过程装备制造工艺复习-广东石油化工学院

1 1 1 化工设备的种类化工设备的种类 从制造角度来分为两类 a 以焊接为主要制造手段的设备 如换热器 塔器 反应容器 储存容器 及锅炉等 b 以机械加工为主要制造手段的设备 如泵 压缩机 离心机等 2 2 压力容器的分类压力容器的分类 B 按照压力容器在工艺过程中的作用分 反应容器 代号 R Reactor 换热容器 代号 E Exchanger 分离容器 代号 S Separater 储存容器 代号 C Columm or Cyinder 球罐 B Ball C 按照压力容器安全管理划分 危险程度 分 一类最低 三类要求最高 D 按制造方法分两大类 一类是单层容器 锻造法 卷焊法 电渣重熔焊法 全焊肉法 一类是多层容器 热套法 层 板包扎法 绕带法 绕板法 3 常用的部件 组件 常用的部件 组件 筒体 封头 密封装置 开孔接管 支座 安全附件 4 压力容器的基本制造工艺流程 压力容器的基本制造工艺流程 选材 材料复检 净化 矫形 划线 切割 成型 组对 焊接 热处理 检验 伴随着整个过程 第四章第四章 1 1 准备工序准备工序 预加工 净化 矫形和涂底漆 预处理对象 预处理对象 钢板 钢管 型钢 2 2 净化的方法和设备净化的方法和设备 喷砂法 机械净化法 物理净化法 喷沙装置 抛丸法 抛丸机 化学清洗法 包括有机 溶剂洗涤 碱洗 酸洗 3 3 净化的原因 目的净化的原因 目的 消除焊缝两边缘的油污和锈蚀物 保证焊接质量 为下一道工序做准备 满足下一道工 序的工艺要求 如 喷镀 搪瓷 衬里设备 多层包扎容器 热套容器等 为保持设备的耐腐蚀性 4 4 喷砂法原理喷砂法原理 利用压缩空气将均匀石英砂粒喷射到需净化表面 5 5 抛丸法原理抛丸法原理 利用高速旋转的叶轮将磨料抛向钢铁表面来达到除锈目的 6 6 矫形的实质矫形的实质 就是调整弯曲件 中性层 两侧的纤维长度 使纤维等长 或者以中性层为基准 长的变短 短的变 长 或者以长纤维为基准 让短纤维拉长 7 7 矫形的方法矫形的方法 弯曲法 张力变形法 火焰加热法等 8 8 矫形设备矫形设备 1 弯曲法 钢板的矫平钢板的矫平 辊式矫板机 棍子数是 7 21 个 型钢的矫形型钢的矫形 各种压力机 型钢矫直机 矫 管机 2 张力变形法矫形 拉伸机 3 火焰加热矫形 可燃气体的火焰 9 9 划线划线 划线工序是包括展开 放样 打标号等一系列操作过程的总称 10 10 可展与不可展可展与不可展 空间曲面分为直线曲面和曲线曲面 所有的曲线曲面是不可展开的 在直线曲面中 相邻两素线 位于同一平面内的才是可展开曲面 球形 椭圆形 折边锥形封头等零件的表面是曲线曲面 属于不可展开曲面 在 生产中用近似方法展开或用经验公式计算 11 11 放样放样 工程上把将零件的展开图配置在钢板上的过程叫做放样 也叫号料号料 注意事项 放样 注意事项 放样 划线要准确 考虑各工序的加工余量 合理排料 提高材料利用率和合理配置焊缝 12 12 排版原则 三个 排版原则 三个 a 充分利用原材料 边角余料 使材料利用率达到 90 以上 b 零件排料要考虑到切割方便 可行 c 筒节下料时要注意保证筒节的卷制方向应与钢板的轧制方向 轧制纤维方向 一致 d 认真设计焊缝位置 P141 合理排料 13 13 切割及边缘加工 设备一致切割及边缘加工 设备一致 按所划的切割线从原料上切割下零件的毛坯称切割工序 俗称落料 切割的切割的 要求要求 尺寸精确 切口光洁 切割后的坯料无明显 较大变形 14 14 机械切割机械切割 1 锯切 设备 普通锯床 砂轮锯 对象 圆钢 管子 2 剪切 设备 闸门式 圆盘式剪板机 振动剪床 联合剪切机 对象 板料 适用范围适用范围 A 闸门式剪板机 有斜口和平口两种 以斜口式用得最多 用于板材的直线剪切 其剪切厚度为 6 40mm B 圆盘式剪切机则用于 20mm 以下板料的直线和曲线剪切 用途不广 15 15 热切割热切割 氧气切割 等离子弧切割 16 16 氧气切割的过程氧气切割的过程 a 金属预热 b 金属元素燃烧 c 氧化物被吹走 原理 利用氧气 乙炔火焰使被切金属加热到燃 点 然后再一股纯氧气流中燃烧 猛烈氧化 并用高压氧流把燃烧形成的氧化物吹走 从而使金属分割成两块 17 17 氧气切割必须满足以下条件氧气切割必须满足以下条件 金属的燃点必须低于其熔点 基本条件 铸铁 铜的燃点都高于其熔点 不能用氧切割 金属氧化物的熔点必须低于金属本身的熔点 铝和含铬较高的合金钢不能气割 金属燃烧时放出的热量应足以维持切割过程连续进行 金属的导热性不能过高 生成氧化物的流动性要好 2 名称氧气切割性能 C 0C 0 4 4 良好 0 0 4 C 04 C 0 7 7良好 预热 200 400200 400 度 气割后退火 0 0 5 5 C 0 C0 0 7 7难切 不锈钢难以切割 铝及铝合金 铜及合金 铸铁 C4 5 C4 5 铬钢不能用氧气切割 18 18 等离子弧切割等离子弧切割是利用温度达 18000 30000K 的等离子焰流 将工件局部熔化并冲刷掉而形成割缝 19 19 等离子弧及其产生等离子弧及其产生 完全电离的气体就是第四种物态 等离子态 自由电弧通过机械压缩 热压缩 磁压缩变 成等离子弧 20 20 边缘加工有两个目的边缘加工有两个目的 a 按划线要求切除余量 以消除切割时边缘可能产生的冷加工硬化 裂纹 渗碳 淬火硬 化等缺陷 b 根据设备的焊接要求 加工出各种形式的坡口 方法 方法 是机械切割 刨削 磨削 和热切削 火焰切割 等离子弧切割 碳弧气刨 第五章成形第五章成形 热加工 再结晶温度 冷加工 1 钢材的成型 钢材的成型 就是金属材料在冷态或热态下借助外力产生塑性变形从而达到改变金属外部尺寸和形状的要求的过程 过程设备的制造都是将材料经过压力加工 弯曲 弯卷 冲压等成型工艺后 才制造成所需要的零件的 2 2 冷加工和热加工冷加工和热加工 冷加工和热加工的分界温度是材料的再结晶温度 材料被加热到再结晶温度以上进行加工 就叫 热加工 反之就是冷加工 3 3 再结晶再结晶 塑性变形引起的加工硬化现象 可以被金属的再结晶过程消除 金属的强度和硬度显著下降 塑性和韧性 大为提高 内应力完全消除 金属恢复到原来状态 金属开始再结晶的温度称为再结晶温度再结晶温度 4 筒体成形筒体成形 方法 弯卷成型 以再结晶温度分为 热卷和冷卷 设备设备 三辊 四辊 立式卷板机 对称式与不对称 式 5 5 直边的产生及处理直边的产生及处理 在板的两端会各有一段 约为两下辊中心距的一半 平直部分无法弯卷 处理处理 预留直边 滚弯直边 模压直边 3 板料弯曲时的注意事项板料弯曲时的注意事项 1 弯卷时 板料在上下辊之间必须放正 并使其边缘与辊子中心严格保持平行 在升 降卷板机的上辊 或下辊 时应与其它辊子严格保持平行 2 板料的弯卷曲率与辊子中心距有直接关系 卷筒时 若中心距控制不当 卷出的筒节就会出现曲率过大或过小的缺陷 3 弯卷厚板时应避免发生鼓形变形 常用的方法有两种常用的方法有两种 1 分片压弯组焊或压弯成形 2 在卷板机上弯卷 7 7 封头的成型封头的成型 冲压成型 旋压成型 爆炸成型 8 8 封头冲压工艺简述 封头冲压工艺简述 材料检验 划线 气割 坡口加工 组对焊接 加热 冲压 封头余量切割 检查 9 9 冲压设备冲压设备 水压机 油压机 10 10 封头冲压加热 封头冲压加热 一般是快速加热 即把炉温升到 1050 左右装料 达始锻温度 以后 保温一段时间 长短和材料有关 11 11 封头冲压缺陷封头冲压缺陷 周向压缩应力的影响及折皱的产生 切向压缩应力的影响及折皱的产生 径向应力的影响和鼓包 的产生 预防预防 多次冲压成型 有间隙压边 带坎拉伸 反拉伸 12 12 薄壁封头和厚壁封头的冲压 薄壁封头和厚壁封头的冲压 A A 薄壁封头的冲压 薄壁封头的冲压 D0 D0 Dm 45 Dm 45 a 两次或三次成型冲压 b 有间隙压边法 c 带坎 筋 拉伸 反拉伸成形法 6 D0 Dm 45 d 夹板成形法 只用于钛等贵金属 B B 厚壁封头的冲压 厚壁封头的冲压 D0 D0 Dm Dm 6 6 分瓣冲压 坯料直径大于冲压机开挡 冲压力超过冲压机吨位 封头直径大 壁薄 整体冲压容易起皱 C C 双金属板 复合板 封头的冲压双金属板 复合板 封头的冲压 加热时 两层金属的热胀系数不同 高温下两种金属的变形抗力不同 所以流动特点不同 高温下金属的活动能 量增加 两种金属会互相渗透 高温性质不同 3 13 13 冲压成型需注意 冲压成型需注意 A 封头冲压过程中坯料各点的受力情况 B 径向应力作用径向应力作用 封头冲压时的径向应力一直为拉应力 因此使坯料的金属纤维不断拉长 影响影响 若坯料各处的金属纤维拉伸变形量不一致时 会 出现鼓包 C 周向应力作用周向应力作用 由封头底向边缘处由拉应力变成压缩 应力 从而使坯料收缩成形并使封头壁厚不均匀 影响影响 周向应力过大 会使毛坯边缘失稳而产生折皱 14 14 一步法封头无胎冷旋压技术一步法封头无胎冷旋压技术 板坯由平板变形为空 间曲面形板的旋压过程 成形辊与板坯的接触点为顶点 旋压辊与板料的接触点为压点 从板坯中心看到项点和压 点不在同一圆周上 这样就形成了力矩 使顶点和压点之间在经向形成一小条金属塑性变形 由于主轴和成形辊驱动动力的作用使圆形板坯旋转 从而在项点和压点之间沿圆周方向形成一个环形区域 由于两点 之间中的任意各点都产生同一方向的塑性变形那么这个环形区域则以螺旋形的方式从中心向边缘 流动 终使板坯 产生连续不断的塑性弯曲变形 形成所期望的封头形状和尺寸精度要求 15 15 旋压旋压 使毛坯旋转的同时 用简单的工具使毛坯逐渐变形 成为所需零件形状 好处 好处 1 工具简单 省工时 2 金属的变形速度小 无减薄和增厚现象 无折皱 3 属于冷加工无氧化和烧损 现象 4 占地少 重量 不足不足 属于冷加工 对于有些钢材需要焊后热处理 以消除冷加工硬化的影响 生产率低 16 16 联机旋压法联机旋压法 将封头成型过程分为压鼓与翻边 两步法 两个独立过程 两步法是指封头的拱顶部分 相应于封头 母线上的大弧段 与其侧边 相应于封头母线上的小弧段与直边段 的形成 分别在压鼓机与旋压翻边机两台设备上 完成 17 17 单机旋压法单机旋压法将压鼓与翻边在一台旋压机上一次完成 有模旋压法 无模旋压法 冲旋联合法 18 18 爆炸成型爆炸成型 利用高能源炸药在极短时间内爆炸所产生的巨大冲击波 并通过水或砂子等介质作用在封头毛坯上 迫使其产生塑性变形而获得所要求形状 尺寸的封头 优点优点 a 变形速度快 b 各方向压力均匀 19 19 管子成型方法 管子成型方法 冷弯管 热弯管 有芯弯管法和无芯弯管法 手工弯管法和机动弯管等 设备设备 弯管器或弯管机 20 20 受力及缺陷受力及缺陷 管子在发生纯弯曲变形时 中性轴外侧管壁受拉应力作用 随着变形率增大 拉应力逐渐增大 管 壁减薄 严重时产生微裂纹 内侧管壁受压应力作用 随着变形率增大 压应力逐渐增大 管壁增厚 严重时失 稳产生折皱 在合力作用下 管子可能发生椭圆变形 21 预防预防 反变形法 有芯弯管 管子弯曲半径不宜过小 以减小变形 若弯曲半径较小时 可适当采取相应的工艺措施 如管内充砂 22 22 冷加工硬化 冷加工硬化 金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高 而塑性和韧性降低的现象 23 23 相对弯曲半径 相对弯曲半径 管子弯曲半径 R 和管子公称外径 dw 的比值 1 1 装配和组对的区别装配和组对的区别 组对 组对 指使用焊接等方法实现不可拆连接的拼装过程 装配 装配 指使用螺拴 法兰等可拆连接方式进行的拼装过程 第七章焊接第七章焊接 1 1 概念概念 利用一定的热源 采取加压或不加压 填充或不填充的方式 使两个物体之间产生原子结合 或冶金结合 或分子结合的方式就叫焊接 2 2 焊接接头形式焊接接头形式 对接接头 T 形 十字形 丁字形 接头 角接头 搭接接头 焊缝级别分类焊缝级别分类 A B C D 四类 P204 3 3 常用焊接方法常用焊接方法 手工电弧焊手工电弧焊 特点 设备简单 工艺灵活 对工作场地无特殊要求可以全方位施焊 因为焊条 药皮品种齐全 所 以对钢材的适应性强 几乎所有的钢种 C 钢 低合 不锈 耐热 其缺点是焊接速度慢 埋弧自动焊埋弧自动焊 大压力容器等焊接结构的重要焊接方法之一 它的焊缝质量优良 因为埋弧焊的电弧是在焊剂下的一 个封闭空间燃烧 并且焊缝在焊剂的保护下冷却 可以充分地进行冶金反应 不用换焊条 熔深 它的自动化程度比 较高 生产效率高 质量好 比较适合于大规模的现代化生产 但它只能俯焊 气体保护焊气体保护焊 包括熔化极和非熔化极 保护性气体主要有惰性气体和二氧化碳 4 4 4 手工电弧焊设备手工电弧焊设备 弧焊变压器 交流电焊机 弧焊发电机 直流电焊机 弧焊整流器 埋弧自动焊设备埋弧自动焊设备 埋弧焊电源和埋弧焊焊机 可分为半自动焊机和自动焊机二大类 国内最常用的气体保护电弧焊气体保护电弧焊是钨极氩弧焊 简称氩弧焊 和氩气 二氧化碳气体保护焊 5 5 焊接工艺规程焊接工艺规程 焊接工艺规程是保证焊接质量的细则文件可保证熟练焊工操作时质量的再显现焊接工艺参数 手工电弧焊的焊接工艺参数选择手工电弧焊的焊接工艺参数选择 选择合适的焊接工艺参数 对提高焊接质量和提高生产效率是十分重要 焊接工艺参数焊接工艺参数 焊接规范 是指焊接时 为保证焊接质量而选定的诸多物理量的总称 焊接规范 焊接规范 在焊接过程中所选择的各个焊接参数的综合 1 1 焊接电源种类和极性的选择焊接电源种类和极性的选择 焊接电源种类 交流 直流 极性选择 正接 反接 正接 焊件接电源正极 焊条接电源负极的接线方法 反接 焊件接电源负极 焊条接电源正极的接线方法 极性选择原则 碱性焊条常采用直流反接 否则 电弧燃烧不稳定 飞溅严重 噪声大 酸性焊条使用直流电源时通 常采用直流正接 2 2 焊条直径焊条直径 可根据焊件厚度进行选择 一般厚度越大 选用的焊条直径越粗 3 3 焊接电流的选择焊接电流的选择 选择焊接电流时 要考虑的因素很多 如 焊条直径 药皮类型 工件厚度 接头类型 焊接位置 焊道层次等 但主要由焊条直径 焊接位置 焊道层次来决定 1 1 焊条直径 焊条直径 焊条直径越粗 焊接电流越大 2 2 焊接位置 焊接位置 平焊位置时 可选择偏大一些焊接电流 横 立 仰焊位置时 焊接电流应比平焊位置小 10 20 角 焊电流比平焊电流稍大一些 3 3 焊道层次 焊道层次 打底及单面焊双面成型 使用的电流要小一些 碱性焊条选用的焊接电流比酸性焊条小 10 左右 不 锈钢焊条比碳钢焊条选用的焊接电流小左右等 总之 电流过大过小都易产生焊接缺陷 电流过大时 焊条易发红 使药皮变质 而且易造成咬边 弧坑等到缺陷 同时还会使焊缝过热 促使晶粒粗大 4 4 电弧电压 电弧电压 电弧电压主要决定于弧长 电弧长 则电弧电压高 反之 则低 在焊接过程中 一般希望弧长始 终保持一致 而且尽可能用短弧焊接 所谓短弧是指弧长焊条直径的 0 5 1 0 倍 超过这个限度即为长弧 5 5 焊接速度 焊接速度 在保证焊缝所要求尺寸和质量的前提下 由操作者灵活掌握 速度过慢 热影响区加宽 晶粒粗大 变形也大 速度 过快 易造成未焊透 未熔合 焊缝成型不良好等缺陷 6 6 速度以及电压与焊工的运条习惯有关不用强制要求 但是根据经验公式 可知当电流小于 600A 时 电压取 20 0 04I 当电流大于 600A 时电压取 44V 6 6 焊接线能量焊接线能量 熔焊时由焊接能源输入给单位长度焊缝上的热量 又称为线能量 线能量的计算公式 q IU 式中 I 焊接电流 A U 电弧电压 V 焊接速度 cm s q 线能量 J cm 7 7 焊接缺陷 焊接缺陷 表面缺陷 咬边 焊瘤 内凹 溢流 弧坑 内部缺陷 气孔 夹渣 未融合 未焊透 裂纹 焊缝表面缺陷焊缝表面缺陷 咬边 成因 金属补充不及时 危害 强度减弱 应力集中 防止 电流适中 运条得当 焊瘤 成因 金属因自重下坠 危害 应力集中 防止 电流适中 运条快 钝边 间隙规范 内凹 成因 金属因自重下坠 危害 应力集中 防止 控制熔池温度 钝边 间隙规范 溢流 成因 焊接参数选择不当坡口清理不干净 电弧热损失在氧化皮上 使母材未熔化 危害 未熔合 未焊 透 弧坑 成因 熄弧时焊条未停留 或电流过大 危害 强度严重减弱 坑内常有气孔 夹渣或裂纹 焊缝内部缺陷 焊缝内部缺陷 气孔 成因 焊缝中吸入了过多的气体 危害 使焊缝有效工作面积减少 降低抵抗外载能力 特别对弯曲和冲 击韧性影响较大 防止 注意电弧保护 焊条焊剂烘干 坡口清理 夹渣 成因 冷却过快 电流小等 危害 引起的应力集中比气孔严重 危害更大 防止 边缘清理干净 焊速 适当 5 未焊透 成因 坡口角度小 钝边太大 焊条偏离焊道中心 危害 工作面积减小 尖角易产生应力集中 引起 裂纹 防止 电流不可过小 速度不可过快 来不及熔化 未熔合 成因 电流小 速度快 热量不足 坡口或焊道有氧化皮 熔渣等 一部分热量损失在熔化杂物上 剩余热量不足以熔化坡口或焊道金属 焊条或焊丝的摆动角度偏离正常位置 熔化金属流动而覆盖到电弧作用较弱 的未熔化部分 容易产生未熔合 危害 因为间隙很小 可视为片状缺陷 类似于裂纹 易造成应力集中 是危险性 较大的缺陷 8 8 焊接裂纹焊接裂纹 在焊接应力及其它致脆因素共同作用下 材料的原子结合遭到破坏 形成新界面而产生的缝隙 9 9 焊接变形和残余应力在一个焊接结构中是焊缝局部收缩的两种表现 焊接变形和残余应力在一个焊接结构中是焊缝局部收缩的两种表现 A 焊接变形的控制焊接变形的控制 直接危害是降低结构的精度 设计方面 合理选择焊件尺寸 焊件的长度 宽度和厚度等尺寸对焊接变形有明显影响 合理选择焊缝尺寸和坡口形式 焊缝尺寸过大 焊接工作量大 尽量减少不必要的焊缝 焊接结构应该力求 焊缝数量少 合理安排焊缝位置 工艺措施方面 反变形法 装配时给予一个相反方向的变形量 使之与焊后构件的焊接变形 相抵消 达到设计要求 刚性固定方法 这个方法是在没有反变 形的条件下 将焊件加以固定 采用强制的手段来减小焊后的变形 合理选择焊接方法及焊接规范 接方法 可以有效防止焊接变形 采用合理的装配焊接顺序 设计装配焊 接顺序主要是考虑由不同焊接顺序焊缝产生的应力和变形之间的相互影 响 可以有效地控制焊接变形 B 焊接残余应力焊接残余应力 产生原因及危害 焊缝及其近邻区金属冷却收缩受阻是造成焊接残 余应力的主要原因 并称之为温度应力 由不均 匀加热所致 它是一个局部效应 在焊缝两侧 200200 300mm300mm 以外就可以忽略残余应力的存在了拉伸应力会降低材料的 塑性 故它是焊件产 生裂纹和脆断的因素之一 措施 选择合理的焊接顺序 尽可能考虑焊缝能自由收缩 收缩最大的焊缝应当先焊接 焊接平面交叉焊缝时应先 焊横向焊缝 选择合理的焊接规范 预热法 加热 减应区 法 敲击法 消除 完全防止残余应力是很困难的 但消除残余应力的方法在原理上却很简单 只要将工件加热到适当温度 内 应力就可消除 10 钢材的可焊性钢材的可焊性 冶金可焊性和热可焊性 金属材料的可焊性是指材料在一定的焊接工艺 条件下 包括焊接方法 焊接材料 焊接工艺参数 和结构形式等 能否获得优质焊接接头的难易程 度和该焊接接头能否在使用条件下可靠运行 评定可焊性方法评定可焊性方法 碳当量法 把钢材化学成分中的碳和其他合金元素的含量多 少对焊后淬硬 冷裂及脆化等的影响折合成碳的 相当含 量 并据此含量的多少来判断材料的工艺 焊接性和裂纹的敏感性 碳当量值越大 被焊材料淬硬倾向越大 热影响 区越容易产生冷裂纹 工艺焊接性越不好 钢种可焊性 碳素钢 随着 C C 含量的增加可焊性变差 低碳钢 优良 中碳钢 差 高碳钢 更差 低合金钢高强钢 低温用钢 耐蚀钢焊接性能好 铝差 钛差 第八章典型设备的制造第八章典型设备的制造 1 1 换热器分类换热器分类 按结构特点 固定管板式 浮头式 U 形管式 填料函式 2 2 壳体制造技术要求 筒体要求 壳体制造技术要求 筒体要求 筒体用板材卷制时 内直径的允许偏差可通过外圆周长加以控制 其外圆周长 允差上偏差为 10mm 下偏差为 0 圆筒同一断面上 最大直径与最小直径之差 e 0 5 Dg 并且 Dg 1200mm 其 值不大于 5mm Dg 1200mm 其值不大于 7mm 圆筒直线度允差为 L 1000 L 为圆筒总长 且 L 6000mm 时 其值 不大于 4 5mm L 6000mm 时 其值不大于 8mm 壳体内部有碍于管束顺利装入或抽出的焊缝均应磨至与母材表面平 齐 6 3 3 根据操作情况及密封要求 管子在管板上的固定方式有根据操作情况及密封要求 管子在管板上的固定方式有 4 4 种 种 胀接 焊接 爆炸连接和胀焊并用 先胀后焊 重胀 密封焊 轻胀 强度焊 先焊后胀 管子和管板的固定要求是管子和管板的固定要求是 有足够的抗拉脱力 不致于由于温差应力或管程 壳程压差 使管子和管板的连接拉脱 密封性能好 不致于使管程介质与壳程介质混合 4 4 为了保证胀接质量应注意以下几点为了保证胀接质量应注意以下几点 胀管率应适当 欠胀 胀管率过小 不能保证必要的连接强度和密封性 过胀 胀管率过大 管壁减薄严重 加 工硬化明显容易产生裂纹 降低了胀接强度 而且不可修复 硬度差必须存在 管板的硬度应比管子的硬度高 HB20 30 管子与管板孔的结合面需要光洁 胀接温度不得低于 10 设计压力小于 4MPa 设计温度低于等于 300 时可以用胀接 外径小于 14mm 的换热管与 管板的连接不宜采用胀接 5 5 管子与管板采用焊接方式的优缺点 管子与管板采用焊接方式的优缺点 焊接优点 1 对管板孔的要求不高 管板孔内可以不开槽 所以管板的制造较简单 2 连接可靠 高温下仍能保持 密封性 3 焊接对管板有一定的加强作用 焊接缺点 管子和管板不能紧密的贴合 存在环隙 死区 管子损坏以后 更换困难 6 6 焊接方法焊接方法 手工电弧焊 管子小 排列紧密时可用钨极氩弧焊 金属极氩弧焊等 7 7 焊接法应用广泛焊接法应用广泛 工作温度高于 300 和温度有波动时 采用焊接法较为可靠 当对于不锈钢等管子与管板硬度相同时 不易胀紧 以采用焊接法为好 小直径厚壁管和大直径管子 难于用胀接法时 也可用焊接法 8 8 先焊后胀先焊后胀 若先胀后焊 则焊接时胀口的严密性将在高温作用下遭到破坏 而且高温高压下的管子 大都管壁较厚 胀接时需用润滑油 油进入接头缝隙 很难洗净 焊接时会使焊缝产生气孔 严重影响焊缝质量 主 要问题是可能产生裂纹 9 9 先胀后焊先胀后焊 金相和疲劳试验都证明 先胀后焊同样能提高焊缝的抗疲劳性能 尤其对小直径管子更是如此 而且由 于胀接使管壁紧贴在管板孔壁上 可防止焊缝产生裂纹 这点对可焊性差的材料更为重要 关键问 题是 这种胀接是否使用润滑油 7 10 10 多层结构的高压容器多层结构的高压容器 热套式 扁平钢带倾角错绕式 层板包扎式 11 11 单层和多层容器制造的比较单层和多层容器制造的比较 单层容器制造工艺过程简单 生产效率高 多层则相反 单层容器钢板相对较厚 轧制困难质量不容易保证 尤其是抗脆裂性能差 从安全性来看多层容器好于单层容器 从导热性来看多层容器次于单层容器 多层容器一般没有深的纵焊缝 但较深的环焊缝难于进行热处理 多层容器壁的应力分布比单层容器的均匀 12 12 热套式高压容器结构热套式高压容器结构 分段套合 整体热套 每个套合圆筒上钻有泄放圆孔 层数层数 一般在 2 3 层 通常不超过 5 层 厚度要相同 过盈量过盈量 热套容器的制造关键在每层之间的过盈量 理想的设计应该是承载时内筒内壁与其外各层的内壁同时进入屈服 即等强度设计原则 此时的过盈量称最佳过盈量 13 13 层板包扎式厚壁圆筒层板包扎式厚壁圆筒是由内筒与层板两部分组成 内筒通常是由厚度为 12 25mm 的钢板卷焊而成 层板则是由厚 度为 6 12mm 的钢板逐层复合在内筒上 我国目前普遍采用的层板厚度为 6mm 14 14 制造工艺制造工艺 a 一段一段的包扎筒节 外筒的纵焊缝要错开 75 然后装配时焊接环焊缝 b 先将内筒完全完成 然后包扎外筒 同样外筒的纵焊缝要错开 75 工艺过程工艺