第二篇 過程裝備制造工藝-6受壓殼體制造準(zhǔn)備

第Ⅱ篇過程裝備制造工藝

6受壓殼體制造的準(zhǔn)備

主要內(nèi)容:6.1鋼材的預(yù)處理6.1.1凈化處理6.1.2矯形6.2劃線6.2.1零件的展開計(jì)算6.2.2號料（放樣）6.2.3標(biāo)記和標(biāo)記移植6.1鋼材的預(yù)處理

鋼材的預(yù)處理是指對鋼板、管子和型鋼等材料的凈化處理、矯形和涂保護(hù)底漆。

凈化處理對象：劃線、切割、焊接加工之前的鋼板、管子和型鋼；鋼材經(jīng)過切割、坡口加工、成形、焊接之后清除其表面的銹、氧化皮、油污和熔渣等。6.1.1凈化處理作用：①試驗(yàn)證明，除銹質(zhì)量好壞直接影響著鋼材的腐蝕速度。②對焊接接頭處尤其是坡口處進(jìn)行凈化處理，清除銹、氧化物、油污等，可以保證焊接質(zhì)量。③可以提高下道工序的配合質(zhì)量。2、方法（手工凈化、機(jī)械凈化、化學(xué)凈化法）⑴手工凈化工具：鋼刷，刮刀，砂紙等，主要用于焊口的局部凈化。⑵機(jī)械凈化設(shè)備：①電動鋼刷，電動砂輪等（適用于小面積或局部）；②噴砂機(jī)，拋丸機(jī)等（適用于大面積的鋼板、設(shè)備）。①噴砂法：主要用于型材（如鋼板）和設(shè)備大表面的凈化處理，效率較高但粉塵大，對人體有害，應(yīng)在封閉的噴砂室內(nèi)進(jìn)行。②拋丸法：（壓縮空氣拋丸法或離心法）主要特點(diǎn)是改善了勞動條件，易實(shí)現(xiàn)自動化，被處理材料表面質(zhì)量控制方便。

噴砂法嚴(yán)重危害人體鍵康，污染環(huán)境，目前國外已普遍應(yīng)用拋丸法。鋼丸粒度：Φ0.8～Φ1.2mm。主要特點(diǎn)：使工件表面產(chǎn)生壓應(yīng)力，可提高抗應(yīng)力腐蝕的能力；也改善了勞動條件。③化學(xué)凈化法：金屬表面的化學(xué)凈化主要是對材料表面進(jìn)行除銹、除污物和氧化、磷化及鈍化處理，后者即在除污物的基礎(chǔ)上根據(jù)不同材料，將清潔的金屬表面經(jīng)化學(xué)作用（氧化、磷化、鈍化處理）形成保護(hù)膜，以提高防腐能力和增加金屬與漆膜的附著力?；瘜W(xué)凈化法

按主要功能分為：除油、除銹、鈍化有機(jī)溶劑洗滌、酸洗、超聲波法等。①除油a有機(jī)溶劑洗滌針對襯里（襯橡膠）表面。常用的有機(jī)溶劑：汽油，酒精，石油溶劑等。b金屬表面堿液除油配方：氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸鈉、水玻璃根據(jù)被清洗的材料，選擇組合種類及數(shù)量。c超聲波法除油超聲波除油是基于空化作用原理。當(dāng)超聲波作用于除油液時(shí)，由于壓力波使溶液反復(fù)受到負(fù)應(yīng)力、正應(yīng)力作用；當(dāng)負(fù)壓力作用時(shí)，溶液中會出現(xiàn)瞬時(shí)的真空，形成空洞(氣泡泡)-----（溶液中蒸汽和溶解的氣體會進(jìn)入）；

瞬間又由于受到正壓力的作用，氣泡受壓破裂而產(chǎn)生數(shù)千大氣壓的沖擊波，沖刷零件表面，促使油污剝離。設(shè)備包括：發(fā)生器、除油槽、除油清洗劑； 頻率一般為為30kHz左右，零件小時(shí)，采用高一些的頻率；零件較大時(shí)，用較低的頻率。注意零件在除油槽內(nèi)要旋轉(zhuǎn)或翻動，不能留死角?！畛暡撝瑒﹦㏒TK–6說明：組成：主要成分碳酸鹽、磷酸鹽； 還含有特殊界面活性劑及乳化劑。適用范圍：特別適用于銅、鋅、鋁合金之除油、臘。②酸洗是針對鋼鐵材料常用的凈化方法。除去表面氧化皮、銹蝕物；焊縫上殘留的焊渣等污物。常用鹽酸，它與硫酸比有下列優(yōu)點(diǎn)：速度快、效率高，不產(chǎn)生氫脆，表面狀態(tài)好，配制洗液安全、經(jīng)濟(jì)。對局部表面，可用酸洗膏涂膏除銹；注意：化學(xué)凈化后，必須用水沖凈，以免腐蝕。③金屬表面的氧化、磷化和鈍化

將清潔后的金屬表面經(jīng)化學(xué)作用，形成保護(hù)性薄膜，以提高防腐能力和增加金屬與漆膜的附著力的方法，即氧化、磷化、鈍化處理。氧化處理鋼鐵表面與氧或氧化劑作用，形成保護(hù)性的氧化膜，防止金屬被進(jìn)一步腐蝕。主要有酸性氧化法和堿性氧化法。酸性氧化法經(jīng)濟(jì)、應(yīng)用較廣，耐腐蝕性和機(jī)械強(qiáng)度較高。酸性氧化液組分：硝酸鈣、過氧化錳、正磷酸。磷化處理

鋼鐵用錳、鋅、鎘的正磷酸鹽溶液處理，使表面生成一層不溶性磷酸鹽保護(hù)膜，即為金屬的磷化處理?？商岣呓饘俚哪透g性和絕緣性，并能作為油漆的良好底層。鈍化處理

金屬與鉻酸鹽作用，生成三價(jià)或六價(jià)鉻化層，該鉻化層具有一定的耐腐蝕性，主要用于用于不銹鋼、鋁等金屬。鈍化液組成：對不銹鋼鈍化：重鉻酸鉀、硝酸、水。鋁合金鈍化：硝酸、鉻酐、水。3、設(shè)備凈化處理方法⑴過程裝備組裝后并經(jīng)過試驗(yàn)后，還要進(jìn)行凈化——鈍化或噴漆處理。⑵過程裝備運(yùn)行一段時(shí)間后，都會產(chǎn)生污垢等)等(如換熱器、鍋爐管道等)；

為了恢復(fù)、提高設(shè)備的工作效率，以及檢查引起的局部腐情況，必須對設(shè)備進(jìn)行凈化處理。目前對設(shè)備凈化處理方法有兩大類機(jī)械清洗和化學(xué)清洗。設(shè)備凈化處理：目前對設(shè)備凈化處理方法有兩大類：機(jī)械清洗和化學(xué)清洗。兩種方法的對比情況見表6-11。6.1.2矯形矯形對象：由于鋼材在運(yùn)輸、吊裝或存放過程中的不當(dāng)所產(chǎn)生的較大變形；有些制造精度要求較高的設(shè)備（如熱套式、層板色扎式高壓容器要求鋼板的變形很?。?；對保存較好的供貨鋼材也需要矯形，因?yàn)楣┴洉r(shí)的平面度要求有時(shí)不能滿足實(shí)際制造的要求。為了減小型材在矯正、矯直后材料本身塑性性能的損失型材在矯正、矯直前的變形量不能太大，即對可矯正的變形量有所規(guī)定。矯正方法有機(jī)械矯正和火焰矯正。機(jī)械矯正主要用冷矯，當(dāng)變形較大、設(shè)備能力不足時(shí)，可用熱嬌，其矯正方法及適用范圍見表6-15。6.1.2矯形6.1.2矯形火焰加熱會不同程度的使鋼材產(chǎn)生氧化現(xiàn)象，甚至加熱區(qū)金屬組織結(jié)構(gòu)的變化而影響其耐腐蝕性能。如不銹鋼等鋼材嚴(yán)禁使用火焰矯形。對于易產(chǎn)生退火裂紋的鋼材，由于火焰加熱溫度正好在其過飽和碳化物的晶間析出敏感區(qū)，有產(chǎn)生退火裂紋的可能，因此也必須禁止使用此方法。注意?。?.2劃線劃線是在原材料或經(jīng)初加工的坯料上劃出下料線、加工線、各種位置線和檢查線等，并打上（或?qū)懮希┍匾臉?biāo)志、符號。劃線前應(yīng)先確定坯料尺寸。坯料尺寸由零件展開尺寸和各種加工余量組成。

將立體表面依次攤平在平面上可得到立體表面的展開圖。將零件展開圖按1：1比例直接劃在鋼板上，或先劃在薄鐵板上（或紙板）上作成樣板，再按樣板劃線的過程──放樣。劃線工序是包括展開、放樣、打標(biāo)號等一系列操作過程的總稱?？臻g曲面分為直線曲面和曲線曲面。所有的曲線曲面是不可展開的。在直線曲面中，相鄰兩素線位于同一平面內(nèi)的才是可展開曲面。球形、橢圓形、折邊錐形封頭等零件的表面是曲線曲面，屬于不可展開曲面，在生產(chǎn)中用近似方法展開或用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。

概念：展開（圖）：將設(shè)備零件空間曲面攤平在平面上?？烧姑婧筒豢烧姑妫嚎臻g曲面分為直線曲面和曲線曲面；

在直線曲面中，當(dāng)相鄰兩素線位于同一平面內(nèi)時(shí)，才是可展開曲面（如柱面、錐面），螺旋面不可展；

所有的曲線曲面是不可展開的（如球形、橢圓形）。確定零件展開尺寸的方法如下：作圖法：用幾何制圖法將零件展開成平面圖形。計(jì)算法：按展開原理或壓（拉）延變形前后面積不變原則推導(dǎo)出計(jì)算公式。試驗(yàn)法：通過試驗(yàn)公式?jīng)Q定形狀較復(fù)雜零件的坯料，簡單、方便。綜合法：對計(jì)算過于復(fù)雜的零件，可對不同部位分別采用作圖法、計(jì)算法，有時(shí)尚需用試驗(yàn)法配合驗(yàn)證。6.2劃線6.2.2號料（放樣）工程上把零件展開圖畫在板料上的過程稱為號料（放樣）。號料過程中主要注意兩個(gè)方面的問題：全面考慮各道工序的加工余量；考慮劃線的技術(shù)要求。加工余量號料時(shí)還要考慮零件在全部加工工藝過程中各道工序的加工余量，如成形變形量、機(jī)加工余量、切割余量、焊接工藝余量等。①筒節(jié)卷制伸長量鋼板冷卷伸長量較小，通常忽略，約7~8mm。鋼板熱卷伸長量較大，不容忽略，用經(jīng)驗(yàn)公式可估算伸長量。焊接坡口余量主要考慮坡口間隙坡口間隙的大小主要由坡口形式、焊接工藝、焊接方法等因素來確定。③焊縫變形量對于尺寸要求嚴(yán)格的焊接結(jié)構(gòu)件，劃線時(shí)要考慮焊縫變形量（焊接收縮量）。焊縫收縮量參見表6-26和表6-27。劃線技術(shù)要求①加工余量與尺寸線之間的關(guān)系實(shí)際用量線尺寸=展開尺寸-卷制伸長量+焊縫收縮量-焊縫坡口間隙+邊緣加工余量切割下料線尺寸=實(shí)際用料線尺寸+切割余量+劃線公差②劃線公差目前劃線尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，各制造單位根據(jù)具體情況制定內(nèi)部要求，來保證產(chǎn)品符合國家制造標(biāo)準(zhǔn)。③合理排料a.充分利用原材料、邊角余料，使材料利用率達(dá)到90%以上；

b.零件排料要考慮到切割方便、可行；

c.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；d.認(rèn)真設(shè)計(jì)焊縫位置。b.設(shè)計(jì)的焊縫位置要符合下列規(guī)定

展開零件拼焊時(shí)：焊縫盡量少和短；封頭、管板拼接時(shí)，公稱直徑Dg不大于2200mm時(shí)，拼接焊縫不多于1條，大于2200mm時(shí)拼接焊縫不多于2條，其拼接形式如下：國家標(biāo)準(zhǔn)中對排樣的規(guī)定：a.筒體要使其周向與鋼板軋制方向一致；

當(dāng)封頭由兩塊或由左右對稱的三塊鋼板拼焊而成時(shí)，焊縫至封頭中心的距離e≤Dg/4。封頭由瓣片和頂圓板拼制成時(shí)，焊縫方向只允許是徑向和環(huán)向的。

徑向焊縫之 間的最小距離h>3δ,且h≥100mm中心頂圓

板直徑d<Dg/2筒體焊縫要求每節(jié)筒節(jié)，其縱向焊縫數(shù)量，公稱直徑Dg不大于1800mm時(shí)，拼接焊縫不多于2條；Dg大于1800mm時(shí)拼接焊縫不多于3條。筒體的拼接焊縫，每節(jié)筒體縱向焊縫中心線間的弧長不應(yīng)小于300mm，如圖所示；相鄰?fù)搀w縱向焊縫，中心間的弧長不得小于100mm，如圖所示。最短筒節(jié)長度不應(yīng)小于300mm。探傷要求當(dāng)焊縫需要進(jìn)行探傷檢驗(yàn)時(shí)，要使檢驗(yàn)?zāi)芊奖憧尚小?/p>

例如，需要進(jìn)行超聲波檢驗(yàn)時(shí)，在焊縫兩側(cè)要留有適當(dāng)?shù)奶筋^操作移動范圍和空間。c.設(shè)備筒體劃線方案的確定原則大型