过程设备制造课程设计——筒体制造实例(编辑修改稿)

过程设备制造课程设计——筒体制造实例(编辑修改稿)内容摘要：

1 材检 1 钢板除应符合 GB6654《压力容器用钢板》 的有关规定外，尚应符合 331100JT 中的有 关要求。 2 质证齐全、标记清楚。 2 喷丸 1 钢板单面喷丸，彻底除锈。 3 探伤 1 对钢板进行 100%UT 检测，按 JB/ 05及 331100JT 中的有关要求执行。 4 号料 1 号出筒体的下料线，筒体的下料尺寸为： L=3400mm。 2 号筒体的纵向焊接接头试板一对 5 气割 1 按线气割下料并清理熔渣。 6 刨坡口 1 按图纸要求刨筒节纵、环缝坡口 7 探伤 1 坡口表面 100%MT 检查，按 JB/ 5中 一级合格。 8 压头 1 用大型油压机压头 9 卷板 1 用日本三辊卷板机进行冷卷。 10 装焊 1 组装纵向焊接接头并进行尺寸检查错边量 1mm. 2 焊接详见焊接工艺说明书。 3 纵向焊 接接头试板一对 4 焊接接头取样做化学成分分析，其结果应符 合 的规定。 11 退火 1 进行退火热处理，执行热处理工艺。 2 带筒体纵向焊接接头试板一对。 12 校圆 1 筒体进行冷校圆，椭圆度 3mm. 13 打磨 1 对坡口表面进行打磨清理。 2 处理干净坡口表面的锈质。 3 仔细检查直到合格为止。 14 探伤 1 对焊接接头进行 100%RT 检测，按 JB/T4730 .22020中二级合格。 2 焊接接头进行 100%UT 检测，按 JB/ 2020中一级合格。 3 焊接接头表面进行 100%MT 检测，按 JB/T4。 15 装焊 1 组装筒体与管箱侧法兰环缝，焊接详见焊接 工艺说明书。 16 炉外消氢 1 用环形加热装置进行炉外消氢执行热处理 工艺。 17 打磨 1 对焊接接头表面进行打磨，内表面与母材 平齐，外表面焊缝加强金属高 2mm,焊缝表 面 不允许 存在咬肉、裂纹、气孔、弧坑、 夹渣等缺陷。 18 探伤 1 对焊接接头进行 100%RT 检测，按 JB/T4730 .22020中二级合格。 2焊接接头进行 100%UT 检测，按 JB/ 2020中一级合格。 3焊接接头表面进行 100%MT 检测，按 JB/T4 选材 （ 1）压力容器的选材原理 1．具有足够的强度，塑性，韧性和稳定性。 2．具有良好的冷热加工性和焊接性能。 3．在有腐蚀性介质的设备必须有良好的耐蚀性和抗氢性。 4．在高温状态使用的设备要有良好的热稳定性。 5．在低温状态下使用的设备要考虑有良好的韧性。 （ 2）筒体选 材 压力容器材料的种类： 1．碳钢，低合金钢； 2．不锈钢； 3．特殊材料：①复合材料（ 16MnR+316L）；②刚镍合金；③超级双向不锈钢；④哈氏合金（ NiMo:78% 20%合金） 常用材料：常用复合材料： 16MnR+0Gr18Ni9， A：按形状分：钢板、棒料、管状、铸件、锻件 B：按成分分：碳素钢： 20 号钢 20R Q235。 低合金钢： 16MnR、 16MnDR、 09MnNiDR、15CrMoR、 16Mn 锻件、 20MnMo 锻件。 高合金钢： 0Cr1 0Cr18Ni 0Cr18Ni10Ti 锁斗是煤气化装置 重要设备之一，主要起储存和排放炉渣的作用，是一台承受循环 载荷的压力容器。 按其载荷性质设备遵循压力容器应力分析设计规范进行设计和制造， 该设备分析设计采用国家标准，材料宜采用 16MnR。 锁斗内的工作介质为气化炉渣 /黑水，含有硫化氢 ,氯离子，硫酸根离子等腐蚀性介质， 锁斗 循环水中的氯离子浓度确实最高，这股水应该与激冷室黑水和洗涤塔黑水的水质差不多 ， 因此具有强腐蚀性，因此需要在锁斗内堆焊 6mm 厚的不锈钢材料以满足防腐蚀要求，因 此国 内采用低合金钢锻件 16MnR. 材检 (1)化学成分如下表所示 (查表 16Mn 专业用钢的化学成分 /% 【Ⅰ】 ) 钢号 C Si Mn P S 16MnR 0.2 ~0 ~0 =5 =5 化学成分： 钒 V： %～ % ； 铌 Nb： %～ % 钛 Ti： %～ % 物理性质：综合力学性能好，焊接性、冷、热加工性能和耐蚀性能均好， C、 D、 E 级钢具有良好的低温韧性。 (查表 16Mn 专业用钢的力学性能 【Ⅰ】 )℃ 钢号 板厚/mm 状态 σ s / Mpa σ b/ Mpa δ5/% 弯曲 180度 温度/℃ 冲击功Akv/J 时效冲击 16MnR 60~110 热轧或热处理 =265 450590 =18 d=3a 室温 =27 横向 牌号 钢板厚度 mm 200℃ 250℃ 300℃ 350℃ 400℃ 450℃ 500℃ 16MnR高温规定的残余应力 Map 60~100 225 205 185 175 165 155 ： d=3a,弯曲 180℃，无裂纹 ，细化晶粒，均匀组织。 b. 该材质正火之后 一般 不需要回火 ， 大件最好回下火 , 回火温度以下 50 度左右，可以 去疲劳，提高寿命。 c. 16Mn 锻件和钢板的材料力学性能总体上差不多，但低温冲击和疲劳性能差异较大 ： 1.≤250℃ 装炉，升温 ≤180℃ /h， 5 小时 ； 2. 900℃ 保温 4 小时 ； 3. 空冷。 注：筒体钢板使用状态为正火 +回火处理 ，钢板生产商必须以试板进行正火 +回火 +模拟焊后热处理其各项性能均满足本技术条件的要求。 JB/ 进行超声检测，必须进行 100%扫查，验收标准为 I 级。 划线 . 筒体的展开计算 H、公称直径 Dg、中性层直径 Dm、壁厚δ，计算时以中性层为基准。 ，圆柱形筒体展开后为矩形，所求的几何参数分别为长和宽。 则 L=π Dm=π（ Dg+δ）； h=H Dg， Dg 选取 3400 ㎜ L=π（ 3400+90） = ㎜ H=3400㎜ 工程上把零件展开图画在板料上的过程，该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。 加工余量主要包括变形余量，机加工余量，切割余量，焊焊接工艺余量等。 由于实际加工 制造方法，设备，工艺过程等内容不尽相同，因此加工余量的最后确定是比较复杂的，要根据实际情况来确定。 筒节卷制伸长量，与被卷材质，厚板，卷制直径大小，卷制次数，加热等条 件有关。 边缘加工余量包括焊接坡口余量，主要考虑内容为机加工（切屑加工）余量和热加工切割余量。 焊接坡口余量主要考虑坡口间隙，坡口间隙的大小主要有破口形式，焊接工艺，焊接方法等因素来确定。 焊缝的收缩量，弯曲变形量等受多种因素影响，在划线时若能准确的考虑由于焊接变形所产生的各种焊接余量是十分困难的，因此查表取近似值。 筒节卷制伸长量 冷卷伸长量较小，通常忽略，约 7～ 8 ㎜ 焊缝收缩量 对接接头双边焊， 3～ 4 ㎜ 焊缝坡口间隙 单 U 型坡口， 2～ 3 ㎜ 边缘机加工双边余量 根据加工长度，查表 10 ㎜ 切割余量 钢板切 割加工，查表 14 ㎜ 划线公差 保证产品符合国家制造标准，取 1 ㎜ 展开尺寸 ㎜ 实际用料线尺寸 =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 =+33+10=㎜ 切割下料线尺寸 =实际用料尺寸 +切割余量 +划线公差 =+14+1= ㎜。 （ 1）充分利用原材料，边角余料，使材料利用率达到 90%以上。 （ 2）零件排料要考虑 到切割方便、可行。 例如，剪板机下料必须是贯通的直线等。 （ 3）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 （ 4）排料必须符合国家标准规定，充分利用原材料。 （ 5）在钢板上划线下料，规格 L=10983 1715， 10983 1715，并号试板一对 600 120101 ㎜ 下料 下料的加工方法分析及选用 常用的切割方法有机械切割、氧气切割和等离子切割。 机械切割操作简单，成本低，但其生产效率低，切口精度差，而且不适合用于切割太厚、形状较复杂的钢板，它只适用于切割矩形或棒料。 等离子切割机的 特点是切割速度快、切缝狭窄、切口平整、热影响区小、工件变形度低、操作简单，并且具有显著的 节能 效果。 它是用于任何材料的切割，但是它的成本太高。 气割是用可燃气体与氧气混合燃烧的预热火焰，将金属加热到燃烧点，并在氧气射流中剧烈燃烧而将金属分开的加工方法。 可燃气体与氧气的混合及切割氧的喷射是利用割炬来完成的。 气割所用的可燃气体主要是乙炔、液化石油气和氢气等。 氧炔焰气割过程是：预热一燃烧一吹 渣。 并不是所有金属都能被气割，只有符合下列条件的金属才能被气割： (1)金属能同氧剧烈反应，并放出足够的热量。 (2)金属导热性不应太高。 (3)金属燃烧点要低于它的熔点。 (4)金属氧化物的熔点要低于金属本身的熔点。 (5)生成的氧化物应该易于流动。 与机械切割相比较，气割的最大优点是设备简单操作灵活、方便，适应性强，它可以在任意位置，任何方向切割任意形状和任意厚度的工件， 生产效率高、切口质量也相当好 ,有些焊接坡口可一次直接用切割方法切割出来，切割后直接进行 焊接。 气体火焰切割的精度和效率大幅度提高，依据以上分析，筒体钢板切割选用氧气切割。 筒节弯卷 筒节的弯卷成形时用钢板在卷板机上弯卷而成形的。 根据钢板的材质、厚度、弯曲半径、卷板机的形式和卷板能力，实际生产中筒节的弯卷基本上可分为冷卷和热卷。 筒体选用材料 16MnR锻件 筒节的最小冷弯半径计算公式 Rmin=10δ（双向拉伸） 筒节实际壁厚 90mm 允许最小冷弯半径的最大值。