第二篇 过程装备制造工艺-6受压壳体制造准备

第Ⅱ篇过程装备制造工艺

6受压壳体制造的准备

主要内容:6.1钢材的预处理6.1.1净化处理6.1.2矫形6.2划线6.2.1零件的展开计算6.2.2号料（放样）6.2.3标记和标记移植6.1钢材的预处理

钢材的预处理是指对钢板、管子和型钢等材料的净化处理、矫形和涂保护底漆。

净化处理对象：划线、切割、焊接加工之前的钢板、管子和型钢；钢材经过切割、坡口加工、成形、焊接之后清除其表面的锈、氧化皮、油污和熔渣等。6.1.1净化处理作用：①试验证明，除锈质量好坏直接影响着钢材的腐蚀速度。②对焊接接头处尤其是坡口处进行净化处理，清除锈、氧化物、油污等，可以保证焊接质量。③可以提高下道工序的配合质量。2、方法（手工净化、机械净化、化学净化法）⑴手工净化工具：钢刷，刮刀，砂纸等，主要用于焊口的局部净化。⑵机械净化设备：①电动钢刷，电动砂轮等（适用于小面积或局部）；②喷砂机，抛丸机等（适用于大面积的钢板、设备）。①喷砂法：主要用于型材（如钢板）和设备大表面的净化处理，效率较高但粉尘大，对人体有害，应在封闭的喷砂室内进行。②抛丸法：（压缩空气抛丸法或离心法）主要特点是改善了劳动条件，易实现自动化，被处理材料表面质量控制方便。

喷砂法严重危害人体键康，污染环境，目前国外已普遍应用抛丸法。钢丸粒度：Φ0.8～Φ1.2mm。主要特点：使工件表面产生压应力，可提高抗应力腐蚀的能力；也改善了劳动条件。③化学净化法：金属表面的化学净化主要是对材料表面进行除锈、除污物和氧化、磷化及钝化处理，后者即在除污物的基础上根据不同材料，将清洁的金属表面经化学作用（氧化、磷化、钝化处理）形成保护膜，以提高防腐能力和增加金属与漆膜的附着力。化学净化法

按主要功能分为：除油、除锈、钝化有机溶剂洗涤、酸洗、超声波法等。①除油a有机溶剂洗涤针对衬里（衬橡胶）表面。常用的有机溶剂：汽油，酒精，石油溶剂等。b金属表面碱液除油配方：氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠、水玻璃根据被清洗的材料，选择组合种类及数量。c超声波法除油超声波除油是基于空化作用原理。当超声波作用于除油液时，由于压力波使溶液反复受到负应力、正应力作用；当负压力作用时，溶液中会出现瞬时的真空，形成空洞(气泡泡)-----（溶液中蒸汽和溶解的气体会进入）；

瞬间又由于受到正压力的作用，气泡受压破裂而产生数千大气压的冲击波，冲刷零件表面，促使油污剥离。设备包括：发生器、除油槽、除油清洗剂； 频率一般为为30kHz左右，零件小时，采用高一些的频率；零件较大时，用较低的频率。注意零件在除油槽内要旋转或翻动，不能留死角。☆超声波脱脂剂剂STK–6说明：组成：主要成分碳酸盐、磷酸盐； 还含有特殊界面活性剂及乳化剂。适用范围：特别适用于铜、锌、铝合金之除油、腊。②酸洗是针对钢铁材料常用的净化方法。除去表面氧化皮、锈蚀物；焊缝上残留的焊渣等污物。常用盐酸，它与硫酸比有下列优点：速度快、效率高，不产生氢脆，表面状态好，配制洗液安全、经济。对局部表面，可用酸洗膏涂膏除锈；注意：化学净化后，必须用水冲净，以免腐蚀。③金属表面的氧化、磷化和钝化

将清洁后的金属表面经化学作用，形成保护性薄膜，以提高防腐能力和增加金属与漆膜的附着力的方法，即氧化、磷化、钝化处理。氧化处理钢铁表面与氧或氧化剂作用，形成保护性的氧化膜，防止金属被进一步腐蚀。主要有酸性氧化法和碱性氧化法。酸性氧化法经济、应用较广，耐腐蚀性和机械强度较高。酸性氧化液组分：硝酸钙、过氧化锰、正磷酸。磷化处理

钢铁用锰、锌、镉的正磷酸盐溶液处理，使表面生成一层不溶性磷酸盐保护膜，即为金属的磷化处理。可提高金属的耐腐蚀性和绝缘性，并能作为油漆的良好底层。钝化处理

金属与铬酸盐作用，生成三价或六价铬化层，该铬化层具有一定的耐腐蚀性，主要用于用于不锈钢、铝等金属。钝化液组成：对不锈钢钝化：重铬酸钾、硝酸、水。铝合金钝化：硝酸、铬酐、水。3、设备净化处理方法⑴过程装备组装后并经过试验后，还要进行净化——钝化或喷漆处理。⑵过程装备运行一段时间后，都会产生污垢等)等(如换热器、锅炉管道等)；

为了恢复、提高设备的工作效率，以及检查引起的局部腐情况，必须对设备进行净化处理。目前对设备净化处理方法有两大类机械清洗和化学清洗。设备净化处理：目前对设备净化处理方法有两大类：机械清洗和化学清洗。两种方法的对比情况见表6-11。6.1.2矫形矫形对象：由于钢材在运输、吊装或存放过程中的不当所产生的较大变形；有些制造精度要求较高的设备（如热套式、层板色扎式高压容器要求钢板的变形很小）；对保存较好的供货钢材也需要矫形，因为供货时的平面度要求有时不能满足实际制造的要求。为了减小型材在矫正、矫直后材料本身塑性性能的损失型材在矫正、矫直前的变形量不能太大，即对可矫正的变形量有所规定。矫正方法有机械矫正和火焰矫正。机械矫正主要用冷矫，当变形较大、设备能力不足时，可用热娇，其矫正方法及适用范围见表6-15。6.1.2矫形6.1.2矫形火焰加热会不同程度的使钢材产生氧化现象，甚至加热区金属组织结构的变化而影响其耐腐蚀性能。如不锈钢等钢材严禁使用火焰矫形。对于易产生退火裂纹的钢材，由于火焰加热温度正好在其过饱和碳化物的晶间析出敏感区，有产生退火裂纹的可能，因此也必须禁止使用此方法。注意！！6.2划线划线是在原材料或经初加工的坯料上划出下料线、加工线、各种位置线和检查线等，并打上（或写上）必要的标志、符号。划线前应先确定坯料尺寸。坯料尺寸由零件展开尺寸和各种加工余量组成。

将立体表面依次摊平在平面上可得到立体表面的展开图。将零件展开图按1：1比例直接划在钢板上，或先划在薄铁板上（或纸板）上作成样板，再按样板划线的过程──放样。划线工序是包括展开、放样、打标号等一系列操作过程的总称。空间曲面分为直线曲面和曲线曲面。所有的曲线曲面是不可展开的。在直线曲面中，相邻两素线位于同一平面内的才是可展开曲面。球形、椭圆形、折边锥形封头等零件的表面是曲线曲面，属于不可展开曲面，在生产中用近似方法展开或用经验公式计算。

概念：展开（图）：将设备零件空间曲面摊平在平面上。可展面和不可展面：空间曲面分为直线曲面和曲线曲面；

在直线曲面中，当相邻两素线位于同一平面内时，才是可展开曲面（如柱面、锥面），螺旋面不可展；

所有的曲线曲面是不可展开的（如球形、椭圆形）。确定零件展开尺寸的方法如下：作图法：用几何制图法将零件展开成平面图形。计算法：按展开原理或压（拉）延变形前后面积不变原则推导出计算公式。试验法：通过试验公式决定形状较复杂零件的坯料，简单、方便。综合法：对计算过于复杂的零件，可对不同部位分别采用作图法、计算法，有时尚需用试验法配合验证。6.2划线6.2.2号料（放样）工程上把零件展开图画在板料上的过程称为号料（放样）。号料过程中主要注意两个方面的问题：全面考虑各道工序的加工余量；考虑划线的技术要求。加工余量号料时还要考虑零件在全部加工工艺过程中各道工序的加工余量，如成形变形量、机加工余量、切割余量、焊接工艺余量等。①筒节卷制伸长量钢板冷卷伸长量较小，通常忽略，约7~8mm。钢板热卷伸长量较大，不容忽略，用经验公式可估算伸长量。焊接坡口余量主要考虑坡口间隙坡口间隙的大小主要由坡口形式、焊接工艺、焊接方法等因素来确定。③焊缝变形量对于尺寸要求严格的焊接结构件，划线时要考虑焊缝变形量（焊接收缩量）。焊缝收缩量参见表6-26和表6-27。划线技术要求①加工余量与尺寸线之间的关系实际用量线尺寸=展开尺寸-卷制伸长量+焊缝收缩量-焊缝坡口间隙+边缘加工余量切割下料线尺寸=实际用料线尺寸+切割余量+划线公差②划线公差目前划线尚无统一标准，各制造单位根据具体情况制定内部要求，来保证产品符合国家制造标准。③合理排料a.充分利用原材料、边角余料，使材料利用率达到90%以上；

b.零件排料要考虑到切割方便、可行；

c.筒节下料时注意保证筒节的卷制方向应与钢板的轧制方向一致；d.认真设计焊缝位置。b.设计的焊缝位置要符合下列规定

展开零件拼焊时：焊缝尽量少和短；封头、管板拼接时，公称直径Dg不大于2200mm时，拼接焊缝不多于1条，大于2200mm时拼接焊缝不多于2条，其拼接形式如下：国家标准中对排样的规定：a.筒体要使其周向与钢板轧制方向一致；

当封头由两块或由左右对称的三块钢板拼焊而成时，焊缝至封头中心的距离e≤Dg/4。封头由瓣片和顶圆板拼制成时，焊缝方向只允许是径向和环向的。

径向焊缝之 间的最小距离h>3δ,且h≥100mm中心顶圆

板直径d<Dg/2筒体焊缝要求每节筒节，其纵向焊缝数量，公称直径Dg不大于1800mm时，拼接焊缝不多于2条；Dg大于1800mm时拼接焊缝不多于3条。筒体的拼接焊缝，每节筒体纵向焊缝中心线间的弧长不应小于300mm，如图所示；相邻筒体纵向焊缝，中心间的弧长不得小于100mm，如图所示。最短筒节长度不应小于300mm。探伤要求当焊缝需要进行探伤检验时，要使检验能方便可行。

例如，需要进行超声波检验时，在焊缝两侧要留有适当的探头操作移动范围和空间。c.设备筒体划线方案的确定原则大型