过程设备制造说明书

目录TOC\o"1-3"\h\u123451制造背景 ⑤边缘加工边缘加工的目的，首先，按照划线切除余量，消除切割时边缘可能产生的加工硬化、裂纹、热影响区及其他切割缺陷；其次根据图样规定、尺寸的破口。边缘加工分为手工加工机械加工热切割加工。本项目中采用机械加工。采用机械加工，效率高、劳动强度低、表面质量好、精度高、无热影响区。刨边、铣边、车边均可。7卷圆设备的筒体通常由若干筒节拼接而成，筒节为单位拼接件。钢板的滚弯或卷圆，为筒节的基本加工方法。7.1冷弯、热弯的选择最小冷弯半径受两个因素的制约：一是内半径不可能比上滚半径小；二是塑应变不能接近材料临界变形率的5%，制造规范规定碳素钢及16MnR的最小冷弯半径为16.7δ，低合金钢为20δ.当卷圆半径小于最小冷弯半径的时候，要采用热弯或者冷弯后处理。本项目中，内筒厚度18mm,故，RMin=16.7×18=300.6.而卷圆半径：R=D/2=2200/2=1100≥300.6；同时考虑采用的是多层包扎式筒体、热卷费用大，操作麻烦，钢板减薄严重等因素，所以卷圆采用冷卷即可。7.2回弹量的计算弯卷钢板在辊子压力下既有塑形弯曲，又有弹性弯曲，故钢板卸载后，会有一定的弹性回复，即回弹。热卷的时候，回弹量较小，不予考虑，筒节在冷弯的时候，回弹量较大，钢材的强度越大，回弹量也越大，为了尽量控制回弹量，冷弯卷的时候要过卷，同时在最终成型前进行一次退火处理。筒节回弹前的内径: D’= (7.2-1)Dn筒节内经2200mmσs钢材屈服极限345MPAE钢材弹性模量2×105N/mm2即200GPaK1钢板的截面形状系数，矩形K1=1.5δ钢板厚度18mmK0钢材相对强化模数5.8故：Dn’==0.98×2200/1.3163=1638mm过卷量: Δl=（Dn-Dn’）(7.2-2)故：Δl=×(2200-1638)=562mm7.3卷板机选型本项目中卷板机按表7-1选。表7-1卷板机选型规格最大板厚×最大宽度/mm上辊直径/mm下辊直径/mm下辊中心距/mm卷板速度m/s下辊升降速度m/s主电机功率/kw下辊升降电机功率/kw40×40005505306103.351008040×27.4上下辊之间的距离钢板弯卷的可调参量是上下辊之间的垂直距离h，h取决于弯曲半径R的大小，其计算可以从弯卷终了时三棍的相互位置中求得：h=(7.4-1)故：h==530mm7.5卷板机的选择常见的几类卷板机：对称式三辊卷板机、不对称式三辊卷板机、对称式四辊卷板机、立式卷板机。本项目中决定采用对称式三辊卷板机。与其他类型卷板机相比，对称式三棍卷板机具有以下特点：构造简单，价格便宜，应用普遍。被卷钢板两段各有一段无法弯卷而产生直边，直边的大约长度为两个下辊中心矩的一半，直边的产生使筒节不能完成整圆，也不利于校圆、组对、焊接等工序的进行，因此，在卷板之前常将钢板两端进行预弯。特殊情况下，如厚板卷制后，纵缝采用电渣焊时，也可以保留直边以利于电渣焊，焊后校圆。本项目使用的卷板机示意图见图7-1.7.6预弯为了解决卷圆之后出现部分直边的问题，我们在实际的制造过程中，可以采取合适的预弯。预弯方法主要有卷板机预弯、冲压预弯。常用模具在三棍、四辊卷板机或者压力机上进行预弯。针对本项目的壁厚δ=18mm,可以选择δ0大于18mm的模具进行预弯。本项目采用预弯机见图7-2.图7-1对称式三辊卷板机 图7-2对称式三辊预弯机预弯工序结束后，即采用对称式三辊卷板机进行筒节的成型工序，为保证卷圆的质量及椭圆度指标，按照工艺要求规定卷板机下压成型次数在6次以上，保证椭圆度在5mm以内。7.7弯卷成型过程①调整设备，轴线平行；②把板坯装入上下辊之间；③上辊下压，将板坯压弯；④驱动两下辊旋转，板坯借助摩擦力而移动，并带动上辊转动。⑤板坯移动过程中，连续通过最大受力位置（上辊最低线），使整个板坯（除两端）产生均匀一致的塑性变形，得到一定曲率的弧形板。上述过程为一次行程。通常一次弯卷很难达到所要求的变形程度，经过几次反复，可将钢板弯卷成一定弯曲半径的筒节。7.8卷圆验收7.8.1错边量据GB150-10.2.4，AB类焊接接头对口错边量应符合表10-1的标准。锻焊容器B类焊接接头对口错边量b应不大于对口处钢材厚度δ的1/8，且不大于5mm.图7-3焊缝接头对口错边示意本项目中内筒板厚δ=18,且为多层包扎容器A类焊缝，据GB150-10.6,要求b≤1.5mm。7.8.2棱角度棱角的不良作用与错边类似，它对设备的整体精度损害更大，并往往具有很大的应力集中。根据GB150-1998规定，在焊接接头环向形成的棱角E，用弦长等于1/6内径Di，且不小于300mm的内样板检查，其E值不得大于（δs/10+2）mm,且不大于5mm.在轴向形成的棱角用长度不小于300mm的直尺检查，验收标准同环向。7.8.3筒体直线度筒体直线度检查是通过中心线的水平和垂直面，即沿圆周00、900、1800、2700四个部位拉Φ0.5mm的细钢丝测量，测量位置离A类接头焊缝中心线（不含球形封头与筒体连接以及嵌入式接管与壳体对接连接的接头）的距离不小于100mm.要严格控制其错边量方可进行下一步工序。8焊接为满足实际焊接工艺的要求，经常在焊接之前，把接头加工成一定尺寸与形状的坡口；坡口的选择要考虑被焊接材料的厚度，对于中厚的板，还要考虑施焊的方法。本项目中板厚δ=18mm，属于偏中厚型，采用手工电弧焊的情况下，需要将坡口设计成双面坡口。X型坡口便于加工，虽然V型坡口和X型坡口均可以满足要求，但在相同厚度下的焊条使用量可以比V型的少1/2，焊件变形及产生的内应力也少。综上考虑，纵焊缝的破口采用X型。 图8-1内筒纵焊缝坡口图8-2纵缝焊接顺序8.1坡口加工用氧-乙炔火焰手动切割或自动切割机切割。成型后将坡口表面打磨平整，不存在表面缺陷及污渍、残渣时进行磁粉检测和超生波检测。8.2内筒的焊接工艺说明为了尽可能消除焊缝中的气孔、夹渣等小缺陷，进行二次以上的PT是必要的，因为焊一层的厚度一般只有2mm，那么焊一层，PT一次，就可以把缺陷的尺寸限制在小于2mm的范围之内，尤其是可以消除穿透性的小气孔。但是着色探伤液必须清理干净，否则对焊接不利。一般来讲，最后一道焊缝表面由于冷却条件好，没有受到再次加热的影响，其耐蚀性能最佳，所以不要轻易打磨。如果表面成形不好，着色探伤或X光探伤需要打磨或修补，应掌握好打磨和修补工艺，防止焊缝过热。说明：在内筒纵缝的延长部位同时焊接一块相同材质的试块，以便检查内筒焊接接头的力学性能，焊后进行100%的射线检测。表8-1内筒纵缝焊接过程焊接过程检验要求1清理坡口2手工焊顺序1及顺序2焊缝表面100%PT3清理焊缝表面；手工焊顺序3及顺序4焊缝表面100%PT4清理焊缝表面；手工焊顺序5；反面打磨焊接顺序1的焊道，磨去焊根及两侧热影响区各2.5mm；手工焊顺序6；铁素体检查焊缝正反表面；焊缝表面100%PT；100%X光探伤；层次焊接方法焊材牌号规格mm极性电流(A)电压(V)速度(cm/min)烘烤温度保温时间1、2、6SMAWJ507Φ2.5DC-50~8020-3060-7020023、4、5SMAWJ507Φ3.5DC-100~13020-3060-702002注：在压制板头时需进行模拟试验，根据实际的回弹量来确定压模的半径。对于低合金钢，要控制焊接线能量的大小，并通过工艺评定后，做出焊接工艺规程。。9外壳层板外壳层板是受压壳体的主要材料，它的制造过程与一般高压容器多层层板的制造过程一样。为了减轻重量方便运输，要求层板采用低合金高强度钢层板。本项目采用Q345R作为外壳层板的材料。厚度采用10mm。每一层的外壳层都由两片瓦片组成，两部分分别在压力机上压制成形或在卷板机上卷制。层板的制作过程。9.1多层包扎多层筒节包扎是在专门设计的包扎机上进行的，包扎时将装配好内衬胎的内筒支承在可以转动的包扎机的主轴上，把待包扎的层板预装在设定位置，然后用压力缸、拉紧架及钢丝绳先拉紧层板的中间部位，然后拉紧两端，分三次即可完成包扎拉紧工作。每拉紧一次就将纵缝点焊起来，防止移动后松开，包扎完一层以后，将筒节吊出置于滚轮架上进行纵焊缝的焊接。表9-1层板制作过程序号工序名称工序说明1检验材料要按合格证书进行验收；第一层层板进行超声波探伤检查，其它各层可不必进行超声波探伤；第一层层板相当于多层高压容器的内筒，所以增加了超声波检查。2气割下料按照每层层板的展开周长分两份划线、气割下料；并在层板上编号做标记。3矫平清理为保证包扎质量，每层层板须校平，并用平尺检查不平度；喷砂清理板内外表面4卷板两头预压弯，然后再卷扳机上卷制瓦片状5切割坡口切割坡口尺寸、坡口表面磁粉探伤或着色探伤6钻泄气孔为防止钻孔时钻伤内筒表面，第一二层板是上的Ø8mm的透气孔必须在包扎前钻完。7待包扎注：在压制板头时需进行模拟试验，根据实际的回弹量来确定压模的半径9.2筒节的包扎包扎工艺过程是：衬里内筒装配衬胎→纵缝间断焊（与内筒纵焊缝错开）→装配包扎层板第一层→纵缝焊接→铣磨焊缝余高→MT、UT、硬度检查→装配包扎第二层、第三层……层板→每包扎一层铣磨焊缝余高→MT、UT、（根据材料强度值）→装配最后一层层板→包扎→焊接→焊缝和热影响区硬度检查→MT、UT→筒节端面坡口加工→钻泄气孔和镗检漏孔坡口→端面堆焊封口→堆焊塞焊检漏孔→交组对。9.3层板之间的纵缝排列为避免裂纹沿厚度方向扩展,各层板之间的纵焊缝应相互错开。本项目中层板之间的纵缝设计见图 9-1，图9-1层板焊缝及通气孔分布 图9-2层板纵焊缝9.4层板纵焊缝焊接层板纵焊缝如图,先用焊条手工焊焊底层，然后埋弧自动焊焊接。注意：焊后铣磨焊缝余高，做MT、UT、硬度检查，第一层层板和最后一层层板纵焊缝进行硬度检查，其的目的是考核焊工对焊接工艺是否严格执行。要求硬度值≤280HB。表9-2层板纵焊缝焊接工艺焊接过程检验要求1清理坡口2组对、点焊,3焊条电弧焊第一层焊缝逐层100%PT(JB/T4730-2005=1\*ROMANI级)4焊缝表面打磨清理5埋弧自动焊其余各层最后一层HB280注：焊缝焊完后必须打磨平整。层次焊接方法焊材牌号规格极性电流(A)电压(V)速度(cm/min)烘烤温度保温时间1SMAWJ507φ3.2DC-10~13020~3060-7020022、3SMAWJ507φ4DC-160~21020~3060-702002SMAWφ4DC-160~21020~3060-702002注:预热温度:100℃;9.5胎具为了保证筒节在包扎的时候可以很好的和内筒贴合，并且加强了包扎强度，我们在包扎的时候可以采用专用的胎具将内筒支撑起来。 图9-3胎具9.6层板包扎筒节层板的包扎质量将直接影响简体乃至整台设备的制造质量，因此采用多层简体包扎专用胎具，包扎时应注意钢丝绳均匀受力，逐级加压，使钢丝绳拉紧；各次加压后。来回滚动筒身，敲打筒节表面，根据敲打声音来判断间隙的位置和尺寸，采用锤击和、敲打的辅助方法来使层面贴合。由于专用胎具的使用，包扎效果非常好。现场测量包扎好的筒节，筒体椭圆度（Dmax-Dmin）小于或等于3mm.测量棱角度e小于或等于2mm.筒体直线度小于或等于1mm.达到了设计要求。也为后期筒节的组对焊接创造了非常便利的条件。9.7钢带缠绕多层筒节包扎是在一台专门设计的包扎机上进行的，该包扎机包扎的容器外径可达φ4000mm。有两个活塞直径为φ150mm的液压缸，4根φ30mm的拉紧钢丝绳。总的拉力最大可达78吨。包扎时将装配好内衬胎的内筒支承在可以转动的主轴上，压力缸和拉紧架均可沿平行于筒体作轴向移动。先拉紧层板的中间部位，然后拉紧两端，分三次即可完成包扎拉紧工作。每拉紧一次就将纵缝点焊起来，防止移动后松开，包扎完一层以后，将筒节吊出置于滚轮架上进行纵焊缝的焊接。小型的多层筒节包扎拉紧架有拉紧架固定式和拉紧架移动式（卡钳式），其中拉紧架移动式（卡钳式）也可以用于层板环缝错开整体包扎用，使整台多层式高压容器在专用支架上包扎完成，消除了深厚的环焊缝，已在其他高压容器上得到应用，可大大提高层板材料利用率，降低多层高压容器的制造成本。9.8钻泄气孔为防止钻孔时钻伤内筒表面，第一二层板是上的Ø8mm的透气孔必须在包扎前钻完。作用：-J6^:P0k3P"X.~!D:X

1.一起预警作用，如果内胆泄露的话，可以通过泄放孔层层往外漏，可以及早尽快发现问题；/?-T7]6oo9n"A6X

2.排气孔的作用，类似于补强圈和支座垫板上的排气孔。-t(h9C9^#i9D)[9S

图9-4泄气孔示意图泄气孔的分布可以采取每个瓦片层板上钻出一个泄气孔，这样有利于层板间气体的排出，让多出的气体彻底的从孔内排向环境。具体每个孔的分布位置参见上图：层板焊缝与通气孔分布。9.9端面封焊所有工序完成后，要对筒节端面进行封焊，过程见表9-5表-9-3端面封焊工序焊接过程检验要求1清理堆焊坡口100%MT(JB/T4730-2005I级)2氩弧焊(1)[25/22/2LMn]外观PT(JB/T4730-2005I级)3氩弧焊（2)[H10MnSi]外观PT(JB/T4730-2005I级)4预热100℃5焊条电弧焊（3）外观PT(JB/T4730-2005I级)图9-5端面封焊10设计体会及今后改进措施10.1设