畢業(yè)設(shè)計（論文）材料成型及控制工程焊接方向畢業(yè)設(shè)計說明書

1、1 引言11 加氫反應(yīng)器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢加氫反應(yīng)器是有機化學(xué)實驗室和實際生產(chǎn)過程中一件非常重要的設(shè)備，不僅可以用作加氫反應(yīng)的容器，而且也可用于液體和氣體需要充分混合的場合。在化學(xué)制藥方面有著廣泛的用途，可作為產(chǎn)品開發(fā)、有機化學(xué)制品和醫(yī)藥品研究的基礎(chǔ)設(shè)備，還可用于定量分析工業(yè)過程中催化劑的活性。加氫反應(yīng)器由于長期處于高溫、高壓、臨氫、高溫硫和硫化氫環(huán)境 , 其使用條件苛刻 , 因此設(shè)計和制造難度較大。長期以來 , 國內(nèi)外對其設(shè)計、材料和制造技術(shù)進行了大量的理論研究和工程實踐。特別是近年來 , 隨著加氫裝置的大型化 , 加氫反應(yīng)器的制造周期加長、生產(chǎn)成本不斷提高。為了縮短制造周期、降低生產(chǎn)成本 ,

2、 保證加氫反應(yīng)器的安全可靠運行 , 研究人員開發(fā)了新材料 , 應(yīng)用了許多新工藝、新技術(shù)。12 產(chǎn)品簡介圖1.1 加氫反應(yīng)器簡圖由圖1.1可知：筒體兩端連接橢圓形封頭各一個，上封頭上接有兩個接管、一個法蘭，下封頭上接有卸料管、出口彎管，筒體內(nèi)上部裝有積垢籃，筒體上接有五個接管，筒體采用裙座支撐。本次設(shè)計生產(chǎn)的設(shè)備為加氫反應(yīng)器，屬于三類壓力容器，筒體直徑1400mm，高13900mm，壁厚(163)mm，生產(chǎn)數(shù)量：兩臺設(shè)備。筒體縱焊縫交錯分布，避免了十字交叉，有利于減少焊接應(yīng)力及變形；主要加工手段為焊接，此外還采用沖壓、卷彎、機加工等輔助工藝。13 工藝性審查加氫反應(yīng)器技術(shù)特性見表1.1。表1.1

3、 技術(shù)特性表設(shè)計壓力（mpag）2.0設(shè)計溫度（）400工作壓力（mpag）1.5工作溫度（）370物料名稱氫氣、c1-c5烴、硫化氫焊縫系數(shù)1腐蝕裕度（mm）地震烈度7基本風(fēng)壓（n/）400保溫厚度（mm）190保溫重量（kg）最大容量（kg）最小重量（kg）全容積（）12.93容器類別三類再生工作壓力（mpag）0.15再生工作溫度（）510再生設(shè)計壓力（mpag）0.3再生設(shè)計溫度（）520本設(shè)備按加氫反應(yīng)器制造技術(shù)要求進行制造試驗和驗收。開口接管與殼體的焊縫表面應(yīng)圓滑過渡。設(shè)備殼體上除工藝預(yù)焊件外不允許焊接設(shè)計以外的任何零件。捕集器（積垢籃）安裝時，平面度允差3mm，其中心線與反應(yīng)器同

4、軸度允差3mm。卸催化劑前應(yīng)拆除捕集器。容器的全部受壓焊縫應(yīng)進100%x射線探傷檢查，射線探傷符合 jb/t 4730.2-2005承壓設(shè)備射線檢測規(guī)定中級合格。設(shè)備制造完畢后，以2mpa進行水壓試驗，合格后再以1.8mpa進行氣密性試驗。經(jīng)審查，該反應(yīng)器設(shè)計合理，可以著手制定生產(chǎn)工藝。2 焊接工藝分析15crmor屬于耐熱鋼，焊前需要預(yù)熱,預(yù)熱溫度150，焊后650830退火處理。0cr18ni10ti屬于奧氏體不銹鋼，焊前不需要預(yù)熱，焊后不需要熱處理。以上兩種鋼材均采用熔化極氣體保護焊，保護氣為ar（99.9%）。優(yōu)點如下：（1）焊接過程中電弧及熔池的加熱熔化情況清晰可見，便于發(fā)現(xiàn)問題與及

5、時調(diào)整，故焊接過程與焊縫質(zhì)量易于控制。 （2）焊后不需要清渣，省掉了清渣的輔助工時，降低了焊接成本。 （3）生產(chǎn)效率高，易進行全位置焊及實現(xiàn)機械化和自動化。根據(jù)某些具體情況，適當采用手工電弧焊施焊。3 焊接生產(chǎn)方案的制定1方案的初步制定方案一：制造出所用全部零件。零件組裝成部件；封頭、接管、法蘭、入口擴散器焊接成上封頭組；筒體、筋板、接管、積垢籃焊接組成殼程；封頭、出口收集器、出口彎管、卸料器焊接成下封頭組；裙式殼體、接管、地腳螺栓座、接地板焊接組成裙式支座；裙式支座、下封頭組、殼程、上封頭組最后總裝成加氫反應(yīng)器。方案二：制造出所用全部零件。零件組裝成部件；封頭、接管、法蘭、入口擴散器焊接成上

6、封頭組；筒體、筋板、接管、積垢籃焊接組成殼程；封頭、出口收集器、出口彎管、卸料器焊接成下封頭組；裙式殼體、接管、地腳螺栓座、接地板焊接組成裙式支座；上封頭組、殼程、下封頭組臥裝焊接組成反應(yīng)器主體；反應(yīng)器主體、裙式支座最后總裝成加氫反應(yīng)器。2方案分析方案一：下封頭組、殼程、上封頭組均采用吊裝，增加了吊裝工作量，但是容易實現(xiàn)裝配方案二：上封頭組、殼程、下封頭組臥裝須特制裝焊夾具，提高了成本。3制定方案 經(jīng)上述分析方案一、二都可以實施。但考慮到方案二提高了成本而沒有明顯的優(yōu)勢，最終決定選用方案一。根據(jù)方案一制定出生產(chǎn)工藝流程圖見圖3.1所示。圖3.1 加氫反應(yīng)器生產(chǎn)工藝流程圖4 生產(chǎn)前期準備1.鋼材

7、復(fù)檢鋼板復(fù)檢：包括化學(xué)成分、各種力學(xué)性能、表面缺陷及外形尺寸（主要是厚度）的檢驗，采用抽檢的方法，抽檢率為20%。鋼管復(fù)檢：內(nèi)容包括鋼管材質(zhì)、圓度及型號，材料應(yīng)具有質(zhì)保書，標記齊全。按批號復(fù)驗化學(xué)成分。同一種規(guī)格的原材料,抽樣進行晶間腐蝕傾向性試驗。凡需有特殊復(fù)驗項目要求的還應(yīng)按要求進行檢驗。2.焊接材料的復(fù)檢對焊絲、焊劑等焊接材料的熔敷金屬的化學(xué)成分、腐蝕、金相進行檢查。經(jīng)驗收和復(fù)檢合格后，焊接材料應(yīng)放在符合管理要求的焊接庫,并由保管人質(zhì)在明顯的位置作出材料標記。5 主要零件的制造5.1 法蘭蓋的制造 法蘭蓋形狀及尺寸如圖5.1所示。圖5.1 法蘭蓋簡圖1、零件的主要技術(shù)要求1）表面不得有裂

8、紋及其它降低法蘭蓋強度和連接可靠性的缺陷。2）螺栓孔中心圓直徑和相鄰兩螺栓孔弦長允差為0.8mm，任意兩螺栓孔弦長允差為1.6mm。3）工件材料為15crmor，鍛件，級別為級。2、工藝分析 根據(jù)工件材料性質(zhì)和具體尺寸精度、粗糙度的要求，可以采用粗車的工藝來達到。3、基準選擇以粗車后的小端外圓面和凸臺端面為定位基準，在一次安裝中加工大端各表面，以保證所要求的位置精度。 4、工藝過程1）采用gb4235鋸床，從250mm的圓鋼上鋸取長1840mm的一段,尺寸依據(jù)等體積法粗略算得，取加工余量10%。2）始鍛溫度11501200，終鍛溫度800850，使直徑達9506mm，厚度達1366mm。3）滾

9、圓修整。4）墊環(huán)局部鐓粗，始鍛溫度11501200，終鍛溫度800850，使凸臺部分厚度達666mm，直徑達3006mm。 5）用凸模沖出249的通孔。6）熱處理，650830退火，從而恢復(fù)組織。7）粗車小端外圓和兩端面至29057。 8）倒頭粗車大端外圓和端面至940126，然后粗車出密封面凸臺7496。 9）按圖示要求車環(huán)槽。10）劃線，劃出24個螺栓孔的線。11）鉆52的螺栓孔。 12）車外圓及孔口倒角。13）按圖紙要求檢驗。其加工工藝參見附錄a。5.2 孔板的制造 孔板形狀及尺寸見圖5.2。圖5.2 孔板簡圖1、零件的主要技術(shù)要求 1）表面不得有裂紋及其它降低孔板強度和連接可靠性的缺陷

10、。2）工件材料為0cr18ni10ti。2、工藝分析 根據(jù)工件材料性質(zhì)和具體尺寸精度、粗糙度的要求，可以采用粗加工的工藝來達到。3、工藝過程1）備厚度6mm的板料，劃線劃出259的圓。2）氣割割出孔板。3）修整毛邊。4）在板上按圖中要求劃出19個44的孔。5）鉆孔44，修理各個孔邊緣的毛邊。6）按圖紙要求檢驗。5.3 封頭的制造封頭形狀及尺寸如圖5.3所示。圖5.3 封頭簡圖1、零件的主要技術(shù)要求1）表面不得有裂紋及其它降低封頭強度和連接可靠性的缺陷。2）工件材料為15crmor0cr18ni10ti。2、工藝分析 根據(jù)工件材料性質(zhì)和具體尺寸精度、粗糙度的要求，可以采用粗加工的工藝來達到。3、

11、基準選擇以中心線ab和cd為基準4、工藝過程封頭由半個橢球和一個高度為h的圓柱形短節(jié)（封頭直邊部分）構(gòu)成，其型式參數(shù)關(guān)系為：di4（h-h）dndi封頭外形尺寸如下：公稱直徑：dn1400mm封頭壁厚：a19mm直邊高度：h50mm封頭總深度：h400mm封頭制造工藝如下：1）預(yù)處理：矯正，噴丸處理。2）劃線：橢圓形封頭毛坯尺寸的計算為式中： p封頭橢圓部分的半周長a橢圓的長半軸b橢圓的短半軸由于a=700mm，b=350mm，得出p=1715.9mm?？紤]加工余量后，封頭毛坯直徑可按下式計算：d0=p+2hk0+2s式中：封頭沖擊成形是的拉伸系數(shù)，取k0=1s封頭邊緣加工余量h直邊高度可求得

12、d0=1835.9mm。綜上，在原材料上劃一直徑為1835.9mm的圓。3）下料：采用等離子弧切割下料。4）熱沖壓：先加熱至1000，再水壓機壓制成形并預(yù)留直邊加工余量。5）二次劃線：量取直邊高度50mm劃線，同時對所有孔劃線。6）切割：lgk8等離子弧切割機切出50mm直邊。7）制孔：按所劃的孔線鉆出20；鉆中心孔50，鉆左邊的孔50，然后分別對中心孔和左邊的孔擴孔，分別擴至600，100。8）修理毛邊。9）按圖樣要求檢查其尺寸、質(zhì)量等。5.4 法蘭的制造法蘭形狀及尺寸如圖5.4所示。圖5.4 法蘭簡圖1、零件的主要技術(shù)要求1）表面不得有裂紋及其它降低法蘭強度和連接可靠性的缺陷。2）螺栓孔中

13、心圓直徑和相鄰兩螺栓孔弦長允差為0.6mm。3）工件材料為15crmor，鍛件，級別為iii級。2、工藝分析 根據(jù)工件材料性質(zhì)和具體尺寸精度、粗糙度的要求，可以采用粗車的工藝來達到。3、基準選擇以粗車后的小端外圓面和凸臺端面為定位基準，在一次安裝中加工大端各表面，以保證所要求的位置精度。 4、工藝過程1）采用gb4235鋸床，從250mm的圓鋼上鋸取長435mm的一段，尺寸依據(jù)等體積法粗略算得，取加工余量10%。2）始鍛溫度11501200，終鍛溫度800850，使直徑達5146mm，厚度達1036mm。3）墊環(huán)局部鐓粗，始鍛溫度11501200，終鍛溫度800850，使法蘭蓋凸出部分厚度達6

14、86mm。 4）滾圓修整5）用沖模沖249的通孔。6）熱處理，650830回火，恢復(fù)組織。 7）粗車小端外圓和兩端面，車出頸部，保證尺寸273、343、88。 8）倒頭粗車大端外圓和端面至51066.5。 9）粗車密封面3562.5。10）車環(huán)槽。11）劃12個33螺栓孔的線，并鉆孔。12）車外圓及孔口倒角。13）按圖紙要求檢驗。5.5 筒節(jié)的制造1.矯正原理如圖5.5所示。 圖5.5 七輥矯平機矯正原理2.劃線劃線前應(yīng)展開，可采用計算展開法。具體展開公式如下： l=（dg+）+s式中 l-筒節(jié)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

15、邊余量和焊接收縮量等）（mm），如兩側(cè)均需刨邊，則取1015mm。筒體展開后，其實就是一塊矩形金屬板。毛坯寬度為筒節(jié)的長度，其大小取決于原材料的寬度和容器上焊縫的分布情況（焊縫不允許十字交叉）。注意，毛坯實際寬度也要包括加工余量s。經(jīng)查閱資料及計算，取劃線尺寸為44572500（長度寬度）。3.下料采用等離子切割下料。4邊緣加工采用刨邊機進行鋼板的直線邊緣加工和開坡口，加工精度高，坡口尺寸準確。5.卷制采用對稱式三輥卷板機來卷制鋼板。（1）預(yù)彎 采用對稱式三輥卷板機彎卷鋼板時，鋼板兩端各有一平直段無法彎卷。為使鋼板都能彎曲成同一曲率，在卷板前要先將其兩端彎曲成所需要的曲率，稱為預(yù)彎。 本次設(shè)計

16、利用壓力機預(yù)彎。受模具長度限制，板料的壓彎需逐段進行，且在壓制過程中需要隨時用樣板檢查曲率半徑的大小，以保證成形尺寸滿足要求。如圖5.6所示。 圖5.6 壓力機預(yù)彎示意圖（2）對中 板料預(yù)彎后，放入卷板機上下輥之間進行輥卷前必須使板料的母材與輥的軸線平行，使板料的縱向中心線與輥的軸線保持相互垂直，即對中，其目的是防止鋼板在滾卷過程中產(chǎn)生扭斜變形。（3）卷圓 鋼板對中后，即可用上輥壓住板料并使之產(chǎn)生一定彎曲，開動機床進行滾卷。每滾卷一次行程，便適當下調(diào)上輥一次，這樣經(jīng)過多次滾卷就可將板料彎曲成所要求的曲率。在滾卷過程中要注意：隨時用卡樣板測量，看是否達到曲率要求，不可過卷量太多，因為過卷要比曲率

17、不足難以修正，且易使金屬性能變壞。在冷卷時要考慮到回彈的影響，必須施加一定的過卷量。當卷制達到曲率要求時，還應(yīng)在此曲率下多卷幾次，以使其變形均勻和釋放內(nèi)應(yīng)力，減少回彈。如圖5.7所示。 圖5.7 滾卷示意圖 6.對齊用容器拉緊器使筒體要焊接的兩邊對齊。通過調(diào)節(jié)拉緊器上的橫向螺母來保證焊接間隙筒，通過調(diào)節(jié)拉緊器上的徑向螺母來消除焊縫錯邊。如圖5.8所示。調(diào)節(jié)完畢后，把筒體放到焊接工作臺上進行焊接。圖5.8 拉緊器示意圖7.焊接筒節(jié)采用復(fù)合鋼板制造，外層先采用熔化極氣體保護焊進行定位焊，然后正式施焊；內(nèi)層采用手工堆焊。坡口形狀及尺寸見圖5.9。圖5.9 坡口形狀及尺寸熔化極氣體保護焊采用h08cr

18、moc(1.0mm)焊絲，采用nb-200焊機,工藝參數(shù)見表5.1。表5.1 熔化極氣體保護焊工藝參數(shù)焊接電流/a焊接電壓/v焊接速度/(m/h)保護氣體保護氣流量/lmin-1100120283025ar（99.5%）20焊前150預(yù)熱，焊后應(yīng)進行650830退火處理。手工堆焊采用zxg-300硅整流式電焊機，堆焊工藝參數(shù)見表5.2。表5.2 手工堆焊工藝參數(shù)堆焊層焊條牌號規(guī)格/mm焊接電流 /a焊接電壓/v過渡層309l1.0700-72032-34面層3471.0700-72032-34堆焊完成后緩冷。8.矯圓焊接結(jié)束后，在卷板機上進行矯圓，大致可分三個步驟。（1）工件放入卷板機上輥之后

19、，根據(jù)計算，將上輥調(diào)至所需要的最大矯正曲率的位置進行加載。（2）使工件在矯正曲率下多次滾卷，并著重于焊縫區(qū)的矯正，使圓筒曲率均勻一致。經(jīng)測量，直到合乎要求為止。（3）逐漸卸除載荷，并使工件在逐漸卸除載荷的過程中多次滾卷。9.檢驗按圖紙要求檢查尺寸等。5.6 90度彎頭的制造 彎頭形狀及尺寸見圖5.10。圖5.10 彎頭簡圖1、零件的主要技術(shù)要求1）表面不得有裂紋及其它降低彎頭強度和連接可靠性的缺陷。2）工件材料為0cr18ni10ti。2、工藝分析 根據(jù)工件材料性質(zhì)和具體尺寸精度、粗糙度的要求，可以采用粗車的工藝來達到。3、工藝過程1）備27312（外徑管厚）的管料。 2）采用彎壓的方法，彎出

20、90度彎頭。 3）按圖中所示尺寸加工成型。 4）車內(nèi)、外圓倒角。 5）按圖紙要求檢驗。5.7 接管的制造 接管形狀及尺寸見圖5.11。圖5.11 接管簡圖1、零件的主要技術(shù)要求1）表面不得有裂紋及其它降低彎頭強度和連接可靠性的缺陷。2）工件材料為0cr18ni10ti。2、工藝分析 根據(jù)工件材料性質(zhì)和具體尺寸精度、粗糙度的要求，可以采用粗車的工藝來達到。3、工藝過程1）備32512的（外徑管厚）的管料。2）劃線，滿足長度667。3）切割。4）修整毛邊。5）按圖紙要求檢驗。5.8 錐體的制造錐體形狀及尺寸見圖5.12。圖5.12 錐體簡圖1、零件的主要技術(shù)要求1）表面不得有裂紋及其它降低錐體強度

21、和連接可靠性的缺陷。2）工件材料為0cr18ni10ti。2、工藝分析 根據(jù)工件材料性質(zhì)和具體尺寸精度、粗糙度的要求，可以采用粗加工的工藝來達到。3、基準選擇焊接時為避免錯邊，待焊的兩邊緣互為基準。4、工藝過程1）備厚度6mm的板料。2）采用普通的三滾卷板機按圖示尺寸卷制，做個可以轉(zhuǎn)動的軸防止大小頭向一個方向跑。3）修整毛邊。4）焊接縱縫。5）按圖紙要求檢驗。5.9 裙座基礎(chǔ)板的制造裙座基礎(chǔ)板形狀及尺寸見圖5.13。圖5.13 裙座基礎(chǔ)板簡圖1、零件的主要技術(shù)要求 1）裙座螺栓孔中心圓直徑允差以及相鄰兩孔和任意兩孔弦長允差均為2mm.。 2）工件材料為q235-a。2、工藝分析 根據(jù)工件材料性

22、質(zhì)和具體尺寸精度、粗糙度的要求，可以采用氣割的工藝來達到。3、基準選擇 劃邊緣12個豁口以圓心和水平虛線為定位基準，劃內(nèi)徑的線以圓心為基準。4、工藝過程1）選厚度20的鋼板，采用氣割落1604的圓板料。2）打磨毛邊。3）劃出內(nèi)徑和12個邊緣豁口的線。4) 氣割割出內(nèi)徑和豁口并打磨毛邊。5）按圖紙要求檢驗。5.10 接頭的制造接頭形狀及尺寸見圖5.14。圖5.14 接頭簡圖1、零件的主要技術(shù)要求 1）表面不得有裂紋及其它降低接頭強度和連接可靠性的缺陷。2）工件材料為15crmo，鍛件，級別iii。2、工藝分析 根據(jù)工件材料性質(zhì)和具體尺寸精度、粗糙度的要求，可以采用粗車的工藝來達到。3、基準選擇以

23、較粗一端的端面為定位基準。4、工藝過程1）采用gb4235鋸床，從250mm的圓鋼上鋸取長462mm的一段。2）始鍛溫度11501200，終鍛溫度800850，使直徑達3282mm，厚度達2762mm。3）滾圓修整。4）用凸模沖出260的通孔。5）熱處理，650830退火，恢復(fù)組織。 6）粗車一端外圓和端面至326274。 7）鉆中心孔至50，鏜中心孔至260。 8）車外圓及孔口倒角。 9）倒頭粗車另一端外圓和端面至325273。 10）按要求粗車車出的斜椎式外圓。11）車外圓及孔口倒角。12）按圖紙要求檢驗。5.11 其它零件的制造筋板、蓋板、墊板這些零件都是一些板料。按照尺寸劃線，留出加工

24、余量35，用氣割法切割。機加工表面去除四周毛刺，并用砂紙打磨表面，去除表面氧化物、油漬等，以便后面焊接。6 主要部件的制造6.1 筒體裝配簡圖及系統(tǒng)圖見圖6.1。 （a） （b）圖6.1 筒體裝配簡圖及系統(tǒng)圖以筒節(jié)16-4為基準件，采用臥裝，裝配時需要借助于裝配胎架，筒體在滾輪架和輥筒架上裝配。對接裝配時，將兩圓筒置于胎架上靠緊或按要求留出間隙，然后采用測量圓筒同軸度的方法，校正兩節(jié)圓筒的同軸度，校正合格后施行定位焊。其焊接工藝完全參考前述5.5中筒節(jié)縱縫焊接工藝。6.2 筒體與封頭裝配簡圖及系統(tǒng)圖見圖6.2。 （a） （b）圖6.2 封頭與筒體裝配簡圖及系統(tǒng)圖以筒體為基準件，采用吊裝，按圖所

25、示依次裝配、點固，保證各零件的中心線如圖中所示，從而完成裝配。其焊接工藝完全參考前述5.5中筒節(jié)縱縫焊接工藝。6.3 法蘭與法蘭蓋法蘭與法蘭蓋裝配見圖及系統(tǒng)圖見圖6.3。 （a） （b）圖6.3 法蘭與法蘭蓋裝配簡圖及系統(tǒng)圖以法蘭蓋為基準件，按圖所示裝配、點固，保證各零件的中心線如圖中所示，從而完成裝配。坡口形式及尺寸如圖6.4。圖6.4 坡口形狀及尺寸采用熔化極氣體保護焊，采用h08crmoc焊絲，采用nb-200焊機。焊前用鋼絲刷清理坡口及附近雜質(zhì)。焊前預(yù)熱溫度為150，焊接工藝參數(shù)如表6.1。表6.1 tig焊工藝參數(shù)焊材規(guī)格/mm焊接電流/a保護氣體電弧電壓/v保護氣流量/l.min.

26、-11.2110130ar（99.9%）1214 15焊后650830退火處理。其焊接工藝參見附錄b。然后對部件內(nèi)壁和密封面進行堆焊，采用帶極堆焊，焊機型號zde-1250，焊接工藝參數(shù)見表6.2。表6.2 帶極堆焊工藝參數(shù)層次焊帶焊劑規(guī)格（mm）電流（a）電壓（v）焊速（cm/min）過渡層d309lsmj340.450700-72034-3612-15表面層d347smj340.450700-72034-3612-156.4 出口彎管出口彎管裝配簡圖及系統(tǒng)圖見圖6.5。 （a） （b）（c）圖6.5 出口彎管裝配簡圖及系統(tǒng)圖先以法蘭為基準件，將法蘭和接管裝焊為套件。 再以彎頭為基準件，采用

27、v型槽和很短的v型槽定位，然后采用v型槽定位接頭，接著再采用v型槽定位法蘭、接管組成的套件，夾緊后定位焊。具體采用的夾具見后敘的出口彎管工裝夾具設(shè)計。其裝配工藝參見附錄c。圖6.5（a）中i和iii焊縫為異種鋼（耐熱鋼與奧氏體不銹鋼）之間的焊縫，采用手工電弧焊，焊條牌號a042，焊前焊條須經(jīng)200-250烘焙1h，用zxg-300硅整流式電焊機。坡口形式及尺寸見圖6.6，焊前用鋼絲刷清除坡口兩側(cè)50mm內(nèi)的油污、鐵銹、氧化皮等雜質(zhì)，并用丙酮清洗。焊接工藝參數(shù)見表6.3。圖6.6 坡口形狀及尺寸表6.3 手工電弧焊工藝參數(shù)焊接電流/a焊接電壓/v焊接速度/(m/h)23025028302025圖

28、6.5（a）中ii焊縫采用熔化極氣體保護焊，采用nb-200焊機，采用h0cr19ni9ti焊絲，保護氣體為ar（99.9%），坡口形式及尺寸見圖6.6，焊前用鋼絲刷清除坡口兩側(cè)50mm內(nèi)的油污、鐵銹、氧化皮等雜質(zhì)，并用丙酮清洗。焊接工藝參數(shù)見表6.4。表6.4 熔化極氣體保護焊工藝參數(shù)焊絲直徑/mm焊接電流/a焊接電壓/v焊接速度/mm.min.1保護氣流量/l.min.-11.21802002426300156.5 分配錐 分配錐裝配簡圖及系統(tǒng)圖見圖6.7。 （a） （b）圖6.7 分配錐裝配簡圖及系統(tǒng)圖以孔板為基準件，按圖所示依次裝配、點固，保證各零件的中心線如圖中所示，從而完成裝配。采

29、用手工電弧焊，焊條牌號a137，采用zxg-300硅整流式電焊機，焊接工藝參數(shù)見表6.5。表6.5 手工電弧焊工藝參數(shù)焊接電流/a焊接電壓/v焊條直徑/(mm)16018016183.2坡口形式及尺寸如圖6.8。 圖6.8 坡口形式及尺寸簡圖焊后打磨焊縫表面。6.6 裙座底部裙座底部裝配圖及系統(tǒng)圖見圖6.9。 （a） （b）（c）圖6.9 裙座底部裝配簡圖及系統(tǒng)圖以基礎(chǔ)板為基準件，按圖所示依次裝配、點固，如圖中所示，從而完成裝配。采用手工電弧焊，焊條牌號e4303，采用zxg-300硅整流式電焊機，焊接工參數(shù)見表6.6。表6.6 手工電弧焊工藝參數(shù)焊接電流/a焊接電壓/v焊接速度/(mm/mi

30、n)16018020222207 總裝配整體上講采用吊裝。1.預(yù)先將裙式支座，通過地腳螺栓固定在地面上，然后將下封頭吊起，與裙座按裝配圖所示進行裝配，并焊接固定。2.用吊車將殼程吊起，按裝配圖所示進行裝配，并焊接固定。3. 用吊車將上封頭組吊起，按裝配圖所示進行裝配，并焊接固定。至此，加氫反應(yīng)器總裝完畢。8 出口彎管工裝夾具設(shè)計8.1 夾具設(shè)計任務(wù) 焊接產(chǎn)品“出口彎管”的產(chǎn)品圖見圖6.5（a）。出口彎管由接頭、彎頭、接管、法蘭構(gòu)成；接頭和法蘭材料為15crmo，彎頭和接管材料為0cr18ni10ti；出口彎管的總體尺寸是（長寬高）1362.5510909。焊接產(chǎn)品“出口彎管”的技術(shù)要求分析：（

31、1）件3與件4中心線之間重合，件1和件3的中心線與件2中心線的切線重合。（2）接頭中心線與右端面距離12001.0。（3）法蘭中心線與上端面6541.0。8.2 工件的定位及夾緊原理以彎頭為基準件。彎頭是由較長的90度v型槽和很短90度v型槽定位的，基準面是槽面。接頭是由v型槽配合基準件定位的，接管和法蘭組成的套件也是采用v型槽配合基準件定位的。扭動手柄使螺桿帶動壓板向下移動，壓住零件。8.3 主要零件設(shè)計說明底座：固定彎頭支承座、接頭支承座、接管支承座、升降架，減小整個夾具對地面的壓強。彎頭支承座：放置彎頭，并對彎頭定位。接頭支承座：放置接頭，并對接頭定位。接管支承座：放置接管，并對接管定位

32、。夾緊器支架：與手柄、螺桿、壓板配合夾緊零件。8.4 夾具使用說明1）擰動手柄，使螺桿帶動壓板向上移動。2） 把彎頭放入彎頭支撐座上，擰動手柄夾緊。3） 把接頭放入接頭支撐座上，移動接頭，使接頭與彎頭邊相距23mm，擰動手柄夾緊接頭。4） 把接管與法蘭組成的套件放入支撐座上，移動套件，使接管與彎頭邊相距23mm，擰動手柄夾緊套件。5） 焊接。6） 擰動手柄，取出焊件。9 檢驗容器全部受壓焊縫進行100%x射線探傷檢查，射線探傷符合jb/t 4730.2-2005承壓設(shè)備射線檢測規(guī)定中級合格。設(shè)備制造完畢后，以2mpa進行水壓試驗，合格后再以1.8mpa進行氣密性試驗，檢驗過程如下。9.1 表面

33、檢查表面檢驗是檢查產(chǎn)品表面是否有大的缺陷，主要進行的是焊接坡口、焊縫余高、焊縫表面質(zhì)量檢驗等。具體要求為：焊接坡口：不得有裂紋、分層、夾渣等；焊縫余高：余高02.5mm焊縫表面質(zhì)量：不得有裂紋、氣孔、弧坑、夾渣、熔渣、未融合、飛濺物。9.2 x射線探傷原理：利用x射線可穿透物質(zhì)和在物質(zhì)中有衰減的特性來發(fā)現(xiàn)缺陷。它適用于檢查弓箭內(nèi)部的缺陷。對氣孔、夾渣等體積性缺陷，具有較高的檢測靈敏度。焊縫射線探傷的一般程序：焊縫表面質(zhì)量檢查核對實物與委托單項目機器預(yù)熱畫草圖貼片、貼標、屏蔽散射線對位選焦距開機透照膠片處理底片評定簽發(fā)檢驗報告底片及資料存檔。9.3 水壓試驗及要點水壓試驗的水溫30，采用水泵加壓

34、試驗。用水泵將容器充滿水，堵住容器上的一切孔。試驗時，升壓或降壓均應(yīng)緩慢進行。當升至工作壓力時暫停，進行初檢，無異?？衫^續(xù)升壓到規(guī)定壓力進行保壓，然后降至工作壓力或設(shè)計壓力，保持30min進行仔細檢查。試驗壓力為工作壓力的1.5倍，即2.25mpa。加壓后距離焊縫20mm，用小錘輕輕錘擊，然后卸載。結(jié)果分析與判定：保壓時，表壓穩(wěn)定準確；檢查所有焊縫部位，無滲水或水珠；肉眼觀察沒有發(fā)現(xiàn)殘余變形，焊縫強度為合格。9.4 氣密性試驗及要點氣密性試驗比水壓試驗靈敏、迅速，試驗后不用排水處理，按照設(shè)計規(guī)定，進行p=0.392mpa的氣密性試驗。所用氣體必須干燥潔凈，氣溫不得低于15，當試驗壓力達到規(guī)定值

35、時，停止加壓。施壓下的產(chǎn)品不得敲擊、振動和修補缺陷焊縫。結(jié)果分析與判定：停止加壓后，用涂肥皂水檢漏或檢查工作壓力表的數(shù)值變化。肉眼觀察未發(fā)現(xiàn)殘余變形，如沒有發(fā)現(xiàn)漏氣或壓力表數(shù)值不穩(wěn)定，則焊縫強度為合格。10 結(jié)束語本文在分析加氫反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對加氫反應(yīng)器的生產(chǎn)步驟進行了方案分析，并與實際密切結(jié)合，確定了加氫反應(yīng)器的生產(chǎn)工藝。重點闡述法蘭蓋、封頭等零件的加工工藝，出口彎管、法蘭與法蘭蓋等部件的裝焊工藝，并根據(jù)加氫反應(yīng)器制造的需要，設(shè)計了出口彎管焊接工裝夾具。本次設(shè)計的加氫反應(yīng)器各結(jié)構(gòu)件的制造、焊接方法等均符合加氫反應(yīng)器制造技術(shù)要求及焊接手冊的有關(guān)要求和規(guī)定。焊縫經(jīng)過x射線探傷可保證焊縫的質(zhì)

36、量要求。經(jīng)過水壓試驗和氣密性試驗可以初步保證應(yīng)用水平，但是否具備合格的使用條件還需根據(jù)成品在服役期間的工作情況來判定。 參考文獻1 張振戎, 盧慶春. 加氫反應(yīng)器的發(fā)展歷史 j .一重技術(shù), 2004：122125.2 李超. 國內(nèi)外加氫技術(shù)特點及發(fā)展趨勢 j . 石油規(guī)劃設(shè)計, 2004, 5 (6) : 58.3 袁耀如. 加氫反應(yīng)器制造與使用中的問題及對策 j . 石油化工設(shè)備, 2004, 33 (2) : 70 - 72.4 李波, 鄭啟文. 加氫反應(yīng)器損傷及檢驗技術(shù)探討 j . 化工科技, 2004, 12 (5) : 39 - 42.5 孟慶森，吳志先.金屬材料焊接基礎(chǔ).北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2006,3: 85130.6 李亞江，王娟.耐熱鋼焊接及工程應(yīng)用.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2003，9：160190.7 王國凡.鋼結(jié)構(gòu)焊接制造.北京:化學(xué)工業(yè)出版社