氣瓶檢驗(yàn)員培訓(xùn)講稿鋼質(zhì)無縫氣瓶制造部分

第1頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五姓名：韓冰工作單位：大連市鍋爐壓力容器檢驗(yàn)研究院通訊地址：遼寧省大連市西崗區(qū)新河街20號辦公電話動電話-MAIL：hb_dbpvi@126.com2第2頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五1鋼質(zhì)無縫氣瓶簡介2鋼質(zhì)無縫氣瓶結(jié)構(gòu)特征3鋼質(zhì)無縫氣瓶設(shè)計4鋼質(zhì)無縫氣瓶制造及制造過程中常見缺陷5鋼質(zhì)無縫氣瓶檢驗(yàn)6鋼質(zhì)無縫氣瓶出廠文件和制造原始標(biāo)志7鋼質(zhì)無縫氣瓶主要失效模式第3頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五1鋼質(zhì)無縫氣瓶簡介

4第4頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五鋼質(zhì)無縫氣瓶制造到現(xiàn)在已經(jīng)有100多年時間。因?yàn)闅怏w工業(yè)的發(fā)源地是德國，所以最早出現(xiàn)的中容積鋼質(zhì)無縫氣瓶也出現(xiàn)在德國，它是由德國的曼內(nèi)斯曼鋼管公司采用鋼管制造的。

1931年，日本采用沖拔拉伸方法制造材料為碳鋼的中容積鋼質(zhì)無縫氣瓶；1953年，開始使用錳鋼制造無縫氣瓶。1959年住友金屬工業(yè)(株)開始使用鉻鉬鋼以沖拔拉伸法制造中容積無縫氣瓶。5第5頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五我國氣瓶制造業(yè)興起較晚，1957年，國營東北機(jī)器制造廠(即沈陽724廠)在測繪進(jìn)口氣瓶的基礎(chǔ)上，依據(jù)全蘇國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計并制造了我國第一批鋼質(zhì)無縫氣瓶，采用的是以鋼坯為原材料的沖拔拉伸法，熱處理狀態(tài)為正火處理?，F(xiàn)在，我國已經(jīng)發(fā)展成為有幾十家鋼質(zhì)無縫氣瓶制造廠，年產(chǎn)幾百萬只鋼質(zhì)無縫氣瓶的大國。氣瓶制造技術(shù)也達(dá)到了先進(jìn)國家的水平，目前已經(jīng)能夠制造直徑720mm、容積4000L的長管托車和儲氣站用大容積鋼質(zhì)無縫氣瓶。6第6頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五7第7頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五2鋼質(zhì)無縫氣瓶結(jié)構(gòu)特征

8第8頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五鋼質(zhì)無縫氣瓶結(jié)構(gòu)分類鋼質(zhì)無縫氣瓶按其端部結(jié)構(gòu)可分為五種型式：凹形底鋼質(zhì)無縫氣瓶(A封頭向里凹入，凸面受內(nèi)壓的瓶底)、凸形底鋼質(zhì)無縫氣瓶（T）、帶底座凸形底鋼質(zhì)無縫氣瓶（T）（氣瓶瓶體封閉端的非筒體承壓部分）、H形底鋼質(zhì)無縫氣瓶（H帶有沖壓成型的軸向突緣為底座的瓶底）、雙口形鋼質(zhì)無縫氣瓶（S）。9第9頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五10第10頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五11第11頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五氣瓶的主體部分是瓶體（直接承受內(nèi)壓的氣瓶主體）。瓶體包括以下部位：筒體是指瓶體上圓柱殼體部分；瓶口系指氣瓶的介質(zhì)進(jìn)出口處；瓶頸系指瓶口部位的瓶體縮頸部分，通常有內(nèi)螺紋，用以連接瓶閥；稍大容積的無縫氣瓶的瓶頸處套有頸圈，其功能是固定連接頸圈在瓶頸外側(cè)，用以裝配瓶帽的零件（固定連接頸圈的方法有兩種，一種是熱裝，另一種是冷碾，其材質(zhì)可以是鋼板壓制，也可用鑄鋼制成）；瓶肩系指氣瓶筒體與瓶頸之間的上封頭部分；瓶跟是指凹形底或凸形底無縫氣瓶筒體與瓶底連接過渡的部分；瓶底是指氣瓶瓶體封閉端的非筒體承壓部分；底座系指為使凸形底氣瓶能穩(wěn)定站立、與瓶體固定連接的座圈式零件（底座的形狀有圓筒狀和四角狀兩種，底座的固定方法一般為熱裝）。12第12頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五鋼質(zhì)無縫氣瓶的規(guī)格參數(shù)GB5099-1994《鋼質(zhì)無縫氣瓶》的規(guī)定：適用于設(shè)計、制造公稱工作壓力為8～30MPa，公稱容積為0.4～80L，使用溫度一般地區(qū)為-20℃～60℃、寒冷地區(qū)為-40℃～60℃，用于盛裝永久氣體或高壓液化氣體的鋼質(zhì)無縫氣瓶。其他標(biāo)準(zhǔn)中的鋼質(zhì)無縫氣瓶，如：《長管拖車用鋼質(zhì)無縫氣瓶》。13第13頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五鋼質(zhì)無縫氣瓶型號的表示方法例如:鉻鉬鋼制的鋼管收口的無縫氣瓶、公稱外徑229mm、公稱容積為50L、工作壓力15MPa雙頭型式，表示為WGⅡ229-50-15S。14第14頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五3鋼質(zhì)無縫氣瓶設(shè)計

15第15頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五《氣瓶安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》對瓶體材料的規(guī)定

1、通用要求。

2、境外牌號材料的使用。

3、材料投用和標(biāo)志移植。

4、新材料的使用。

5、材料性能要求：（1）瓶體材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能應(yīng)當(dāng)滿足相應(yīng)氣瓶產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求；（2）鋼質(zhì)氣瓶瓶體用材，應(yīng)當(dāng)是電爐或氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉的無時效性鎮(zhèn)靜鋼；16第16頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五（3）用于無縫氣瓶的優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼坯料，應(yīng)當(dāng)適合壓力加工；（4）鋼質(zhì)氣瓶用材的低溫沖擊性能應(yīng)當(dāng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；（5）盛裝有應(yīng)力腐蝕傾向氣體的鋼質(zhì)氣瓶用材，應(yīng)當(dāng)控制材料的實(shí)際抗拉強(qiáng)度不大于880MPa；（6）盛裝氫氣或其他致脆性氣體的鋼質(zhì)氣瓶用材，應(yīng)當(dāng)控制材料的實(shí)際抗拉強(qiáng)度不大于880MPa，當(dāng)實(shí)際屈強(qiáng)比不大于0.9時，若氣瓶的公稱工作壓力不大于20MPa，允許材料的實(shí)際抗拉強(qiáng)度提高到950MPa；第17頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五6、材料相容性要求：（1）所有與盛裝氣體接觸的金屬或非金屬氣瓶材料應(yīng)當(dāng)與其所充裝氣體具有相容性；（2）盛裝氟或二氟化氧的氣瓶應(yīng)當(dāng)采用鋼質(zhì)無縫氣瓶。第18頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五合理的選用材料是保證鋼質(zhì)無縫氣瓶安全性能的先決條件。（一）對鋼質(zhì)無縫氣瓶主體材料的基本要求：

1、具有足夠的強(qiáng)度，有較高的屈強(qiáng)比，以降低氣瓶重量，并充分發(fā)揮材料潛力。

2、有一定的塑性、韌性。

3、有較好的低溫性能，以適應(yīng)氣瓶流動性大和使用環(huán)境復(fù)雜的特點(diǎn)。

4、有較好的耐腐蝕性能。

5、便于制造加工，應(yīng)有較好的可鍛性。鋼質(zhì)無縫氣瓶的材料選擇

19第19頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五（二）GB5099-1994《鋼質(zhì)無縫氣瓶》對瓶體材料的一般規(guī)定：

1、必須采用堿性轉(zhuǎn)爐冶煉的無時效性鎮(zhèn)靜鋼。

2、制造氣瓶的鋼種應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)錳鋼、鉻鉬鋼或其他合金鋼。

3、制造氣瓶的材料，必須符合其相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并有質(zhì)量合格證明書。氣瓶制造廠應(yīng)按爐罐號進(jìn)行各項驗(yàn)證分析。

4、制造氣瓶的材料，應(yīng)具有良好的沖擊性能。20第20頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五

（三）各種化學(xué)元素對鋼質(zhì)無縫氣瓶力學(xué)性能的作用和影響碳、硫、磷、銅、錳、鉻、鎳、鉬21第21頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五鋼質(zhì)無縫氣瓶設(shè)計的一般規(guī)定(一)《氣瓶安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》對氣瓶設(shè)計的規(guī)定：

1、設(shè)計文件鑒定與型式試驗(yàn)。

2、瓶體厚度的確定原則。

3、氣瓶的水壓試驗(yàn)壓力和氣壓試驗(yàn)壓力的確定原則。

4、氣瓶的氣密性試驗(yàn)壓力。

5、氣瓶的實(shí)際爆破安全系數(shù)的要求。

6、瓶體金屬材料的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的規(guī)定。

7、氣瓶公稱工作壓力的選取。

8、氣瓶的設(shè)計使用年限

9、瓶體結(jié)構(gòu)22第22頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五（二）GB5099-1994《鋼質(zhì)無縫氣瓶》對設(shè)計的規(guī)定：

1、壁厚設(shè)計取用的保證值的要求。

2、設(shè)計計算壁厚的依據(jù)。

3、設(shè)計計算所選用的屈服應(yīng)力的要求。

4、設(shè)計應(yīng)力的限定。

5、筒體最小壁厚的計算。

6、瓶體底部的設(shè)計計算及要求。

7、瓶口螺紋的設(shè)計23第23頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五4鋼質(zhì)無縫氣瓶制造及制造過程中常見缺陷

24第24頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五《氣瓶安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》對氣瓶制造的規(guī)定

1、制造許可：氣瓶制造單位應(yīng)當(dāng)取得特種設(shè)備制造許可證，按照核準(zhǔn)的項目制造氣瓶。

2、氣瓶的分批與批量。

3、管制瓶收底與收口。

4、氣瓶熱處理。

5、氣瓶標(biāo)志。

6、氣瓶外表面的顏色、字樣和色環(huán)。

7、制造質(zhì)量的檢驗(yàn)檢測。

8、出廠資料。

9、產(chǎn)品制造監(jiān)督檢驗(yàn)。25第25頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五鋼質(zhì)無縫氣瓶的制造方法1、沖拔拉伸法：用沖拔拉伸法制造氣瓶在國際上稱埃爾哈特法（E式）。2、管子收口法：用管坯制造氣瓶的方法在國際上稱曼內(nèi)斯曼法（M式）。3、沖壓拉伸法：用沖壓拉伸法制造氣瓶在國際上稱卡賓古法（C式）。26第26頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五鋼質(zhì)無縫氣瓶的制造工藝（沖拔瓶）坯料存放方坯下料坯料加熱去氧化皮沖孔拔伸壓底割口修磨收口加熱收口封口熱處理27第27頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五鋼質(zhì)無縫氣瓶的制造工藝（沖拔瓶）打硬度弧形打磨外表面噴丸切口車螺紋底孔攻螺紋車口部螺紋裝頸圈稱重測容積水壓試驗(yàn)清洗內(nèi)膛內(nèi)膛烘干28第28頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五鋼質(zhì)無縫氣瓶的制造工藝（沖拔瓶）內(nèi)表面噴丸滾鋼印噴字樣上閥噴涂氣密性試驗(yàn)充氮包裝29第29頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五鋼質(zhì)無縫氣瓶的制造工藝（管制瓶）坯料存放管制下料收底加熱收底多道次收底壓底锪底收口加熱30第30頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五制造過程中常見缺陷1底部漏沖拔拉伸氣瓶：鋼坯中有縮孔殘余未切盡，在反擠壓中未熔合。管子收口氣瓶：鋼管收底時，溫度不夠，或氧化皮夾在里面造成未熔合。2外壁縱裂鋼坯表面有深度不同的縱向裂紋，沖壓后形成瓶體外壁裂紋。31第31頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五制造過程中常見缺陷3內(nèi)壁縱裂鋼坯內(nèi)應(yīng)力較大及夾雜物較多，引起鋼坯切割面垂直于氣割方向的裂紋，在沖壓后形成瓶體內(nèi)壁裂紋或底部裂紋。4壁厚偏差過大鋼坯外形尺寸不規(guī)范，鋼坯切割斜度大，加熱溫度不均，水壓機(jī)導(dǎo)向偏差大等。5外表面結(jié)疤鋼坯沖壓前氧化皮未除凈，沖壓時氧化皮碎渣粘附在瓶體表面，尤以下部為多，有的落成疤坑。32第32頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五制造過程中常見缺陷6外表面縱向輕微折疊反擠壓鋼坯對角線過大，形成杯形件輕微折疊，拉伸時拉長。7下部對稱折角反擠壓時預(yù)壓量太大，四個角卷進(jìn)去，經(jīng)擠壓拉伸后形成。8外表面縱向深溝模圈硬度不均，引起粗糙度差，或料坯氧化皮粘在模圈上，在沖拔時產(chǎn)生磨損造成深溝。33第33頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五制造過程中常見缺陷9歪底臥壓機(jī)拉伸模桿與頂?shù)啄げ煌摹?0底部頸縮瓶體拉伸時，底部溫度過高，模桿頭部鐓粗翻邊等11胖頭收口時加熱長度過長。12尖頭收口時加熱長度過短。34第34頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五35DBPVI制造過程中常見缺陷13瓶口內(nèi)部裂紋收口時溫度不夠，模具調(diào)整不合適，收口前壁厚太薄等14瓶口錐螺紋毛刷銑刀調(diào)整不當(dāng)引起尖牙或銑錐螺紋與銑錐孔不同心引起偏扣。第35頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五4鋼質(zhì)無縫氣瓶檢驗(yàn)36DBPVI第36頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五鋼質(zhì)無縫氣瓶的檢驗(yàn)工藝坯料驗(yàn)收下料冷檢驗(yàn)收底檢驗(yàn)锪底檢驗(yàn)底部氣密性試驗(yàn)收口檢驗(yàn)熱處理檢驗(yàn)硬度檢驗(yàn)性能試驗(yàn)水壓爆破試驗(yàn)壁厚檢驗(yàn)37第37頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五鋼質(zhì)無縫氣瓶的檢驗(yàn)工藝瓶體加工檢驗(yàn)磁粉探傷超聲波探傷水壓試驗(yàn)內(nèi)膛檢驗(yàn)內(nèi)拋丸檢驗(yàn)氣密性試驗(yàn)外表面質(zhì)量檢驗(yàn)成品檢驗(yàn)38第38頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五氣瓶制造質(zhì)量的檢驗(yàn)和檢測項目與要求，應(yīng)當(dāng)符合相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)或者經(jīng)技術(shù)評審的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。一、壁厚測量：是主要的質(zhì)量檢驗(yàn)項目，應(yīng)采用超聲波測厚儀或?qū)Ｓ脺y量工具進(jìn)行檢測。二、內(nèi)外表面檢查：目測檢查，內(nèi)表面可采用內(nèi)窺鏡或內(nèi)窺燈進(jìn)行檢查。三、制造公差檢查：應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)或?qū)Ｓ昧烤哌M(jìn)行檢測。四、瓶口螺紋檢查：瓶口錐螺紋是保證瓶口密封和與瓶閥互換的關(guān)鍵部位，應(yīng)采用符合GB/T8336《氣瓶專用螺紋量規(guī)》規(guī)定的螺紋量規(guī)進(jìn)行檢測。39第39頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五五、硬度試驗(yàn)：采用淬火后回火熱處理的氣瓶，應(yīng)逐只進(jìn)行硬度試驗(yàn)。六、拉伸試驗(yàn)。七、金相試驗(yàn)。八、彎曲試驗(yàn)。九、壓扁試驗(yàn)。十、沖擊試驗(yàn)。十一、底部解剖。40第40頁，共46頁，2023年，2月20日，星期五十二、無損檢測：無損檢測應(yīng)當(dāng)采用在線超聲自動檢測，不能進(jìn)行在線超聲自動檢測的端部部分，應(yīng)當(dāng)采用磁粉檢測。十三、水壓爆破試驗(yàn)：應(yīng)當(dāng)采用自動采集和記錄數(shù)據(jù)裝置，繪制出壓力一進(jìn)水量曲線。十四、水壓試驗(yàn)：無縫氣瓶（小容積氣瓶