加氫筒體的制造工藝設(shè)計(jì)

1、加氫反應(yīng)器制造工藝設(shè)計(jì)一：加氫反應(yīng)器的設(shè)計(jì)背景工程科學(xué)是關(guān)于工程實(shí)踐的科學(xué)基礎(chǔ)，現(xiàn)代過程裝備與控制工程是工程科學(xué)的一個(gè)分支，因此，生產(chǎn)實(shí)習(xí)是工科學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)。在蘭州蘭石集團(tuán)實(shí)習(xí)期間，對化工設(shè)備的發(fā)展前景和各種化工容器如反應(yīng)釜、換熱器、儲罐、分液器和塔器等的有所了解和學(xué)習(xí)。生產(chǎn)實(shí)習(xí)的主要任務(wù)是學(xué)習(xí)化工設(shè)備的制造工藝和生產(chǎn)流程，將理論知識與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，理論應(yīng)用于實(shí)際。因此，過程裝備與檢測的課程設(shè)計(jì)的設(shè)置是十分必要的。由于我們實(shí)習(xí)的加工車間正在進(jìn)行加氫反應(yīng)器的生產(chǎn)，而加氫反應(yīng)器是石油化工行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，其生產(chǎn)工藝和設(shè)計(jì)制造在化工設(shè)備中具有顯著的代表性，為此，選擇加氫反應(yīng)器這一典型的化工設(shè)備作為

2、課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)題目。二：加氫反應(yīng)器的主要設(shè)計(jì)參數(shù) 1：引用的主要標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)的壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程（99）版 GB150-1998 鋼制壓力容器 GB6654-1996 壓力容器用鋼板（含1、2號修改單） JB4708-2000 鋼制壓力容器焊接工藝評定 JB/T4709-2000 鋼制壓力容器焊接規(guī)程 JB4744-2000 鋼制壓力容器產(chǎn)品焊接試板的力學(xué)性能檢驗(yàn) JB/T4730-2005 承壓設(shè)備無損檢測 JB4726-2000 壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鍛件 JB4728-2000 壓力容器用不銹鋼鍛件 GB/4237-2007 不銹鋼熱軋鋼板和鋼帶 GB/T

3、3280-2007 不銹鋼冷軋鋼板和鋼帶 GB/T3077-1999 合金結(jié)構(gòu)鋼 GB/T14976-2002 流體輸送用不銹鋼無縫鋼管 JB/T4711-2003 壓力容器涂敷與運(yùn)輸包裝2 主要技術(shù)參數(shù)表一設(shè)計(jì)壓力5.750.1MPa設(shè)計(jì)溫度375177最高工作壓力4.88MPa最高工作溫度343容器類別三類容器容積78.2立方米腐蝕裕量0水壓試驗(yàn)立式7.47臥式7.55MPa盛裝介質(zhì)石腦油、油氣、氫氣、硫化氫主體材質(zhì)15CrMoR3 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)該加氫精制反應(yīng)器為板焊結(jié)構(gòu)，其內(nèi)徑4000，壁厚98，由2節(jié)組成；封頭內(nèi)半徑2022，壁厚78，總重量94550Kg。整個(gè)容器位于裙座圈上，總高度約1

4、4011，容器內(nèi)壁（包括封頭、筒體、法蘭以及接管和彎管）全部堆焊309L+347 不銹鋼，反應(yīng)器設(shè)有油氣進(jìn)出口、催化劑卸料口、冷氫進(jìn)口、熱電偶口、人孔等接管孔，所有接管均采用整體補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，裙座采用對接結(jié)構(gòu)，各接管密封采用八角墊結(jié)構(gòu)，設(shè)備上下各有一個(gè)彎管。容器內(nèi)部焊有凸臺（一周），安裝有冷氫盤、分配盤等內(nèi)件。4 使用特點(diǎn)及需解決的問題由于熱壁加氫反應(yīng)器是在高溫、高壓、臨氫及硫和硫化氫介質(zhì)條件下使用的，因此決定了該設(shè)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(yīng)力腐蝕開裂、堆焊層的剝離、CrMo五鋼的回火脆性破壞等問題。5 材料要求5.1 鍛件和鋼板用15CrMo鋼硬是采用電爐

5、冶煉加爐外精煉爐精煉，和真空脫氣等工藝方法生產(chǎn)的本質(zhì)細(xì)晶粒鎮(zhèn)靜鋼5.2 鋼板和鍛件均應(yīng)進(jìn)行正火（允許加速冷卻）加回火熱處理，熱處理工藝應(yīng)根據(jù)材料化學(xué)成分和截面尺寸大小由鋼材生產(chǎn)廠確定，冷卻速度的大小以保證達(dá)到力學(xué)性能的要求為原則5.3 材料力學(xué)性能試板應(yīng)進(jìn)行模擬焊后熱處理，即模擬制造過程中殼體材料可能經(jīng)歷的最大程度的焊后熱處理（Max.PWHT）和最小程度的焊后熱處理（Min.PWHT），包括所有482以上的中間和最終焊后熱處理過程，其熱處理工藝為：封頭 熱成形 （900-950） ×90分鐘正火 910×120分鐘 回火 690×150分鐘，空冷 熱成形 （90

6、0-950） ×30分鐘正火 910×4050分鐘回火 690×6070分鐘 5.4 筒體 封頭用15CrMo鋼板除應(yīng)滿足GB6654-1996（含1、2號修改單）的規(guī)定外，尚應(yīng)滿足技術(shù)條件的要求5.5 鋼板的化學(xué)成分符合下表二的規(guī)定，熔煉分析按爐（灌）號取樣，成品分析按軋制張張取樣（可以從室溫拉伸試驗(yàn)斷裂后的試樣上切?。碐B/T223標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 表二 15CrMoR鋼板的化學(xué)成分 （Wt%）化學(xué)成分CSiMnPSCrMoCuNiSn熔煉分析0.050.170.150.400.400.650.0100.0100.801.150.450.600.200.200.0

7、12成品分析0.040.170.130.450.400.650.0120.0120.741.210.400.650.200.250.0155.6 15CrMo鋼板經(jīng)正火加回火熱處理，再經(jīng)模擬焊后熱處理后的力學(xué)性能應(yīng)符合下， 力學(xué)性能試驗(yàn)按軋制張逐張進(jìn)行，其取樣位置，試樣數(shù)量及熱處理狀態(tài)應(yīng)符合下表四的規(guī)定序號試驗(yàn)項(xiàng)目單位力學(xué)性能值1室溫拉伸強(qiáng)度MP4505852室溫屈服強(qiáng)度室溫延伸率室溫?cái)嗝媸湛s率MP2753%224%45515720夏比沖擊功J三個(gè)試樣平均值41一個(gè)試樣最低值316室溫彎曲實(shí)驗(yàn)高溫屈服強(qiáng)度d=2a，彎曲180°無裂紋7MP204 表三 15CrMoR鋼板的力學(xué)性能 5

8、.7 鋼板生產(chǎn)廠必須以試板進(jìn)行正火加回火加模擬焊后熱處理其各項(xiàng)性能均應(yīng)滿足本技術(shù)條件的要求5.8 鋼板應(yīng)按JB/T4730.3-2005的規(guī)定進(jìn)行超聲檢測，必須進(jìn)行100%掃查，驗(yàn)收標(biāo)注為級5.9 總圖三： 方案論證過程條件 加氫反應(yīng)是可逆、放熱和分子數(shù)減少的反應(yīng)，根據(jù)呂·查德里原理，低溫、高壓有利于化學(xué)平衡向加氫反應(yīng)方向移動(dòng)。加氫過程所需的溫度決定于所用催化劑的活性，活性高者溫度可較低。對于在反應(yīng)溫度條件下平衡常數(shù)較小的加氫反應(yīng)（如由一氧化碳加氫合成甲醇），為了提高平衡轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)過程需要在高壓下進(jìn)行，并且也有利于提高反應(yīng)速度。采用過量的氫，不僅可加快反應(yīng)速度和提高被加氫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化

9、率，而且有利于導(dǎo)出反應(yīng)熱。過量的氫可循環(huán)使用。 常用的加氫反應(yīng)器有兩類：一類用于高沸點(diǎn)液體或固體（固體需先溶于溶劑或加熱熔融）原料的液相加氫過程，如油脂加氫、重質(zhì)油品的加氫裂解等。液相加氫常在加壓下進(jìn)行，過程可以是間歇式的，也可以是連續(xù)的。間歇液相加氫常采用具有攪拌裝置的壓力釜或鼓泡反應(yīng)器。連續(xù)液相加氫可采用涓流床反應(yīng)器或氣、液、固三相同向連續(xù)流動(dòng)的管式反應(yīng)器。另一類反應(yīng)器用于氣相連續(xù)加氫過程，如苯常壓氣相加氫制環(huán)己烷、一氧化碳高壓氣相加氫合成甲醇等，反應(yīng)器的類型可以是列管式或塔式。工業(yè)應(yīng)用 加氫過程在石油煉制工業(yè)中，除用于加氫裂化外,還廣泛用于加氫精制,以脫除油品中存在的含氧、硫、氮等雜質(zhì)，

10、并使烯烴全部飽和、芳烴部分飽和，以提高油品的質(zhì)量。在煤化工中用于煤加氫液化制取液體燃料。在有機(jī)化工中則用于制備各種有機(jī)產(chǎn)品，例如一氧化碳加氫合成甲醇、苯加氫制環(huán)己烷、苯酚加氫制環(huán)己醇、醛加氫制醇、萘加氫制四氫萘和十氫萘（用作溶劑）、硝基苯加氫還原制苯胺等。此外，加氫過程還作為化學(xué)工業(yè)的一種精制手段，用于除去有機(jī)原料或產(chǎn)品中所含少量有害而不易分離的雜質(zhì)，例如乙烯精制時(shí)使其中雜質(zhì)乙炔加氫而成乙烯；丙烯精制時(shí)使其中雜質(zhì)丙炔和丙二烯加氫而成丙烯；以及利用一氧化碳加氫轉(zhuǎn)化為甲烷的反應(yīng)，以除去氫氣中少量的一氧化碳等。 四：制造工藝設(shè)計(jì).選材在高溫、高壓下，氫與鋼材中的碳原子能化合生成甲烷，使鋼材變脆,稱為

11、氫蝕。故高壓加氫的反應(yīng)器,必須采用合金鋼材。氫是易燃、易爆物質(zhì)，加氫過程必須考慮安全措施。 在石油加氫裝置中Cr-Mo系低合金耐熱抗氫鋼得到廣泛的使用。鋼15CrMoR（相當(dāng)于1Cr-0.5Mo）在500550有較高持久強(qiáng)度，長期運(yùn)行也無石墨化傾向，在石油化工中允許使用溫度為350500，有抗氫要求使用下限溫度。1.11 15CrMoR屬低碳珠光體耐熱鋼，有利于工藝性；1.12組織中的鐵素體份額高，限制其強(qiáng)度級別為300MP；1.13 鋼材中0.5%的Mo提高組織穩(wěn)定性；1.14 Cr起固溶強(qiáng)化作用，同時(shí)組織石墨化傾向。從操作工況看，該加氫反應(yīng)器的基材選15CrMoR即滿足要求。封頭堆焊層的選

12、擇石油化工行業(yè)的加氫反應(yīng)器、原流合成塔、煤液化反應(yīng)器及核電站的厚壁壓力容器等內(nèi)表面均需大面積堆焊耐高溫，抗氧及硫化氫等腐蝕的不銹鋼襯里。帶極電渣堆焊是利用導(dǎo)電熔渣的電阻熱熔化堆焊材料和母材的，除引線階段外，整個(gè)堆焊過程應(yīng)設(shè)有電弧產(chǎn)生。隨著壓力容器日趨大型化、高參數(shù)化，促使堆焊技術(shù)向更優(yōu)質(zhì)更高效的方向發(fā)展。帶極電渣堆焊技術(shù)具有比帶極埋弧難焊更高的生產(chǎn)效率、更低的稀釋率和良好的焊縫成形等優(yōu)點(diǎn)，得到迅速發(fā)展和較普遍的應(yīng)用。4.筒體制造工藝的設(shè)計(jì)4.1筒體制造工藝簡明流程圖材檢噴砂探傷號料下料刨坡口探傷筒體成形裝焊縱縫校圓噴砂打磨探傷加工環(huán)縫組焊環(huán)縫打磨探傷堆焊過渡層探傷堆焊表層探傷組裝4.2筒體制造

13、工藝過程卡片 4.2.1.筒節(jié)材檢 1）筒體用15CrMoR鋼板除應(yīng)滿足GB6654-1996規(guī)定外，還應(yīng)符合1572-00-JT中的有關(guān)要求； 2）材料質(zhì)證齊全，標(biāo)記清楚。 4.2.2.噴砂 噴砂清理鋼板表面氧化皮 4.2.3.探傷 鋼板逐張按JB/T4730.3-2005進(jìn)行100%UT檢測，級合格 4.2.4.號料 1）號筒體下料線，刨邊線、檢查線，L=12898 2) 號筒體縱縫試板一對，規(guī)格600×120×101 4.2.5.下料 按線氣割下料，清除熔渣 4.2.6.刨坡口 按圖刨筒體縱環(huán)向接頭坡口，削邊段坡口暫不加工4.2.7.探傷 坡口進(jìn)行100%MT檢測,按

14、JB/T4730.4-2005中級合格 4.2.8.筒體成形 筒體在美三輥卷板機(jī)上冷卷成形，符合圖樣要求 4.2.9.裝焊縱縫 1）組裝筒體縱向接頭，控制對口錯(cuò)邊量3 2）焊接詳見焊接工藝說明書 3）帶筒體縱縫試板一對 4）打磨.清理焊縫表面 4.2.10.校圓 1）退火 執(zhí)行熱處理工藝說明書 2）筒體在美三輥卷板機(jī)上進(jìn)行校圓，檢查幾何尺寸，符合GB150的有關(guān)規(guī)定 3）帶筒體縱縫試板一對 4.2.11.噴砂 噴砂清理表面氧化皮 4.2.12.打磨 打磨、清理焊縫表面 4.2.13.探傷 1）焊接接頭進(jìn)行100%RT,按JB/T4760.2-2005中級合格 2）焊接接頭進(jìn)行100%UT,按J

15、B/T4760.3-2005中級合格 3) 焊接接頭進(jìn)行100%MT,按JB/T4760.2-2005中級合格 4.2.14.加工環(huán)縫 立車加工筒體與封頭相焊一端削邊坡口，削邊尺寸應(yīng)按封頭實(shí)際尺寸相配加工。 4.2.15. 探傷 環(huán)縫坡口進(jìn)行100%MT檢測,按JB/T4760.2-2005中級合格 4.2.16.組焊環(huán)縫 1）組裝環(huán)縫，控制對口錯(cuò)邊量3 2）焊接詳見焊接工藝說明書 3）打磨、清理焊縫表面 4）按熱處理工藝進(jìn)行爐外消氫處理 4.2.17.打磨 打磨、清理焊縫表面 4.2.18.探傷 1）焊接接頭進(jìn)行100%RT,按JB/T4760.2-2005中級合格 2）焊接接頭進(jìn)行100%

16、UT,按JB/T4760.3-2005中級合格 3) 焊接接頭進(jìn)行100%MT,按JB/T4760.2-2005中級合格 4.2.19.堆焊過渡層 1）堆焊過渡層，詳見焊接工藝說明書 2）按熱處理工藝進(jìn)行爐外消氫處理 3）打磨、清理過渡層 4.2.20.探傷 過渡層進(jìn)行100%PT檢測，按JB/T4730.5-2005中級合格4.2.21.堆焊筒體表層 1）堆焊表層，詳見焊接工藝說明書 2）測鐵素體數(shù) 3）打磨、清理表層 4.2.22.筒體探傷 1）表層進(jìn)行100%PT檢測，按JB/T4730.5-2005中級合格 2）堆焊層及熔合面進(jìn)行100%UT，符合1572-00-JT中的有關(guān)要求3）堆

17、焊層進(jìn)行厚度檢測，符合圖紙要求4.3 筒體工藝設(shè)計(jì)4.3.1選材在石油加氫裝置中Cr-Mo系低合金耐熱抗氫鋼得到廣泛的使用。應(yīng)該注意Cr-Mo鋼存在回火脆性受雜質(zhì)元素的影響為SbPSnAs，由于Cr元素促進(jìn)雜質(zhì)元素晶界偏聚，所以易出現(xiàn)第二類回火脆性。為滿足使用性能，應(yīng)注意以下方面：1. 提高鋼的純凈度。2. 使用熱處理狀態(tài)為正火+回火。3. 嚴(yán)格控制Sb、P、Sn、As等有害雜質(zhì)含量。4. 回火脆性的評定：用V型缺口沖擊試驗(yàn)測度兩條溫度-沖擊值變化曲線（步冷脆化曲線）如下示意圖。回火脆化轉(zhuǎn)變溫度曲線向高溫側(cè)移動(dòng)，沖擊值降低，即韌性劣化。 15CrMoR（相當(dāng)于1Cr-0.5Mo）在500550

18、有較高持久強(qiáng)度，長期運(yùn)行也無石墨化傾向，在石油化工中允許使用溫度為350500，有抗氫要求使用下限溫度。 1）15CrMoR屬低碳珠光體耐熱鋼，有利于工藝性； 2）組織中的鐵素體份額高，限制其強(qiáng)度級別為300MP；3）鋼材中0.5%的Mo提高組織穩(wěn)定性；4）Cr起固溶強(qiáng)化作用，同時(shí)組織石墨化傾向。從操作工況看，該加氫反應(yīng)器的基材選15CrMoR即滿足要求。4.3.2材檢材料要求 （1）鍛件和鋼板用15CrMo鋼硬是采用電爐冶煉加爐外精煉爐精煉，和真空脫氣等工藝方法生產(chǎn)的本質(zhì)細(xì)晶粒鎮(zhèn)靜鋼。 （2）鋼板和鍛件均應(yīng)進(jìn)行正火（允許加速冷卻）加回火熱處理，熱處理工藝應(yīng)根據(jù)材料化學(xué)成分和截面尺寸大小由鋼材

19、生產(chǎn)廠確定，冷卻速度的大小以保證達(dá)到力學(xué)性能的要求為原則。 （3）材料力學(xué)性能試板應(yīng)進(jìn)行模擬焊后熱處理，即模擬制造過程中殼體材料可能經(jīng)歷的最大程度的焊后熱處理（Max.PWHT）和最小程度的焊后熱處理（Min.PWHT），包括所有482以上的中間和最終焊后熱處理過程。15CrMoR鋼板經(jīng)正火+回火熱處理，再經(jīng)模擬焊后熱處理的力學(xué)性能應(yīng)符合下表規(guī)定；力學(xué)性能試驗(yàn)逐張進(jìn)行，其取樣位置，試件數(shù)量按下表規(guī)定。 表一序號試驗(yàn)項(xiàng)目單位力學(xué)性能值1室溫拉伸強(qiáng)度MP4505852室溫屈服強(qiáng)度MP2753室溫延伸率%224室溫?cái)嗝媸湛s率%45515720夏比沖擊功J三個(gè)試樣平均值41一個(gè)試樣最低值316室溫彎曲

20、實(shí)驗(yàn)d=2a，彎曲180°無裂紋7高溫屈服強(qiáng)度MP204注：筒體和封頭鋼板使用狀態(tài)為正火+回火熱處理，鋼板生產(chǎn)商必須以試板進(jìn)行正火+回火+模擬焊后熱處理其各項(xiàng)性能均應(yīng)滿足本技術(shù)條件的要求。鋼板應(yīng)按JB/T4730.3-2005進(jìn)行超聲檢測，必須進(jìn)行100%掃查，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為級。 4.3.2.2.化學(xué)成分分析鋼板的化學(xué)成分符合下表二的規(guī)定，熔煉分析按爐（灌）號取樣，成品分析按軋制張張取樣（可以從室溫拉伸試驗(yàn)斷裂后的試樣上切取），按GB/T223標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 表二 15CrMoR鋼板的化學(xué)成分 （Wt%）化學(xué)成分CSiMnPSCrMoCuNiSn熔煉分析0.050.170.150.400.40

21、0.650.0100.0100.801.150.450.600.200.200.012成品分析0.040.170.130.450.400.650.0120.0120.741.210.400.650.200.250.015筒體 封頭用15CrMo鋼板除應(yīng)滿足GB6654-1996（含1、2號修改單）的規(guī)定外，尚應(yīng)滿足技術(shù)條件的要求。4.3.3劃線 4.3.3.1筒體的展開計(jì)算a.已知筒體高度H、公稱直徑Dg、中性層直徑Dm、壁厚，計(jì)算時(shí)以中性層為基準(zhǔn)。b.分析確定零件展開后圖形的形狀及所求的幾何參數(shù)，圓柱形筒體展開后為矩形，所求的幾何參數(shù)分別為長和寬。則 L=Dm=（Dg+）； h=Hc.筒體公

22、稱直徑Dg表（JB1152-82）,Dg選取4000 L=（4000+101）=12877 H=38544.3.3.2.號料 a.加工余量筒節(jié)卷制伸長量冷卷伸長量較小，通常忽略，約78焊縫收縮量對接接頭雙邊焊，34焊縫坡口間隙單U型坡口，23邊緣機(jī)加工雙邊余量根據(jù)加工長度，查表10切割余量鋼板切割加工，查表14劃線公差保證產(chǎn)品符合國家制造標(biāo)準(zhǔn)，取1展開尺寸12868b.劃線技術(shù)要求實(shí)際用料線尺寸=展開尺寸-卷制伸長量+焊縫收縮量-焊縫坡口間隙+邊緣加工余量 =12877-7+3-2+10=12880切割下料線尺寸=實(shí)際用料尺寸+切割余量+劃線公差 =12880+14+1=12895。c.合理排

23、料排料必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，充分利用原材料。在鋼板上劃線下料，規(guī)格L=12895×1945，12895×1935，并號試板一對600×120×1014.3.4下料下料的加工方法分析及選用常用的切割方法有機(jī)械切割、氧氣切割和等離子切割。機(jī)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(fù)雜的鋼板，它只適用于切割矩形或棒料。等離子切割機(jī)的特點(diǎn)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，但是它的成本太高。氣割是用可燃?xì)怏w與氧氣混合燃燒的預(yù)熱火焰，將金屬加

24、熱到燃燒點(diǎn)，并在氧氣射流中劇烈燃燒而將金屬分開的加工方法?？扇?xì)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?xì)怏w主要是乙炔、液化石油氣和氫氣等。氧炔焰氣割過程是：預(yù)熱一燃燒一吹渣。并不是所有金屬都能被氣割，只有符合下列條件的金屬才能被氣割： (1)金屬能同氧劇烈反應(yīng)，并放出足夠的熱量。 (2)金屬導(dǎo)熱性不應(yīng)太高。 (3)金屬燃燒點(diǎn)要低于它的熔點(diǎn)。 (4)金屬氧化物的熔點(diǎn)要低于金屬本身的熔點(diǎn)。 (5)生成的氧化物應(yīng)該易于流動(dòng)。與機(jī)械切割相比較，氣割的最大優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單操作靈活、方便，適應(yīng)性強(qiáng)，它可以在任意位置，任何方向切割任意形狀和任意厚度的工件， 生產(chǎn)效率高、切口質(zhì)量也相當(dāng)好

25、。依據(jù)以上分析，筒體鋼板切割選用氧氣切割。4.3.5筒節(jié)彎卷4.3.5.1.筒節(jié)彎卷成形分析筒節(jié)的彎卷成形時(shí)用鋼板在卷板機(jī)上彎卷而成形的。根據(jù)鋼板的材質(zhì)、厚度、彎曲半徑、卷板機(jī)的形式和卷板能力，實(shí)際生產(chǎn)中筒節(jié)的彎卷基本上可分為冷卷和熱卷。 筒體選用材料15CrMoR 屬低合金珠光體耐熱鋼筒節(jié)的最小冷彎半徑計(jì)算公式Rmin=10 （雙向拉伸）筒節(jié)實(shí)際壁厚101允許最小冷彎半徑的最大值Rmin=10=1010筒節(jié)內(nèi)徑d=4000即筒節(jié)的實(shí)際半徑D/2大于允許的最小冷彎半徑Rmin，可以冷彎卷制。冷卷成形通常是指在室溫下的彎卷成形，不需要加熱設(shè)備，不產(chǎn)生氧化皮，操作工藝簡單且方便操作，費(fèi)用低。4.3

26、.5.2.成形設(shè)備的選擇卷板機(jī)有三輥卷板機(jī)、四輥卷板機(jī)、和立式卷板機(jī)，其中對稱式三輥卷板機(jī)的主要特點(diǎn)如下：與其他類型卷板機(jī)相比，其構(gòu)造簡單，價(jià)格便宜，應(yīng)用很普遍。被卷鋼板兩端各有一段無法彎卷而產(chǎn)生直邊，直邊長度大約為兩個(gè)下輥中心距的一半。直邊的產(chǎn)生使筒節(jié)不能完成整圓，也不利于校圓、組對、焊接等工序的進(jìn)行。因此在卷板之前通常將鋼板兩端進(jìn)行預(yù)彎曲。4.3.5.3.筒節(jié)彎卷的設(shè)計(jì)和計(jì)算1）直邊預(yù)彎1 X$ ?# + Q# i/ j# G$ x: h! ( U 預(yù)彎是筒節(jié)成型的一個(gè)關(guān)鍵工序，制造完成預(yù)彎模具后將下料鋼板放在油壓機(jī)上進(jìn)行預(yù)彎工序。為了保證預(yù)彎曲率的一致性，在鋼板兩端進(jìn)行每隔50mm劃線工

27、作，每次壓機(jī)的下壓點(diǎn)均落在線上，而且保證每次的壓力大小均等。預(yù)彎成型后預(yù)制樣板進(jìn)行檢查，間隙保證小于0.5m 2）筒節(jié)彎卷的回彈估算彎卷鋼板在輥?zhàn)訅毫ο录扔兴苄詮澢钟袕椥詮澢?，故鋼板卸載后，會有一定的彈性回復(fù)，即回彈。筒節(jié)在熱彎卷時(shí)，回彈量很小，不予考慮。但是，在熱彎卷時(shí)，回彈量較大，鋼材的強(qiáng)度越大，回彈量越大。為了盡量控制回彈量，冷彎卷時(shí)要過卷。同時(shí)，在最終成行前進(jìn)行一次退火處理。a.冷卷回彈量的計(jì)算 筒節(jié)回彈前的內(nèi)徑Dn1可按下式估算： Dn1=（1- 2Kos/E）Dn/1+K1SDn1/E b.過卷量l可按下式計(jì)算： l=（Dn-Dn1）/2 式中 Dn筒節(jié)內(nèi)徑，4000mm s

28、鋼材屈服極限，MPa E鋼材彈性模量，MPa K1鋼板界面形狀系數(shù)，矩形K1=1.5 鋼板厚度，98mm Ko鋼材相對強(qiáng)化模數(shù)，15CrMoR鋼材的Ko=5.8查閱標(biāo)準(zhǔn)，得s=275MPa，E=200GPa.根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，筒節(jié)回彈前的內(nèi)徑Dn1=（1-2×5.8×275）×0.000005/（1+1.5×275×Dn1）×200000×98×4000 得Dn1=3664.1 mm過卷量l=（Dn-Dn1）/2=3.14×(4000-3664.1)/2 =527.5 mm3）筒節(jié)彎卷成形 預(yù)彎工序

29、結(jié)束后即采用對稱式三輥卷板機(jī)進(jìn)行筒節(jié)的成型工序。為保證卷圓的質(zhì)量及橢圓度指標(biāo)，按照工藝要求規(guī)定卷板機(jī)下壓成型的次數(shù)在6次以上，保證橢圓度在5mm以內(nèi)。4.3.6裝焊縱縫焊接基本金屬為15CrMoR，筒體規(guī)格4000×101 mm，所要求的焊工資格代號SAW-1G(K)-07/09,焊接方法為埋弧自動(dòng)焊，焊接姿勢為平焊，焊接材料為R307C(點(diǎn)焊)，焊絲H08CrMoC，焊劑SJ110.工藝要求：預(yù)熱溫度120，層間溫度控制在（120-250），后熱溫度及時(shí)間（300-350）×2hr，坡口加工方法為機(jī)加工坡口，清除油銹，清根方法為碳弧氣刨并打磨，焊縫外形要求為焊縫與母材圓滑

30、過渡，e2，并打磨平齊。焊后采用SR熱處理,并進(jìn)行100%UT、RT、MT檢測,分別按JB/T4760.3-2005中級合格、JB/T4760.2-2005中級合格、JB/T4760.2-2005中級合格。 4.3.7筒體內(nèi)壁堆焊4.3.7.1堆焊原理石油化工行業(yè)的加氫反應(yīng)器、原流合成塔、煤液化反應(yīng)器及核電站的厚壁壓力容器等內(nèi)表面均需大面積堆焊耐高溫，抗氧及硫化氫等腐蝕的不銹鋼襯里。帶極電渣堆焊是利用導(dǎo)電熔渣的電阻熱熔化堆焊材料和母材的，除引線階段外，整個(gè)堆焊過程應(yīng)設(shè)有電弧產(chǎn)生。堆焊技術(shù)可以改變零件表面的化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu), 強(qiáng)化機(jī)械零件表面或修復(fù)磨損和崩裂部分，為材料表面改性，完善其性能,延

31、長零件的使用壽命,具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值.     常用的工藝方法有:手工電弧堆焊、振動(dòng)電弧堆焊、氧-乙炔焰堆焊、等離子堆焊等。幾種堆焊方法特點(diǎn)比較堆焊方法                                              稀釋率（%）  熔敷速度埋弧堆焊      &

32、#160;              單絲                  3060                4.511.3                                &#

33、160;          多絲                  1525              11.327.2                          單帶極           

34、   1020                12  36                      多帶極                815                  22 68等離子弧堆焊  &

35、#160;           手工送絲            515                0.53.6                          自動(dòng)送絲            515  &

36、#160;             0.53.6                              雙熱絲                515                1327 熔化極氣體自保護(hù)電弧堆焊 1040                  0.95.4帶極電渣堆焊                  1014                1575 為了最有效地發(fā)揮堆焊層的作用，希望采用的堆焊方法有較小的母材稀釋、較高的熔敷速度和優(yōu)良的堆焊層性能.帶極電渣堆焊技術(shù)具有比帶極埋弧難焊更高的生產(chǎn)效率、更低的稀釋率和良好的焊