【正文】 管，如人孔、物料進(jìn)出接管、流量計(jì)等接管開孔。筒體與封頭開設(shè)孔后，開孔部位的強(qiáng)度被削弱，一般應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。⑸ 支座 壓力容器靠支座支承并固定在基礎(chǔ)上。支座主要有鞍式支座、耳式支座等。本次設(shè)計(jì)為鞍式支座。為了保證采氣安全性，往往對(duì)支座中的對(duì)接焊縫要進(jìn)行局部甚至全部的射線檢測(cè)或超聲波檢測(cè)。上述五部分即構(gòu)成一臺(tái)壓力容器的外殼 [1]。 GWV 臥式熱交換器的制作工藝流程GWV 臥式熱交換器的制作工藝流程見圖 2。加 熱 沖 壓 附件裝配 焊接焊接 焊接檢驗(yàn)矯圓鋼 板 檢 驗(yàn) 水壓試驗(yàn) 焊接檢驗(yàn)氣密性試驗(yàn)鋼板卷制邊緣加工預(yù)處理 鋼板檢驗(yàn) 劃線下料 縱縫裝配筒 節(jié) 制 造封 頭 制 造 復(fù)檢尺寸預(yù) 處 理 劃 線 下 料 二 次 切 割 筒節(jié)間的 裝配焊接消除應(yīng)力 熱處理 封頭與筒 節(jié)的 裝配焊接檢 驗(yàn)圖 2 GWV 臥式熱交換器的工藝流程圖 材料焊接性分析本產(chǎn)品所采用的材質(zhì)是 16MnR，其特點(diǎn)是焊縫熱影響區(qū)具有不同程度的淬硬傾向，焊縫和熱影響區(qū)對(duì)冷裂紋都比較敏感。電弧焊時(shí)，各種冷卻速度下都可能在熱影響區(qū)形成馬氏體組織，鋼中碳和合金元素的含量愈高，熱影響區(qū)的淬硬傾向就愈大，同時(shí)金相組織中的馬氏體組織的比例就愈高。因此，在擬定其焊接工藝時(shí)，應(yīng)以防止接頭各區(qū)馬氏體組織和冷裂紋形成及防止熱 沈陽大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） No. 7影響區(qū)淬硬變脆為基本出發(fā)點(diǎn)。16MnR 鋼，焊接性良好，板厚 34mm 以下，焊前不需預(yù)熱，焊后也不必進(jìn)行熱處理。自動(dòng)埋弧焊時(shí)，由于焊接線能量較大，焊接區(qū)冷卻速度較慢，焊前不必預(yù)熱。本產(chǎn)品板厚為 24mm，所以焊前不需預(yù)熱，但此次設(shè)計(jì)為 III類壓力容器，故焊后必須要進(jìn)行熱處理。16MnR 的焊條電弧焊應(yīng)采用低氫型焊條 E5015。選擇埋弧自動(dòng)焊焊接材料時(shí)，應(yīng)考慮坡口的形式，板厚和受壓部件的熱處理工藝。對(duì)于不開坡口的對(duì)接接頭，由于母材的熔合比比較高，在焊后不進(jìn)行熱處理的場(chǎng)合，可選用合金量較低的 H08MnA 焊絲配 HJ431 焊劑。對(duì)于板厚超過 30mm 開坡口的對(duì)接接頭，應(yīng)采用 H10Mn2 焊絲配 HJ431 焊劑，對(duì)于焊后需作長(zhǎng)時(shí)間消除應(yīng)力處理的厚壁容器，應(yīng)采用 H08MnMo 焊絲配 HJ530 焊劑。根據(jù)本產(chǎn)品的特點(diǎn)，所選用的焊條為 E5015，焊絲和焊劑分別為H08MnA 和 HJ431。16MnR 的化學(xué)成分和力學(xué)性能見表 1 和表 2。表 1 16MnR 化學(xué)成分鋼 種 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) C（%） Si（ %） Mn（%） P≤（ %） S≤（%）16MnR GB665496 ≤ ～ ～ 表 2 16MnR 力學(xué)性能拉伸試驗(yàn) 沖擊試驗(yàn) 冷彎試驗(yàn)鋼種 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)格(mm) 抗拉強(qiáng)度σｂ (MPａ)屈服強(qiáng)度σｓ (MPａ)伸長(zhǎng)率δ5(%)溫度(℃)Akv（橫向）(J)ｂ=2 ａ180186。6～16 510～640 ≥345 ｄ=2 ａ16MnR GB6654＞16～36 490～620 ≥325 ≥21 0 ≥31 ｄ=3 ａ 焊接裂紋⑴ 焊接裂紋的危害性 沈陽大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） No. 8焊接裂紋不僅給生產(chǎn)帶來很多困難而且可能帶來災(zāi)難性的事故，據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上焊接結(jié)構(gòu)所出現(xiàn)的各種事故中，除少數(shù)是由于設(shè)計(jì)不當(dāng)。選材不合理和運(yùn)行操作上的問題之外，絕大多數(shù)是由于裂紋而引起的脆性破壞。因此，焊接結(jié)構(gòu)的裂紋防治問題必須設(shè)計(jì)施工人員的重視。⑵ 焊接結(jié)構(gòu)中易產(chǎn)生的裂紋① 熱裂紋熱裂紋是在焊接時(shí)高溫下產(chǎn)生的,故稱熱裂紋，它的特征是沿原奧氏體晶界開裂，根據(jù)所焊金屬的結(jié)構(gòu)不同（低合金高強(qiáng)鋼，不銹鋼，鑄鐵，鋁合金和某些特種金屬等） ，產(chǎn)生熱裂紋的形態(tài),溫度區(qū)間和主要原因各有不同。因此,就目前的認(rèn)識(shí)水平，又把熱裂紋分為結(jié)晶裂紋，液化裂紋，和多裂紋等三類。② 再熱裂紋厚板焊接結(jié)構(gòu)，并采用含有某些沉淀強(qiáng)化合金元素的鋼材，在進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理或在一定溫度下服役的過程中，在焊接熱影響區(qū)粗晶部位發(fā)生的裂紋稱為再熱裂紋。③ 冷裂紋冷裂紋是焊接生產(chǎn)中較為普遍的一種裂紋，它是焊后冷到較低溫度下產(chǎn)生的，根據(jù)被焊鋼種和結(jié)構(gòu)的不同，準(zhǔn)裂紋也有不同的類別，大致可分為以下三類：延遲裂紋，淬硬脆化裂紋，低塑性脆化裂紋。⑶ 母材焊接性分析①焊縫中的熱裂紋從熱軋正火鋼的成分看，一般含碳量都較低,而含量 Mn 都較高。因此， 沈陽大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） No. 9它們的 Mn/S 比都能達(dá)到要求，具有良好的抗熱裂性能，正常情況下不會(huì)出現(xiàn)熱裂紋。但當(dāng)材料成分不合格，或因嚴(yán)重偏析使局部 C、S 含量偏高時(shí)，Mn/S 就可能低于要求而出現(xiàn)熱裂紋。如果 16MnR 鋼板，碳有嚴(yán)重偏析，鋼板各部分的含碳量相差很大，從 ~％，因此在焊角焊縫時(shí)出現(xiàn)在大量的熱裂紋。在這種情況下，就要從工藝上設(shè)法減少熔合化，在焊接材料上采用低碳焊絲 H03MnTi 和含 SiO2，較低的焊劑(含 SiO2 ％, ％)，以此降低焊縫中的含碳量提高焊縫中的含錳量，解決了熱裂紋的問題。②冷裂紋 16MnR 鋼的含碳量雖然并不高，但含有少量的合金元素，因此，16MnR鋼的淬硬傾向必然比低碳鋼的大一些。16MnR 在連續(xù)冷卻時(shí)，珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)間變窄，使快冷過程中鐵素體析出后剩下富碳奧氏體來不急轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，最后轉(zhuǎn)變?yōu)楹剂枯^高的貝氏體和馬氏體，并且得到全部馬氏體的臨界冷卻速度比低碳鋼時(shí)要小。顯然 16MnR 的淬硬傾向要比低碳鋼大。冷裂紋是焊接 16MnR 鋼時(shí)的一個(gè)主要問題。從材料本身考慮，淬硬組織是引起冷裂紋的決定性因素。因此，焊接時(shí)能否形成對(duì)氫致裂紋敏感的淬硬組織是評(píng)定材料焊接性的一重要指標(biāo)。16MnR 鋼在連續(xù)冷卻時(shí)，珠光體轉(zhuǎn)變右移較多，使快冷過程中，鐵素體析出后剩下的富碳奧氏體來不及轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w，最后轉(zhuǎn)變?yōu)楹驾^高的貝氏體和馬氏體，并得到全部馬氏體的臨界冷卻速度較低碳鋼時(shí)要小，顯然16MnR 的淬硬傾向比低碳鋼的大。焊條電弧焊 16MnR 鋼時(shí)，過熱區(qū)會(huì)出現(xiàn)少量鐵素體，貝氏體和大量馬氏體。 沈陽大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） No. 10③再熱裂紋16MnR 鋼在焊后消除應(yīng)力處理時(shí)不會(huì)產(chǎn)生再熱裂紋。從鋼的化學(xué)成分考慮，在 CMn 的熱軋鋼中由于不含碳化物形成元素，對(duì)再熱裂紋不敏感，因此 16MnR 鋼在焊后消除應(yīng)力處理時(shí)不會(huì)產(chǎn)生再熱裂紋。④脆化16MnR 鋼不存在產(chǎn)生難溶質(zhì)點(diǎn)的脆化原因，產(chǎn)生脆化的主要原因是晶粒粗大，以及因冷速過快而在過熱區(qū)形成粗大馬氏體和貝氏體混合組織。16MnR 鋼主要靠合金元素的固溶強(qiáng)化來保證其具有良好的力學(xué)性能，因?yàn)樵跓彳垹顟B(tài)下使用，所以脆化問題不是很嚴(yán)重，16MnR 焊后經(jīng) 600℃、保溫 1小時(shí)的高溫回火處理后，韌性有了很大恢復(fù)，因此消除應(yīng)力回火處理可防止脆化 [2]。 沈陽大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） No. 112 焊接工藝設(shè)計(jì) 焊前準(zhǔn)備 鋼板檢驗(yàn)材料到貨后，首先根據(jù)材料采購(gòu)說明書的要求進(jìn)行規(guī)格、數(shù)量和包裝狀況的檢查，然后按不同爐批號(hào)，不同規(guī)格的板材、管材、鍛件各抽查 1 件，進(jìn)行必要的化學(xué)成分復(fù)檢，還要進(jìn)行力學(xué)性能復(fù)檢，包括拉伸試驗(yàn)，彎曲試驗(yàn)，脆性試驗(yàn)，斷裂試驗(yàn)等。 矯平鋼材在軋制、運(yùn)輸、裝卸和堆放過程中，由于自重、支撐不當(dāng)或裝卸條件不良及其他原因，會(huì)產(chǎn)生彎曲、扭曲、翹曲、波浪變形及表面不平等變形。 沈陽大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） No. 12當(dāng)這些變形超過一定程度時(shí)，會(huì)給尺寸的度量、劃線、剪切及其他加工帶來困難，而且會(huì)影響到成形零件的尺寸和形狀的精度，進(jìn)而會(huì)影響到裝配焊接和整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量，因此，需要在彎曲成形前對(duì)鋼板矯平。鋼板的矯平，一般情況下都是采用多輥板材矯平機(jī)進(jìn)行機(jī)械矯平的，但特殊情況，如對(duì)于厚板，小塊板料的矯平，也可采用三輥卷板機(jī)和各種壓力機(jī)來代替多輥板材矯平機(jī)矯平，少數(shù)情況也有時(shí)采用人工矯平。多輥矯平機(jī)截面圖如圖 3 所示： 板 材 LL托 輥校 輥圖 3 多輥矯平機(jī)截面圖本設(shè)計(jì)選用國(guó)產(chǎn)4200mm 9輥式中厚板矯直機(jī)，其技術(shù)參數(shù)見表3。表 3 4200mm 9 輥式中厚板矯直機(jī)技術(shù)參數(shù)設(shè)備參數(shù)厚度（mm）寬度（mm）長(zhǎng)度（mm）溫度(℃)屈服極限（ σt）矯直速度(m/s)輥數(shù)輥距（mm）輥徑輥長(zhǎng)（有效長(zhǎng)）（mm）上橫梁開口度（mm）支承輥列數(shù)輥數(shù)(個(gè))傳動(dòng)比（ i） 主電動(dòng)機(jī)（ kw）8～401500～4004000～180600～80018～147～0.89360 Ф3204200240 14 22 125 沈陽大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） No. 130 00 鋼材的表面預(yù)處理為了避免鋼材表面的油污、銹蝕和氧化皮等影響產(chǎn)品的制造質(zhì)量，應(yīng)該在進(jìn)行材料劃線、下料之前進(jìn)行表面預(yù)處理。 鋼材表面的預(yù)處理對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量、延長(zhǎng)產(chǎn)品的壽命、減少環(huán)境污染具有重要的意義。本設(shè)計(jì)選用機(jī)械法中的噴丸處理。選用的噴丸設(shè)備是GYXNM型鋼材預(yù)處理裝置，它既可以用于鋼板、型鋼的表面處理，也可用于結(jié)構(gòu)部件的表面處理 [3]。 劃線、號(hào)料劃線和號(hào)料就是根據(jù)施工圖樣及工藝上的要求，正確地確定一個(gè)欲加工零件的配料尺寸和形狀，并用劃線的方法在鋼材上號(hào)料，同時(shí)標(biāo)注上必要的加工符號(hào)及其他必要內(nèi)容，用以指導(dǎo)以后各道工序的加工。它