【文章內(nèi)容簡介】 檢驗鍛造后尺寸是否在允許范圍，是否存在夾層 等 內(nèi)部缺陷 。 ： X5032 銑床粗銑 兩端面各 留余量 1mm。 ：在已銑好的大端面上，畫出 φ 18 通孔位置線，并用樣沖做好標記。 ：用 Z3080 搖臂鉆床鉆 φ 18 螺栓孔。 ：銑床精銑 兩端面，不再留余量 。 ： CA6140 車床精車柱面，不再留余量。 14. CA6140 普通車床修銳邊。 ：對法蘭進行表面檢驗，法蘭的表面應(yīng)光滑，不得有裂紋及其它降低法蘭 強度或連接可靠性的缺陷。 公稱 直徑 管 子 法 蘭 (毫米 ) 螺 栓 焊 縫 外徑 壁厚 外徑 螺孔 中心圓 直徑 連接凸 出部分 高 度 厚度 螺 栓 孔 直 徑 重量 數(shù)量 規(guī) 格 焊縫的 直角邊 焊縫離 法 蘭面 距 離 DN dH S D D1 f b d Kg n 直徑 長度 K H 50 57 160 125 3 18 18 4 M16 55 4 5 材料成型及控制工程（焊接） 課程設(shè)計說明書 第 18 頁 共 71 頁 接管的制造 取連接上述法蘭與對應(yīng)筒體的尺寸為 φ 50 （內(nèi)徑壁厚）的接管為研究對象，進行接管設(shè)計研究。 采用與母材相同材質(zhì)的無縫鋼管。尺 寸與法蘭公稱直徑相 匹 配， 按GB/T81622020，其具體參數(shù)如表 53 所示。 表 53 接管參數(shù) (GB/T81622020) 內(nèi)徑 /mm 50 壁厚 /mm 理論重量 /(Kg/m) 其制造工藝過程如下： ：檢查鋼管材質(zhì)、圓度、型號。 ：清除管表面雜質(zhì)。 ：在鋼管上按需 要長度劃線 ：采用 等離子弧切割切出 相應(yīng)長度鋼管。 利用等離子弧的熱能實現(xiàn)被切割材熔化的方法稱等離子弧切割， 它是 利用高速、高溫和高能的等離子體來迅速加熱熔化被切割的材料，并借助內(nèi)部或外部的高速氣流。將熔化的材料排開，直至等離子氣流束穿透工件背面而形成切口，從而達到切割的目的。 如圖 59 所示。 圖 59 等離子弧切割 ：在車床上加工切割斷面，使其達到標準要求； ：表面清洗，使其表面不得有油污等雜質(zhì)； 材料成型及控制工程（焊接） 課程設(shè)計說明書 第 19 頁 共 71 頁 ：另取相同鋼管，按 GB/T 30912020 進行拉伸、彎曲、盛水試漏試驗。 支座的制造 設(shè)備采用圓筒形裙座支承，其基本結(jié)構(gòu)如圖 510 所示， 按 GB ～《固定式壓力容器》 和 JBT47102020《鋼制塔式容器》 進行設(shè)計。 圖 510 圓筒形裙座 裙座結(jié)構(gòu)的筒體部分 、接管部分和法蘭部分的制造工藝過程不再詳述，重點對底板和地腳螺栓座的制造工藝進行設(shè)計研究 。 （ 1） 底板制造工藝過程：鋼材復(fù)檢→預(yù)處理→劃線、標記→下料〔 φ 112016mm（直徑厚度）〕→鉆孔→制螺栓孔 （ 2） 地腳螺栓座的制造工藝過程 其結(jié)構(gòu)如圖 511 所示，其主要結(jié)構(gòu)為壓板、圓筒和兩塊筋板。地腳螺栓座尺寸見表 54。 圖 511 地腳螺栓座結(jié)構(gòu)圖 材料成型及控制工程（焊接） 課程設(shè)計說明書 第 20 頁 共 71 頁 表 54 地腳螺栓座尺寸表 (JBT47102020) 螺栓規(guī)格 Lk B C A(D) L3 δ G δ c δ z L1 L5 L4 d2 d3 d4 M27 3 200 60 50 170 (200) 75 12 18 12 140 110 60 30 43 50 圓筒制造工藝過程：同筒節(jié)制造工藝過程。 壓 板 制造 工藝過程： 鋼材復(fù)檢→預(yù)處理→劃線、標記→下料→鉆孔→制螺栓孔 筋板制造 工藝過程： 鋼材復(fù)檢→預(yù)處理→劃線→下料 （ 3）局部裝焊工藝過程 按圖 511 所示，將底板、壓板、筋板裝配→點固→焊接（ CO2 氣體保護焊）→檢驗 6 各部件的裝焊工藝 裝配焊接就是將已加工好的零件按圖樣規(guī)定的相互位置加以固定組裝成零部件或結(jié)構(gòu)，并焊接成形的過程。采取 分部件裝配， 在裝配過程中，允許偏差值要小于 2mm。 在夾具上定 好位置的工件，必須進行夾緊，否則無法保證它的既定位置，即始終使工件的定位基準與工件的定位元件緊密接觸。為此，夾緊所需的力應(yīng)能克服操作過程在紅產(chǎn)生的各種力，如工件的重力、慣性力、因控制焊接變形而產(chǎn)生的拘束力等。夾緊力應(yīng)該指向定位基準，而且其指向應(yīng)有利于減少夾緊力，通過傳動機構(gòu)而使夾緊元件與工件受壓面直接接觸而完成夾緊。 在焊接過程中，由于焊接是局部加熱和局部冷卻成型過程，局部區(qū)域各部分金屬處于從液態(tài)到塑性狀態(tài)在到彈性狀態(tài)的不同狀態(tài)，并隨熱源的變化而變化。其在焊接受熱的過程中，受熱大的部分，在隨后的冷卻過程中會 產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力，使其在焊接后產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)變，這是焊接應(yīng)力變形的根本原因。 在工藝設(shè)計中要采用適當?shù)姆椒ㄈケM量減少焊接應(yīng)力和變形。減少變形措施有： (1)設(shè)計時，避免焊縫的十字交叉，避免其應(yīng)力集中，保持較好的焊接操作可適性。 (2)焊接前采取預(yù)熱，減緩其冷卻速度過大而產(chǎn)生較大的應(yīng)力。焊接采取了合理的焊接順序和方向，調(diào)整了其應(yīng)力分布。裝焊過程中采取了降低焊縫拘束度的工藝措施，補償焊縫的縮量。（ 3）焊后采取錘擊法，能在金屬表面層內(nèi)產(chǎn)生局部雙材料成型及控制工程（焊接） 課程設(shè)計說明書 第 21 頁 共 71 頁 向塑性延展，補償焊縫區(qū)的不協(xié)調(diào)應(yīng)變達到釋放焊接殘余應(yīng)力的目的。 筒體、封頭與法蘭的裝焊 筒體與封頭的連接采用加有密封圈的法蘭進行連接。筒體、封頭分別與法蘭連接，焊縫為環(huán)焊縫 ,焊后進行法蘭間的裝配。 封頭與法蘭的裝配、焊接都在小型變位器上進行，禁止將法蘭密封面與裝配平臺接觸，以避免擦傷密封面。其焊接接頭均屬于角接頭，坡口形式及尺寸 見圖 31，裝焊示意圖 如圖 61所示： 圖 61 法蘭與封頭、法蘭與筒體的裝焊示意圖 焊接方法采用 CO2 氣體保護 焊，其焊接工藝參數(shù)見表 32。 焊縫附近的 油污等 雜質(zhì)要清理干凈。 需要 在 夾具 上采用剛性固定，限制角變形。焊后對焊縫進行磁粉探傷 。 筒體與接管的裝焊 （ 1）劃線 如圖 62 所示。 圖 62 筒體與接管裝焊法蘭劃線示意圖 （ 2）裝配 按定位線找正位置進行裝配。接管與筒體的垂直度，可用直角尺測量校正。 （ 3）焊接 先實施定位焊，應(yīng)使焊接點對稱分布，使工件準確定位。然后采用 CO2氣體保護焊進行焊接，坡口形式及尺寸見圖 31，焊接工藝參數(shù)見表 61，裝焊示材料成型及控制工程（焊接） 課程設(shè)計說明書 第 22 頁 共 71 頁 意圖如圖 63 所示。 表 61 CO2氣體保護焊 焊 接工藝參數(shù) 坡口 形式 氣體流量 L/min 焊絲直徑/mm 焊接電流 /A 焊接電壓 /V 焊 絲 焊接速度 m/min 電流極性 單邊V型 8 ～ 25 80 ～ 120 10 ～ 15 H08Mn2MoA 直流反接 圖 63 裝焊示意圖 （ 4）檢驗 檢查工件的位置、尺寸精度是否符合技術(shù)要求。對焊縫進行磁粉探傷。 封頭與接管的裝焊 封頭與接管的焊接接頭是角接接頭， 采用 CO2 氣體保護焊進行焊接，其焊接工藝參數(shù)見表 61， 其坡口形狀及尺寸見圖 31，裝焊示意圖如圖 64。 圖 64 封頭與接管裝焊示意圖 其裝配同接管與筒體的裝配工藝。 材料成型及控制工程（焊接） 課程設(shè)計說明書 第 23 頁 共 71 頁 接管與法蘭的裝焊 裝配在焊接變位器上進行， 它可以將焊件各種位置的焊縫調(diào)整到易焊位置施焊。 接管與管法蘭的連接采用對口焊形式，如圖 64所示。 圖 64 接管與法蘭裝焊示意圖 采用 CO2 氣體保護焊進行焊接，焊接工藝參數(shù)見表 61，坡口形狀及尺寸見圖31。 焊縫附近的 油污等 雜質(zhì)要清理干凈，焊接過程穩(wěn)定。 支座與筒體的裝焊 其裝焊工藝 過程類似筒體與封頭的裝焊工藝過程， 坡口形式及尺寸 見圖 31，采用 CO2 氣體保護焊，焊接工藝參數(shù)見表 32。 7 產(chǎn)品 質(zhì)量檢驗 本設(shè)備 按 NB/T 470032020《鋼制焊接常壓容器》 和 HG 206521998《塔器設(shè)計技術(shù)規(guī)定》進行制造、試驗及驗收。 焊縫進行 X射線局部 無損探傷， 探傷長度分別 不 少 于縱環(huán)焊縫長度的 10%，質(zhì)量評定按 JB/T 《 承壓設(shè)備射線檢測 》達到Ⅱ級為合格。 角焊縫按 JB/T 進行磁粉探傷。塔節(jié)兩端法蘭密封面與筒體軸線應(yīng)垂直，偏差不大于 1mm。塔體總裝后彎曲度小于 2/1000 塔高，且總彎曲度小于 8mm。 設(shè)備制造完成后進行 盛水試漏 。 表面檢驗 表面檢驗主 要是坡口、焊縫余高、焊縫表面質(zhì)量檢驗等。 （ 1）焊接坡口：不得有裂紋、分層、夾渣等。 （ 2）焊縫余高：余高 0～ 。 （ 3）焊縫表面質(zhì)量：不得有裂紋、飛濺物等。 無損檢驗 X 射線探傷 材料成型及控制工程（焊接） 課程設(shè)計說明書 第 24 頁 共 71 頁 X射線探傷是利用 X射線可穿透物質(zhì)和在物質(zhì)中有衰減的特性來發(fā)現(xiàn)缺陷。它適用于檢查焊件內(nèi)部的缺陷。對氣孔、夾渣等體積性缺陷，具有較高的檢測靈敏度。 其一般程序如下： （ 1）焊縫表面質(zhì)量檢查 （ 2）核對實物與委托單項目 （ 3）機器預(yù)熱畫草圖 （ 4）貼片、貼標、屏蔽散射線 （ 5）對位選焦距并開機透照 （ 6）膠片處理 （ 7）底片評定并簽發(fā)檢驗報告 （ 8）底片及資料存檔。 磁粉探傷 磁粉探傷是利用外加磁場對工件進行磁化，被磁化后的工件上若不存在缺陷，則它各部位的磁特性基本一致，而存在裂紋、氣孔或非金屬物夾渣等缺陷時，由于它們會在工件上造成氣隙或不導(dǎo)磁的間隙，使缺陷部位的磁阻大大增加，工件內(nèi)磁力線的正常傳播遭到阻隔，根據(jù)磁連續(xù)性原理，這時磁化場的磁力線就被迫改變路徑而逸出工件，并在工件表面形成漏磁場，從而指出缺陷。 其一般程序如下： （ 1） 預(yù)處理 :清除工件表面的油污等雜質(zhì)。 （ 2）磁化 :選用適當?shù)拇?化方法和磁化電流，接通電源，對焊件進行磁化。 （ 3）采用濕法來施加磁粉，靈敏度較高。 （ 4）觀察記錄： 在暗室等暗處用紫外燈進行觀察。 盛水試漏檢驗 盛水試驗時應(yīng)先將設(shè)備焊接 接頭 外表清除干凈，使之干燥，盛水試驗持續(xù)時間不少于 1h，試驗中焊接 接頭 應(yīng)無滲漏，否則補焊后重新試驗，直至合格。 8 總結(jié) （ 1） 通過此次課程設(shè)計，加深了對壓力容器外殼制造工藝的理解，為進一步參與焊接工藝方案制定 大有幫助 。 （ 2）加強了對書本知識的理解，進一步提高了查閱 資料，解決問題的能力。 材料成型及控制工程（焊接） 課程設(shè)計說明書 第 25 頁 共 71 頁 （ 3） 通過此次設(shè)計，提高了聯(lián)系實際 ， 分析問題并解決問題的能力， 為以后工作打下良好的基礎(chǔ)。 材料成型及控制工程（焊接） 課程設(shè)計說明書 第 26 頁 共 71 頁 參 考 文 獻 ［ 1］趙熹華 .焊接檢驗 .北京：機械工業(yè)出版社， 2020 ［ 2］田錫唐 . 焊接結(jié)構(gòu) .北京： 機 械工業(yè)出版社 ,1982 ［ 3］陳裕川 .焊接工藝評定手冊 . 北京： 機械工業(yè)出版社 ， 2020 ［ 4］中國焊接協(xié)會編 .焊接標準匯編 .北京 : 中國標準出版社 ,1997 ［ 5］天津大學(xué) ,中國石油化工總公司第四建設(shè)公司 .工程焊接冶金學(xué) .北京： 機械工業(yè)出版社 ， 1993 ［ 6］王非 .化工壓力容器設(shè)計 方法、問題和要點 .北京：化學(xué)工業(yè)出版社 2020 ［ 7］王永達 ,謝仕柜 .低合金鋼焊接基本數(shù)據(jù)手冊 .北京：冶金工業(yè)出版社， 1998 ［ 8］張京山 ,張灝 .金屬及合金材料手冊 .北京：金盾出版社， 2020 ［ 9］周振豐 . 焊 接冶金學(xué)（金屬焊接性） .北京： 機械工業(yè)出版社 ,1997 ［ 10］ 白培康 ,李志勇 ,丁京濱 ,劉斌 . 材料連接技術(shù) .北京： 國防工業(yè)出版， 2020 ［ 11］李亞江 ,王娟 .焊接原理及應(yīng)用 .北京：化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020 ［ 12］周浩森 . 焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)及設(shè)備 .北京： 機械工業(yè)出版社 ， 1998 ［ 13］宗培言 .焊接結(jié)構(gòu)制造技術(shù)與裝備 .北京：機械工業(yè)出版社 ,2020 ［ 14］ 董大勤 ,袁鳳隱 .壓力容器與