封頭設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1.板坯加熱 13 頭邊緣余量切割 14 過(guò)程裝備制造與檢測(cè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)從2013年6月20日起到2013年6月30日一、課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求(包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等)： 藝，包括：制造準(zhǔn)備，封頭成形，焊接(拼接或與筒體焊接)，接管焊接，其中涉及 頭草圖繪制(方格子)、計(jì)算機(jī)繪制上封頭結(jié)構(gòu)(A3)。2.、確定上封頭的總體生產(chǎn)工藝過(guò)程(工藝流程)； 展 模具設(shè)計(jì)、設(shè)備選7、繪圖要求：草圖一張，計(jì)算機(jī)繪制封頭圖1張(A3)，模具圖1張(A3)，把液體混合物進(jìn)行多次部分汽化，同時(shí)又把產(chǎn)生的蒸汽多次部分冷凝，使混合物分離為所要求組分為什么把液體混合物進(jìn)行多次部分汽化同時(shí)又多次部分冷凝，就能分離為純或比較純的組分呢？對(duì)于一次汽化，冷凝來(lái)說(shuō)，由于液體混合物中所含的組分的沸點(diǎn)不同，當(dāng)其在一定溫度下部分汽化時(shí)，因低沸點(diǎn)物易于氣化，故它在氣相中的濃度較液相高，而液相中高沸點(diǎn)物的濃度較氣相高。這就改變了氣液兩相的組成。當(dāng)對(duì)部分汽化所得蒸汽進(jìn)行部分冷凝時(shí)，因高沸點(diǎn)物易于冷凝，使冷凝液中高沸點(diǎn)物的濃度較氣相高，而為冷凝氣中低沸離。如果多次的這樣進(jìn)行下去，將最終在液相中留下的基本上是高沸點(diǎn)的組分，在氣相中留下的基本上是低沸點(diǎn)的組分。由此可見，多次部分汽化和多次部分冷凝同時(shí)進(jìn)行，就可以將混合物分離為純或比較純的組分。液體氣化要吸收熱量，氣體冷凝要放出熱量。為了合理的利用熱量，我們可以把氣體冷凝時(shí)放出的熱量供給液體氣化時(shí)使用，也就是使氣液兩相直接接觸，在傳熱同時(shí)進(jìn)行傳質(zhì)。為了滿足這一要求，在實(shí)踐中，這種多次部分汽化伴隨多次部分冷凝的過(guò)程是逆流作用的板式設(shè)備中進(jìn)行的。所謂逆流，就是因液體受熱而產(chǎn)生的溫度較高的氣體，自下而上地同塔頂因冷凝而產(chǎn)生的溫度較低的回流液體(富含低沸點(diǎn)組分)作逆向流動(dòng)。塔內(nèi)所發(fā)生的傳熱傳質(zhì)過(guò)程如下1)氣液兩相進(jìn)行熱的交換，利用部分汽化所得氣體混合物中的熱來(lái)加熱部分冷凝所得的液體混合物；2)氣液兩相在熱交換的同時(shí)進(jìn)行質(zhì)的交換。溫度較低的液體混合物被溫度較高的氣體混合物加熱二部分汽化。此時(shí)，因揮發(fā)能力的差異(低沸點(diǎn)物揮發(fā)能力強(qiáng)，高沸點(diǎn)物揮發(fā)能力差)，低沸點(diǎn)物比高沸點(diǎn)物揮發(fā)多，結(jié)果表現(xiàn)為低沸點(diǎn)組分從液相轉(zhuǎn)為氣相，氣相中易揮發(fā)組分增濃；同理，溫度較高的氣相混合物，因加熱了溫度較低的液體混合物，而使自己部分冷凝，同樣因?yàn)閾]發(fā)能力的差異，使高沸點(diǎn)組分從氣相轉(zhuǎn)為液相，液相中難揮發(fā)組分增濃。精餾塔是由若干塔板組成的，塔的最上部稱為塔頂，塔的最下部稱為塔釜。塔內(nèi)的一塊塔盤只進(jìn)行一次部分汽化和部分冷凝，塔盤數(shù)愈多，部分汽化和部分冷凝的次數(shù)愈多，分離效果愈好。通過(guò)整個(gè)精餾過(guò)程，最終由塔頂?shù)玫礁呒兌鹊囊讚]發(fā)組分，塔釜得到的基本上是難揮發(fā)的組分。封頭結(jié)構(gòu)封頭均采用沖壓成型。從節(jié)約材料及改善受力情況考慮，上封頭采用標(biāo)注橢圓形封頭。 06Cr18Ni12Mo2Ti不銹鋼力學(xué)性能316Ti 06Cr18Ni12Mo2Ti化學(xué)成分 C%Si%Mn%P%S%Cr%Ni%Mo%Ti%16~13.5~2.2~316L≤0.03≤1≤2≤0.03≤0.045%~18163選擇材料——復(fù)核材料——凈化處理——矯形——?jiǎng)澗€——分割——成型——組隊(duì)裝配——焊接——熱處理——檢測(cè)1.選材d=28mmDitPc6×2500/(2×134×1-0.5×0.6)=5.6mm合理很安全。(1)清除焊縫兩邊緣的油污和鐵銹物，以保證焊接質(zhì)量。(2)為下道工序做準(zhǔn)備，即是下道工序的工藝要求。(3)保持設(shè)備的耐腐蝕性。常用的凈化方法有：手工凈化、機(jī)械凈化、化學(xué)凈化和火焰凈化四種。誤差超差而成為廢品，所以當(dāng)材料的變形超過(guò)允許范圍時(shí)必須進(jìn)行矯正處理。4板材檢驗(yàn)線發(fā)生局部畸變而產(chǎn)生漏磁場(chǎng)，吸附施加在工件表面的磁粉，在合適的光照下形成目視可見的磁2)適應(yīng)于材料和工件的表面和近表面的缺陷，3)能直接的觀察出缺陷的形狀.尺寸.位置，進(jìn)而4)檢測(cè)靈敏度較高，能發(fā)現(xiàn)寬度僅為1um的表5)可檢測(cè)形狀復(fù)雜.大小不同的缺陷。6)檢測(cè)工藝簡(jiǎn)單.效率高.成本低對(duì)于板材的檢測(cè)首先是通過(guò)肉眼進(jìn)行直觀的觀察即目視檢測(cè)，看板材表面是否有明顯的缺陷。例如：明顯的裂紋(這里指用肉眼可以直接看到的裂紋)，明顯的鼓包，明顯的褶皺等用肉眼進(jìn)行下一步檢測(cè)——磁粉檢測(cè)。經(jīng)磁粉檢測(cè)沒(méi)有缺陷后才能進(jìn)行下面進(jìn)一步的加工。(1)封頭的展開計(jì)算節(jié)。：算橢圓形封頭展開直徑Da9Dm+2h=3015mmbDo=2000~4000時(shí)壓邊條件Do-Dn≧(21~22)δ所以采用壓邊圈 (2)號(hào)料邊緣加工余量3mm量展開得到的尺寸稱A，劃線時(shí)還應(yīng)考慮以后加工過(guò)程的加工余量，故劃線尺寸A為展劃A=A+△+△+△劃展割加收式中△切割余量，與切割方法有關(guān)，一般為2-3mm；割——割△焊縫收縮量，與材料、焊接方法、工件長(zhǎng)收——收樣(3)打標(biāo)記導(dǎo)切割，成型，(4)切割及邊緣加工床、圓盤剪板機(jī)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(shí)邊緣可能產(chǎn)生的加工硬化、裂紋、熱影(5)坡口檢測(cè)口進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，確保坡口無(wú)缺陷后方可進(jìn)行焊接。1)幾何尺寸檢測(cè)般確保在允許公差范圍內(nèi)即可。2)坡口表面檢測(cè)的工件，綜合考慮，應(yīng)選用磁粉檢測(cè)進(jìn)行坡口表面檢測(cè)。3)坡口兩側(cè)檢測(cè)兩側(cè)進(jìn)行檢測(cè)。6拼板把切割好的零件毛坯通過(guò)手工電弧焊焊接成一塊完整的板材，為接下來(lái)封頭的沖壓準(zhǔn)備好覆的熔劑釋放出氣體保護(hù)焊接熔池，含有合金元素用來(lái)補(bǔ)償合金熔池的合金損失。7焊縫檢測(cè)洗后可明顯地反映出黑度差部位，即能辨別出缺陷的形態(tài).位置等。圖8熱處理善焊縫組織和綜合性能。為顯著。：1板坯加熱2封頭沖壓(1)拉薄碳鋼封頭沖壓后，其壁厚會(huì)產(chǎn)生不等程度的變化橢圓形封頭曲率越大，(2)褶皺沖壓時(shí)板坯周圍的壓縮量最大，其值為△L=∏(Dp-Dm)————封頭越深，毛坯直徑越大，周圍縮短量也越大，周向縮短產(chǎn)生兩個(gè)結(jié)果，一個(gè)是工件周邊區(qū)的厚度和徑向長(zhǎng)度均有所增加，另一個(gè)是過(guò)分的壓應(yīng)變使板料產(chǎn)生失穩(wěn)而褶皺。(3)鼓包產(chǎn)生原因與褶皺類似，但主要影響因素是拼接焊縫余量的大小以及沖壓模圓角外徑:D`w=D=3200mm3人孔加工4封頭邊緣余量的切割規(guī)格、直邊尺寸劃好切割線，并檢查保證割距在整個(gè)圓周上正沖切割線。5環(huán)向焊縫坡口加工6封頭檢測(cè)另一類是：非危害性缺陷，對(duì)于非危害性缺陷相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定允許有一定量，但超過(guò)了這個(gè)量注：壓力容器缺陷在同一部位不能修復(fù)超過(guò)兩次。7熱處理壓過(guò)程中所產(chǎn)生的應(yīng)力集中，改善封頭的機(jī)械性能。與封頭的焊接由于奧氏體不銹鋼屈服強(qiáng)度低，接管環(huán)焊縫焊接過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力大，封頭上沿接管焊縫作用下變形，封頭的球頂部分產(chǎn)生下凹。由于沿接管圓周上的焊縫熔敷金屬填充量差異較大，用下接管將向填充金屬量大的一側(cè)發(fā)生嚴(yán)重傾斜。同時(shí)由于所焊的接管長(zhǎng)度較長(zhǎng),在焊縫圓周內(nèi)由于焊接應(yīng)力的大小差別很大，焊后接管將以熔敷金屬量最大處為中心產(chǎn)生C形彎曲變形。2.2焊接工藝準(zhǔn)備接坡口與工裝:為克服焊接過(guò)程中封頭的變形，我們?cè)诜忸^彎曲成形時(shí)為增加封頭剛性，縫下凹和封頭球頂部分下凹，我們制作了專用控制焊接變形的工裝胎具。2.2.1焊接方法選擇4.2焊條條件2.2.2裝配裝配時(shí)封頭側(cè)的坡口鈍邊留2-4mm厚，增加封頭的剛度，同時(shí)保證接管的裝配位置精度。接2.2.3焊接過(guò)程控制產(chǎn)品焊縫施焊時(shí)，要控制道間、層間溫度盡量低。首層焊后，其它各道焊接時(shí)采用水冷方法敷金屬量大的一側(cè)多焊2-3層，以加大最終熔敷金屬量較小的一側(cè)對(duì)接管的接應(yīng)力，最后填滿最終檢測(cè)引用的主要標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范(99)版JBT鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定鋼制壓力容器焊接規(guī)程鋼制壓力容器產(chǎn)品焊接試板的力學(xué)性能檢驗(yàn)無(wú)損檢測(cè)腐蝕、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3焊接與檢測(cè)材料要求3.2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3.3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(guò)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(guò)程，其熱處理工藝為：3.4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)條工藝要點(diǎn)4.1預(yù)熱件太大，整體預(yù)熱有困難時(shí)，可進(jìn)行局部預(yù)熱，局部預(yù)熱的加熱范圍為焊口兩側(cè)各150~200mm。4.3坡口形式將焊件盡量開成U形坡口式進(jìn)行焊接。如果是鑄件缺陷，鏟挖出的坡口外形應(yīng)圓滑，其4.4工藝參數(shù)4.5熱處理.6焊接工藝卡焊接過(guò)程焊接過(guò)程檢驗(yàn)要求1坡口檢查100%MTJB/T4730-20054里口清根、打磨目檢、100%MTJB/T4730-2005SMAW外觀hRTJB/T4730-2005Ⅱ內(nèi)外焊100%MTJB/T4730-2005Ⅰ焊縫內(nèi)外打磨平滑、焊縫余高0~0.5mm100%UTJB/T4730-2005Ⅰ9測(cè)硬度(母材、焊縫、熱影響區(qū)的硬度HV≤240MTJB/T4730-2005Ⅰ0層焊接焊材牌號(hào)B(A)0保溫時(shí)間h22 2-32-3(V)/用量4烤50SMAWUS-511NΦDC﹢500-6030-347-9350℃/45040PF-200350℃2600筒體與筒體、筒體與封頭焊接示意圖接管法蘭與筒體的角焊接層焊接焊材牌號(hào)SMASMA-96MWBDC﹢DC﹢(A)0