【正文】 圖 7 檢查線位置示意圖 利用小車式直線氣割機(jī)（半自動切割機(jī)）按照鋼板毛坯上的下料線進(jìn)行切割，若條件允許，且所切球殼板尺寸對稱，可采用兩臺半自動 切割機(jī)分別沿球殼板兩側(cè)同時切割。 一次號料時，將所制作的劃線樣板放在用于制作球殼板的坯料上，在樣板輪廓線的基礎(chǔ)上，再向外四周分別擴(kuò)展 150mm,打上下料線。內(nèi)卡樣板示意圖見圖 6。 把手鉚釘 圖 5 赤道帶 劃線樣板示意圖 圖 6 內(nèi)卡樣板示意圖 此外，每類球殼板還應(yīng)各做一套內(nèi)卡樣板，用于檢查球殼板的曲率精度。圖 為赤道帶劃線樣板示意圖。所以要求劃線樣板的幾何尺寸和曲率精度一定要符合設(shè)計(jì)圖紙的要求。要求制作過程中的所有工序都必須作好施工記錄，包括施工作業(yè)時間、作業(yè)人員、施工過程中的自檢、互檢、專檢的確認(rèn)以及施工過程中停止點(diǎn)的見證檢驗(yàn)等。 表 7 GYX3M 型鋼材預(yù)處理裝置技術(shù)數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 鋼板 預(yù)處理規(guī)格 /mm 寬 1000～ 3000，厚 6～ 600，長 2400～ 12020 軌道最大載荷 2t/m 焊件輸送速度 v/ v=～ 4，無級調(diào)速 年處理量 /t 20200～ 40000 除銹等級 SISO5 5900Sa2 1/2（ A,B） 涂 膜等級 /μm 15～ 25 球殼板的成形工藝 球殼板的排板 為了便于球殼板制造過程中的檢驗(yàn)和以后組裝的方便，須根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙繪制球殼板的排板圖，并計(jì)算出各類球殼板的立體幾何尺寸（見圖 4） ，每塊球殼板的材質(zhì)、爐批號、鋼板編號及帶號都應(yīng)分別記錄在各自的工藝卡上。 其技術(shù)特性參數(shù)見表 6。鋼材經(jīng)此清理，并經(jīng)噴涂保護(hù)底漆，烘干處理等工序后，既可保護(hù)鋼材在生產(chǎn)或使用過程中不再生銹，又不影響機(jī)械加工和焊接質(zhì)量。 360340320 圖 3 42009 輥式中厚板矯平機(jī) 原理圖 2) 鋼板表面除銹 鋼板的表面除銹采用噴丸的方法。其矯平 原理如圖 3 所示 ，使板料通過矯平機(jī)上的上下兩列輥?zhàn)又g，在輥?zhàn)訅毫Φ淖饔孟?，受到多次反?fù)彎曲，整個鋼板得到均勻地伸長，使多重原始曲率逐步趨向一致變?yōu)閱我?，并不斷減小，最終得到矯平。所以，劃線、下料前必須進(jìn)行鋼板的矯平。 1) 鋼板矯平 鋼板在軋制、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，可能會產(chǎn)生彎曲、扭曲、波浪及表面不平等變形。 當(dāng)材料經(jīng)檢驗(yàn)合格后，存入倉庫，并做好標(biāo)記，妥善保管。 材料的復(fù)驗(yàn)、入庫 無論是球殼用鋼板，外購件以及焊材等必須按圖紙及相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行原材料的復(fù)驗(yàn)或外購件的進(jìn)廠檢驗(yàn)，確保原材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)符合要求后方可使用。 表 6 球殼板的規(guī)格 名稱 材質(zhì) 厚度 /mm 長度 /m 寬度 /m 數(shù)量 供貨狀態(tài) 極帶中間板 15CrMoV 48 2 正火 極帶側(cè)板 15CrMoV 48 4 正火 極帶圍板 15CrMoV 48 8 正火 赤道帶板 15CrMoV 48 12 正火 對于球罐的一些標(biāo)準(zhǔn)附件，如開口銷、墊圈等，在選購時，要求購買的數(shù)量要多于圖紙上的規(guī)定數(shù)量，以便互換使用和方便維修。對于球罐附件的備料，要求各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，參照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) ，相關(guān)圖紙?zhí)栆约皵?shù)量等必須明確、清晰。 備 料材料復(fù)驗(yàn)、入庫鋼材預(yù)處理球殼板的成形球罐的組裝球罐的焊接無損檢測熱處理水壓試驗(yàn)去銹、涂裝氣壓試驗(yàn)驗(yàn)收、交貨一次號料一次下料二次號料二次下料檢 查球殼板的壓制極板的開孔組裝各種管口的組裝赤道帶與支柱上部組裝其它附件組裝整球組裝 修 形 圖 2 球罐生產(chǎn)工藝流程 常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 12 第 12 頁 共 54 頁 勤奮、和諧、求實(shí)、進(jìn)取 球殼板的備料工藝 備料 根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，對每塊球殼板用計(jì)算機(jī)放大樣，根據(jù)放樣后的實(shí)樣，提出球殼板的備料計(jì)劃，要求備料球殼板的同時，要考慮到球罐焊接產(chǎn)品的試板用量，需復(fù)驗(yàn)的材質(zhì)要求和安裝用胎具用量以及球殼板所需的工藝余量和加工余量等，并且應(yīng)盡量節(jié)省材料。 在球罐的整個制造過程中，球殼板的成形，球罐的組裝以及球罐的焊接三大環(huán)節(jié)屬于生產(chǎn)中的重點(diǎn)與難點(diǎn)。 焊接材料如下：球殼板主體焊接采用 E5015 焊條，球罐附件焊接采用 E4303焊條，關(guān)于焊條的具體要求見表 4。 400m3球罐的球殼板厚為 48mm，所以在焊接前，為避免出現(xiàn)裂紋，應(yīng)對其進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為 120～ 140℃ 。 當(dāng) CE=%～ %，鋼的淬硬傾向逐漸增加 [8]，所以 16MnR 屬于有淬硬傾向的鋼。 表 3 15CrMoV 的化學(xué)成分 ∕ % 鋼號 C Cr Mo V Mn P S 15CrMoV 表 4 15CrMoV 的力學(xué)性能 常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 10 第 10 頁 共 54 頁 勤奮、和諧、求實(shí)、進(jìn)取 鋼號 板厚 ∕ mm 狀態(tài) σS∕MPa σb∕ MPa δ5∕ % 室溫沖擊功 ∕ (AKV∕ J) 15CrMoV 38～ 60 正火 ≥285 490～ 620 ≥19 ≥27（橫向） 焊接性分析 根據(jù)國際焊接學(xué)會 （ IIW） 所采用的碳當(dāng)量 （ CE） 計(jì)算公式： 5156 VMoCrCuNiMnCCE ??????? （ %） （ 11） 將 15CrMoV 所含化學(xué)成分的相應(yīng)數(shù)值代入上式，計(jì)算其碳當(dāng)量。由于這種結(jié)構(gòu)取橘瓣式和足球瓣式倆種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，所以球殼板的用量減少、焊縫的長度縮短、材料利用率較高。 考慮鋼板的規(guī)格，增強(qiáng)球殼板的互換性，盡量提高板材的利用率。球殼設(shè)計(jì)要按照以下的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則進(jìn)行 必須滿足所處物料在容量、壓力、溫度方面要求，且安全可靠。 常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 8 第 8 頁 共 54 頁 勤奮、和諧、求實(shí)、進(jìn)取 第二章 400m315CrMov 球罐結(jié)構(gòu)參數(shù) 球罐的主要技術(shù)參 數(shù) 表 1 400m3 球罐的主要技術(shù)參數(shù) 容積 400m3 工作溫度 19～ +50℃ 介質(zhì) 天然氣 容器類別 Ⅲ 設(shè)計(jì)壓力 最高工作壓力 試驗(yàn)壓力 設(shè)計(jì)溫度 50℃ 焊縫系數(shù) 腐蝕裕量 1mm 球罐的結(jié)構(gòu)形式 球殼是球罐的主體，它是儲存物料和承受物料工作壓力和液柱壓力的構(gòu)件。本次400 球罐制造工藝設(shè)計(jì)依據(jù)工廠設(shè)計(jì)圖紙和國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行編制 設(shè)計(jì)目的是全面了解 400m3 球罐的制造工藝使所學(xué)到的焊接專業(yè)理論知識能夠應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中，并最終完成設(shè)計(jì)畢業(yè)工作。 圓球形按支撐方式分有支柱式、裙座式兩大類。 按結(jié)構(gòu)形式分類 ： 按形狀分有圓球形、橢圓形、水滴形或上述幾種的混合。由于對保冷要求較高，常采用雙層球殼。常溫球罐的設(shè)計(jì)溫度大于20℃ 低溫球罐 這類球罐的設(shè)計(jì)溫度低于或等于 20℃ ，一般不低于 100℃ 。 常溫球罐 如液化石油氣、氮、煤氣、氧等球罐。更大容積時 ,應(yīng)采用復(fù)式橢球型球罐。球罐的支撐結(jié)構(gòu)最常見的為赤道正切式，其次為對稱式、裙座式、半埋地式和盆式。采用最廣泛的為單層圓球型球罐（見彩圖）。絕大多數(shù)為單層球殼。 多品種 有針對低溫深冷操作的雙層殼結(jié)構(gòu)球罐、鋁制球罐。 球罐的發(fā)展趨勢： 大型化 單臺球罐容積不斷增大，可節(jié)省投資減少占地面積、降低運(yùn)行成本。 球罐殼板承載能力比圓筒形容器大一倍，即在相同直徑、壓力下，采用同樣鋼板時，球罐的板厚只需圓筒形容器的一半。 球罐同其他形式儲罐相比具有很大的優(yōu)越性主要用于存儲易燃?xì)怏w（乙烯、戊烷、 LPG、 LPN 等）和帶壓氣體（丙烷、丁烷、天然氣、丁烯等）主要用于貯存和運(yùn)輸液態(tài)或氣態(tài)物料，在石油煉制工業(yè)和石油化工工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。球罐與圓筒容器（即一般貯罐）相比，在相同直徑和壓力下，殼壁厚度僅為圓筒容器 的一半，鋼材用量省，且占地較小，基礎(chǔ)工程簡單。 welding procedure ........... 3 第一章 引言 .................................................................................................................... 6 球罐的簡介 .......................................................................................................... 6 球罐的分類 .......................................................................................................... 6 第二章 400m315CrMov 球罐結(jié)構(gòu)參數(shù) ............................................................................... 8 球罐的主要技術(shù)參數(shù) ........................................................................................... 8 球罐的結(jié)構(gòu)形式 .................................................................................................. 8 球殼板材料 .......................................................................................................... 9 化學(xué)成分與力學(xué)性能 ................................................................................. 9 焊接性分析 ............................................................................................. 10 焊接方法與焊接材料 ............................................................................... 10 第三章 400m3 15CrMoV 球罐材料成形與裝配 .................................................................11 球罐生產(chǎn)工藝流程 .............................................................................................11 球殼板的備料工藝 ............................................................................................ 12 材料的復(fù)驗(yàn)、入庫 ................................................................................... 12 板材的預(yù)處理 .......................................................................................... 13 球殼板的成形工藝 ............................................................................................ 14 球殼板的排板 .......................................................................................... 14 樣板的制作 ............................................................................................. 15 一次號料與下料 ...................................................................................... 16 球殼板的壓形 .......................................................................................... 17 二次號料與下料 .............................