曾正江-过程设备的制造工艺-2017.11.5

过程设备的制造工艺压力容器制造工序一般可以分为：原材料验收工序、划线工序、切割工序、除锈工序、机加工（含刨边等）工序、滚制工序、组对工序、焊接工序（产品焊接试板）、无损检测工序、开孔划线工序、总检工序、热处理工序、压力试验工序、防腐工序。具体工序：1、原材料验收工序：工程原材料验收包括钢材验收、焊材验收和涂料验收。2、划线工序：划线是机械加工中的一道重要工序，广泛用于单件或小批量生产。在铸造企业，对新模具首件进行划线检测，可以及时发现铸件尺寸形状上存在的问题，采取措施避免产生批量不合格造成的损失。根据图样和技术要求，在毛坯或半成品上用划线工具画出加工界线，或划出作为基准的点、线的操作过程称为划线。划线分为平面划线和立体划线两种。只需要在工件一个表面上划线即能明确表明加工界限的，称之为平面划线;需要在工件几个互成不同角度(一般是互相垂直)的表面上划线，才能明确表明加工界限的，称为立体划线。対划线的基本要求是线条清晰匀称，定型、定位尺寸准确。由于划线的线条有一定宽度，一般要求精度达到0.25-0.5mm。应当注意，工件的加工精度不能完全由划线确定，而应该在加工过程中通过测量来保证。3、切割工序：水切割。激光切割。等离子切割等等。4、除锈工序：工艺流程：基面清理——底漆涂装——第一道面漆涂装——第二、三道面漆涂装。5、机加工工序：利用传统机械加工的方法，按照图纸的图样和尺寸，使毛坯的形状、尺寸、相对位置和性质成为合格零件的全过程，加工工艺是工人进行加工前所需要做的工作，避免在加工过程中发生加工失误，造成经济损失。6、滚制工序：又称旋转成型、旋转浇铸成型。是一种热塑性塑料中空成型方法。7、组对工序：将零部件结合。8、焊接工序：操作时需根据被焊工件的材质、牌号、化学成分，焊件结构类型，焊接性能要求来确定。9:、无损检测：无损检测是指在不损害或不影响被检测对象使用性能,不伤害被检测对象内部组织的前提下，利用材料内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化，以物理或化学方法为手段，借助现代化的技术和设备器材，对试件内部及表面的结构、性质、状态及缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化进行检查和测试的方法。无损检测是工业发展必不可少的有效工具，在一定程度上反映了一个国家的工业发展水平，无损检测的重要性已得到公认，目前，最常用的无损检测主要有五种：超声检测（UltrasonicTesting）、射线检测（RadiographicTesting）、磁粉检测（MagneticparticleTesting）、渗透检测（PenetrantTesting）、涡流检测（EddycurrentTesting）。其他无损检测方法有声发射检测(AE)、热像/红外(TIR)、泄漏试验(LT)、交流场测量技术(ACFMT)、漏磁检验(MFL)、远场测试检测方法(RFT)、超声波衍射时差法(TOFD)等。10、开孔划线工艺。11、总检工序：生产过程质量检验主要包括进货检验、生产过程检验、最终检验控制、品质异常的反馈及处理、质量记录。12、热处理工序：热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。13、压力试验工序：一般采用水压试验，特殊的会用气压实验。14、防腐工序：防腐涂层是由各类高性能抗蚀材料与改性增韧耐热树脂进行共聚反应，形成互穿网络结构，产生协同效应，有效提高聚合物的抗腐蚀性能的功能涂层。二、典型过程设备有：换热器，塔器，反应容器，储存容器，锅炉。2、引用标准：《固定式压力容器安全技术监察规程》、GB151-1999《管壳式换热器》和GB150-2011《固定式压力容器》。3、基本要求管壳式换热器主要受压部分的焊接接头分为A、B、C、D、E五类，按下图所示。a)壳体圆筒部分的纵向接头、球形接头与圆筒连接的环向接头、各类凸形封头中的所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接的接头，均属A类焊接接头。b)壳体部分的环向接头、锥形封头小端与接管连接的接头、长颈法兰与接管连接的接头，均属B类焊接接头，但已规定为A类的焊接接头除外。c)平盖、管板与圆筒非对接连接的接头，法兰与壳体、接管连接的接头，内封头与圆筒的搭接接头，均属C类焊接接头。d)接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头，均属D类焊接接头，但已规定为A、B类的焊接接头除外。e）非受压元件吊耳、支座垫板与压力容器连接的焊缝，均属E类焊接接头。3.1对不同板厚对接的规定：a)下列不同板厚必须削薄厚板：当2≤10mm，且1-2＞3mm及2＞10mm且1-2≥0.3n或＞5mm时,必须削薄厚板：削薄形式分单面削薄和双向削薄。见图2。b)下列不同板厚对接无须削薄：当≤10mm且1-2≤3mm及2＞10mm且1-2≤0.32或≤5mm时,无须削薄板厚,且对口错边量b以较薄板厚度为基准确定。在测量对口错边量时，不应计入两板厚度的差值。3.2筒节长度应不小于300mm。组装时，不应采用十字焊缝，相邻圆筒的A类焊缝的距离，或封头A类焊缝，焊缝的端点与相邻圆筒A类焊缝的距离应大于名义厚度n的三倍，且不小于100mm，（当板厚不同时，n按较厚板计算）。壳体圆筒4.1圆筒厚度圆筒厚度应按GB150的规定进行计算，但碳素钢和低合金钢及高合金钢圆筒的最小厚度不应小于下表的规定。mm公称直径400～≤700＞700～≤1000＞1000～≤1500＞1500～≤2000＞2000～≤2600备注浮头式，U形管式810121416碳素钢含C2固定式管板68101214公称直径＞500～≤700＞700～≤1000＞1000～≤1500＞1500～≤2000＞2000～≤2600备注最小厚度5681012高合金钢4.2壳体圆筒内直径允许偏差可通过外圆周长加以控制，其外圆周长允许上偏差为10mm,下偏差为零。4.3壳体圆筒同一断面上，最大直径与最小直径之差为e≤0.5%DN.壳体直径DN(mm)最大与最小直径之差e（mm）L≤1200其值不大于5mmL>1200其值不大于7mm4.4除图样另有规定外，壳体直线度允差ΔL应符合下表规定。壳体长度L(mm)圆筒直线度允差ΔL（mm）L≤6000L/1000其值不大于4.5mmL>6000其值不大于8mm4.5设备法兰面应垂直于接管或圆筒的主轴中心线。安装接管法兰应保证法兰的水平或垂直（有特殊要求按图样规定）其偏差均不得超过法兰外径的1%，（法兰外径小于100mm时，按100mm计算），且不大于3mm。法兰的螺栓通孔应与壳体主轴线沿垂线跨中布置，有特殊要求时，应在图样上注明。4.6立式换热器的底座圈，底板上地脚螺栓通孔应跨中均布，中心圆直径允差，相邻两孔弦长允差和任意两孔弦长允差均不大于2mm。4.7壳体内壁凡有碍管束顺利装入或抽出的焊缝均应打磨至母材齐平。4.8插入式接管、管接头等，除图样规定外，不应伸出管箱、壳体和头盖内表面。4.9容器上凡被补强圈、支座、垫板等覆盖的焊缝，均应打磨至母材齐平。4.10受外压及真空换热器组装完成后，按按GB150.4-2011《固定压力容器》中6.6.11规定检查壳体的圆度。4.11在换热器上焊接临时吊耳和拉筋的垫板等，采用于壳体相同或焊接性能相似的材料，并用相应的焊材及焊接工艺。临时吊耳和拉筋的垫板割除后留下的焊疤必须打磨平滑，打磨后的厚度不应小于设计厚度。4.12机械损伤和修磨的规定：制造中应避免钢板的机械损伤，对严重的尖锐伤痕应进行修磨，修磨按GY-6《压力容器组装工艺规程》的要求进行。4.13抗腐蚀要求的奥氐体不锈钢及其它合金钢板制造的容器或受压元件，应进行表面酸洗，钝化处理。4.14管壳式换热器法兰、平盖、螺栓、螺母加工要求：4.14.1管壳式换热器法兰螺柱按JB/T4707-2000《等长双头螺柱》规定。螺柱一端按下表打印材料标记，字高4mm。材料牌号Q-23540MnB40MnVB35CrMnA40Cr35标记ABVCRT4.14.2机械加工件表面和非机械加工件表面的未注公差尺寸按下表规定。mm基本尺寸尺寸分段0.5-3>3-6>6-10>10-18>18-30>30-50>50-80>80-120机械加工件±0.12±0.15±0.18±0.21±0.26±0.31±0.37±0.43非机械加工件±0.30±0.37±0.45±0.55±0.65±0.80±0.95±1.10基本尺寸尺寸分段>120-180>180-250>250-315>315-400>400-500>500-630>630-800>800-1000机械加工件±0.50±0.57±0.65±0.70±0.77±0.87±1.0±1.15非机械加工件±1.25±1.45±1.60±1.80±2.00±2.20±2.5±2.80基本尺寸尺寸分段>1000-1250>1250-1600>1600-2000>2000-2500>2500-3150机械加工件±1.30±1.55±1.85±2.20±2.70非机械加工件±3.30±3.90±4.60±5.50±6.7504.14.3大于M36的螺栓，螺柱，螺母应按相应的国家标准制造。4.14.4平盖和筒体端部的加工按以下规定：a)螺柱孔或通孔的中心圆直径以及相邻两孔弦长允差为±0.6mm任意两孔弦长允差按下表规定：设计内径Di<600600-1200>1200允差±1.0±1.5±2.0b)螺孔中心线与端面的垂直度允差不得大于0.25%。c)螺孔的螺纹精度，一般为中等精度，按相应国家标准选取。5、管箱管箱的作用是把由管道来的管程流体均匀分布到各传热管和把管内流体汇集在一起送出换热器。5.1管箱圆筒的厚度应按JB150的要求进行计算，但碳素钢和低合金钢圆筒的最小厚度不小于下表的要求。mm公称直径400～≤700＞700～≤1000＞1000～≤1500＞1500～≤2000＞2000～≤2600备注浮头式，U形管式810121416碳素钢含C2固定式管板68101214公称直径＞500～≤700＞700～≤1000＞1000～≤1500＞1500～≤2000＞2000～≤2600备注最小厚度5681012高合金钢5.2分程隔板的最小厚度应不小于下表的规定。mm公称直径DN隔板最小厚度碳素钢及低合金钢高合金钢≤60086＞600～≤1200108＞1200～≤20001410＞2000～≤260014105.3厚度大于10mm的分程隔板应按下图加工5.4管箱圆筒与接管和管箱法兰组焊时，应以法兰端面为基准。螺孔应与设备主轴中心线跨中。5.5管箱与隔板组装前，须将管箱内和隔板接合的环焊缝铲磨齐平，把隔板和管箱调整好间隙后再组焊，靠近管板50mm区域应焊透，防应力集中而开裂。5.6碳钢、低合金钢制焊有分程隔板的管箱以及管箱的侧向开孔超过1/3圆筒内径的管箱，在施焊后作消除应力热处理，设备法兰密封面在热处理后加工。6.管板6.1厚度大于60mm的管板宜采用锻件。6.2管板本身具有凸肩并与圆筒（或封头）对接时，应采用锻件。6.3用于制造管板、平盖、法兰的钢锻件，其级别不得低于JB4726和JB4728规定的Ⅱ级。6.4复合管板6.4.1按GB8165标准选用的不绣钢复合管板应选用Ⅰ级板材。6.4.2按JB4733标准选用的不绣钢复合管板应选用BⅠ级板材。6.4.3按GB8547标准选用的钛-钢复合管板应选用B0级板材。6.5堆焊复合管板6.5.1堆焊前应作堆焊工艺评定；6.5.2基层材料的待堆焊面和复层材料车加工后的表面，应按JB4730进行表面检测，检查结果不得有裂纹、成排气孔，并应符合UTⅡ级要求。6.5.3堆焊过程必须严格控制，以便保证熔敷界面不发生过大的稀释和使覆层不产生别的焊接缺陷。堆焊各层所用焊材牌号应根据耐腐蚀要求和熔和比来确定，堆焊层厚度应保证车加工后覆层最小厚度大于3mm（或图样要求）6.5.4堆焊后应进行适当的热处理以消除焊接应力。6.6管孔加工6.6.1管孔加工是管板制造中重要的一个环节，应严格控制划线、钻孔、刻槽、倒角等工序，为保证上下管板同心度，可将上下管板叠起来一起钻孔。（1）管板划线；划线是决定管孔加工位置的基本作业，必须准确无误。每台换热器只需在一块管板上划线即可。划线经确认后在各孔中心点用冲头冲出一个小坑。（2）定位孔加工；管板可先用钻头加工定位孔，正式决定钻孔位置，使加工管孔的钻头顶尖能正确而迅速找到定位孔中心，以保证管孔孔距正确。（3）钻孔；定位孔钻完后，将管板放在同一高度的平面上压紧即可加工。钻孔应满足孔的精度，管孔表面粗糙度不大于12.5μm.6.6.2数控钻床钻孔前应按设计图样要求正确输入数据，经试钻确认无误后，进行管板钻孔。6.6.3在加工中应满足以下要求：（1）保证孔的位置及尺寸精度；（2）对大厚度的管板必须保证孔与管板平面垂直；（3）组装状态下管板和折流板的同一位置的管孔和拉杆用孔的中心应在同一直线上。6.6.4.管板管孔直径及允许偏差应符合下表规定适用于冷拔（轧）直径为高级精度的碳素钢、低合金钢、不绣钢管和铜合金换热管。换热管外径1416192532384557管孔直径14.2516.2519.2525.2532.3538.4045.4057.55允许偏差+0.150+0.200+0.2506.6.5.管板孔桥宽度偏差应符合下表规定mm换管外径d0孔心距s管孔直径dφ名义孔桥宽度s-dφ≥96%的桥宽度不得低于下列值Bmm≤4%的允许最小孔桥宽度B管板厚度406080100120140160161925323845572225324048577216.2519.2525.2532.5038.5045.5057.705.755.756.757.509.5011.5014.304.714.715.716.618.6110.6113.414.654.655.656.558.55105513.354.584.585.586.488.4810.4813.284.524.525.526.428.4810.4813.284.454.455.456.358.3510.3513.154.394.395.396.298.2910.2913.094.334.335.336.238.2310.2313.033.403.403.403.854.755.757.157.折流板和支撑板7.1.折流板和支撑板的最小厚度应不小于下表的规定公称直径DN换热管无支撑距Lmm≤300＞300～600＞600～900＞900～1200＞1200～1500＞1500折流板和支撑板的最小厚度＜40034581010400～≤700456101012＞700～≤900568101216＞900～≤15006810121616＞1500～≤2000/1012162020＞2000～≤2600/12141820227.2.折流板和支撑板管孔直径及允许偏差应符合下表的规定mm换热管外径1416192532384557管孔直径14.3016.3519.3525.4032.4038.5045.6557.70允许偏差+0.200+0.250+0.3007.3.折流板和支撑板外直径及允许偏差应符合下表的规定mm公称径DN＜400400～＜500500～＜900900～＜13001300～＜17001700～＜20002000～＜23002300～＜2600折流板直径DN-2.5DN-3.5DN-4.5DN-6DN-8DN-10DN-12DN-14允许偏差0-0.50-0.80-1.20-1.40-1.67.4.折流板重叠压紧后沿周边点焊，然后一起钻孔，可将管板当钻模进行引孔，以引出定位孔进行加工，钻完孔后以孔为基准，再划线钻拉杆孔、外圆加工、管孔倒角和作好相应标记。8.换热管换热管的规格和尺寸偏差见下表mm材料换热管标准管子规格高级精度外径厚度外径偏差壁厚偏差碳钢低合金钢GB5310GB8163GB9948≥14～30＞30～50572～2.52.5～33.5±0.15±0.25±0.6%±10%不绣钢管GB13296GB14976GB24593≥14～30＞30～5057＞1.0～2.0±0.15±0.25±0.6%+12%-10%＞2.0～3.0材料换热管标准管子规格高级精度外径厚度外径偏差壁厚偏差不绣钢焊管GB12771SA688、249≤19＞19＜1.0＞1.0±0.05±0.05铜合金管GB889010～12＞12～18＞18～25＞25～351～3.0-0.14-0.20-0.24-0.30±10%钛合金管GB362510～30＞30～40＞40～500.5～2.5±0.13±0.15±0.18δ=0.5±0.06δ=1.0±0.12δ＞±10%8.2U型管8.3U形管弯管段的弯曲半径R应不小于两倍的换热管外径，U形管不允许热弯。8.4换热管不允许拼接（螺旋管除外），其局部弯曲度不大于1.5mm。8.5弯管工艺稳定时，每种管子抽取5%进行通球试验，其通球直径d≥0.75d0。8.6当有应力腐蚀要求时，U形管弯管段及至少包括150mm的直段进行热处理。8.7管子弯曲成形后应以1.5倍设计压力逐根进行水压试验。在试验压力下，保压时间不少于10s。试验合格后应放尽余水。8.8换热管为直管时，截长前应抽查10%按8.6条进行水压试验。9.管束9.1拉杆的直径和数量按下表选用mm换热管外径d10≤d≤1414＜d＜2525≤d≤57拉杆直径dn101216mm公称直径DN拉杆直径dn≥400～＜700≥700～＜900≥900～＜1300≥1300～＜1500≥1500～＜1800≥1800～＜2000≥2000～＜2300≥2300～＜2600dn=10611121618242832dn=1248101214182024dn=164616810121416根9.2折流板最大间距Lmm换热管外直径10121416192532384557钢管//11001300150018502200250027503200有色金属管75085095011001300160019002200240028009.3管束组装9.3.1管板、折流板、支撑板、疏冷段包壳和拉杆等组装时，应在中心线及四周插入一部分管子予以定位。9.3.2定距管两端面应平齐垂直，拉杆上的螺母应拧紧，以避免折流板窜动。无定距管时拉杆应与管板、折流板和支撑板点焊牢固可靠。9.3.3各折流板支撑