整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量。所以在劃線(xiàn)下料前應(yīng)予以矯形。鋼材在加工過(guò)程中，也會(huì)由于受力不均等工藝原因和其他原因而使工件產(chǎn)生變形，為不影響下道工序的加工和確保加工質(zhì)量，也需進(jìn)行矯形。另外，在裝配一焊接之后，工件也會(huì)因焊接等原因，產(chǎn)生某些變形，亦需矯形，此為成品矯形。矯形就是使鋼材或工件在外力作用下產(chǎn)生與原來(lái)變形相反的塑性變形，以消除彎曲、扭曲、皺折、不平等現(xiàn)象，從而獲得正確形狀的過(guò)程。矯形的實(shí)質(zhì)就是將被拉長(zhǎng)的纖維縮短或?qū)⒖s短

10、的纖維拉長(zhǎng)，以恢復(fù)原狀，或是使其他部分的纖維也拉長(zhǎng)或縮短，產(chǎn)生與局部纖維一樣的變形。從而達(dá)到矯形的目的。矯形的方法按操作方法的不同，可分為手工矯形、機(jī)械矯形和火焰矯形三種。本設(shè)計(jì)采用多輥矯平機(jī)進(jìn)行機(jī)械矯形。多輥矯板機(jī)矯平鋼板，是使板料通過(guò)矯板機(jī)的上下兩列輥?zhàn)又g，在輥?zhàn)訅毫Φ淖饔孟拢艿蕉啻畏磸?fù)彎曲，整個(gè)鋼板得到均勻的拉長(zhǎng)，使多種原始曲率逐步趨向一致變?yōu)閱我?，并不斷減小，最終得到矯平。 此處采用GYX-3M鋼材預(yù)處理裝置。利用拋丸機(jī)械除銹的先進(jìn)大型機(jī)械設(shè)備，鋼材經(jīng)此處理，并經(jīng)噴保護(hù)底漆，烘干處理等工序后，即可保證鋼材在生產(chǎn)和使用過(guò)程中不在生銹，有不影響機(jī)械加工和焊接質(zhì)量。 2， 矯形 鋼材在軋

11、制、運(yùn)輸、裝卸和堆放過(guò)程中，由于自重、支承不當(dāng)或裝卸條件不良與其他原因，可能會(huì)產(chǎn)生彎曲、扭曲、翹曲、波浪變形與表面不平等變形。當(dāng)這些變形超過(guò)一定程度時(shí)，會(huì)給尺寸的度量、劃線(xiàn)、剪裁與其他加工帶來(lái)困難，而且會(huì)影響到成形后零件的尺寸和幾何形狀的精度，從而又會(huì)影響到裝配、焊接和整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量。所以在劃線(xiàn)下料前應(yīng)予以矯形。鋼材在加工過(guò)程中，也會(huì)由于受力不均等工藝原因和其他原因而使工件產(chǎn)生變形，為不影響下道工序的加工和確保加工質(zhì)量，也需進(jìn)行矯形。另外，在裝配一焊接之后，工件也會(huì)因焊接等原因，產(chǎn)生某些變形，亦需矯形，此為成品矯形。矯形就是使鋼材或工仵在外力作用下產(chǎn)生與原來(lái)變形相反的塑性變形，以消除彎曲、扭曲

12、、皺折、不平等現(xiàn)象，從而獲得正確形狀的過(guò)程。矯形的實(shí)質(zhì)就是將被拉長(zhǎng)的纖維縮短或?qū)⒖s短的纖維拉長(zhǎng)，以恢復(fù)原狀，或是使其他部分的纖維也拉長(zhǎng)或縮短，產(chǎn)生與局部纖維一樣的變形。從而達(dá)到矯形的目的。矯形的方法按操作方法的不同，可分為手工矯形、機(jī)械矯形和火焰矯形三種。本設(shè)計(jì)采用多輥矯平機(jī)進(jìn)行機(jī)械矯形。多輥矯板機(jī)矯平鋼板，是使板料通過(guò)矯板機(jī)的上下兩列輥?zhàn)又g，在輥?zhàn)訅毫Φ淖饔孟?，受到多次反?fù)彎曲，整個(gè)鋼板得到均勻的拉長(zhǎng)，使多種原始曲率逐步趨向一致變?yōu)閱我唬⒉粩鄿p小，最終得到矯平。下圖為多輥式矯平機(jī)的工作原理圖。本設(shè)計(jì)中，鋼材16MnR，板厚為18mm。選用九輥矯正機(jī)，其參數(shù)情況見(jiàn)下表矯正機(jī)參數(shù)表 輥數(shù) 輥

13、距 （mm)鋼板最小厚度 （mm) 輥徑 （mm)最大矯正度 （m/s)主電機(jī)最大功率（kw) 9 250 5 220 0.3 180 應(yīng)注意的是，不是所有的鋼板都能一次矯平，是否容易矯平除與矯平機(jī)有關(guān)外，還與其本身的性質(zhì)和厚度有關(guān)。2. 放樣，劃線(xiàn)與號(hào)料放樣，劃線(xiàn)與號(hào)料是決定焊接坯料形狀與尺寸公差的重要工藝，也是焊接過(guò)程中主要的質(zhì)量控制點(diǎn)之一。 放樣是在制造金屬結(jié)構(gòu)之前，按照設(shè)計(jì)圖樣，在放樣平臺(tái)上用1：1的比例尺寸，劃出結(jié)構(gòu)或者零件的圖形和平面展開(kāi)尺寸。號(hào)料和劃線(xiàn)采用劃針或者磨尖的石筆、粉線(xiàn)作線(xiàn)。 三部分操作容和步驟：放樣，展開(kāi)、制作樣桿樣板、在鋼材上進(jìn)行號(hào)料。號(hào)料尺寸公差是反映鋼板的劃線(xiàn)、

14、號(hào)料劃線(xiàn)和號(hào)料就是根據(jù)施工圖樣與工藝上的要求，正確地確定一個(gè)欲加工零件的配料尺寸和形狀，并用劃線(xiàn)的方法在鋼材上號(hào)料，同時(shí)標(biāo)注上必要的加工符號(hào)與其他必要容，用以指導(dǎo)以后各道工序的加工。它直接決定著零件的尺寸和幾何形狀的精度，而且對(duì)以后的裝配和焊接工序也有很大的影響。 總體來(lái)看，劃線(xiàn)和號(hào)料大致可以分為以下整個(gè)劃線(xiàn)工序的最終允許公差，根據(jù)GB/T 9019-2001，壓力容器公稱(chēng)直徑標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，長(zhǎng)寬與其他外廓尺寸線(xiàn)為+lmm，超過(guò)一米的為L(zhǎng)/lOOO，但不超過(guò)3mm;中心線(xiàn)、基準(zhǔn)線(xiàn)為士0.5mm;正方形或長(zhǎng)方形，其對(duì)角線(xiàn)Ll-L2之差2mm。應(yīng)注意的是，放樣展開(kāi)最后獲得的尺寸是零件的設(shè)計(jì)尺寸或者說(shuō)是

15、零件加工后應(yīng)得的尺寸，而樣板是用來(lái)號(hào)料的，其外部尺寸應(yīng)該是零件加工前坯料尺寸，這兩者是不一樣的。零件的坯料尺寸是由零件展開(kāi)尺寸、工藝余量和加工余量三部分組成的。工藝余量是零件加工過(guò)程中由于工藝條件和工藝因素的影響而造成的尺寸變化和偏差。在焊接結(jié)構(gòu)制造中，主要是焊接收縮量和成型后的修邊余量。本設(shè)計(jì)中，16MnR板厚18mm。 焊縫橫向收縮余量為2.1- 2.6mm.(參照過(guò)程設(shè)備制造與檢測(cè)-表6-26）。 縱向收縮余量為0.15-0.3mm。 (參照過(guò)程設(shè)備制造與檢測(cè)-表6-27)。 加工余量 加工余量主要包含切割余量，邊緣加工余量?jī)身?xiàng)。氣割時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定寬度的割縫，但是當(dāng)沿外側(cè)切割時(shí)可不考慮工藝

16、余量。切割后尚需進(jìn)行邊緣機(jī)械加工，留3 mm的加工余量，號(hào)料劃線(xiàn)公差圖如下圖所示。2.1筒節(jié)下料 筒節(jié)的劃線(xiàn)是在鋼板上劃出展開(kāi)圖。筒節(jié)的展開(kāi)計(jì)算比較簡(jiǎn)單，即以筒節(jié)的平均直徑為基準(zhǔn)。由于鋼板在卷板機(jī)上彎卷是受輥?zhàn)拥哪雺?，厚度?huì)減薄，長(zhǎng)度會(huì)伸長(zhǎng)。因此，下料尺寸應(yīng)比計(jì)算出來(lái)的尺寸短一些。 筒節(jié)展開(kāi)長(zhǎng)按下式計(jì)算：L=Dm-L=(Di+S)-L1+L2+L3式中， L筒節(jié)展開(kāi)式，mm Dm 筒節(jié)平均直徑，mm Di筒節(jié)徑，mm S板厚，mmL1鋼板伸長(zhǎng)量，mmL2鋼板加工余量，mmL3焊縫橫向收縮余量, mm通常L= (1-K)Dm K修正系數(shù)，K=0.9931-0.9960 綜合考慮L2 取5mm 所

17、以將數(shù)據(jù)帶入公式可得：L=8204m 由于整個(gè)筒體是用3個(gè)筒節(jié)組對(duì)拼焊而成，因此筒節(jié)下料單個(gè)鋼板的長(zhǎng)度為：具體尺寸為（長(zhǎng)x寬高）：8204x2170x 18mm筒節(jié)鋼板的下料選擇機(jī)械剪切下料。常用的機(jī)械剪切下料多采用圓板剪和龍門(mén)剪板機(jī)，而以龍門(mén)剪板機(jī)的應(yīng)用最為廣泛，通常只能做直線(xiàn)剪切。 本次選擇的剪板機(jī)的型號(hào)為：Q11-50 x3200型 Q11-50x3200型剪板機(jī) 參數(shù)最大板厚最大板寬板料強(qiáng)度喉口深度剪切角度可剪次數(shù) 行程次數(shù)飛輪轉(zhuǎn)速刀片長(zhǎng)度50320049070054/Min8/Min82r42003，簡(jiǎn)體的卷制成形 筒節(jié)的彎卷成型是用鋼板，在卷板機(jī)上彎卷而成的。根據(jù)鋼板的材質(zhì)，厚度彎

18、曲半徑，卷板機(jī)的形式和能力，在實(shí)際彎卷過(guò)程中分為冷卷和熱卷。本設(shè)計(jì)中鋼板為18mm厚的16MnR。根據(jù)： =/2Rm (1-Rm/Ro)100%(單向拉伸） 式中 彎卷變形率，100%;鋼板名義厚度，mm;Rm 筒節(jié)中性層半徑，mm;Ro鋼板彎曲前的中性層半徑，mm代入數(shù)值計(jì)算的=0.69%3%（16MnR單向拉伸是的臨界變形率）故此處選擇冷卷，卷制成形通常在三輥筒或四輥筒卷板機(jī)上進(jìn)行的。 所選卷板機(jī)型號(hào)為：CDWII-(數(shù)控制上調(diào)式)40x4000。對(duì)稱(chēng)式三輥卷板機(jī)CDWII 參數(shù) 規(guī) 格 最大寬度最大厚度 上輥直徑 /mm 下輥直徑/mm下輥中心距 /mm 主電動(dòng)機(jī)功率 /kW 40400

19、0 550 530 610 80 根據(jù) Dmin=d1+(0.15-0.20)d1 式中 d1卷板機(jī)的上輥直徑 計(jì)算得 Dmin=600mm10mm) b=2.8mm如下圖所表示 b. 棱角度 E/10+2mm,且5mm E=3.8mm 用長(zhǎng)度不小于300mm的檢查尺檢查。如下圖所表示 c.筒體直線(xiàn)度W 筒體長(zhǎng)度20000mm時(shí)，W2L/1000且不大于20mm 本設(shè)計(jì)中L=6500mm 計(jì)算得 W13mm8，焊接此處焊接采用埋弧自動(dòng)焊，焊機(jī)型號(hào)（MZA-1000）按技術(shù)要求中對(duì)焊接工藝要求施焊，并進(jìn)行焊后熱處理。 最終參數(shù)確定如下 焊絲直徑 /mm 焊接電流 /A 電弧電壓/V 焊接速度 /

20、m*h-1 線(xiàn)能量 /kj*cm-1 5 700-750 36-40 37.521.53-23.07 9，檢測(cè)按技術(shù)要求中探傷工藝對(duì)A.B類(lèi)焊縫進(jìn)行100%RT檢測(cè)，按照/T4730.2-2005的規(guī)定，二級(jí)合格。第2章 鎖斗筒體制造工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)模板鎖斗制造工藝設(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

21、的上閥，使煤粉貯倉(cāng)的煤粉自流進(jìn)入煤粉鎖斗，料滿(mǎn)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海傺h(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、橢圓封頭與連接組件組成。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。涉與渣水工藝聯(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

22、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)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)：16MnR 容器類(lèi)別：二類(lèi)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

23、 制造所遵循的規(guī)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/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/T470920006.鋼制化工容器制造技術(shù)要求HG2058419987.壓力容器涂敷與運(yùn)輸包裝/T471120038.壓力容器用鋼焊條訂貨技術(shù)條件/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(chēng) 工藝要求與工序圖 1 材檢 1 鋼板除應(yīng)符合GB6

24、654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/T4730.3-20 05與3311-00JT中的有關(guān)要求執(zhí)行。 4 號(hào)料 1 號(hào)出筒體的下料線(xiàn)，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(xiàn)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/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

25、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，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/T4730 .2-2005中二級(jí)合格。 2 焊接接頭進(jìn)行100%UT檢測(cè)，按/T4730.3 -2005中一級(jí)合格。 3

26、焊接接頭表面進(jìn)行100%MT檢測(cè)，按/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。 17 打磨 1 對(duì)焊接接頭表面進(jìn)行打磨，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/T4730 .2-2005中二級(jí)合格。 2焊接接頭進(jìn)行100%UT檢測(cè)，按/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/T4 730.4-2005中一級(jí)

27、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(lèi)：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：

28、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)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，因此需要在鎖斗堆焊6mm厚的不銹鋼材料以滿(mǎn)足防腐蝕要求，因此用低合金鋼鍛

29、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(zhuān)業(yè)用鋼的化學(xué)成分/% )鋼號(hào)CSiMnPS16MnR0.20.200.601.201.60=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(lèi)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

30、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(mǎn)足本技術(shù)條件的要求。e.鋼板應(yīng)按/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(xiàn)4.3.4.1. 筒體的展開(kāi)計(jì)算a.已知筒體高度H、公稱(chēng)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)后圖形的形狀與所求的

31、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(chēng)直徑Dg， Dg選取3400L=（3400+90）= 10964.16H=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(xiàn)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)程等容不盡一樣，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

32、括焊接坡口余量，主要考慮容為機(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。焊縫的收縮量，彎曲變形量等受多種因素影響，在劃線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)技術(shù)要求實(shí)際用料線(xiàn)尺寸=展開(kāi)尺寸-卷制伸長(zhǎng)量+焊縫收縮量-焊縫坡口間

33、隙+邊緣加工余量 =10964.16-7+3-3+10=10967.16切割下料線(xiàn)尺寸=實(shí)際用料尺寸+切割余量+劃線(xiàn)公差 =10967.16+14+1= 10982.16。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(xiàn)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(xiàn)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與選用常用的切割方法有機(jī)械切割、氧氣切割

34、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、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。可燃?xì)怏w與氧氣的混合與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：

35、(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

36、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)際壁厚90mm允許最小冷彎半徑的最大值Rmin=10=900筒節(jié)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(chēng)式三輥卷板機(jī)的主要特點(diǎn)如下：（1）與其他類(lèi)型卷

37、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(xiàn)工作，每次壓機(jī)的下壓點(diǎn)均落在線(xiàn)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0.5m2）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

38、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?，又有彈性彎曲，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-Dn

39、1）/2式中 Dn筒節(jié)徑，3400mms 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，90mm 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)回彈前的徑Dn1=（1-25.8345）0.000005/（1+1.5345Dn1）（20000090）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(chēng)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)量與橢圓度指標(biāo)，按

40、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。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，大溶深以與機(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，電渣焊焊縫與熱影響區(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340

41、090 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：720740，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

42、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(chēng)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(chēng)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。根據(jù)兩個(gè)筒體筒節(jié)的厚度90mm和110mm，查表11.21 對(duì)稱(chēng)雙U形對(duì)接坡口焊接方法坡口與焊縫尺寸/mm坡口角/適用圍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 - 714-2020-460-36-895