【正文】 錐體的內(nèi)壁厚度為85mm。焊縫組對(duì)時(shí)，應(yīng)檢查錯(cuò)邊量不大于2mm。圓弧處用樣板嚴(yán)格檢查壓頭質(zhì)量。圖37 燃燒室筒體排板圖（3）油壓根據(jù)卷板機(jī)規(guī)格書中提供的技術(shù)要求，該厚度直邊段長(zhǎng)度約為2倍的壁厚，將不可避免地造成不必要的原材料浪費(fèi)，所以在筒節(jié)卷圓前，先進(jìn)行中溫壓頭，鋼板兩端需要預(yù)彎較長(zhǎng)一段時(shí)間，使鋼板預(yù)彎后總長(zhǎng)小于10m。 (mm) 采用三輥卷板機(jī)中溫卷制GrMo鋼時(shí)，其工藝減薄量為：%S=%75=,所以取其坯料厚度為79mm?！缚p收縮量，與材料、焊接長(zhǎng)度等有關(guān)，；——卷制伸長(zhǎng)量，鋼板溫卷伸長(zhǎng)量為14mm；——焊縫坡口間隙，主要由坡口形式、焊接工藝、焊接方法等因素來確定。筒體內(nèi)徑大于1800mm時(shí)，縱向拼接焊縫不多于3條。其主要制造工序分析說明：（1）下料燃燒室筒體展開尺寸計(jì)算：圖36 燃燒室筒體展開示意圖ππ=π(mm) (mm)(mm) 此時(shí)需要注意的是根據(jù)現(xiàn)有鋼板的寬度（B），來求需要的筒節(jié)數(shù)量。表36 激冷室筒體制造工序序號(hào)工序名稱工序說明1準(zhǔn)備原材料復(fù)驗(yàn)、超聲波探傷、標(biāo)志移植、氣割下料、預(yù)彎、氣割筒節(jié)直邊段2加工坡口、檢測(cè)切割縱向焊接坡口，打磨，坡口表面100%MT無損檢測(cè)3滾圓采用三輥卷板機(jī)冷卷筒節(jié)，卷前預(yù)熱4縱向接頭基層焊接采用SMAW+SAW焊接，焊前預(yù)熱，焊后消氫+熱處理5檢測(cè)縱向接頭基層焊接：100%MT檢測(cè)，符合JB473094中的Ⅱ級(jí)要求；內(nèi)外表面 100%MT檢測(cè)，符合JB473094中的Ⅰ級(jí)要求6縱向接頭過渡層堆焊、檢測(cè)縱向接頭過渡層采用MOW方式堆焊309L；表面進(jìn)行100%PT檢測(cè)，符合JB473094中的Ⅰ級(jí)要求7縱向接頭耐蝕層堆焊、檢測(cè)采用MOW堆焊316L，將表面沿圓弧打磨光滑；表面進(jìn)行100%PT檢測(cè)，符合JB473094中的Ⅰ級(jí)要求8校圓筒節(jié)同一端面上的最大直徑和最小直徑差值e≦5mm9縱向接頭無損檢測(cè)20% UT檢測(cè)，符合JB473094中的Ⅰ級(jí)要求；外表面100%PT檢測(cè)，符合JB473094中的Ⅰ級(jí)要求；內(nèi)表面100%PT檢測(cè)，符合JB473094中的Ⅰ級(jí)要求10加工環(huán)向坡口、檢測(cè)采用刨邊機(jī)加工環(huán)向接頭坡口；表面100%MT檢測(cè)11筒節(jié)組對(duì)環(huán)向接頭與縱向接頭焊接方式與檢測(cè)方法相同，組對(duì)時(shí)采用筒節(jié)組對(duì)工裝保證筒節(jié)的直線度與同軸度12熱處理消除應(yīng)力熱處理620177。 d)帶不銹鋼襯里碳鋼接管的端面應(yīng)有（41）mm的堆焊層，不銹鋼接管也應(yīng)伸入容器內(nèi)壁（41）mm。由于復(fù)合鋼板兩種金屬的熱膨脹系數(shù)不一樣，熱處理過程中殘余應(yīng)力有可能增大，所以，一般不進(jìn)行消除應(yīng)力處理。b)盡可能減少熱加工及熱處理的工序及加熱時(shí)間，以免降低復(fù)合處的連接強(qiáng)度，防止復(fù)層與基層分離以及防止降低復(fù)層的抗腐蝕性能。對(duì)接焊縫裝配時(shí)的錯(cuò)邊量，比單層鋼板的要求更嚴(yán)，許多產(chǎn)品要求其錯(cuò)邊量小于或等于1mm，主要是為了防止復(fù)層材料的連貫性。此時(shí)注意不得損壞復(fù)層材料。同時(shí)，還應(yīng)嚴(yán)格控制錯(cuò)邊量，一般錯(cuò)邊量不能大于金屬厚度的一半，否則就會(huì)出現(xiàn)復(fù)層金屬與基層金屬短接的現(xiàn)象，起不到耐腐蝕的效果。圖35 激冷室筒體排板圖（3）卷圓下料完成后即可以用三輥卷板機(jī)進(jìn)行冷卷卷圓，復(fù)合板彎曲，卷圓或深拉加工，復(fù)合鋼板為正火+回火狀態(tài)供貨，不允許熱成型，又由于奧氏體的敏化溫度范圍450℃~850℃，為防止厚板卷制脆性，采用預(yù)熱至150℃~200℃后冷卷成型。不銹鋼復(fù)合板可以用機(jī)械切割、氣割、等離子弧切割等方法，無論采用哪種方法，首先必須保護(hù)復(fù)層材料在該工序中不至于破壞。 考慮預(yù)彎時(shí)的壓頭量（300mm），所以取長(zhǎng)度方向的切割尺寸10273+300=10573mm，圓整為10580mm。取為2mm?！碇粕扉L(zhǎng)量，鋼板冷卷伸長(zhǎng)量較小，通常忽略，約為7~8mm，取8mm。——展開尺寸，mm；——切割下料線尺寸，mm；——切割余量，與切割方法有關(guān)，一般為2~3mm，取3mm；表33 邊緣加工余量不加工機(jī)加工要去除熱影響區(qū)0厚度≦25厚度252535——邊緣加工余量，與加工方法有關(guān)，厚度大于25mm時(shí)，取為5mm。（2）下料 激冷室筒體采用SA387Gr11CL2+316L軋制復(fù)合鋼板，其直徑為3188mm，筒體壁厚為（75+6）mm，激冷室筒體的展開尺寸計(jì)算：圖34 激冷室筒體展開示意圖已知激冷室筒體的總高度為8795mm。ASME中對(duì)復(fù)合鋼板容器規(guī)定，當(dāng)只按基層厚度進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，最高設(shè)計(jì)溫度上限按基層材料。~14mm。5熱沖壓6檢測(cè)、加工測(cè)定成形后球殼各部位實(shí)測(cè)厚度→焊縫及熱影響區(qū)內(nèi)外表面MT正火+回火（帶焊接試板），試板機(jī)械性能試驗(yàn)、精加工環(huán)向端面7車在立車上加工中心孔與法蘭鍛件的焊接坡口，檢驗(yàn)坡口合格8組對(duì)、焊接與法蘭鍛件組對(duì)→焊條點(diǎn)焊固定（預(yù)熱）→預(yù)熱（≥200℃）焊接，焊接9加工加工環(huán)向焊接坡口。表32 上球形封頭制造工序序號(hào)工序名稱工序說明1準(zhǔn)備 原材料檢驗(yàn)、打砂凈化、超聲波探傷、標(biāo)志移植、氣割下料、刨削拼板接縫直邊2車預(yù)組合并在大型立車上夾緊，車削外圓邊緣坡度；3刨刨床上精加工拼接焊縫坡口；坡口表面100%MT，JB/Ⅰ級(jí)合格；4組對(duì)拼接組對(duì)時(shí)在特制的裝有預(yù)熱裝置的場(chǎng)地上進(jìn)行。檢查內(nèi)容是： 測(cè)厚mm； 拼接焊縫：100%RT，JB/47302005 Ⅱ級(jí)；100%UT,JB/T47302005 Ⅰ級(jí)；封頭外表面及焊縫100%MT,JB/T47302005 Ⅰ級(jí)； 母材試板檢查（化學(xué)成分和力學(xué)性能檢驗(yàn)）； 焊接試板檢查（保留一半，待整體熱處理后再檢查），按JB47442000進(jìn)行常溫拉伸試驗(yàn)、高溫拉伸試驗(yàn)、冷彎試驗(yàn)、熱影響區(qū)的硬度值HB≧240。（4）板坯加熱和熱處理：圖33 熱處理示意圖 該材料的最佳熱沖壓溫度為920～950℃,溫度低于920℃要停止沖壓，否則容易引起材料的脆化。即焊縫距封頭中心不得大于1/4公稱直徑，公稱直徑可預(yù)先經(jīng)100%無損檢測(cè)合格。封頭內(nèi)表面焊縫修磨與母材平齊，外表面修磨圓滑，必要時(shí)還應(yīng)做表面檢測(cè)。坡口加工使用龍門刨，按焊接工藝加工拼接焊縫坡口。 注意，氣割下料預(yù)熱≧150℃，避免出現(xiàn)淬硬組織及裂紋。劃線時(shí)考慮以后加工過程的加工余量、切割余量、邊緣加工余量、焊縫收縮量等。通常在壓制這種封頭時(shí)，也可預(yù)先把封頭坯料車成斜面，再進(jìn)行沖壓。其結(jié)構(gòu)如圖31所示。查資料得GrMo鋼材料的球形封頭成型溫度在950～1100℃之間，脫胎溫度在750～800℃之間，其工藝減薄量一般在12%~14%之間，而直邊和靠近曲率較小的部件，由于切向應(yīng)力和變形占優(yōu)勢(shì)，所以壁厚增加，而且越接近邊緣，增加壁厚越大。所以，該球形封頭采用整體熱沖壓。（具體見表31）表31 封頭冷、熱沖壓與相對(duì)厚度的關(guān)系沖壓狀態(tài)碳素鋼、低合金鋼合金鋼、不銹鋼冷沖壓100100熱沖壓100≥100≥ 上球形封頭材料為SA387Gr11CL2，為低合金鋼。（1）冷熱沖壓條件按沖壓前毛坯是否需要預(yù)先加熱分為冷沖壓和熱沖壓，其選擇的主要依據(jù)如下：a)材料的性能 對(duì)于常溫下塑性較好的材料，可采用冷沖壓；對(duì)于熱塑性較好的材料，可以采用熱沖壓。球封采用的材料為低合金耐熱鋼SA387Gr11CL2，封頭規(guī)格為SR1600mm，壁厚為60mm。3劃線及標(biāo)記鋼印標(biāo)記、板材矯平、劃線、鋼印移植4下 料對(duì)于直邊用剪切；曲線邊用氣割；對(duì)于不銹鋼和有色金屬，氣割用等離子弧；對(duì)于特厚板材，若剪切困難則用氣割。 主要部件的制造工藝流程本設(shè)計(jì)針對(duì)上球形封頭、下錐體封頭、激冷室和燃燒室筒體等主要部件的制造工藝進(jìn)行詳細(xì)的介紹?？紤]設(shè)備制造周期較長(zhǎng)，筒節(jié)完成A、B類焊縫焊接后增加中消除應(yīng)力熱處理（ISR），溫度控制在620℃～650℃。（2）必須做A類焊縫產(chǎn)品試板，包括錐形封頭堆焊，GrMo鋼由堆焊筒體處各做產(chǎn)品焊接試板，且隨部件同爐熱處理，試樣按JB47442000進(jìn)行包括拉伸（常溫和高溫）、彎曲和沖擊試驗(yàn)的試樣制備和試驗(yàn)。逐張檢驗(yàn)鋼板表面質(zhì)量和材料標(biāo)志，鍛件JB47262000的Ⅲ級(jí)鍛件要求訂購(gòu)，且符合技術(shù)條件及附件二技術(shù)條件中《SA387Gr11CL2及SA 182 F11，CL2壓力容器鍛件材料說明書》的要求，鋼板和鍛件還必須按模擬焊后熱處理累積最長(zhǎng)時(shí)間做常溫和設(shè)計(jì)溫度下的力學(xué)性能復(fù)驗(yàn)。3 氣化爐的制造工藝研究 制造規(guī)范及要求 制造規(guī)范 制造規(guī)范為GB 1501998《鋼制壓力容器》；HG 205841998《鋼制化工壓力容器制造技術(shù)要求》。其結(jié)構(gòu)見圖25所示。對(duì)于大直徑且重量較重的容器，可以適當(dāng)增加耳式支座的數(shù)量。氣化爐制作采用耳式支座，所以以下針對(duì)耳式支座的兩種結(jié)構(gòu)進(jìn)行討論。 mm則接管的名義厚度：mm 支座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 立式圓筒形容器的支撐可分為耳式支座、支承式支座、支腿式支座、裙式支座等。mm 因?yàn)?mm)時(shí)，所以該人孔需要補(bǔ)強(qiáng)，可以通過增加接管壁厚來使得結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度滿足要求。——接管計(jì)算厚度，mm；——腐蝕余量，此處為0mm?！庸芡鈧?cè)有效補(bǔ)強(qiáng)高度，mm；；接管的外伸高度為600mm，mm，所以mm。所以厚度附加量：mm(mm)有效補(bǔ)強(qiáng)面積： 殼體開孔后，在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)，可作為補(bǔ)強(qiáng)的截面積（包括來自殼體、接管、焊縫金屬、補(bǔ)強(qiáng)元件）按下式計(jì)算： (210) (211) (212)式中， ——補(bǔ)強(qiáng)面積,mm；——?dú)んw有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積，mm；——接管有效厚度減去計(jì)算厚度之外的多余面積，mm；——焊縫金屬截面積，mm；B——有效補(bǔ)強(qiáng)厚度, (mm)。 ——?dú)んw開孔處的計(jì)算厚度，mm； ——接管有效厚度，(mm)； ——接管名義厚度，(mm)； C——厚度附加量，mm。兩者的比值近似為1。 b)接管上的有效補(bǔ)強(qiáng)范圍，是以端部受均勻分布載荷的圓柱殼的環(huán)向薄膜應(yīng)力的衰減范圍進(jìn)行考慮的，補(bǔ)強(qiáng)范圍?。╠為開孔直徑；為接管名義厚度）。 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍包括開孔殼體和接管兩個(gè)部分。根據(jù)局部應(yīng)力的分布衰減規(guī)律，在距開孔邊緣較遠(yuǎn)處其應(yīng)力便恢復(fù)到正常水平。表22 適合開孔的范圍項(xiàng)目在殼體上允許的最大開孔直徑d筒體內(nèi)徑D≦1500mm內(nèi)徑D1500mmd≦1/2D且d≦500mmd≦1/3D且d≦1000mm凸緣封頭或球殼錐殼（錐形封頭）d≦1/3D(D為開孔中心處的錐殼內(nèi)直徑）在橢圓形或蝶形封頭過渡部分開孔時(shí)，其孔的中心線宜垂直于封頭表面D——?dú)んw內(nèi)直徑，mm；d——開孔直徑，圓形孔取接管內(nèi)直徑加兩倍厚度附加量，mm； 激冷室筒體直徑為3200mm1500mm，開孔直徑d=，所以該人孔需要補(bǔ)強(qiáng)。所以，壓力容器設(shè)計(jì)中心開孔及其補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)就顯得非常重要。 壓力容器上的開孔接管對(duì)容器所產(chǎn)生的影響主要有以下三個(gè)方面：首先是因開孔造成了承載材料的削弱；其次是由于開孔而造成孔邊緣局部應(yīng)力集中；第三是接管和殼體的連接構(gòu)成了不連續(xù)結(jié)構(gòu)，從而在接管的一定長(zhǎng)度范圍內(nèi)和殼體的孔邊附近引起附加的邊緣力。圖22 八角墊墊圈和槽 人孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）人孔接管壁厚計(jì)算可以將人孔接管看作是單層厚壁的圓筒，單層厚壁的圓筒的算法如下，[σ]t時(shí)，按公式： (28)式中， ——計(jì)算厚度，mm；圖23 人孔接管P——計(jì)算壓力，p=；——焊接接頭系數(shù),一般情況下焊接接頭系數(shù)取=；——筒體內(nèi)徑，mm；——許用應(yīng)力（組合許用應(yīng)力），接管鍛件SA 182F11,CL2在0~455℃范圍內(nèi)的許用應(yīng)力值為120MPa。八角墊屬于徑向自緊密封，它的壓緊面是梯形槽內(nèi)外錐面（主要是外錐面）與墊圈接觸而形成密封，這種壓緊面一般與槽的中心軸線成23℃夾角。當(dāng)壓力介質(zhì)通過密封面的阻力大于密封面兩側(cè)的壓力差時(shí)，介質(zhì)就能夠被密封住。 密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 高壓容器的密封部件是高壓設(shè)備中除筒體外的另一個(gè)重要部件。圖21 球形封頭的補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu) 下錐體封頭的設(shè)計(jì)錐形封頭壁厚計(jì)算