压力容器的设计制造介绍

压力容器设计制造工艺介绍（一）常、低压储罐的设计常、低压储罐的设计需要考虑储罐大小、高径比，固定顶还是浮顶，什么类型的浮顶，要不要氮封/阻火器，设计温度，设计压力，腐蚀裕量，高低液位确定，消防及泡沫系统的要求，仪表配置等等问题。1、储罐大小储罐量的大小由储存天数决定，无论是原料还是产品。但是有时候是船运或火车运的话，需要考虑一次性装载，比如一船原料够40天用的，原计划只存储30天的用量，那不可能让船在码头等十天，所以储存量就需要按照40天来设计。确定了存储量后就要确定相应的储罐数量和大小，这个和很多因素有关，但主要是和场地情况，布置要求，规范要求有关。其他的比如是否是现场制作，如果加工厂制作后运输到现场，那运输条件决定了不能太大。一般来说罐越大，对制作成本和减少挥发都是有利的。从功能上说考虑是否要配不合格品罐，是否考虑储罐的清洗，检修。储罐的高径比没有固定要求，更多的看布置需求，一般控制在1～1.5，高度可以选择板材的整数倍。2、储罐类型储罐按顶部结构可分为固定顶和浮顶，固定顶又有平顶，锥顶，拱顶之分；浮顶又分内浮顶和外浮顶。外浮顶是储罐顶部就是浮板，浮板会直接承受雪压，还需要设置排水管，一般用在大型油罐上；内浮顶可以认为是固定顶内加浮板，所以造价高。固定顶多用来装低饱和蒸气压的液体，石化规要求200立方以上的甲类和乙A类液体罐要用浮顶罐，大于5000方的浮顶罐不能采用易熔材质（铝材）做浮盘，小于5000方时可以用铝材，但是在浮顶和固定顶间要设置氮封，大于50000方的浮顶罐应采用双盘式浮顶。（二）常、低压容器的制造压力容器的制造工艺包括原材料的准备、划线、下料、弯曲、成形、边缘加工、装配、焊接、检验等。1、原材料的准备钢材在划线前，首先要对钢材进行预处理。钢材的预处理是指对钢板、管子和型钢等材料的净化处理、矫形和涂保护底漆。1）净化处理主要是对钢板、管子和型钢在划线、切割、焊接加工之前和钢材经过切割、坡口加工、成形、焊接之后清除其表面的锈迹、氧化皮、油污和焊渣等。2）矫形是对钢材在运输、吊装或存放过程中所产生的变形进行矫正的过程。3）涂保护漆主要是为提高钢材的耐蚀性、防止氧化、延长零部件及装备的寿命，在表面涂上一层保护涂料。2、划线划线是压力容器制造过程的第一道工序，它直接决定了零件成形后的尺寸精度和几何形状精度，对以后的组对和焊接工序有着很大的影响。在原材料或经初加工的坯料上划出下料线、加工线、各种位置线和检查线等，并打上（或写上）必要的标志、符号。划线工序通常包括对零件的展开、放样和打标记等环节。划线前应先确定坯料尺寸。坯料尺寸由零件展开尺寸和各种加工余量组成。确定零件展开尺寸的方法主要有以下几种：1)作图法：指用几何制图法将零件展开成平面图形。2)计算法：指按展开原理或压（拉）延变形前后面积不变原则推导出计算公式。3)试验法：指通过试验公式决定形状较复杂零件的坯料展开尺寸，这种方法简单、方便。4)综合法：指对过于复杂的零件，可对不同部位分别采用作图法、计算法来确定坯料展开尺寸，有时也可用试验法配合验证。制造容器的零件可分为两类：可展开零件和不可展开零件，如圆形筒体和椭圆形封头就分别属于可展开与不可展开零件。3、切割切割也称下料，是指在划过线的原材料上把需要的坯料分离下来的工序。切割方法有机械切割和热切割两种。3.1机械切割机械切割主要包括剪切、锯切、铣切和冲切等，其特点是在切割过程中机械力起主要作用。(1)剪切剪切是将剪刀压入工件中，使剪切应力超过材料的抗剪强度而达到剪断的目的。这种方法效率高、切口精度高，只要材料硬度和尺寸合适均可采用，但距切口附近2~3mm的金属有明显硬化现象。按被剪切的平面形状，可分为直线剪切和曲线剪切。1)直线剪切利用直线形长剪刃进行剪切的剪床有两种，分别为平口剪床和斜口剪床。平口剪中，两直线切削刃平行，剪切过程沿切削刃长度同时进行，故剪切力大且冲击性强，适用于剪切厚而窄的条料。斜口剪中，两直线切削刃斜交成一定角度，剪切过程沿切削刃长度逐步进行，故剪切力比平口剪在剪相同厚度的工件时要小，冲击性降低，适用于剪切薄而宽的板料。在设备制造中，剪切直线形工件多采用龙门剪床。该剪床使用方便、送料简单、剪切速度快、精度高。(2)锯切锯切属于切削加工，所用的设备有砂轮锯、圆盘锯等。锯切一般多用于管件和型材的切割。3.2氧气切割氧气切割简称气割，也称火焰切割。氧气切割属于热切割，切割时需要一个预热火焰，但只有火焰并不能实现切割，关键在于还要有高速纯氧气流。3.3等离子切割等离子是物质的一种状态，物质被全部电离成正、负离子。等离子切割是利用高温、高速等离子焰流来熔断材料以形成切口，它属于热切割中的高温熔化切断。它不受物性限制，可切割金属也可切割非金属，但主要用于切割不锈钢、铝、铜、镍及其合金。4、成形1）筒体的成形筒体是由若干筒节通过环向焊缝焊接构成，筒节是通过板材卷圆和纵向焊缝焊接而成。这筒节的卷圆原理筒节卷圆也称滚圆或卷板，是筒节的基本制造方法。滚弯原理是利用卷板机对钢板施以连续均匀的塑性弯曲以获得圆柱面。2）封头的成形封头成形的方法主要有冲压法、旋压法和爆炸成形法三种。目前常用的方法是冲压法和旋压法。5、焊接焊接是通过加热或加压，或两者兼用，使焊件达到原子间结合并形成永久接头的工艺过程。世界每年钢材消耗量的50%都有焊接工序的参与。焊接可分为三大类：熔焊、压焊和钎焊。(1)熔焊将要焊接的工件局部加热至熔化，冷凝后形成焊缝而使构件连接在一起的加工方法。包括电弧焊、气焊、电渣焊、电子束焊、激光焊等。熔焊是广泛采用的焊接方法，大多数的低碳钢、合金钢都采用熔焊方法焊接。特种熔焊还可以焊接陶瓷、玻璃等非金属。(2)压焊焊接过程中必须要施加压力，可能加热也可能不加热才能完成的焊接。其加热的主要目的是为使金属软化，靠施加压力使金属塑变，让原子接近到相互稳固吸引的距离，这一点与熔焊时的加热有本质的不同。压焊包括电阻焊、摩擦焊、超声波焊、冷压焊、爆炸焊、扩散焊、磁力焊。其特点是焊接变形小、裂纹少、易实现自动化等。(3)钎焊将熔点比母材低的钎料加热至熔化，但加热温度低于母材的熔点，用熔化的钎料填充焊缝、润湿母材并与母材相互扩散形成一体的焊接方法。钎焊分两大