第七章弯管部分教材课件.ppt

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1、第第3 3节节 管子的弯曲管子的弯曲 基本要求基本要求1.1.掌握管子弯曲时的掌握管子弯曲时的应力分析应力分析和和变形量变形量计算；计算；2.2.掌握弯管缺陷产生的主要影响因素；掌握弯管缺陷产生的主要影响因素；3.3.熟悉常用弯管的方法；熟悉常用弯管的方法；4.4.了解管件制造的技术要求和相关标准。了解管件制造的技术要求和相关标准。第三节第三节 管子的弯曲管子的弯曲 3.13.1 管子弯曲应力分析和变形量计算管子弯曲应力分析和变形量计算3.1.13.1.1应力应力和变形和变形分析（自由弯曲）分析（自由弯曲）管子外侧壁管子外侧壁管子在管子在弯矩弯矩M M作用下作用下，轴线外轴线外侧管壁侧管壁受拉

2、应力受拉应力；随着变形率的增大，拉力逐随着变形率的增大，拉力逐渐增大，管壁可能渐增大，管壁可能减薄减薄、严重严重时可产生微裂纹时可产生微裂纹；管子内侧壁管子内侧壁 严重时可使严重时可使管壁管壁失稳产生失稳产生内折皱内折皱 受压应力受压应力作用，管壁可作用，管壁可能能增厚增厚 管子横截面变形管子横截面变形 在在N Nl l与与N N2 2作用下，管子作用下，管子横截面变形横截面变形；自由弯曲时自由弯曲时，变形将近，变形将近似为椭圆形；似为椭圆形；半半圆圆槽槽内内弯弯曲曲，内内侧侧基基本本上上保保持持半半圆形圆形外侧变扁。外侧变扁。影响影响弯管缺陷产生的主要因素弯管缺陷产生的主要因素 a 相对弯曲

3、半径相对弯曲半径R/R/d dw w ，它表示弯曲程度。，它表示弯曲程度。由由：变形率：变形率 d dw w/(2R)/(2R)100100 管子外径管子外径d dw w越大，弯曲半径越大，弯曲半径R R越小，越小，内、外内、外侧的变形率越大侧的变形率越大。b 相对弯曲壁厚相对弯曲壁厚/d/dw w 表示弯曲表示弯曲横截面横截面的稳定性；的稳定性；壁厚越小，管子直径越大，壁厚越小，管子直径越大，弯曲横截面的弯曲横截面的稳定性越差，越容易失稳。稳定性越差，越容易失稳。实实际际生生产产中中控控制制管管子子弯弯曲曲变变形形率率的的主主要要方方式式是控制管子的是控制管子的弯曲半径。弯曲半径。弯弯曲曲半

4、半径径有有关关规规定定，对对一一般般受受压压10MPa的的管管子子，如如换换热热器器U U形形弯弯管管段段的的弯弯曲曲半半径径RR 2d2dw w；常用换热器的最小弯曲半径常用换热器的最小弯曲半径Rmin如下表：如下表：3.1.23.1.2 管子变形率的控制管子变形率的控制3 3.2.2弯管方法弯管方法 冷弯和热弯冷弯和热弯；有芯和无芯弯管有芯和无芯弯管；手工和机械弯管手工和机械弯管等多种方法。等多种方法。冷弯和热弯冷弯和热弯 主要考虑变形的难易程度及防止缺陷产生主要考虑变形的难易程度及防止缺陷产生，直直径径较大较大（dwdw108)108)、厚壁厚壁较较大的大的管等用热弯。管等用热弯。有芯和

5、无芯弯管有芯和无芯弯管 主要考虑弯管后的形状、尺寸及防止缺陷产生。主要考虑弯管后的形状、尺寸及防止缺陷产生。手工和机械弯管手工和机械弯管 效率，质量，能力。效率，质量，能力。3.33.3 控制缺陷的几种典型方法控制缺陷的几种典型方法 反变形法反变形法 弯管过程弯管过程 管子安装在弯管机中，并用管子安装在弯管机中，并用夹头夹头加紧。随着主动加紧。随着主动扇形轮的旋转，在扇形轮的旋转，在扇形轮槽内扇形轮槽内弯管。弯管。注意注意：压紧辊压紧辊具有具有反变形槽反变形槽，在弯管前，在弯管前使管子先产生一个使管子先产生一个预预变形变形（弯曲弯曲实际实际变形变形方向相反方向相反）。）。主动扇形主动扇形轮（模

6、）轮（模）压紧辊压紧辊导向辊导向辊夹头夹头e e在在0 012mm12mm间调整。间调整。管子管子反变形轮槽结构反变形轮槽结构扇形轮扇形轮槽宽槽宽Bdw安装间隙安装间隙 12mm反变形槽的设计反变形槽的设计 有芯弯管法有芯弯管法 适适用于用于:直径较大的管子弯曲。直径较大的管子弯曲。特点特点管子随管子随扇扇形轮形轮转动转动弯曲弯曲芯棒芯棒固定固定夹头夹头导向辊导向辊 圆柱式芯棒圆柱式芯棒 特点特点：形状简单，应用广泛。：形状简单，应用广泛。芯棒直径芯棒直径:取取d=(90d=(90)dndn;通常通常比管内径小比管内径小0.50.51.5mm1.5mm；长度长度:L=(3L=(35)d5)d芯

7、棒伸入弯管区的芯棒伸入弯管区的距离距离e e管子弯管子弯曲点曲点热弯的加热及热弯的特点热弯的加热及热弯的特点加热温度加热温度碳钢碳钢 95095010001000低合金钢低合金钢 1050105018188 8型不锈钢型不锈钢1100110012001200加热方法加热方法中频加热中频加热 3.4 管件制造的技术要求管件制造的技术要求 以换热管设计、制造为例。以换热管设计、制造为例。换热管的拼接换热管的拼接须符合下列要求。须符合下列要求。同同一一根根换换热热管管，对对接接焊焊缝缝数数量量不不得得超超过过下下列规定：直管列规定：直管一条一条或或U U形管形管两条两条。最短管长不得小于最短管长不得

8、小于300mm300mm。UU形形管管段段(包包括括至至少少50mm50mm直直管管段段)的的范范围围内内不不得有拼接焊缝。得有拼接焊缝。对对口口错错边边量量应应不不超超过过管管子子壁壁厚厚的的15%15%，且且不不大于大于0.5mm0.5mm。对对接接后后，焊焊接接接接头头进进行行通通球球检检查查，以以钢钢球球通过为合格。通过为合格。通球直径通球直径选取（选取（mmmm）换热管外径换热管外径dwdw dw25 25 dw25 25dw40 dw40 dwdw4040钢球直径钢球直径 0.75dn 0.8dn 0.85dn0.75dn 0.8dn 0.85dn 对接焊接接头应作对接焊接接头应作

9、焊接工艺评定焊接工艺评定。对接焊接接头应进行对接焊接接头应进行射线检测射线检测 抽抽查查数数量量应应不不少少于于接接头头总总数数的的10%10%，且且不不少少于一条于一条，以以GB3323GB3323一一8787的的级为合格。级为合格。如如有有一一条条不不合合格格时时，应应加加倍倍抽抽查查；再再出出现现不不合格时合格时，应应100%100%检查。检查。对接后的换热管对接后的换热管，应逐根做液压试验应逐根做液压试验，试验压试验压力为设计压力的两倍。力为设计压力的两倍。壳体制造技术要求壳体制造技术要求 GB151-89GB151-89钢钢制制管管壳壳式式换换热热器器中中，对对圆圆筒筒壳体制造的有关

10、技术要求如下：壳体制造的有关技术要求如下：用用板板材材卷卷制制时时，内内径径允允许许偏偏差差可可通通过过外外圆圆周长加以控制。周长加以控制。外圆周长允许上偏差为外圆周长允许上偏差为10mm10mm，下偏差为零。下偏差为零。3.53.5 壳体制造要求与管子管板的连接壳体制造要求与管子管板的连接 断面圆度要求断面圆度要求 圆圆筒筒同同一一断断面面上上，最最大大直直径径与与最最小小直直径径之之差差e e1200mm1200mm时时，其值不大于其值不大于7mm7mm。圆筒直线度允许偏差圆筒直线度允许偏差：为为圆圆筒筒总总长长L/1000L/1000；且且L6000mmL6000mm时时，其其值值不大于

11、不大于4.5mm4.5mm；L L6000mm6000mm时时，其值不大于其值不大于8mm8mm。管子与管板连接管子与管板连接 连接方式有：连接方式有：胀接胀接、焊接焊接和和胀焊胀焊连接。连接。胀接过程：胀接过程：胀管器插入到需要胀接的胀管器插入到需要胀接的管口内管口内；加机械力或液压力加机械力或液压力，使，使管端管端胀大产生胀大产生塑性变形塑性变形，管板孔管板孔产生产生弹性变形弹性变形；退出胀管器，管板孔退出胀管器，管板孔弹性变形恢复弹性变形恢复，使管子与管使管子与管板孔板孔接触表面接触表面上产生很大的上产生很大的挤压力并紧密结合挤压力并紧密结合；达到了密封又能抗拉脱力。达到了密封又能抗拉脱

12、力。前胀后，管子直径前胀后，管子直径增大，管板孔直径增大。增大，管板孔直径增大。胀接前管板胀接前管板胀接前管子胀接前管子胀管率胀管率 就就是是管管子子、管管板板的的变变形形率率；就就要要控控制制合合理理的的胀管率，保证胀接质量。胀管率，保证胀接质量。胀管率的计算胀管率的计算 推荐两种计算方法：推荐两种计算方法：管子内径增大率管子内径增大率K K；管子壁厚减薄率管子壁厚减薄率W W。计算胀管率需要测量的数据计算胀管率需要测量的数据测量测量管板孔径管板孔径D D测量胀接前管测量胀接前管子外径子外径dw测量胀接前管测量胀接前管子内径子内径d1测量胀接后的测量胀接后的管子内径管子内径 d2计算胀管率的

13、公式计算胀管率的公式管子内径增大率管子内径增大率 K=(dK=(d2 2d dl l)(D(Dd dw w)D D 100%100%管子壁厚管子壁厚减薄率减薄率 W=(dW=(d2 2d dl l)(D(Dd dw w)2 2 100%100%胀管率的合理值胀管率的合理值 它与胀接接头的它与胀接接头的形式形式、管子的管子的规格规格及及材质材质、管板尺寸管板尺寸、材质材质等有关等有关，不宜做不宜做统一统一要求。要求。例如：例如：20钢，钢，252.5mm钢管胀接钢管胀接 取取内径增大率内径增大率 K=0.8%1.6%,相当于相当于壁厚减薄率壁厚减薄率W=4%8%。若管子直径大、管壁薄若管子直径大

14、、管壁薄，胀管率胀管率取小值取小值;管子直径小管子直径小,管壁厚，管壁厚，胀管率胀管率取大值。取大值。过胀过胀 a 胀管率过大胀管率过大,它可能使管子壁厚减薄量过大，硬它可能使管子壁厚减薄量过大，硬化现象严重，甚至产生裂纹；化现象严重，甚至产生裂纹；b 还可能使还可能使管板管板产生塑性变形，使产生塑性变形，使胀接胀接强度下降。强度下降。c 过胀后很难修复。过胀后很难修复。欠胀欠胀 胀管率过小胀管率过小,不能保证必要的连接强度和密封性。不能保证必要的连接强度和密封性。直径直径不大、管壁不大、管壁厚度不大厚度不大的管子的管子；管管板板材材料料的的力力学学性性能能(如如硬硬度度)应应比比管管子子材材

15、料料的的高高，当当管管子子产产生生塑塑性性变变形形时时，管管板板仍仍处处于于弹弹性性变变形形阶阶段段，以以保保证证胀胀接接的强度的强度；故相同材料不宜胀接故相同材料不宜胀接。胀胀接接后后管管子子与与管管板板孔孔的的间间隙隙比比焊焊接接的的小小，提高管端的耐腐蚀性提高管端的耐腐蚀性；胀接的强度和密封性不如焊接胀接的强度和密封性不如焊接；胀胀接接不不适适合合管管程程和和壳壳程程温温差差较较大大的的场场合合，胀接强度下降胀接强度下降；胀接表面要求清洁胀接表面要求清洁，管板孔表面粗糙管板孔表面粗糙度值不大于度值不大于12.5m12.5m。端部端部坡口坡口端部端部坡口坡口开槽开槽位置位置管端伸管端伸出长

16、度出长度端部端部坡口坡口端部端部坡口坡口两槽位两槽位置置管端伸管端伸出长度出长度局部未局部未胀接胀接端部端部坡口坡口端部端部坡口坡口两槽位两槽位置置管端伸管端伸出长度出长度局部贴局部贴胀接胀接主要特点主要特点 对对不不能能胀胀接接的的管管子子与与管管板板，可可以以采采用用焊焊接接连连接接；如如管管子子与与管管板板材材料料相相同同、小小直直径径厚厚壁壁管管、大直径管及管程和壳程介质温差较大的场合等大直径管及管程和壳程介质温差较大的场合等，焊接的强度较高、密封性好焊接的强度较高、密封性好；管管子子与与管管板板连连接接采采用用的的自自动动脉脉冲冲钨钨极极氩氩弧弧焊、效率高、质量好焊、效率高、质量好；

17、但但焊接连接的管子与管板孔的间隙较大焊接连接的管子与管板孔的间隙较大，容易产生间隙腐蚀。容易产生间隙腐蚀。应用比较广泛。应用比较广泛。强度低强度低强度高强度高减小焊接减小焊接应力应力 适宜于高温、高压下工作的换热器适宜于高温、高压下工作的换热器。胀焊工艺：胀焊工艺：先焊后胀先焊后胀，应用较广泛应用较广泛，要防要防后胀出现裂纹后胀出现裂纹；先胀后焊先胀后焊，间隙小间隙小。胀焊连接同时具备了胀接和焊接的优点。胀焊连接同时具备了胀接和焊接的优点。第六节第六节 高压容器制造高压容器制造高高压压容容器器制制造造及及结结构构型型式式单层结构型式单层结构型式多层结构型式多层结构型式以单层卷焊式为主以单层卷焊

18、式为主以单层卷焊式为主以单层卷焊式为主热套式热套式热套式热套式扁平钢带倾角错绕式扁平钢带倾角错绕式扁平钢带倾角错绕式扁平钢带倾角错绕式层板包扎式层板包扎式层板包扎式层板包扎式单层容器和多层容器制造工艺比较单层容器和多层容器制造工艺比较单层容器和多层容器制造工艺比较单层容器和多层容器制造工艺比较单层容器制造工艺过程简单、生产效率较高。单层容器制造工艺过程简单、生产效率较高。多层容器工艺过程较复杂多层容器工艺过程较复杂,工序较多工序较多,生产周期长。生产周期长。单层容器使用钢板相对较厚单层容器使用钢板相对较厚,而厚钢板的轧制比较困而厚钢板的轧制比较困难难,抗脆裂性能比薄板差抗脆裂性能比薄板差,质量

19、不易保证质量不易保证,价格昂贵。价格昂贵。多层容器所用钢板相对较薄多层容器所用钢板相对较薄,质量均匀易保证质量均匀易保证,抗脆裂抗脆裂性好。性好。多层容器的多层容器的安全性高安全性高 即使个别层板存在缺陷即使个别层板存在缺陷,也不容易延展至也不容易延展至其他层板，不会产生瞬时的脆性破坏其他层板，不会产生瞬时的脆性破坏,。另外另外,多层容器钻有多层容器钻有透气孔透气孔,可以排出层间可以排出层间气体气体,若若内筒发生腐蚀破坏内筒发生腐蚀破坏,介质由透气孔介质由透气孔泄出泄出易于发现易于发现。由于由于层间间隙层间间隙,导热性导热性小得多小得多,高温工作高温工作时热应力大。时热应力大。层板间隙层板间隙

20、的存在的存在,环焊缝环焊缝处必然存在缺处必然存在缺口的应力集中口的应力集中 为提高厚壁筒的承载能力为提高厚壁筒的承载能力,在内壁面产生预压在内壁面产生预压缩应力缩应力,达到均化应力沿壁厚分布的目的。达到均化应力沿壁厚分布的目的。多层也采用内层预紧，改善受力。多层也采用内层预紧，改善受力。没有深的纵焊缝没有深的纵焊缝,但它的但它的深环焊缝深环焊缝难于进行难于进行热处理。热处理。单层厚壁容器在内压作用下单层厚壁容器在内压作用下,筒体沿壁厚方筒体沿壁厚方向的应力分布很不均匀向的应力分布很不均匀,筒体筒体内壁面应力大内壁面应力大、外壁面应力小外壁面应力小,随着简体外直径和内直径之比随着简体外直径和内直

21、径之比的增大的增大,这种不均匀性更为突出。这种不均匀性更为突出。分段热套合分段热套合 利用热套法套合成几段利用热套法套合成几段多层筒节多层筒节、再焊环缝、再焊环缝制成整体容器。制成整体容器。这种方法技术成熟这种方法技术成熟,应用较广泛。应用较广泛。1 1、有两种热套形式有两种热套形式 段热套合段热套合 、整体热套合。整体热套合。下料下料筒节各层筒节各层板成型板成型筒节各层板筒节各层板焊接并加工焊接并加工三层分段热套合容器三层分段热套合容器(氨合成塔）氨合成塔）工艺过程如下：工艺过程如下：热套。热套。外层加热，外层加热，把内层套入把内层套入再热套再热套筒节成形并筒节成形并加工环坡口加工环坡口筒节

22、间筒节间焊接焊接筒体与封筒体与封头焊接头焊接 整体热套合整体热套合整体热套合整体热套合 如图是双层箍式容器。如图是双层箍式容器。如图是双层箍式容器。如图是双层箍式容器。然后然后分段分段热套热套外筒外筒先焊好先焊好内内筒筒全长全长顶塞顶塞底塞底塞 外筒之间外筒之间(轴向轴向)不焊接，容器轴向不焊接，容器轴向力完全由内筒承受。力完全由内筒承受。整体套合不方便整体套合不方便 层数增多层数增多,可以减薄各层圆筒的厚度可以减薄各层圆筒的厚度,提高提高抗脆性断裂能力；抗脆性断裂能力；但会影响筒壁的传热但会影响筒壁的传热,增加制造的复杂性增加制造的复杂性,费用高；费用高；以以3 3层较普遍，层数一般不超过层

23、较普遍，层数一般不超过5 5层层,通常各通常各层厚度相同更为方便。层厚度相同更为方便。对对腐蚀性介质腐蚀性介质，内筒采用，内筒采用耐腐蚀耐腐蚀的材料。的材料。2 2、热套层数要求热套层数要求 过盈量取套合直径的过盈量取套合直径的0.1%0.1%0.2%0.2%。4 4、每个套合圆筒上，必须、每个套合圆筒上，必须钻泄放孔钻泄放孔。3 3、过盈量的选择过盈量的选择1 1、制造工艺、制造工艺(1)(1)制造内筒制造内筒 板厚为板厚为121225mm25mm，若有防腐要求，可选用，若有防腐要求，可选用不锈钢板或钛板；不锈钢板或钛板；制造工艺大致同单层容器，但要加工焊缝制造工艺大致同单层容器，但要加工焊

24、缝表面。表面。层板加工层板加工 预先将层板弯卷成瓦片状预先将层板弯卷成瓦片状,层板厚层板厚6 612mm,12mm,国外层板已选国外层板已选121220mm 20mm。将将预弯预弯的瓦片状层板，放在内筒上的瓦片状层板，放在内筒上，用，用钢丝绳拉紧、点固并焊接纵钢丝绳拉紧、点固并焊接纵缝。缝。(注意注意纵缝位置纵缝位置要预先安排好，不能重叠或太要预先安排好，不能重叠或太近近)修磨焊缝，准备下层的包扎。修磨焊缝，准备下层的包扎。每层层板包扎后需要进行松动面积检查。每层层板包扎后需要进行松动面积检查。GB150GB150中规定，对内径不大于中规定，对内径不大于100Omm100Omm的容器的容器,每

25、每一松动部位一松动部位：沿沿环向长度环向长度不得超过不得超过DnDn的的30%30%；沿沿轴向长度轴向长度不得超过不得超过600mm;600mm;对于内径大于对于内径大于100Omm100Omm的容器的容器,每每一松动的部位一松动的部位：沿沿环向长度环向长度不得超过不得超过300mm300mm；沿沿轴向长度轴向长度不得超过不得超过600mm600mm。每个多层筒节上必须钻泄放孔。每个多层筒节上必须钻泄放孔。多层包扎式尿素合成塔筒多层包扎式尿素合成塔筒体制造工艺介绍体制造工艺介绍 目前我国制造的尿素合成塔规格十分繁目前我国制造的尿素合成塔规格十分繁多，有多，有800mm800mm、1000mm1

26、000mm、1250mm1250mm、1400mm1400mm、1500mm1500mm、1600mm1600mm、1800mm1800mm、2100mm2100mm、2200mm2200mm、2650mm2650mm、2800mm2800mm等，等，适用于年产适用于年产4 4万吨、万吨、8 8万吨、万吨、1111万吨、万吨、1212万吨、万吨、1616万吨、万吨、2121万吨和万吨和5252万吨的尿素生产装置。万吨的尿素生产装置。尿素合成塔的操作压力根据不同的工艺也尿素合成塔的操作压力根据不同的工艺也不尽相同，主要有不尽相同，主要有21MPa21MPa和和16MPa16MPa两种系列，操两种

27、系列，操作温度均小于作温度均小于200200。由于尿素合成塔是一种典型的由于尿素合成塔是一种典型的耐压耐压、耐较高温耐较高温度度和和耐强烈腐蚀耐强烈腐蚀的反应器；的反应器；制造质量的优劣直接影响到正常运行，甚至影制造质量的优劣直接影响到正常运行，甚至影响到整个尿素生产装置的安全可靠性。响到整个尿素生产装置的安全可靠性。制造厂制造厂必须严格必须严格按国家按国家标准标准和相应的工程标准和相应的工程标准进行设计、选材、制造和验收，制造竣工后进行进行设计、选材、制造和验收，制造竣工后进行认真的质量评议，得到行业专家的认可后才能出认真的质量评议，得到行业专家的认可后才能出厂交付使用。厂交付使用。高压筒体

28、高压筒体 承受着高压、高温和强腐蚀介质的作用。承受着高压、高温和强腐蚀介质的作用。n其组合形式主要有以下几种类其组合形式主要有以下几种类n单层外壳、单层外壳、复合板复合板不锈钢衬里层不锈钢衬里层;n热套多层壳体，热套多层壳体，热套热套内层不锈钢衬里层内层不锈钢衬里层;n多层多层包扎焊接壳体，多层多层包扎焊接壳体，包扎包扎不锈钢内层不锈钢内层;n外层多层包扎焊接壳体，内筒外层多层包扎焊接壳体，内筒热套热套不锈钢衬里。不锈钢衬里。经过多年的实践和比较，目前用得最多的，经过多年的实践和比较，目前用得最多的，最可靠的结构形式有：最可靠的结构形式有：以不锈钢作为内筒，外层直接包扎焊接多以不锈钢作为内筒，

29、外层直接包扎焊接多层层板。层层板。以南京化工机械厂以南京化工机械厂尿素合成塔尿素合成塔制造工艺为制造工艺为例（公称直径例（公称直径15001850mm)15001850mm)，简介其筒体的制，简介其筒体的制造。造。在制造上，具有许多优点：在制造上，具有许多优点：不需要不需要大型复杂机械大型复杂机械 国内许多压力容器生产厂家都可以制造；国内许多压力容器生产厂家都可以制造；层板逐层焊接层板逐层焊接 各层各层纵焊缝纵焊缝不重合，相互不影响；不重合，相互不影响；逐层纵缝在圆周上均匀分布逐层纵缝在圆周上均匀分布 收缩应力均匀，筒体圆周几何度均匀。收缩应力均匀，筒体圆周几何度均匀。衬里受紧压衬里受紧压 内

30、筒工作应力内筒工作应力大大降低，甚至为压大大降低，甚至为压应力，应力，应力腐蚀应力腐蚀的可能性降低；的可能性降低；衬里焊缝在衬里焊缝在塔外焊接塔外焊接 便于进行便于进行RTRT检测检测和和PTPT检测检测，有缺，有缺陷时陷时返修方便返修方便，可充分保证，可充分保证主焊缝的质主焊缝的质量量。设置一设置一层过渡层层过渡层(盲板盲板)盲层板盲层板的纵焊缝的纵焊缝间断焊、不焊透；间断焊、不焊透；盲层板盲层板的内壁也开出纵横交错的的内壁也开出纵横交错的沟槽沟槽，作，作为检漏通道。为检漏通道。在强度计算时，衬里层、盲层板均不计入。在强度计算时，衬里层、盲层板均不计入。层板不接触介质，因此主要考虑强度方面。

31、层板不接触介质，因此主要考虑强度方面。内筒制造内筒制造内筒材料：耐腐蚀，选用厚度为内筒材料：耐腐蚀，选用厚度为810mm的的316L不锈钢。不锈钢。内筒的制造工艺过程是内筒的制造工艺过程是:材料复验、准备、下料（材料复验、准备、下料（详细详细）等离子弧切割下料等离子弧切割下料按内筒中径展开计算，加焊按内筒中径展开计算，加焊后收缩量等；下料时必须严格控制后收缩量等；下料时必须严格控制板材对角线之差板材对角线之差1mm；刨边刨边刨出内筒纵焊缝坡口；刨出内筒纵焊缝坡口；卷圆卷圆冷卷成形；冷卷成形；必须在专用的卷板机上进行。必须在专用的卷板机上进行。避免卷制过程中压出麻点、划伤以及铁离子污染。避免卷制

32、过程中压出麻点、划伤以及铁离子污染。组对焊接组对焊接 应控制对口错边量应控制对口错边量 1.5 mm，并严格按焊接工艺施焊；，并严格按焊接工艺施焊；探伤探伤 焊缝焊缝100%RT检验，按检验，按JB4730-1994中的中的I级要求；级要求；热处理热处理:作消除焊接应力热处理；作消除焊接应力热处理；焊缝内外表面磨平，并校圆；焊缝内外表面磨平，并校圆；尺寸检查尺寸检查 检验员测量内筒周长（两端及中间部分共检验员测量内筒周长（两端及中间部分共3处），处），换算成直径，记录于表中，作为换算成直径，记录于表中，作为盲板层盲板层下料的依据；下料的依据；探伤探伤 纵缝作纵缝作UT复探和复探和PT检验，按检

33、验，按JB4730-1994中的中的I级要求；级要求；大车大车 筒节两端加工平，并以一端作为基准端，作好筒节两端加工平，并以一端作为基准端，作好标记；标记；划线划线 划内筒检漏孔线，并将检漏孔中心线延长到内划内筒检漏孔线，并将检漏孔中心线延长到内筒端面，作出筒端面，作出标记标记，以备层板包扎用；，以备层板包扎用；待热套。待热套。制造过程注意事项制造过程注意事项:卷圆、矫圆内筒时必须在专用的卷板机上进行。卷圆、矫圆内筒时必须在专用的卷板机上进行。避免卷制过程中压出麻点、划伤以及铁离子污染。避免卷制过程中压出麻点、划伤以及铁离子污染。制造场地和环境清洁制造场地和环境清洁 避免铁素体污染和磕碰划伤，

34、否则会影响不锈钢的耐避免铁素体污染和磕碰划伤，否则会影响不锈钢的耐蚀性能。蚀性能。打磨打磨用含有用含有橡胶氧化铝橡胶氧化铝的砂轮，打磨时间不应太长，避的砂轮，打磨时间不应太长，避免造成回火色。免造成回火色。不能用普通的粉笔当做记号笔在不锈钢上乱写乱画。标不能用普通的粉笔当做记号笔在不锈钢上乱写乱画。标记移植用的记号笔应采用不含氧离子、记移植用的记号笔应采用不含氧离子、硫化物硫化物的颜料。的颜料。盲层板制造盲层板制造 盲层板主要是盲层板主要是保护内筒保护内筒，只要求可焊性，采用，只要求可焊性，采用Q235。厚度。厚度68mm 结构特点结构特点 在盲层板内壁要加工出纵向和环向榴若干条。的在盲层板内

35、壁要加工出纵向和环向榴若干条。的深为深为2.5mm，宽，宽6mm。盲层板是在平板状态时开槽，要在专用的工装上盲层板是在平板状态时开槽，要在专用的工装上进行。进行。纵向槽深度应适当控制。过深了、在育层板卷制纵向槽深度应适当控制。过深了、在育层板卷制成圆后会有棱角出现，不利于将来的层板包扎。成圆后会有棱角出现，不利于将来的层板包扎。盲板筒体盲板筒体卷制卷制盲板层纵缝焊接焊接过程焊接过程检验要求检验要求1 1清理堆焊坡口清理堆焊坡口2 2加垫板，组对、点焊加垫板，组对、点焊3 3焊条电弧焊堆焊。筒节端面焊条电弧焊堆焊。筒节端面150mm150mm内内必须焊满必须焊满外观外观4 4（1 1）焊接时防止

36、烧穿。）焊接时防止烧穿。（2 2）间断焊接，间隔）间断焊接，间隔100mm100mm，焊，焊150mm150mm（3 3）严禁在内筒上引弧和收弧。）严禁在内筒上引弧和收弧。（4 4）外口焊缝加强高打磨光滑，平）外口焊缝加强高打磨光滑，平滑过渡滑过渡层层次次焊接焊接方法方法焊材牌焊材牌号号规格规格电流电流(A)(A)电压电压(V)(V)速度速度(cm/mi(cm/min)n)烘烤烘烤温度温度保保温温时时间间2 2手工手工J427J4273.23.2100100130130222224241 12 23503502 2注注:预热温度预热温度:100;:100;层间温度层间温度150150。盲板层纵

37、缝焊接表4-4 盲板层纵缝焊接工序 盲板与不锈钢内筒的热套工艺：1盲板盲板筒体筒体加热加热 盲板筒立起来后装入炉内，加热盲板筒立起来后装入炉内，加热到到350350400400，保温，保温2020分钟（内径增分钟（内径增加加101014mm14mm）注意：注意：在套合在套合操作前需进操作前需进行喷砂或喷行喷砂或喷丸处理，清丸处理，清除油污及影除油污及影响层间贴合响层间贴合的杂物。的杂物。套合操套合操作应靠筒身作应靠筒身自重自由套自重自由套入，不允许入，不允许强力压入。强力压入。2套合套合内筒内筒 将加热好的盲板层放在专用的底将加热好的盲板层放在专用的底座上，将装好内撑胎的内筒吊入盲板座上，将装

38、好内撑胎的内筒吊入盲板层进行套合。层进行套合。套合时动作要快，中途不允许停套合时动作要快，中途不允许停留留3套合套合质量质量检查检查 筒体冷却后，用木槌敲衬里表面筒体冷却后，用木槌敲衬里表面检查检查其贴合间隙。单个不贴合其贴合间隙。单个不贴合长度应长度应小于小于300mm300mm，面积小于面积小于250mm250mm,总的不贴总的不贴合面积小于内筒总表面积的合面积小于内筒总表面积的1010为合为合格格。且用且用0.5mm0.5mm的塞尺检查筒体两端的的塞尺检查筒体两端的间隙，间隙，插入深度应插入深度应35mm35mm；环向长度不；环向长度不得超过该圆周的得超过该圆周的1010为合格为合格。层

39、板的制造 材料16MnR，厚度812mm；层板筒体层板筒体瓦片（瓦片（23片）焊接而成。片）焊接而成。层板可分为层板可分为两等分两等分，三等分三等分，四等分四等分。其。其中两等分的模具设计稍显麻烦，冲压性能差；四中两等分的模具设计稍显麻烦，冲压性能差；四等分会导致焊缝增多，增加工作量。所以，采用等分会导致焊缝增多，增加工作量。所以，采用三等分比较合适。三等分比较合适。包扎层瓦片包扎层瓦片冲压制作冲压制作层板制造工艺过程1 1下料下料 根据上层内筒根据上层内筒实际外径实际外径计算下料尺寸；计算下料尺寸；并考虑其他因素；并考虑其他因素；层板按三等分下料；层板按三等分下料；并在每层板上编号并在每层板

40、上编号做标记。做标记。2 2校平校平 为保证包扎质量，每层层板须校平，并为保证包扎质量，每层层板须校平，并用用300mm300mm的平尺检查不平度，最大的间隙应的平尺检查不平度，最大的间隙应小于小于0.3mm0.3mm3 3 喷砂喷砂清理板内外表面清理板内外表面4 4 冲压冲压见冲压页见冲压页5 5钻孔钻孔为防止钻孔时钻伤内筒表面，第一二层板为防止钻孔时钻伤内筒表面，第一二层板是上的是上的 8mm8mm的透气孔必须在包扎前钻完。的透气孔必须在包扎前钻完。6 6层板纵焊缝层板纵焊缝坡口加工坡口加工用自动切割机切割坡口用自动切割机切割坡口7 7 待包扎待包扎包扎工艺1 将内筒置于将内筒置于包扎包扎

41、机上，两端各装一个机上，两端各装一个包扎内撑胎包扎内撑胎，以防止变形；以防止变形；2 找好找好内筒内筒与与待包扎层板待包扎层板上的上的检漏孔检漏孔标记标记和和基准端基准端，先将带有检漏孔的层板包扎在内筒上，保证检漏孔对中，先将带有检漏孔的层板包扎在内筒上，保证检漏孔对中，然后将层板两端与内筒固定，再包扎上不带检漏孔的板；然后将层板两端与内筒固定，再包扎上不带检漏孔的板；3 启动包扎机，将层板拉紧，点固、焊纵缝；启动包扎机，将层板拉紧，点固、焊纵缝；4 将焊缝打磨平整，用外圆弧样板和平尺检查。并作层将焊缝打磨平整，用外圆弧样板和平尺检查。并作层板松动面积检查；板松动面积检查；5 每包扎完每包扎完

42、4层后钻出检漏孔塞焊处，每次钻时，要根层后钻出检漏孔塞焊处，每次钻时，要根据层板的实际深度确定钻孔深度，并塞焊检漏孔，塞焊据层板的实际深度确定钻孔深度，并塞焊检漏孔，塞焊处要做着色检验。待筒节包扎完后，钻出检漏孔和透气处要做着色检验。待筒节包扎完后，钻出检漏孔和透气孔，并做孔，并做0.1MPa空气试验，保证检漏孔与透气孔不串气。空气试验，保证检漏孔与透气孔不串气。焊缝位置的设计焊缝位置的设计 多层包扎筒体能够有效防止单壁容器中，多层包扎筒体能够有效防止单壁容器中，焊缝裂纹缺陷扩展到整个筒壁的情况，但是如焊缝裂纹缺陷扩展到整个筒壁的情况，但是如果焊缝相错角度设计不合理，同样会影响其强果焊缝相错角

43、度设计不合理，同样会影响其强度。度。最佳的焊缝相错角度时通过计算得来的。最佳的焊缝相错角度时通过计算得来的。计算得：当计算得：当n=9时，焊缝相错角度时，焊缝相错角度48最后一层HB焊接过程焊接过程检验要求检验要求1 1清理坡口清理坡口2 2组对、点焊组对、点焊3 3埋弧自动焊焊缝埋弧自动焊焊缝逐层逐层100%PT(JB/T 100%PT(JB/T 4730-2005 I4730-2005 I级级)4 4焊缝表面磨平焊缝表面磨平每层层板焊缝每层层板焊缝100%MT(JB/T 100%MT(JB/T 4730-2005 I4730-2005 I级级)注：（注：（1 1）每条纵缝必须焊）每条纵缝必

44、须焊两层；两层；(2)(2)每条纵缝焊完后必每条纵缝焊完后必须打磨平整。须打磨平整。层板纵缝焊接层板纵缝焊接检漏系统检漏系统筒体组对环缝焊接筒体组对环缝焊接 注注:预热温度预热温度:100;层间温度层间温度150;保护气体种类保护气体种类Ar(99.99%);端面封焊端面封焊焊接过程焊接过程检验要求检验要求1 1 清理堆焊坡口清理堆焊坡口100%MT(JB/T 100%MT(JB/T 4730-2005 I4730-2005 I级级)2 2氩弧焊氩弧焊 (1)(1)25/22/2LMn25/22/2LMn外观外观PT (JB/T PT (JB/T 4730-2005 I4730-2005 I级

45、级)3 3 氩弧焊氩弧焊 （2)H10MnSi2)H10MnSi外观外观PT (JB/T PT (JB/T 4730-2005 I4730-2005 I级级)4 4 预热预热1001005 5 焊条电弧焊（焊条电弧焊（3 3）外观外观PT (JB/T PT (JB/T 4730-2005 I4730-2005 I级级)焊接过程焊接过程检验要求检验要求1 1加工清理检测坡口两侧面加工清理检测坡口两侧面100%MT(JB/T 4730-2005 I100%MT(JB/T 4730-2005 I级级)2 2组对、点焊组对、点焊,预热预热1001003 3氩弧焊打底氩弧焊打底(1)(1)4 4焊条电弧

46、焊外口焊条电弧焊外口(2)(2)至至2020100%RT(JB/T 4730-2005 II100%RT(JB/T 4730-2005 II级级)5 5埋弧自动焊埋弧自动焊(3)(3)至至7070100%RT(JB/T 4730-2005 II100%RT(JB/T 4730-2005 II级级)6 6焊条电弧焊里口焊条电弧焊里口(4)(4)焊满焊满逐层逐层PT (JB/T 4730-2005 IPT (JB/T 4730-2005 I级级)100%RT(JB/T 4730-2005 II100%RT(JB/T 4730-2005 II级级)PT0.6%(PT0.6%(每一根焊条测一点每一根焊

47、条测一点)7 7外口埋弧自动焊焊满外口埋弧自动焊焊满(5)(5)100%RT(JB/T 4730-2005 II100%RT(JB/T 4730-2005 II级级)100%MT+20%UT(JB/T 4730-2005 I100%MT+20%UT(JB/T 4730-2005 I级级)8 8水压试验水压试验100%MT(JB/T 4730-2005 I100%MT(JB/T 4730-2005 I级级)外口外口100%PT(JB/T 4730-2005 I100%PT(JB/T 4730-2005 I级级)里口里口环缝焊接环缝焊接材料的选择（下封头）材料的选择（下封头）19Mn6钢是德国钢种

48、，与钢是德国钢种，与16MnR钢属于同一类碳钢属于同一类碳锰钢，其含碳量高于锰钢，其含碳量高于16MnR，故焊接性略差于，故焊接性略差于16MnR。19Mn6化学成分化学成分材料牌 号 化 学 成 分 CSiMnPSAlt19Mn60.150.220.300.601.001.600.0300.0250.02019Mn6 正火温度正火温度 890950 消应力退火温度消应力退火温度 520580 封头的展开计算封头的展开计算 封头内径封头内径Dg=1866mm =89mm。中性层直径中性层直径Dm=Dg+=1955mm 利用等面积法计算：利用等面积法计算：Da=2765mm加工余量计算加工余量计

49、算 边缘加工余量，加工厚度大于边缘加工余量，加工厚度大于25mm时，边缘加工余量为时，边缘加工余量为5mm；焊接变形量，取；焊接变形量，取3mm；修边余量取；修边余量取12mm；钢板氧气切割加工余量为钢板氧气切割加工余量为10mm；焊缝坡口间隙，取焊缝坡口间隙，取1mm 划线划线 实际用料线尺寸实际用料线尺寸=封头展开直径焊接变形封头展开直径焊接变形量量-焊缝坡口间隙焊缝坡口间隙+修边余量修边余量 =2765+3-1+12=2779mm 切割下料尺寸切割下料尺寸=实际用料线尺寸实际用料线尺寸+边缘加工余边缘加工余量量+划线公差（近似取为划线公差（近似取为6mm）=2779+5+6=2790mm

50、 冷、热冲压的选择冷、热冲压的选择 采用热冲压。采用热冲压。加热温度加热温度 1050 终压温度终压温度850 加热曲线如下图加热曲线如下图压边圈的采用条件压边圈的采用条件 封头冲压后一般最大减薄量为封头冲压后一般最大减薄量为1415%，所以为保证冲压后封头的尺寸有：所以为保证冲压后封头的尺寸有：（115%）=89 有有=104.7mm 所以取封头毛胚厚度为所以取封头毛胚厚度为105mm DoDn=2790-1850=940mm 14=1260 DoDn 14不用压边圈。不用压边圈。冲压力的计算冲压力的计算 上模具的设计上模具的设计 下模具的设计下模具的设计冲压工序冲压工序 1号料、标记移植、