循環(huán)氫壓縮機入口封頭結構分析與制造工藝

1、目 錄1 設計背景22 產(chǎn)品介紹及工藝流程23 技術特性及要求23.1 技術要求：23.2 技術特性：34 封頭制造工藝設計34.1 左封頭材料分析34.2 左封頭結構分析44.3 確定左封頭的總體生產(chǎn)工藝過程（工藝流程）54.4 封頭制造準備64.4.1鋼板的檢測和保存64.4.2 鋼板的預處理64.4.3 劃線74.6 封頭的拼接焊接94.6.1焊接方法的選擇94.6.2 焊接坡口形式94.6.3 焊接工藝及焊后處理105封頭成型工藝105.1 封頭的基本加工方法105.2 冷熱沖壓條件105.3 毛坯熱沖壓的加熱過程105.5 沖壓過程116. 設備選用及模具設計126.1 計算沖壓力1

2、26.2 模具設計126.2.1 上模（沖頭）其結構及主要設計參數(shù)126.2.2 下模（沖環(huán)）其結構及主要設計參數(shù)136.2.3 壓邊圈結構及設計參數(shù)137.封頭成形后熱處理及其檢測147.1 熱處理147.2凈化處理147.3 無損檢測148封頭開孔邊緣余量的切割149. 封頭與法蘭的焊接1510.筒體與封頭的焊接1610.1筒體與封頭的焊接工藝如表10-11610.2. 清理坡口及坡口檢查1710.3 預熱處理1710.4焊接方法1710.5封頭與筒體的組焊1710.6 消氫處理1810.7 焊后熱處理1810.7.1目的1810.7.2熱處理方法1810.8 焊縫的檢驗1810.8.1

3、焊縫外觀檢查1810.8.2 焊縫的無損探傷1911 總結191 設計背景 隨著社會的發(fā)展，工業(yè)技術更是突飛猛進，無論從種類還是強度上，對容器的要求也越來越高，工業(yè)生產(chǎn)中工藝條件越來越復雜，需要各種各樣的設備來滿足社會的需求，比如一些設備無法對氣體和液體的混合物進行壓縮，那么流體在進入該容器之前必須對其要進行分離，分液罐正是由于這種需要的需求而生產(chǎn)的設備。它是一種放空氣中酸性氣液體成分在其中分離并儲存的裝置。在反應裝置后加裝分液罐可以大大增加產(chǎn)品分離速率，提高生產(chǎn)效率。因工業(yè)生產(chǎn)的需要，分液罐的設計與生產(chǎn)成為工業(yè)研究的一項不可缺少的任務。2 產(chǎn)品介紹及工藝流程循環(huán)氫壓縮機入口分液罐是一種放空氣

4、中酸性氣液體成分在其中分離并儲存的裝置。在反應裝置后加裝分液罐可以大大增加產(chǎn)品分離速率，提高生產(chǎn)效率。工藝流程如下：裝配底封頭打磨探傷堆焊裙座外側退火打磨探傷組裝上封頭探傷裝焊下端裙座裝焊下接管及附件探傷終檢噴砂測HB水壓試驗探傷噴砂.清理油漆.包裝.運輸。3 技術特性及要求3.1 技術要求：1）本設備應按108061D113070002/N1容器外行尺寸允許偏差和108061D113070002/N5純凈鋼設備制造和驗收技術條件進行制造和驗收；2）本設備外防腐應符合00000SPSTOP0205R.3涂漆規(guī)定的要求； 3）圖中所注明筒體和封頭的厚度系成品后的最小尺寸； 4）圖中所注明的開口外

5、伸高度系指法蘭密封面至開孔中心線與設備外壁交點的距離；5）合成脫液器支持圈厚度是16mm，材料為Q235-B; 6) 所有與設備壁相焊的附件應在制造廠焊接完畢，并與設備一起熱處理；7）材料表中緊固件的數(shù)量不包含備份數(shù)量；8）接管的端面與中心線垂直，偏差不得超過0.5;9) 密封面應該光滑，不能有劃痕，劃線等降低法蘭密封和強度的缺陷。3.2 技術特性：壓力容器等級：三級； 介質名稱：油以及含硫污水和氧氣；最高（低）工作溫度：150； 工作壓力：13.94MPa; 基本風壓：750Pa; 地面粗糙度：B類；設計溫度：170； 設計壓力15.2 MPa; 腐蝕余量：6mm； 焊后熱處理：是；焊接接頭

6、系數(shù)：1.0； 抗震強度：7級；材料：SA516Cr70(HIC);執(zhí)行標準：681501998，108061D113070002/N5 ；液壓試驗壓力：立試（19.0 MPa），臥試（19.1 MPa）;4 封頭制造工藝設計 4.1 左封頭材料分析 Q345R是鋼板中的一大類容器中板 根據(jù)2008年9月1日實施的GB 713-2008鍋爐和壓力容器用鋼板的新分類，16Mng和16MnR、19Mng合并為Q345R。Q345R是普通低合金鋼（化學成分如表4-1）,是鍋爐壓力容器常用鋼材，交貨狀態(tài)分：熱軋或正火，屬低合金鋼。性能與Q345(16Mn)的（16mm鋼板的屈服強度大于345Mpa）性

7、能相近，抗拉強度為510-640之間（如表4-2），伸長率大于21%，零度V型沖擊功大于34J。Q345R工藝參考標準GB713-2008。 Q345R鋼是屈服強度為340MPa級的壓力容器專用板，它具有良好的綜合力學性能和工藝性能。磷、硫含量略低于低合金高強度鋼板Q345(16Mn)鋼，除抗拉強度、延伸率要求比Q345(16Mn)鋼有所提高外，還要求保證沖擊韌性。它是目前我國用途最廣、用量最大的壓力容器專用鋼板。 Q345R特點 Q345R鋼板是屈服強度為265-345MPa級的壓力容器專用板，它具有良好的綜合力學性能和工藝性能。磷、硫含量略低于低合金高強度鋼板Q345(16Mn)鋼，除抗拉

8、強度、延伸率要求比Q345(16Mn)鋼有所提高外，還要求保證沖擊韌性。它是目前我國用途最廣、用量最大的壓力容器專用鋼板。表4-1 Q345R化學成分牌號化學元素（質量分數(shù)）/% C Si Mn Cr V P S Alt續(xù)表4-1Q345R0.200.551.20-1.600.0250.0150.020Als可以代替Alt，應不小于0.015%表4-2 Q345R力學性能鋼板公稱厚度/mm抗拉強度R/(N/)屈服強度R/(N/)伸長率A/%溫度/沖擊吸收能量KV2/J180彎曲試驗 彎曲直徑（b35mm）3-16510-64034521034d=2a16-36500-63032521034d=

9、3a36-60490-62031521034d=3a60-100490-62030520034d=3a100-150480-61028520034d=3a150-200470-60026520034d=3a4.2 左封頭結構分析 循環(huán)氫壓縮機入口分液罐左半球形封頭采用厚板沖壓成形，結構為半球形，材料選擇為與筒體相同的材料Q345R。由于循環(huán)氫壓縮機入口分液罐是在高溫、高壓、臨氫及硫和硫化氫介質條件下使用的，因此決定了該設備在使用過程中將會出現(xiàn)：氫腐蝕、氫脆、高溫高壓硫化氫腐蝕、硫化物應力腐蝕開裂等問題。圖4-1 左封頭結構形式圖 半球形封頭是由半個球殼構成的，示意圖見圖4-1。受內壓的球形封頭

10、的計算壁厚與球殼相同。雖然球形封頭壁厚可較相同直徑與壓力的圓筒殼減薄一半。 作中，為了焊接方便以及降低邊界處的邊緣壓力，半球形封頭常和筒體取相同的厚度。 受外壓的球形封頭的厚度設計，計算步驟同橢圓形封頭。4.3 確定左封頭的總體生產(chǎn)工藝過程（工藝流程） 封頭的總生產(chǎn)工藝過程如表4-3所示 表4-3 左封頭總體生產(chǎn)工藝過程序號工序名稱工序說明1準備原材料檢驗、打砂凈化、超聲波探傷、標志移植、氣割下料、刨削拼板接縫直邊2車預組合并在大型立車上夾緊，車削外圓邊緣坡度；3刨刨床上精加工拼接焊縫坡口；坡口表面100%MT，JB/T4730.4中級合格；4組對拼接組對時在特制的裝有預熱裝置的場地上進行。預

11、熱溫度200檢驗，包括焊縫的PT、X光射線探傷以及焊縫及熱影響區(qū)的硬度試驗）；打磨焊縫與母材齊平。5熱沖壓6熱處理，檢測、加工正火+回火（帶焊接試板） 測定成形后球殼各部位實測厚度焊縫及熱影響區(qū)內外表面MT試板機械性能試驗、精加工環(huán)向端面7車在立車上加工人孔開孔與人孔法蘭的焊接坡口，檢驗坡口合格 8組對、焊接與法蘭孔鍛件組對焊條點焊固定（預熱）預熱（200）焊接，焊接9組對上封頭與筒體組對焊接4.4 封頭制造準備4.4.1鋼板的檢測和保存 鋼板應逐張按JB/4730.3-2005進行100%UT檢測，級合格涂保護底漆,標記清楚材料種類，分類保存。4.4.2 鋼板的預處理 為了保證鋼板有較好的加

12、工性能，需對其進行適當?shù)念A處理。該加氫反應器在腐蝕介質的惡劣工作條件下運行，必須對其進行預處理，以形成均勻的金屬保護膜，提高其耐腐蝕性能。處理方法有：凈化處理，矯形，涂保護底漆等。（1) 材料的凈化 原材料在軋制以后以及運輸和庫存期間，表面常產(chǎn)生鐵銹和氧化皮，粘上油污和泥土。經(jīng)過劃線、切割成型、焊接等工序后，工件表面會粘上鐵渣，產(chǎn)生傷痕，焊縫及近縫區(qū)會產(chǎn)生氧化膜。這些污物的存在，講影響設備制造質量，所以必須凈化。在設備制造中凈化主要有以下目的： 清除焊縫兩邊緣的油污和鐵銹物，以保證焊接質量。 為下道工序做準備，即是下道工序的工藝要求。 保持設備的耐腐蝕性。 常用的凈化方法有：手工凈化、機械凈化

13、、化學凈化和火焰凈化四種。 封頭原坯料采用機械凈化中的噴砂機除銹。噴砂是大面積去除鐵銹和氧化膜的先進方法。它是利用高速噴出的壓縮空氣流帶出來的高速運動的砂粒沖擊工件表面而打落鐵銹和氧化膜的方法。這種方法主要用于碳素鋼和低合金鋼的表面除銹。(2) 矯形 設備制造所用的鋼板、型鋼、鋼管等，在運輸和存放過程中，會產(chǎn)生彎曲、波浪變形或者扭曲變形。這些變形直接影響了劃線、切割、彎卷和裝配等工序的尺寸精度，從而影響了設備的制造質量，有可能造成誤差超差而成為廢品，所以當材料的變形超過允許范圍時必須進行矯正處理。 矯正處理的實質是調整彎曲件“中性層”兩側的纖維長度。最后使全部纖維等長。調整過程中，可以中性層為

14、準，使長者縮短，短者伸長，最后達到與中性層等長。如對彎曲的鋼板和型鋼施以適當?shù)姆聪驈澢怪C形。另外一種方法是以長者為主，把其余的纖維都拉長而達到矯形目的的拉伸法矯形。主要用于斷面較小的管材和線材，如有色金屬管拉直，但要注意其延伸率。 常用的矯正方法有手工矯形、機械矯形和火焰加熱矯形三種。4.4.3 劃線 劃線是在原材料或經(jīng)初加工坯料上劃出下料線、加工線、各種位置線和檢查線等、劃線工序通常包括對零件的展開計算，號料和打標記等一系列操作。(1) 封頭的展開計算 將零件的空間曲面展成平面稱為展圖，是劃線的主要工作環(huán)節(jié)。球形封頭毛坯尺寸計算，根據(jù)面積法進行計算：相關尺寸：內徑d=3646mm; 厚度

15、s=82mm外徑Da=3646+282=3810mm h=0mm采用經(jīng)驗法進行計算 Do=KDm+2h （4-1）Do為包括了加工余量的展開直徑；K為經(jīng)驗系數(shù) Dm 中性層直徑 h 封頭的直邊高 經(jīng)查表，由球形封頭a：b=1，所以K取1.42 展開直徑D0=1.42*(3646+82)+2*0=5293.8mm 取D0=5400mm所以，內徑3646mm半球形封頭整體展開尺寸為直徑5293.8mm，厚度82mm，來料板寬2220mm，長度11100mm，故三張板可拼接成一個封頭毛坯。(2) 號料 將展開圖正式畫在鋼板上的作業(yè)稱為號料，號料時應注意以下問題： 劃線余量 展開得到的尺寸稱A展，劃線

16、時還應考慮以后加工過程的加工余量，故劃線尺寸A劃為 A劃=A展+割+加+收 （4-2） 式中割切割余量，與切割方法有關，一般為2-3mm； 加邊緣加工余量，與加工方法有關，一般為5mm； 收焊縫收縮量，與材料、焊接方法、工件長度、焊縫長度等有關。 邊緣加工余量，加工厚度大于25mm時，邊緣加工余量為5mm ；焊接變形量，取3mm；修邊余量取12mm；鋼板氧氣切割加工余量為10mm；焊縫坡口間隙，取1mm 實際用料線尺寸=封頭展開直徑焊接變形量-焊縫坡口間隙+修邊余量 =5300+3-1+12=5314mm 切割下料尺寸=實際用料線尺寸+邊緣加工余量+劃線公差（近似取為6mm）=5314+5+6

17、=5325mm 排樣 樣板或零件在鋼材上如何排列對鋼材的利用率影響很大，應盡可能緊湊的排列，充分利用鋼板。由于鋼板尺寸的限制，展開零件必須拼焊，公稱直徑大于2200mm， 拼焊縫不多于兩條 因此，選擇用三塊板拼接成型。 圖4-2 封頭展開的拼接小于等于Dg/4, Dg為胚料展開后的公稱直徑尺 e3646/4=911 取850mm 采用三張板拼成一個封頭毛坯，封頭展開形式如圖4-2。 劃線完成后，為保證加工尺寸精度及防止下料尺寸模糊不清等，在切割線、刨邊線、開孔中心及裝配線等處均勻打上沖眼，用油漆標明標號、產(chǎn)品工號和材料標記移植等，以指導切割，成型，組焊等后續(xù)工序的進行。4.5 切割及邊緣加工

18、按照所劃的切割線從原材料上切割下零件毛坯，該工序稱為切割，常用方法有機械切割（鋸床、圓盤剪板機等），熱切割（氧氣切割、等離子切割等）。 邊緣加工：首先，按照劃線切割余量，消除切割時邊緣可能產(chǎn)生的加工硬化、裂紋、熱影響區(qū)及其他切割缺陷；其次，根據(jù)圖樣規(guī)定，加工各種形式，尺寸的坡口，通常加工方法有手工加工，機械加工，熱切割加工。 機械切割操作簡單，成本低，但其生產(chǎn)效率低，切口精度差，而且不適合用于切割太厚、形狀較復雜的鋼板，它只適用于切割矩形或棒料。 等離子切割機的特點是切割速度快、切縫狹窄、切口平整、熱影響區(qū)小、工件變形度低、操作簡單，并且具有顯著的節(jié)能效果。它是用于任何材料的切割，但是它的成本

19、太高。 氣割是用可燃氣體與氧氣混合燃燒的預熱火焰，將金屬加熱到燃燒點，并在氧氣射流中劇烈燃燒而將金屬分開的加工方法?？扇細怏w與氧氣的混合及切割氧的噴射是利用割炬來完成的。氣割所用的可燃氣體主要是乙炔、液化石油氣和氫氣等。 綜合考慮，選擇用氣割對鋼板毛培進行切割。4.6 封頭的拼接焊接4.6.1焊接方法的選擇Q345R屬于低合金鋼，合金元素含量不超過5%，以提高鋼的強度，同時保證其具有一定的塑性和韌性，其即可采用手工電弧焊也可采用埋弧電弧焊，由于埋弧自動焊具有熔敷率高，大溶深以及機械自動化操作的優(yōu)點，適合于大型焊接結構的制造，廣泛應用，多用于平焊和平角焊位置，電渣焊焊縫及熱影響區(qū)過熱，晶粒粗化，

20、焊后要進行熱處理。在生產(chǎn)中為了減少焊縫中的缺陷，提高生產(chǎn)效率和質量，降低成本，生產(chǎn)中主要采用焊條電弧焊和埋弧焊。此次焊接選測埋弧自動焊，焊劑型號選擇 HJ330 配用焊絲為 Mn-Mo，Mn-Si等焊絲。 4.6.2 焊接坡口形式當壓力容器板厚超過一定厚度是，為保證壓力容器的焊縫全部焊透而無缺陷，應將鋼板接頭處開各種形狀的坡口。這些坡口的尺寸和形狀取決于被焊材料和采用的焊接方法。常用的對接接頭形式：a.直邊對接，用于不開坡口的單面焊或背面雙面焊；b.單面V形坡口，用于單面焊或背面清根的雙面焊；c.，用于手工電弧焊封底的埋弧自動焊或雙面埋弧自動焊；d.對稱X形坡口，用于雙面手工電弧焊或埋弧自動焊

21、；e.單面U形坡口，用于背面手工電弧焊封底的埋弧自動焊或正面手工氬弧焊封底的埋弧自動焊；f.雙U形坡口，用于雙面埋弧自動焊或雙面手工電弧焊；g.單面雙V形坡口，用于手工電弧焊或手工氬弧焊封底的埋弧自動焊。由于封頭厚度為95mm，故選對稱雙U形對接坡口4.6.3 焊接工藝及焊后處理 拼接坡口及焊接順序如圖4-3所示，坡口加工使用龍門刨。為了防止焊接變形，應按圖中順序號14進行反翻身焊接。焊接順序2時要挑焊根。 預熱200，采用自動埋弧焊，焊絲US-511N、焊劑PF-200。 焊后及時消氫處理，300350,2h。100%UT、100%MT，一級合格。 封頭內表面焊縫修磨與母材平齊，外表面修磨圓

22、滑。5封頭成型工藝5.1 封頭的基本加工方法 沖壓成形(整體，分片) 旋壓成形橢圓，球形，大尺寸。 滾壓成形錐形 爆炸法摸索階段，安全問題。根據(jù)工藝條件和應用范圍此次成型采用沖壓成型。5.2 冷熱沖壓條件 按沖壓前毛坯是否線預先加熱分為冷沖壓和熱沖壓，依據(jù)毛坯的厚度與毛坯料直徑之比來選擇冷，熱沖壓（如表5-1）。表5-1封頭冷，熱沖壓與相對厚度的關系沖壓狀態(tài)碳素鋼，低合金鋼合金鋼，不銹鋼冷沖壓/Do1000.5/Do1000.7熱沖壓/Do1000.5/Do1000.782/5400 100=1.5 0.5，所以選擇熱沖壓。5.3 毛坯熱沖壓的加熱過程 沖壓前，把板坯加熱至始鍛溫度，放在壓力機

23、上沖壓，到終鍛溫度時停止沖壓，封頭毛坯加工熱沖壓曲線（如圖5-1所示）。取加熱溫度：950+ 20 終壓額度：850，沖壓后的熱處理溫度：870-900。 圖5-1 熱沖壓加熱示意圖5.4 壓邊條件的計算： 采用壓邊圈是毛坯料只能在壓邊圈與下模之間滑動，可以防止折皺的產(chǎn)生，而且在有壓邊圈產(chǎn)生的摩擦力作用下，增加了經(jīng)向拉應力，也有利于防止封頭鼓包的嘗試。因此，確定在什么條件下需要采用壓邊圈是關系到封頭質量好壞的重要因素采用壓邊圈的條件主要決定與Do，Dn，與的關系條件如下公式 : ( (DO-Dn）/ 18-20 （5-1）封頭沖壓后一般最大減薄量為1415%，所以為保證沖壓后封頭的尺寸有： （

24、115%）=96.5 有=96.5mm 所以取封頭毛胚厚度為96.5mm 當D020004000mm時： （D0Dn） 18（D0Dn） = ( 5400-3646 )/96.5=18.2 18故需采用壓邊圈5.5 沖壓過程 裝料 將封頭毛坯對中放在下模上； 壓邊圈壓緊坯料 開動水壓機，液壓缸推動上模、壓邊圈向下移動； 壓邊圈首先與毛坯接觸并壓緊坯料。 彎曲、脹形 當凸模下降與料坯接觸時，下模彎角處料坯開始彎曲，凸模底部少量料坯承受全部變形力，并開始產(chǎn)生脹形。 脹形、拉伸 隨著脹形變形區(qū)的擴大，沖壓力增大，同時法蘭部分料坯開始流動，產(chǎn)生料拉伸變形。 成型 毛坯完全通過下模后，封頭成型； 脫模

25、上模上移，打料桿將包在上模上的封頭脫下。6. 設備選用及模具設計6.1 計算沖壓力 計算沖壓力時影響因素較多，且沖壓過程是變化的較復雜，目前計算沖壓力常用下面公式： 經(jīng)驗公式 PC K(D0Dm)tb （6-1） tb=345MPaC壓邊力影響系數(shù)，無壓邊力C=1，有壓邊力C=1.2；K封頭形狀影響系數(shù)，球形封頭K=1.4-1.6；D0封頭外徑，mmDw筒節(jié)外徑，mmC=1.2，球形封頭取K=1.5,查化工設備用鋼表9-19，封頭材料Q345R，厚度82mm,750時抗拉強度為590MPaP=CK (D0-Dw)S=1.21.53.14【5400-（3646+82）】82590=442.4t

26、封頭的沖壓成型通常是在50-8000t水壓機或油壓機上進行，此處選擇442.4t的水壓機。6.2 模具設計6.2.1 上模（沖頭）其結構及主要設計參數(shù)上模直徑Dsm 熱沖：DsmDn(1) （6-2） 材料收縮率t100；（一般取經(jīng)驗值） （6-3） t沖壓結束溫度與室溫之差 當Dn2000時，%取0.80.9，低合金鋼=14.7*1016 Dsm=3646（1+0.89%）=3609-3678.4mm上模曲面部分高度Hsm=hn(1+)=h2(1+)=1823(10.9%)=1804-1839 mm 上模直邊高度H0 H1封頭高度修邊余量，一般為15-40mm,取H1=20 mm H2卸料板

27、厚度，一般為40-80mm，取H2=50 mm H3保險余量，一般為40-100mm，取H3=50mm 所以，H= h1+ H1+ H2+ H3=0+20+50+50=120 mm6.2.2 下模（沖環(huán)）其結構及主要設計參數(shù) 上下模間隙a,附加值z熱沖壓時，z=（0.1-0.2）S=0.1882=12.3 mm，球形封頭取較大值。a=S+ z=82+12.3=94.3 mm （6-4）下模內徑Dxm Dxm= Dsm+2a+ Sm （6-5）Sm下模制造公差，取Sm=2 mmDxm=（3609-3678.4）+294.3+2=（3799.6-3869）mm下模圓角半徑r 根據(jù)經(jīng)驗選取，采用壓邊

28、圈時，r=(2-3)S（mm）=282=164 mm下模直邊高度h1 h1=（40-70）mm，取h1=50 mm下?？偢叨萮 h=（100-250）mm，取h=200 mm下模外徑D1 D1= Dxm+（200-400）mm=（3999.6-4269）mm下模座 外徑D應大于毛坯直徑D0，（5400 mm），高度H= h+（60-100）mm下口內徑D2應比與之配套的最大壁厚封頭的下模內徑Dxm大（5-10）mm6.2.3 壓邊圈結構及設計參數(shù) 主要尺寸如下：內徑Dn、= Dxm+（50-80）（mm）=（3849.6-3949）mm厚度S、=70-120 mm，取S、=80 mm，外徑Dw

29、、=D（下模座外徑）5400mm7.封頭成形后熱處理及其檢測7.1 熱處理 熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程，有時只有加熱和冷卻兩個過程。這些過程互相銜接，不可間斷。加熱是熱處理的重要工序之一。金屬熱處理的加熱方法很多，最早是采用木炭和煤作為熱源，進而應用液體和氣體燃料。電的應用使加熱易于控制，且無環(huán)境污染。利用這些熱源可以直接加熱，也可以通過熔融的鹽或金屬，以至浮動粒子進行間接加熱。 整體熱處理是對工件整體加熱，然后以適當?shù)乃俣壤鋮s，以改變其整體力學性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。 鋼在熱處理過程中由于組織的變化即奧氏體向馬氏體轉變時,

30、因比容的增大會伴隨工件體積的膨脹,工件各部位先后相變，造成體積長大不一致而產(chǎn)生組織應力。不銹鋼封頭組織應力變化的最終結果是表層受拉應力,心部受壓應力,恰好與熱應力相反。組織應力的大小與工件在馬氏體相變區(qū)的冷卻速度,形狀，材料的化學成分等因素有關。只不過熱應力在組織轉變以前就已經(jīng)產(chǎn)生了不銹鋼封頭，而組織應力則是在組織轉變過程中產(chǎn)生的,在整個冷卻過程中,熱應力與組織應力綜合作用的結果,就是工件中實際存在的應力。這兩種應力綜合作用的結果是十分復雜的,受著許多因素的影響,如成分、形狀、熱處理工藝等。就其發(fā)展過程來說只有兩種類型,即熱應力和組織應力,作用方向相反時二者抵消,作用方向相同時二者相互迭加。不

31、管是相互抵消還是相互迭加,兩個應力應有一個占主導因素,熱應力占主導地位時的作用結果是工件心部受拉,表面受壓。組織應力占主導地位時的作用結果是工件心部受壓表面受拉。7.2凈化處理 采用噴丸噴砂等工藝對熱處理完的封頭進行處理為后續(xù)檢測做準備7.3 無損檢測 封頭是主要受壓元件應進行100%探傷，即100%RT,100%UT檢測。 對該整體沖壓成形的半球形封頭對接焊縫可進行局部射線或超聲檢測。8封頭開孔邊緣余量的切割 為了連接法蘭，在封頭上要開孔，這些孔可以先劃好線然后用氣割切出。首先在封頭上找孔中心，劃好中心線并用色漆寫上中心線編號，按圖紙畫出接管的孔，在中心和圓周上打沖印，然后切出孔，同時切出焊

32、接坡口。取其孔徑為200m，直徑在150-300 mm之間，偏差為-0.5-2.0mm；開孔可以用手工氣割或機械化氣割。 用封頭切割機來切割封頭的邊緣余量，工作過程如下：封頭置于轉盤上并隨之轉動；機架上裝有割槍固定設備，裝有彈簧使?jié)L輪緊靠在封頭外側，以控制割嘴與封頭之間間隙不會隨封頭橢圓變化而影響切割。放置封頭時，一定要注意放正，讓轉盤的回轉軸盡量和封頭的回轉軸重合，割前應按照封頭的規(guī)格、直邊尺寸劃好切割線，并檢查保證割距在整個圓周上正沖切割線。9. 封頭與法蘭的焊接 封頭與法蘭孔的焊接工藝如表9-1所示 表9-1 法蘭孔焊接工藝焊接過程檢驗要求1清理坡口及坡口檢查100%MT JB/T473

33、0-2005 I級2預熱、組對、點焊3外口SAW焊滿目測、外觀 4里口碳弧氣刨清根、打磨；100%MT JB/T4730-2005 I級5里口SMAW焊滿6 消氫處理300350/2h100%RT JB/T4730-2005 級100%UT JB/T4730-2005 I級7焊縫表面平滑過渡，焊縫余高00.5mm.100%MT JB/T4730-2005 I級8隨整體熱處理100%UT JB/T4730-2005 I級100%MT JB/T4730-2005 I級9 測硬度（母材、焊縫、熱影響區(qū)各一組）HV1024010 水壓試驗后100%MT JB/T4730-2005 I級層次焊接方法焊材

34、牌號規(guī)格mm電流(A)電壓(V)速度(cm/min)烘烤溫度保溫時間hSMAW J 427416018022253502SAW HJ35045006003034預熱溫度200封頭與法蘭的焊接示意圖如圖9-1所示 圖9-1 法蘭與封頭的焊接示意圖10.筒體與封頭的焊接10.1筒體與封頭的焊接工藝如表10-1表10-1 筒體與封頭的焊接焊接過程檢驗要求1坡口表面檢查100%MT JB/T4730-2005 I級2清理坡口、組對、預熱，點焊檢查3外口SMAW封底+埋弧自動焊焊接并磨平，（CMA-96MB/US-511N/PF-200）4里口清根、打磨100%MT JB/T4730-2005 I級5里

35、口SMAW焊滿， 6 及時消氫處理，300350/2h100%UT JB/T4730-2005 I級100%MT JB/T4730-2005 I級7焊后熱處理650-680/3.5h層次焊接方法焊材牌號規(guī)格mm電流(A)電壓(V)速度(cm/min)烘烤溫度保溫時間hSMAW J427416021023243502SAW HJ3504700-7503034350210.2. 清理坡口及坡口檢查焊接前清理焊道兩側20mm范圍內氧化物，油，銹等污物。10.3 預熱處理 焊前采用履帶式電熱帶對整條焊縫進行預熱，預熱寬度為坡口兩側各不小于200mm范圍。履帶放置在外側焊縫處，內側用巖棉進行保溫。預熱過程隨時用遠紅外測溫儀測溫，保證預熱溫度的均勻性，溫度升至200攝氏度后斷電進行焊接。10.4焊接方法