过程装备制造工艺与质量控制课件

1、过程装备制造工艺与质量控制,过程装备制造工艺与质量控制,1.概述,1.1工艺的概念和工艺员的基本条件 1.2压力容器的分类 1.3相关法规和标准,过程装备制造工艺与质量控制,1.1工艺的概念和工艺员的基本条件,工艺是将原材料或半成品加工成产品的工作、方法、技术等。也可解释为：工艺是劳动者利用生产 工具对各种原材料、半成品、进行增值加工或处理，最终是指成为制造成品的方法和过程。包括铆工工艺、加工工艺、焊接工艺、热处理工艺等,1.1.1工艺的概念,过程装备制造工艺与质量控制,1.1工艺的概念和工艺员的基本条件,工艺是将原材料或半成品加工成产品的工作、方法、技术等。也可解释为：工艺是劳动者利用生产

2、工具对各种原材料、半成品、进行增值加工或处理，最终是指成为制造成品的方法和过程。包括铆工工艺、加工工艺、焊接工艺、热处理工艺等,1.1.1工艺的概念,过程装备制造工艺与质量控制,1.1工艺的概念和工艺员的基本条件,工艺是将原材料或半成品加工成产品的工作、方法、技术等。也可解释为：工艺是劳动者利用生产 工具对各种原材料、半成品、进行增值加工或处理，最终是指成为制造成品的方法和过程。包括铆工工艺、加工工艺、焊接工艺、热处理工艺等,1.1.1工艺的概念,过程装备制造工艺与质量控制,1.1工艺的概念和工艺员的基本条件,工艺是将原材料或半成品加工成产品的工作、方法、技术等。也可解释为：工艺是劳动者利用生

3、产 工具对各种原材料、半成品、进行增值加工或处理，最终是指成为制造成品的方法和过程。包括铆工工艺、加工工艺、焊接工艺、热处理工艺等,1.1.1工艺的概念,过程装备制造工艺与质量控制,1.2工艺的概念和工艺员的基本条件,工艺员的条件 作为压力容器的工艺员，首先要了解压力容器产品在流程中的作用和工作原理，熟悉产品结构，掌握所用原材料的性能、产品零部件的特点和技术、检验要求；熟悉企业的加工、检验能力、工人的技术素质；熟知压力容器的法律法规和相关产品标准，熟悉工艺管理和工装设计，了解压力容器设计、材料、焊接、热处理、无损检测、检验和实验等各专业的基本技术知识。工艺人员应是符合性人才,1.2.1工艺员的

4、条件和职责,过程装备制造工艺与质量控制,工艺员的职责 对设计文件（施工图、计算书、风险评估报告、使用说明书）的有效性（施工图上是否有正确的划类、完整的签署、有效的资质印章）、符合性（符合压力容器的法规和标准）、工艺性（行业或者本企业在现有能力水平下能否制造生产）审核，对各种工艺文件的编制，工艺装备设计，产品改造，现场技术指导，工艺纪律检查，以及对企业相关部门的技术支持等等。容器制造工艺人员的主要职责就是把要容器韩品的这一制造工艺国恒通过编制再造工艺过程反应出来,过程装备制造工艺与质量控制,1.2压力容器的分类,承压方式分为:内压容器、外压容器,按设计压力（P）分为: 低压容器（代号L）0.1M

5、PaP1.6 中压容器（代号M）1.6MPaP10 高压压容器（代号H）10MPaP100 超高低压容器（代号U）P1.6,过程装备制造工艺与质量控制,按生产工艺分为: 反应压力容器（代号R）如：反应釜 换热压力容器（代号E）如：蒸发器、加热器、冷凝器 分离压力容器（代号S）如：分离器 储存压力容器（代号C，其中球罐代号为B）如：储罐,按设计温度（T）分为: 低温容器：T -20 常温容器： -20 T150 中温容器：150 T400 高温容器：T 400,过程装备制造工艺与质量控制,按制造材料分为: 钢制容器、铸铁容器、有色金属容器和非金属容器,按容器外形分为: 圆筒形容器、球形容器、矩形

6、容器和组合式容器,按介质、压力与容积的乘积： 为了便于对固定式压力容器安全技术监察和管理按容规将其分为：、类,过程装备制造工艺与质量控制,1.3相关法规和标准,固定式压力容器安全技术监察规程 适用范围: (1)工作压力大于或者等于0.1MPa。 (2)工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa.L。 (3)盛装介质为气体、液化气体、以及介质最高工作 温度高于或者等于其标准沸点的液体,过程装备制造工艺与质量控制,1.3相关法规和标准,固定式压力容器安全技术监察规程 不适用范围: (1)移动式压力容器、气瓶、氧舱； (2)锅炉安全技术监察规程适用范围内的余热锅炉； (3) 正常运行工作压力小于0

7、.1MPa.L； (4)旋转或者往复运动的机械设备中自成整体或者作为部件的受压器室； (5)可拆卸垫片式板式热交换器、空冷式热交换器、冷却排管,过程装备制造工艺与质量控制,1.3相关法规和标准,GB150压力容器 适用范围: (1)设计压力不大于35MPa； (2)设计温度范围-269900。 不适用范围: (1)设计压力低于0.1MPa且真空度低于0.02MPa； (2)移动式压力容器安全监察规程管辖的容器； (3)核能装置中存在中子辐射损伤失效风险的容器； (4)直接火炎加热的容器； (5)内直径小于150mm的容器； (6)搪玻璃容器和制冷空调行业中另有国家标准或行业标准容器,过程装备制

8、造工艺与质量控制,2.压力容器的基础知识,2.1.压力容器制造的基础知识 2.2压力容器的制造方法 2.3压力容器制造企业的基本要求,过程装备制造工艺与质量控制,2.1.压力容器制造的基础知识,筒体 一台容器的筒体通常由钢板卷焊而成的一个或多个筒节组焊而成，这时的筒体有纵焊缝和环焊缝。这种容器通常称为板焊结构的容器。也有些小直径容器筒体用无缝钢管制成。对于厚壁高压容器的筒体还经常采用数个锻造筒节通过环缝焊接连接而成，这种容器则称为锻焊结构的压力容器,过程装备制造工艺与质量控制,1）封头的成形 封头和筒体组焊在一起是构成一台容器的主要组成部分，因此封头也是主要的受压元件之一。压力容器封头主要包括

9、凸形封头、锥形封头、平盖。锥形封头通过卷制，大端部分有时通过模具压制扳边。平盖通过锻造或者用板材通过机械加工而成。凸形封头又分为半球形封头、椭圆形封头、蝶形风头和球冠形封头，主要通过冲压或旋压两种方法，根据冲压和旋压温度又可分为冷成型和热成型，有时也通过锻造及爆炸成形； （2）冷成型封头的热处理 钢材因冷作硬化会使其强度升高，塑性、韧性下降，因此，冷成形的受压元件于成形后进行热处理的目的就在于恢复因冷作硬化而损失的某些力学性能,封头,过程装备制造工艺与质量控制,为使容器壳体与外部管线连接或供人进入容器内部，在一台容器上总是要设有若干接管和法兰，这些接管和法兰也是容器壳体的主要组成部分。设备法兰

10、、和公称直径DN250mm的接管和法兰都是容器的主要受压元件（对于2009版容规人孔已归为设备壳体、人孔法兰和法兰盖归为设备法兰）。 （a）法兰密封的基本原理 法兰通过紧固螺栓压紧垫片实现密封，当介质通过密封口的阻力大于密封口两侧的介质压力差时，介质就被密封；反之泄露。 （b）法兰密封面的主要形式 1.突平面(RF):主要特点是压紧面结构简单，加工方面，便于进行防腐 或衬里，适用于压力较低、密封要求不很高的场合。 2.凹凸面(MFM):主要特点是垫片易于对中，压紧是能防止垫片被挤出，因而易被压紧，密封性能好。使用于中压且温度较高的场合。 3.榫槽面（TG）:主要特点是安装易于对中，垫片受力均匀

11、，垫片压紧时不会被挤出，密封性能可靠，且少受内部介质的冲刷和腐蚀。适用于易燃、易爆和有毒介质的密封。其缺点是更换垫片较困难。 4. 环形面(RJ):配金属环垫片，适用于温度、压力较高或有波动、介质渗透性强的场合,接管和法兰,过程装备制造工艺与质量控制,在容器壳体 内部的所有构件统称为内件。有的内件如换热器中的换热管也是一种受压元件；有的容器内件尺寸要求十分严格，如对于塔体内的塔盘和塔板的那个，其不平度都有一定要求。所以笼统额认为内件不是承压件，其制造质量无关大局，不会影响设备的安装使用，这种观点是错误的,内件,过程装备制造工艺与质量控制,压力容器是通过支座对其进行支承。支座不但承受设备本身的自

12、重加上介质的重量，还要承受风载荷、地震载荷给容器造成的附加载荷。容器支座是容器的主要受力元件之一。 支座的形式有多种，对于立式容器常见的有柱式支座、裙式支座、悬挂式支座等；卧式容器主要采用鞍式支座；球形容器大多采用柱式支座等,容器支座,过程装备制造工艺与质量控制,2.1.压力容器的制造方法,压力容器制造方法（单层） 1.整体锻造容器：在大型水压机上将钢坯锻造成圆筒形，然 后加工组装成容器。此法可以采用较高强度的钢材，蛋需要具备大型冶炼、锻造及热处理设备；金属切削量大，成本较高，多用于压力较高、尺寸较小、壁厚较大的容器，如超高压聚乙烯反应器，加氢反应器等你。 2.锻焊容器：将钢坯锻造成若干筒节，

13、然后对其进行接加工，加工后组焊。如：生产筒体壁厚为180mm以下的容器。 3.板卷焊容器:将钢板在卷板机上卷成筒节，然后组装焊接成容器。此法生产效率较高、工序少、工艺简单，是现代压力容器的主要生产方法。要求生产厂必须配备相应的卷板机、电焊机、埋弧焊机以及相应的热处理设备等,过程装备制造工艺与质量控制,2.3压力容器制造企业的基本要求,2.3.1执行压力容器制造许可证制度 想要制造压力容器产品，必须取得相应级别的压力容器制造许可证，按批准的范围生产压力容器，未经取证批准或超过批准范围生产压力容器是非法的。制造许可证并不是一劳永逸的，为了保证其持续有效性，还要按周期进行换证审查，国内外都是如此,2

14、.3.2要具有一定的制造能力 对于一个压力容器制造单位来讲，应具有一定技术素质的人员、技术力量和相应的工艺装备，并应有于制造级别相应的生产场地、设备和相应设施,2.33具有完善的压力容器质量保证体系 压力容器制造单位必须要建立完善的压力容器质量保证体系，这是保证生产出合格的压力容器产品至关重要的条件之一。每一个压力容器制造厂都应编制有符合自己运作情况的质量保证手册，程序文件（管理制度）和工艺守则等企业标准,过程装备制造工艺与质量控制,3.压力容器的主要制造工序,3.1备料 3.2排料（排版）、划线 3.3下料 3.4坡口制备 3.5圆筒的成型,过程装备制造工艺与质量控制,3.压力容器的主要制造

15、工序,备料根据设计文件和图纸的技术要求和各部件尺寸提成材料采购的技术要求、尺寸和数量要求，特别是批量生产尽量定尺采购，这样有利于节约材料，减少焊接接头,3.1 备料,过程装备制造工艺与质量控制,3.压力容器的主要制造工序,3.2.1排料 根据实际板料的规格尺寸，按照施工图尺寸及开孔位置进行排版。排料时要进行合理套裁，工件要留出适当余量,3.2排料，划线,各零件的坯料尺寸有零件展开尺寸、工艺变量和加工余量三部分组成。 1）.筒节周长展开尺寸 a按中径展开计算，加上焊缝收缩量，加上20mm的切割量、坡口加工量。 2）.封头坯料 球形封头:D=1.414中经+板厚+30余量 椭圆封头：D=1.2封头

16、内径+2直边+30余量 球形冠封头：D=1.15弦长+20余量 3）.排版 躲接管、躲内件、尽量减少环缝数量（150中规定，筒节长度不少于300mm,过程装备制造工艺与质量控制,3.压力容器的主要制造工序,1.钢材净化划线前对钢板表面要求 钢材表面附着铁锈、油污、熔渣、其他氧化物都会影响划线的精度和制造质量，必要时可以采用或化学方法加以净化,3.2.2划线,2.钢材的矫正划线前对钢板的形状要求 钢材因为运输、装卸、等原因造成弯曲、波浪、扭曲及凹凸不平，不仅会影响划线、下料的质量，也会影响零部件成形后的尺寸精度。因此，必要时应于划线前用机械法或火焰加热进行矫正,过程装备制造工艺与质量控制,3划线

17、原则 a.确定基准线，作为后续工序尺寸测量的基准 b.留出必要的加工余量 c.合理排料，提高利用率,3.手工划线 a.检查钢板来料情况，如果原料是毛边钢板，应在板边画出40100mm的切割线。 b.划线时，对筒节、封头的展开尺寸，考虑加工过程中的伸长量。 c.划线时考虑加工量； d.画出检验基准线，打上冲点。 f.做标记（例如工号、件号、钢板材料及标准号,过程装备制造工艺与质量控制,3.压力容器的主要制造工序,3.3 下料,a.机械切割（剪板机、锯床等） b.氧乙炔切割； c.等离子切割； d.其他切割（如：激光切割、超声波切割） e.冲压落料（如：塔内件,过程装备制造工艺与质量控制,3.压力

18、容器的主要制造工序,3.4 坡口的加工,通常压力容器承压壳体上所有的焊缝均为全焊透焊缝，都要进行无损检测。为保证焊缝质量，坡口的制备时十分重要的。 坡口形式由焊接工艺确定，坡口的尺寸、精度、表面粗糙度及清洁度取决于加工方法。 筒体纵缝通常采用刨边、火焰切割等工艺手段加工。壳体开孔可采用气割、车削等方法。 刨边公差：长度2mm，宽度1mm，对角线2mm,2mm,过程装备制造工艺与质量控制,3.压力容器的主要制造工序,3.5 圆筒的成型,板料卷圆是压力容器制造的主要工艺方法之一，具有受力较好、制造简便、内件易于布置等多方面的有点。圆筒形容器是由一个或多个筒节用B类敢接接头连接在一起,3.5 .1单层卷焊式筒节成型,单层卷焊式压力容器的筒节，由钢板经划线、下料后，在卷板机上卷