壓力容器畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　根據(jù)壓力容器的制造標(biāo)準(zhǔn)，此儲(chǔ)氣罐屬于Ⅰ類容器。該產(chǎn)品主要由16MnR材質(zhì)做成。本設(shè)計(jì)在討論16MnR焊接性的基礎(chǔ)上，詳細(xì)制定了儲(chǔ)氣罐的制作工藝。</p><p>　　產(chǎn)品制作工藝說(shuō)明書中，簡(jiǎn)要分析了儲(chǔ)氣罐的構(gòu)成；根據(jù)材料的特點(diǎn)和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸制作出適合本產(chǎn)品的工藝流程；詳細(xì)論述儲(chǔ)氣罐加工、裝配、焊接

2、工藝。同時(shí)對(duì)儲(chǔ)氣罐制作中容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題進(jìn)行了分析說(shuō)明，提出了相應(yīng)的解決措施。焊接方法選用埋弧自動(dòng)焊與焊條電弧焊；埋弧焊焊接材料選用焊絲H08MnA和焊劑431，焊條電弧焊選用焊條E5015。 </p><p>　　說(shuō)明書中還對(duì)儲(chǔ)氣罐生產(chǎn)過(guò)程中所用的工藝裝備－封頭坡口自動(dòng)切割機(jī)進(jìn)行了整體設(shè)計(jì)。坡口切割機(jī)主要應(yīng)用于封頭的坡口裝配和切割作業(yè)。其中對(duì)傳動(dòng)部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算；對(duì)機(jī)體運(yùn)轉(zhuǎn)的線速度進(jìn)行了校核。</

3、p><p><b>　　關(guān)鍵詞：</b></p><p>　　壓力容器；制作工藝；焊接；坡口自動(dòng)切割機(jī)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　According to the standard of pressure vessel, Gas container are

4、 the first part vessel. The production is made of 16MnR.This paper designs detailedly the making process of Gas container based on 16MnR and the structural. </p><p>　　This introduction formulates the Gas con

5、tainer’s constitution and makes the proper process according to the material’s characteristic, the structural size and discusses its process, assembly, welding process. It analyses the common problems of making Gas conta

6、iner and promote the corresponding solution. Welding methods are SAW that chooses wire of H08MnA, flux of J431 and SMAW that uses welding stick of E5015.</p><p>　　The specifications of gasholder are used in

7、the production process of process equipment - head groove machine the overall design automatically. Groove machine is mainly applied to head the groove assembly and cutting operations. One part of the design and calculat

8、ion, The operation of the linear checks.</p><p>　　Key words:</p><p>　　Pressure vessel; manufacturing technology; welding; Automatic cutter groove</p><p><b>　　引 言</b><

9、/p><p>　　所謂容器是指用于儲(chǔ)存氣體、液化氣體、液體和固體原料、中間產(chǎn)品或成品的設(shè)備。壓力容器是容器的一種，是指最高工作壓力P≥0.1MPa，容積V≥25L，工作介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度高于或等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)液體的容器。它廣泛地用于化工、煉油、機(jī)械、動(dòng)力、輕工、紡織、冶金、核能及運(yùn)輸?shù)裙I(yè)部門，是生產(chǎn)過(guò)程中必不可少的設(shè)備[1]。</p><p>　　隨著石油化工、電站鍋爐和原子能工

10、業(yè)的迅猛發(fā)展，壓力容器制造技術(shù)也有了很大的發(fā)展，它主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：一是壓力容器向大型化過(guò)渡，容器直徑和壁厚成倍增長(zhǎng)；二是低合金高強(qiáng)度鋼的廣泛應(yīng)用，大部分壓力容器均采用了各種級(jí)別的低合金高強(qiáng)度鋼；三是焊接新工藝、新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得焊接質(zhì)量進(jìn)一步提高，從而提高了這些大型產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性。</p><p>　　其中以壓力容器產(chǎn)品大型化、高參數(shù)化的趨勢(shì)尤為明顯。1000噸級(jí)的儲(chǔ)氣罐、2000噸級(jí)的煤液化反應(yīng)器

11、、10000立方米的天然氣球罐（日本最大的天然氣球罐為30000立方米）等已經(jīng)在我國(guó)大量應(yīng)用。壓力容器在石油化工、核工業(yè)、煤化工等領(lǐng)域中的應(yīng)用場(chǎng)合也日益苛刻。因此，耐高溫、高壓和耐腐蝕的壓力容器用材料的研制與開發(fā)一直是壓力容器行業(yè)所面臨的重大課題。對(duì)此，各國(guó)均投入了大量的人力物力從事相關(guān)的研究工作。目前，壓力容器用材料的主要研究成果和技術(shù)進(jìn)步表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①材料的高純凈度：冶金工業(yè)整體技術(shù)水平和裝備水平的提高，極大地提高了材料的純

12、凈度，提高了壓力容器用材料的力學(xué)性能指標(biāo)，提高了壓力容器的整體安全性；②材料的介質(zhì)適應(yīng)性：針對(duì)各種腐蝕性介質(zhì)和操作情況，已研究開發(fā)出超級(jí)不銹鋼、雙相鋼、特種合金等金屬材料，使之適合各種應(yīng)用條件，給容器設(shè)計(jì)者以更多選擇的空間，為長(zhǎng)期安全生產(chǎn)提供了保證；③材料的應(yīng)用界限：針對(duì)高溫蠕變、回火脆化、低溫脆斷所進(jìn)行的研究，準(zhǔn)確地給出材料的適用范圍；④更高強(qiáng)度材料的應(yīng)用：在設(shè)備大型化的要求下，傳統(tǒng)的材料已經(jīng)無(wú)法解決，諸如30000立方米天然氣球罐、

13、200000立方米原油</p><p>　　壓力容器是一個(gè)涉及多行業(yè)、多學(xué)科的綜合性產(chǎn)品，其建造技術(shù)涉及到冶金、機(jī)械加工、腐蝕與防腐、無(wú)損檢測(cè)及安全防護(hù)等眾多行業(yè)。隨著冶金、機(jī)械加工、焊接和無(wú)損檢測(cè)等技術(shù)的不斷進(jìn)步，特別是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為代表的信息技術(shù)的飛速發(fā)展，帶動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在世界各國(guó)投入了大量人力物力進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，壓力容器技術(shù)領(lǐng)域也取得了相應(yīng)的進(jìn)展。為了生產(chǎn)和使用更安全、更具有經(jīng)濟(jì)性的壓力容器產(chǎn)

14、品，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、焊接和檢驗(yàn)方法已經(jīng)和正在不同程度地為新技術(shù)、新工藝所代替、而冶金機(jī)械加工、焊接和無(wú)損檢測(cè)等壓力容器相關(guān)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，是壓力容器行業(yè)整體制造技術(shù)水平提高的前提條件 。 中國(guó)是壓力容器的生產(chǎn)大國(guó)，目前生產(chǎn)的目的主要是滿足國(guó)內(nèi)的需求。生產(chǎn)廠家的數(shù)量（約3200 家）和相應(yīng)的裝備能力均為世界領(lǐng)先，從以儲(chǔ)氣罐為代表的重型容器到高壓氣體運(yùn)輸容器等特殊的容器，中國(guó)都有很強(qiáng)的生產(chǎn)能力，并且產(chǎn)品的價(jià)格和質(zhì)量都具有一定的競(jìng)爭(zhēng)

15、力。多年的生產(chǎn)實(shí)踐和國(guó)家的規(guī)范化管理，使我國(guó)的壓力容器行業(yè)形成了裝備齊全、人員配套、管理嚴(yán)格的生產(chǎn)格局，為我國(guó)的壓力容器產(chǎn)品走向世界奠定了基礎(chǔ)。隨著我國(guó)加入WTO和國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，壓</p><p><b>　　1儲(chǔ)氣罐的結(jié)構(gòu)分析</b></p><p>　　1.1 儲(chǔ)氣罐基本構(gòu)成及零件簡(jiǎn)圖</p><p>　　儲(chǔ)氣罐是一個(gè)承受內(nèi)壓的鋼制

16、焊接壓力容器。在規(guī)定的使用溫度和對(duì)應(yīng)的工作壓力下，應(yīng)保證安全可靠，罐體的基本結(jié)構(gòu)部件應(yīng)包括人孔、封頭、筒體、法蘭、支座[3]。圖1為儲(chǔ)氣罐的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。</p><p>　　圖1 儲(chǔ)氣罐的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p><b>　　1.1.1 筒體</b></p><p>　　本產(chǎn)品的筒體是用鋼板卷焊成兩個(gè)筒節(jié)后組焊而成，這時(shí)的筒體有縱環(huán)焊縫。<

17、;/p><p><b>　　1.1.2 封頭</b></p><p>　　按幾何形狀不同，有橢圓形封頭，球形封頭，蝶形封頭，錐形封頭和平蓋等各種形式[4]。封頭和筒體組合在一起構(gòu)成一臺(tái)容器殼體的主要部分，也是最主要的受壓元件之一。此儲(chǔ)氣罐選擇的是橢圓形封頭。</p><p>　　從制造方法分，封頭有整體成形和分片成形后組焊成一體的兩種。當(dāng)封頭直徑較

18、大，超出生產(chǎn)能力時(shí)，多采用分片成形方法制造，分片成形控制難度大，易出現(xiàn)不合格產(chǎn)品。對(duì)整體成形的封頭尺寸、形狀，雖然易控制但一般需要有大型沖壓模具的壓力機(jī)或大型旋壓設(shè)備，工藝設(shè)備龐大，制造成本高。</p><p>　　從封頭成形方式講，有冷壓成形、熱壓成形和旋壓成形。對(duì)于壁厚較薄的封頭，一般采用冷壓成形。</p><p>　　采用調(diào)質(zhì)鋼板制造的封頭或封頭瓣片，為不破壞鋼板調(diào)質(zhì)狀態(tài)的力學(xué)性能，

19、節(jié)省模具制造費(fèi)用，往往采用多點(diǎn)冷壓成形法制造。</p><p>　　當(dāng)封頭厚度較大時(shí)，均采用熱壓成形法，即將封頭坯料加熱至900℃～1000℃。鋼板在高溫下沖壓產(chǎn)生塑性變形而成形，此時(shí)對(duì)于有些材料（如正火態(tài)鋼板），由于改變了原始狀態(tài)的力學(xué)性能，為恢復(fù)和改善其力學(xué)性能，封頭沖壓成形后還要做正火、正火+回火或淬火+回火等相應(yīng)的熱處理。對(duì)于直徑大且厚度薄的封頭，采用旋壓成形法制造是最經(jīng)濟(jì)最合理的選擇[5]。</p

20、><p>　　1.1.3 接管和法蘭</p><p>　　接管和法蘭作用是連接或供人進(jìn)入容器內(nèi)部的，是容器的主要組成部分。接管與殼體間的焊接接頭一般為角接接頭或T形接頭，但對(duì)于連接二者之間的焊縫，如果是殼體上開坡口時(shí)，則稱為對(duì)接焊縫，殼體上不開坡口時(shí)稱為角接焊縫[6]。</p><p>　　1.1.4 密封元件</p><p>　　密封元件是兩法

21、蘭之間保證容器內(nèi)部介質(zhì)不發(fā)生泄漏的關(guān)鍵元件。對(duì)于不同的工件條件要求有不同的密封結(jié)構(gòu)形式和不同材質(zhì)及形式的墊片，在制造時(shí)對(duì)于密封墊材料和形式不得隨意更改。</p><p>　　1.1.5 容器內(nèi)件</p><p>　　在容器殼體內(nèi)部的所有構(gòu)件統(tǒng)稱為內(nèi)件。</p><p><b>　　1.1.6支座</b></p><p>

22、　　立式容器主要采用耳式支座。為了保證采氣安全性，往往對(duì)支座中的對(duì)接焊縫要進(jìn)行局部甚至全部的射線檢測(cè)或超聲波檢測(cè)。</p><p><b>　　1.1.7零件簡(jiǎn)圖</b></p><p>　　儲(chǔ)罐的每個(gè)零件圖中均包括名稱、材料、數(shù)量、重量以及相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，具體參數(shù)見表1。</p><p>　　表1 零件簡(jiǎn)圖及相應(yīng)參數(shù)</p><

23、p>　　1.2儲(chǔ)氣罐的制作工藝流程</p><p>　　儲(chǔ)氣罐的工藝流程圖如下圖2所示。</p><p>　　圖2 儲(chǔ)氣罐的工藝流程圖</p><p>　　1.3 材料焊接性分析</p><p>　　本產(chǎn)品所采用的材質(zhì)是16MnR，其特點(diǎn)是焊縫熱影響區(qū)具有不同程度的淬硬傾向，焊縫和熱影響區(qū)對(duì)冷裂紋都比較敏感。電弧焊時(shí)，各種冷卻速度下都

24、可能在熱影響區(qū)形成馬氏體組織，鋼中碳和合金元素的含量愈高，熱影響區(qū)的淬硬傾向就愈大，同時(shí)金相組織中的馬氏體組織的比例就愈高。因此，在擬定其焊接工藝時(shí)，應(yīng)以防止接頭各區(qū)馬氏體組織和冷裂紋形成及防止熱影響區(qū)淬硬變脆為基本出發(fā)點(diǎn)。</p><p>　　16MnR鋼，化學(xué)成分見表2，力學(xué)性能見表3。焊接性良好，板厚34mm以下，焊前不需預(yù)熱，焊后也不必進(jìn)行熱處理。自動(dòng)埋弧焊時(shí)，由于焊接線能量較大，焊接區(qū)冷卻速度較慢，焊前

25、不必預(yù)熱。本產(chǎn)品板厚為8mm，所以焊前不需預(yù)熱，焊后也不必進(jìn)行熱處理。</p><p>　　表2 16MnR化學(xué)成分</p><p>　　表3 16MnR 力學(xué)性能</p><p>　　16MnR的焊條電弧焊應(yīng)采用低氫型焊條E5015。選擇埋弧自動(dòng)焊焊接材料時(shí)，應(yīng)考慮坡口的形式，板厚和受壓部件的熱處理工藝。對(duì)于不開坡口的對(duì)接接頭，由于母材的熔合比比較高，在焊后不

26、進(jìn)行熱處理的場(chǎng)合，可選用合金量較低的H08MnA焊絲配HJ431焊劑。對(duì)于板厚超過(guò)30mm開坡口的對(duì)接接頭，應(yīng)采用H10Mn2焊絲配HJ431焊劑，對(duì)于焊后需作長(zhǎng)時(shí)間消除應(yīng)力處理的厚壁容器，應(yīng)采用H08MnMo焊絲配HJ530焊劑。</p><p>　　根據(jù)本產(chǎn)品的特點(diǎn)，所選用的焊條為E5015，焊絲和焊劑分別為H08MnA和HJ431。</p><p><b>　　1.4預(yù)處理

27、工藝</b></p><p>　　1.4.1 鋼板表面凈化</p><p>　　鋼板的表面凈化是鋼板預(yù)處理的一個(gè)步驟，運(yùn)用特定的方法或設(shè)備祛除表面的油污、鐵銹、雜質(zhì)、氧化皮等。表面凈化的方法大體分兩類：機(jī)械法和化學(xué)法?；瘜W(xué)法主要有酸洗、堿洗、鹽洗等。機(jī)械法主要有砂輪打磨、噴沙、噴丸處理。本鋼板選用噴沙作為表面凈化的處理方式，除去鐵銹和氧化皮。用噴砂法做表面凈化，所得鋼板質(zhì)量好，

28、且效率高，但是，粉塵太大，所以一般都是在密閉的噴砂室里進(jìn)行操作。需要注意的是，近年來(lái)鋼板出廠時(shí)，大都會(huì)噴一層防護(hù)漆，來(lái)避免它的腐蝕，防護(hù)漆不影響以后的加工和焊接，此時(shí)，表面凈化這一工序就可省略。</p><p><b>　　1.4.2.矯形</b></p><p>　　鋼材在軋制、運(yùn)輸、裝卸和堆放過(guò)程中，由于自重、支承不當(dāng)或裝卸條件不良及其他原因，可能會(huì)產(chǎn)生彎曲、扭曲

29、、翹曲、波浪變形及表面不平等變形。當(dāng)這些變形超過(guò)一定程度時(shí)，會(huì)給尺寸的度量、劃線、剪裁及其他加工帶來(lái)困難，而且會(huì)影響到成形后零件的尺寸和幾何形狀的精度，從而又會(huì)影響到裝配、焊接和整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量。所以在劃線下料前應(yīng)予以矯形。鋼材在加工過(guò)程中，也會(huì)由于受力不均等工藝原因和其他原因而使工件產(chǎn)生變形，為不影響下道工序的加工和確保加工質(zhì)量，也需進(jìn)行矯形。另外，在裝配－焊接之后，工件也會(huì)因焊接等原因，產(chǎn)生某些變形，亦需矯形，此為成品矯形。矯形就是使

30、鋼材或工件在外力作用下產(chǎn)生與原來(lái)變形相反的塑性變形，以消除彎曲、扭曲、皺折、不平等現(xiàn)象，從而獲得正確形狀的過(guò)程。矯形的實(shí)質(zhì)就是將被拉長(zhǎng)的纖維縮短或?qū)⒖s短的纖維拉長(zhǎng)，以恢復(fù)原狀，或是使其他部分的纖維也拉長(zhǎng)或縮短，產(chǎn)生與局部纖維相同的變形。從而達(dá)到矯形的目的。</p><p>　　矯形的方法按操作方法的不同，可分為手工矯形、機(jī)械矯形和火焰矯形三種。本設(shè)計(jì)采用多輥矯平機(jī)進(jìn)行機(jī)械矯形。多輥矯板機(jī)矯平鋼板，是使板料通過(guò)矯板

31、機(jī)的上下兩列輥?zhàn)又g，在輥?zhàn)訅毫Φ淖饔孟?，受到多次反?fù)彎曲，整個(gè)鋼板得到均勻的拉長(zhǎng)，使多種原始曲率逐步趨向一致變?yōu)閱我?，并不斷減小，最終得到矯平。圖3為多輥式矯平機(jī)的工作原理圖。本設(shè)計(jì)中，鋼材16MnR，板厚為8mm。選用九輥矯正機(jī)，其參數(shù)情況見表4。</p><p>　　圖3 多輥式矯平機(jī)工作原理圖</p><p><b>　　表4 矯正機(jī)參數(shù)表</b></

32、p><p>　　應(yīng)注意的是，不是所有的鋼板都能一次矯平，是否容易矯平除與矯平機(jī)有關(guān)外，還與其本身的性質(zhì)和厚度有關(guān)。</p><p>　　1.5 下料工藝（方法、設(shè)備）</p><p>　　1.5.1鋼板的劃線、號(hào)料</p><p>　　劃線和號(hào)料就是根據(jù)施工圖樣及工藝上的要求，正確地確定一個(gè)欲加工零件的配料尺寸和形狀，并用劃線的方法在鋼材上號(hào)料，

33、同時(shí)標(biāo)注上必要的加工符號(hào)及其他必要內(nèi)容，用以指導(dǎo)以后各道工序的加工。它直接決定著零件的尺寸和幾何形狀的精度，而且對(duì)以后的裝配和焊接工序也有很大的影響。</p><p>　　總體來(lái)看，劃線和號(hào)料大致可以分為以下三部分操作內(nèi)容和步驟：放樣展開、制作樣桿樣板、在鋼材上進(jìn)行號(hào)料。號(hào)料尺寸公差是反映整個(gè)劃線工序的最終允許公差，根據(jù)GB/T 9019-2001 ，壓力容器公稱直徑標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，長(zhǎng)×寬及其他外廓尺寸線為

34、±1mm，超過(guò)一米的為L(zhǎng)/1000，但不超過(guò)3mm；中心線、基準(zhǔn)線為±0.5mm；正方形或長(zhǎng)方形，其對(duì)角線L1-L2之差≤2mm。應(yīng)注意的是，放樣展開最后獲得的尺寸是零件的設(shè)計(jì)尺寸或者說(shuō)是零件加工后應(yīng)得的尺寸，而樣板是用來(lái)號(hào)料的，其外部尺寸應(yīng)該是零件加工前坯料尺寸，這兩者是不一樣的。零件的坯料尺寸是由零件展開尺寸、工藝余量和加工余量三部分組成的。</p><p>　　工藝余量是零件加工過(guò)程中由

35、于工藝條件和工藝因素的影響而造成的尺寸變化和偏差。在焊接結(jié)構(gòu)制造中，主要是焊接收縮量和成型后的修邊余量。本設(shè)計(jì)中，16MnR板厚8mm，焊縫橫向收縮余量為1.3～1.4mm, 縱向收縮余量為0.15～0.3mm。加工余量主要包含切割余量，邊緣加工余量?jī)身?xiàng)。氣割時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定寬度的割縫，但是當(dāng)沿外側(cè)切割時(shí)可不考慮工藝余量。切割后尚需進(jìn)行邊緣機(jī)械加工，留3 mm的加工余量，號(hào)料劃線公差圖如圖4所示。</p><p>　

36、　圖4 號(hào)料劃線公差圖</p><p>　　由于筒節(jié)為回轉(zhuǎn)體，劃線前要進(jìn)行展開，可采用計(jì)算展開法，考慮壁厚因素，按中徑展開。根據(jù)公式： </p><p>　　L=π（Dg+σ）+S （1-1）</p><p>　　式中：L----筒節(jié)毛坯展開長(zhǎng)度（mm）</p><p>　　Dg----容器公

37、稱直徑（mm）</p><p>　　σ----容器壁厚（mm）</p><p>　　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6mm。</p><p>　　則L=3.14（1800+8）+6=5683.12mm，根據(jù)上面的計(jì)算得出下料尺寸（長(zhǎng)×寬）3400mm×5683mm，由于沒有符合尺寸的鋼板，選

38、擇的鋼板規(guī)格（長(zhǎng)×寬）3500mm×6000mm。</p><p>　　筒節(jié)展開毛坯尺寸如圖所示。</p><p>　　(注：圖中虛線為選板尺寸，實(shí)線為毛坯料尺寸。)</p><p><b>　　圖5 筒節(jié)展開</b></p><p>　　1.5.2鋼板的剪裁</p><p>

39、　　鋼板的剪裁就是按照所劃的切掉線切割出零件的毛坯。鋼材的剪裁方法很多，目前金屬結(jié)構(gòu)制造廠常用的主要方法有：機(jī)械剪裁，氣體火焰切割和等離子弧切割等。</p><p>　　目前常用的機(jī)械剪切機(jī)床有：龍門式剪板機(jī)，聯(lián)合式剪板機(jī)，盤園式剪板機(jī)，振動(dòng)式剪板機(jī)，以及專用或多用的型鋼剪斷機(jī)等。由于剪切后仍然需要對(duì)其進(jìn)行開坡口，因此，本設(shè)計(jì)選用較為方便操作的氣體火焰切割方式來(lái)進(jìn)行鋼板的下料。</p><p&

40、gt;　　氣體切割機(jī)選用CG1—30小車式半自動(dòng)切割機(jī)見圖6。</p><p>　　圖6 CG1—30小車式半自動(dòng)切割機(jī)</p><p>　　氣體火焰切割原理是利用可燃?xì)怏w與氧氣混合燃燒形成的預(yù)熱火焰，將被切割的金屬加熱到其燃燒溫度，再用噴射出高速氧氣流使割縫被加熱到燃點(diǎn)的金屬發(fā)生劇烈燃燒產(chǎn)生大量熱量，并將產(chǎn)生的氧化物熔渣吹除掉，從而把金屬分割開來(lái)的一種加工方法。</p>&

41、lt;p>　　CG1—30小車式半自動(dòng)切割機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見表5。</p><p>　　表5 CG1-30技術(shù)參數(shù)</p><p>　　開坡口是邊緣加工的一種。其方法也很多，有手工鏟削，砂輪打磨，用加工機(jī)床進(jìn)行機(jī)械加工，以及氣體火焰切割和碳弧氣刨等。</p><p>　　本設(shè)計(jì)選用同款式氣體切割機(jī)，進(jìn)行坡口加工。氣割邊緣加工可用自動(dòng)或半自動(dòng)切割機(jī)同時(shí)用兩個(gè)或三

42、個(gè)割嘴。一次切割就可以切割出V型或X型坡口來(lái)。</p><p>　　1.5.3鋼板的卷制</p><p>　　鋼板的卷制是對(duì)鋼板進(jìn)行彎曲加工的主要形式。所用的最普遍的設(shè)備是對(duì)稱式三輥卷板機(jī)。</p><p>　　三輥式卷板機(jī)的上軸可在oe垂直平面內(nèi)上下調(diào)節(jié)，兩個(gè)下輥為主動(dòng)輥，可正反旋轉(zhuǎn)，并對(duì)稱于上輥中心線排列。彎卷時(shí)將鋼板放入上、下輥之間，然后上輥向下移動(dòng)將鋼板壓緊

43、并使之彎曲，在e點(diǎn)處彎矩最大，使鋼板達(dá)到塑性變形狀態(tài)。再驅(qū)動(dòng)兩下輥旋轉(zhuǎn)，并借助于鋼板和輥?zhàn)又g的摩擦力使鋼板左右移動(dòng)。同時(shí)上輥也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就使鋼板連續(xù)通過(guò)oe垂直平面，受到相同的彎曲，產(chǎn)生相同的變形。既鋼板變成曲率相同的弧形板。一次行程之后，再將上輥下壓一定距離，有驅(qū)動(dòng)下輥，使鋼板進(jìn)一步受到彎曲。上輥下壓幾次，就將鋼板彎曲到需要的曲率半徑。</p><p>　　三輥式卷板機(jī)的工作原理如圖7所示。</p&

44、gt;<p>　　圖7 三輥式卷板機(jī)工作原理圖</p><p><b>　　1.5.4預(yù)彎</b></p><p>　　預(yù)彎是在用卷板機(jī)彎卷鋼板時(shí)，鋼板兩端各有一平直段無(wú)法卷彎。為了使鋼板都能彎曲成同一曲率，在卷板前要采用一定的辦法，前將其兩端彎曲成所需要的曲率，這就是預(yù)彎的目的。</p><p>　　較厚的板采用壓力機(jī)進(jìn)行模壓

45、彎曲，這種方法需較大型的壓力機(jī)和模具；本設(shè)計(jì)板較薄，就用原三輥卷板機(jī)，借助一塊預(yù)彎胎板進(jìn)行輥卷預(yù)彎。預(yù)彎過(guò)程見圖8。</p><p>　　胎板厚度一般取卷制鋼板厚度的兩倍稍多一些，本設(shè)計(jì)選用的胎板厚度為19mm，其曲率半徑應(yīng)略小于被卷鋼板的半徑，這樣既不致增加板機(jī)的負(fù)擔(dān)，也避免損壞機(jī)床，又可以保證鋼板的預(yù)彎曲率。預(yù)彎的長(zhǎng)度一般應(yīng)超過(guò)兩下輥的中心距離，本設(shè)計(jì)預(yù)彎的長(zhǎng)度為100mm。</p><p

46、><b>　　圖8 預(yù)彎過(guò)程圖</b></p><p><b>　　1.5.5對(duì)中</b></p><p>　　當(dāng)鋼板彎好之后，即可將鋼板放入卷板機(jī)上下輥之間，進(jìn)行滾卷，但首先注意將鋼板放正，也就是要對(duì)中，其目的是工件的母線要與輥?zhàn)虞S線平行，以防止產(chǎn)生扭斜。</p><p>　　對(duì)中常用方法有：四輥機(jī)對(duì)中，有對(duì)中擋

47、塊的三輥機(jī)對(duì)中，傾斜進(jìn)料對(duì)中，按棍中槽對(duì)中。本設(shè)計(jì)選用三輥機(jī)對(duì)中即可。</p><p><b>　　1.5.6卷圓</b></p><p>　　鋼板對(duì)中以后，就可以調(diào)上下輥壓住鋼板并使之產(chǎn)生一定彎曲，開動(dòng)機(jī)床進(jìn)行滾卷，每滾卷一次行程便適當(dāng)向下調(diào)上輥一次，這樣經(jīng)過(guò)多次滾卷就可將鋼板彎曲成所要求的曲率。</p><p>　　本設(shè)計(jì)應(yīng)用冷卷工藝。應(yīng)注

48、意的是：</p><p>　　①冷卷時(shí)不得超過(guò)允許的最大變形率為0.5%；</p><p>　　②不致打滑和使設(shè)備不超過(guò)額定功率；</p><p>　?、蹪L卷過(guò)程中要隨時(shí)用卡樣板測(cè)量，是否已經(jīng)達(dá)到曲率要求，不可過(guò)卷。</p><p><b>　　1.5.7校圓</b></p><p>　　圓筒應(yīng)封

49、閉表面工件，當(dāng)進(jìn)行點(diǎn)裝和縱縫焊接之后，一般還要進(jìn)行一次校圓。校圓多是在原卷板機(jī)上進(jìn)行。校圓大致有以下三個(gè)步驟：</p><p>　?、俟ぜ湃刖戆鍣C(jī)上輥之后，首先是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或計(jì)算將輥調(diào)到所需要的最大矯正曲率位置，進(jìn)行加載。</p><p>　?、谑构ぜ诔C正曲率下，多次滾卷并著重于焊縫區(qū)的滾卷，使整圈曲率均勻一致，并經(jīng)測(cè)量，直至合乎要求為止。</p><p>　?、?/p>

50、逐漸卸除載荷，并使工件在逐漸減少的載荷下多次滾卷。</p><p>　　注意：內(nèi)筒矯圓前，先要將縱縫加強(qiáng)高磨平，并用砂輪磨光到內(nèi)筒圓弧度相平齊，然后到卷板機(jī)上進(jìn)行校圓。</p><p>　　1.5.8 封頭壓制成形</p><p>　　封頭的尺寸如圖9所示，根據(jù)公式：</p><p>　　Dp=1.2d1+2hk0+2δ

51、 (1-2)</p><p>　　=1.2×1800+2×25×0.75+2×5</p><p>　　=2207.5≈2208mm</p><p>　　式中：k0----封頭沖壓成形時(shí)的拉伸系數(shù)，本設(shè)計(jì)取為0.75；</p><p>　　δ----封頭邊緣的加工余量，取5mm。</

52、p><p><b>　　圖9 封頭尺寸</b></p><p>　　封頭設(shè)計(jì)尺寸，由JB/T4746-2002查得：</p><p>　　公稱直徑（DN）：1800mm；</p><p>　　曲面高度（H）：560mm；</p><p>　　直邊高度（h）：25mm；</p><p

53、>　　厚度范圍（δ）：8mm；</p><p>　　內(nèi)表面積（A）：3.6535m2；</p><p>　　容積（V）：0.8270m³。</p><p>　　由于直徑很大，材料尺寸不夠，所以必須采用拼接鋼板（拼板的對(duì)口錯(cuò)邊量不得大于鋼板厚度的10%，且不大于1.5㎜），然后進(jìn)行整體沖壓。壓力容器封頭拼板縫一般是在平板狀態(tài)下完成的，焊接條件比較好，焊

54、接坡口采用V形。封頭拼縫宜采用焊條電弧焊+埋弧自動(dòng)焊組合。拼焊焊縫的位置應(yīng)滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，即拼縫距封頭中心不得大于1/4公稱直徑，拼接焊縫可預(yù)先經(jīng)無(wú)損檢測(cè)合格。這可避免在沖壓過(guò)程中坯料從焊縫缺陷處撕裂的可能。坯料拼縫的余高如有礙成形質(zhì)量，在成形前應(yīng)打磨與母材齊平，必要時(shí)還應(yīng)作表面檢測(cè)。</p><p>　　拼接鋼板時(shí)，先用焊條電弧焊進(jìn)行點(diǎn)固焊，焊條選用E5015、焊條直徑4.0mm、焊接電流I=kd=40&#

55、215;4=160A。焊點(diǎn)可在鋼板焊道上均勻分布，每隔一米焊大約300mm長(zhǎng)的焊縫。接下來(lái)要用埋弧焊把鋼板拼接完整。封頭拼接完成進(jìn)行X射線探傷，按JB4730-94標(biāo)準(zhǔn)，Ⅲ級(jí)合格。拼接簡(jiǎn)圖如圖10所示。</p><p>　　圖10 封頭下料尺寸</p><p>　　1.6裝配與焊接工藝</p><p>　　1.6.1 裝配的基本條件</p><p

56、>　　將零部件按圖紙要求組合起來(lái)，經(jīng)定位焊成為整體的工藝過(guò)程稱為裝配。在進(jìn)行金屬結(jié)構(gòu)件的裝配時(shí)，將零件裝配成部件稱為部件裝配。將零件或部件總裝起來(lái)稱為總裝配。無(wú)論何種裝配都必須對(duì)零件進(jìn)行定位，夾緊和測(cè)量，這就是裝配的三個(gè)基本條件[7]。</p><p>　　1.6.2零件的定位</p><p><b>　　(1)定位器</b></p><p&

57、gt;　　定位器是將待裝配零件在裝焊夾具中間固定在正確位置的器具。在裝焊工裝夾具中常用的定位器主要有擋板、支撐釘、定位銷、定位槽、V形鐵和定位樣板等。定位器是保證待裝配零件之間保持正確的相對(duì)位置的重要元件，因此定位器首先應(yīng)按高精度加工，保證在夾具體上的安裝精度。裝焊夾具在使用前，應(yīng)按規(guī)定的程序校驗(yàn)定位器與基準(zhǔn)面之間的形位公差，是否符合夾具設(shè)計(jì)圖樣的要求。在安裝基面上的定位器要承受焊件的重力，并與焊件表面接觸。因定位器工作面易磨損，應(yīng)采用

58、硬度較高的鋼材制作。</p><p>　　(2)零件的定位方法</p><p>　　根據(jù)零件的具體情況，選取零件的定位方法。根據(jù)定位方法的不同可分為如下幾種：劃線定位、樣板定位、定位元件定位、胎卡具定位。本次設(shè)計(jì)選用胎卡具定位。</p><p><b>　　(3)定位焊</b></p><p>　　定位焊是用來(lái)固定各焊接

59、零件之間的相對(duì)位置以保證焊件得到正確的幾何形狀和尺寸而進(jìn)行的焊接。</p><p>　　因定位焊為斷續(xù)焊，焊件溫度比正常焊接時(shí)要低，熱量不足容易產(chǎn)生未焊透，故定位焊電流應(yīng)比焊接電流大10%～15%，特別注意定位焊后應(yīng)盡快進(jìn)行焊接避免中途停頓和間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。本次設(shè)計(jì)產(chǎn)品板厚為8mm，點(diǎn)固焊縫長(zhǎng)度30～50mm，間距300mm。參數(shù)如表6所示。</p><p>　　表6定位焊主要焊接參數(shù)<

60、;/p><p>　　1.6.3 封頭成形裝配與焊接</p><p>　　封頭沖壓過(guò)程中鋼板的塑性變形很大，為保證封頭的質(zhì)量，提高材料的變形能力，對(duì)于壁厚較小或成形過(guò)程變形量小的封頭，多采用冷沖壓，本品即為冷壓。</p><p><b>　?、艣_壓成形</b></p><p>　　對(duì)于薄壁封頭，應(yīng)采用二次成形法。第一次，用比凸

61、模直徑小于200mm左右的凹模壓成碟子形狀，可2～3塊坯料疊壓。如圖11所示：</p><p>　　圖11 第一次預(yù)成形</p><p>　　第二次，用配套的凹模壓成所需要的封頭，必要時(shí)可分2～3次拉延。如圖12所示。</p><p><b>　　圖12 最后成形</b></p><p>　　拉延：也稱為拉深或壓延。

62、它是將平板毛坯或空心半成品，利用拉延模，拉延成一個(gè)開口的空心零件。</p><p>　　在封頭拉延過(guò)程中，凸緣部分的材料受切向應(yīng)力的作用。當(dāng)切向應(yīng)力達(dá)到一定值時(shí)，凸緣部分材料失去穩(wěn)定而在整個(gè)周邊方向出現(xiàn)連續(xù)的波浪形彎曲，這種現(xiàn)象稱為起皺。為防止起皺采用壓邊圈，安在凹模上面，與凹模表面之間留有1.2倍板厚的間隙。</p><p>　　在拉延過(guò)程中，在鋼板彎曲大的部位會(huì)變薄，所以應(yīng)將封頭板厚加

63、大10%。</p><p><b>　　⑵封頭的二次成型</b></p><p>　　用弦長(zhǎng)相當(dāng)于封頭內(nèi)直徑的間隙樣板檢查封頭內(nèi)表面形狀公差，樣板與封頭內(nèi)表面的最大間隙外凸不得大于1.25℅Di（即22.5mm），內(nèi)凹不得大于0.625℅Di(即11.25mm)。</p><p>　　將已初步成型的封頭置于數(shù)控壓力機(jī)上，啟動(dòng)并調(diào)整外壓力輪，按自

64、動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡，精旋壓一次，進(jìn)行旋壓修型。</p><p>　?、怯绊懛忸^成形質(zhì)量的主要因素</p><p>　　影響封頭壁厚變化的因素很多，歸納起來(lái)，大致有下列幾方面：</p><p><b>　?、俨牧系男阅埽?lt;/b></p><p><b>　?、诜忸^的形狀；</b></p><

65、;p>　?、巯聸_模圓角半徑越大，變薄量越小；</p><p>　?、苌舷聸_模間的間隙小，則變薄嚴(yán)重；</p><p>　?、轁?rùn)滑情況好，則減薄??；</p><p>　　⑥加熱溫度越高，變薄量大；</p><p>　?、邏哼吜Υ?，則變薄嚴(yán)重；</p><p>　　⑧封頭成形質(zhì)量檢查方法如圖13所示。</p&g

66、t;<p>　　圖13 封頭成形質(zhì)量檢查方法</p><p>　　1.6.4 筒節(jié)的焊縫裝配與焊接</p><p>　　(1)筒節(jié)的縱縫裝配</p><p>　　筒節(jié)卷制完成后，進(jìn)行縱焊縫的裝配焊接。筒節(jié)的焊接采用焊條電弧焊打底，單面埋弧自動(dòng)焊蓋面。先用焊條電弧焊在內(nèi)部封底，熔深為板厚的30%，然后用埋弧焊焊接外部焊縫，焊前先用碳弧氣刨清根，再進(jìn)行埋

67、弧自動(dòng)焊。 筒節(jié)的縱縫裝配如圖14所示： </p><p>　　圖14 筒節(jié)縱焊縫的裝配</p><p>　　1—引弧板 2—筒節(jié) 3—搭板 4—引出板</p><p>　　裝配時(shí)經(jīng)常采用各種夾具來(lái)保證質(zhì)量，通常選用的夾具為杠桿—螺旋夾緊器來(lái)調(diào)整筒體軸向和周向錯(cuò)邊。另外常用的還有斜楔式壓緊器，它的優(yōu)點(diǎn)是制作簡(jiǎn)單，操作方便，成本低。本次筒節(jié)的裝配選用手動(dòng)螺旋夾緊器(

68、如圖15所示)。通過(guò)使用它來(lái)保證縱縫邊緣平齊，且沿整個(gè)長(zhǎng)度方向上間隙均勻一致﹙符合技術(shù)要求﹚以后，可進(jìn)行定位焊接。</p><p>　　圖15 手動(dòng)螺旋夾緊器</p><p>　　(2)筒節(jié)的縱縫焊接</p><p>　　筒節(jié)在焊接滾輪架上進(jìn)行焊接，用焊接滾輪架完成。施焊前，在筒節(jié)縱縫的延長(zhǎng)部位同時(shí)焊接一塊相同材料的試板，以便檢驗(yàn)內(nèi)筒焊接接頭的力學(xué)性能。焊縫焊后要進(jìn)

69、行100%的射線探傷，以確認(rèn)焊縫內(nèi)部質(zhì)量，檢驗(yàn)合格后要進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。為防止筒節(jié)縱縫的焊接殘余應(yīng)力必須事先進(jìn)行熱處理消除。對(duì)接方法為無(wú)襯墊雙面埋弧焊。此方法要求邊緣加工和裝配的質(zhì)量很高，邊緣必須平直，保證間隙小于1mm。焊接第一面的熔深為板厚的40％～50％，第二面要控制熔深達(dá)到板厚的60％～70％，以保證焊透，定位焊接采用焊條電弧焊﹙焊條E5015，電流 150A﹚，點(diǎn)焊長(zhǎng)度為150mm，焊點(diǎn)距離為200～300mm。為了避免縱焊

70、縫裝配之后在吊運(yùn)和存放過(guò)程中筒節(jié)產(chǎn)生變形而影響它的圓度，可在筒內(nèi)焊上臨時(shí)支撐。</p><p>　　所有焊接工藝參數(shù)必須經(jīng)過(guò)焊接工藝評(píng)定后制定出。所謂焊接工藝評(píng)定是按照所擬定的焊接工藝，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的焊接試件、檢驗(yàn)試樣，測(cè)定焊接接頭是否具有所要求的性能。經(jīng)過(guò)焊接工藝評(píng)定寫出焊接工藝評(píng)定報(bào)告，并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)制定焊接工藝規(guī)程，作為焊接生產(chǎn)的依據(jù)。焊條電弧焊打底工藝參數(shù)如表7所示，MZ-1000型埋弧自動(dòng)焊機(jī)如圖16所

71、示，埋弧焊機(jī)的技術(shù)參數(shù)如表8所示。</p><p>　　表7 焊條電弧焊打底工藝參數(shù)</p><p>　　(a) 焊接小車 (b) 焊接電源</p><p>　　圖16 MZ-1000型埋弧自動(dòng)焊機(jī)</p><p>　　表8埋弧焊機(jī)的技術(shù)參數(shù)</p><p&g

72、t;　　(3)筒節(jié)裝配焊接的注意事項(xiàng)</p><p>　?、偻粩嗝嫔希畲笾睆紻max 與最小直徑Dmin之差不大于設(shè)計(jì)直徑Di的0.5％，即不大于1 mm。</p><p>　　②A類焊縫的對(duì)口錯(cuò)邊量b不大于1.5mm。</p><p>　?、跘類焊縫處形成的棱角E，用弦長(zhǎng)=1/6Di，且不大于300mm的內(nèi)樣板和外樣板檢查，共E不大于2mm。</p>

73、;<p><b>　　(4)焊后處理</b></p><p><b>　?、俸缚p的打磨</b></p><p>　　打磨時(shí)將焊縫的余高打磨掉即可。</p><p><b>　?、诔C圓</b></p><p>　　當(dāng)筒節(jié)進(jìn)行點(diǎn)裝和縱縫焊均勻之后，要進(jìn)行矯圓。其主要步

74、驟如下：</p><p>　　首先將筒節(jié)放入卷板機(jī)上輥之后，先是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或計(jì)算，將上輥調(diào)至所需要的最大矯正曲率的位置進(jìn)行加載；</p><p>　　其次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(cè)量，直到合乎工藝要求為止；</p><p>　　最后逐漸卸除載荷，并使工件在逐漸卸除載荷的過(guò)程中多次滾卷，至此整個(gè)鋼板的卷制過(guò)程結(jié)束。<

75、/p><p>　　(5)縱縫的探傷和熱處理</p><p>　　筒節(jié)縱縫焊后要100%的X射線探傷，以確認(rèn)焊縫內(nèi)部質(zhì)量。如發(fā)現(xiàn)缺陷必須堅(jiān)決返修。在探傷后，要對(duì)筒節(jié)進(jìn)行整體熱處理，以減小其在矯圓和焊接時(shí)產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，并改善焊縫及其熱影響區(qū)的金相組織，以獲得性能良好的筒節(jié)結(jié)構(gòu)。</p><p>　　因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)原因不能進(jìn)行整體熱處理，為防止板的松動(dòng)，所以筒節(jié)縱縫的焊接殘余應(yīng)力

76、必須通過(guò)單獨(dú)熱處理來(lái)消除。</p><p>　　(6)封頭與筒節(jié)的環(huán)縫焊接</p><p>　　封頭與筒節(jié)的環(huán)縫焊接采用V形坡口，單面埋弧焊，坡口形式如圖17所示。其環(huán)縫工藝同筒節(jié)的縱縫焊接工藝，焊接工藝參數(shù)如表8，表9所示。</p><p>　　圖17 封頭與筒體環(huán)縫坡口示意圖</p><p>　　(7)最后一道環(huán)焊縫工藝</p>

77、;<p>　　①焊接方法及坡口形式</p><p>　　采用內(nèi)部焊條電弧焊，外部埋弧自動(dòng)焊的方法。開V形坡口，其坡口形式參照?qǐng)D17。</p><p><b>　?、诤附庸に噮?shù)</b></p><p>　　內(nèi)部焊條電弧焊。采用直流反接的方法，共焊一層，具體工藝參數(shù)如表9所示。</p><p>　　表9 焊條

78、電弧焊的工藝參數(shù)</p><p>　　外部埋弧自動(dòng)焊。選用的焊絲為H08MnA，焊劑為HJ431。焊前應(yīng)先用碳弧氣刨將焊條電弧焊的根部清理干凈，再進(jìn)行埋弧自動(dòng)焊，否則根部將會(huì)出現(xiàn)焊接缺陷。外部埋弧焊焊一層，具體工藝參數(shù)如下。</p><p>　　表10 埋弧自動(dòng)焊工藝參數(shù)</p><p>　　1.6.5 附件裝配焊接</p><p>　　封頭

79、、筒體裝配焊接后，要對(duì)其他附件進(jìn)行裝配焊接。附件包括：人孔一個(gè)，進(jìn)、出氣口一個(gè)，排污口一個(gè)，安全閥一個(gè)，壓力表一個(gè)。一般采用焊條電弧焊焊接,焊后進(jìn)行超聲波探傷。</p><p>　　1.6.6整體消除應(yīng)力熱處理</p><p>　　整體熱處理的目的是消除罐體中的焊接殘余應(yīng)力。整體熱處理采用高溫回火，對(duì)于16MnR鋼，回火的溫度在625℃左右。保溫時(shí)間按每毫米板厚保溫1～2分鐘計(jì)算，結(jié)合本次

80、所設(shè)計(jì)的儲(chǔ)氣罐罐體板厚，回火保溫時(shí)間為16分鐘左右。</p><p><b>　　1.7 罐體的檢驗(yàn)</b></p><p>　　罐體在其部件或整體制造完成后，按規(guī)定都有要進(jìn)行無(wú)損探傷和壓力試驗(yàn)，以檢測(cè)容器的制造質(zhì)量。</p><p>　　1.7.1 無(wú)損探傷</p><p>　　射線的種類很多，其中易于穿透物質(zhì)的有X射

81、線、γ射線、中子射線三種。這三種射線都被用于無(wú)損檢測(cè)，其中X射線和γ射線廣泛用于鍋爐壓力容器焊縫和其他工業(yè)產(chǎn)品、結(jié)構(gòu)材料的缺陷檢測(cè)[8]。本設(shè)計(jì)采用X射線探傷方法進(jìn)行焊縫質(zhì)量檢驗(yàn)。容器上的A、B類焊縫應(yīng)進(jìn)行20%射線檢測(cè)，按JB4730-94Ⅲ級(jí)合格。</p><p>　　X射線是從X射線管中產(chǎn)生的，X射線管是一種兩極電子管。如果兩極之間加幾十千伏以至幾百千伏的電壓(叫做管電壓)時(shí)，電子就從陰極向陽(yáng)極方向加速飛行

82、、獲得很大的動(dòng)能，當(dāng)這些高速電子撞擊陽(yáng)極時(shí)。與陽(yáng)極金屬原子的核外庫(kù)侖場(chǎng)作用，放出X射線。電子的動(dòng)能部分轉(zhuǎn)變?yōu)閄射線能，其中大部分都轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。電子是從陰極移向陽(yáng)極的，而電流則相反，是從陽(yáng)極向陰極流動(dòng)的，這個(gè)電流叫做管電流，要調(diào)節(jié)管電流，只要調(diào)節(jié)燈絲加熱電流即可，管電壓的調(diào)節(jié)是靠調(diào)整X射線裝置主變壓器的初級(jí)電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)的。利用射線透過(guò)物體時(shí)，會(huì)發(fā)生吸收和散射這一特性，通過(guò)測(cè)量材料中因缺陷存在影響射線的吸收來(lái)探測(cè)缺陷。</p>

83、<p>　　但應(yīng)注意X射線對(duì)人體的危害，當(dāng)一定量的電離輻射作用于機(jī)體后，受照機(jī)體會(huì)引起病理反應(yīng)，所以在探傷過(guò)程中和結(jié)束時(shí)均應(yīng)做好防護(hù)措施。</p><p>　　1.7.2 水壓試驗(yàn)</p><p>　　水壓試驗(yàn)的主要目的是檢驗(yàn)容器受壓部件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度[9]，驗(yàn)證其是否具有在設(shè)計(jì)壓力下安全運(yùn)行所需的承壓能力，在耐壓試驗(yàn)時(shí)，對(duì)于高壓或小容器還可進(jìn)行殘余變形測(cè)定，以判明材料是否出現(xiàn)整體屈

84、服。</p><p>　　考慮穩(wěn)定因素，本產(chǎn)品的試驗(yàn)壓力為1.15MPa。對(duì)16MnR鋼制容器液壓試驗(yàn)，液體溫度不得低于5℃，而水壓試驗(yàn)的溫度上限一般限制在40℃以下。在試壓過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)有滲漏現(xiàn)象時(shí)即卸壓，待徹底消除缺陷焊補(bǔ)后再試壓。 </p><p>　　2封頭坡口自動(dòng)切割機(jī)的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1自動(dòng)切割機(jī)的簡(jiǎn)述</p><p&

85、gt;　　隨著焊接生產(chǎn)技術(shù)的高速發(fā)展，對(duì)焊接生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化提出了越來(lái)越高的要求，焊接機(jī)械設(shè)備的需求量也越來(lái)越大。坡口自動(dòng)切割機(jī)正是為滿足市場(chǎng)需要而設(shè)計(jì)生產(chǎn)的。它是借助仿形機(jī)構(gòu)上的仿形觸頭和工作臺(tái)上反應(yīng)夾緊裝置的坐標(biāo)尺寸，將封頭定位夾緊的機(jī)械裝置。主要用于橢圓封頭的坡口加工[10]。</p><p>　　我國(guó)的一些小型壓力容器制造廠家，受機(jī)械加工能力的限制，對(duì)直徑1000mm以上封頭坡口的加工頗感困難, 往往

86、采用手工氣割法加工坡口,(如圖19)。結(jié)果坡口形狀不規(guī)則, 表面粗糙度差, 達(dá)不到圖紙要求, 生產(chǎn)效率低、成本高, 工人勞動(dòng)強(qiáng)度大, 然而自動(dòng)切割機(jī)是一臺(tái)能夠自制, 并且成本低、結(jié)構(gòu)緊湊、實(shí)用性強(qiáng)、操作運(yùn)行可靠, 完全能滿足圖紙要求的封頭坡口加工機(jī)器。</p><p>　　圖19 手工氣割法坡口加工圖</p><p>　　2.2自動(dòng)切割機(jī)的工作過(guò)程及結(jié)構(gòu)形式</p><

87、;p><b>　　2.2.1工作過(guò)程</b></p><p>　?、畔葘⒎忸^置于工作臺(tái)上, 借助仿形機(jī)構(gòu)上的仿形觸頭和工作臺(tái)上反映夾緊裝置的坐標(biāo)尺寸, 將封頭定位夾緊。</p><p>　?、圃嚫?在擱架上安裝好割炬, 割炬在封頭直邊上部試割區(qū)域封頭壓制時(shí), 直邊高度留了加工余量,按封頭坡口要求, 調(diào)整割炬傾角, 調(diào)節(jié)手柄使割咀離封頭的距離達(dá)到切割位置, 點(diǎn)燃

88、割炬, 將火焰調(diào)至切割狀態(tài), 同時(shí)啟動(dòng)電機(jī), 調(diào)節(jié)電氣控制柜上速度旋扭, 直到能進(jìn)行正常切割為止, 記下此時(shí)工作臺(tái)轉(zhuǎn)速。 (注電氣控制柜裝有轉(zhuǎn)速指示表)</p><p>　　⑶切割按封頭圖紙要求, 將可調(diào)擱架上割嘴高度調(diào)到正確位置, 立軸上標(biāo)尺可顯示其高度, 按試割時(shí)封頭轉(zhuǎn)速進(jìn)行切割。</p><p>　　2.2.2封頭的放置</p><p>　　進(jìn)行封頭坡口切割前

89、，首先應(yīng)確保該橢圓形封頭在定位夾緊器轉(zhuǎn)盤上的準(zhǔn)確放置。</p><p>　　刻度盤上刻有0～75°的等分線，轉(zhuǎn)盤上均勻分布著三個(gè)支腳架，支腳架能通過(guò)刻度盤的角度線來(lái)調(diào)整其角度，使割嘴與封頭之間形成相應(yīng)的角度，以利于開坡口。</p><p>　　轉(zhuǎn)盤上裝有三個(gè)類圓模具，可根據(jù)所加工橢圓封頭的直徑調(diào)整其尺寸范圍，并通過(guò)緊固螺釘將其緊固。放置橢圓封頭，進(jìn)行微調(diào)、找正，依靠封頭邊緣和中心

90、是一個(gè)均勻的回轉(zhuǎn)直徑原理來(lái)找封頭的中心。當(dāng)封頭外壁與調(diào)整模具間隙均勻相等或者彼此嚙合時(shí)，封頭中心就與轉(zhuǎn)盤中心重合，方可點(diǎn)燃割炬調(diào)整火焰對(duì)封頭的坡口進(jìn)行自動(dòng)切割。 </p><p>　　2.2.3工作原理及機(jī)器特點(diǎn)</p><p>　　不同的板厚和材質(zhì)的封頭對(duì)應(yīng)著不同的切割速度，用公式表示如下：</p><p><b>　　( 2-1)</b>&

91、lt;/p><p>　　式中 :切割速度，mm/min</p><p><b>　　:不同板質(zhì)系數(shù)</b></p><p><b>　　:板厚系數(shù)</b></p><p><b>　　: 板厚mm</b></p><p>　　本機(jī)是利用工作臺(tái)的無(wú)級(jí)調(diào)速，在

92、割炬等參數(shù)已確定的情況下，找出其封頭厚度與切割速度的關(guān)系，又考慮到封頭的直徑存在著一定范圍內(nèi)的橢圓度，按照J(rèn)B741-80《鋼制焊接壓力容器技術(shù)條件》，其允差見表11。</p><p>　　表11 封頭公稱直徑及直徑允差 單位：mm</p><p>　　采用了機(jī)械仿行機(jī)構(gòu)，使其割嘴離工件的距離始終保持其最合適的位置，一般為3～5mm，不會(huì)造成割嘴離封頭時(shí)遠(yuǎn)時(shí)近

93、而產(chǎn)生切割缺陷，完全能滿足圖紙要求，解決工廠生產(chǎn)過(guò)程中的一大難題。</p><p><b>　　該機(jī)特點(diǎn)為：</b></p><p>　?、懦杀镜? 標(biāo)準(zhǔn)件多, 操作運(yùn)行可靠, 維修方便,有一定機(jī)械加工能力的容器生產(chǎn)廠家均可自制。</p><p>　　⑵自動(dòng)化程度高, 大大地減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度, 提高生產(chǎn)效率, 只需一人操作。各種形狀的封頭坡口均

94、可加工, 為保持坡口表面材料的化學(xué)成分不變, 能在可調(diào)擱架上放置手提砂輪將表面的增碳層磨去。</p><p>　?、菍?duì)工作臺(tái)稍作改進(jìn), 便可對(duì)容器的筒體進(jìn)行坡口加工, 無(wú)需購(gòu)買大型刨邊機(jī), 為企業(yè)節(jié)約大量資金。</p><p>　　2.2.4結(jié)構(gòu)形式及其計(jì)算</p><p>　　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖20所示（實(shí)體如圖21所示），此機(jī)分3大部分組成：1.傳動(dòng)部分；2.工作臺(tái)

95、部分；3.自動(dòng)仿行切割部分[10]。</p><p>　　圖20 封頭坡口自動(dòng)切割機(jī)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　1. 調(diào)速電機(jī) 2.聯(lián)軸器 3.減速機(jī) 4. 聯(lián)軸器 5.變速箱 6.小齒輪 7.大齒輪 8.機(jī)座 9. 軸承座 10.立軸 11.組合軸承座 12.工作臺(tái) 13.定位夾緊裝置 14.封頭 15.仿形觸頭 16.割矩 17.可調(diào)擱架 18.立柱 19.組合彈

96、簧 20.電氣控制柜</p><p>　　圖21 封頭坡口自動(dòng)切割機(jī)實(shí)體圖</p><p><b>　　⑴傳動(dòng)部分</b></p><p>　　它由調(diào)速電機(jī)1, 減速機(jī)3, 變速箱5, 大小錐形齒輪6、7, 立軸10, 電氣控制柜20等組成, 通過(guò)該系統(tǒng)可實(shí)行工作臺(tái)的無(wú)級(jí)調(diào)速, 調(diào)速范圍在0～5r/min范圍內(nèi)變動(dòng), 完全能滿足φ1000～φ

97、6000封頭的坡口加工。封頭被切割點(diǎn)的線速度與封頭轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。存在如下關(guān)系:</p><p><b>　　(2-2)</b></p><p>　　式中： :封頭切割點(diǎn)的線速度，mm/min</p><p>　　:封頭的角速度，r/min</p><p>　　R:封頭的半徑，mm</p><p>

98、　　本設(shè)計(jì)為橢圓形封頭，內(nèi)徑D=1800mm，板厚δ=8mm，（JBT4746-2002封頭D18008）在該機(jī)上加工，轉(zhuǎn)速計(jì)算如下：</p><p>　　查表12，可知在有關(guān)參數(shù)確定的情況下，其線速度=610mm/min（取中間值）,由公式(2-3)得：</p><p><b>　　(2-3)</b></p><p>　　在調(diào)速0～15r/m

99、in范圍內(nèi)。</p><p>　　表12 低合金鋼氧-乙炔切割工藝參數(shù)</p><p><b>　?、乒ぷ髋_(tái)部分</b></p><p>　　它由工作臺(tái)12和定位夾緊裝置組13成。工作臺(tái)既要體現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、反映定位夾緊裝置的位置, 以便于封頭對(duì)中定位, 又要滿足其強(qiáng)度和剛度求，其支撐重量在300～3000kg范圍內(nèi)，定位夾緊裝置根據(jù)封頭

100、尺寸的大小及形狀不同, 有不同的規(guī)格之分。</p><p><b>　?、亲詣?dòng)仿形部分</b></p><p>　　它由仿形觸頭, 可調(diào)擱架, 立柱及組合彈簧組成。該部分是機(jī)器較為重要的部分, 它的好壞直接關(guān)系到封頭坡口的加工質(zhì)量。也可不采用機(jī)械式仿形法, 運(yùn)用液壓式仿形, 其效果更佳。</p><p><b>　　結(jié) 論</

101、b></p><p>　　通過(guò)本次設(shè)計(jì)得出以下結(jié)論：</p><p>　　(1)正確的制定焊接工藝參數(shù)，以便焊工能夠按照焊接規(guī)范進(jìn)行焊接，防止缺陷的產(chǎn)生。</p><p>　　(2)如何用更好的方法及設(shè)備進(jìn)行裝配定位，提高工作效率及筒節(jié)質(zhì)量，有待日后科技進(jìn)步進(jìn)行解決。</p><p>　　(3)自動(dòng)化設(shè)備在機(jī)械行業(yè)已得到廣泛使用，如何將

102、計(jì)算機(jī)和機(jī)械設(shè)備有機(jī)結(jié)合運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中是又一急需解決的問題，同時(shí)也有著巨大的發(fā)展前景。</p><p>　　(4)結(jié)合罐體特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)用16MnR作為儲(chǔ)氣罐罐體制作的材料，相比其它碳鋼具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的查資料、整理材料，今天終于可以順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的最后的謝

103、辭了，想了很久，要寫下這一段謝詞，表示可以進(jìn)行畢業(yè)答辯了，自己想想求學(xué)期間的點(diǎn)點(diǎn)滴歷歷涌上心頭，時(shí)光匆匆飛逝，四年多的努力與付出，隨著畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，終于讓學(xué)生在大學(xué)的生活，得以劃下了完美的句號(hào)。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)得以完成，要感謝的人實(shí)在太多了，首先要感謝***老師，因?yàn)檎撐氖窃?老師的悉心指導(dǎo)下完成的。*老師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的

104、崇高風(fēng)范，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。本設(shè)計(jì)從選題到完成，每一步都是在*老師的指導(dǎo)下完成的，傾注了張老師大量的心血。</p><p>　　*老師指引我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的方向和架構(gòu)，并對(duì)設(shè)計(jì)初期成果進(jìn)行逐字批閱，指正出其中謬誤之處，使我有了思考的方向，他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪，他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)，將一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣。老師要指導(dǎo)很多同學(xué)的論文，加上本來(lái)就有的教學(xué)任務(wù)，

105、工作量之大可想而知，但在一次次的回稿中，精確到每一個(gè)字的的批改給了我深刻的印象，使我在論文之外明白了做學(xué)問所應(yīng)有的態(tài)度。在此，謹(jǐn)向張老師表示崇高的敬意和衷心的感謝！謝謝老師在我畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中給與我的極大地幫助。對(duì)老師的感激是無(wú)法用言語(yǔ)表達(dá)的。</p><p>　　另外，要感謝在大學(xué)期間所有傳授我知識(shí)的老師們, *是你們的悉心教導(dǎo)使我有了良好的專業(yè)課知識(shí)，這也是論文得以完成的基礎(chǔ)。在此，我要向諸位老師深深地鞠上一

106、躬。</p><p>　　同時(shí)，畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成，離不開其它各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，各位老師、同學(xué)和朋友積極的幫助我查資料和提供有利于論文寫作的建議和意見，在你們的幫助下，內(nèi)容得以不斷的完善，最終幫助我完成了整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)。</p><p>　　在論文的寫作過(guò)程中也學(xué)到了做任何事情所要有的態(tài)度和心態(tài)，首先做學(xué)問要一絲不茍，對(duì)于發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)的任何問題和偏差都不要

107、輕視，要通過(guò)正確的途徑去解決，在做事情的過(guò)程中要有耐心和毅力，不要一遇到困難就退打堂鼓，只要堅(jiān)持下去就可以找到思路去解決問題的。而且要學(xué)會(huì)與人合作，這樣做起事情來(lái)就可以事倍功半。</p><p>　　此次論文的寫作過(guò)程，我收獲了很多，也為將來(lái)的人生之路做好了一個(gè)很好的鋪墊。最后，再次感謝我的大學(xué)和所有幫助過(guò)我并給我鼓勵(lì)的老師，同學(xué)和朋友，謝謝你們！</p><p><b>　　參

108、考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]田錫唐. 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì)焊接手冊(cè)（第三卷）[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2007.10: 20-25</p><p>　　[2]周振豐. 焊接冶金學(xué)（金屬焊接性）[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2003.4: 305-350</p><p>　　[3]欒春遠(yuǎn). AutoCAD2005壓力容器設(shè)

109、計(jì)[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,2006.3: 37-130</p><p>　　[4]GB150-1998,鋼制壓力容器[M]. 北京: 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 1998: </p><p>　　[5]陳裕川. 鋼制壓力容器焊接工藝[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2007.6: 23-30</p><p>　　[6]黃鍵. 管法蘭墊片、緊固件選用手冊(cè)[J].

110、 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2006.5: 12-13</p><p>　　[7]文斌. 接頭和管件選用手冊(cè)[J]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2005.8: 50-51</p><p>　　[8]GB11345-1989,鋼焊縫射線探傷方法和探傷結(jié)果分級(jí)[S]. 1989 </p><p>　　[9]鄭津洋等譯. 歐盟承壓設(shè)備使用指南[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出