《甲烷化爐爐體封頭的制作工藝》

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1、《焊接結(jié)構(gòu)制造》課程設(shè)計(jì)題目：φ1400×5340甲烷化爐爐體制作工藝設(shè)計(jì)——甲烷化爐爐體封頭的制作工藝專業(yè)：班級(jí)：姓名：14目錄1封頭的制作工藝31.116MnR的性能概況31.2封頭的制作工藝流程圖41.3鋼板復(fù)檢41.4鋼板預(yù)處理51.5下料61.6拼板焊縫的布置71.7鋼板矯正81.8邊緣加工81.9拼板的焊接82封頭壓延模具的設(shè)計(jì)92.1凸模設(shè)計(jì)參數(shù)92.2凹模的設(shè)計(jì)102.3壓邊圈113壓延力的計(jì)算114封頭的壓延工藝過(guò)程125二次切割1314引言容器是指用于儲(chǔ)存氣體、液體和固體原料、中間產(chǎn)品或成品的

2、設(shè)備。根據(jù)《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局質(zhì)技監(jiān)局鍋發(fā)(1999)154號(hào))之規(guī)定，凡具備下列三個(gè)條件的容器統(tǒng)稱為壓力容器：壓力容器是容器的一種，是指最高工作壓力p≥0.1MPa,容積v≥25L，工作介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于或等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)液體的容器。壓力容器按設(shè)計(jì)壓力（P）分類可分為四個(gè)承受等級(jí)，即：低壓容器（代號(hào)L）：0.1MPa≤p＜1.6MPa；中壓容器（代號(hào)M）：1.6MPa≤p＜10MPa；高壓容器（代號(hào)H）：10MPa≤p＜100MPa；超高壓容器（代號(hào)U）：p

3、≥100MPa。從壓力容器安全技術(shù)角度可將容器分為：固定式容器和移動(dòng)式容器。壓力容器有多種結(jié)構(gòu)形式，最常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)為圓柱形、球形和錐形三種。壓力容器主要由封頭、筒體、接管、管板、法蘭等部分組成。141封頭的制作工藝1.1封頭的制作工藝流程圖封頭的制作工藝流程見(jiàn)圖1。圖2封頭制造工藝流程圖1.2鋼板復(fù)檢鋼板檢驗(yàn)是為了檢驗(yàn)所用的鋼材是否符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)的技術(shù)要求，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，主要檢驗(yàn)以下幾個(gè)方面：鋼號(hào)、化學(xué)成分、力學(xué)性能、表面和內(nèi)部缺陷等。1.2.1鋼號(hào)核對(duì)鋼材入廠時(shí)，檢驗(yàn)員應(yīng)該按廠內(nèi)的鋼材進(jìn)貨要求檢查所入鋼

4、材是否為本廠要求的同批號(hào)鋼材，且數(shù)量是否足夠。1.2.2化學(xué)成分檢驗(yàn)在鋼板上取樣之后，對(duì)其進(jìn)行化學(xué)成分的校對(duì)檢驗(yàn)。檢驗(yàn)的主要元素是碳，錳，硫，磷?；瘜W(xué)分析試驗(yàn)的操作應(yīng)符合GB223的規(guī)定（化學(xué)成分表見(jiàn)表1）。14表11Cr18Ni9Ti不銹鋼板化學(xué)成分﹝質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（%）CSiMnPSCrNiTi0.070.720.820.0280.00817.79.600.461.2.3力學(xué)性能檢驗(yàn)通過(guò)做靜負(fù)荷試驗(yàn)，來(lái)檢驗(yàn)鋼材的屈服強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度，伸長(zhǎng)率，斷面伸縮率，硬度，通過(guò)動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)鋼材的常溫沖擊（力學(xué)性能表見(jiàn)表2）。

5、試樣形狀、尺寸及試驗(yàn)方法參見(jiàn)GB2649—81、GB2651—81、GB2653—81的規(guī)定。表21Cr18Ni9Ti不銹鋼板的力學(xué)性能бb∕MPaбs∕MPaδ5﹝%﹞ψ﹝%﹞54119740551.2.4缺陷檢驗(yàn)鋼材的缺陷主要有表面缺陷和內(nèi)部缺陷兩種。（1）檢驗(yàn)成品鋼材的表面缺陷是指檢驗(yàn)其是否在運(yùn)輸中受損，出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p傷劃痕、沙眼、裂紋等，一般為可見(jiàn)的缺陷。（2）檢查所入鋼材的內(nèi)部缺陷是指檢查內(nèi)部是否存在沙眼、氣孔、夾渣、裂紋、麻點(diǎn)、疏松等缺陷。一般用超聲波探傷。1.3鋼板預(yù)處理14為了避免鋼材表面的油污、銹蝕

6、和氧化皮等影響產(chǎn)品的制造質(zhì)量，應(yīng)該在進(jìn)行材料劃線、下料之前進(jìn)行表面預(yù)處理。表面預(yù)處理方法可采用噴丸和噴漆處理1.5下料（1）封頭尺寸的計(jì)算本次設(shè)計(jì)采用橢圓形封頭。GB150中規(guī)定：由封頭內(nèi)直徑Di（長(zhǎng)軸）、封頭曲面深度H和直邊高h(yuǎn)（為減小封頭和筒體的連接應(yīng)力而設(shè)）組成。GB150推薦：橢圓形封頭采用長(zhǎng)短軸比值為2的標(biāo)準(zhǔn)型。如圖2所示。封頭的公稱直徑DN（以內(nèi)徑作為公稱直徑）DN=1400mm。H=1/4DN=350mm；h=40mm。圖2橢圓封頭的結(jié)構(gòu)形式坯料直徑（包括工藝余量）：Dp=1.211（DN＋δ）

7、＋2h=1.211×（1400＋18）＋2×40=1797.2mmD0取1798mm。（2）直徑1400毛坯采用拼焊的方式獲得，確定各個(gè)環(huán)節(jié)尺寸后，采用數(shù)控切割的方式進(jìn)行下料加工，編制加工程序，不需要?jiǎng)澗€，直接在鋼板上進(jìn)行切割，見(jiàn)圖2。鋼板規(guī)格為18×1400×9000。由于有2個(gè)封頭，故下料需下雙份。14圖3在鋼板上的排版（3）制作加工樣板。在變形加工中用來(lái)檢查工件彎曲形狀和角度是否達(dá)到要求用的樣板或樣桿以及用來(lái)檢查工件質(zhì)量。1.6拼板焊縫的布置由于直徑很大，材料尺寸不夠，所以必須采用拼接鋼板，然后進(jìn)行整體沖壓

8、。壓力容器封頭拼板縫一般是在平板狀態(tài)下完成的，焊接條件比較好，焊接坡口采用V形。由于厚度大于10mm，封頭拼縫宜采用焊條電弧焊+埋弧自動(dòng)焊組合。拼焊焊縫的位置應(yīng)滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，即拼縫距封頭中心不得大于1/4公稱直徑，拼接焊縫可預(yù)先經(jīng)無(wú)損檢測(cè)合格。這可避免在沖壓過(guò)程中坯料從焊縫缺陷處撕裂的可能。坯料拼縫的余高如有礙成形質(zhì)量，在成形前應(yīng)打磨與母材齊平，必要時(shí)還應(yīng)作表面檢測(cè)