【文章內(nèi)容簡介】 0ppm的高純凈度鋼水。良好的韌性和焊接性。領先的熱處理技術：正火、淬火、回火、調(diào)質(zhì)等熱處理加工。顯著提高鋼的塑性和沖擊韌性，改善鋼材的各向異性。15CrMoR，熱處理常采用：正火加回；探傷：II級以上。在550℃以下是，具有較高的持久強度。材料的凈化原材料在軋制以后以及運輸和庫存期間，表面常產(chǎn)生鐵銹和氧化皮，粘上油污和泥土。經(jīng)過劃線、切割成型、焊接等工序后，工件表面會粘上鐵渣，產(chǎn)生傷痕，焊縫及近縫區(qū)會產(chǎn)生氧化膜。這些污物的存在，講影響設備制造質(zhì)量，所以必須凈化。在設備制造中凈化主要有以下目的：（1）清除焊縫兩邊緣的油污和鐵銹物，以保證焊接質(zhì)量。（2）為下道工序做準備，即是下道工序的工藝要求。（3）保持設備的耐腐蝕性。常用的凈化方法有：手工凈化、機械凈化、化學凈化和火焰凈化四種。封頭原坯料采用高速噴出的壓縮空氣流帶出來的高速運動的砂粒沖擊工件表面而打落鐵銹和氧化膜的 方法。這種方法主要用于碳素鋼和低合金鋼的表面除銹。表二 化學成分（重量分數(shù)）/%牌號 化學成分(質(zhì)量分數(shù))Wt%CSiMnCrNiMoNbVPSAlt15CrMoR～～～～～≤≤矯形 設備制造所用的鋼板、型鋼、鋼管等，在運輸和存放過程中，會產(chǎn)生彎曲、波浪變形或者扭曲變形。這些變形直接影響了劃線、切割、彎卷和裝配等工序的尺寸精度，從而影響了設備的制造質(zhì)量，有可能造成誤差超差而成為廢品，所以當材料的變形超過允許范圍時必須進行矯正處理。 矯正處理的實質(zhì)是調(diào)整彎曲件“中性層”兩側(cè)的纖維長度。最后使全部纖維等長。調(diào)整過程中，可以中性層為準，使長者縮短，短者伸長，最后達到與中性層等長。如對彎曲的鋼板和型鋼施以適當?shù)姆聪驈澢怪C形。另外一種方法是以長者為主，把其余的纖維都拉長而達到矯形目的的拉伸法矯形。主要用于斷面較小的管材和線材，如有色金屬管拉直，但要注意其延伸率。 常用的矯正方法有手工矯形、機械矯形和火焰加熱矯形三種。 劃線（1）、展開計算（a）展開前的形狀及尺寸 （b）展開后的形狀及尺寸圖一 筒節(jié)展開已知：H=3854mm、Dg=3600mm、δ=95mm則有：Dm=Dg+δ=3600+90=3690mm (11) L=πDm=3690= (12) h=H=3854mm（2）、留余量（a）、筒體卷制的伸長量：與被卷材質(zhì)、板厚、卷制直徑的大小、卷制次數(shù)等條件有關，而本次采用冷卷，鋼板冷卷的伸長量較小，約為7～8mm。（b）、主要考慮內(nèi)容為機加工余量和熱切割加工余量，見下表：（3）、焊縫變形量對于尺寸要求嚴格的焊接結(jié)構件，劃線時要考慮焊縫變形量（焊縫收縮量），可以查相關的標準。對于簡單結(jié)構在自由狀態(tài)下進行電弧焊接時，也可以對焊縫收縮量等變形進行大致的估算。實際用料線尺寸=展開尺寸卷制伸長量+焊縫收縮量焊縫剖開間隙+邊緣加工余量切割下料線尺寸=實際用料線尺寸+切割余量+劃線公差（4）、劃線公差長度L和寬度h如圖二所示，對角線之差不大于1mm，兩平行線的不平行度不大于1mm，若考慮相對長度、寬度的關系則更為完善。一般情況下劃線公差也可以考慮為制造公差的一般。（5）、排料筒體排料的要求：（a）、每節(jié)筒節(jié)，其縱向焊縫數(shù)量，公稱直徑Dg不大于1800mm時，拼接焊縫不多于2條；公稱直徑Dg大于1800mm時，拼接焊縫不多于3條；（b）、每一節(jié)筒體的縱向焊縫中心線間的弧長不應小于300mm，見圖三（a）；（c）、相鄰筒體的縱向焊縫與筒體縱向焊縫應互相錯開，并且兩焊縫中心間的弧長不 得小于100mm，見圖三（b）；（d）、最短筒節(jié)長度不應小于300mm。（6）、筒節(jié)彎卷的設計和計算（a）、直邊預彎1 X$ 預彎是筒節(jié)成型的一個關鍵工序，制造完成預彎模具后將下料鋼板放在油壓機上進行預彎工序。為了保證預彎曲率的一致性，在鋼板兩端進行每隔50mm劃線工作，每次壓機的下壓點均落在線上，而且保證每次的壓力大小均等。預彎成型后預制樣板進行檢查， （b）、直邊預留留一部分直邊，此方法浪費直邊部分鋼材，而且工藝麻煩，適用于單臺裝備制造或筒節(jié)制造精度要求較高的情況。所以通常采用第一種的方案，直直邊預彎。（c）、筒節(jié)彎卷的回彈估算彎卷鋼板在輥子壓力下既有塑性彎曲，又有彈性彎曲，故鋼板卸載后，會有一定的彈性回復，即回彈。筒節(jié)在熱彎卷時，回彈量很小，不予考慮。只要掌握好筒節(jié)的下料尺寸，使彎卷鋼板兩端面剛好閉合即可，直至鋼板溫度下降到500℃以下為止。但是，在冷彎卷時，鋼材的強度越大，回彈量越大。為了盡量控制回彈量，冷彎卷時要過卷。同時，在最終成行前進行一次退火處理。冷卷回彈量的計算 筒節(jié)回彈前的內(nèi)徑Dn1可按下式估算： Dn1=（1 2Koσs/E）Dn/1+K1σSDn1/Eδ （21） 過卷量△l可按下式計算：△ l=π（DnDn1）/2 (22） 式中 Dn——筒節(jié)內(nèi)徑，3600mm σs—— 鋼材屈服極限，MPa E——鋼材彈性模量，MPa K1——鋼板界面形狀系數(shù)，矩形K1= δ——鋼板厚度，90mm Ko——鋼材相對強化模數(shù)，16MnR鋼材的Ko=查閱標準，得σs=345MPa，E=200GPa.根據(jù)設計數(shù)據(jù)，筒節(jié)回彈前的內(nèi)徑Dn1={（12345）（1+345Dn1）}247。（20000090）3600 得Dn1= mm過卷量△l=π（DnDn1）/2=()/2 = mm3）筒節(jié)彎卷成形 預彎工序結(jié)束后即采用對稱式三輥卷板機進行筒節(jié)的成型工序。為保證卷圓的質(zhì)量及橢圓度指標，按照工藝要求規(guī)定卷板機下壓成型的次數(shù)在6次以上，保證橢圓度在5mm以內(nèi)。裝焊縱縫焊接基本金屬為15CrMoR，筒體規(guī)格φ4000164mm，所要求的焊工資格代號SAW1G(K)07/09,焊接方法為埋弧自動焊，焊接姿勢為平焊，焊接材料為R307C(點焊)，焊絲H08CrMoC，焊劑SJ110.工藝要求：預熱溫度≥120℃，層間溫度控制在（120250）℃，后熱溫度及時間（300350）℃2hr，坡口加工方法為機加工坡口，清除油銹，清根方法為碳弧氣刨并打磨，焊縫外形要求為焊縫與母材圓滑過渡，e≤2，并打磨平齊。焊后采用SR熱處理,并進行100%UT、RT、MT檢測,分別按JB/Ⅰ級合格、JB/Ⅱ級合格、JB/Ⅰ級合格。 筒體內(nèi)壁堆焊工藝參數(shù)的控制影響帶極電渣堆焊質(zhì)量的工藝參數(shù)最主要的有焊接電壓、電流和焊接速度，其次還有干伸長，焊劑層厚度，焊道間搭接量、焊接位置等。 ①控制焊接電壓，當電壓太低，有帶極粘連母材的傾向。電壓太高，電弧現(xiàn)象明顯增加，熔池不穩(wěn)定，飛濺也增大，推薦的焊接電壓可在20～30V之間優(yōu)選。 ②焊接電流增加，焊道的熔深、熔寬、堆高均增加，而稀釋率略有下降，但電流過大，飛濺會增加。不同寬度的帶極應選擇不同的焊接電流，對φ75mm，電流可在1000～1300A之間優(yōu)選。 ③ 隨著焊接速度的增加，焊道的熔寬和堆高減小，熔深和稀釋率增加，焊速過高，會使電弧發(fā)生率增加，為控制一定的稀釋率，保證堆焊層性能，焊接速度一般控制在15～17cm／min。 ④ 帶極電渣堆焊時，母材傾角會影響稀釋率和焊道成形，采用水平位置或稍帶坡度（1186?！?186。）的上坡焊為宜。 ⑤帶極電渣堆焊熱輸入較高，故一般用于堆焊50～200mm的厚壁工件。 堆焊原理 石油化工行業(yè)的加氫反應器、原流合成塔、煤液化反應器及核電站的厚壁壓力容器等內(nèi)表面均需大面積堆焊耐高溫，抗氧及硫化氫等腐蝕的不銹鋼襯里。帶極電渣堆焊是利用導電熔渣的電阻熱熔化堆焊材料和母材的，除引線階段外，整個堆焊過程應設有電弧產(chǎn)生。堆焊技術可以改變零件表面的化學成分和組織結(jié)構, 強化機械零件表面或修復磨損和崩裂部分，為材料表面改性，完善其性能,延長零件的使用壽命,具有重要的經(jīng)濟價值. 常用的工藝方法有:手工電弧堆焊、振動電弧堆焊、氧乙炔焰堆焊、等離子堆焊等。幾種堆焊方法特點比較堆焊方法 稀釋率（%）熔敷速度埋弧堆焊 單絲 30～60～ 多絲 15～25～ 單帶極 10～2012 ～ 36 多帶極 8～1522 ～ 68 等離子弧堆焊 手工送絲 5～15～ 自動送絲 5～1513～27 雙熱絲 5～15～熔化極氣體自保護電弧堆焊 10～40～帶極電渣堆焊 10～1415～75 石油化工行業(yè)的加氫反應器、原流合成塔、煤液化反應器及核電站的厚壁壓力容器等內(nèi)表面均需大面積堆焊耐高溫，抗氧及硫化氫等腐蝕的不銹鋼襯里。帶極電渣堆焊是利用導電熔渣的電阻熱熔化堆焊材料和母材的，除引線階段外，整個堆焊過程應設有電弧產(chǎn)生。堆焊技術可以改變零件表面的化學成分和組織結(jié)構, 強化機械零件表面或修復磨損和崩裂部分，為材料表面改性，完善其性能,延長零件的使用壽命,具有重要的經(jīng)濟價值. 常用的工藝方法有:手工電弧堆焊、振動電弧堆焊、氧乙炔焰堆焊、等離子堆焊等。 由于帶極電渣堆焊上述優(yōu)點，在加氫反應器、煤氣工程熱壁交換爐、核電站設備中壓力容器的內(nèi)表面大面積堆焊中均得到了廣泛應用。 為了最有效地發(fā)揮堆焊層的作用，希望采用的堆焊方法有較小的母材稀釋、更低的稀釋率和良好的焊縫成形等優(yōu)點，得到迅速發(fā)展和較普遍的應用。優(yōu)缺點及應用范圍 帶極電渣堆焊與帶極埋弧堆焊相比： 1）熔敷效率高，在中等電流下，比埋弧焊高50％； 2）熔深淺而均勻，母材稀釋率低，可控制在10％以下，單層堆焊即可滿足性能要求。 3）堆焊層成形良好，不易有夾渣等缺陷，表面質(zhì)量優(yōu)良，需機械加工，省料省時4）帶極中合金元素燒損和不利元素增量極少，堆焊層的塑性和韌性高于埋弧難焊。 5）接頭熔合區(qū)性能優(yōu)于帶極埋弧堆焊。 由于帶極電渣堆焊上述優(yōu)點，在加氫反應器、煤氣工程熱壁交換爐、核電站設備中壓力容器的內(nèi)表面大面積堆焊中均得到了廣泛應用。堆焊工藝設計 表筒體內(nèi)壁堆焊工藝要求基本金屬15CrMoR焊接方法帶極埋弧堆焊+帶極電渣堆焊焊絲309L+347焊劑SJ30SJ15B預熱溫度≥5℃坡口加工及清理清理待堆焊面層間溫度（100250）℃（5100）℃后熱溫度及時間（250300）2hr（過渡層）焊后熱處理SR無損探傷檢查UT、MT 筒體內(nèi)壁堆焊圖 ；防腐層厚3mm表二 筒體內(nèi)壁堆焊焊接規(guī)范位置焊接方法焊材牌號直徑電源種類及極性焊接電流A焊接電壓V焊接速度㎜/min過渡層帶極埋弧堆焊309L+ SJ30475直流反接90011002628≥9防腐層帶極電渣堆焊347+ SJ15B75直流反接100010502628≥91）過渡層堆焊后進行100%PT檢測，按JB/Ⅰ級合格。2）表層進行100%PT檢測，按JB/Ⅰ級合格 3）焊層及熔合面進行100%UT，符合Ⅱ157200JT中的有關要求4）堆焊層進行厚度檢測，符合圖紙要求。焊后進行SR消除應力熱處理，具體方法和參數(shù)加熱設備 裝爐溫度 加熱速度熱電偶加熱＜400℃≤50℃/H加熱溫度均熱后保溫時間冷卻方式675℃（+15℃10℃） 3H≤60℃/H冷至400℃停機 加氫下封頭制造工藝實例介紹 下封頭的基本制造工藝流程大致為：選擇材料→材料檢查→材料凈化處理（包括凈化后的探傷）→材料矯形→劃線（包括展開計算及號料）→切割及邊緣加工→封頭拼接設計→成型加工(包括模具設計）→拼焊接→開孔→與接管的裝焊→內(nèi)層堆焊→成品檢驗（1）制造準備選材在高溫、高壓下，氫與鋼材中的碳原子能化合生成甲烷，使鋼材變脆,稱為氫蝕。故高壓加氫的反應器,必須采用合金鋼材。氫是易燃、易爆物質(zhì)，加氫過程必須考慮安全措施。 在石油加氫裝置中CrMo系低合金耐熱抗氫鋼得到廣泛的使用。加氫反應器在高溫高壓等惡劣條