【正文】 管，如人孔、物料進出接管、流量計等接管開孔。筒體與封頭開設孔后，開孔部位的強度被削弱，一般應進行補強。⑸ 支座 壓力容器靠支座支承并固定在基礎上。支座主要有鞍式支座、耳式支座等。本次設計為鞍式支座。為了保證采氣安全性，往往對支座中的對接焊縫要進行局部甚至全部的射線檢測或超聲波檢測。上述五部分即構(gòu)成一臺壓力容器的外殼 [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 焊接檢驗矯圓鋼 板 檢 驗 水壓試驗 焊接檢驗氣密性試驗鋼板卷制邊緣加工預處理 鋼板檢驗 劃線下料 縱縫裝配筒 節(jié) 制 造封 頭 制 造 復檢尺寸預 處 理 劃 線 下 料 二 次 切 割 筒節(jié)間的 裝配焊接消除應力 熱處理 封頭與筒 節(jié)的 裝配焊接檢 驗圖 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)對冷裂紋都比較敏感。電弧焊時，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，應以防止接頭各區(qū)馬氏體組織和冷裂紋形成及防止熱 沈陽大學畢業(yè)設計（論文） No. 7影響區(qū)淬硬變脆為基本出發(fā)點。16MnR 鋼，焊接性良好，板厚 34mm 以下，焊前不需預熱，焊后也不必進行熱處理。自動埋弧焊時，由于焊接線能量較大，焊接區(qū)冷卻速度較慢，焊前不必預熱。本產(chǎn)品板厚為 24mm，所以焊前不需預熱，但此次設計為 III類壓力容器，故焊后必須要進行熱處理。16MnR 的焊條電弧焊應采用低氫型焊條 E5015。選擇埋弧自動焊焊接材料時，應考慮坡口的形式，板厚和受壓部件的熱處理工藝。對于不開坡口的對接接頭，由于母材的熔合比比較高，在焊后不進行熱處理的場合，可選用合金量較低的 H08MnA 焊絲配 HJ431 焊劑。對于板厚超過 30mm 開坡口的對接接頭，應采用 H10Mn2 焊絲配 HJ431 焊劑，對于焊后需作長時間消除應力處理的厚壁容器，應采用 H08MnMo 焊絲配 HJ530 焊劑。根據(jù)本產(chǎn)品的特點，所選用的焊條為 E5015，焊絲和焊劑分別為H08MnA 和 HJ431。16MnR 的化學成分和力學性能見表 1 和表 2。表 1 16MnR 化學成分鋼 種 技術(shù)標準 C（%） Si（ %） Mn（%） P≤（ %） S≤（%）16MnR GB665496 ≤ ～ ～ 表 2 16MnR 力學性能拉伸試驗 沖擊試驗 冷彎試驗鋼種 技術(shù)標準 規(guī)格(mm) 抗拉強度σｂ (MPａ)屈服強度σｓ (MPａ)伸長率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 沈陽大學畢業(yè)設計（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難性的事故，據(jù)統(tǒng)計，世界上焊接結(jié)構(gòu)所出現(xiàn)的各種事故中，除少數(shù)是由于設計不當。選材不合理和運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計施工人員的重視。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,就目前的認識水平，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化合金元素的鋼材，在進行消除應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， 沈陽大學畢業(yè)設計（論文） No. 9它們的 Mn/S 比都能達到要求，具有良好的抗熱裂性能，正常情況下不會出現(xiàn)熱裂紋。但當材料成分不合格，或因嚴重偏析使局部 C、S 含量偏高時，Mn/S 就可能低于要求而出現(xiàn)熱裂紋。如果 16MnR 鋼板，碳有嚴重偏析，鋼板各部分的含碳量相差很大，從 ~％，因此在焊角焊縫時出現(xiàn)在大量的熱裂紋。在這種情況下，就要從工藝上設法減少熔合化，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，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 鋼時的一個主要問題。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，焊接時能否形成對氫致裂紋敏感的淬硬組織是評定材料焊接性的一重要指標。16MnR 鋼在連續(xù)冷卻時，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要小，顯然16MnR 的淬硬傾向比低碳鋼的大。焊條電弧焊 16MnR 鋼時，過熱區(qū)會出現(xiàn)少量鐵素體，貝氏體和大量馬氏體。 沈陽大學畢業(yè)設計（論文） No. 10③再熱裂紋16MnR 鋼在焊后消除應力處理時不會產(chǎn)生再熱裂紋。從鋼的化學成分考慮，在 CMn 的熱軋鋼中由于不含碳化物形成元素，對再熱裂紋不敏感，因此 16MnR 鋼在焊后消除應力處理時不會產(chǎn)生再熱裂紋。④脆化16MnR 鋼不存在產(chǎn)生難溶質(zhì)點的脆化原因，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化來保證其具有良好的力學性能，因為在熱軋狀態(tài)下使用，所以脆化問題不是很嚴重，16MnR 焊后經(jīng) 600℃、保溫 1小時的高溫回火處理后，韌性有了很大恢復，因此消除應力回火處理可防止脆化 [2]。 沈陽大學畢業(yè)設計（論文） No. 112 焊接工藝設計 焊前準備 鋼板檢驗材料到貨后，首先根據(jù)材料采購說明書的要求進行規(guī)格、數(shù)量和包裝狀況的檢查，然后按不同爐批號，不同規(guī)格的板材、管材、鍛件各抽查 1 件，進行必要的化學成分復檢，還要進行力學性能復檢，包括拉伸試驗，彎曲試驗，脆性試驗，斷裂試驗等。 矯平鋼材在軋制、運輸、裝卸和堆放過程中，由于自重、支撐不當或裝卸條件不良及其他原因，會產(chǎn)生彎曲、扭曲、翹曲、波浪變形及表面不平等變形。 沈陽大學畢業(yè)設計（論文） No. 12當這些變形超過一定程度時，會給尺寸的度量、劃線、剪切及其他加工帶來困難，而且會影響到成形零件的尺寸和形狀的精度，進而會影響到裝配焊接和整個產(chǎn)品的質(zhì)量，因此，需要在彎曲成形前對鋼板矯平。鋼板的矯平，一般情況下都是采用多輥板材矯平機進行機械矯平的，但特殊情況，如對于厚板，小塊板料的矯平，也可采用三輥卷板機和各種壓力機來代替多輥板材矯平機矯平，少數(shù)情況也有時采用人工矯平。多輥矯平機截面圖如圖 3 所示： 板 材 LL托 輥校 輥圖 3 多輥矯平機截面圖本設計選用國產(chǎn)4200mm 9輥式中厚板矯直機，其技術(shù)參數(shù)見表3。表 3 4200mm 9 輥式中厚板矯直機技術(shù)參數(shù)設備參數(shù)厚度（mm）寬度（mm）長度（mm）溫度(℃)屈服極限（ σt）矯直速度(m/s)輥數(shù)輥距（mm）輥徑輥長（有效長）（mm）上橫梁開口度（mm）支承輥列數(shù)輥數(shù)(個)傳動比（ i） 主電動機（ kw）8～401500～4004000～180600～80018～147～0.89360 Ф3204200240 14 22 125 沈陽大學畢業(yè)設計（論文） No. 130 00 鋼材的表面預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，應該在進行材料劃線、下料之前進行表面預處理。 鋼材表面的預處理對于提高產(chǎn)品質(zhì)量、延長產(chǎn)品的壽命、減少環(huán)境污染具有重要的意義。本設計選用機械法中的噴丸處理。選用的噴丸設備是GYXNM型鋼材預處理裝置，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、號料劃線和號料就是根據(jù)施工圖樣及工藝上的要求，正確地確定一個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料，同時標注上必要的加工符號及其他必要內(nèi)容，用以指導以后各道工序的加工。它