焊接課程設(shè)計說明書

1、1 前言本次課程設(shè)計主要是尾氣回收塔外殼的焊接生產(chǎn)工藝設(shè)計，包括材料的焊接性分析、焊接工藝方案分析及工藝評定、確定焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)工藝流程、確定產(chǎn)品外殼主要零件的加工工藝及檢驗、繪制焊接結(jié)構(gòu)簡圖、確定部件的裝焊工藝等。通過設(shè)計，初步掌握根據(jù)產(chǎn)品圖樣及技術(shù)要求制定焊接工藝規(guī)程的方法、焊接工藝設(shè)計的步驟，提高分析焊接生產(chǎn)實際問題、解決問題的能力。2 焊接生產(chǎn)工藝性分析2.1 焊接結(jié)構(gòu)工藝性審查2.1.1 產(chǎn)品圖樣結(jié)構(gòu)審查此次設(shè)計的設(shè)備為尾氣回收塔殼體，筒體直徑800mm，容器總長9292mm，壁厚8mm。由圖2-1可知：筒體之間通過容器法蘭螺栓連接，筒體左端接橢圓形封頭，筒體上有接管，筒體右端連接件整

2、體參與固定。圖2-1硫化倉結(jié)構(gòu)圖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。焊接方法采用CO2氣體保護焊，接頭形式為對接、角接。2.1.2 產(chǎn)品技術(shù)特性及檢驗要求尾氣回收塔殼體技術(shù)特性如表2-1所示：表2-1 硫化倉殼體技術(shù)特性表設(shè)計壓力設(shè)計溫度物料名稱物料特性焊縫系數(shù)試驗壓力容量/6MPa200橡膠水化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定1.0盛水試漏42.2 母材的焊接工藝性分析2.1 15CrMoR鋼焊接性分析甲烷化爐主體的材質(zhì)為15CrMoR鋼，15CrMoR鋼屬于珠光體耐熱鋼中的Cr-Mo合金系列。該鋼具有良好的抗氧化性能、熱強性能和較強的耐腐蝕性能。15CrMoR 鋼的力學(xué)性能如表1所示、化

3、學(xué)成分如表2所示。經(jīng)計算，15CrMoR鋼的碳當量Ceq=0.61%其碳當量較大，且含有某些熱裂傾向較大的元素如S,P,Cr,Mo等，焊接時若采用較大的線能量輸入以及焊后冷卻速度過快，容易在焊縫處形成樹枝狀的熱裂紋，因而該鋼具有較大的熱裂傾向,同時，當焊件剛性較大而且冷卻速度較快時，在焊接接頭近縫區(qū)和焊接熱影響區(qū)容易產(chǎn)生淬硬組織,當熱輸入量較大時，在熱影響區(qū)的Ac1附近，容易出現(xiàn)硬度降低的軟化現(xiàn)象。此外，15CrMoR鋼焊后的再熱裂敏感性也較大，在焊后熱處理過程中或長期高溫使用中容易形成碳化物夾雜，從而易產(chǎn)生再熱裂紋。，此時若在拘束應(yīng)力和擴散氫的共同作用下，容易在焊接熱影響區(qū)和近縫區(qū)產(chǎn)生冷裂紋

4、。其化學(xué)成分和力學(xué)性能見表2-2和表2-3所示： 表2-2 15CrMoR的化學(xué)成分（質(zhì)量分數(shù)） （%）CMnSiCrMoSP0.0350.035表2-3 15CrMoR的力學(xué)性能厚度b/MPas/MPa/(%）ak/(J/cm2)254402252049(20)2.3.1 焊接方法和焊接材料的選擇3.1 焊接方法的選擇硫化倉質(zhì)為15CrMoR珠光體耐熱鋼，其焊接性較差。打底焊采用傳統(tǒng)的埋弧自動焊工藝，焊接時若焊接工藝設(shè)計不當，會造成焊接熱影響區(qū)寬、晶粒粗大、焊縫脆化、韌性降低，過大的熱輸入量還將擴大焊接接頭的軟化區(qū)，使接頭的抗拉強度降低。同時，因筒體縱縫接頭裝配誤差較大，選用埋弧自動焊打底不

5、能保證打底焊焊縫坡口兩側(cè)接頭的焊縫質(zhì)量，容易引起坡口兩側(cè)焊縫金屬產(chǎn)生未熔合、咬邊和熱裂等缺陷。而填充蓋面焊采用手工電弧焊，焊接生產(chǎn)率較低，焊縫層間清渣不完全，容易造成夾渣和冷裂紋等焊接缺陷。簽于上述原因，對筒體間縱、環(huán)焊縫以及筒體和封頭間的環(huán)焊縫，打底焊采用手工電弧焊（SMAW）的焊接方法，填充蓋面采用埋弧自動焊（SAW）工藝。根據(jù)上述15CrMoR 的焊接性分析，硫化倉與加厚接管間的焊接需要選用熔合比較小的焊接方法，考慮到兩側(cè)材料的厚度差異，選用TIG 焊打底和手工電弧焊填充蓋面的焊接方法。3.2 焊接材料的選擇根據(jù)15CrMoR鋼的焊接性分析， SMAW焊接材料選擇堿性低氫耐熱鋼焊條R30

6、7，焊條直徑為5.0mm；SAW 焊接材料選用H13CrMoA 焊絲，焊絲直徑為4.0mm，焊劑采用HJ250G。根據(jù)15CrMoR焊接性分析，為減少焊縫稀釋，防止碳的遷移及產(chǎn)生殘余應(yīng)力，彌補焊接過程中合金元素的燒損，改善焊接接頭組織和性能，TIG 焊選用焊絲，手工電弧焊選用A302焊條。R307 及A302 焊條使用前須H1Cr24Ni13在350-400條件下進行烘焙，烘焙時間為1.5 小時，然后放入150保溫筒保溫，隨用隨取，兩種焊條間不得混合烘焙。所用焊絲H13CrMoA 及H1Cr24Ni13使用前清除表面油、垢、銹等污物，直至露出金屬光澤。焊劑使用前于200經(jīng)過2小時烘干。2.3.

7、2 接頭與坡口型式設(shè)計3.3 坡口形式對于筒體的對接焊縫、筒體與筒體的環(huán)焊縫、筒體與橢圓封頭的環(huán)焊縫，設(shè)計的坡口如圖2。根據(jù)板厚狀況、焊接方法特點和要求，15CrMoR與0Cr18Ni9環(huán)的焊縫坡口設(shè)計為單邊 K型坡口，由于筒體一側(cè)較厚，為減小拘束應(yīng)力，應(yīng)在筒體壁厚方向上兩側(cè)開較大角度的坡口。具體的坡口參數(shù)設(shè)計如圖3 所示。 所有坡口采用氧乙炔中性焰切割，然后使用磨光機平整坡口50mm范圍內(nèi)的表面。焊前把焊接坡口兩側(cè)30mm范圍內(nèi)水、銹、油污等雜質(zhì)清除干凈。3.5 焊前預(yù)熱、焊接層間溫度、焊后熱處理（1）主體焊縫點固和焊接焊前均需要預(yù)熱，預(yù)熱方法采用局部天然氣焰，對于材質(zhì)厚度為22mm的15C

8、rMoR鋼預(yù)熱溫度確定為180，預(yù)熱的位置范圍為距離坡口邊緣50mm以內(nèi)。（2）焊接過程中層間溫度不得低于180，對每條焊縫應(yīng)盡可能一次性連續(xù)施焊完成，以避免間斷焊接過程中產(chǎn)生熱裂現(xiàn)象。（3）硫化倉整體焊縫焊后進行整體熱處理，以消除焊接應(yīng)力，改善焊接接頭性能，提高高溫性能和防止變形，整體退火熱處理溫度為650。3 焊接工藝性評定按JB4708-2000 標準，選用厚16mm 的15CrMoR板狀對接焊接頭進行焊接工藝評定。接頭坡口形式如圖所示，該坡口由機械加工方法得到，相關(guān)參數(shù)標在圖中。焊前應(yīng)仔細清理坡口表面及兩側(cè)各50mm范圍內(nèi)的油污、水和鐵銹等雜質(zhì)。焊接材料選用A320焊條，焊接前對焊條應(yīng)

9、進行200-250度烘焙并保溫,然后放在保溫筒內(nèi)，隨用隨取。定位施焊前要進行預(yù)熱，預(yù)熱范圍在坡口兩側(cè)100-150mm，預(yù)熱溫度為200-250度。定位焊后立即清除熔渣，測量溫度，符合層間溫度要求后立即施焊，焊接時如冷卻速度過快，則易形成淬硬組織，如果拘束力較大，則易導(dǎo)致冷裂紋的產(chǎn)生，因此在施焊時始終保持層間溫度不低于預(yù)熱溫度。背面采用機械方法清根。焊后立即用石棉氈纏繞焊縫，保溫并緩冷1h以上，然后去掉石棉氈在空氣中冷卻到室溫。 焊接工藝參數(shù)如下表所示。焊層焊接方法焊材牌號規(guī)格焊接電流焊接電壓焊接速度第一層 焊條電弧焊A302/3.2100120222467其余各層A302/4.0130150

10、242667背面層A302/4.0130150242667注：采用直流反接。試件緩慢冷卻后做100%X射線探傷。焊接工藝評定結(jié)果見下表 坡口形式氣體流量L/min焊絲直徑/mm焊接電流/A焊接電壓/V焊絲焊接速度m/h電流極性單邊V型23251.21201402426H13CrMoA67直流反接 圖3-1 角接試件及坡口設(shè)計3.2 焊接試件試驗方法3.2.1 拉伸試驗金屬拉伸實驗是測定金屬材料力學(xué)性能的一個最基本的實驗，是了解材料力學(xué)性能最全面，最方便的實驗。按GB/T 228-2002規(guī)定對試件進行拉伸強度試驗，如圖3-2所示。 圖3-2 拉伸試件3.2.2 沖擊試驗將試樣置于低溫槽的均溫區(qū)

11、冷卻到-40后，保溫足夠長的一段時間，然后將試樣取出進行沖擊試驗。使用液體冷卻介質(zhì)，保溫時間不得少于5min。試樣移出冷卻介質(zhì)至打斷的時間不超過5s，如超過5s則應(yīng)將試樣放回冷卻介質(zhì)重新冷卻，保溫，再進行試驗。采用擺錘沖擊試驗，其示意圖如圖3-3所示。 圖3-3 擺錘沖擊試驗3.2.3 彎曲試驗將試件放在實驗機帶滾動軸的支座上，用規(guī)定的彎心直徑壓頭將試件彎曲到要求的角度，彎曲試件的中心應(yīng)對準焊縫中心，當彎曲到規(guī)定角度后，焊縫拉伸面沿試件寬度方向上所允許出現(xiàn)的裂紋或缺陷不大于1.5，沿試件長度方向上為不大于3mm。試件如圖3-4所示。 圖3-4 彎曲試件 3.3 工藝評定試驗分析（1）無損探傷

12、試驗試板焊后經(jīng)射線探傷，均末發(fā)現(xiàn)焊接缺陷。（2）接頭力學(xué)性能 根據(jù)接頭力學(xué)性能試驗的結(jié)果，其接頭強度、塑性均能滿足規(guī)定的標準值。（3）接頭沖擊韌性 試驗結(jié)果表明，焊縫金屬的-40卻貝沖擊值可以達到規(guī)定標準，熱影響區(qū)-40卻貝沖擊值比規(guī)定的標準值要高得多，其沖擊值完全可以滿足WCF-62鋼的標準。熔合線的沖擊值所反映的是焊縫或熱影響區(qū)的沖擊韌性?？梢哉J為，只要是熱影響區(qū)尤其是焊縫金屬的沖擊韌性解決好了，熔合線的沖擊韌性應(yīng)該能獲得較為滿意的結(jié)果。（4）根據(jù)試驗可以看出，焊接接頭無淬硬組織。接頭的硬度分布是正常的。調(diào)質(zhì)鋼焊接后，如不再進行調(diào)質(zhì)處理，則熱影響區(qū)的軟化將成為調(diào)質(zhì)鋼焊接的一個重要問題， 而

13、WCF-62鋼的焊接接頭并無軟化現(xiàn)象。3.4 焊接工藝參數(shù)的選擇從防止冷裂紋出發(fā)，要求冷卻速度慢為佳，但對防止脆化來說，卻要求冷卻較快為好，因此應(yīng)該確定兼顧兩者的冷卻速度范圍。這個范圍的上限取決于不產(chǎn)生冷裂紋，下限取決于熱影響區(qū)不出現(xiàn)脆化的混合組織。但在焊接厚板時，即使采用了大的線能量，冷卻速度往往還是超過了它的上限，這就必須通過預(yù)熱來使冷卻速度降到低于不出現(xiàn)裂紋的極限值。因此，正確選擇線能量和預(yù)熱這兩個參數(shù)使保證不出現(xiàn)裂紋和脆化的關(guān)鍵。焊接線能量 如果焊接線能量較大，使得熱影響區(qū)的晶粒粗大，則焊縫中的柱狀晶也粗大，焊接線能量大，必然會引起結(jié)晶時的冷卻速度較慢，最高加熱溫度Tm升高和Ac3以上

14、停留的時間長，從而導(dǎo)致焊縫金屬的晶粒就更粗大。線能量較小，焊速過快，焊工操作困難，而且易產(chǎn)生夾渣等焊接缺陷，所以焊接線能量一般應(yīng)以812kJ/cm為宜。預(yù)熱溫度 預(yù)熱主要希望它能降低馬氏體轉(zhuǎn)變時的冷卻速度，通過馬氏體的自回火作用來提高抗裂性能。由于殼體厚度僅12mm，所選用的鋼板厚度為12mm，所以不需要預(yù)熱。焊后熱處理：考慮到WCF-62 鋼調(diào)質(zhì)時的回火溫度為640660，所以焊后退火處理溫度，只能是600左右。在此溫度范圍內(nèi)，焊縫-40沖擊韌性是可以滿足所規(guī)定的要求的。4 工藝方案的選擇本次設(shè)計的尾氣回收塔殼體，其主體部分由封頭、三段筒體和圓筒形裙座采用法蘭連接組成，封頭和筒體上連接有接管

15、，接管與法蘭連接。由此可以確定其制造工藝方案如下：1.根據(jù)圖樣技術(shù)要求分別制造各個零部件，可采用鍛、焊、機加工等手段，零件制造完成后，需要進行尺寸、質(zhì)量等檢驗。2.根據(jù)圖樣要求進行裝焊，可以采用必要的裝配夾具等。裝焊完成后，需要進行無損檢驗，可以采用射線探傷、磁粉探傷等。3.殼體制造結(jié)束后，需要按要求盛水試漏。5 主要零件的加工制造5.1 筒節(jié)的制造筒節(jié)的制造工藝流程如下：1. 鋼板復(fù)檢：對鋼板進行復(fù)檢，內(nèi)容包括鋼的化學(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。一般采用抽檢法，抽檢的百分比15%。2.預(yù)處理：復(fù)檢合格后對鋼板進行矯正，原理如圖5-1所示。矯正后對鋼板 圖5-1

16、 七輥矯平機矯正原理進行噴丸、噴漆等表面處理。原理：將淬硬鋼丸(一般應(yīng)用錳鋼丸,直徑為0.8-1.2mm,硬度為HRC47-50),以壓縮空氣噴出或離心式噴丸機借離心力甩到金屬表面, 利用鋼丸對金屬表面的沖擊作用使零件表面硬化。鋼丸沖擊金屬表面:第一使零件表面生成0.1-0.4mm 深的硬化層, 增加零件表面對塑性變形和斷裂的抵抗能力,并使表層產(chǎn)生壓應(yīng)力,提高其疲勞強度;第二使零件表面上的缺陷和由于機械加工所帶來的損傷減少, 從而降低應(yīng)力集中。3.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

17、厚（mm） S-加工余量（包括切割余量、刨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，如圖5-2所示，取劃線尺寸為25472158（長度寬度）的坯料。 圖5-2 下料尺寸示意圖4.下料：采用QH11剪板機下料。5.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。坡口型式及加工尺寸如圖2-2所示。6.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

18、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5-3所示。 圖5-3 利用壓彎機預(yù)彎（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

19、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。WCF-62鋼回彈量較大，需要在最終成形之前進行一次退火。卷板機輥子的位置關(guān)系如圖5-4所示。圖5-4 三輥卷板機輥子的位置關(guān)系7縱縫裝焊：筒節(jié)的裝配一般在V形鐵或焊接滾輪上進行。帶鐵的螺旋壓緊器和斜楔式壓緊器可以防止錯邊，螺旋拉緊器可以調(diào)整間隙。如圖5-5所示。 a帶鐵的螺旋壓緊器 b螺旋拉緊器

20、 C斜楔式壓緊器 圖5-5 輔助夾具通過采用夾具保證縱縫邊緣齊整，且沿著整個長度方向上間隙均勻一致后，可進行定位焊。定位焊時，焊點要有一定尺寸，且焊點間距300mm。筒節(jié)縱縫采用CO2氣體保護焊焊接，坡口形式與尺寸見圖2-2，采用NBC-160 CO2半自動焊機，其焊接工藝參數(shù)見表5-1： 表5-1 筒節(jié)縱縫焊接工藝參數(shù)板厚/mm坡口形式氣體流量L/min焊絲直徑/mm焊接電流/A焊接電壓/V焊絲焊接速度m/h電流極性12Y型23251.21401601820H08Mn2MoA22直流反接焊后退火溫度：600左右其焊接工藝卡見附錄一。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。（

21、1）工件放入卷板機上輥之后，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無損檢驗：焊縫進行X射線局部無損探傷，探傷長度分別不少于縱環(huán)焊縫長度的10%，質(zhì)量評定按JB4730.2-2005焊縫射線探傷標準達到級為合格。10制孔：須在筒體上開1個50mm的孔。先要進行劃線、打標記來確定孔中心的位置。將筒節(jié)置于V形鐵上固定，在筒體上已標記的孔中心位置分別沿筒體徑向和周向劃出接管的尺寸和位置線。仔細檢查核對孔的大小、方位后開孔，

22、選用型號為Z3080搖臂鉆床鉆出。5.2 標準橢圓形封頭的制造按JB/T 4746-2002鋼制壓力容器用封頭，標準橢圓形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，如圖5-6所示。其型式參數(shù)關(guān)系為：Di4（H-h）DNDi圖5-6 橢圓形封頭封頭外形尺寸如下：公稱直徑：DN1200mm封頭壁厚：a12mm直邊高度：h40mm封頭總深度：H300mm封頭制造工藝如下：1.鋼材復(fù)檢：復(fù)檢材料成分、規(guī)格、牌號。2.預(yù)處理：矯正，噴丸處理。3.劃線：橢圓形封頭毛坯尺寸的計算：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=600mm，b=300mm，得出P=14

23、70.7mm?？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D0=1116.5mm。綜上，在原材料上劃一直徑為1116.5mm的圓。4.下料：采用等離子弧切割下料。5.熱沖壓：先加熱至1000，再1000t水壓機壓制成形并預(yù)留直邊加工余量。6.二次劃線：量取直邊高度63mm劃線，同時對150mm的孔劃線。7.切割：LGK8等離子弧切割機切出63mm直邊。8.鉆孔：先用Z3080搖臂鉆床鉆出20mm的孔。孔位置如圖5-7所示。 圖5-7 孔位置示意圖9.擴孔：用CWC-200擴孔機擴孔至150mm。1

24、0.檢驗：按圖樣要求檢查其尺寸、質(zhì)量等。其加工工藝過程卡見附錄二。5.3 管法蘭的制造以靠近封頭的公稱直徑為50mm的法蘭為例進行設(shè)計研究。按HG/T 2059220635-2009鋼制管法蘭.墊片.緊固件，殼體上的管法蘭為全平面帶頸平焊法蘭，公稱通徑為50mm和150mm，公稱壓力為0.9MPa，材料為15CrMoR. 表5-2 帶頸平焊管法蘭（HG/T 2059220635-2009）參數(shù)公稱直徑管 子法 蘭 (毫米)螺 栓焊 縫外徑壁厚外徑螺孔中心圓直徑連接凸出部分高 度厚度螺栓孔直 徑重量數(shù)量規(guī) 格焊縫的直角邊 焊縫離 法 蘭面 距 離DNdHSDD1fbdKgn直徑長度KH50573

25、.5160125318182.094M16 5545管法蘭制造工藝如下：1.材料復(fù)檢、預(yù)處理:與筒體基本一致。2.下料：采用GB4235鋸床，從100mm的圓鋼上鋸取長81mm的一段。3.鐓粗：始鍛溫度11501200，終鍛溫度800850，使直徑達1602mm，厚度達302mm。4.墊環(huán)局部鐓粗：始鍛溫度11501200，終鍛溫度800850，使法蘭盤直徑達1802mm，厚度達252mm。5.熱處理: 對其進行600650回火，保溫4h,空冷，以恢復(fù)組織。6.滾圓修整。7.鉆孔：用Z3080搖臂鉆床鉆出50mm孔。8.一次檢驗：檢驗鍛造后尺寸是否在允許范圍，是否存在夾層等內(nèi)部缺陷。9.粗銑：

26、X5032銑床粗銑兩端面各留余量1mm。10.劃線：在已銑好的大端面上，畫出18通孔位置線，并用樣沖做好標記。11.鉆孔：用Z3080搖臂鉆床鉆18螺栓孔。12.精銑：銑床精銑兩端面，不再留余量。13.精車：CA6140車床精車柱面，不再留余量。14. CA6140普通車床修銳邊。15.二次檢驗：對法蘭進行表面檢驗，法蘭的表面應(yīng)光滑，不得有裂紋及其它降低法蘭強度或連接可靠性的缺陷。5.4 接管的制造取連接上述法蘭與對應(yīng)筒體的尺寸為503.5mm（內(nèi)徑壁厚）的接管為研究對象，進行接管設(shè)計研究。采用與母材相同材質(zhì)的無縫鋼管。尺寸與法蘭公稱直徑相匹配，按GB/T8162-2008，其具體參數(shù)如表5-

27、3所示。表5-3 接管參數(shù)(GB/T8162-2008)內(nèi)徑/mm50壁厚/mm3.5理論重量/(Kg/m)4.62其制造工藝過程如下：1.鋼管復(fù)檢：檢查鋼管材質(zhì)、圓度、型號。2.預(yù)處理：清除管表面雜質(zhì)。3.劃線：在鋼管上按需要長度劃線4.下料：采用等離子弧切割切出相應(yīng)長度鋼管。利用等離子弧的熱能實現(xiàn)被切割材熔化的方法稱等離子弧切割，它是利用高速、高溫和高能的等離子體來迅速加熱熔化被切割的材料，并借助內(nèi)部或外部的高速氣流。將熔化的材料排開，直至等離子氣流束穿透工件背面而形成切口，從而達到切割的目的。如圖5-9所示。 圖5-9 等離子弧切割5.車加工：在車床上加工切割斷面，使其達到標準要求；6.

28、清理：表面清洗，使其表面不得有油污等雜質(zhì)；7.檢驗：另取相同鋼管，按GB/T 3091-2008進行拉伸、彎曲、盛水試漏試驗。6 各部件的裝焊工藝裝配焊接就是將已加工好的零件按圖樣規(guī)定的相互位置加以固定組裝成零部件或結(jié)構(gòu)，并焊接成形的過程。采取分部件裝配，在裝配過程中，允許偏差值要小于2mm。在夾具上定好位置的工件，必須進行夾緊，否則無法保證它的既定位置，即始終使工件的定位基準與工件的定位元件緊密接觸。為此，夾緊所需的力應(yīng)能克服操作過程在紅產(chǎn)生的各種力，如工件的重力、慣性力、因控制焊接變形而產(chǎn)生的拘束力等。夾緊力應(yīng)該指向定位基準，而且其指向應(yīng)有利于減少夾緊力，通過傳動機構(gòu)而使夾緊元件與工件受壓

29、面直接接觸而完成夾緊。在焊接過程中，由于焊接是局部加熱和局部冷卻成型過程，局部區(qū)域各部分金屬處于從液態(tài)到塑性狀態(tài)在到彈性狀態(tài)的不同狀態(tài)，并隨熱源的變化而變化。其在焊接受熱的過程中，受熱大的部分，在隨后的冷卻過程中會產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力，使其在焊接后產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)變，這是焊接應(yīng)力變形的根本原因。在工藝設(shè)計中要采用適當?shù)姆椒ㄈケM量減少焊接應(yīng)力和變形。減少變形措施有：(1)設(shè)計時，避免焊縫的十字交叉，避免其應(yīng)力集中，保持較好的焊接操作可適性。(2)焊接前采取預(yù)熱，減緩其冷卻速度過大而產(chǎn)生較大的應(yīng)力。焊接采取了合理的焊接順序和方向，調(diào)整了其應(yīng)力分布。裝焊過程中采取了降低焊縫拘束度的工藝措施，補償焊縫的

30、縮量。（3）焊后采取錘擊法，能在金屬表面層內(nèi)產(chǎn)生局部雙向塑性延展，補償焊縫區(qū)的不協(xié)調(diào)應(yīng)變達到釋放焊接殘余應(yīng)力的目的。6.1 筒體、封頭與法蘭的裝焊筒體與封頭的連接采用加有密封圈的法蘭進行連接。筒體、封頭分別與法蘭連接，焊縫為環(huán)焊縫,焊后進行法蘭間的裝配。封頭與法蘭的裝配、焊接都在小型變位器上進行，禁止將法蘭密封面與裝配平臺接觸，以避免擦傷密封面。其焊接接頭均屬于角接頭，坡口形式及尺寸見圖3-1，裝焊示意圖如圖6-1所示：圖6-1 法蘭與封頭、法蘭與筒體的裝焊示意圖焊接方法采用CO2氣體保護焊，其焊接工藝參數(shù)見表3-2。焊縫附近的油污等雜質(zhì)要清理干凈。需要在夾具上采用剛性固定，限制角變形。焊后對

31、焊縫進行磁粉探傷。6.2 筒體與接管的裝焊（1）劃線 如圖6-2所示。圖6-2 筒體與接管裝焊法蘭劃線示意圖（2）裝配 按定位線找正位置進行裝配。接管與筒體的垂直度，可用直角尺測量校正。（3）焊接 先實施定位焊，應(yīng)使焊接點對稱分布，使工件準確定位。然后采用CO2氣體保護焊進行焊接，坡口形式及尺寸見圖3-1，焊接工藝參數(shù)見表6-1，裝焊示意圖如圖6-3所示。表6-1 CO2氣體保護焊焊接工藝參數(shù)坡口形式氣體流量L/min焊絲直徑/mm焊接電流/A焊接電壓/V焊絲焊接速度m/min電流極性單邊V型8251.2801201015H08Mn2MoA0.4直流反接圖6-3 裝焊示意圖（4）檢驗 檢查工件

32、的位置、尺寸精度是否符合技術(shù)要求。對焊縫進行磁粉探傷。6.3 封頭與接管的裝焊封頭與接管的焊接接頭是角接接頭，采用CO2氣體保護焊進行焊接，其焊接工藝參數(shù)見表6-1，其坡口形狀及尺寸見圖3-1，裝焊示意圖如圖6-4。 圖6-4 封頭與接管裝焊示意圖其裝配同接管與筒體的裝配工藝。6.4 接管與法蘭的裝焊裝配在焊接變位器上進行，它可以將焊件各種位置的焊縫調(diào)整到易焊位置施焊。接管與管法蘭的連接采用對口焊形式，如圖6-4所示。 圖6-4 接管與法蘭裝焊示意圖采用CO2氣體保護焊進行焊接，焊接工藝參數(shù)見表6-1，坡口形狀及尺寸見圖3-1。焊縫附近的油污等雜質(zhì)要清理干凈，焊接過程穩(wěn)定。6.5 支座與筒體的

33、裝焊其裝焊工藝過程類似筒體與封頭的裝焊工藝過程，坡口形式及尺寸見圖3-1，采用CO2氣體保護焊，焊接工藝參數(shù)見表3-2。7 產(chǎn)品質(zhì)量檢驗本設(shè)備按NB/T 47003-2009鋼制焊接常壓容器和HG 20652-1998塔器設(shè)計技術(shù)規(guī)定進行制造、試驗及驗收。焊縫進行X射線局部無損探傷，探傷長度分別不少于縱環(huán)焊縫長度的10%，質(zhì)量評定按JB/T 4730.2-2005承壓設(shè)備射線檢測達到級為合格。角焊縫按JB/T 4730.1-2005進行磁粉探傷。塔節(jié)兩端法蘭密封面與筒體軸線應(yīng)垂直，偏差不大于1mm。塔體總裝后彎曲度小于2/1000塔高，且總彎曲度小于8mm。設(shè)備制造完成后進行盛水試漏。7.1 表面檢驗表面檢驗主要是坡口、焊縫余高、焊縫表面質(zhì)量檢驗等。（1）焊接坡口：不得有裂紋、分層、夾渣等。（2）焊縫余高：余高02.0mm。（3）焊縫表面質(zhì)量：不得有裂紋、飛濺物等。7.2 無損檢驗7.2.1 X射線探傷X射線探傷是利用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。它適用于檢查焊件內(nèi)部的缺陷。對氣孔、夾渣等體積