過程設(shè)備制造檢測課設(shè)指導書精編

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)設(shè)備管理過程設(shè)備制造檢測課設(shè)指導書1.課設(shè)選題1.1加氫反應(yīng)器設(shè)計題目加氫反應(yīng)器筒體制造工藝設(shè)計二、加氫反應(yīng)器的設(shè)計背景工程科學是關(guān)于工程實踐的科學基礎(chǔ)，現(xiàn)代過程裝備與控制工程是工程科學的一個分支，因此，生產(chǎn)實習是工科學習的重要環(huán)節(jié)。在蘭州蘭石集團實習期間，對化工設(shè)備的發(fā)展前景和各種化工容器如反應(yīng)釜、換熱器、儲罐、分液器和塔器等的有所了解和學習。生產(chǎn)實習的主要任務(wù)是學習化工設(shè)備的制造工藝和生產(chǎn)流程，將理論知識與生產(chǎn)實踐相結(jié)合，理論應(yīng)用于實際。因此，過程裝備與檢測的課程設(shè)

2、計的設(shè)置是十分必要的。由于我們實習的加工車間正在進行加氫反應(yīng)器的生產(chǎn)，而加氫反應(yīng)器是石油化工行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，其生產(chǎn)工藝和設(shè)計制造在化工設(shè)備中具有顯著的代表性，為此，選擇加氫反應(yīng)器這一典型的化工設(shè)備作為課程設(shè)計的設(shè)計題目。三設(shè)備介紹及其發(fā)展石油工業(yè)中常用的加氫反應(yīng)器有兩類：一類用于高沸點液體或固體（固體需先溶于溶劑或加熱熔融）原料的液相加氫過程，如油脂加氫、重質(zhì)油品的加氫裂解等。另一類反應(yīng)器用于氣相連續(xù)加氫過程。反應(yīng)器的類型可以是列管式或塔式。根據(jù)化工生產(chǎn)的實際情況，相應(yīng)選擇合理的結(jié)構(gòu)形式。加氫反應(yīng)器是石油化工行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，通常是在高溫(350-480)、高壓(0一25MPa)、臨氫、有硫化氫

3、等腐蝕介質(zhì)的惡劣工作條件下運行。早期由于冶金水平和制造工業(yè)水平有限，多采用冷壁結(jié)構(gòu)形式的加氫反應(yīng)器。所謂冷壁一般指設(shè)計金屬壁溫在300以下的加氫反應(yīng)器，為保持溫度，一般在反應(yīng)器殼體內(nèi)壁裝焊保溫釘增設(shè)一定厚度的隔熱內(nèi)襯層。20世紀70年代以來，隨著冶金、軋制、鍛造工藝技術(shù)的不斷提高，已能夠生產(chǎn)出既嚴格控制化學成分又能保證良好綜合力學性能的優(yōu)質(zhì)、大厚度加氫用鋼板或大型鍛件，且先進的可保證特殊技術(shù)要求的不銹鋼堆焊材料和堆焊技術(shù)、工藝技術(shù)也已經(jīng)成熟，近30年來，加氫技術(shù)發(fā)展迅速，熱壁加氫反應(yīng)器的應(yīng)用更加廣泛。熱壁加氫反應(yīng)器與冷壁加氫反應(yīng)器相比具有以下顯著優(yōu)點:(1)在相同外形尺寸條件下，增大了反應(yīng)器內(nèi)

4、部的有效容積，提高了生產(chǎn)能力;(2)由于無內(nèi)襯隔熱層，避免了內(nèi)襯板易破壞造成殼體局部超溫導致局部鼓泡破壞;(3)避免了上述原因造成設(shè)備頻繁停車修復所造成經(jīng)濟和產(chǎn)量上的損失。因此，熱壁加氫反應(yīng)器逐步取代了冷壁加氫反應(yīng)器，且具有越來越大型化的趨勢。四設(shè)計相關(guān)內(nèi)容4.1引用的主要標準及規(guī)范國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)的壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程（99）版GB150-1998鋼制壓力容器GB6654-1996壓力容器用鋼板（含1、2號修改單）JB4708-2000鋼制壓力容器焊接工藝評定JB/T4709-2000鋼制壓力容器焊接規(guī)程JB4744-2000鋼制壓力容器產(chǎn)品焊接試板的力學性能檢驗JB/T4730-

5、2005承壓設(shè)備無損檢測JB4726-2000壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鍛件JB4728-2000壓力容器用不銹鋼鍛件GB/4237-2007不銹鋼熱軋鋼板和鋼帶GB/T3280-2007不銹鋼冷軋鋼板和鋼帶GB/T3077-1999合金結(jié)構(gòu)鋼GB/T14976-2002流體輸送用不銹鋼無縫鋼管JB/T4711-2003壓力容器涂敷與運輸包裝4.2主要技術(shù)參數(shù)表一設(shè)計壓力5.750.1MPa設(shè)計溫度375177最高工作壓力4.88MPa最高工作溫度343容器類別三類容器容積立方米腐蝕裕量0水壓試驗立式7.47臥式7.55MPa盛裝介質(zhì)石腦油、油氣、氫氣、硫化氫主體材質(zhì)15CrMoR4.3.結(jié)構(gòu)

6、特點該加氫精制反應(yīng)器為板焊結(jié)構(gòu)，其內(nèi)徑，壁厚，由2節(jié)組成；封頭內(nèi)半徑，壁厚，總重量。整個容器位于裙座圈上，總高度約14011，容器內(nèi)壁（包括封頭、筒體、法蘭以及接管和彎管）全部堆焊309L+347不銹鋼，反應(yīng)器設(shè)有油氣進出口、催化劑卸料口、冷氫進口、熱電偶口、人孔等接管孔，所有接管均采用整體補強結(jié)構(gòu)，裙座采用對接結(jié)構(gòu)，各接管密封采用八角墊結(jié)構(gòu)，設(shè)備上下各有一個彎管。容器內(nèi)部焊有凸臺（一周），安裝有冷氫盤、分配盤等內(nèi)件。4.4.使用特點及需解決的問題由于熱壁加氫反應(yīng)器是在高溫、高壓、臨氫及硫和硫化氫介質(zhì)條件下使用的，因此決定了該設(shè)備在使用過程中將會出現(xiàn)：氫腐蝕、氫脆、高溫高壓硫化氫腐蝕、硫化物應(yīng)

7、力腐蝕開裂、堆焊層的剝離、CrMo = 5 * CHINESENUM3 五鋼的回火脆性破壞等問題。五方案論證過程條件：加氫反應(yīng)是可逆、放熱和分子數(shù)減少的反應(yīng)，根據(jù)呂查德里原理，低溫、高壓有利于化學平衡向加氫反應(yīng)方向移動。加氫過程所需的溫度決定于所用催化劑的活性，活性高者溫度可較低。對于在反應(yīng)溫度條件下平衡常數(shù)較小的加氫反應(yīng)（如由一氧化碳加氫合成甲醇），為了提高平衡轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)過程需要在高壓下進行，并且也有利于提高反應(yīng)速度。采用過量的氫，不僅可加快反應(yīng)速度和提高被加氫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率，而且有利于導出反應(yīng)熱。過量的氫可循環(huán)使用。筒體直徑系列2500280030003200340036003800400

8、0筒體厚度mm7882859095959898半球形封頭厚度7072757880808082計算半球形封頭R？1.2精餾塔制造工藝設(shè)計多晶硅，是單質(zhì)硅的一種形態(tài)。熔融的單質(zhì)硅在過冷條件下凝固時，硅原子以金剛石晶格形態(tài)排列成許多晶核，如這些晶核長成晶面取向不同的晶粒，則這些晶粒結(jié)合起來，就結(jié)晶成多晶硅。多晶硅具有半導體性質(zhì)，是極為重要的半導體材料。但微量的雜質(zhì)即可大大影響其導電性。在電子工業(yè)中廣泛用于制造半導體收音機、錄音機、電冰箱、彩電、錄像機、電子計算機等基礎(chǔ)材料。多晶硅是是當代人工智能、自動控制、信息處理、光電轉(zhuǎn)換等半導體器件的電子信息基礎(chǔ)材料，被稱為“微電子大廈的基石”。當前，晶體硅材料

9、（包括多晶硅和單晶硅）是最主要的光伏材料，其市場占有率在90%以上,而且在今后相當長的一段時期也依然是太陽能電池的主流材料。多晶硅的需求主要來自于半導體和太陽能電池。其按純度要求不同，分為電子級和太陽能級。其中，用于電子級多晶硅占55%左右，太陽能級多晶硅占45%，隨著光伏產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，太陽能電池對多晶硅需求量的增長速度已高于半導體多晶硅的速度，到2008年太陽能多晶硅的需求量已超過電子級多晶硅。目前多晶硅主要的生產(chǎn)技術(shù)有（改良）西門子法（三氯氫硅氫還原法），硅烷法(硅烷熱分解法)，流化床法。硅烷法是以四氯化硅氫化法、硅合金分解法、硅的直接氫化法等方法制取，硅烷氣提純后在熱分解爐中生產(chǎn)純度較

10、高的棒狀多晶硅。硅烷法也有廢料，也是氯化物的提純，工藝難度大，安全要求高，每一步都有轉(zhuǎn)化率，投資更大，以前只有日本小松掌握此技術(shù)，由于發(fā)生過嚴重的爆炸事故后，沒有繼續(xù)擴大生產(chǎn)，使得硅烷法尚不能取代西門子法。流化床法是以四氯化硅、氫氣、氯化氫和工業(yè)硅為原料在流化床內(nèi)高溫高壓下生成三氯氫硅，在將三氯氫硅進一步歧化加氫生成二氯二氫硅，繼而生成硅烷氣。制得的硅烷氣通入加入小顆粒硅粉的流化床內(nèi)進行連續(xù)熱分解，生成大顆粒多晶硅產(chǎn)品。在流化床內(nèi)參與反應(yīng)的硅面積大，生產(chǎn)效率高,電耗低且成本低,適用于大規(guī)模生產(chǎn)太陽能多晶硅。但安全性差，危害性大，產(chǎn)品純度不高。西門子法生產(chǎn)多晶硅的主要工序是高純石英（經(jīng)高溫焦碳還

11、原）工業(yè)硅（酸洗）硅粉（加HCL）SiHCL3（經(jīng)過粗餾精餾）高純SiHCL3（和H2反應(yīng)）高純多晶硅。西門子生產(chǎn)工藝經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，幾經(jīng)改造，產(chǎn)能規(guī)模、自動化控制水平有了很大提高，生產(chǎn)成本不斷降低，其關(guān)鍵技術(shù)也由敞開生產(chǎn)發(fā)展到閉式循環(huán)。實踐證明，三氯氫硅生產(chǎn)多晶硅，具有安全性相對良好、沉積速率和一次轉(zhuǎn)化率較高，產(chǎn)品純度較高，同時可適于連續(xù)穩(wěn)定運行等優(yōu)點，所以成為高純度多晶硅生產(chǎn)的首選生產(chǎn)技術(shù)。世界上主要的多晶硅工廠和我國多晶硅項目均采用了西門子法。在西門子法的生產(chǎn)工序中，為了滿足高純度的需要，必須進一步將工業(yè)硅提純。在第二步中把工業(yè)硅粉碎并用無水氯化氫(HCl)與之反應(yīng)在一個流化床反應(yīng)器中

12、，生成擬溶解的三氯氫硅(SiHCl3)。其化學反應(yīng)Si+HClSiHCl3+H2反應(yīng)溫度為300度，該反應(yīng)是放熱的。同時形成氣態(tài)混合物(2,1,Si13,SiC14,Si)。產(chǎn)生的氣態(tài)混合物還需要進一步提純，需要分解:過濾硅粉，冷凝Si13,SiC14，而氣態(tài)2,1返回到反應(yīng)中或排放到大氣中。然后利用精餾法分解冷凝物Si13,SiC14。SiHCL3純度直接影響了多晶硅的純度，因此精餾工段尤為重要。本次設(shè)計以內(nèi)蒙古鄂爾多斯3000噸多晶硅項目TCS精餾塔的設(shè)計為背景，旨在對塔體進行多載荷下的強度穩(wěn)定性校核。通過對蘭州四方容器公司的調(diào)研了解到，目前對于大型精餾塔的設(shè)計通常采用等徑變壁厚結(jié)構(gòu)。在保

13、證塔體強度的基礎(chǔ)上，此結(jié)構(gòu)能減少鋼材的用量，從而大大節(jié)約了成本。對于塔器，受到的外載荷較多，在風載荷，地震載荷，自重載荷以及偏心載荷的聯(lián)合作用下，塔器能否滿足強度和穩(wěn)定性要求就顯得尤為重要。目前，國內(nèi)的壓力容器制造公司主要利用SW6軟件進行塔體的強度計算，首先按照常規(guī)內(nèi)壓設(shè)計出塔體及封頭的壁厚，在此基礎(chǔ)上，依據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)定出每段筒節(jié)的長度，根據(jù)廠的實際加工能力，確定出相鄰筒節(jié)的壁厚差，再利用軟件進行強度校核。如果滿足強度穩(wěn)定性等要求，則再分析強度的富余量，如果富余量過大，則可在之前壁厚的基礎(chǔ)上減少壁厚，在進行校核；若不滿足強度要求，則需要增加壁厚，直到滿足強度穩(wěn)定性要求為止。本次設(shè)計的主要任務(wù)

14、就是對塔器進行強度穩(wěn)定性計算。全部手工計算，旨在熟悉塔器強度設(shè)計的基本流程，這樣就能更加深刻的理解軟件計算的原理，熟悉各個參數(shù)的含義，為以后更好的應(yīng)用SW6軟件奠定理論基礎(chǔ)。目前，ansys在壓力容器上的應(yīng)用越來越廣泛，本次畢業(yè)設(shè)計除了對塔器進行強度校核外，還利用solidworks建立了塔器的三維模型。三維模型的建立，對以后更好的利用應(yīng)力分析軟件奠定了良好的基礎(chǔ)。材料選擇在多晶硅工藝中，所涉及的氣態(tài)或液態(tài)介質(zhì)大多具有腐蝕性。在三氯氫硅合成氣中，無水狀態(tài)下三氯氫硅對鐵和不銹鋼不腐蝕，但三氯氫硅遇水會發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生有毒的氯化氫。在高溫條件下，三氯氫硅能被氫氣還原生成硅，同時產(chǎn)生氯化氫氣體，再加之

15、氯化氫本身就是反應(yīng)原料，因此設(shè)備的選材必須考慮到氯離子對材料的腐蝕作用。對于奧氏體不銹鋼在氯離子環(huán)境下的腐蝕，各種權(quán)威的書籍均有嚴格的要求，氯離子含量要小于25ppm，否則就會發(fā)生應(yīng)力腐蝕、孔蝕、晶間腐蝕。分析氯離子對不銹鋼的腐蝕，采取預(yù)防措施，延長使用壽命是很重要的。奧氏體不銹鋼，是指在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。鋼中含Cr約18%、Ni8%10%、C約0.1%時，具有穩(wěn)定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎(chǔ)上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Si、Ti等元素發(fā)展起來的高Cr-Ni系列鋼。此類鋼中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可顯著提高其耐晶間腐蝕性

16、能。高硅的奧氏體不銹鋼對濃硝酸具有良好的耐蝕性。由于奧氏體不銹鋼具有全面的和良好的綜合性能，在各行各業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。常見奧氏體不銹鋼有304（0Cr18Ni9），304L（00Cr19Ni10）,316(06Cr17Ni12Mo2)等。304不銹鋼是最廉價、使用最廣泛的奧氏體不銹鋼（如食品、化工、原子能等工業(yè)設(shè)備）。適用于一般的有機和無機介質(zhì)。但在硫酸和鹽酸中的耐蝕性差，尤其對含氯介質(zhì)(如冷卻水)引起的縫隙腐蝕最敏感。316型不銹鋼適用于一般的有機和無機介質(zhì)。例如,天然冷卻水、冷卻塔水、軟化水，碳酸。但是不宜用于硫酸。由于約含2的Mo，在海水和其他含氯介質(zhì)中的耐蝕性比304型好,完全可以

17、替代304型。316L型不銹鋼耐蝕性和用途與316型基本相同，由于含碳量更低（0.03），故可焊性和焊后的耐蝕性也更好。316Ti(06Cr18Ni12Mo2Ti)是在316型鋼的基礎(chǔ)上添加Ti元素來增加鋼板抗晶間腐蝕能力的材料。此鋼板由于抗腐蝕能力強，因此廣泛應(yīng)用于石油化工，化肥，船舶，化肥等行業(yè)。在多晶硅行業(yè)中，316Ti鋼板是普遍被接受的，應(yīng)用最廣泛的材料。本次設(shè)計所做的精餾塔，此材料是較好的選擇。塔體條件如表3-1所示。表3-1塔體已知條件設(shè)計已知條件塔體內(nèi)徑Dimm塔體高度H50860mm設(shè)計壓力p0.6MP設(shè)計溫度t200oC塔體材料06Cr18Ni12Mo2Ti許用應(yīng)力t134M

18、P設(shè)計溫度下的彈性模量E2.06105MP常溫屈服點s205MP厚度附加量C1mm塔體焊接接頭系數(shù)1介質(zhì)密度1207/m3塔盤數(shù)N99每塊塔盤殘存液體高度hw20mm基本風壓值q0550N/m2地震防裂度8度設(shè)計地震基本加速度0.2g場地類型級地面粗糙度B類偏心質(zhì)量me4000kg偏心距e2000mm塔外保溫層厚度s150mm裙座材料Q345R許用應(yīng)力st160MP常溫屈服點s345MP設(shè)計溫度下的彈性模量Es1.9105MP人孔平臺數(shù)7制造技術(shù)條件的規(guī)定（1）、制造用的原材料：應(yīng)符合各項要求，如設(shè)計要求GB150，HG20581，對入廠的材料進行檢查和驗收，如有必要可進行復檢。（2）、加工和

19、成型：塔體材料在加工過程中，標記應(yīng)保留。必要時，應(yīng)將標記轉(zhuǎn)移到工件上，并保證轉(zhuǎn)移標記的正確、無誤、清晰、耐久。（3）、焊接和切割：塔體上開孔應(yīng)盡量不安排在焊縫及其臨近區(qū)域，焊接采用電弧焊。不銹鋼主要用于耐腐蝕,但也用作耐熱鋼和低溫鋼。因此,在焊接不銹鋼時,焊條的性能必須與不銹鋼的用途相符。焊條烘干溫度150-200度，保溫1-2小時，不銹鋼焊條必須根據(jù)母材和工作條件(包括工作溫度和接觸介質(zhì)等)來選用8。a）.一般來說,焊條的選用可參照母材的材質(zhì),選用與母材成分相同或相近的焊條。b）.由于碳含量對不銹鋼的抗腐蝕性能有很大的影響,因此,一般選用熔敷金屬含碳量不高于母材的不銹鋼焊條。c）.奧氏體不銹

20、鋼的焊縫金屬應(yīng)保證力學性能?？赏ㄟ^焊接工藝評定進行驗證。d）.對于在各種腐蝕介質(zhì)中工作的耐蝕不銹鋼,則應(yīng)按介質(zhì)和工作溫度來選擇焊條,并保證其耐腐蝕性能(做焊接接頭的腐蝕性能試驗)。A212焊條應(yīng)為最佳選擇。A類焊接接頭，故采用100%無損檢測探傷。射線探傷不低于JB4730規(guī)定的二級為合格。焊前準備：焊前：組對前將坡口兩側(cè)20mm范圍內(nèi)油污贓物清理干凈(用不銹鋼刷)，對于有油污不可以用鋼絲刷和砂輪清理，用丙酮和或酒精進行清理。坡口加工或下料采用機械加工或等離子加工，不能用火焰切割機。在搬用、坡口的制備、裝配個過程，應(yīng)避免損傷鋼材的表面。（4）、焊后熱處理：應(yīng)符合GB150第10章的有關(guān)規(guī)定22

21、。4、耐壓試驗及泄漏試驗?zāi)蛪涸囼炓簤涸囼瀴毫?試驗液體一般采用水，試驗合格后應(yīng)立即將水漬清除干凈。當無法完全清除水漬時，對奧氏體不銹鋼制容器，應(yīng)控制水的氯離子的含量不超過25mg/L。試驗溫度對于碳鋼不低于5；其它鋼制容器進行液壓試驗時，液體溫度不得低于15；試驗程序和步驟:試驗容器內(nèi)的氣體應(yīng)當排凈并充滿液體，試驗過程中，應(yīng)保持容器觀察表面的干燥；當試驗容器壁金屬溫度與液體溫度接近時，方可緩慢升壓至設(shè)計壓力，確認無泄漏后繼續(xù)升壓之規(guī)定的試驗壓力，保壓足夠的時間；然后降至設(shè)計壓力，保壓足夠的時間進行檢查，檢查期間應(yīng)保持不變。液壓試驗的合格標準：試驗過程中，容器無滲漏，無可見的變形和異常聲響。液壓

22、試驗完畢后，應(yīng)將液體排盡并用壓縮空氣將內(nèi)部吹干。由于壓力試驗已保證塔器的強度，而且證明設(shè)備不會有太大的泄漏，綜合考慮到介質(zhì)的毒害性以及設(shè)備制造的經(jīng)濟性，所以不用做泄漏試驗。例：筒體直徑1000mm時：上封頭厚度12mm,下封頭厚度40mm,筒體各段尺寸如下表：筒體各段壁厚及對應(yīng)長度筒體直徑1000mm一段二段三段四段五段筒體壁厚(mm)1216222834長度(mm)1382567006400116005025筒體直徑系列1000150020002500筒體厚度mm以1000mm為基準各段厚度+5各段厚度+10各段厚度+12上封頭厚度mm12182225下封頭厚度mm404550521.3聚酯

23、反應(yīng)器制造工藝設(shè)計聚酯反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)，由容器和夾套兩大部分組成。本聚酯反應(yīng)器設(shè)計壓力0.6MPa，內(nèi)直徑mm，壁厚為mm，介質(zhì)為酯化物。夾套材料為16MnR，筒體材料為16MnR+304。夾套是最常用的外部傳熱構(gòu)件，夾套安裝在容器的外部，它是一個薄壁筒體，多數(shù)還帶有一個底封頭，套在攪拌反應(yīng)器的筒體和封頭的外部，夾套與容器壁之間形成密封的壓力空間，載熱體(加熱介質(zhì))或載冷體(冷卻介質(zhì))在此壓力空間通過容器壁加熱或冷卻容器內(nèi)的物質(zhì)。夾套的主要結(jié)構(gòu)型式有：整體夾套（U型、圓筒型）、通道式夾套(型鋼夾套)、蜂窩夾套(短管支撐式或折邊錐體式)、半管夾套(半管或弓形管)在夾套容器設(shè)計中，通常采用兩種夾套結(jié)構(gòu)

24、：容器外壁焊有螺旋形剛性環(huán)，其作用是對容器殼體起加強作用，又可以對夾套內(nèi)的介質(zhì)流動起導向作用，同時增加傳熱效果；采用在夾套和容器間焊短管，其作用同前。本設(shè)計采用第一種有螺旋導流板的夾套。在夾套內(nèi)設(shè)置螺旋導流板，則螺旋導流板為夾套內(nèi)的流體導流，能更好地加熱或冷卻容器內(nèi)的物料。二：材料驗收與復檢2.1原材料進廠驗收：本夾套選用的材料為16MnR，它屬于低合金鋼，入庫前要對材料進行超聲波無損檢測，利用超聲波無損檢測儀對鋼板進行檢測，如出現(xiàn)偏析、夾雜、疏松和裂紋等情況一律視為不合格產(chǎn)品。其次對材料質(zhì)證書進行驗收，包括材料牌號、規(guī)格、供貨狀態(tài)、檢驗項目及數(shù)據(jù)、執(zhí)行標準等；材料質(zhì)證書經(jīng)檢驗合格后，按要求對

25、材料質(zhì)證書與實物的一致性進行檢驗；經(jīng)以上檢驗合格的原材料還需對一下內(nèi)容進行檢驗：外觀質(zhì)量、幾何尺寸、凡需復檢的原材料應(yīng)按復檢要求的項目進行復檢；對無質(zhì)證書、材料無原始標記、質(zhì)證書與原材料不一致或復檢不合格的原材料，應(yīng)拒絕接收入庫；經(jīng)驗收合格的原材料應(yīng)按牌號、規(guī)格碼放在材料合格區(qū)內(nèi)，材料保管員在材料上按規(guī)定進行標記移植，該標記經(jīng)檢驗人員確認核實2.2焊材的驗收：(一)焊接材料進廠后，對焊材質(zhì)證書的項目、數(shù)據(jù)是否符合標準、訂貨協(xié)議、技術(shù)條件及特殊要求進行檢驗，檢驗合格后，材料質(zhì)量控制負責人給出材料檢驗編號（二）焊接材料質(zhì)證書經(jīng)檢驗合格后，采購人員會同材料保管員對焊材實物的批號、包裝等與質(zhì)證書進行核

26、實，其內(nèi)容應(yīng)統(tǒng)一（三）凡需有復驗項目的還應(yīng)進行復檢（四）經(jīng)檢驗和復驗合格的焊接材料碼放在符合管理要求的焊材庫，并由保管員在明顯的位置做出材料標記。存放焊材的焊材庫必須具備以下條件：a.焊材庫內(nèi)溫度在5以上；b.焊材庫內(nèi)相對濕度應(yīng)低于60%，并設(shè)置必要的祛濕裝置；c.保管員應(yīng)對焊材庫內(nèi)的溫度及濕度，每天上下午各記錄一次；d.焊材庫內(nèi)嚴禁放置油類及水等有害介質(zhì)（五）焊接材料的發(fā)放，應(yīng)做到先進庫的先發(fā)放，防止焊接材料在庫內(nèi)存放時間過長（六）對特殊焊材應(yīng)有專人保管，并設(shè)置專門區(qū)域存放，以防用混在制造過程中，將兩個L型夾套作為一成型體，成型后再切割成兩部分。經(jīng)過計算下料：長mm，寬mm，厚16mm。為保

27、證周邊質(zhì)量，須用刨邊機將周邊加工光滑。4.1夾套直徑D2與筒體直徑D1的關(guān)系：D1500600700180020003000D2D1+50D1+100D1+2004.3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。4.4封閉件幾何尺寸確定（一）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。（二）封閉件大小端直徑的確定：確定封閉件小端內(nèi)直徑時，應(yīng)考慮筒體卷制時出現(xiàn)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(nèi)徑與夾套筒體內(nèi)徑相同。4.6螺旋導流板設(shè)計尺寸計

28、算：a=(D2-D1)/2-D2/500=(4400-4300)500=41.2mm，螺旋導流板高42mm；厚度12mm；內(nèi)筒直徑系列20002200250028003000320035004000筒體厚度mm20+622+625+628+630+632+635+640+61.4球罐工藝設(shè)計丁烯球形儲罐結(jié)構(gòu)設(shè)計所需的原始數(shù)據(jù)：設(shè)計壓力：0.8MPa設(shè)計溫度：常溫公稱容積：10003000m儲存物料：丁烯沖裝系數(shù)：0.9地震設(shè)防烈度：7級殼體鋼板的選用由于球罐的儲存物料是丁烯，丁烯在常溫下是無色氣體，不溶于水，溶于有機溶劑，并且是易燃易爆氣體，并且丁烯會使鋼板發(fā)生氫脆腐蝕，所以應(yīng)選擇低溫并且抗氫

29、的材料，根據(jù)GB150附錄A（材料補充規(guī)定），各種鋼材的比較選用了07MnNiCrMoVDR低溫低合金鋼板，即含碳量7的抗氫抗硫D級的壓力容器專用鋼板。07MnNiCrMoVDR的力學性能：使用狀態(tài)（交貨狀態(tài)）：調(diào)質(zhì)；鋼板厚度：1670；常溫強度指標：屈服點=490MPa；抗拉強度=610MPa；伸長率21溫度：-4020下的許用應(yīng)力：203MPa1.1球罐的特點隨著世界各國綜合國力和科學技術(shù)水平的提高，球形容器的制造水平也在高速發(fā)展。近年來，我國在石油化工、合成氨、城市燃氣建設(shè)中，大型化球形容器得到了廣泛的應(yīng)用。在石化企業(yè)、國防工業(yè)、冶金工業(yè)及城市燃氣中，用于儲存液態(tài)丙烷、丁烷、丙烯、丁烯及

30、其混合物(LPG)、液化天然氣(LNG)、液氧、液氮和液氨、液氫等物料。球形容器廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金等部門，它可以用來作為液化石油氣、液化天然氣、液氧、液氨、液氮及其他介質(zhì)的儲存容器。也可作為壓縮氣體的儲罐。球形儲罐與其他型式的壓力容器比較，有許多突出的優(yōu)點。如與同等容量，相同工作壓力的圓筒形壓力容器比較，球罐具有表面積小，所需鋼板厚度較薄，因而具有耗鋼量少，重量輕的優(yōu)點。此外，球罐還有制造方便，易于大型化、占地面積小、操作管理和檢修方便等特點。由于這些特點，再加上球罐基礎(chǔ)簡單、受風面小、外形美觀，可用于美化工程環(huán)境等原因，使球罐的應(yīng)用得到很大發(fā)展，球形儲罐是一種鋼制容器設(shè)備。在石油煉制

31、工業(yè)和石油化工中主要用于貯存和運輸液態(tài)或氣態(tài)物料。操作溫度一般為-5050,操作壓力一般在3MPa以下。但球罐的制造、焊接和組裝要求很嚴，檢驗工作量大，制造費用較高。國內(nèi)外球罐技術(shù)發(fā)展的方向都是高參數(shù)大型化，球罐大型化可以降低單位容積存儲能力的投資，節(jié)省占地，也節(jié)省了輔助設(shè)施的費用，同時便于管理。國外先進工業(yè)國家開展石油液化氣球罐大型化工作較早，技術(shù)水平較高，由于石油化工的高速發(fā)展，需要將液化天然氣及液化石油氣進行大規(guī)模的運輸和貯存，球罐的應(yīng)用得到進一步發(fā)展,不僅數(shù)量迅速增加,日趨大型化，而且向超高壓、極低溫發(fā)展。國際上目前最大液態(tài)介質(zhì)球罐直徑27.4m,容積10770m；最大城市煤氣球罐直徑

32、72.55m，容積m。中國目前大多數(shù)球罐容積為2001000m,最大容積8250m、直徑25.1m。隨著科學技術(shù)的不斷進步，材料、焊接、制造、現(xiàn)場組焊技術(shù)的不斷提高、球罐也正向著高參數(shù)和多品種方向發(fā)展。設(shè)計壓力從0.093兆帕的真空度到幾十個兆帕，工作溫度為-250850，球殼結(jié)構(gòu)從單層到多層，品種非常廣泛。但球罐大型化是最主要的發(fā)展趨勢。球罐與常用的圓筒形容器相比具有以下特點：（1）球罐表面積最小，即在相同容量下球罐所需鋼材面積最??；（2）球罐板殼承載能力比圓筒形容其大一倍，即在相同直徑，相同壓力下，采用同樣的鋼板時，球罐的板厚只需圓筒形容器板厚的一半；（3）球罐占地面積小，且可向空間高度發(fā)

33、展，有利于地表面積的利用。綜合以上特點，再加上球罐基礎(chǔ)簡單，受風面小，外觀漂亮，使球罐的應(yīng)用得到很大的發(fā)展。1.2球罐的分類球罐可按不同方式分類，如按儲存溫度、結(jié)構(gòu)形式等。按儲存溫度分類：球罐一般用于常溫或低溫。（1）常溫球罐如液化石油氣、氨、煤氣、氮、氧等球罐。常溫球罐的設(shè)計溫度大于-20。（2）低溫球罐這類球罐的設(shè)計溫度或等于-20，一般不低于-100。壓力屬于中等。（3）深冷球罐設(shè)計溫度在-100以下，往往在介質(zhì)液化點以下儲存，壓力不高，有時為常壓。由于保冷要求高，常采用雙層球殼。按結(jié)構(gòu)形式分：圓球形、橢球形、水滴形或以上形式的混合。圓球形按分瓣方式有橘瓣式、足球瓣式、混合式三種。圓球形

34、按照支撐方式分為支柱式和裙座式兩大類。每班一組，每組3人。球殼直徑系列15001800200022002400260028003000筒體厚度mm30353540404550501.5鎖斗制造工藝設(shè)計設(shè)計背景鎖斗在煤化工行業(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，排渣閥一個。煤粉貯存在煤粉貯倉中，當煤粉鎖斗處于常壓狀態(tài)時，關(guān)閉煤粉鎖斗的下閥，打開煤粉鎖斗的上閥，使煤粉貯倉的煤粉自流進入煤粉鎖斗，料滿后關(guān)閉上閥，通入高壓氮氣加

35、壓后打開下閥使煤粉自流進入煤粉給料倉中，卸完后關(guān)閉下閥，排出氮氣降至常壓，再循環(huán)上述過程。鎖斗也可用于收集渣，通過下閥來實現(xiàn)間斷排渣。鎖斗由接管法蘭、襯筒、錐體、筒體、橢圓封頭及連接組件組成。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-集渣等過程。涉及渣水工藝聯(lián)鎖、渣池攪拌器聯(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)破渣機破碎后進人鎖斗系統(tǒng)（鎖渣系統(tǒng)），鎖斗系統(tǒng)設(shè)置了一套復雜的自動循環(huán)控制系統(tǒng)，用于定期收集爐渣。在排渣時鎖斗和氣化

36、爐隔離鎖斗循環(huán)分為減壓、清洗、排渣、充壓四部分，每個循環(huán)約30分鐘，保證在不中斷氣化爐運行的情況下定期排渣。國內(nèi)對此設(shè)備的設(shè)計，制造與檢驗已具有一定的經(jīng)驗和業(yè)績。設(shè)計條件材質(zhì)：16MnR容器類別：二類最高工作壓力：4.8MPa設(shè)計壓力：4.8MPa工作介質(zhì)：汽化爐渣/黑水設(shè)計溫度：260產(chǎn)品編號：295700腐蝕裕度：5mm焊接接頭系數(shù)：1.0設(shè)計基本風壓：400Pa地震烈度：6全容積：m3充裝系數(shù)：1.0安全閥開啟壓力：4.8Mpa液壓試驗壓力：7.38MPa（臥放）7.30Mpa(立放)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

37、/T471020054.塔器設(shè)計技術(shù)規(guī)定HG2065219985.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HG2058419987.壓力容器涂敷與運輸包裝JB/T471120038.壓力容器用鋼焊條訂貨技術(shù)條件JB/T47472002四、整體結(jié)構(gòu)分析1鎖斗的制造難點及解決方案鎖斗錐體成型材質(zhì)：16MnR鎖斗錐體制造難點在于如何保證錐體大小端面的平行度和上下端面的同心度。鎖斗錐體由4瓣壓制組成，下料按錐體展開放樣劃下料線，每邊留20mm余量，壓制時由于沒有合適的模具，不能一次壓制成型。如果當時現(xiàn)提工裝模具，一是耽誤周期，再者也增加了制造成本。根據(jù)實際情況，工藝果斷

38、采取用現(xiàn)有模具通過水壓機逐步壓制，使其達到設(shè)計尺寸要求。壓制時采用平面樣板檢驗上下口尺寸以及輪廓處的R，保證樣板與單片錐體間的間隙在1mm左右，壓制成型后，用1：1的立體樣板進行實際測量，根據(jù)測量情況，用水壓機對不符合尺寸要求的部為進行校正，然后根據(jù)立體樣板的尺寸劃出余量線，氣割取出余量線后，再用立體樣板進行精整型直至達到設(shè)計要求。鎖斗的整體檢驗由于鎖斗的形狀不規(guī)則，許多關(guān)鍵尺寸為空間尺寸，給裝配后的測量帶來很大困難。利用機加中心的數(shù)顯功能進行測量，方便、快捷、準確，解決了整體測量的難題。經(jīng)測量，鎖斗的整體尺寸完全符合圖紙要求，均在公差范圍內(nèi)。總體制造工藝設(shè)計材檢噴砂探傷號料氣割水壓機裝配焊接

39、熱處理氣割打磨噴丸氣割打磨探傷號料氣割焊接立車鏜氣割打磨探傷裝配焊接熱處理打磨探傷筒體直徑系列20002400280032003400360038004000筒體厚度mm50607080859095100椎體厚度mm50607080859095100錐體錐角(度)6060606060606060錐體出料口直徑系列mm300300350350400400450450計算錐體高度mm1.6循環(huán)氫壓縮機入口分液罐頂封頭制造工藝一設(shè)計背景：隨著社會的發(fā)展，工業(yè)技術(shù)更是突飛猛進，無論從種類還是強度上，對容器的要求也越來越高，工業(yè)生產(chǎn)中工藝條件越來越復雜，需要各種各樣的設(shè)備來滿足社會的需求，比如一些設(shè)備無

40、法對氣體和液體的混合物進行壓縮，那么流體在進入該容器之前必須對其要進行分離，分液罐正是由于這種需要的需求而生產(chǎn)的設(shè)備。它是一種放空氣中酸性氣液體成分在其中分離并儲存的裝置。在反應(yīng)裝置后加裝分液罐可以大大增加產(chǎn)品分離速率，提高生產(chǎn)效率。因工業(yè)生產(chǎn)的需要，分液罐的設(shè)計與生產(chǎn)成為工業(yè)研究的一項不可缺少的任務(wù)。二產(chǎn)品介紹及工藝流程：循環(huán)氫壓縮機入口分液罐是一種放空氣中酸性氣液體成分在其中分離并儲存的裝置。在反應(yīng)裝置后加裝分液罐可以大大增加產(chǎn)品分離速率，提高生產(chǎn)效率。工藝流程如下：裝配底封頭打磨探傷堆焊裙座外側(cè)退火打磨探傷組裝上封頭探傷裝焊下端裙座裝焊下接管及附件探傷終檢噴砂測HB水壓試驗探傷噴砂.清理

41、油漆.包裝.運輸。三技術(shù)特性及要求：31.技術(shù)要求：1）本設(shè)備應(yīng)按D113070002/N1容器外行尺寸允許偏差和D113070002/N5純凈鋼設(shè)備制造和驗收技術(shù)條件進行制造和驗收；2）本設(shè)備外防腐應(yīng)符合00000SPSTOP0205R.3涂漆規(guī)定的要求；3）圖中所注明筒體和封頭的厚度系成品后的最小尺寸；4）圖中所注明的開口外伸高度系指法蘭密封面至開孔中心線與設(shè)備外壁交點的距離；5）合成脫液器支持圈厚度是16mm，材料為Q235-B;6)所有與設(shè)備壁相焊的附件應(yīng)在制造廠焊接完畢，并與設(shè)備一起熱處理；7）材料表中緊固件的數(shù)量不包含備份數(shù)量；8）接管的端面與中心線垂直，偏差不得超過0.5;9)密

42、封面應(yīng)該光滑，不能有劃痕，劃線等降低法蘭密封和強度的缺陷。3.2技術(shù)特性：壓力容器等級：三級；介質(zhì)名稱：油以及含硫污水和氧氣；最高（低）工作溫度：150；工作壓力：13.94MPa;基本風壓：750Pa;地面粗糙度：B類；設(shè)計溫度：170；設(shè)計壓力15.2MPa;腐蝕余量：6mm；焊后熱處理：是；焊接接頭系數(shù)：1.0；抗震強度：7級；材料：SA516Cr70(HIC);執(zhí)行標準：681501998，D113070002/N5；液壓試驗壓力：立試（19.0MPa），臥試（19.1MPa）;每班兩組，每組3人。筒體直徑系列22002400260028003000320034003600筒體厚度mm

43、7882858590909595半球形封頭厚度7072757578788282計算半球形封頭R？2.精餾塔制造實例介紹2.1精餾塔上封頭制造工藝設(shè)計模板上封頭的總體生產(chǎn)工藝過程（工藝過程）：原材料入庫原材料復檢預(yù)處理劃線及標記下料邊緣加工開破口拼接修平焊縫熱沖壓成型修正并去除氧化皮熱處理無損探傷封頭制造的準備：包括如鋼板的檢測和保存，鋼板的預(yù)處理方法和工藝；展開計算、劃線，切割加工等，封頭的拼接設(shè)計；鋼板的檢測和保存：外觀檢驗、幾何尺寸檢驗、理化檢驗和鋼板的超聲波探傷，其中超聲波探傷結(jié)果按ZBJ74003-88壓力容器用鋼板超聲波探傷規(guī)定的質(zhì)量分級，應(yīng)不低于級。鋼板的處理方法和工藝原材料凈化:

44、原材料在軋制以后以及運輸和庫存期間，表面常產(chǎn)生鐵銹和氧化皮，粘上油污和泥土。經(jīng)過劃線、切割成型、焊接等工序后，工件表面會粘上鐵渣，產(chǎn)生傷痕，焊縫及近縫區(qū)會產(chǎn)生氧化膜。這些污物的存在，講影響設(shè)備制造質(zhì)量，所以必須凈化。在設(shè)備制造中凈化主要有以下目的：（1）清除焊縫兩邊緣的油污和鐵銹物，以保證焊接質(zhì)量。（2）為下道工序做準備，即是下道工序的工藝要求。（3）保持設(shè)備的耐腐蝕性。常用的凈化方法有：手工凈化、機械凈化、化學凈化和火焰凈化四種。封頭原坯料采用機械凈化中的噴砂機除銹。噴砂是大面積去除鐵銹和氧化膜的先進方法。它是利用高速噴出的壓縮空氣流帶出來的高速運動的砂粒沖擊工件表面而打落鐵銹和氧化膜的方法

45、。矯形：設(shè)備制造所用的鋼板、型鋼、鋼管等，在運輸和存放過程中，會產(chǎn)生彎曲波浪變形或者扭曲變形。這些直接影響了劃線切割彎卷和裝配等工序的尺寸精度，從而影響了設(shè)備的制造質(zhì)量，有可能造成誤差超差而成為廢品，所以當材料的變形超過允許范圍時必須進行矯正處理。常用的矯形方法有手工矯形，機械矯形，火焰加熱矯形。劃線：劃線是在原材料或經(jīng)初加工坯料上劃出下料線下料線各種位置線和檢查線等，劃線工序通常包括對零件的展開計算，號料和打標記等一系列操作。(1)封頭的展開計算將零件的空間曲面展成平面稱為展圖，是劃線的主要工作環(huán)節(jié)。該封頭為標準橢圓形封頭，材料為06Cr18Ni12Mo2Ti，封頭內(nèi)徑Di=1500mm封頭

46、壁厚=18mm封頭中徑Dm=Di+=1500+18=1518mm直邊高度h=40mm根據(jù)等弧長法，將封頭展開成圓形板坯，其尺寸：Da=1.213Dg+1.5h=1.2131500+1.540=1880mm（2）號料將展開圖正式畫在鋼板上的作業(yè)稱為號料，其要考慮加工余量，加工余量主要包括變形余量，機加工余量，切割余量，焊焊接工藝余量等。由于實際加工制造方法，設(shè)備，工藝過程等內(nèi)容不盡相同，因此加工余量的最后確定是比較復雜的，要根據(jù)實際情況來確定。號料時應(yīng)注意以下問題如表5-1所示：表5-1加工余量選擇：邊緣加工余量焊接坡口間隙焊縫收縮量切割余量劃線公差7mm4mm-10mm7mm實際用料線尺寸=展

47、開尺寸焊接坡口間隙+焊縫收縮量邊緣加工余量=1880-4+7=1883mm切割下料尺寸線=實際用料線尺寸+切割余量+劃線公差=1880+10+7=1897mm考慮余量后，板坯尺寸取200018(mm)排樣樣板或零件在鋼材上如何排列對鋼材的利用率影響很大，應(yīng)盡可能緊湊的排列，充分利用鋼板。打標記線完成后，為保證加工尺寸精度及防止下料尺寸模糊不清等，在切割線、刨邊線、開孔中心及裝配線等處均勻打上沖眼，用油漆標明標號、產(chǎn)品工號和材料標記移植等，以指導切割，成型，組焊等后續(xù)工序的進行。切割及邊緣加工按照所劃的切割線從原材料上切割下零件毛坯，該工序稱為切割，常用方法有機械切割（鋸床、圓盤剪板機等），熱切

48、割（氧氣切割、等離子切割等）。機械切割操作簡單，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、形狀較復雜的鋼板，它只適用于切割矩形或棒料。等離子切割機的特點是切割速度快、切縫狹窄、切口平整、熱影響區(qū)小、工件變形度低、操作簡單，并且具有顯著的節(jié)能效果。它不受物性限制，可切金屬也可切非金屬，適用于任何材料的切割，但是它的成本太高。氣割是用可燃氣體與氧氣混合燃燒的預(yù)熱火焰，將金屬加熱到燃燒點，并在氧氣射流中劇烈燃燒而將金屬分開的加工方法?？扇細怏w與氧氣的混合及切割氧的噴射是利用割炬來完成的。氣割所用的可燃氣體主要是乙炔、液化石油氣和氫氣等。氧炔焰氣割過程是：預(yù)熱一燃燒一吹渣。并不是所有

49、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)金屬導熱性不應(yīng)太高。(3)金屬燃燒點要低于它的熔點。(4)金屬氧化物的熔點要低于金屬本身的熔點。(5)生成的氧化物應(yīng)該易于流動。精餾塔封頭鋼板切割選用等離子切割邊緣加工：首先，按照劃線切割余量，消除切割時邊緣可能產(chǎn)生的加工硬化、裂紋、熱影響區(qū)及其他切割缺陷；其次，根據(jù)圖樣規(guī)定，加工各種形式，尺寸的坡口，通常加工方法有手工加工，機械加工，熱切割加工。板坯加熱因為相對厚度/Do100=18/2000100=0.90.7且封頭冷、熱沖壓與相對厚度的關(guān)系知，該封頭為熱沖壓，沖壓前，把板坯加熱至始鍛溫度，

50、放在壓力機上沖壓，到終鍛溫度時停止沖壓，封頭毛坯加工工藝如圖5-1曲線所示。圖5-1封頭的拼接設(shè)計：因為展開計算后的圓形坯料D0為2000mm1500mm，所以拼焊焊縫數(shù)取為1，焊縫距圓形中心線距離D0/4=500mm,取400mm.拼接的焊接方法選擇、焊接工藝設(shè)計，工藝參數(shù)確定以及相應(yīng)的檢測、熱處理方法等； 拼接的焊接方法選擇:手工電弧焊電弧穩(wěn)定性好，設(shè)備簡單、操作維護方便適合全位焊接，適用于各種鋼種，各種角度和各種結(jié)構(gòu)的焊接，因電弧溫度高，焊接速度較快，熱影響區(qū)小，焊接接頭的機械性能較為理想，所以焊接質(zhì)量好，同時，手工電弧焊易于分散應(yīng)力和控制變形，所有焊接結(jié)構(gòu)中，因受熱應(yīng)力的影響，都存在著

51、焊接殘余應(yīng)力和變形，采用手工電弧焊，可以通過工藝調(diào)整，如跳焊、對稱焊等方法來減少變形和改善應(yīng)力分布。該封頭的厚度較小，所以綜上選擇手工電弧焊。焊接工藝設(shè)計焊接參數(shù)（1）焊條的選擇和焊條直徑奧氏體不銹鋼焊條選用要保證焊縫金屬具有與母材的化學成分和機械性能大致相近，同時還要求保證焊縫金屬具有優(yōu)良的耐腐蝕性能。含碳量對不銹鋼的耐腐蝕性能影響很大，一般選用焊條熔敷金屬中的含碳量不高于母材的焊條。根據(jù)鋼制壓力容器焊接規(guī)程選用A212型焊條，A212是鈦鈣型藥皮的低碳含Nb穩(wěn)定劑的Cr18Ni12Mo2Nb不銹鋼焊條，其具有很好的抗晶間腐蝕性能，有優(yōu)良的操作工藝性能，而且可交直流兩用。一般情況下焊條直徑根

52、據(jù)被焊工件的厚度來選擇，水平焊對接時焊條直徑的選擇見表7-1.另外還要考慮接頭形式、焊接位置、焊接層數(shù)等的影響。表7-1焊條直徑的選擇工件厚度/mm1.52341281212焊條直徑/mm1.62.02.53.23.244556故由工件厚度18mm選擇焊條直徑5mm（2）焊接線能量焊接線能量公式為Q=IU60/V其中Q-焊接線能量（J/cm）I-焊接電流（A）U-電弧電壓（V）V-焊接速度（cm/min）不銹鋼焊接線能量應(yīng)在保證熔合良好的情況下盡量采用小線能量。（3）焊接電流對于手工電弧焊，焊接電流是影響焊接質(zhì)量的關(guān)鍵。焊接電流過小，電弧燃燒不穩(wěn)定，對工件加熱不充分，易造成未焊透、未熔合、氣孔

53、、夾渣等缺陷；焊接電流過大，易使焊條發(fā)紅、藥皮崩落和失效，使其保護作用下降，影響接頭成形，使熱影響區(qū)增寬、晶粒粗大。一般情況下根據(jù)焊條直徑來選擇焊接電流的范圍，如表7-2所示，同時還要考慮板厚、接頭形式、焊接位置、施焊環(huán)境溫度、工件材質(zhì)等因素。表7-2焊接電流與焊條直徑的關(guān)系焊條直徑/mm1.62.02.53.2456焊接電流/A254040655080100130160210200270260300（4）焊接電弧電壓焊接電弧電壓的大小一般為2030V，主要由電弧長度決定。電弧長則電弧電壓高；反之電弧電壓低。電弧長度一般為26mm。（5）焊接速度焊接速度的大小直接影響著生產(chǎn)效率，通常在保證焊縫

54、熔透的情況下盡量采用較大的焊接速度。（6）焊接層數(shù)焊接層數(shù)用下式估算n=/d其中n-焊接層數(shù)-工件厚度，mmd-焊條直徑，mm則n=18/54焊接坡口設(shè)計：當壓力容器板厚超過一定厚度是，為保證壓力容器的焊縫全部焊透而無缺陷，應(yīng)將鋼板接頭處開各種形狀的坡口，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。常用的對接接頭形式：a.直邊對接，用于不開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.不對稱X形坡口，用于手工電弧焊封底的埋弧自動焊或雙面埋弧自動焊；d.對稱X形坡口，用于雙面手工電弧焊或埋弧自動焊；e.單面U形坡口，用于背面手工電弧焊封底的埋弧自動焊或正面

55、手工氬弧焊封底的埋弧自動焊；f.雙U形坡口，用于雙面埋弧自動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焊。焊接坡口形式的選定要保證全焊透，方便從坡口加工、焊接、修磨整個實焊過程，而且要盡量減少焊接量。鋼板厚度為18mm，材料為奧氏體不銹鋼，選擇手工電弧焊，坡口選擇V型焊接坡口，結(jié)構(gòu)尺寸如圖7-1所示:圖7-1焊接注意事項由于材料為奧氏體不銹鋼，所以焊接過程中需要注意一下方面：（1）焊前準備焊件表面清理：焊件待處理兩側(cè)各20mm表面應(yīng)徹底清理干凈。焊條的烘干：奧氏體不銹鋼焊縫中的氣孔主要是氫氣孔，熔滴及熔池中的氫主要來源是藥皮中的水分，所以焊條使用前應(yīng)進行復

56、烘。（2）焊接過程中1）不允許焊條在非焊接部位引弧，地線應(yīng)與工件夾緊，焊接平臺不應(yīng)作地線用，以免引弧點和局部受熱出現(xiàn)局部腐蝕。2）由于奧氏體不銹鋼電阻大，導熱性差，可采用小焊接電流、高焊速、窄焊道、短弧、不做橫向擺動，以降低熱輸入，提高熔池冷卻速度，減少偏析。3）采用多層多道焊，焊縫的打底采用單面焊雙面成形技術(shù)，打底焊道應(yīng)確保熔透。4）原則上不預(yù)熱，每焊完一道要徹底清除熔渣，層間溫度控制在60以內(nèi)，每道焊縫焊完后用水沖淋，以減少焊縫的高溫停留時間。5）與腐蝕介質(zhì)接觸的焊層可考慮最后施焊，以提高焊縫金屬的耐腐蝕能力。6）焊后對焊縫進行酸洗鈍化處理以增強其耐腐蝕性能。7.5檢測方法：封頭拼接焊縫屬

57、于凸型封頭上拼接焊縫，為A類焊縫，進行或者超聲波檢測.探傷標準如表7-3所示表7-3探傷標準超聲波探傷JB1152-81鍋爐和鋼制壓力容器對接焊縫超聲波探傷射線探傷GB3323-87鋼熔化焊對接接頭射線照相和質(zhì)量分級不銹鋼封頭成型的注意事項，成形工藝設(shè)計及相關(guān)計算、模具設(shè)計、設(shè)備選用等，檢測方法選擇、熱處理方法選擇，邊緣加工方法等。不銹鋼封頭成型的注意事項封頭的沖壓過程屬于拉延過程，在沖壓過程中各部分的應(yīng)力狀態(tài)和變形情況都不同，處于壓邊圈下部分的毛坯邊緣A部分，由于封頭的下壓力使其經(jīng)受徑向拉伸應(yīng)力，并向中心流動，坯料外直徑減?。贿吘壗饘傺厍邢蚴湛s，產(chǎn)生切向壓縮應(yīng)力，會使邊緣喪失穩(wěn)定性而產(chǎn)生褶皺

58、；常用壓邊圈將邊緣壓緊，則在板厚方向又產(chǎn)生壓應(yīng)力，即法蘭部分承受三向應(yīng)力狀態(tài)。處于下模圓角部分的材料，除受到徑向拉伸應(yīng)力和切向壓縮應(yīng)力外，還受到彎曲應(yīng)力。空隙部分仍受到徑向拉伸應(yīng)力和切向壓縮應(yīng)力，而板厚方向不受力，處于自由狀態(tài)，封頭底部的材料，徑向和切向都受到拉應(yīng)力，有較小的伸長，所以壁厚略有減薄。成形工藝設(shè)計及相關(guān)計算成形工藝設(shè)計：由相對厚度18100/2000=0.9查表7-7可知采用熱沖壓加熱規(guī)范如表7-4所示：表7-4加熱規(guī)范加熱溫度/終壓溫度/沖壓后的熱處理溫度/1150950-上封頭采用在水壓機上整體熱沖壓成形，關(guān)鍵條件有合適的噸位，開檔，行程的水壓機和相應(yīng)的工裝模具，高溫加熱爐以

59、及合理的沖壓工藝。如附圖所示，將毛坯對中放在下模上，然后開動水壓機使活動衡量空程向下，當壓邊圈與毛坯接觸后，開動壓邊缸將毛坯邊緣壓緊，接著上?？粘滔陆担斉c毛坯接觸時，開動主缸使上模向下沖壓，對毛坯進行拉伸，至毛坯完全通過下模后，封頭便沖壓成型。最后開動提升缸和回程缸，將上模和壓邊圈向上提起，與此同時用脫模裝置將包在上模上的封頭脫下，并將封頭從下模支架中取出，沖壓過程結(jié)束。相關(guān)計算：計算沖壓力P=CK(D0-DW)btC壓邊力影響系數(shù)，無壓邊力C=1，有壓邊力C=1.2；對于橢圓形封頭，壓邊條件Do-Dn(18-20),2000-1500=500（18-20）18=324-360所以采取壓邊圈

60、，故取C=1.2K封頭形狀影響系數(shù)，橢圓形封頭K=1.25-1.35；K取1.3D0封頭外徑，mmDw筒節(jié)外徑，mm所以P=1.21.33.14（2000-1500-218）18530=21.68t模具設(shè)計上模（沖頭）其結(jié)構(gòu)及主要設(shè)計參數(shù)上模直徑Dsm根據(jù)封頭內(nèi)徑和熱沖壓的收縮率或冷沖壓的回彈率計算，材料為不銹鋼，取=0.5Dsm=Dn（1）=1500（10.5）=750-2250mm上模曲面部分高度HsmHsm=hn（1）=375（10.5）=187.5-562.5mm上模直邊高度H0H1封頭高度修邊余量，一般為15-40mm,取H1=25mmH2卸料板厚度，一般為40-80mm，取H2=5