PAGEPAGE21閃蒸罐的焊接制造設(shè)計說明書學院：山西大同大學工學院專業(yè)：材料成型及控制工程（焊接）班級：09材料姓名：李良玉指導(dǎo)教師：魏雷目錄1、閃蒸罐的概況 41.1閃蒸罐的原理與用途 41.1.1閃蒸罐的原理 41.1.2閃蒸罐的作用 41.2主要技術(shù)參數(shù) 41.3結(jié)構(gòu)形式 41.4選用材料 41.4.1化學成分和力學性能分析 51．4.2焊接性分析 51.5焊接方法與焊接材料 61.5.1焊接方法的選擇 61.5.2焊接材料的選擇 62、閃蒸罐的生產(chǎn)工藝流程 73、閃蒸罐的備料、下料工藝 83.1備料 83.2材料的入庫、復(fù)驗 83.3鋼材的預(yù)處理 83.3.1鋼材的矯正工藝 83.3.2鋼板的表面清理 93.4劃線、放樣工藝 103.5下料工藝 103.5.1筒節(jié)的下料 113.5.2封頭的下料 123.5.3人孔與接管 123.6坡口加工 133.7彎曲及成形 134、閃蒸罐的焊接工藝 144.1焊前準備 144.2焊接工藝參數(shù) 144.3縱焊縫焊后圓筒的矯圓 144.4焊接工藝要點 154.5焊后質(zhì)量外觀檢測 155、成品的質(zhì)檢與驗收 156、焊后整體熱處理 157、焊接工藝卡 16閃蒸罐的焊接工藝規(guī)程卡 17設(shè)計總結(jié) 22參考文獻 22摘要焊接技術(shù)作為一種永久性連接的的工藝過程，被廣泛應(yīng)用于航空航天、機械制造、石油化工、橋梁船舶等工程設(shè)計中。本次設(shè)計的主要對象為不銹鋼壓力容器（閃蒸罐），其主要由筒體、封頭和接管三個結(jié)構(gòu)組成。本文在介紹了其工作原理、其在生產(chǎn)中的主要應(yīng)用的基礎(chǔ)上選取合理的工藝。本閃蒸罐選用奧氏體不銹鋼0Cr18Ni9為主體材料。本文對奧氏體不銹鋼0Cr18Ni9的焊接特性及材料特性加以分析，并制定了相應(yīng)的焊接工藝。并選取了焊條電弧焊作為了主要的焊接方法。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗制定了較為合理的焊接工藝流程，包括焊前預(yù)處理措施、焊接參數(shù)與材料的選擇、焊后的熱處理措施與焊后質(zhì)量檢驗。在此次設(shè)計中引用了前輩的文章及書籍，特在此表示感謝，同時感謝魏雷老師的指導(dǎo)。1、閃蒸罐的概況1.1閃蒸罐的原理與用途1.1.1閃蒸罐的原理物質(zhì)的沸點是隨壓力增大而升高，反之，壓力越低，沸點也就越低。閃蒸的原理就是讓高壓高溫流體經(jīng)過減壓，使其沸點降低，進入閃蒸罐。這時，高壓下臨近沸點的高溫液體進入閃蒸罐經(jīng)過減壓降低沸點，液體吸取自身的能量后部分汽化形成新的汽液平衡，即流體溫度高于該壓力下的沸點，流體在閃蒸罐中迅速沸騰汽化，并進行兩相分離。1.1.2閃蒸罐的作用閃蒸罐的作用是提供流體迅速氣化和汽液分離的空間，也就是通過減壓，是流體在閃蒸罐內(nèi)沸騰，從而實現(xiàn)汽液部分分離。換句話說，閃蒸罐就是將溶液中溶解的原料氣先閃蒸出去,一方面可以節(jié)約資源提高熱量利用，另一方面可以減小再生塔的氣相負荷.1.2主要技術(shù)參數(shù)表1閃蒸罐的主要技術(shù)參數(shù)介質(zhì)蒸汽和凝液容器類別Ⅰ設(shè)計壓力0.9MPa最高工作壓力0.6MPa試驗壓力1.0MPa設(shè)計溫度230℃工作溫度165℃焊縫系數(shù)1.0腐蝕裕量1.0mm型號4.6m31.3結(jié)構(gòu)形式圖1閃蒸罐的結(jié)構(gòu)形式筒體采用兩節(jié)制成，焊縫分布如圖所示，共有兩道縱焊縫和三道環(huán)焊縫。1.4選用材料由于閃蒸罐的介質(zhì)具有一定的弱酸性，在選取材料的時候根據(jù)經(jīng)驗和相關(guān)記載，選取不銹鋼為閃蒸罐的主要材料。所謂不銹鋼是指在鋼中加入一定量的鉻元素后，使鋼處于鈍化狀態(tài)，具有不生銹的特性。為達到此目的，其鉻含量必須在12％以上。為提高鋼的鈍化性，不銹鋼中還往往需加入能使鋼鈍化的鎳、鉬等元素。一般所指的不銹鋼實際上是不銹鋼和耐酸鋼的總稱。不銹鋼并不一定耐酸，而耐酸鋼一般均具有良好的不銹性能。不銹鋼按其鋼的組織不同可分為四類，即奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、奧氏體一鐵素體雙相不銹鋼。我們選取的是奧氏體不銹鋼0Cr18Ni9。1.4.1化學成分和力學性能分析首先計算厚度，該容器需要100%探傷，所以取焊接系數(shù)φ=1.0，假設(shè)該壓力容器的厚度范圍在2-60mm區(qū)間，則查GB/T150-1998中表4-1得：100℃以下[σ]t=137MPa，采用的閃蒸罐直徑為1200mm，采用中徑公式：，帶入各項數(shù)據(jù)可得：δ=3.95mm查標準HG20508-1998《鋼制化工容器設(shè)計基礎(chǔ)規(guī)定》表7-1得，鋼板厚度負偏差為0.25mm，而由GB/T150-1998中3.5.5.1知，當鋼板的負偏差不大于0.25mm，且不超過名義厚度的6%時，負偏差可以忽略不計，故取C1=0.查標準HG20580-1998《鋼制化工容器設(shè)計基礎(chǔ)規(guī)定》表7-5知，對于有輕微腐蝕的介質(zhì)，腐蝕裕量C2=1.5mm。則容器的名義厚度δn≥3.95+0+1.5=5.45mm。圓整后取δn=6mm。0Cr18Ni9的化學成分和力學性能見表2和表3.表20Cr18Ni9的化學成分（%）鋼號CSiMnPSNiCr0Cr18Ni9≤0.07≤1．00≤2.00≤0.035≤0.0308.0-11.017.00-19.00表30Cr18Ni9的力學性能鋼號固溶處理溫度℃拉伸試驗（≥）硬度試驗（≤）σ0.2/MPaσb/MPaδ5（%）HBSHRBHV0Cr18Ni91010-115020552040187902001．4.2焊接性分析0Cr18Ni9屬于奧氏體不銹鋼，其組織為奧氏體(A)加3-5﹪鐵素體(F)。他具有良好的塑性和高溫、低溫性能。它在焊接熱循環(huán)的作用下，主要顯示出以下基本要求：①焊接過程中采用小的線能量輸入，減少熱影響區(qū)范圍，加快焊縫及熱影響區(qū)的冷卻速度對不銹鋼的焊接是有益的。②用0Cr18Ni9焊接時導(dǎo)熱系數(shù)小，存在過熱區(qū)，也容易造成熱影響區(qū)的晶粒長大。焊接高溫停留時間過長，在高溫狀態(tài)下Cr和C形成化合物，在高溫區(qū)就形成了貧鉻層，也會導(dǎo)致焊縫的枝晶傾向加劇。因此要求盡量選擇線能量輸入較小的焊接方法。③由于導(dǎo)熱系數(shù)小而線膨脹系數(shù)大，自由焊接下焊接易產(chǎn)生較大的變形，選用能量集中，熱影響區(qū)小的焊接方法能在一定程度上減少焊接變形。0Cr18Ni9的含碳量很小，在加上它屬于高合金鋼，碳當量對它焊接性能的估算是不怎么準確的。因此我們不用碳當量對它的焊接性進行分析。0Cr18Ni9屬于奧氏體不銹鋼，這類鋼有具有較高的變形能力而且不可淬硬，同時它的碳當量又很低，所以總得來說焊接性還是不錯的。但是由于熱導(dǎo)率較低，熱膨脹系數(shù)大，局部加熱時溫度分布不均勻，收縮量大等都將使接頭在焊接過程中產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力。在焊接的時候應(yīng)該注意這方面的問題，焊接時盡量避免或減少這種受熱不均顯現(xiàn)的發(fā)生，焊接的速度也應(yīng)該適當?shù)目禳c。同時，此次設(shè)計中采用的鋼板厚度為6mm，在焊接時無需采用焊前預(yù)熱，焊后也不需要熱處理措施。1.5焊接方法與焊接材料1.5.1焊接方法的選擇0Cr18Ni9具有較好的塑性和韌性，無淬硬傾向，易于采用各種熔焊方法焊接，包括手工電弧焊、埋弧焊、氬弧焊、等離子焊等焊接方法。焊接接頭在焊后具有較高的力學性能。鑒于此次的閃蒸罐為小批量生產(chǎn)，使用可操作性較強的手工焊條電弧焊。焊條電弧焊具有以下優(yōu)點：設(shè)備簡單，價格便宜，維護方便。不需要輔助氣體保護，并且具有較強的抗風能力。操作靈活，適應(yīng)性強，可達性強。但是，焊條電弧焊對清渣要求高；易產(chǎn)生氣孔、夾渣等缺陷；合金元素過渡系數(shù)小，和氧親和力強的元素，如鈦、硼、鋁等易被燒損。此外，焊條電弧焊的焊接環(huán)境較差，應(yīng)該對工人做好良好的防護措施，并注意焊接場所的通風。1.5.2焊接材料的選擇0Cr18Ni9屬于奧氏體不銹鋼，奧氏體不銹鋼的焊條電弧焊具有熱影響區(qū)小，易于保證質(zhì)量，適應(yīng)各種焊接位置及不同板厚工藝要求的優(yōu)點。查表得，對于0Cr18Ni9選用的焊條為A107或A102T.考慮各方面因素，我們選取A107焊條。其主要力學性能見表4.熔敷金屬化學成分見表5.表4焊條A107的主要力學性能焊條類型焊條牌號型號藥皮類型電源種類主要力學性能（≥）σb/MPaδ5（%）奧氏體型不銹鋼焊條A107E308-15低氫型直流55035表5焊條A107的熔敷金屬化學成分(質(zhì)量分數(shù)，%)焊條牌號CMnSiCrNiMoCuSPA107≤0.080.5-2.5≤0.9018.0-21.09.0-11.0≤0.75≤0.75≤0.03≤0.042、閃蒸罐的生產(chǎn)工藝流程閃蒸罐用于工業(yè)中，主要作用是分離提純和節(jié)省能量。我們在此次設(shè)計中采用鋼板卷焊式容器結(jié)構(gòu)。閃蒸罐作為一般壓力容器，其生產(chǎn)工藝流程與其他焊接用壓力容器的工藝流程相同，包括生產(chǎn)前的準備，金屬材料的加工，裝配與焊接以及焊后的成品加工四大部分。在整個生產(chǎn)過程中，罐體的焊接與組裝是尤其重要的，我們也會在此次設(shè)計中作為重點來介紹。閃蒸罐的生產(chǎn)工藝流程見下圖：備料備料材料復(fù)驗、入庫各部件組裝成形加工鋼材預(yù)處理焊接水壓試驗去銹、涂層無損檢測驗收、交貨熱處理管口與接頭的組裝開孔封頭與筒體的組裝其他附件的組裝修形號料檢驗下料壓制成型圖2閃蒸罐的生產(chǎn)工藝流程3、閃蒸罐的備料、下料工藝3.1備料根據(jù)前述設(shè)計，我們選用的材料為0Cr18Ni9，板厚為6mm，屬于不銹鋼薄板的生產(chǎn)。在備料的時候要考慮以下幾點：一要考慮產(chǎn)品試板和樣品的數(shù)量要留夠足夠的原材料，二要對于生產(chǎn)的部件留足裕量和余量，三要寫清技術(shù)參數(shù)包括供貨狀態(tài)，尺寸等，四要注意附件的備料要比使用的數(shù)量要多以方便替換。此外，選取的焊接方法為焊條電弧焊，焊接材料為A107焊條，要備足足夠的焊條，焊接設(shè)備，其焊接防護設(shè)施。板材的毛坯規(guī)格見表6。表6板材的毛坯規(guī)格名稱材質(zhì)厚度/mm長度/m寬度/m數(shù)量供貨狀態(tài)板材0Cr18Ni963.81.42固溶處理板材0Cr18Ni961.51.52固溶處理3.2材料的入庫、復(fù)驗無論是鋼板，外購件以及焊材等必須按圖紙及相關(guān)技術(shù)標準進行原材料的復(fù)驗或外購件的進廠檢驗，確保原材料的各項性能指標符合要求后方可使用。對鋼板的具體要求如下：鋼板幾何尺寸必須符合計劃要求，每塊板材均不得拼接，材質(zhì)為0Cr18Ni9（必要時要進行化學成分測定和力學性能試驗），并要求在固溶處理狀態(tài)下供貨，厚度保證6mm，鋼板減薄量不得大于0.25mm，必須符合GB6654－96《壓力容器用鋼板》中的規(guī)定，并在交貨狀態(tài)下逐片進行超聲波檢測，按JB4730－94《壓力容器無損檢測》規(guī)定不低于Ⅱ級為合格，并須在20℃做V型缺口試驗，沖擊功不小于31J。當材料經(jīng)檢驗合格后，存入倉庫，保證倉庫的干燥及溫度的變動范圍，并做好標記，妥善保管。3.3鋼材的預(yù)處理各類焊接結(jié)構(gòu)用鋼必須經(jīng)過相應(yīng)的預(yù)處理，以確保接頭的焊接質(zhì)量。鋼材的預(yù)處理工藝通常包括矯正、清理和表面防護等。3.3.1鋼材的矯正工藝鋼板在軋制、運輸、裝卸和堆放過程中，由于自重、支撐不當、或裝卸條件不良及其他原因，可能會產(chǎn)生彎曲、扭曲、波浪及表面不平等變形。當這些變形超過一定程度時，會給尺寸的度量、劃線、剪裁及其他加工帶來困難，而且會影響到成形零件的尺寸和幾何形狀的精度，從而影響到裝配、焊接和整個產(chǎn)品的質(zhì)量。所以，劃線、下料前必須進行鋼板的矯平。由于4.6m3閃蒸罐制造所用的鋼板較薄，根據(jù)相關(guān)手冊可查得選用正輥輥式矯正機來進行矯平。其矯正精度為1.0-2.0mm。選用的矯正機型號為CDW43S10×2000，其相關(guān)參數(shù)見表7.其矯平原理如圖3所示，使板料通過矯平機上的上下兩列輥子之間，在輥子壓力的作用下，受到多次反復(fù)彎曲，整個鋼板得到均勻地伸長，使多重原始曲率逐步趨向一致變?yōu)閱我唬⒉粩鄿p小，最終得到矯平。為了提高矯平效果，可使輥間距離前后不等，前邊輥間距離較小，使鋼板產(chǎn)生較大的變形，以使彎曲均勻，而后面的輥間距離較大，使鋼板的變形逐漸減小和平直，這樣一次通過便能達到矯平目的。表7CDW43S10×2000矯正機的技術(shù)數(shù)據(jù)型號最大矯平厚度/mm最大矯平寬度/mm最小矯平厚度/mm板材屈服強度/MPa工作輥間距/mm工作輥直徑/mm工作輥棍數(shù)矯平速度（m/min）主電動機功率/Kw外形尺寸（mm×mm×mm）CDW43S10×20001020001.5360150140135.3335.84×2.78×3.47需要說明的是：鋼材經(jīng)矯正后表面不應(yīng)有明顯的凹坑及損傷，劃痕深度應(yīng)小于0.5mm，且不大于剛才厚度負偏差的1/2。圖310×2000輥式薄板矯平機原理圖3.3.2鋼板的表面清理奧氏體不銹鋼焊縫受到污染時，其耐蝕性會變差。焊前應(yīng)徹底清除焊件表面的油脂、污漬、油漆等雜質(zhì)，否則這些有機物在電弧高溫作用下分解成氣體，引起焊縫產(chǎn)生氣孔和增碳，從而降低耐蝕性。需要注意的是，要慎重對待焊前的清理工作，任何不必要的隨處任意引弧、錘擊、打沖眼等，也是造成腐蝕的根源，應(yīng)明令禁止。鋼板的表面除銹采用噴丸的方法。選用GYX－3M型鋼材預(yù)處理裝置。其技術(shù)特性參數(shù)見表8。該裝置進行鋼材預(yù)處理的具體工藝過程為：電磁吊上料→輥道輸送→預(yù)熱（40～50℃）→噴丸除銹→清理丸料→自動噴漆→烘干（60～70℃）→軌道輸送出料。表6GYX-3M型鋼材預(yù)處理裝置技術(shù)數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)鋼板預(yù)處理規(guī)格/mm寬1000～3000，厚6～600，長2400～12000軌道最大載荷2t/m焊件輸送速度v/m.min-1v=0.8～4，無級調(diào)速年處理量/t20000～40000除銹等級SISO55900Sa21/2（A,B）涂膜等級/μm15～253.4劃線、放樣工藝該工序用于檢查設(shè)計圖樣的正確性，確定零件的毛坯下料尺寸，以及制樣板等。將設(shè)計結(jié)構(gòu)按1:1比例繪制出來（放大樣）即稱為放樣。放樣是精確、細致、技藝較高的工作，對以后加工有很大影響。一般放樣在放樣間進行，為提高放樣效率和質(zhì)量，現(xiàn)代焊接生產(chǎn)中采用光學放樣和計算機放樣。我們此次設(shè)計將采用計算機放樣。將待加工零件或毛坯劃在金屬材料上，以便切割或裝配，此工序成為劃線，而用樣板劃線則稱為號料。劃線和號料都在專用的平臺上進行，劃線平臺應(yīng)在起重機活動范圍內(nèi)。當采用仿形樣板下料或是采用數(shù)控切割機下料時，可不預(yù)先進行劃線和下料。在制作樣板時，應(yīng)考慮焊接收縮變形量及零件的加工裕量。各種焊接接頭時焊縫的縱、橫向收縮余量見表7，表8.表7各種焊接接頭在厚度為6mm下的橫向收縮量接頭形式V型坡口對接接頭X型坡口對接接頭單面坡口十字接頭單面坡口角焊縫不開坡口單面角焊縫雙面斷續(xù)角焊縫橫向收縮量/mm1.3-1.4-1.6-1.80.80.90.3表8各種焊接接頭在厚度為6mm的情況下的縱向焊縫收縮量接頭形式對接接頭連續(xù)角焊縫斷續(xù)角焊縫縱向收縮量/mm0.15-0.300.20-0.400-0.10用樣板號料時應(yīng)注意留出切口間隙，各種切割方法條件下的間隙尺寸見表9.（板厚為6mm）表9切口間隙尺寸（mm）板厚火焰切割等離子弧切割手工自動、半自動手工自動、半自動63296號料時，將所制作的劃線樣板放在用于制作閃蒸罐筒體及封頭的坯料上，在樣板輪廓線的基礎(chǔ)上，再向外四周分別擴展150mm,打上下料線。號料要求沿凈尺寸向四周內(nèi)打檢查線，距凈尺線距離50mm（見圖4）。圖4檢查線位置示意圖3.5下料工藝采用剪切切割，這類切割相對于大量的手工熱切割來講稱為機械切割。需要注意的一點是，對于奧氏體不銹鋼在進行了機械剪切方法下料時，剪切邊緣應(yīng)使用機械加工去除冷作硬化帶。3.5.1筒節(jié)的下料筒節(jié)的劃線是在鋼板上劃出展開圖。筒節(jié)的展開計算比較簡單，即以筒節(jié)的平均直徑為基準。由于鋼板在卷板機上彎卷是受輥子的碾壓，厚度會減薄，長度會伸長。因此，下料尺寸應(yīng)比計算出來的尺寸短一些。筒節(jié)展開長按下式計算：L=πDm-ΔL=π(Di+S)-ΔL1+ΔL2+ΔL3式中，L—筒節(jié)展開式，mmDm—筒節(jié)平均直徑，mmDi——筒節(jié)內(nèi)徑，mmS—板厚，mmΔL1—鋼板伸長量，mmΔL2—鋼板加工余量，mmΔL3—焊縫橫向收縮余量,mm通常ΔL=(1-K)πDm，K—修正系數(shù)，K=0.9931-0.9960，綜合考慮ΔL2取5mm。所以將數(shù)據(jù)帶入公式可得：L=3753m由于整個筒體是用兩個筒節(jié)組對拼焊而成，因此筒節(jié)下料單個鋼板的具體尺寸為（長x寬x高）：3753mmx1850mmx6mm筒節(jié)鋼板的下料選擇機械剪切下料。常用的機械剪切下料多采用圓板剪和龍門剪板機，而以龍門剪板機的應(yīng)用最為廣泛，通常只能做直線剪切。采用我國生產(chǎn)的數(shù)控液壓剪板機，考慮各方面因素選用BS-QC12K6×2500，其相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)見下表。表10BS-QC12K6×2500數(shù)控液壓剪板機技術(shù)數(shù)據(jù)型號BS-QC12K6×2500剪切角1.5°送料最大行程1250mm最小板材尺寸300mm×100mm可剪最大厚度6mm行程次數(shù)22/min送料定位精度±0.15/300夾鉗數(shù)量4板材強度≤450MPa主電動機功率7.5Kw送料最大速度20m/min送料機構(gòu)電動機功率1.5Kw可剪最大板寬2500mm工作臺離地面高度800mm最大板材尺寸1550mm×2550mm外形尺寸3870mm×3318mm×1700mm3.5.2封頭的下料封頭的設(shè)計采取標準橢圓封頭。，型號代號為EHA,則Di/2hi=2，則有hi=1200mm/4=300mm，根據(jù)GB/T150-1998中橢圓封頭的計算公式7-1計算：，帶入各項數(shù)據(jù)得，δ=3.95mm。同上，去C2=1.5mm，C1=0，封頭的名義厚度δn=5.4mm，圓整后，取名義厚度為δn=6mm。封頭的容積：查標準GB/T4746-2002《鋼制壓力容器用封頭》中表B.1EHA和表B.2EHA表橢圓形封頭內(nèi)表面積、容積，質(zhì)量，見表11和圖5.表11封頭的相關(guān)參數(shù)公稱直徑DH總深度H內(nèi)表面積A容積V質(zhì)量m1200mm325mm1.6552m20.2545m376.4kg圖5封頭示意圖封頭的下料依然選取與筒體下料同型號的剪板機。3.5.3人孔與接管人孔的選擇根據(jù)HG/T21518-2005《回轉(zhuǎn)蓋帶頸對焊法蘭人孔》，查表3-3，選取凹凸面的法蘭，其明細表見表18.表11人孔尺寸表（mm）密封面形式凸面D８４５ｂ１５３ｄｏ３０公稱壓力２.５ＭＰａD1７７０ｂ２５８螺柱數(shù)量２０公稱直徑６００H1２９０Ａ４６０螺母數(shù)量４０dw×s６３０×１２H2１３３Ｂ２５０螺柱尺寸Ｍ３６×３×１９０d６０５ｂ４６Ｌ３５０總質(zhì)量ｋｇ４５７氮氣儲罐應(yīng)設(shè)置閃蒸汽出口，閃蒸汽進口，人孔，壓力表口，安全閥口，冷凝液進口，冷凝液出口，液位變送器口，高液位報警器口，液位指示口。查表得各接管尺寸表如表19.表12接管尺寸表（mm）管口名稱公稱直徑接管壁厚接管材料閃蒸汽出口25060Cr18Ni9壓力表口5060Cr18Ni9安全閥口25060Cr18Ni9冷凝液進口10060Cr18Ni9冷凝液出口20060Cr18Ni9液位變送器口5060Cr18Ni9高液位報警口5060Cr18Ni9液位指示口5060Cr18Ni9人孔60060Cr18Ni9放空口5060Cr18Ni93.6坡口加工不銹鋼制筒體在板料卷圓前，采用刨邊機加工好筒體的縱環(huán)焊縫坡口。查手冊知對于焊條電弧焊焊接奧氏體不銹鋼時，對于板厚為6mm的不銹鋼需開V形75°坡口，鈍邊為2mm。接管與筒體的焊接選用單邊V形坡口。相關(guān)參數(shù)見圖6. 圖6縱環(huán)焊縫、接管的焊接示意圖3.7彎曲及成形卷制工藝是將平板在卷板機上以連續(xù)三點彎曲的方式卷成圓柱形、圓錐形筒體的過程。金屬的成形加工可在常溫和高溫下進行。對于塑性良好的薄板材料通常可以在常溫下進行成形加工。焊接結(jié)構(gòu)中絕大多數(shù)彎曲及部分成形加工是在冷態(tài)下加工的，目的是為了防止變形過大而引起冷作硬化，材料力學性能下降，故規(guī)范規(guī)定了冷彎的最小曲率半徑和最大彎曲矢高，見表13。超過此范圍可采用加熱至900-1000℃的熱成形和彎曲（卷板）。我國鍋爐的壓力容器制造規(guī)程做出規(guī)定，當受壓部件的冷變形量超過5%時，冷成形后應(yīng)做600℃以上的消除應(yīng)力措施。本文中的卷板工藝中為未超過，故在成形加工后無需取出應(yīng)力措施。表13冷矯正和冷彎曲的最小曲率半徑和最大彎曲矢高（mm）鋼材類別備注對應(yīng)軸矯正彎曲rfrf鋼板扁鋼橫截面為y-y橫截面為x-x板厚為δx-x50δL2/400δ25δL2/200δx-y100bL2/800δ50bL2/200δ實際上采用各種預(yù)彎和卷制方法，在筒體兩端總還存在一定的直邊，但直邊部分應(yīng)控制在一定的范圍之內(nèi)。本次所加工的材料為6mm的0Cr18Ni9鋼板，選用數(shù)控上調(diào)式卷板機，型號為CDW11NC6×1500，參數(shù)列入表14.表14CDW11NC25×4500數(shù)控上調(diào)式卷板機相關(guān)技術(shù)參數(shù)最大卷板寬度最大卷板厚度最小卷筒直徑電動機功率外形尺寸1500mm6mm245mm5.5mm3550mm×1000mm×1400mm冷彎裕量為（1.5-2）δ=(9-12)mm.4、閃蒸罐的焊接工藝所有焊縫均使用焊條電弧焊進行點焊定位及連接成形，焊條選用A107。4.1焊前準備為了去除焊條中的水分，減少金屬熔池和焊縫中的氫，防止產(chǎn)生氣孔、冷裂紋等缺陷，必須按照焊條的規(guī)定進行烘干措施。對于E5015焊條，烘干溫度為350-400℃，烘干時間為兩小時。一般烘干后的存放時間為4h，允許重復(fù)烘干3次。焊前需將接頭坡口機器附近約20mm的表面的油污、鐵銹、油漆、水分等清理干凈。焊件裝配夾具與不銹鋼焊件表面相接處的部位，應(yīng)采用銅質(zhì)墊片，防止碳鋼器具表面的鐵離子粘附與不銹鋼表面，因而導(dǎo)致該部位接觸表面喪失耐蝕性。由于板厚為6mm，屬于薄板，分析奧氏體不銹鋼的性能，結(jié)論：無需采取預(yù)熱措施。4.2焊接工藝參數(shù)焊接工藝參數(shù)直接影響焊縫形狀、尺寸、焊接質(zhì)量和生產(chǎn)率，因此選擇合適的焊接參數(shù)是至關(guān)重要的。對于奧氏體不銹鋼的焊接，焊接參數(shù)中的溫度和能量對接頭的性能其重要影響作用。焊條電弧焊在焊接奧氏體不銹鋼時的焊接工藝參數(shù)見下表：表15焊條電弧焊焊接參數(shù)板厚層數(shù)坡口尺寸焊條直徑/mm焊接電流焊接速度備注間隙鈍邊坡口角度6mm33mm2mmV形75°3.2,4.090-140A140-160（mm/min）反面砂輪修整奧氏體不銹鋼不管采取何種焊接方法，焊前可不必預(yù)熱。對于6mm的鋼板，在焊接時應(yīng)將焊件壓緊在銅襯墊上使其快速冷卻。無法采用銅襯墊的焊件可用壓縮空氣或通水冷卻。4.3縱焊縫焊后圓筒的矯圓筒體要求最大與最小直徑差e以及棱角度E最小值以及對口錯邊量b不得超過以下要求。a.棱角度E≦δ/10+2mm,且≦5mm，則E=2.6mm用弦長為1/6Dn，且不小于300mm的內(nèi)樣板或外樣板檢查。b.最大與最小直徑差ee應(yīng)不大于即全面直徑的1%，且不大于25mm，有開孔補強時應(yīng)離補強圈邊緣100mm以外的位置測量，此處e=25mm。c.對口錯邊量b厚度相同的單層鋼板縱焊縫的對口錯邊量b≦10%δ且不大于3mmb=10%×6mm=0.6mm。4.4焊接工藝要點（1）減小熱輸入量焊接奧氏體不銹鋼不能用大焊接熱輸入，一般焊接所需的熱輸入比碳鋼低20%～30%。過高焊接熱輸入會造成焊接裂紋、降低耐蝕性、變形嚴重和接頭力學性能改變。采用小電流、低電壓（短弧焊）和窄焊道快速焊可使熱輸入減小，采用必要的急冷措施可以防止接頭過熱的不利影響。應(yīng)選用焊接熱量集中的焊接方法，快速進行焊接。（2）防止焊接污染奧氏體不銹鋼焊縫受到污染其耐蝕性和強度變差。外來污染有碳、氮、氧、水等。碳污染能引起裂紋和改變力學性能并降低耐蝕性。碳來自車間塵土、油脂、油漆、標記用的材料和工具，因此，焊前必須對焊接區(qū)表面（坡口及其附近）進行徹底清理，清除全部碳氫化合物及其他污染物。薄的氧化膜可用浸蝕方法清除，也可用機械方法，如干凈的不銹鋼絲刷或砂輪、噴丸等工具和手段。層間若有焊渣必須清除后再焊，以防止產(chǎn)生夾渣，最后焊道表面也應(yīng)清渣，最好用鋼絲刷或機械拋光去除。4.5焊后質(zhì)量外觀檢測在閃蒸罐進行完所有焊接工藝后，需由專職人員進行外觀檢測，主要檢測內(nèi)容為焊接件的外觀質(zhì)量，包括角變形、焊瘤、裂紋、氣孔、夾渣以及飛濺物等。待檢測合格后送入下一道工序，需要進行補焊的焊件需由焊工按照一定的要求進行補焊。5、成品的質(zhì)檢與驗收閃蒸罐經(jīng)外觀檢測合格后，有專職人員對閃蒸罐的各個焊縫處進行射線檢測。所有焊縫，須進行100%的射線檢測，按JB4730-94中Ⅱ級為合格。6、焊后整體熱處理經(jīng)無損檢測合格后，須對閃蒸罐進行整體消除應(yīng)力熱處理。由于閃蒸罐的體積龐大，無法在熱處理爐內(nèi)進行消除應(yīng)力熱處理，所以采用內(nèi)燃加熱法對罐進行整體熱處理。此法是將罐本身作為一個燃燒爐，借助于底部開口（人孔）安裝噴火嘴，以燃油或液化石油氣為燃料，熱處理前罐外部須包覆細纖維玻璃棉作為保溫材料，然后進行內(nèi)部加熱處理。熱處理工藝見圖7。圖7熱處理工藝7、焊接工藝卡閃蒸罐的焊接工藝規(guī)程卡產(chǎn)品名稱閃蒸罐制造編號容器類別Ⅰ位置示意圖焊縫代號材料牌號、規(guī)格接頭及坡口型式通用焊接工藝卡編號焊工合格項目A1/A2/A30Cr18Ni916mmV形對接0101B1/B20Cr18Ni916mmV形對接0101C1-C110Cr18Ni916mmT形插入型0101當無通用焊接工藝卡時，亦應(yīng)填寫焊縫代號等欄目，并根據(jù)相應(yīng)的焊接工藝評定，編制壓力容器焊接工藝卡。編制：審核:監(jiān)檢員：備注：日期：日期:日期：0101焊接工藝卡版次日期2011-12-21焊接工藝評定號：A53-B-φ60x4－WVQ-1326焊接工藝：SMAW焊條電弧焊焊接方法：eq\o\ac(□,√)手工□自動□半自動□機械接頭型式接頭設(shè)計：V形坡口墊板（有/無）：無墊板材料：□金屬□非熔金屬□非金屬□其它母材材質(zhì)：0Cr18Ni9與0Cr18Ni9類別號組別號與類別號組別號壁厚范圍：6管徑范圍：所有填充金屬牌號A107AWS號E308--15組別號規(guī)格4..0mm焊接位置對接焊縫位置：所有角焊縫位置：/焊接方向：/氣體保護保護方式氣體類型氣體成份氣體流速噴嘴—Ar10~12L電特性電流類型和極性：直流反接最大線能量：/拖罩———背面———預(yù)熱最小預(yù)熱溫度：/最大層間溫度：≤150°焊后熱處理溫度范圍：/處理時間：/操作技術(shù)鎢極類型和尺寸：/噴嘴孔徑：/運條方式：/擺幅：/內(nèi)部或?qū)娱g清理：/背部清根：/其它/焊接層次焊接方法填充金屬電特性焊接速度mm/min備注牌號直徑電流電壓1SMAWA1073.290-140—140-1602/3SMAWA1074.090-14021~23140-1600102焊接工藝卡版次日期2011-12-21焊接工藝評定號：A53-B-φ60x4－WVQ-1326焊接工藝：SMAW焊條電弧焊焊接方法：eq\o\ac(□,√)手工□自動□半自動□機械接頭型式接頭設(shè)計：T形插入型墊板（有/無）：無墊板材料：□金屬□非熔金屬□非金屬□其它母材材質(zhì)：0Cr18Ni9與0Cr18Ni9類別號組別號與類別號組別號壁厚范圍：6管徑范圍：所有填充金屬牌號A107AWS號E308--15組別號規(guī)格4..0mm焊接位置對接焊縫位置：/角焊縫位置：接管焊接方向：/氣體保護保護方式氣體類型氣體成份氣體流速噴嘴—Ar10~12L電特性電流類型和極性：直流反接最大線能量：/拖罩———背面———預(yù)熱最小預(yù)熱溫度：/最大層間溫度：≤150°焊后熱處理溫度范圍：/處理時間：/操作技術(shù)鎢極類型和尺寸：/噴嘴孔徑：/運條方式：/擺幅：/內(nèi)部或?qū)娱g清理：/背部清根：/其它/焊接層次焊接方法填充金屬電特性焊接速度mm/min備注牌號直徑電流電壓1SMAWA1073.290-140—140-1602/3SMAWA1074.090-14021~23140-160單位名稱：山西大同大學工藝卡編號：0201工藝評定報告編號：5-033-005B批準日期：修改文件編號：/日期：/評定項目：1.外觀檢查2.無損探傷3.斷口檢查4.機械性能5.金相焊接方法：手工電弧焊產(chǎn)品名稱：φ1200閃蒸罐筒體自動化程度：手工施焊接頭