1、遼河石油職業技術學院高職學生畢業設計摘要 壓力容器是一個涉及多行業、多學科的綜合性產品，其建造技術涉及到冶金、機械加工、腐蝕與防腐、無損檢測及安全防護等眾多行業。隨著冶金、機械加工、焊接和無損檢測等技術的不斷進步，特別是以計算機技術為代表的信息技術的飛速發展，帶動了相關產業的發展。在世界各國投入了大量人力物力進行深入研究的基礎上，壓力容器技術領域也取得了相應的進展。為了生產和使用更安全、更具有經濟性的壓力容器產品，傳統的設計、制造、焊接和檢驗方法已經和正在不同程度地為新技術、新工藝所代替、而冶金機械加工、焊接和無損檢測等壓力容器相關行業的技術進步，是壓力容器行業整體制造技術水平提高的前提條件。

2、中國是壓力容器的生產大國，目前生產的目的主要是滿足國內的需求。生產廠家的數量(約3200家)和相應的裝備能力均為世界領先，從以儲氣罐為代表的重型容器到高壓氣體運輸容器等特殊的容器，中國都有很強的生產能力，并且產品的價格和質量都具有一定的競爭力。多年的生產實踐和國家的規范化管理，使我國的壓力容器行業形成了裝備齊全、人員配套、管理嚴格的生產格局，為我國的壓力容器產品走向世界奠定了基礎。隨著我國加入WTO和國民經濟持續高速發展，壓力容器制造業今后也必然會有一個很大的發展，只有認清發展趨勢，才能把握住自己的發展方向，才會使壓力容器制造業有更好的發展。關鍵詞:壓力容器;制作工藝;焊接;坡口自動切割機目錄

3、引言11.儲氣罐的結構分析311儲氣罐基本結構及零件簡圖31.1.1筒體 31.1.2封頭 31.1.3接管和法蘭.41.1.4密封元件.41.1.5容器內件.41.1.6支座.41.1.7零件簡圖.41.2儲氣罐的制作工藝流程51.3材料焊接性分析51.4預處理工藝.61.4.1鋼板表面凈化.61.4.2矯形.61.5下料工藝（方法、設備）.71.5.1鋼板的劃線、號料.71.5.2鋼板的剪裁91.5.3鋼板的卷制.101.5.4預彎.111.5.5對中.111.5.6卷圓.111.5.7校圓121.6裝配與焊接工藝.131.6.1裝配的基本條件131.6.2零件的定位131.6.3封頭成形

4、裝配與焊接141.6.4筒節的焊縫裝配與焊接.161.6.5附件裝配焊接.191.6.6整體消除應力熱處理.191.7罐體的檢驗191.7.1無損探傷.191.7.2水壓試驗.192封頭坡口自動切割機的設計.192.1自動切割機的簡述.192.2自動切割機的工作過程及結構形式.202.2.1工作過程.202.2.2封頭的放置202.2.3工作原理及機器特點202.2.4結構形式及計算.21結論.24致謝.24參考文獻.251儲氣罐的結構分析1.1儲氣罐基本構成及零件簡圖儲氣罐是一個承受內壓的鋼制焊接壓力容器。在規定的使用溫度和對應的工作壓力下，應保證安全可靠，罐體的基本結構部件應包括人孔、封頭

5、、筒體、法蘭、支座。圖1為儲氣罐的結構簡圖。1.1.1筒體 本產品的筒體是用鋼板卷焊成兩個筒節后組焊而成，這時的筒體有縱環焊縫。1 .1 .2封頭 按幾何形狀不同，有橢圓形封頭，球形封頭，蝶形封頭，錐形封頭和平蓋等各種形式。封頭和筒體組合在一起構成一臺容器殼體的主要部分，也是最主要的受壓元件之一。此儲氣罐選擇的是橢圓形封頭。 從制造方法分，封頭有整體成形和分片成形后組焊成一體的兩種。當封頭直徑較大，超出生產能力時，多采用分片成形方法制造，分片成形控制難度大，易出現不合格產品。對整體成形的封頭尺寸、形狀，雖然易控制但一般需要有大型沖壓模具的壓力機或大型旋壓設備，工藝設備龐大，制造成木高。從封頭成

6、形方式講，有冷壓成形、熱壓成形和旋壓成形。對于壁厚較薄的封頭，一般采用冷壓成形。 采用調質鋼板制造的封頭或封頭瓣片，為不破壞鋼板調質狀態的力學性能，節省模具制造費用，往往采用多點冷壓成形法制造。 當封頭厚度較大時，均采用熱壓成形法，即將封頭坯料加熱至9001000。鋼板在高溫下沖壓產生塑性變形而成形，此時對于有些材料(如正火態鋼板)，由于改變了原始狀態的力學性能，為恢復和改善其力學性能，封頭沖壓成形后還要做正火、正火+回火或淬火+回火等相應的熱處理。對于直徑大且厚度薄的封頭，采用旋壓成形法制造是最經濟最合理的選擇。1.1.3接管和法蘭 接管和法蘭作用是連接或供人進入容器內部的，是容器的主要組成

7、部分。接管與殼體間的焊接接頭一般為角接接頭或T形接頭，但對于連接二者之間的焊縫，如果是殼體上開坡口時，則稱為對接焊縫，殼體上不開坡口時稱為角接焊縫。1.1.4密封元件封元件是兩法蘭之間保證容器內部介質不發泄漏的關鍵元件。對于不同的工件條件要求有不同的密封結構形式和不同材質及形式的墊片，在制造時對于密封墊材料和形式不得隨意更改。1.1.5容器內件在容器殼體內部的所有構件統稱為內件.1.1.6支座立式容器主要采用耳式支座。為了保證采氣安全性，往往對支座中的對接焊縫要進行局部甚至全部的射線檢測或超聲波檢測。1.1.7零件簡圖儲罐的每個零件圖中均包括名稱、材料、數量、重量以及相應標準，具體參數見表I。

8、1.2儲氣罐的制作工藝流程儲氣罐的工藝流程圖如圖2所示。1.3材料焊接性分析 本產品所采用的材質是16MnR,其特點是焊縫熱影響區具有不同程度的淬硬傾向，焊縫和熱影響區對冷裂紋都比較敏感。電弧焊時，各種冷卻速度下都可能在熱影響區形成馬氏體組織，鋼中碳和合金元素的含量愈高，熱影響區的淬硬傾向就愈大，同時金相組織中的馬氏體組織的比例就愈高。因此，在擬定其焊接工藝時，應以防止接頭各區馬氏體組織和冷裂紋形成及防止熱影響區淬硬變脆為基本出發點。 16MnR鋼，化學成分見表2,力學性能見表3。焊接性良好，板厚34mm以下，焊前不需預熱，焊后也不必進行熱處理。自動理弧焊時，由于焊接線能量較大，焊接區冷卻速度

9、較饅，焊前不必預熱。本產品板厚為8mm,所以焊前不需預熱，焊后也不必進行熱處理。16MnR的焊條電弧焊應采用低氫型焊條E5015。選擇埋弧自動焊焊接材料時，應考慮坡口的形式，板厚和受壓部件的熱處理工藝。對于不開坡口的對接接頭，由于母材的熔合比比較高，在焊后不進行熱處理的場合，可選用合金量較低的H08MnA焊絲配HJ431焊劑。對于板厚超過30mm開坡口的對接接頭，應采用H10Mn2焊絲配HJ431焊劑，對于焊后需作長時間消除應力處理的厚壁容器，應采用H08MnMo焊絲配HJ530焊劑。 根據木產品的特點，所選用的焊條為E5015,焊絲和焊劑分別為H08MnA和HJ431。1.4預處理工藝1.4

10、.1鋼板表面凈化 鋼板的表面凈化是鋼板預處理的一個步驟，運用特定的方法或設務祛除表面的油污、鐵銹、雜質、氧化皮等。表面凈化的方法大體分兩類:機械法和化學法。化學法主要有酸洗、堿洗、鹽洗等。機械法主要有砂輪打磨、噴沙、噴丸處理。本鋼板選用噴沙作為表面凈化的處理方式，除去鐵銹和氧化皮。用噴砂法做表面凈化，所得鋼板質量好，且效率高，但是，粉塵太大，所以一般都是在密閉的噴砂室里進行操作。需要注意的是，近年來鋼板出廠時，大都會噴一層防護漆，來避免它的腐蝕，防護漆不影響以后的加工和焊接，此時，表面凈化這一工序就可省略。1.4.2矯形 鋼材在軋制、運輸、裝卸和堆放過程中，由于自重、支承不當或裝卸條件不良及其

11、他原因，可能會產生彎曲、扭曲、翹曲、波浪變形及表面不平等變形。當這些變形超過一定程度時，會給尺寸的度量、劃線、剪裁及其他加工帶來困難，而且會影響到成形后零件的尺寸和兒何形狀的精度，從而又會影響到裝配、焊接和整個產品的質量。所以在劃線下料前應子以矯形。鋼材在加工過程中，也會由于受力不均等工藝原因和其他原因而使工件產生變形，為不影響下道工序的加工和確保加工質量，也需進行矯形。另外，在裝配一焊接之后，工件也會因焊接等原因，產生某些變形，亦需矯形，此為成品嬌形。嬌形就是使鋼材或工件在外力作用下產生與原來變形相反的塑性變形，以消除彎曲、扭曲、皺折、不平等現象，從而獲得正確形狀的過程。矯形的實質就是將被拉

12、長的纖維縮短或將縮短的纖維拉長，以恢復原狀，或是使其他部分的纖維也拉長或縮短.產生與局部纖維相同的變形。從而達到矯形的目的。嬌形的方法按操作方法的不同，可分為手工嬌形、機械矯形和火焰矯形三種。本設計采用多輥矯平機進行機械矯形。多輥矯板機矯平鋼板，是使板料通過矯板機的上下兩列輥子之間，在輥子壓力的作用下，受到多次反復彎曲，整個鋼板得到均勻的拉長，使多種原始曲率逐步趨向一致變為單一，并不斷減小，最終得到矯平。圖3為多輥式矯平機的工作原理圖。本設計中，鋼材16MnR,板厚為8mm.選用九輥矯正機，其參數情況見表4。 應注意的是，不是所有的鋼板都能一次矯平，是否容易矯平除與矯平機有關外，還與其本身的性

13、質和厚度有關。1.5下料工藝(方法、設備)1.5.1鋼板的劃線、號料 劃線和號料就是根據施工圖樣及工藝上的要求，正確地確定一個欲加工零件的配料尺寸和形狀，并用劃線的方法在鋼材上號料，同時標注上必要的加工符號及其他必要內容，用以指導以后各道工序的加工。它直接決定著零件的尺寸和兒何形狀的精度，而且對以后的裝配和焊接工序也有很大的影響。 總體來看，劃線和號料大致可以分為以下三部分操作內容和步驟:放樣展開、制作樣桿樣板、在鋼材上進行號料。號料尺寸公差是反映整個劃線工序的最終允許公差，根據GB/T 9019一2001，壓力容器公稱直徑標準的規定，長x寬及其他外廓尺寸線為±1mm，超過一米的為L

14、/1000,但不超過3mm；中心線、基準線為±0.5mm；正方形或長方形，其對角線L1-L2之差2mm。應注意的是，放樣展開最后獲得的尺寸是零件的設計尺寸或者說是零件加工后應得的尺寸，而樣板是用來號料的，其外部尺寸應該是零件加工前坯料尺寸，這兩者是不一樣的。零件的坯料尺寸是由零件展開尺寸、工藝余量和加工余量三部分組成的。 工藝余量是零件加工過程中由于工藝條件和工藝因素的影響而造成的尺寸變化和偏差。在焊接結構制造中，主要是焊接收縮量和成型后的修邊余量。本設計中，16MnR板厚8mm,焊縫橫向收縮余量為1.3-1.4mm，縱向收縮余量為0.15-0.3mm。加工余量主要包含切割余量，邊緣

15、加工余量兩項。氣割時會產生一定寬度的割縫，但是當沿外側切割時可不考慮工藝余量。切割后尚需進行邊緣機械加工，留3 mm的加工余量，號料劃線公差圖如圖4所示。由于筒節為回轉體，劃線前要進行展開，可采用計算展開法，考慮壁厚因素，按中徑展開。根據公式:L=(Dg+)+S (1-1)式中：L-筒節毛坯展開長度(mm)Dg-容器公稱直徑(mm)-容器壁厚(mm)S-加工余量(包括切割余量、刨邊余量和焊接收縮徽等)(mm)，如兩側均需刨邊，則取6mm。則L=3.14(1800+8)+6=5683.12mm,根據上面的計算得出下料尺寸(長x寬)3400mmx5683mm,由于沒有符合尺寸的鋼板，選擇的鋼板規格

16、(長x寬)3500mmx6000mm。簡節展開毛坯尺寸如圖所示。1.5.2鋼板的剪裁 鋼板的剪裁就是按照所劃的切掉線切割出零件的毛坯。鋼材的剪裁方法很多，目前金屬結構制造廠常用的主要方法有:機械剪裁，氣體火焰切割和等離子弧切割等。目前常用的機械剪切機床有:龍門式剪板機，聯合式剪板機，盤園式剪板機，振動式剪板機，以及專用或多用的型鋼剪斷機等。由于剪切后仍然需要對其進行開坡口，因此，本設計選用較為方便操作的氣體火焰切割方式來進行鋼板的下料。 氣體切割機選用CG 1一30小車式半自動切劑機見圖6.氣體火焰切割原理是利用可燃氣體與氧氣棍合燃燒形成的預熱火焰，將被切割的金屬加熱到其燃燒溫度，再用噴射出高

17、速氧氣流使割縫被加熱到燃點的金屬發生劇烈燃燒產生大量熱量，并將產生的氧化物熔渣吹除掉，從而把金屬分割開來的一種加工方法。CG1一30小車式半自動切割機主要技術參數見表5。 開坡口是邊緣加工的一種。其方法也很多，有手工鏟削，砂輪打磨，用加工機床進行機械加工，以及氣體火焰切割和碳弧氣刨等。 本設計選用同款式氣體切割機，進行坡口加工。氣割邊緣加工可用自動或半自動切割機同時用兩個或三個割嘴。一次切割就可以切割出V型或X型坡口來。1.5.3鋼板的卷制 鋼板的卷制是對鋼板進行彎曲加工的主要形式。所用的最普遍的設備是對稱式三輥卷板機。 三輥式卷板機的上軸可在oe垂直平面內上下調節，兩個下輥為主動輥，可正反旋

18、轉，并對稱于上輥中心線排列。彎卷時將鋼板放入上、下輥之問，然后上輥向下移動將鋼板壓緊并使之彎曲，在e點處彎矩最大，使鋼板達到塑性變形狀態。再驅動兩下輥旋轉，并借助于鋼板和輥子之間的摩擦力使鋼板左右移動。同時上輥也隨之轉動，這樣就使鋼板連續通過oe垂直平面，受到相同的彎曲，產生相同的變形。既鋼板變成曲率相同的弧形板。一次行程之后，再將上輥下壓一定距離，有驅動下輥，使鋼板進一步受到彎曲。上輥下壓兒次，就將鋼板彎曲到需要的曲率半徑。三輥式卷板機的工作原理如圖7所示。1.5.4預彎 預彎是在用卷板機彎卷鋼板時，鋼板兩端各有一平直段無法卷彎。為了使鋼板都能彎曲成同一曲率，在卷板前要采用一定的辦法，前將其

19、兩端彎曲成所需要的曲率，這就是預彎的目的。 較厚的板采用壓力機進行模壓彎曲，這種方法需較大型的壓力機和模具；本設計板較薄，就用原三輥卷板機，借助一塊預彎胎板進行輥卷預彎。預彎過程見圖8。 胎板厚度一般取卷制鋼板厚度的兩倍稍多一些，本設計選用的胎板厚度為l9mm，其曲率半徑應略小于被卷鋼板的半徑，這樣既不致增加板機的負擔，也避免損壞機床，又可以保證鋼板的預彎曲率.預彎的長度一般應超過兩下輥的中心距離，本設計預彎的長度為100mm。1.5.5對中 當鋼板彎好之后，即可將鋼板放入卷板機上下輥之間，進行滾卷，但首先注意將鋼板放正，也就是要對中，其目的是工件的母線要與輥子軸線平行，以防止產生扭斜。 對中

20、常用方法有:四輥機對中，有對中擋塊的三輥機對中，傾斜進料對中，按棍中槽對中。本設計選用三輥機對中即可。1.5.6卷圓 鋼板對中以后，就可以調上下輥壓住鋼板并使之產生一定彎曲，開動機床進行滾卷，每滾卷一次行程便適當向下調上輥一次，這樣經過多次滾卷就可將鋼板彎曲成所要求的曲率。 本設計應用冷卷工藝。應注意的是: 冷卷時不得超過允許的最大變形率為0.5%； 不致打滑和使設備不超過額定功率；滾卷過程中要隨時用卡樣板測量，是否已經達到曲率要求，不可過卷。1.5.7校圓圓筒應封閉表面工件，當進行點裝和縱縫焊接之后，一般還要進行一次校圓。校回多是在原卷板機上進行。校圓大致有以下三個步驟:工件放入卷板機上輥之

21、后，一濘先是根據經驗或計算將輥調到所需要的最大矯正曲率位置，進行加載。使工件在矯正曲率下，多次滾卷并著重于焊縫區的滾卷，使整圈曲率均勻一致，并經測量，直至合乎要求為止。逐漸卸除載荷，并使工件在逐漸減少的載荷下多次滾卷。 注意:內筒矯圓前，先要將縱縫加強高磨平，并用砂輪磨光到內筒圓弧度相平齊，然后到卷板機上進行校圓。1.5.8封頭壓制成形 封頭的尺寸如圖9所示，根據公式: 式中:K0-封頭沖壓成形時的拉伸系數，本設計取為0.75； -封頭邊緣的加工余量，取5mm。 封頭設計尺寸，由JB/T4746-2002查得: 公稱直徑(DN):1800mm； 曲面高度(H):560mm； 直邊高度(h):2

22、5mm； 厚度范圍():8mm； 內表面積(A:3.6535M2； 容積(V):0.8270M3。 由于直徑很大，材料尺寸不夠，所以必須采用拼接鋼板(拼板的對口錯邊量不得大于鋼板厚度的10%，且不大于1.5mm)，然后進行整體沖壓。壓力容器封頭拼板縫一般是在平板狀態下完成的，焊接條件比較好，焊接坡口采用V形。封頭拼縫宜采用焊條電弧焊十理弧自動焊組合。拼焊焊縫的位置應滿足有關標準的要求，即拼縫距封頭中心不得大于1/4公稱直徑，拼接焊縫可預先經無損檢測合格。這可避免在沖壓過程中坯料從焊縫缺陷處撕裂的可能。坯料拼縫的余高如有礙成形質量，在成形前應打磨與母材齊平，必要時還應作表面檢測. 拼接鋼板時，先

23、用焊條電弧焊進行點固焊，焊條選用E5015、焊條直徑4.Omm、焊接電流I=kd=40x4=160A。焊點可在鋼板焊道上均勻分布，母隔一米焊大約300mm長的焊縫。接下來要用埋弧焊把鋼板拼接完整。封頭拼接完成進行X射線探傷，按JB4730-94標準，III級合格。拼接簡圖如圖10所示。1.6裝配與焊接工藝1.6.1裝配的基本條件 將零部件按圖紙要求組合起來，經定位焊成為整體的工藝過程稱為裝配。在進行金屬結構件的裝配時，將零件裝成部件稱為部件裝配。將零件或部件總裝起來稱為總裝配。無論何種裝配都必須對零件進行定位，夾緊和測是，這就是裝配的三個基本條件。1.6.2零件的定位 (1)定位器 定位器是將

24、待裝配零件在裝焊夾具中間固定在正確位置的器具。在裝焊工裝夾具中常用的定位器主要有擋板、支撐釘、定位銷、定位槽、形鐵和定位樣板等。定位器是保證待裝配零件之問保持正確的相對位置的重要元件，因此定位器首先應按高精度加工，保證在夾具體上的安裝精度。裝焊夾具在使用前，應按規定的程序校驗定位器與基準面之間的形位公差，是否符合夾具設計圖樣的要求。在安裝基面上的定位器要承受焊件的重力，并與焊件表面接觸。因定位器工作面易磨損，應采用硬度較高的鋼材制作。(2)零件的定位方法 根據零件的具體情況，選取零件的定位方法.根據定位方法的不同可分為如下兒種:劃線定位、樣板定位、定位元件定位、胎卡具定位。本次設計選用胎卡具定

25、位。（3)定位焊定位焊是用來固定各焊接零件之問的相對位置以保證焊件得到正確的幾何形狀和尺寸而進行的焊接。因定位焊為斷續焊，焊件溫度比正常焊接時要低，熱量不足容易產生未焊透，故定位焊電流應比焊接電流大10%一15%,特別注意定位焊后應盡快進行焊接避免中途停頓和間隔時間過·比本次設計產品板厚為8mm,點固焊縫長度30一50mm，間距300mm .參數如表6所示。1.6.3封頭成形裝配與焊接 封頭沖壓過程中鋼板的塑性變形很大，為保證封頭的質量，提高材料的變形能力，對于壁厚較小或成形過程變形量小的封頭，多采用冷沖壓，本品即為冷壓。 (1)沖壓成形 對于薄壁封頭，應采用二次成形法。第一次，用比

26、凸模直徑小于200mm左右的凹模壓成碟子形狀，可2一3塊坯料疊壓。如圖11所示: 拉延:也稱為拉深或壓延。它是將平板毛坯或空心半成品，利用拉延模，拉延成一個開口的空心零件。 在封頭拉延過程中，凸緣部分的材料受切向應力的作用。當切向應力達到一定值時，凸緣部分材料失去穩定而在整個周邊方向出現連續的波浪形彎曲，這種現象稱為起皺。為防止起皺采用壓邊圈，安在凹模上面，與凹模表面之間留有1.2倍板厚的間隙。 在拉延過程中，在鋼板彎曲大的部位會變薄，所以應將封頭板厚加大10%。(2)封頭的第二次成型 用弦長相當于封頭內直徑的間隙樣板檢查封頭內表面形狀公差，樣板與封頭內表面的最大間隙外凸不得大于1.25%Di

27、(即22.5mm)，內凹不得大于0.625%Di(即11.25mm)。 將己初步成型的封頭置于數控壓力機上，啟動并調整外壓力輪，按自動運轉軌跡，精旋壓一次，進行旋壓修型. (3)影響封頭成形質量的主要因素 影響封頭壁厚變化的因素很多，歸納起來，大致有下列幾方面: 材料的性能; 封頭的形狀: 下沖模圓角半徑越大，變薄量越小; 上下沖模間的間隙小，則變薄嚴重: 潤滑情況好，則減薄小;加熱溫度越高，變薄量大;壓動力大，則變薄嚴重；1.6.4筒節的焊縫裝配與焊接 (1)筒節的縱縫裝配 筒節卷制完成后，進行縱焊縫的裝配焊接。筒節的焊接采用焊條電弧焊打底，單面理弧自動焊蓋面。先用焊條電弧焊在內部封底，熔深

28、為板厚的30%,然后用埋弧焊焊接外部焊縫，焊前先用碳弧氣刨清根，再進行理弧自動焊。筒節的縱縫裝配如圖14所示: 裝配時經常采用各種夾具來保證質量，通常選用的夾具為杠桿一螺旋夾緊器來調整簡體軸向和周向錯邊。另外常用的還有斜楔式壓緊器，它的優點是制作簡單，操作方便，成本低。本次筒節的裝配選用手動螺旋夾緊器(如圖15所示).通過使用它來保證縱縫邊緣平齊，且沿整個長度方向上間隙均勻一致(符合技術要求)以后，可進行定位焊接。 (2)筒節的縱縫焊接 筒節在焊接滾輪架上進行焊接，用焊接滾輪架完成。施焊前，在筒節縱縫的延長部位同時焊接一塊相同材料的試板，以便撿驗內筒焊接接頭的力學性能。焊縫焊后要進行100%的

29、射線探傷，以確認焊縫內部質量，檢驗合格后要進行消除應力熱處理。為防止筒節縱縫的焊接殘余應力必須事先進行熱處理消除;對接方法為無襯墊雙面埋弧焊。此方法要求邊緣加工和裝配的質量很高，邊緣必須平直，保證間隙小于lmm。焊接第一面的熔深為板厚的40%-50%,第二面要控制熔深達到板厚的60%-70%，以保證焊透，定位焊接采用焊條電弧焊焊條E5015，電流150A)，點焊長度為150mm,焊點距離為200一300mm。為了避免縱焊縫裝配之后在吊運和存放過程中筒節產生變形而響它的圓度，可在筒內焊上臨時支撐。 所有焊接工藝參數必須經過焊接工藝評定后制定出。所謂焊接工藝評定是按照所擬定的焊接工藝，根據標準規定

30、的焊接試件、檢驗試樣，測定焊接接頭是否具有所要求的性能。經過焊接工藝評定寫出焊接工藝評定報告，并結合實踐經驗制定焊接工藝規程，作為焊接生產的依據，焊條電弧焊打底工藝參數如表7所示，MZ-1000型理弧自動焊機如圖16所示，埋弧焊機的技術參數如表8所示。(3)筒節裝配焊接的注意事項同一斷面上，最大直徑Dmax與最小直徑Dmin之差不大于設計直徑Di的0.5%，即不大于1 mm。A類焊縫的對口錯邊量b不大于1.5mm。 A類焊縫處形成的棱角E,用弦長=1/6Di,且不大于300mm的內樣板和外樣板檢查，共E不大于2mm。 (4)焊后處理 焊縫的打磨 打磨時將焊縫的余高打磨掉即可。 矯圓 當筒節進行

31、點裝和縱縫焊均勻之后，要進行矯圓。其主要步驟如下: 首先將筒節放入卷板機上輥之后，先是根據經驗或計算，將上輥調至所需要的最大矯正曲率的位置進行加載； 其次使工件在矯正曲率下多次滾卷，并著重于焊縫區的矯正，使圓筒曲率均勻一致。經測量，直到合乎工藝要求為止； 最后逐漸卸除載荷，并使工件在遂漸卸除載荷的過程中多次滾卷.至此整個鋼板的卷制過程結束。 (5)縱縫的探傷和熱處理 筒節縱縫焊后要100%的x射線探傷，以確認焊縫內部質量。如發現缺陷必須堅決返修。在探傷后，要對筒節進行整體熱處理，以減小其在矯圓和焊接時產生的殘余應力，并改善焊縫及其熱影響區的金相組織，以獲得性能良好的筒節結構。 因為結構原因不能

32、進行整體熱處理，為防止板的松動，所以筒節縱縫的焊接殘余應力必須通過單獨熱處理來消除。 (6)封頭與筒節的環縫焊接封頭與筒節的環縫焊接采用V形坡口，單面埋弧揮，坡口形式如圖17所示。其環縫工藝同筒節的縱縫焊接工藝，焊接工藝參數如表8，表9所示。 (7)最后一道環焊縫工藝 焊接方法及坡口形式 采用內部焊條電弧焊，外部埋弧自動焊的方法。開V形坡口，其坡口形式參照圖17。 焊接工藝參數 內部焊條電弧焊。采用直流反接的方法，共焊一層，具體工藝參數如表9所示。 外部埋弧自動焊.選用的焊絲為H08MnA.焊劑為HJ431.焊前應先用碳弧氣刨將焊條電弧焊的根部清理干凈，再進行埋弧自動焊，否則根部將會出現焊接缺

33、陷。外部理弧焊焊一層，具體工藝參數如下。1.6.5附件裝配焊接 封頭、筒體裝配焊接后，要對其他附件進行裝配焊接。附件包括:人孔一個，進、出氣口一個，排污口一個，安全閥一個，壓力表一個。一般采用焊條電弧焊焊接，焊后進行超聲波探傷。1.6.6整體消除應力熱處理 整體熱處理的目的是消除罐體中的焊接殘余應力。整體熱處理采用高溫回火，對于16MnR鋼，回火的溫度在625左右。保溫時間按每毫米板厚保溫1-2分鐘計算，結合本次所設計的儲氣罐罐體板厚，回火保溫時間為16分鐘左右。1.7罐體的檢驗 耀體在其部件或整體制造完成后，按規定都有要進行無損探傷和壓力試驗，以檢測容器的制造質量。1.7.1無損探傷 射線的

34、種類很多，其中易于穿透物質的有X射線、Y射線、中子射線三種。這三種射線都被用于無損檢測，其中X射線和Y射線廣泛用于鍋爐壓力容器焊縫和其他工業產品、結構材料的缺陷檢測。本設計采用X射線探傷方法進行焊縫質量檢驗。容器上的A、B類焊縫應進行20%射線檢測，按JB4730-94III級合格。 X射線是從X射線管中產生的，X射線管是一種兩極電子管。如果兩極之間加兒十千伏以至兒百千伏的電壓(叫做管電壓)時，電子就從陰極向陽極方向加速飛行、獲得很大的動能，當這些高速電子撞擊陽極時。與陽極金屬原子的核外庫侖場作用，放出X射線。電子的動能部分轉變為X射線能，其中大部分都轉變為熱能。電子是從陰極移向陽極的，而電流

35、則相反，是從陽極向陰極流動的，這個電流叫做管電流，要調節管電流，只要調節燈絲加熱電流即可，管電壓的調節是靠調整X射線裝置主變壓器的初級電壓來實現的。利用射線透過物體時，會發生吸收和散射這一特性，通過測量材料中因缺陷存在影響射線的吸收來探測缺陷。 但應注意x射線對人體的危害，當一定量的電離輻射作用于機體后，受照機體會引起病理反應，所以在探傷過程中和結束時均應做好防護措施。1.7.2水壓試驗 水壓試驗的主要目的是檢驗容器受壓部件的結構強度。驗證其是否具有在設計壓力下安全運行所需的承壓能力.在耐壓試驗時，對于高壓或小容器還可進行殘余變形測定，以判明材料是否出現整體屈服。 考慮穩定因素，本產品的試驗壓

36、力為1.15MPa。對16MnR鋼制容器液壓試驗，液體溫度不得低于5，而水壓試驗的溫度上限一般限制在40以下。在試壓過程中，如發現有滲漏現象時即卸壓，待徹底消除缺陷焊補后再試壓。2封頭坡口自動切割機的設計2.1自動切割機的簡述 隨著焊接生產技術的高速發展，對焊接生產的機械化和自動化提出了越來越高的要求，焊接機械設備的需求童也越來越大。坡口自動切割機正是為滿足市場需要而設計生產的。它是借助仿形機構上的仿形觸頭和工作臺上反應夾緊裝置的坐標尺寸，將封頭定位夾緊的機械裝置.主要用于橢圓封頭的坡口加工 我國的一些小型壓力容器制造廠家.受機械加工能力的限制，對直徑l000mm以上封頭坡口的加工頗感困難，往

37、往采用手工氣割法加工坡口，(如圖19).結果坡口形狀不規則，表面粗糙度差，達不到圖紙要求，生產效率低、成本高，工人勞動強度大，然而自動切割機是一臺能夠自制，并且成本低、結構緊湊、實用性強、操作運行可靠，完全能滿足圖紙要求的封頭坡口加工機器。2.2自動切割機的工作過程及結構形式2.2.1工作過程 (1)先將封頭置于工作臺上，借助仿形機構上的仿形觸頭和工作臺上反映夾緊裝置的坐標尺寸，將封頭定位夾緊。 （2）試割 在擱架上安裝好割炬，割炬在封頭直邊上部試割區域封頭壓制時，直邊高度留了加工余量，按封頭坡口要求，調整割炬傾角，調節手柄使割咀離封頭的距離達到切割位置，點燃割炬，將火焰調至切割狀態，同時啟動

38、電機，調節電氣控制柜上速度旋扭，直到能進行正常切割為止，記下此時工作臺轉速。(注電氣控制柜裝有轉速指示表) (3)切割按封頭圖紙要求，將可調擱架上割嘴高度調到正確位置，立軸上標尺可顯示其高度，按試割時封頭轉速進行切割。2.2.2封頭的放置 進行封頭坡口切割前，首先應確保該橢圓形封頭在定位夾緊器轉盤上的準確放置。 刻度盤上刻有0一75度的等分線，轉盤上均勻分布著三個支腳架，支腳架能通過刻度盤的角度線來調整其角度，使割嘴與封頭之間形成相應的角度，以利于開坡口。 轉盤上裝有三個類圓模具，可根據所加工橢圓封頭的直徑調整其尺寸范圍，并通過緊固螺釘將其緊固。放置橢圓封頭，進行微調、找正，依靠封頭邊緣和中心

39、是一個均勻的回轉直徑原理來找封頭的中心。當封頭外壁與調整模具間隙均勻相等或者彼此嚙合時，封頭中心就與轉盤中心重合，方可點燃割炬調整火焰對封頭的坡口進行自動切害。2.2.3工作原理及機器特點 不同的板厚和材質的封頭對應著不同的切割速度，用公式表示如下:V=K x N x （2-1)式中V：切割速度，mm/min N:不同板質系數K:板厚系數:板厚mm本機是利用工作臺的無級調速，在割炬等參數已確定的情況下，找出其封頭厚度與切割速度的關系，又考慮到封頭的直徑存在著一定范圍內的橢圓度，按照JB741-80鋼制焊接壓力容器技術條件，其允差見表11。 采用了機械仿行機構，使其割嘴離工件的距離始終保持其最合

40、適的位置，一般為3-5mm.不會造成割嘴離封頭時遠時近而產生切割缺陷，完全能滿足圖紙要求，解決工廠生產過程中的一大難題。 該機特點為: （2）成本低，標準件多，操作運行可靠，維修方便，有一定機械加工能力的容器生產廠家均可自制。 （2）自動化程度高，大大地減輕工人勞動弧度，提高生產效率，只需一人操作。各種形狀的封頭坡口均可加工，為保持坡口表面材料的化學成分不變，能在可調擱架上放置手提砂輪將表面的增碳層磨去。 （3）對工作臺稍作改進，便可對容器的筒體進行坡口加工，無需購買大型刨邊機，為企業節約大童資金。2.2.4結構形式及其計算 結構設計如圖20所示(實體如圖21所示)，此機分3大部分組成:1.傳

41、動部分；2.工作臺部分；3.自動仿行切割部分。 (1)傳動部分 它由調速電機1，減速機3，變速箱5，大小錐形齒輪6, 7，立軸10，電氣控制柜20等組成，通過該系統可實行工作臺的無級調速，調速范圍在0"5r/min范圍內變動，完全能滿足封頭的坡口加工。封頭被切害d點的線速度“與封頭轉動的角速度“。存在如下關系:v=2R (2-2)式中:V：封頭切割點的線速度，mm/min：封頭的角速度，r/minR：封頭的半徑，mm本設計為橢圓形封頭，內徑D=1800mm,板厚=8mm, ( JBT4746-2002封頭Dl800x8)在該機上加工，轉速計算如下:查表12，可知在有關參數確定的情況下，其線速度V=610mm/min(取中間值)，由公式(2-3)得:W=v/2R 1.3r/min （2-3）在調速01