《甲烷化炉炉体封头的制作工艺16711.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《甲烷化炉炉体封头的制作工艺16711.docx（12页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、焊接结结构制造造课程程设计题目：1400053440甲烷烷化炉炉炉体制作作工艺设设计甲烷烷化炉炉炉体封头头的制作作工艺专业：班级：姓名：目 录1 封封头的制制作工艺艺31.1 16MMnR的的性能概概况31.2 封头的的制作工工艺流程程图41.3 钢板复复检41.4 钢板预预处理551.5 下料61.6 拼板焊焊缝的布布置71.7 钢板矫矫正81.8 边缘加加工81.9 拼板的的焊接882 封封头压延延模具的的设计992.1 凸模设设计参数数92.2 凹模的的设计1102.3 压边圈圈113 压压延力的的计算1114 封封头的压压延工艺艺过程1125 二二次切割割13引 言言容器是指指用于储储
2、存气体体、液体体和固体体原料、中中间产品品或成品品的设备备。根据压压力容器器安全技技术监察察规程(国家质质量技术术监督检检验检疫疫总局质质技监局局锅发(19999)1154号号)之规规定，凡凡具备下下列三个个条件的的容器统统称为压压力容器器：压力力容器是是容器的的一种，是是指最高高工作压压力p0.11MPaa,容积积v25LL，工作作介质为为气体、液液化气体体或最高高工作温温度高于于或等于于标准沸沸点液体体的容器器。压力容器器按设计计压力（P）分类可分为四个承受等级，即：低压容器（代号L）：0.1MPap1.6MPa；中压容器（代号M）：1.6MPap10MPa；高压容器（代号H）：10MPa
3、p100MPa；超高压容器（代号U）：p100MPa。从压力容容器安全全技术角角度可将将容器分分为：固固定式容容器和移移动式容容器。压压力容器器有多种种结构形形式，最最常见的的结构为为圆柱形形、球形形和锥形形三种。压力容器主要由封头、筒体、接管、管板、法兰等部分组成。 1 封封头的制制作工艺艺1.1 封头的的制作工工艺流程程图封头的制制作工艺艺流程见见图1。图2 封封头制造造工艺流流程图1.2 钢板复复检钢板检验验是为了了检验所所用的钢钢材是否否符合国国家标准准，相关关的技术术要求，质质量标准准和等级级标准，主主要检验验以下几几个方面面：钢号号、化学成成分、力学性性能、表表面和内内部缺陷陷等。
4、1.2.1 钢钢号核对对钢材入厂厂时，检检验员应应该按厂厂内的钢钢材进货货要求检检查所入入钢材是是否为本本厂要求求的同批批号钢材材，且数数量是否否足够。1.2.2 化化学成分分检验在钢板上上取样之之后，对对其进行行化学成成分的校校对检验验。检验验的主要要元素是是碳，锰锰，硫，磷磷。化学学分析试试验的操操作应符符合GBB2233的规定定（化学学成分表表见表1）。表11CCr188Ni99Ti不不锈钢板板化学成成分质量分分数） （%）CSiMnPSCrNiTi0.0770.7220.8220.02280.000817.779.6000.4661.2.3 力学学性能检检验通过做静静负荷试试验，来来检
5、验钢钢材的屈屈服强度度，抗拉拉强度，伸伸长率，断断面伸缩缩率，硬硬度，通通过动负负荷试验验来检验验钢材的的常温冲冲击（力力学性能能表见表表2）。试试样形状状、尺寸寸及试验验方法参参见GBB2644981、GGB2665181、GGB2665381的规规定。表21CCr188Ni99Ti不不锈钢板板的力学学性能bMMPasMMPa5%54119740551.2.4 缺缺陷检验验钢材的缺缺陷主要要有表面面缺陷和和内部缺缺陷两种种。（1）检检验成品品钢材的的表面缺缺陷是指指检验其其是否在在运输中中受损，出出现严重重损伤划划痕、沙沙眼、裂裂纹等，一一般为可可见的缺缺陷。（2）检检查所入入钢材的的内部缺
6、缺陷是指指检查内内部是否否存在沙沙眼、气气孔、夹夹渣、裂裂纹、麻麻点、疏疏松等缺缺陷。一一般用超超声波探探伤。1.3 钢板预预处理为了避免免钢材表表面的油油污、锈锈蚀和氧氧化皮等等影响产产品的制制造质量量，应该该在进行行材料划划线、下下料之前前进行表表面预处处理。表表面预处处理方法法可采用用喷丸和和喷漆处处理1.5 下料（1）封封头尺寸寸的计算算本次设计计采用椭椭圆形封封头。GGB1550中规规定：由由封头内内直径DDi（长长轴）、封封头曲面面深度HH和直边边高h（为为减小封封头和筒筒体的连连接应力力而设）组组成。GGB1550推荐荐：椭圆圆形封头头采用长长短轴比比值为22的标准准型。如如图2
7、所所示。封头的公公称直径径DN（以内内径作为为公称直直径） DN=114000mm。H=1/4DN=350mmm；h=440mmm。图2 椭椭圆封头头的结构构形式坯料直径径（包括括工艺余余量）：Dp=1.2111（DNN）2h=1.2211（1400018）240 =117977.2mmm D00取17998mmm。（2）直直径14400毛毛坯采用用拼焊的的方式获获得，确确定各个个环节尺尺寸后，采采用数控控切割的的方式进进行下料料加工，编编制加工工程序，不不需要划划线，直直接在钢钢板上进进行切割割，见图图2。钢板板规格为为181400090000。由由于有22个封头头，故下下料需下下双份。图3
8、 在在钢板上上的排版版（3）制制作加工工样板。在在变形加加工中用用来检查查工件弯弯曲形状状和角度度是否达达到要求求用的样样板或样样杆以及及用来检检查工件件质量。1.6 拼板焊焊缝的布布置由于直径径很大，材材料尺寸寸不够，所所以必须须采用拼拼接钢板板，然后后进行整整体冲压压。压力力容器封封头拼板板缝一般般是在平平板状态态下完成成的，焊焊接条件件比较好好，焊接接坡口采采用V形。由由于厚度度大于110mmm，封头头拼缝宜宜采用焊焊条电弧弧焊+埋弧自自动焊组组合。拼拼焊焊缝缝的位置置应满足足有关标标准的要要求，即即拼缝距距封头中中心不得得大于11/4公公称直径径，拼接接焊缝可可预先经经无损检检测合格格
9、。这可可避免在在冲压过过程中坯坯料从焊焊缝缺陷陷处撕裂裂的可能能。坯料料拼缝的的余高如如有碍成成形质量量，在成成形前应应打磨与与母材齐齐平，必必要时还还应作表表面检测测。本制作工工艺采用用181400090000规格格的1CCr188Ni99Ti钢钢板，其其拼板见见图4。图4拼板板示意图图1.7 钢板矫矫正钢板切割割后在多多辊式矫矫平机上上进行矫矫平。矫矫平时，钢钢板在矫矫平机上上下辊压压力的作作用下，经经多次反反复弯曲曲，使钢钢板得到到均匀的的拉伸，多多种原始始曲率逐逐渐趋向向单一，并并不断减减小，最最终得以以矫平。1.8 边缘加加工钢板矫正正后，二二次号料料，然后后采用数数控切割割机进行行
10、边缘加加工包括括坡口的的加工。加加工坡口口时，留留取一定定的余量量，采用用机械设设备打磨磨坡口周周围因气气割形成成的氧化化膜。边边缘加工工所用的的气割设设备和工工艺规范范与钢材材下料时时完全相相同。其其坡口尺尺寸如图图4。图4 坡坡口形式式及尺寸寸1.9 拼板的的焊接拼板装配配好后，先用焊条电弧焊点固，点固长度25mm，间隔100mm，用3.2mm的J507点固，直流反接，电流130A。点固焊后，采用埋弧焊焊接外侧，焊接材料：焊丝采用4mm的H10Mn2A;焊剂采用HJ431。直流反接，采用多层焊，第一层焊是规范要小些，以防止焊后变形。外侧焊完后，用碳弧气刨清根，之后再用埋弧焊焊接内侧。焊接参
11、数见表3。表3 焊焊接规范范参数焊接位置置焊接电压压（V）焊接电流流(A)焊接速度度（cmm/miim）正面面30-332.3500-40026-228背面30-332350-400030-332图5封封头焊缝缝的类型型如图5所所示。椭椭圆形封封头的所所有拼接接焊缝为为A类焊缝缝，受力力最大，要要求不论论是单面面焊或双双面焊，应应全部焊焊透。焊接结束束后采用用1000的射射线探伤伤。根据据GB1150-19998钢钢制压力力容器等等相关标标准进行行检验。XX射线检检验级为合合格。2 封封头压延延模具的的设计2.1 凸模设设计参数数采用热压压模具，且且以内径径为基准准的封头头，模具具设计时时应将
12、回回弹量和和收缩量量取在凸凸模上，间间隙取在在凹模上上。凸模模设计尺尺寸如图图6所示。图6 凸凸模设计计尺寸（1）凸凸模直径径DsmDsmDn（11）=14400（10.99%）=14113mmm（为封封头热压压时的收收缩率，直直径14400mmm的封封头取0.9%）（2）凸凸模曲面面部分高高度HsmHsmH（1）=3500（10.99%）=3544mm（3）凸凸模直边边高度HH0H0HH1H2H3H4=400307080=2200mm（4）凸凸模壁厚厚smsm的的选取与与压力机机的吨位位有关。压力机吨吨位4000kN时时，sm=330440mmm;压力机吨吨位15000kNN时，sm=770
13、990mmm。这里里：sm =800mm。（5）凸凸模上部部直径DD0D0DDsm33=14417mmm2.2 凹模的的设计凹模的设设计参数数如图77所示。图7 凹凹模尺寸寸（1）凹凹模直径径DxmDxmDsm22Z=141132182=14451mmm，式式中Z为凹模模间隙，热热压时，取取值为（00.10.22） 。（2）凹凹模圆角角半径RRxm经按有关关标准计计算需要要压边圈圈。因为为有压边边圈，Rxm=3=3318=54mmm（3）凹凹模直边边高度hh1h11000mm（4）凹凹模总高高度hh2000mm（5）凹凹模外径径D1D1Dxm3300=145513300=17551mmm。2.
14、3 压边圈圈（1）压压边圈内内径：DD=Dxmm70=1455170=21551mmm（2）压压边圈厚厚度： h=2000mmm3 压压延力的的计算封头冲压压时，压压延力的的计算常常采用经经验公式式进行，它它是正确确选择冲冲压设备备的依据据。封头头冲压时时的压延延力按下下式计算算：式中：F压压延力（N）；e压压边力影影响系数数，无压压边e1，有压压边时ee1.22；K封封头形状状影响系系数，碟碟形及椭椭圆形封封头K1.111.22，球形封头头K1.441.55；Dp坯料直直径17798mmm;Dxm下模模直径114511mm;坯坯料厚度度18mmm；材料料的高温温抗拉强强度5889Mpa。求得
15、F=1.221.22113.114(1799814551) 185899=167787，单单位kNN。采用压边边力，压压边力按按下式求求之：=0.2253.1140.0011179982(14551254)2 =69928，单单位N式中：F压压边力（N）；A压压边面积积（mmm2）；q单单位压边边力（MMPa）；对于钢钢q(0.0111 0.01665)，热热压取小小值，冷冷压取大大值。Dp坯料直直径（mmm）；Dxm下模模直径（mm）； Rxmm下模模圆角半半径（mmm）4 封封头的压压延工艺艺过程在封头的的冲压过过程中，板板料的变变形很大大，对于于壁厚或或冲压深深度过大大的封头头，若在在冷
16、态下下冲压，不不仅需要要较大功功率的压压力机，而而且会使使成型后后的封头头产生严严重的冷冷作硬化化，甚至至形成裂裂纹。为为保证封封头的质质量，采采用热冲冲压。对于直径径14000mmm左右的的1Crr18NNi9TTi中厚厚壁板封封头，采采用Y332系列列四柱液液压机，THP32-2000四柱式液压机进行压制，其参数见表4。采用加热后压制（热压）的方法来压制封头，压制成形后，进行二次划线，并借助于焊接回转台进行二次切割。经验收合格后待装配。表4 TTHP332-220000四柱液液压机主主要参数数序号项目单位THP332-2200001公称力kN2000002回程力kN250003顶出力kN1
17、00004液体最大大工作压压力MPa275滑块最大大行程mm200006顶出缸活活塞最大大行程mm5007最大开口口mm240008滑块速度度工作mm/ss8-188回程mm/ss1509顶出速度度顶出mm/ss35退回mm/ss7010工作台有有效尺寸寸左右mm40000前后mm3000011电动机总总功率KW196.512主机重量量Kg153000013全机重量量Kg2200000先用红外外线金面面反射炉炉对拼焊焊后的毛毛坯进行行整体加加热到9980，然后后进行冲冲压成形形加工，保保温时间间按2mmin/mm计计算。始始压温度度9500，终压温温度8000，空冷冷。然后后将毛坯坯放置在在凹
18、模上上，并对对准中心心；放下下压边圈圈，将坯坯料压紧紧到合适适程度，以以保证冲冲压时使使坯料各各处能均均匀变形形，防止止封头产产生波纹纹和起皱皱。开动动压力机机加压，使使坯料逐逐渐变形形，并落落入凹模模。最后后上提脱脱模板，使使封头与与凸模脱脱离。由由于成形形后的封封头在温温度降低低后会产产生收缩缩，加之之凸模受受热后又又稍有膨膨胀，因因而封头头被紧紧紧的裹在在凸模上上，使脱脱模困难难。为解解决这个个问题，需需严格控控制终压压温度，另另外，还还可以在在凹模的的圆周方方向穿几几只活动动销来脱脱模。DpDDn=17998mmm14000mmm=3988mm45d（445d=8100mm），为中中厚
19、壁封封头，用用普通模模具一次次压延成成型，不不需要特特殊措施施。5 二二次切割割封头成形形后，从从新号料料。确定定尺寸，去去除加工工余量并并加工坡坡口，另另外，封封头上有有很多孔孔接盘,需要在在封头的的不同位位置上开开出带有有坡口的的孔，其其坡口尺尺寸见图图8。图8 封封头与筒筒体坡口口参考文献献1 宗培言言. 焊接接结构制制造技术术与装配配M. 北北京: 机械工工业出版版社, 20006.882 夏巨椹椹.钣金金工手册册M.北京京:化学学工业出出版社,20005.3 王政. 焊接接工装夹夹具及变变位机M.北京：机械工工业出版版社，119977.4 王志斌斌. 压压力容器器结构与与制造M. 北京京:化学学工业出出版社,20008.5 贾安东东. 焊焊接结构构及生产产设计M. 天津津：天津津大学出出版社，119899.6 于永福福. 焊焊接结构构制造M. 北京京：机械械工业出出版社，119955.7钢钢制压力力容器GB150-1998M. 中国标准出版社，1998.8 江洪,张培耘耘,江帆帆.钣金金实例解解析MM.北北京:机机械工业业出版社社,200069 陈祝年年. 焊焊接设计计简明手手册MM. 北北京: 机械工工业出版版社, 20006.11.12