筒体制造工艺设计流程通用模板

1、筒体整体结构分析筒体加工简明流程图【材检一一喷砂一一探伤】一一号料一一下料一一【刨坡口 一一探伤】一一筒体成形【装焊纵缝】 一一校圆一一喷砂一一打磨一一【探伤一一加工环缝一一组焊环缝一 打磨一一探伤】一一【堆焊过渡层一一探伤一一堆焊表层一一探伤】一一组装受压元件成型前的工艺流程板材成型前的通用工艺流程列于表 3-1。表3-1，板材成型前的通用工艺流程序 号工作内容要求、加工方法、加工设备或工具1原材料入库2原材料复验外观检验、几何尺寸检验、理化检验和钢板的超声波探伤，有时可委托钢厂进行，其中超声波探伤结果按 ZBJ74003-88压 力容器用钢板超声波探伤规定的质量分级，应不低于田级。3划线及

2、标记钢印标记、板材矫平、划线、钢印移植4下 料对于直边用剪切；曲线边用气割；对于不锈钢和有色金属， 气割用等离子弧；对于特谆板材，若剪切困难则用气割。续表3-15边缘加工用气割或等离子弧开V型、X型坡口，并用砂轮打磨；用机加工方法进行边缘加工或开坡口，其中牛头刨和龙门刨进行直线加工，用立车或大型普通车床进行圆弧轮廓加工；用刨边机 刨边和开坡口 ；夹套材料夹套材料为16MnR16Mn&屈服强度350MPa勺普通低合金高强度钢，具有良好的综合力学性 能、焊接性能、工艺性能以及低温冲击韧性筒体材料筒体内层材料为304不锈钢，外层材料为16MnR304不锈钢化学牌号为06Cr19Ni10旧牌号（0CU

3、8Ni9） 含铭19% 含锲8-10%。304不锈钢是应用最为广泛的一种铭-锲不锈钢，具有良好的耐蚀性、 耐热性、低温强度和机械特性。在大气中耐腐蚀，如果是工业性气氛或重污染地区，则需要及时清洁以避免腐蚀。适合用于食品的加工、储存和运输。 具有 良好的加工性能和可焊性。板式换热器、波纹管、家庭用品、建材、化学、食品工业等。304不锈钢为国家认可的食品级不锈钢。16Mn&屈服强度350MPa勺普通低合金高强度钢，具有良好的综合力学性 能、焊接性能、工艺性能以及低温冲击韧性。表3-2 , 304不锈钢和16MnM学性能材 料氮含量屈服强度MPa抗拉强度MPa伸长率3040.062055204016

4、MnR510-655345表3-3 , 304的化学成分学成 分C%Si%Mn%P%S%Cr%Ni%Mo%N%3040.08120.050.0318208.00 10.52.2 30.2表3-4 , 16MnR的化 学成分化学成分C%Si%Mn%P%S%16MnR0.20.2 0.551.2 1.60.030.02工艺设计选材聚酯反应器筒体材料选择复合钢板。基层16MnR复层304不锈钢。16MnR是普通低合金钢，它的强度较高、塑性 韧性良好。常见交货状态为热轧或正火。 属低合金高强度钢304不锈钢是一种通用性的不锈钢材料，防锈性能比200系列的不锈钢材料要强。耐高温方面也比较好，一般使用温度

5、极限小于 650Co 304不锈钢具有 优良的不锈耐腐蚀性能和较好的抗晶间腐蚀性能。夹套选择16MnR氐合金钢。材检一般来说，为了保证工程质量，所有原材料、构配件等，均要进行进场复 检，并做好记录。有些原材料需要抽样送检，并取得合格报告后方可使用。具体实施按照工程验收规范、国家标准执行。划线(1)、展开计算见图3-1(a)展开前的形状及尺寸图3-1(b)展开后的形状及尺寸 筒节展开已知:则有:H=2100mmDg=2200mm 6 =22+6mmDm=Dg + =2200+22+6=2228mmL=tt X Dm=3.14X 2228=6995.92mmh=H=2100mm(2)、留余量(a)

6、、筒体卷制的伸长量：与被卷材质、板厚、卷制直径的大小、卷制次数等条件有关，而本次采用冷卷，钢板冷卷的伸长量较小，约为78mm(b)、主要考虑内容为机加工余量和热切割加工余量见图3-2 :切割线图3-2 筒节的划线及公差要求(3)、焊缝变形量对于尺寸要求严格的焊接结构件，划线时要考虑焊缝变形量(焊缝收缩量)：可以查相关的标准。对于简单结构在自由状态下进行电弧焊接时，也可以对 焊 缝收缩量等变形进行大致的估算。实际用料线尺寸=展开尺寸-卷制伸长量+焊缝收缩量-焊缝剖开间隙+边缘加工 余量切割下料线尺寸=实际用料线尺寸+切割余量+划线公差(4)、划线公差长度L和宽度h如图二所示，对角线之差不大于 1

7、mm两平行线的不平行度 不大于1mm若考虑相对长度、宽度的关系则更为完善。 一般情况下划线公差 也可以考虑为制造公差的一般。筒体的排料(1)、每节筒节，其纵向焊缝数量，公称直径 Dg不大于1800mm寸，拼接焊缝不多于2条；公称直径Dg大于1800mm寸，拼接焊缝不多于3条；(2)、每一节筒体的纵向焊缝中心线间的弧长不应小于300mm.(3)、相邻筒体的纵向焊缝与筒体纵向焊缝应互相错开，并且两焊缝中心间的弧长不得小于100mm见图3-3:W图3-3排料要求图 (4)、最短筒节长度不应小于 300mm;坡口加工坡口加工接机加工制备，按焊接工艺刨纵、环缝坡口，在 12ml勺刨边机上加 工，刨边机在

8、下尽料的钢板两端按焊卡刨坡口，另两块钢板一端按焊卡刨坡口，另一端待筒体滚圆后制作。根据实际生产情况，直缝和环缝坡口型式分别如图1所示。焊接前要检查坡口型式及装配质量，坡口处要进行清除铁锈、油污、 氧 化皮等影响焊接质量的杂质，并对坡口进行 PTW面探伤检测，确认无缺陷后 方 可进行焊接。开设焊接坡口的目的主要是为了保证电弧能深入接头根部，使 接 头根部焊透，其次是便于清理熔渣，获得较好的焊缝成形，再次是调节焊缝中金属和母材的比例。开设坡口主要是为了焊透，能否焊透主要由坡口的尺寸和形式决定的，焊接坡口应根据板厚、焊接方法以及图样要求或工艺条件选用标准坡口或自行设计坡口。选择和设计坡口形式和尺寸应

9、综合考虑以下因素：(1)保证焊缝焊透；(2)坡口形状易于加工；(3)便于装配；(4)尽量减少焊缝金属填充量，提高生产效率；(5)保证焊接接头质量，避免产生焊接缺陷；(6)减少焊接残余应力与变形；(7)有利于焊接防护，改善劳动条件；(8)方便焊工操作；(9)复合钢板坡口应有利于减少过渡层焊缝金属的稀释率。因此，焊接坡口形式与尺寸设计见图3-4:GV-O2图3-4复合板筒节环缝示意该坡口形式具有以下优点：(1)过渡层位置明确 基层与复层界面一目了然，过渡层的位置有明确标记， 不会将碳钢焊条焊到复层上，焊工无心理负担，施焊时得心应手。(1)避免夹渣的产生 复层边缘远离焊缝中心，因此在焊接热循环过程中

10、，最 高峰值温度大大降低，避免了因基层焊接时反复受热膨胀，引起复层张口，并 出现火渣的可能。(2)保证了过渡层厚度的要求 过渡层能完全覆盖基层,并且能达到技术条件 中要求的a、b值，保证过渡层的焊接质量，使其真正起到承上启下的作用。多年的实践证明，坡口能更好的保证不锈钢复合板的焊接质量，同时对其它类 型的复合材料焊接坡口的设计有一定的参考价值。、焊接工艺焊前准备为了保证焊接接头的耐蚀性，防止焊接缺陷，在焊前准备中，对下列问题应 予以特别注意。下料方法 根据材料厚度查得，坡口加工方法可选用切削或磨削。此盘管坡口加工适宜选择磨削加工方法。其优点是现在的磨削工具小型轻便，使用起 来 比较方便，总成本

11、低，而且用途广，对于厚度小于8mm勺部件，多采用磨削 方法加工坡口，这种方法更适用于现场修磨坡口。焊前清理 为了保证焊接质量，焊前应将坡口及两侧 2030mms围内的焊件 表面清理干净，如有油污，可用丙酮或酒精等有机溶剂擦拭。对表面质量要 求特别高的焊件，应在适当范围内涂上用白垩粉调制的糊浆，以防止飞溅金属损伤钢材表面。 表面防护在搬运，坡口制备、装配及点焊过程中，应注意 避免损伤不锈钢表面，以免使产品的耐蚀性能降低，如不允许在钢材表面随意打弧及用利器划伤钢板表面等。 自冷作硬化现象因奥氏体不锈钢的线胀系数大，对冷作硬 化敏感，在刚性固定条件下焊接时，焊缝在冷却中会产生较大的塑性变形，而发生自

12、发的冷作硬化现象，经“自冷作硬化”的焊缝，屈服点提高40%左 右 ，塑性有所降低。 焊丝应有制造厂的质量合格证，领取和发放有焊材管理员统一管理。焊丝在使用前应清除油锈及其他污物，露出金属光泽。 氩气氧气瓶上应贴有出厂合格标签，其纯度99.95%,所用流量6-9升/分钟， 气瓶中的氮气不能用尽，瓶内余压不得低于 0.5MPa,以保证充氮纯度。 焊接工具a采用直流电焊机，用 WSE-315ffiTIG400两种型号焊机。b 选用的氩气减压流量计应开闭自如，没有漏气现象。切记不可先开流量计、后开气瓶，造成高压气流直冲低压，损坏流量计；关时先关流量计而后关氩气瓶。c 输送氩气的胶皮管，不得与输送其它气

13、体的胶皮管互相串用，可用新的氧气胶皮管代用，长度不超过30 米。其它工器具焊工应备有：手锤、砂纸、扁铲、钢丝刷、电磨工具等，以备清渣和消缺。筒节与筒节环缝焊接方法及焊接工艺复合板筒节与筒节环焊接如图4-2图4-1堆焊工艺图4-2筒节环缝焊接4.2.2筒节与筒节环焊缝焊接工艺表4-1 ,复合板筒节与筒节环焊缝焊接工艺焊接过程检验要求1清理坡口及坡口检查，并对不锈钢侧涂保护涂料100%MTJB/T4730-2005 I 级2组对、预热，预热温度200C点焊续表4-13里口焊条电弧焊打底焊；里口焊条电弧焊焊到离交界面 1mm外观4外口清根、打磨100%MTJB/T4730-2005 I 级5外口 S

14、AW呈满，预热温度200C6堆焊表面磨平及检查100%MTJB/T4730-2005 I 级7预热温度100C, SMAWt焊过?g层方2mm100%PTJB/T4730-2005 I 级100%UTJB/T4730-2005 I 级8消应力 600 20 C/2h测厚7SMAWt焊耐蚀层，总堆焊厚度5mm（与两边复 层平齐）100%PTJB/T4730-2005 I 级8校园层 次焊 接力法焊材牌 号规格mm电流(A)电压(V)烘 烤温度(保:温时问hSMAWCMA-96MB。416018023243502。523025024263502A042。412014023242002A022。41

15、2014023242002SAWUS-511N。45006003034PF-2003502表4-2 ,筒体内壁堆 焊工艺焊接过程检验要求1堆焊向检查100%MT2005 I 级JB/T4730-续表4-22清理堆焊面，预热方100c3带极堆焊过渡层一层3mm目测3mm100%UTJB/T4730-2005 I 级100%PTJB/T4730-2005 I 级4消应力热处理60020C/1h5带极堆焊耐蚀层，满足图纸要求尺寸，100%UTJB/T4730-2005 I 级100%PTJB/T4730-2005 I 级6整体焊后热处理层次焊 接力 法焊材 牌号规格mm电 流(A)电 压( V)速度

16、(cm/m in)烘 烤温 度C温时 问hSAWJSS309L60 X0.5110028JFS-300S20024.2.3 材料时应注意遵循以下原则：a.复层用焊材应考虑有10%的合金元素烧损，选择合金成分高的焊材。过渡层用焊材应考虑碳钢对不锈钢的稀释作用，合金成分应比母材高25%左右。b.焊材的含碳量应尽可能的低，有条件时可选择超低碳钢焊条。c.当压力容器产品设计计算了复合钢板复层的强度，选择焊条也要考虑焊材 强度对焊接接头的影响。d.基层焊接材料，按强度匹配即可。在焊接工艺评定的基础上，操作时应选 用小直径焊条，采用小热输入、反极性、快速多道焊接，焊条不允许做横向摆 动，这样可以避免基层金

17、属对过渡层的稀释，减少马氏体组织 的形成，防止产生裂纹。需要说明，焊接复层时严禁采用埋弧自动焊，因为它具有很大的熔深， 会使过多的基层材料熔入焊缝，焊后易产生大量的焊后冷裂纹，而且会对焊接 接头的抗腐蚀性产生影响。e.焊接材料的选择按JB/ T4709 2000钢制压力容器焊接规程的规定, 分别选择基层和复层的焊接材料。过渡层的焊接材料按异种钢的焊接进行选择.4.2.4 检验(1)基层：100%UT按JB/T4730-2005 I级；超声波针对缺陷性质如裂纹、 气孔、夹渣的分析、判别进行定性评估，并可对缺陷定位、定量评价，因此 用 于基层检测。(2)基层内表面磨平后，按 JB/T4730-20

18、05 I级；(3)过渡层及盖面层逐层：100%PT按JB/T4730-2005 I级；渗透检测适用材料广泛，是检测各种工件裸露出表面开口缺陷的有效无损检测方法，灵敏 度 高，设备简单，操作方便，因此用于过渡层焊好后及盖面层的逐层表面检测。夹套与筒体焊接方法及焊接工艺(1)夹套与筒体选择封闭件进行连接封闭件材料封闭件的材料选用与夹套相同的材料，即 16MnR低合金钢。封闭件几何尺寸确定封闭件厚度计算：封闭件厚度等于夹套厚度16mm带圆弧过渡锥形封闭件的锥角一般取45o,过渡部分圆弧半径一般为R20R40mm封闭件大小端直径的确定：确定封闭件小端内直径时，应考虑筒体卷制时出现的不圆度以及封闭件、容

19、器留有的装配间隙，其值比容器外直径大2mm3mm寸闭件大端内径与夹套筒体内径相同。焊接的接口图4-3:JAXO2图4-3 密封件末端与通体焊接（2焊接方法及规范参数双面埋弧自动焊，一侧焊后另一侧碳弧气刨后再施焊；正、反各焊一层；直流反接，H10Mn2）5, HJ431,焊接电流（750800） A,电弧电压（3438） V,焊接速度40cm/min。表4-3 , 夹套与封闭件缝焊接 工艺焊接过程检验要求1清理坡口及坡口检查100%MT JB/T4730-2005 I 级2组对、预热，预热温度200C 点焊3外口 SAW呈满外观4里口清根、打磨100%MT JB/T4730-2005 I 级5S

20、AVW 满，6立即消氢处理300350c /2h;或立即中间消应力600 20 C/2h7焊缝内外打磨平。焊缝余高00.5mm8校园100%RT JB/T4730-2005 H 级100%UT JB/T4730-2005 I 级100%MT JB/T4730-2005 I 级层次焊接方法焊材牌 号规格mm电流(A)电压(V)速度(cm/min)烘烤温度C保温时间hSMAWCMA-96MB小520023023263502SAWUS-511N3 45006003034PF-200350260图4-4密封件末端与夹套焊接接管与筒体焊接方法及焊接工艺(1)焊接示意图4-535f0Cr18Ni9M3RX

21、O2图4-5 筒体与接管焊接(2)接管与复合板筒体的焊接在筒节组对过程中采用定心器和光学准直望远镜配合，控制筒节间同轴度， 最后完成上、下两大部分环焊缝焊接、容器内件组装焊接和容器整体热处理。焊后清理低合金钢焊后，焊缝必须进行酸洗、钝化处理。酸洗的目的是去除焊缝及 热影响表面的氧化皮；钝化的目的是使酸洗的表面重新形成一层无色的致密氧化膜，起 到耐蚀作用。常用的酸洗方法有两种：酸液酸洗和酸膏酸洗。此处采用酸液酸洗中的刷 洗法。刷洗法是用刷子或抹布反复刷洗，直到呈白亮色后用清水冲净，适用 二 大型焊件。处理过程(1)预处理 将焊缝及其两侧焊渣、飞溅物清理干净，容器的机加工件表面应 用汽油或清洗剂去

22、除油渍等污物。(2)酸洗 药剂HNO 36%25%+HF0.5%8%K分数)。采用喷刷的方法，溶液 温度在2160C之间，每隔10分钟左右检查一次，直至呈现出均匀的白色酸蚀 的光洁度为止。(3)钝化 药剂HNO32%50%(：积分数)。采用喷刷的方法，溶液温度在4860，每20分钟检查一次，直至表面生成均匀的钝化膜为止。焊后热处理(1) 加热、保温温度: 防止变形的下限温度550 10 ;(2)加热速度：V1 200X 25/ 6max/ h,其中6 max为最大板厚；(3) 保温时间: 以构件钢板( 或焊缝 ) 的最大厚度计算, 按 2-2. 5 min/ mm计算保温时间;(4) 进炉温度

23、: 为减少构件在加热过程中炉温与工件之间过大的温度差, 应以低温进炉,进炉炉温0 300C ；(5)冷却速度：冷却速度V2 0 260c / h,到300c以下出炉在空气中冷却.为防 止变形 , 采用等温升温, 即使工件在300-400 温 度范围等温1 h, 使工件整体温度均匀一致, 当厚板、薄板的温度完全均匀一致后再升到保温温度.焊缝无损检测对聚酯反应器容器类重要的焊接结构、主焊缝的焊缝系数多是1，所以原则上都要做100%的无损探伤检验，以排除不允许存在的焊接超标缺陷，保证这类结构的安全运行。无损探伤方法有：磁粉探伤(MT ;渗透探伤(PT):包括着色及荧光检验；超声波检验(UT ;射线检查(RT):包括X射线、T射线和高能射线。焊缝质量等级：I级焊缝内应无