压力容器制造培训

压力容器制造培训内容第一章组对装配压力容器概述第二章划线下料第三章部件成型第四章第五章焊接概述第六章质量检验第一章压力容器概述1、压力容器的类型●压力容器的定义是指压力和容积达到一定的数值，容器所处的工作温度使其内部介质呈气态的密闭容器。按《固容规》的规定，同时具备下列条件的容器称为压力容器。＊工作压力大于等于0.1MPa（不含液柱静压力）；＊工作压力与容积的乘积≥2.5MPa·L；＊介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。●压力容器的分类＊按工艺用途分类反应容器(R)、换热容器(E)、分离（传质）容器(S)、储存容器(C)＊按承压方式分类内压容器、外压容器＊按强度计算的理论基础分类薄壁容器（无力矩理论）、厚壁容器（弹性应力分析、拉美公式）＊按设计压力高低分类低压容器0.1MPa≤p＜1.6MPa。中压容器1.6MPa≤p＜10.0MPa。高压容器10.0MPa≤p＜100MPa。超高压容器p≥100MPa。常见的典型化工设备有四类。这是反应器这是换热器这是塔器这是储存容器＊按容器的工作温度分类低温容器设计温度≤-20℃。常温容器设计温度＞-20～200℃。中温容器设计温度＞-200～450℃。高温容器设计温度＞-450℃（低温容器特点？什么是低温低应力工况？）＊按固容规分类分Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类原则：失效的概率、失效后的危害性考虑因素：P、V、介质组别特点：简单、唯一、与国际接轨＊其他分类方法按照容器的相对壁厚分薄壁容器、厚壁容器，按照容器安装时的相对位置分立式容器、卧式容器按照容器的几何形状分圆筒形容器、球形容器、锥形容器椭圆形容器、矩形容器二、压力容器规范介绍中国主要的压力容器标准和管理规范●《固定式压力容器安全技术监察规程》该规范是压力容器安全管理的一个技术法规，同时也是政府对压力容器实施技术监督和管理的依据●GB150—1998《钢制压力容器》GB150—1998是中国压力容器方面一部最重要的国家标准，该标准规定了钢制压力容器在设计、制造、检验与验收方面的要求。（新版：GB150.1～GB150.4-2011《压力容器》,2012年3月实施）●GB151—1999《管壳式换热器》GB151—1999是管壳式换热器的国家标准，是管壳式换热器设计、制造、检验与验收、安装、试车和维护的基本依据。●JB4710—2005《钢制塔式容器》JB4710—2005是压力容器方面的行业标准，是塔式容器设计、制造、检验与验收的直接依据。●JB4731—2005《钢制卧式容器》卧容器设计、制造、检验与验收的直接依据。第二章划线下料2.1划线划线——将设备零件的空间几何形体，展开成平面图形并画在钢材上的工序。常分为展图和号料两部分。划线工序的重要性：划线直接决定零件成型后的尺寸和几何形状，并影响到后面的组对和焊接工序。划线对节约原材料也有重要意义。重要概念：中性尺寸——板材弯曲时尺寸不变的称中性尺寸或中性层尺寸，即平均厚度上的尺寸。一般按中性层尺寸展图，对曲线曲面和厚板要修正。1）计算法例2：正圆锥面展开后为一扇形，求出L，E，α，β。例1：正圆柱面(筒体）展开后为一矩形L×B=π(DN+S)×H方法图9展图2.1.1展图——把零件坯料的空间曲面展开成平面。其实质是求实长。2）作图法例4：天圆地方展开的关键是找出空间线段的真实长度。2.方法例3：天圆地方作图1）天圆地方是由四个三角形和四个曲面组成；2）找出三角形边长和曲面各素线的实长。2）几何作图法作图步骤：1）作二垂直直线，交于点F；2）量取主视图DF，由点F交于点L，使：DF＝FL；3）量取俯视图DB，由点F交于点N，使：DB＝FN；则：LN为DB实长；4）量取视图BF＝BF，NL＝BD，则ABD为三角形实际大小；5）量取俯视图OF＝OF，以O为圆心，以OC为半径作¼圆；6）任意等分¼圆弧（如1’,2’,…,5’)；7）分别量取B1’＝F1,B2’＝F2,…；则：L1,L2,…为圆锥素线实长；1）以B为圆心，分别以L1,L2,…为半径作弧，2）量取D1’＝D1”，1’2’＝1”2”，…；3）圆滑连接D,1”,2”,3”,4”,5”,C各点；则：ADCBA即为天圆地方中一个三角形和一个曲面的展开图；2.1.2号料号料——把展开图配置在钢板上的过程。注意：1.划线要准确。Eg.筒体对角线误差2.留出必要的余量通常总余量包括切割余量和边缘加工余量3.合理排料节约用料，充分利用边角料，最大限度提高钢材利用率达4.合理配置焊缝保证焊缝分布和间隔较合理，符合规范要求。尽量避免十字焊缝和出现焊缝上开孔等现象5.打标号号料完成后，为指导切割、成型、组焊等后续工序的进行，在钢板的图形轮廓上打样冲眼，并用油漆标注出指示性符号、标记，及产品工号等，以保证各加工尺寸清晰，有利于加强管理。2.2切割切割冷切割剪板机等离子切割热切割剪切锯切氧气切割砂轮锯带锯圆盘锯碳弧气刨激光切割2.2.1机械切割1.剪切将剪刀压入工件中使剪切应力超过材料抗剪强度而达到剪断的目的。特点：生产效率高，切口精度高，适用范围广。但切口附近2～3mm内的金属有明显的硬化现象，对于重要设备，应把硬化区加工掉。2.锯切锯切属于切削加工，设备制造中主要用来切割管材、棒料等（常用砂轮切割机）2.2.2热切割1.氧气切割氧气切割是应用最广的切割方法之一。其设备简单，使用灵活，可以切割各种形状的零件，切割厚度范围大，可由很薄板材到厚度大于100mm的板材，适应于切割含碳量0.7%的碳素钢和低合金钢。氧气切割示意图见右图。1）割嘴；2）切割氧流；3）预热火焰；4）工件1）氧气切割过程预热燃烧吹渣前进移动氧化物被高速氧气流吹走。C2H2+O2火焰从喷嘴喷出，将切口处金属加热至燃点。氧气流从喷嘴中心喷出，金属氧化燃烧成氧化物，称为渣。形成切口实质循环引燃切割2）氧气切割原理割炬——氧气切割的主要工具。其作用是使可燃气体与氧气混合，形成一定的热能和形状的预热火焰，并在火焰中心喷射切割氧气流，以便进行氧气切割。如图8。右图为两种主要的割嘴断面形状，中心孔通过割氧，周围通混合气。3）.氧气切割特点1）设备简单、成本低、灵活方便，不需电源。2）切口质量好。能准确控制切口，保证一定精度。3）切割厚度大。目前最大切割厚度已达1800mm。6）气割金属种类受限，切割切口表面金属会发生某些变化。4）能切割形状复杂及任何位置的工件。对于不便移动的割件，极为方便。5）节省材料。由于不受形状限制，划线是可按最经济原则排板。2等离子切割1）.等离子体及其产生等离子体——物质达到一定高温后，会全部离解成等离子体。等离子切割——利用高温、高速的等离子弧，将工件局部熔化，并借等离子焰流和气体的高速冲刷力将熔渣吹掉，形成割缝来切割的方法。其工作原理和温度分布分别见图11和图12。等离子体的产生将6000～8000K的电弧，通过喷嘴被压缩、收细，电流密度增加，使热量更集中，温度显著升高，最终导致全部电离成等离子体。能切割100mm以下的任何材料，且不受工件形状、切口形状和空间位置的限制，但切口宽度大，切口精度及光洁度都不如氧气切割。等离子切割由于成本最高，目前仅用于氧气切割无法应用的材料切割。2）.等离子切割的应用3电弧气刨电弧气刨又称碳弧气刨，是用碳棒作为电极产生电弧，将金属局部熔化，同时用压缩空气流把熔化的金属吹走，从而达到切割目的的方法。其工作原理如图17所示。电弧温度高不受金属种类限制，作为切割，由于生产率低，切割精度差，仅用于切割薄不锈钢。目前仅用于挑焊根，开坡口等。碳弧气刨的主要设备是气刨枪、碳棒、压缩空气和电源设备等。碳棒电极是包铜皮的的实心碳棒，要求耐高温，烧损少，导电性好，强度较高。电流对加工精度影响大，其大小与碳棒直径有关，电流大则加工深且宽，速度高，表面光滑。压缩空气压力一般为0.4~0.6MPa。第三章成型3.1筒体的弯曲主要设备为卷板机。上下调整上辊改变曲率半径1.对称三辊式卷板机工作原理接触位置产生连续均匀的塑性弯曲筒体的弯曲主要采用卷板机滚弯方式。下辊上辊钢板2.对称三辊卷板机结构特点a1）两下辊驱动，并支承钢板。两辊同向等速转动，带动钢板运动。2）上辊可上下调整，以改变钢板曲率半径。3）上辊一端可快速拆卸，以抽出圈圆后的钢板。4）上辊另一端需延长，并在尾部施加平衡力。5）三辊严格平行，以保证形状正确。)()(102220rRarsRh图18几何关系3.辊子排列位置与直边量1）两下辊驱动，并支承钢板。两辊同向等速转动，带动钢板运动。2）上辊可上下调整，以改变钢板曲率半径。3）上辊一端可快速拆卸，以抽出卷圆后的钢板。4）上辊另一端需延长，并在尾部施加平衡力。5）三辊严格平行，以保证形状正确。4.解决对称三辊卷板机直边问题的方法1）预压用于批量生产。2）预留用于要求严容器。（浪费材料）3）预弯厚板、弯曲半径小。4)不管焊后再卷（如专一中变炉的筒体成型）5.卷板缺陷及检验常见缺陷：1）锥度：上下辊不平行。2）错口：进料倾斜。3）不匀：上下辊间距变化不均。检验方法：内样板检验1）两侧透光：弯曲不足；2）中间透光：弯曲过度。避免3.2锥形封头的弯曲特点：曲率半径从小端到大端逐渐变大。展开图是一扇形面。困难：1）辊筒表面线速度从小端到大端逐渐变大，且能够满足不同锥角、直径的锥体的速度变化要求。2）卷板机的上下辊间距应与其大端到小端曲率半径的变化相适应。利用卷板机卷制锥形封头的常用方法：1）上辊轴倾斜法：一端下压量增加。2）小端摩擦减速法：与上辊轴向对称安装一对辅助滚轮，3）旋转送料法：在坯料的大小头加导向轮，使辊压线基本与素线吻合。4）分区卷制法：在扇形面上划射线，以跨区的移动来近似的调速。3.3管子的弯曲1）弯管方法分类有模弯管盘壮模拉弯推弯压弯有芯无芯羊角芯模推弯热弯冷弯手工机械液压（1）无模弯管热弯火焰加热中频加热拉弯推弯()（2）（3）滚弯：卷板机或滚弯装置2）、弯管质量要求1）中低压管：1、椭圆度：ed0080.2、弯曲角偏差：Emmm3/3、壁厚减薄量：SS015.4、内壁折皱高：Hd0040.通球率：通球直径与管内径之比。U形换热管：RdRd380%385%00时应大于时应大于,,2）高压管：edEmmmSS00515010.,./,.封头的成形分整体和分瓣成形两种。整体成形有冲压、旋压、爆炸三种。整体冲压成形是目前应用最广的方法。3.4封头的成形材料检验划线加工坡口加热切割组对焊接边缘加工冲压检验小直径毛坯对中放在下模上封头的成形过程下模压边圈上模定位压边冲压冲压冲压冲压冲压脱模脱模挡块启动水压机活动横梁空程向下压边缸压紧毛坯边缘开动主缸使冲头向下冲压挡块翻转挡块限位加润滑油、脂冲压中的常见缺陷ABba折皱区最薄最厚减薄区1）壁厚减薄、拉裂：加热氧化、过热、拉应力过大。2）折皱：Da过大、压边力不够、r过大、模具间隙过大等。3）鼓包：加热、润滑不均；模具间隙不均、表面有杂物等。主要技术要求1）最小壁厚：minnC12）内表面形状偏差：Δ≤1.25%Di，且不应是突变。3）拼制封头焊缝布置：e≤¼Di≥3δS，且≥100mm3.5膨胀节的成形逐点依次成形，近似弯曲来达到成形目的。波形膨胀节用于设备温差应力大时冲压冲压滚压筒体旋转水平移动外滚轮旋转筒体旋转内滚轮移动展成环形平板FF施加轴向力边缘加工主要设备：1）加工平板直边坡口：龙门刨床、龙门铣床、刨边机；2）圆形工件坡口：车床、立车等；3）气割坡口结合下料进行；4）不规则坡口（如相贯线上坡口等）：弹簧气刨。作用：1）去除多余金属；2）加工适当形状的坡口；3）去除切割边缘缺陷；4）去除焊口杂质等。对零件精度有重要作用为组对焊接提供好条件解决焊缝熔透的有力措施第四章组对装配组对——用焊接等不可拆连接进行拼装的工序称为组对，组对完后进行焊接以达到密封和强度方面的要求。装配——凡用螺栓等可拆连接进行拼装的工序称为装配，装配完后设备就