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chengcheng筒体整体结构分析筒体加工简明流程图【材检——喷砂——探伤】——号料——下料——【刨坡口——探伤】——筒体成形——【装焊纵缝】——校圆——喷砂——打磨——【探伤——加工环缝——组焊环缝——打磨——探伤】——【堆焊过渡层——探伤——堆焊表层——探伤】——组装受压元件成型前的工艺流程板材成型前的通用工艺流程列于表3-1。表3-1，板材成型前的通用工艺流程序号工作内容要求、加工方法、加工设备或工具1原材料入库2原材料复验外观检验、几何尺寸检验、理化检验和钢板的超声波探伤，有时可委托钢厂进行，其中超声波探伤结果按ZBJ74003-88《压力容器用钢板超声波探伤》规定的质量分级，应不低于Ⅲ级。3划线及标记钢印标记、板材矫平、划线、钢印移植4下料对于直边用剪切；曲线边用气割；对于不锈钢和有色金属，气割用等离子弧；对于特厚板材，若剪切困难则用气割。续表3-15边缘加工用气割或等离子弧开V型、X型坡口，并用砂轮打磨；用机加工方法进行边缘加工或开坡口，其中牛头刨和龙门刨进行直线加工,用立车或大型普通车床进行圆弧轮廓加工；用刨边机刨边和开坡口；夹套材料夹套材料为16MnR16MnR是屈服强度350MPa的普通低合金高强度钢，具有良好的综合力学性能、焊接性能、工艺性能以及低温冲击韧性筒体材料筒体内层材料为304不锈钢，外层材料为16MnR。304不锈钢化学牌号为06Cr19Ni10旧牌号（0Cr18Ni9）含铬19%，含镍8-10%。304不锈钢是应用最为广泛的一种铬-镍不锈钢，具有良好的耐蚀性、耐热性、低温强度和机械特性。在大气中耐腐蚀，如果是工业性气氛或重污染地chengcheng区，则需要及时清洁以避免腐蚀。适合用于食品的加工、储存和运输。具有良好的加工性能和可焊性。板式换热器、波纹管、家庭用品、建材、化学、食品工业等。304不锈钢为国家认可的食品级不锈钢。16MnR是屈服强度350MPa的普通低合金高强度钢，具有良好的综合力学性能、焊接性能、工艺性能以及低温冲击韧性。表3-2，304不锈钢和16MnR力学性能材料氮含量%屈服强度MPa抗拉强度MPa伸长率%3040.062055204016MnR510-655≥345表3-3，304的化学成分化学成分C%Si%Mn%P%S%Cr%Ni%Mo%N%304≤0.08≤1≤2≤0.05≤0.0318～208.00～10.52.2～3≤0.2表3-4，16MnR的化学成分化学成分C%Si%Mn%P%S%16MnR≤0.20.2～0.551.2～1.6≤0.03≤0.02工艺设计选材聚酯反应器筒体材料选择复合钢板。基层16MnR，复层304不锈钢。16MnR是普通低合金钢,它的强度较高、塑性韧性良好。常见交货状态为热轧或正火。属低合金高强度钢304不锈钢是一种通用性的不锈钢材料，防锈性能比200系列的不锈钢材料要强。耐高温方面也比较好，一般使用温度极限小于650℃。304不锈钢具有优良的不锈耐腐蚀性能和较好的抗晶间腐蚀性能。夹套选择16MnR低合金钢。材检一般来说，为了保证工程质量，所有原材料、构配件等，均要进行进场复检，并做好记录。有些原材料需要抽样送检，并取得合格报告后方可使用。具体实施按照工程验收规范、国家标准执行。chengcheng划线（1）、展开计算见图3-1（a）展开前的形状及尺寸（b）展开后的形状及尺寸图3-1筒节展开已知：H=2100mm、Dg=2200mm、δ=22+6mm则有：Dm=Dg+δ=2200+22+6=2228mmL=π×Dm=3.14×2228=6995.92mmh=H=2100mm（2）、留余量（a）、筒体卷制的伸长量：与被卷材质、板厚、卷制直径的大小、卷制次数等条件有关，而本次采用冷卷，钢板冷卷的伸长量较小，约为7～8mm。（b）、主要考虑内容为机加工余量和热切割加工余量见图3-2：chengcheng图3-2筒节的划线及公差要求（3）、焊缝变形量对于尺寸要求严格的焊接结构件，划线时要考虑焊缝变形量（焊缝收缩量），可以查相关的标准。对于简单结构在自由状态下进行电弧焊接时，也可以对焊缝收缩量等变形进行大致的估算。实际用料线尺寸=展开尺寸-卷制伸长量+焊缝收缩量-焊缝剖开间隙+边缘加工余量切割下料线尺寸=实际用料线尺寸+切割余量+划线公差（4）、划线公差长度L和宽度h如图二所示，对角线之差不大于1mm，两平行线的不平行度不大于1mm，若考虑相对长度、宽度的关系则更为完善。一般情况下划线公差也可以考虑为制造公差的一般。筒体的排料（1）、每节筒节，其纵向焊缝数量，公称直径Dg不大于1800mm时，拼接焊缝不多于2条；公称直径Dg大于1800mm时，拼接焊缝不多于3条；（2）、每一节筒体的纵向焊缝中心线间的弧长不应小于300mm.（3）、相邻筒体的纵向焊缝与筒体纵向焊缝应互相错开，并且两焊缝中心间的弧长不得小于100mm，见图3-3：chengcheng图3-3排料要求图（4）、最短筒节长度不应小于300mm;坡口加工坡口加工按机加工制备，按焊接工艺刨纵、环缝坡口，在12m的刨边机上加工，刨边机在下尽料的钢板两端按焊卡刨坡口，另两块钢板一端按焊卡刨坡口，另一端待筒体滚圆后制作。根据实际生产情况，直缝和环缝坡口型式分别如图1所示。焊接前要检查坡口型式及装配质量，坡口处要进行清除铁锈、油污、氧化皮等影响焊接质量的杂质，并对坡口进行PT表面探伤检测，确认无缺陷后方可进行焊接。开设焊接坡口的目的主要是为了保证电弧能深入接头根部，使接头根部焊透，其次是便于清理熔渣，获得较好的焊缝成形，再次是调节焊缝中金属和母材的比例。开设坡口主要是为了焊透，能否焊透主要由坡口的尺寸和形式决定的，焊接坡口应根据板厚、焊接方法以及图样要求或工艺条件选用标准坡口或自行设计坡口。选择和设计坡口形式和尺寸应综合考虑以下因素:（1）保证焊缝焊透；（2）坡口形状易于加工；（3）便于装配；（4）尽量减少焊缝金属填充量，提高生产效率；（5）保证焊接接头质量，避免产生焊接缺陷；（6）减少焊接残余应力与变形；（7）有利于焊接防护，改善劳动条件；（8）方便焊工操作；（9）复合钢板坡口应有利于减少过渡层焊缝金属的稀释率。因此，焊接坡口形式与尺寸设计见图3-4：chengcheng22+670°70°3230°5图3-4复合板筒节环缝示意该坡口形式具有以下优点:（1）过渡层位置明确基层与复层界面一目了然,过渡层的位置有明确标记,不会将碳钢焊条焊到复层上,焊工无心理负担,施焊时得心应手。（2）避免夹渣的产生复层边缘远离焊缝中心,因此在焊接热循环过程中,最高峰值温度大大降低,避免了因基层焊接时反复受热膨胀,引起复层张口,并出现夹渣的可能。（3）保证了过渡层厚度的要求过渡层能完全覆盖基层,并且能达到技术条件中要求的a、b值,保证过渡层的焊接质量,使其真正起到承上启下的作用。多年的实践证明,坡口能更好的保证不锈钢复合板的焊接质量,同时对其它类型的复合材料焊接坡口的设计有一定的参考价值。、焊接工艺焊前准备为了保证焊接接头的耐蚀性，防止焊接缺陷，在焊前准备中，对下列问题应予以特别注意。⑴下料方法根据材料厚度查得，坡口加工方法可选用切削或磨削。此盘管坡口加工适宜选择磨削加工方法。其优点是现在的磨削工具小型轻便，使用起来比较方便，总成本低，而且用途广，对于厚度小于8mm的部件，多采用磨削方法加工坡口，这种方法更适用于现场修磨坡口。⑵焊前清理为了保证焊接质量，焊前应将坡口及两侧20~30mm范围内的焊件表面清理干净，如有油污，可用丙酮或酒精等有机溶剂擦拭。对表面质量要求特别chengcheng高的焊件，应在适当范围内涂上用白垩粉调制的糊浆，以防止飞溅金属损伤钢材表面。⑶表面防护在搬运，坡口制备、装配及点焊过程中，应注意避免损伤不锈钢表面，以免使产品的耐蚀性能降低，如不允许在钢材表面随意打弧及用利器划伤钢板表面等。⑷自冷作硬化现象因奥氏体不锈钢的线胀系数大，对冷作硬化敏感，在刚性固定条件下焊接时，焊缝在冷却中会产生较大的塑性变形，而发生自发的冷作硬化现象，经“自冷作硬化”的焊缝，屈服点提高40%左右，塑性有所降低。⑸焊丝应有制造厂的质量合格证，领取和发放有焊材管理员统一管理。焊丝在使用前应清除油锈及其他污物，露出金属光泽。⑹氩气氩气瓶上应贴有出厂合格标签，其纯度≥99.95%，所用流量6-9升/分钟，气瓶中的氩气不能用尽，瓶内余压不得低于0.5MPa，以保证充氩纯度。⑺焊接工具a采用直流电焊机，用WSE-315和TIG400两种型号焊机。b选用的氩气减压流量计应开闭自如，没有漏气现象。切记不可先开流量计、后开气瓶，造成高压气流直冲低压，损坏流量计；关时先关流量计而后关氩气瓶。c输送氩气的胶皮管，不得与输送其它气体的胶皮管互相串用，可用新的氧气胶皮管代用，长度不超过30米。⑻其它工器具焊工应备有：手锤、砂纸、扁铲、钢丝刷、电磨工具等，以备清渣和消缺。筒节与筒节环缝焊接方法及焊接工艺复合板筒节与筒节环焊接如图4-222+670°70°3230°5图4-1堆焊工艺图4-2筒节环缝焊接chengcheng4.2.2筒节与筒节环焊缝焊接工艺表4-1，复合板筒节与筒节环焊缝焊接工艺焊接过程检验要求1清理坡口及坡口检查，并对不锈钢侧涂保护涂料100%MTJB/T4730-2005I级2组对、预热，预热温度≥200℃、点焊续表4-13里口焊条电弧焊打底焊；里口焊条电弧焊焊到离交界面1mm；外观4外口清根、打磨100%MTJB/T4730-2005I级5外口SAW焊满，预热温度≥200℃6堆焊表面磨平及检查100%MTJB/T4730-2005I级7预热温度≥100℃，SMAW堆焊过渡层≥2mm100%PTJB/T4730-2005I级100%UTJB/T4730-2005I级8消应力600±20℃/2h测厚7SMAW堆焊耐蚀层，总堆焊厚度≥5mm（与两边复层平齐）100%PTJB/T4730-2005I级8校园层次焊接方法焊材牌号规格mm电流(A)电压(V)烘烤温度℃保温时间hSMAWCMA-96MBφ4160~18023~243502φ5230~25024~263502A042φ4120~14023~242002A022φ4120~14023~242002chengchengSAWUS-511Nφ4500~60030~34PF-2003502表4-2，筒体内壁堆焊工艺焊接过程检验要求1堆焊面检查100%MTJB/T4730-2005I级续表4-22清理堆焊面，预热≥100℃3带极堆焊过渡层一层≥3mm，目测≥3mm100%UTJB/T4730-2005I级100%PTJB/T4730-2005I级4消应力热处理600±20℃/1h5带极堆焊耐蚀层，满足图纸要求尺寸，100%UTJB/T4730-2005I级100%PTJB/T4730-2005I级6整体焊后热处理层次焊接方法焊材牌号规格mm电流(A)电压(V)速度(cm/min)烘烤温度℃保温时间hSAWJSS309L60×0.5~1100~28JFS-300S20024.2.3材料时应注意遵循以下原则:a.复层用焊材应考虑有10%的合金元素烧损,选择合金成分高的焊材。过渡层用焊材应考虑碳钢对不锈钢的稀释作用,合金成分应比母材高25%左右。chengchengb.焊材的含碳量应尽可能的低,有条件时可选择超低碳钢焊条。c.当压力容器产品设计计算了复合钢板复层的强度,选择焊条也要考虑焊材强度对焊接接头的影响。d.基层焊接材料,按强度匹配即可。在焊接工艺评定的基础上,操作时应选用小直径焊条,采用小热输入、反极性、快速多道焊接,焊条不允许做横向摆动,这样可以避免基层金属对过渡层的稀释,减少马氏体组织的形成,防止产生裂纹。需要说明,焊接复层时严禁采用埋弧自动焊,因为它具有很大的熔深,会使过多的基层材料熔入焊缝,焊后易产生大量的焊后冷裂纹,而且会对焊接接头的抗腐蚀性产生影响。e.焊接材料的选择按JB/T47092000《钢制压力容器焊接规程》的规定,分别选择基层和复层的焊接材料。过渡层