LNG罐制作工艺分析报告.ppt

lng罐制作工艺分析报告,目 录,科 技 未 来 之 美,一、lng罐结构介绍 二、制造工艺流程 三、lng气瓶各工序介绍及自制分析 四、缓冲罐、热交换器的制作分析 五、气瓶支架制作分析 六：其它非标工装及设备： 六、总结及建议,一、lng罐总成结构介绍,（一）lng气瓶结构： 1、气瓶外壳（左右封头各1件、中间筒体、过渡缓冲罐） 2、气瓶内胆（左右封头、中间筒体、气瓶内部缓冲罐） 3、内胆外保温材料 4、内胆与外壳间连接支撑 5、气瓶接口阀门管件等组件 （二）缓冲罐： 由中间筒体和两侧封头及连接管组成。缓冲罐安装在 供气系统末端内部承装气态天然气，车辆发动机在极 端用气情况下，瞬时缓冲作用 （三）、热交换器 由中间筒体、两侧封盖，及内部盘管组成热交换器工作 原理：利用汽车热水，将液态天然气汽化成气态天然气 的零部件 （四）、气瓶安装支架：焊接结构或冲压梁弯形梁结构,lng罐总成主要由lng气瓶、气瓶安装支架、热交换器、缓冲罐四部分组成。气瓶等各罐体均为不锈钢材料,热交换 器内部 示意图,备注：lng气瓶结构图纸现在技术中心尚未搞到位， 配套厂家控制很严，只有外形图。,气瓶安 装支架,二、lng气瓶制作工艺,三、lng气瓶制作工艺介绍及自制分析,、钢板的存放要求： 1.1检查材料表面不能有裂缝、夹层、锈蚀、麻点等缺陷 1.2同型号、规格、材质、炉批号的放在一起，并作好标记，注明厂编号，检查标记是否齐全。 1.3对于内胆用奥氏体不锈钢按规定进行复验。 1.4钢板摆放整齐，清洁钢板表面，不得践踏钢板。 1.5钢板下部应垫木架，钢板表面应用塑料膜覆盖 分析；存放区域需靠近剪板机 、筒体的下料 （内外筒体下料） 2.1筒体长度应按封头实际尺寸配定（如每批封头尺寸的偏差能控制在0-1.5mm之内，筒体可根据标准尺寸按批下料）。 2.2筒体用材料复验合格后方可划线，划线时根据施工图样及工艺要求放样划线，线条要求清晰，轧制方向与筒体环向要一致，必须确保尺寸的准确性，并记录下料资料、签名和著名日期。 2.3下料划线的公差要求： 筒节的长度、宽度公差为0.5mm。 两对角线之差l(|l1-l2|)1.5mm。 2.4待检合格后用剪板机按照划线剪切，并按图样要求打磨出焊缝口坡。所有下料件上的毛刺应清除干净。 2.5要求带试板的产品，应在筒体下料同时划出试板，并做好标记。 分析：工厂如自制可利用车架部现剪板机，但影响车架部物流，物流周转不便，不锈钢板存放及剪板后转运到辊筒机处较困难，如新上剪板机，估计费用在9万元左右,3：筒体的卷制（内筒体、外筒体） 板料转移到数控卷筒机处，通过自动上料输 送到卷筒机内实现自动卷筒。卷筒后筒体可从辊 筒一侧将筒体吊装出，转运到筒体组对工位 3.1滑道及卷板机须保持清洁、干净、无油。 3.2预弯部分的弧长不小于450mm，板端的直边长度应不大于板厚。 3.3将板材卷制成型，并用样板测量，尽量减少成型次数，以免钢板延伸，周长变长。 3.4滚圆时，纵缝处端面应保持齐平，避免出现棱角。 3.5卷制时，棱角度须符合标准要求，尽量不要用硬件敲击。 自制分析：需新上数控自动卷筒机1台。滚筒机预计费用90万（从辊筒直径、辊筒控制及上料方式分析无法借用现辊筒机）,数控卷筒机,4、：筒体的焊接（内外筒体纵缝、内外筒体与封头环缝焊） 4.1内、外筒体的纵缝组对 4.1.1筒体卷圆后从辊筒机上吊下并吊装到组对工位。 4.1.2在组对工位工装上将纵缝对好，用氩弧焊机人工点焊纵缝，再吊装纵缝自动焊机处焊接。 自制分析：需新上氩弧焊机1台。预计费用0.8万/台,纵缝,环缝,4.2内外筒体纵缝自动焊接 筒体从组对工位吊装或线体输送到纵缝自动焊接工位，实施纵缝焊接 焊接要求： （1）焊接时应严格按照焊接工艺规范及焊接工艺卡操作。 （2）筒体纵缝焊缝处成型良好。焊缝及热影响区表面不得有裂纹，焊缝表面不得有咬边、气孔和未熔合等缺陷。 （3）焊缝表面及两侧的飞溅物应清理干净。 （4）如需焊接试板，应将试板组对在同一批第一台产品的纵缝延长部位，每一批产品的钢板需壹付试板，材料要求与筒体一致，并作标记确认。 （5）焊接完毕后，须将引弧板与纵缝分离，注意保持焊缝端部的平齐（带试板的产品同时将试板分离，并将试板送无损检测室进行无损检测）。 （6）将筒体打磨（必要时）、编号后放置于指定区域。,纵缝自动焊接机,自制分析： 此工位需用到内外筒体纵缝自动焊机各1台 预计总费用98万（注：内外筒不锈钢材质不一样等原因需两台不同自动焊机）,外筒纵缝自动焊接机,内筒纵缝自动焊接机,4.3纵缝探伤（内筒体及外壳筒体）,筒体纵缝焊接完成转到纵缝探伤拍片处，对焊缝100%射线探伤检验。,纵缝探伤室,拍片室，检验人员在此室内拍片,此红色门可向左拖开，待检筒体可由辊道自动输送到探伤室,自制分析： 此工位需用到纵缝探伤仪器。仪器需作实体隔离防辐射。 预计总费用90万（注：东奥龙、进口发生器）,5.筒体封头制作及焊接（内筒体及筒体封头共4件、内筒体支撑包封头1件）,封头可外协，如自制需下料后压形（两步压形），支撑包一步压形。压机可借用车架部1250吨压机，模具5套费用估计需160万元左右。,5.1内筒体前封头制作及焊接,前封头划线、按管开孔（等离子切割），开孔位置要避开焊缝距离不少于100mm，用砂轮片和磨头打磨坡口，组对过渡接管，氩弧焊点固，两面焊接并全焊透，焊丝h0cr21ni10。焊后对焊缝100%着色检验。,自制分析： 1、需用到离子割和氩弧机各1台、费用估算：2万 2、如考虑到焊工资质或水平问题可开发采购自动焊机，估计费用30万,内筒体 前封头 自动焊 接机,5.2内筒体后封头制作及焊接,支撑包纵缝焊接,组对后环缝焊接,支撑包和封头的焊接,支撑包与支撑包封头组对,支撑棒与封头、加强板的焊接,管帽与支撑棒、封头的焊接,后封头为内筒体最终合拢焊缝，后封头可手工焊接。氩弧焊点固，两面焊接并全焊透，焊丝h0cr21ni10。焊后对焊缝100%着色检验。,自制分析： 1、需用到氩弧机各1台、费用估算：0、9万 2、如考虑到焊工资质或水平问题可开发采购自动焊机，估计费用20万,内筒体后封头自动焊接机,6、内筒体环缝组对（分两个内封头与内胆组对） 在组对工装上将封头与筒体组对，注意衬环应贴合紧密。筒体直线度0.001h（h为筒节长度）；错边量、棱角度、最大最小直径差符合b（mm）0.2sn，e（mm）0.1sn+2，e（mm）0.01di的要求。 自制分析： 1、需用到氩弧机各1台、费用估算：0、9万 7、内筒体环缝焊接 （1）环缝组对后，利用自动焊机夹紧筒体，并转动检查同心度。 （2）利用自动焊机焊接环缝，筒体焊缝处成型良好。焊缝及热影响区表面不得有裂纹，焊缝表面不得有咬边、气孔和未熔合等缺陷。 （3）焊缝表面及两侧的飞溅物应清理干净。 自制分析： 1、需用到环缝自动焊机1台、费用估算：80万,环缝自动焊接机,8、环缝探伤（内筒体两环缝）,筒体纵缝焊接完成转到纵缝探伤拍片处， 对焊缝100%射线探伤检验。,自制分析： 1、需用到环缝探伤设备1套、费用估算：162万（双头，进口发生器）,环缝探伤系统,9、内筒体试压,试压设备,内筒体焊完后需进行压力试验及用氦气检漏。将不锈钢 管口焊死，留有排液管口与气压试验工装连接。用低温储 罐将液态氮用管道泵输送到汽化器中，使液态氮变成气 态，压力达到2.31mpa，保压30分钟。气压试验合格后放 掉气体 自制分析： 1、需用到试压设备1套、费用估算：20万,11、内筒体氦检漏 切割掉气压试验工装，焊接抽真空工装，连接真空阀，先用大流量泵对内筒体进行初抽真空，真空度达到100pa内后，换成70旋片式真空泵，将真空度抽到1pa左右，关闭真空阀，连接氦检漏仪，启动氦检漏仪，使氦检漏仪真空度达到要求值后，打开真空阀对内筒体进行检漏。 对内筒体所有纵环焊缝和筒体与过渡接头的焊缝，以及管子对接焊缝进行扑氦气检漏。 自制分析： 1、氦气检漏设备1套，预计费用：35万,12、内外壳体脱脂 不锈钢、复合板制气瓶及零部件，由于在制造过程中的吊运、成型、组装、焊接等破坏了钢材表面的钝化膜而降低了不锈钢 的抗腐蚀性能。因此在产品及其零部件制作完工后，应进行清洗、钝化处理，使其形成新的钝化膜，得到其耐腐蚀性能。 （1）酸洗钝化前采用丙酮或工业清洗剂清除不锈钢表面的油污等其它污染物。如发现有划痕、凹坑等缺陷应打磨至圆滑过液后，才允许酸洗、钝化处理。 （2）对于能放入酸洗槽内的小产品或零部件可采用浸泡法。 a）将部件浸入酸洗液内，浸泡10分钟左右，用不锈钢钢丝刷，不断檫刷焊缝处，清除氧化物，保持部件湿润时间20分钟左右，然后用清水将表面清洗冲刷干净。 b）将酸洗后的部件置入钝化槽内，浸泡约20分钟左右，形成钝化膜，然后取出用清水冲洗干净，不得有残留物。 （3） 尺寸较大的产品及构件，采用二氯甲烷擦洗法。 酸洗液及工业盐酸（hcl），工业硝酸（hno3）,工业硫酸（h2so4），二氯甲烷（ch2cl2）等属危险品，应妥善保管和回收。 操作工在进行操作时，应穿戴好酸洗工作服、工作帽、橡胶手套、胶靴、口罩、眼镜等保护。,自制分析： 1、需用到简易清洗设备1套，预计费用：35万，如采用自动清洗线需：192万。,13缠绕 13.1缠绕现场应清洁、干燥，操作人员应着清洁衣服。 缠绕的准备 13.2确保绝热层材料已预处理完毕。 13.2.1 将绝热层材料安装到缠绕机上，注意绝热层材料的位置。 13.2.2内胆装夹在缠绕工装上，试运转灵活。如必要应烘烤内胆筒体、封头。 13.2.3 用无水酒精将内胆表面擦拭干净。 13.2.4 按图样要求将适当量的分子筛装入分子筛室中。 12.3 缠绕的过程 13.3.1 利用硬质聚氯乙烯带将绝热层材料粘在内胆上。 开始缠绕，缠绕过程中一定要按设计的参数与程序进行，及 时调整主轴转速以调整纸的松紧程度，并做好记录，层密度 需保证在2030层/cm。 13.3.2绝热材料相接处，应适当重叠。 13.3.3应严格防止产生反向辐射屏断路（留有辐射窗口）与短路（层与层之间相连接）。 13.3.4 放入预先活化好的氧化钯（位置按图样和工艺规定，一般放置在容器上部）. 13.3.5 缠绕结束，总缠绕层数约25层，并用专用胶带粘好，玻璃纤维带扎牢，不应出现溃散现象。 自制分析： 1、可人工缠后扎牢,内筒体缠 绕材料,缠绕后内 筒体套装 在外筒体内,缠绕后内 筒体套装 在外筒体内,14内外筒体套装封头组焊 将外筒体装上下部封头,通过工装将外筒立起再将内筒吊装到外筒体内,底部靠各自定位相互定位后,将外筒体上部封头安装在上面并对好定位.点焊 组对好后转环缝焊接 缠绕结束后，内胆与外胆须尽快套装。30l以下的气瓶在大气中停留时间不得超过1小时，大于30l的气瓶在大气中停 留的时间不得超过4小时。 * 检查外胆筒体和封头内表面不得有油污、锈迹、灰尘、金属细屑、表面氧化物等，如果存在应立即清洗。 *对于有盘管的气瓶应采用干燥、清洁、无油的压缩空气或氮气将管内杂物吹净。 *套装前应用酒精清洗内胆表面。对于将采用外加热抽真空工艺的气瓶，应将内胆烘干后用酒精清洗干净。 * 内胆与外筒套装时应尽量保证绝热层与外筒之间的间隙均匀，并不准与外筒接触。 *对于有盘管的气瓶，应将盘管管路与封头上的各接头焊好并进行氦检漏合格。 *外封头组件与外筒体组对，注意封头折边应与筒体内表面贴合紧密，环缝对口错边量b0.15n且b0.5mm。 *外封头与外筒体组对时，应分配头、抽空接口等部件与封头焊好。 *组对后将气瓶在自动焊机上夹紧，并转动检查同心度。 * 按焊接工艺参数施焊，检查焊缝及余高。 * 按照气瓶表面处理工艺规程清理焊缝表面。 * 外筒体环缝应按图样要求进行无损检测。 * 如须对有缺陷的筒体焊缝进行返修，应严格按照气瓶焊缝返修工艺守则执行。注意应及时送检、及时修补。 按气瓶氦检漏工艺守则,外筒体底部封头内面有环 形定位,内胆放入时,下面可 靠此定位,外筒体上部封头内面有环 形定位, 可靠此与内胆 上封头定位,自制分析： 1、需制格装配工装,工装可立起.用到设备:行车. 工装预算费用:1.5万元,15外筒体环缝焊接及探伤 自制分析；利用内筒体环缝自动焊机和探伤设备 16筒体抛光 使低温绝热气瓶在抛光机上经过抛光加工获得外表面粗糙度ra0.8m的设计要求。 16.1上封头抛光工序 本工序是在上封头与外筒体未对焊接前执行（单独对上封头抛光）。 在转台上分三步对上封头抛光。 要求：砂带线速度：22.4m/s。 用氧化铝砂带，规格125050mm。 注意：砂带上箭头方向与磨削时砂带的旋向一致。 砂带p60#，机床向上移动速度：8mm/min，机床纵向移动速度：9mm/min。 检查：表面粗糙度达ra3.2m。 砂带p240#，机床向上移动速度：10mm/min，机床纵向移动速度：11mm/min。 检查：表面粗糙度达ra1.6m。 尼龙带，细型号（抛光时适当加固体油），机床向上移动速度：10mm/min，机床纵向移动速度：11mm/min。 检查：表面粗糙度达ra0.8m。 抛光后用550mm的塑料保护膜贴在表面，以后各工序要注意保护，不得出现磨痕、划伤等情况。 16.2外筒体抛光工序 本工序安排在蒸发率试验结束后，贴纸工序之间进行。 用电动角向抛光机对筒体纵焊缝、圆环焊缝略微打磨平正，并用千叶轮抛光机修光，但不能影响焊缝质量。 抛光前要处理蒸发率试验留在上封头表面及其它部位的水渍及锈迹，并涂不锈钢光洁油进行保护。 抛光前对管路得进出口要堵塞，要进行防尘保护。 从下封口到裙座的外表面部分必须抛光。 自制分析： 1、封光抛光机1台：18万 2、筒体抛光机1台：44万,17：内外夹层氦检漏 *使用氦气质谱仪和显示器确定容器及管路和外壳的泄露位置和泄漏率。 *首先进行连接，对检漏仪自身进行检查。先对气瓶的内胆进行抽真空（没套装前），直至真空达到时用质 谱仪进行氦检漏测试（质谱仪经校定处于检漏工作状态）。 *对所有接头焊缝逐一进行检查，也可用塑料纸盖好充氦，进行整体检查。 *将质谱仪调节至最低可使用范围，使用低氦气流率的喷枪，对外筒体所有可能泄露的地方（如各类焊接及 密封处）进行喷氦，在此过程中要注意观察质谱仪显示器，从被检测内胆的最前部开始，逐步向后操作， 如有泄露，质谱仪读书会增大，并报警。 *对所有泄露应做好标记，填好记录卡，以便对泄露出进行返修。 *氦检漏工作区域的空气流动必须保持最低程度，避免有风使氦气飘逸降低氦检漏的灵敏 度 *带气瓶外部无泄露后对内胆进行测试，将氦气充入内胆至少60秒，观察显示器至少15分钟，确保无任何泄 露迹象存在。 自制分析：同11项并借用。 18：抽真空 焊接绝热气瓶的抽真空工艺 18.1 准备 将待抽真空的气瓶装入烘箱内，把抽真空金属软管接头与气瓶上的抽真空接头通过封堵装置连接在一起（注意：a.气瓶的抽真空接头应与金属软管接头位置同向；b.在安装封堵工装前所有密封圈都要拆开全面检查，并涂上硅脂，抽真空口不得有异物进入）,不带分配头的瓶：将热空气管接头与气瓶的进液口相连，锁紧紧定螺丝，保证出液口与气相口畅通。 带分配头的瓶：检验加热棒和温度传感器是否完好，然后将加热棒从液位计口直接放入气瓶的同时将温度传感器从液位计口放入气瓶。 18.2 抽真空前的加热 抽真空前，通过加热控制箱面板设定烘箱温度为100120，向右旋转旋钮开始加热，红色指示灯显示为加热状态，同时： 不带分配头的瓶：通过加热控制箱面板设定加热炉温度为150170，向右旋转旋钮开始加热，打开气瓶上方对应的加热截止阀，启动加热炉鼓风机，向内胆中通入热空气进行加热。 带分配头的瓶:通过加热控制箱面板设定加热棒温度为220230,向右旋转旋钮开始加热。注：粗抽时达到设定温度48小时后可停止加热；精抽时达到设定温度24小时且真空达到410-2pa后可停止加热；粗、精抽总加热时间一般为72小时左右（所有时间均从第一次置换算起）。 18.3 启动 启动旋片真空泵，检查旋片真空泵是否正常（如有异常停机检查），待正常后打开旋片泵管路控制阀（1#真空挡板阀），然后再打开工作端真空总管路上的控制总阀（5#真空挡板阀）（另一只不需要工作的总阀应处于关闭状态），最后慢慢打开各气瓶对应的真空挡板阀。开始抽气速度不应过快。避免缠绕绝热层浮起（注意观察气瓶）。 将管前真空计接在抽真空管路上，当真空计读数达到400pa时（或管道中无气体流冲击罗茨泵风叶，罗茨泵处于相对静止时），按下控制箱面板上的罗茨泵启动按钮，启动罗茨泵。 把氦检漏仪接在抽真空管路中的金属软管连接之路上的真空挡板阀接口并启动。当抽真空进行24小时后，真空度达到110-1pa时或真空显示数值一直不下降时，应打开检漏仪上的检漏阀开始检漏，要求对各连接点和整个系统检漏特别是封装接口和气瓶的各接头处。,18.4 粗抽、置换 当瓶中温度达到设定温度时，通过加热控制箱面板设定置换加热炉温度为70，向右旋转旋钮开始加热，达到设定温度时，关闭旋片泵管路控制阀（1#真空挡板阀），当置换加热炉压力达到0.02mpa时（保证不低于0.01mpa），打开置换控制阀（3#真空挡板阀）用热氮气通过真空管路系统对夹层空气进行置换，通常情况约2小时/次，需进行10此以上（通过液氮瓶向置换加热炉中输入氮气）。置换后静置约30分钟，开启旋片泵管路控制阀（1#真空挡板阀），粗抽置换约3天左右时间，系统末端真空计读数达到110-1pa时，粗抽结束；并再对各连接点和整个系统进行检漏。 18.5 精抽、置换 当粗抽置换2天后，末端真空计读数达到110-1pa时，启动扩散泵，同时打开扩散泵控制阀（2#真空挡板阀）后打开空压机；2.53小时后开启扩散泵气动挡板阀（主阀），迅速关闭旋片泵泵管路控制阀（1#真空挡板阀）。 当瓶中温度达到设定温度且置换加热炉压力达到0.02mpa时（保证不低于0.01mpa），关闭旋片泵管路控制阀（1#真空挡板阀）和扩散泵气动挡板阀，打开置换控制阀（3#真空挡板阀）用热氮气通过真空管路系统对夹层空气进行置换，通常情况约2小时/次，需进行5次以上。 注：管前端真空计读数达到510-2pa时，可以按下罗茨泵停止按钮，罗茨泵停止运行。