化工設(shè)備制造主要工序 封頭及零部件的成形

5思考題4人孔及接管的制造3封頭的外協(xié)加工與質(zhì)量檢驗(yàn)2封頭的旋壓1封頭的沖壓目錄contents

封頭的沖壓封頭的沖壓工藝包括：準(zhǔn)備坯料、下料、切割、焊縫拼接、焊接、無損探傷、打磨、沖壓成形、整形、檢驗(yàn)、坡口加工等工序。封頭坯料的準(zhǔn)備1.坯料材質(zhì)的檢查檢查坯料材質(zhì)的檢號(hào)是否齊全。保證坯料是經(jīng)過檢驗(yàn)、驗(yàn)收并符合圖紙要求的合格材料。封頭坯料的準(zhǔn)備2.封頭焊縫的拼接碟形、橢圓形、半球形封頭展開坯料的形狀為一個(gè)圓。當(dāng)封頭展開坯料的直徑較大時(shí)，用兩塊或三塊鋼板拼接；直徑更大的封頭可用瓣片和頂圓板的形式進(jìn)行拼接。焊縫的布置應(yīng)符合GB150的有關(guān)規(guī)定。半球形封頭的焊縫拼接封頭坯料的準(zhǔn)備目的封頭坯料的加熱1提高封頭坯料的塑性，降低沖壓的變形抗力，以利于坯料的變形和獲得良好的組織。加熱的目的2為了降低沖壓設(shè)備的功率，避免冷加工硬化，大多數(shù)封頭都采用熱沖壓。熱沖壓3只有薄鋼板(δ≤6mm)為了避免加熱時(shí)，毛坯變形和氧化損失太大及沖壓時(shí)易產(chǎn)生折皺等原因，才采用冷沖壓。冷沖壓常用材料加熱溫度為了使工件燒透，當(dāng)工件溫度達(dá)到加熱溫度時(shí)應(yīng)保溫一段時(shí)間。溫度封頭坯料的加熱材料Q2352020g16Mn15MnV15MnVN15MnTi18MnMoNb14MnMoV20Cr3NiMoA0Cr131Cr130Cr18Ni9鋁及鋁合金加熱溫度/℃950~1000930~1050950~1050980~1000950~10001000~1100350~450保溫時(shí)間/min·mm-111.51.51.511.51.5過燒是指工件加熱到接近熔點(diǎn)溫度時(shí)，晶粒間的聯(lián)系受到破壞，冷卻后組織惡化，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使坯料報(bào)廢，過燒現(xiàn)象不可恢復(fù)。過熱是在稍低于過燒溫度的高溫下，金屬長期保溫時(shí)，使晶粒過分長大的現(xiàn)象，鋼的力學(xué)位能降低。（1）加熱時(shí)防止過燒和過熱始鍛溫度是指沖壓開始的溫度，始鍛溫度過低達(dá)不到加熱的目的。終鍛溫度是沖壓終止的溫度，應(yīng)控制在再結(jié)晶溫度以上。（2）始鍛溫度和終鍛溫度的控制注意事項(xiàng)封頭坯料的加熱沖壓過程封頭的沖壓過程1先將坯料加熱到1000～1100℃，將上沖模及沖環(huán)預(yù)熱到100℃，將坯料放在沖壓環(huán)上。2水壓機(jī)液壓缸帶動(dòng)上沖模向下運(yùn)動(dòng)，依模具的形狀而產(chǎn)生塑性變形，沖壓出封頭形體。3沖壓結(jié)束后，成形的封頭因溫度降低，而收縮并緊緊包住上沖模，通過專用的脫模裝置把封頭從上沖模上取下來，完成封頭的沖壓過程。離封頭中心較遠(yuǎn)的部位其變形受到上沖模的拉伸作用，材料在這個(gè)部位將因較大的拉伸應(yīng)力而減薄，其減薄最可達(dá)板坯厚度的8%～10%1.壁厚的減薄坯料外邊緣的直邊部分有多余的金屬相互擠壓，其厚度將比坯料的厚度大。當(dāng)封頭的壁厚較薄時(shí)，甚至可能因坯料失穩(wěn)而出現(xiàn)折皺。2.直邊的增厚及折皺上沖模與沖壓環(huán)之間的間隙過大，沖壓環(huán)圓角過大，壓邊圈壓緊力大小不均句以及沖壓工藝等方面的因素，都會(huì)引起封頭產(chǎn)生鼓包。3.鼓包

沖壓成形易產(chǎn)生的缺陷封頭沖壓變形過程中受力復(fù)雜，其各個(gè)部位受到的力無論其大小和方向都不同，因而發(fā)生的變形也不相同。大開孔接管封頭應(yīng)力分析沖壓成形易產(chǎn)生的缺陷封頭的旋壓制造成本低一組比較簡單的模具就可以加工直徑相近且壁厚不等的各種封頭。且其變形過程是局部連續(xù)的，旋壓設(shè)備的功率大大降低。生產(chǎn)效率高同一模具可旋壓直徑相同但厚度不同的封頭，更換工藝裝備和模具所需的時(shí)間更短。機(jī)架附設(shè)有刀架，可對(duì)坯料的成形及邊緣加工一次連續(xù)完成。加工質(zhì)量好旋壓封頭直徑的尺寸精度高，不存在局部減薄現(xiàn)象和邊緣折皺問題。不需要加熱因而加工后的封頭表面沒有氧化。封頭旋壓成形的特點(diǎn)旋壓前，坯料放在下模上，四個(gè)壓輪可同時(shí)向中心收攏，使坯料中心和下模中心重合，即對(duì)中。旋壓時(shí)，液壓缸帶動(dòng)上模向下運(yùn)動(dòng)，給坯料施加沖壓力，使坯料的中央部分緊貼在上、下模之間，完成坯料的壓鼓過程，即壓鼓。中心壓鼓旋壓成形的原理開動(dòng)旋壓機(jī)使上、下模和壓鼓的坯料繞自身的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。依靠坯料的旋轉(zhuǎn)，壓輪隨著板料的變形，不斷地做送進(jìn)運(yùn)動(dòng)，使封頭在壓輪的壓力和蘑菇輪的作用下完成了封頭的翻邊。當(dāng)坯料旋轉(zhuǎn)一周，即完成翻邊旋壓的過程。旋壓翻邊旋壓成形的原理(c)旋壓翻邊一步成形法旋壓成形的方法①②③有模旋壓速度快，直徑尺寸精確，自動(dòng)化程度高。但需要各種規(guī)格的模具，成本相對(duì)較高。無模旋壓尺寸精度高，旋壓工裝設(shè)備筒單，需要較大的旋壓功率。沖旋結(jié)合法一般采用熱加工以降低旋壓機(jī)的功率，適合于生產(chǎn)大型、單件的厚壁封頭。先用一臺(tái)壓鼓機(jī)，將坯料按封頭中部彎曲半徑壓出相應(yīng)的圓弧。兩步成形法旋壓成形的方法壓鼓機(jī)工作示意圖1然后再將壓鼓的半成品坯料放在旋壓翻邊機(jī)上，旋壓出邊緣部分的圓弧和翻邊。2旋壓翻邊機(jī)兩步成形法旋壓成形的方法常見的封頭旋壓原理畫反置旋壓正置旋壓單機(jī)旋壓封頭的外協(xié)加工與質(zhì)量檢驗(yàn)封頭的制作除應(yīng)符合圖樣、技術(shù)條件外，還應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。封頭制造的標(biāo)準(zhǔn)《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》GB150-1998《鋼制壓力容器》JB/T4746-2002《鋼制壓力容器用封頭》JB/T4745-2002《鈦制焊接容器》JB4730-1994《壓力容器無損檢測(cè)》GB/T1804-2000《一般公差，未注公差的線性和角度尺寸的公差》加工封頭的材料須是檢驗(yàn)合格，符合該容器等級(jí)所要求的復(fù)驗(yàn)項(xiàng)目。坯料的指定位置上應(yīng)有材質(zhì)、檢號(hào)及檢驗(yàn)員認(rèn)可的鋼印代號(hào)等標(biāo)記。原材料檢驗(yàn)拼板封頭板料宜采用整板，如需拼接時(shí)各板必須等厚。封頭的坯料厚度應(yīng)考慮工藝減薄量，以確保封頭成形后的實(shí)測(cè)最小厚度符合圖樣和有關(guān)技術(shù)文件的要求。封頭各種不相交的拼焊焊縫中心線間的距離，至少應(yīng)為封頭板材厚度δs的3倍．且不小于100mm。封頭板料拼接接頭的對(duì)口錯(cuò)邊量不得大于板材厚度的10%，且不大于1.5mm。組合鋼板拼接接頭的對(duì)口錯(cuò)邊量不得大于復(fù)層厚度δs的30%，且不大于1.0mm。焊接工藝及質(zhì)量要求相應(yīng)符合《焊條電弧焊工藝規(guī)程》、《埋弧焊工藝規(guī)程》和《氣體保護(hù)焊工藝規(guī)程》的規(guī)定。封頭板料拼接焊接接頭表面不得有裂紋、氣孔、咬邊、弧坑和飛濺物等缺陷。拼接焊縫在成形前應(yīng)將焊縫余高打磨至與母材表面齊平。封頭下料拼焊成形(1)成形前根據(jù)圖樣和工藝文件的要求核對(duì)編號(hào)、件號(hào)、材料標(biāo)記、形狀、規(guī)格和尺寸等。(2)封頭成形工藝和方法由外協(xié)單位確定，成形過程中嚴(yán)重的尖銳劃痕應(yīng)補(bǔ)焊或修磨處理。(4)坡口的形狀、尺寸及加工工藝和方法由供需雙方協(xié)商確定。(3)成形封頭的端部切邊，可采用機(jī)械氣割或等離子切割方法進(jìn)行齊邊和切割坡口。成形以外圓周長為對(duì)接基準(zhǔn)的封頭切邊后，在直邊部分端部用鋼卷尺實(shí)測(cè)外圓周長，其公差應(yīng)符合下表的要求。外圓周長的設(shè)計(jì)值為：π×Do

或π(δs×2+Di),Do為封頭中徑。封頭質(zhì)量檢驗(yàn)外圓周長公稱直徑DN板材厚度δs外圓周長公差300≤DN<6002≤δs<4-4~+44≤δs<6-6~+66≤δs<16-9~+9600≤DN<10004≤δs<6-6~+66≤δs<10-9~+910≤δs<22-9~+12常見外圓周長公差以內(nèi)直徑為對(duì)接基準(zhǔn)的封頭切邊后，在直邊部分實(shí)測(cè)等距離分布的四個(gè)內(nèi)直徑，取其平均值，為內(nèi)直徑公差。封頭質(zhì)量檢驗(yàn)內(nèi)直徑公差公稱直徑DN板材厚度δs內(nèi)直徑公差300≤DN<6002≤δs<4-1.5~+1.54≤δs<6-2~+26≤δs<16-3~+3600≤DN<10004≤δs<6-2~+26≤δs<10-3~+310≤δs<22-3~+41000≤DN<16006≤δs<10-3~+310≤δs<22-3~+422≤δs<40-4~+61600≤DN<30006≤δs<10-3~+310≤δs<22-3~+422≤δs<60-4~+63000≤DN<400010≤δs<22-3~+422≤δs<60-4~+6常見內(nèi)直徑公差封頭質(zhì)量檢驗(yàn)圓度公差封頭切邊后，在直邊部分實(shí)測(cè)等距離分布的四個(gè)內(nèi)直徑，以實(shí)測(cè)最大值與最小值之差作為圓度公差，其圓度公差不得大于0.5%Di，且不大于25mm。當(dāng)δs/Di<0.005且δs<12mm時(shí)，圓度公差不得大于0.8%Di，且不大于25mm。封頭成形后的形狀公差，用弦長相當(dāng)于3Di/4的樣板檢查封頭的間隙。樣板與封頭內(nèi)表面的最大間隙，外凸不得大于1.25%Di，內(nèi)凹不得大于0.625%Di。封頭質(zhì)量檢驗(yàn)形狀公差封頭切邊后，在封頭端面任意兩直徑位置上分別放置直尺，在兩直尺交叉處垂直測(cè)量封頭總深度，其公差為(-0.2~0.6)%Di。封頭質(zhì)量檢驗(yàn)直邊高度(7)壁厚檢測(cè)封頭總深度公差(6)(5)封頭切邊后，當(dāng)封頭公稱直徑DN≤2000mm時(shí)，直邊高度h宜為25mm。DN>2000mm時(shí)，直邊高度h宜為40mm。直邊高度h的公差為-5-10%h。沿封頭端面圓周0°、90°、180°、270°的四個(gè)方位，用超聲波測(cè)厚儀、卡鉗和千分卡尺在必測(cè)部分檢測(cè)成形封頭的厚度。焊后需熱處理的封頭，可根據(jù)供需雙方約定，由封頭壓制單位或本廠負(fù)責(zé)熱處理。熱處理工藝應(yīng)符合《壓力容器熱處理工藝規(guī)程》的規(guī)定。封頭制造廠家應(yīng)向被委托單位提供熱處理方式。在驗(yàn)收時(shí)應(yīng)要求供方交付有關(guān)熱處理的工藝資料和記錄。熱處理無損檢測(cè)拼接焊縫根據(jù)圖樣或技術(shù)文件規(guī)定的方法，按JB4730標(biāo)準(zhǔn)100%射線或超聲檢測(cè)。A、B類焊縫按GB150標(biāo)準(zhǔn)采用圖樣規(guī)定的方法，再按JB4730標(biāo)準(zhǔn)100%射線或超聲檢測(cè)。酸洗、鈍化封頭按《酸洗、鈍化工藝規(guī)程》的規(guī)定進(jìn)行表面酸洗和鈍化處理。人孔及接管的制造接管與法蘭的制造設(shè)備上的接管應(yīng)采用與法蘭配套的無縫鋼管，而人孔接管要用與殼體相同材質(zhì)的鋼板卷制而成。法蘭與接管對(duì)接時(shí)，要嚴(yán)格控制接管與法蘭的垂直度偏差為1/100，且不大于3mm?；剞D(zhuǎn)式人孔由人孔盲板、法蘭、把手、軸耳與銷軸組成。人孔的制造回轉(zhuǎn)式人孔結(jié)構(gòu)圖人孔的制造01030402切割卷筒