課程設計--苯胺計量罐說明書

1、<p><b>　　課程設計</b></p><p><b>　　苯氨計量罐說明書</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　壓力容器部件在制造過程中經歷了較復雜的加工工藝，如冷彎、冷校、冷卷、冷沖、熱沖、熱卷、熱切割、焊接和熱處理等。這些加工過程對鋼材的性能產生

2、了不同的影響，其中焊接和熱處理對受壓部件最終的性能起著決定性的作用。熱加工對鋼材性能的另一種影響是熱加工溫度遠遠高于鋼材正常的正火溫度而使晶粒長大，導致材料的塑性和韌性的下降。為了使鋼材的性能恢復到原有的水平，通常在熱加工后重新作一次正火處理。采用經細晶粒處理的鋼材可以減輕過熱的影響，并使鋼材經高溫熱加工后的性能保持在鋼材標準規(guī)定的范圍之內。</p><p>　　在壓力容器受壓部件制造中，應用較普遍的方法有：電渣

3、焊、埋弧自動焊、等離子弧焊、熔化極氣體保護焊、鎢極氬弧焊、熱絲鎢極氬弧焊、手工電弧焊、感應壓力加熱焊和摩擦焊等。其中極大多數是熔焊法。焊接過程對鋼材性能的影響與其他加工工藝相比要復雜的多。其影響的程度還取決于所采用的焊接工藝和鋼種。</p><p>　　壓力容器受壓部件在制造過程中，可能在焊前或焊后經受下列各種不同的熱處理：退火、正火、淬火、正火+回火、淬火+回火、一次或多交回火、消除應力處理等。淬火的加熱溫度和

4、正火相同，加熱結束后在油或水中激冷，水淬后立即回火處理構成了水調質處理，能很好發(fā)揮低合金高強度鋼厚板的綜合性能，水調質處理既提高了鋼的強度，又改善了塑性和韌性。</p><p>　　壓力容器用鋼必須具有足夠的強度，特別是經過熱加工和多次熱處理后鋼材仍應保證強度性能不低于標準規(guī)定的下限值。為減輕容器的自重，減薄壁厚，已廣泛采用低合金高強度鋼，這些鋼對熱處理的反應較敏感。具有足夠的塑性和韌性儲備是壓力容器的抗脆斷的必

5、要條件之一，也是壓力容器各種部件，封頭，筒體和接管沖壓，卷制，熱壓成形等制造工藝的需要。壓力容器用鋼優(yōu)良的焊接性是保證產品焊接質量的首要條件。不僅是指被焊鋼材在一定工藝條件下焊成無缺陷接頭的特性，而且還擴充為焊接接頭經長期運行后保持可靠綜合性能的能力。鋼的耐蝕性與其他性能不同，它取決于所接觸介質的特定腐蝕性。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p&g

6、t;　　一、產品的技術要求及原始數據分析6</p><p>　　1.1產品的技術要求6</p><p>　　1.2原始數據、選材、機器選用6</p><p>　　二、備料的加工工藝10</p><p>　　2.1槽面法蘭和凹面法蘭的備料及成型工藝10</p><p>　　2.1.1材料的選擇10</p

7、><p>　　2.1.2機加工法蘭10</p><p>　　2.2接管的備料10</p><p>　　2.2.1材料的選擇10</p><p>　　2.2.2切割鋼管10</p><p>　　2.2.3表面處理10</p><p>　　2.3筒體的備料及成型工藝10</p>

8、<p>　　2.3.1下料：10</p><p>　　2.3.2校正：10</p><p>　　2.3.3劃線10</p><p>　　2.3.4切割11</p><p>　　2.3.5卷制：11</p><p>　　2.3.7焊接11</p><p>　　2.3.7鉆孔

9、12</p><p>　　2.3.8校正12</p><p>　　2.4封頭的備料及成型工藝12</p><p>　　2.4.1下料12</p><p>　　2.4.2校正12</p><p>　　2.4.3劃線12</p><p>　　2.4.4壓制：13</p>

10、<p>　　2.4.5機加工13</p><p>　　2.4.5鉆孔：13</p><p>　　2.4.6校正13</p><p>　　三、20g與Q235鋼焊接性分析：13</p><p>　　3.1化學成分：13</p><p>　　3.2力學性能：14</p><p>

11、;　　3.3焊接性能：14</p><p>　　四、焊接材料的選擇15</p><p>　　4.1焊條選擇15</p><p>　　4.2焊接電源的選擇16</p><p>　　五、夾具的選擇:16</p><p>　　六 苯氨計量罐的裝配18</p><p>　　6.1 裝配順序：

12、18</p><p>　　6．1．1裝配過程中的主要順序：18</p><p>　　6．1．2各部件的裝配與焊接：18</p><p>　　七、焊接技術要求21</p><p>　　八、產品質量檢驗22</p><p>　　8.1外觀檢驗22</p><p>　　8.2超聲波探傷2

13、2</p><p>　　8.3水壓試驗22</p><p>　　8.4焊后處理22</p><p>　　一、產品的技術要求及原始數據分析</p><p>　　1.1產品的技術要求</p><p>　　1、對接接頭應采用射線檢測；由于結構等原因不能采用射線檢測時，允許用可記錄的超聲檢測</p><

14、p>　　2、對角接接頭不能進行射線或超聲檢測時，應做100%表面檢測</p><p>　　3、鐵磁性材料容器的表面檢測應優(yōu)先選用磁粉檢測</p><p>　　4、嚴格按照圖紙施工，要保證根部焊透</p><p>　　1.2原始數據、選材、機器選用</p><p>　　1.2.1焊接母材的選擇</p><p>　　

15、筒體、封頭、接管采用優(yōu)質碳素結構鋼20g</p><p>　　支腿底板、支腿、手孔、槽面法蘭、凹面法蘭、加強筋、加強角鋼、拉筋均采用Q235，成分及性能如下圖：</p><p>　　1.2.2鋼材或板材表面清理</p><p>　　對鋼材表面進行去除鐵銹、油污、氧化皮清理等為后序加工做準備的工藝稱為預處理。常用的預處理方法有機械法和化學法。由于化學法成本高，并會對環(huán)

16、境造成一定的污染。因此我們采用機械法。噴砂或拋丸工藝是將干沙或鐵丸從專門壓縮空氣裝置中急速噴出，轟擊到金屬表面，將其表面的氧化物、污物打落，這種方法清理較徹底，效率也較高。本設計采用DT-4720P 移動式噴砂機，其主要技術規(guī)格如下：</p><p>　　利用它可以進行高效率的除銹清理，表面等級可達 Sa2.5-Sa3 ；噴砂出口速度可達 200M /S 以上，大大提高了噴砂效率和表面清理質量。</p>

17、;<p>　　1.2.3備料機的選用</p><p>　　W43—16×2500型板材矯平機：</p><p>　　W43—16×2500型板材矯平機技術數據</p><p>　　GGK2—600型火焰切割機：</p><p>　　Q34—16聯合沖剪機： </p><p>　　Q34

18、—16聯合沖剪機技術數據</p><p>　　W11—16×3200三輥卷板機：</p><p>　　W11—16×3200三輥卷板機技術參數</p><p>　　選用WC67Y-63/2500折彎機，該折彎機可以將金屬折彎成各種角度現狀的工件。</p><p><b>　　封頭余量切割機</b>&l

19、t;/p><p><b>　　二、備料的加工工藝</b></p><p>　　2.1槽面法蘭和凹面法蘭的備料及成型工藝</p><p>　　2.1.1材料的選擇：選擇Q235鋼材根據圖紙要求鑄造出不同直徑法蘭</p><p>　　2.1.2機加工法蘭，使其表面粗超度符合要求</p><p><b

20、>　　2.2接管的備料</b></p><p>　　2.2.1材料的選擇：選擇20#鋼管</p><p>　　2.2.2切割鋼管：將不同直徑的鋼管按圖紙要求通過火焰切割切割出不同的長度</p><p>　　2.2.3表面處理：清理表面</p><p>　　2.3筒體的備料及成型工藝</p><p>　

21、　2.3.1下料：選擇20g鋼板，厚度為10mm</p><p>　　2.3.2校正：用滾筒機將鋼板滾平，再清潔表面</p><p>　　2.3.3劃線：在20g板材上畫出長2200mm，寬1800mm的矩形</p><p>　　2.3.4切割：采用火焰切割切割鋼板，各邊留10mm的余量</p><p>　　2.3.5卷制：采用W11—16&

22、#215;3200三輥卷板機將鋼板卷制成R=350mm的圓筒，用樣板檢查曲率，筒體卷制完畢</p><p>　　2.3.6定位：在進行縱焊縫焊接前，開V型坡口，清理坡口兩側，將卷后的工件兩邊對齊，放在滾輪架上并用定位銷固定。</p><p>　　2.3.7焊接：進行定位焊，定位焊采用手工電弧焊用H08A焊條，固定好后，在用埋弧焊進行雙面焊，順序是先里后外。</p><p

23、>　　2.3.7鉆孔：在筒體上按照圖紙要求鉆出直徑為159mm，25mm的孔</p><p>　　2.3.8校正：進行無損探傷，再經矯圓，滿足圓度要求</p><p>　　2.4封頭的備料及成型工藝</p><p>　　2.4.1下料：采用厚度為10mm的20g鋼板</p><p>　　2.4.2校正：用滾筒機將鋼板滾平，再清潔表面&l

24、t;/p><p>　　2.4.3劃線：碟形封頭 壓邊界限S\D×100%≤1.0～1.2，由三部分組成：第一部分為內半徑為Ri的球面，第二部分為高度為Di=40mm的圓形直邊，第三部分為第一、第二部分的過渡區(qū)。按照圖紙要求畫出邊界線</p><p>　　2.4.4壓制：在油壓機上，用凸凹模一次壓制成型</p><p>　　2.4.5機加工：封頭邊緣進行機加工，

25、先在平臺上劃出保證直邊高度的加工位置線，用氧氣切割割去加工余量，調整割矩角度直線割出封頭邊緣的坡口（V形），經修磨后直接使用</p><p>　　2.4.5鉆孔：在封頭上按照圖紙要求鉆出直徑為57mm，25mm，38mm，32mm的孔</p><p>　　2.4.6校正：封頭加工完后，應對主要尺寸進行檢查，合格后才可與筒體裝配焊接。</p><p>　　三、20g與

26、Q235鋼焊接性分析：</p><p><b>　　3.1化學成分：</b></p><p>　　20g鋼：碳 C ：≤0.24 、硅 Si：0.15～0.30、錳 Mn：0.35～0.65、硫 S ：≤0.035 、磷 P ：≤0.035 </p><p>　　Q235鋼：碳 C ：0.14～0.22 、硅 Si：≤0.30 、錳 Mn：0.

27、30～0.65 、硫 S ：≤0.050 、磷 P ：≤0.045、 鉻 Cr：允許殘余含量≤0.030 、鎳 Ni：允許殘余含量≤0.030 、銅 Cu：允許殘余含量≤0.030 注：脫氧方法:F、b、Z </p><p><b>　　3.2力學性能：</b></p><p>　　20g：抗拉強度 σb (MPa)：400～540 、屈服強度 σs (MPa)：≥

28、245 、伸長率 δ5 (％)：≥26 、沖擊韌性值 αku (J/cm2)：≥59 </p><p>　　Q235：抗拉強度 σb (MPa)：375～460 、屈服強度 σs (MPa)：≤16時:≥235; ＞16～40時:≥225; ＞40～60時: ≥215; ＞60～100 時: ≥205; ＞ 100～150 時: ≥195; ＞150時: ≥185 、伸長率 δ5 (％)：≤16時:≥26;＞1

29、6～40時:≥25;＞40～60時:≥24;＞60～100時:≥23;＞100～150時:≥22;＞150時:≥21 </p><p><b>　　3.3焊接性能：</b></p><p>　　20g：有一定的抗疲勞和抗腐蝕性能</p><p>　　Q235：一般不產生馬氏體，不必預熱、層間溫度或后熱，具有良好的焊接性</p>&

30、lt;p>　　裝配—焊接工藝設計方案的說明與分析 （附焊接裝配工藝卡）</p><p><b>　　四、焊接材料的選擇</b></p><p><b>　　4.1焊條選擇</b></p><p>　　苯氨計量罐主要是10mm的薄板，主要采用埋弧焊和手工電弧焊</p><p>　　手工電弧焊焊條

31、的直徑與板厚的關系</p><p><b>　　焊接電流的選擇</b></p><p><b>　　埋弧焊：</b></p><p>　?。?）焊Q235鋼選用E4315焊條，直徑4mm，160A的焊接電流。該焊條采用了大量的金紅石、大理石以及適量的云母、長石、白泥等作為造渣、造氣及穩(wěn)弧劑。在焊接過程中采用氣渣聯合保護的方

32、式，發(fā)塵量比堿性低氫型焊條少。</p><p>　?。?）焊20g鋼時選用H08A焊條，直徑5mm，600A的焊接電流。該焊條焊渣流動性好，其他工藝性能一般，適用于全位置焊接。熔敷金屬抗裂性能和機械性能較好。</p><p>　　4.2焊接電源的選擇</p><p>　?。?）通過埋弧焊常用交流弧焊變壓器型號及技術數據表，選用MZ—1000交流弧焊變壓器。焊接電壓為

33、60V，平焊時焊接電流為600～900A.</p><p>　?。?）通過手工電弧焊常用直流弧焊變壓器型號及技術數據表，采用直流反接，選用AX1—165弧焊發(fā)電機。電流40—200A,電壓30V。</p><p><b>　　五、夾具的選擇:</b></p><p>　　1、為方便制作我們專門設計制作了一種用來固定筒體和封頭的夾具</p&

34、gt;<p>　　2、為了方便槽面法蘭和凹面法蘭的裝配設計了一種夾具</p><p>　　3、為了方便將筒體裝配在一起我設計了夾具</p><p>　　4、我們還采用了定位銷、螺旋拉緊器和螺旋壓馬等常用夾具</p><p>　　六 苯氨計量罐的裝配</p><p><b>　　6.1 裝配順序：</b>&l

35、t;/p><p>　　6．1．1裝配過程中的主要順序：</p><p>　　1.手柄與蓋板的定位點固焊</p><p>　　2.接管與法蘭的定位點固焊</p><p>　　3.一側封頭與筒體的定位點固焊</p><p>　　4.接管插入并用加強角鋼與筒體的定位點固焊</p><p>　　5.另一側封

36、頭與筒體的定位點固焊</p><p>　　6.將接管彎曲約90°與筒體的定位點固焊</p><p>　　7.接管與筒體的定位點固焊</p><p>　　6．1．2各部件的裝配與焊接：</p><p>　　1.手柄與蓋板的定位點固焊</p><p>　　用焊接裝配夾具將手柄與蓋板固定，采用手工電弧焊和E4315

37、焊條采用角焊縫進行焊接。</p><p>　　2.接管與法蘭的定位點固焊</p><p>　　在焊接過程中利用夾具進行固定，接管與法蘭采用手工電弧焊和E4315進行角焊縫聯接，以保證焊接的質量。并且法蘭與法蘭之間一般加密封元件，用螺栓聯接起來。</p><p>　　法蘭、接管與筒體的裝配圖</p><p>　　3.一側封頭與筒體的定位點固焊&

38、lt;/p><p>　?。?）定位焊：筒體滾壓成筒狀，封頭為壓制成形，用焊接裝配夾具將筒體與封頭固定，開Y型坡口進行對接環(huán)焊，采用手工電弧焊和E4315焊條平焊完成定位。</p><p>　　（2）雙面焊：采用埋弧自動焊焊接，使用H08A焊劑作為填充金屬，進行對接環(huán)焊并采用碟形封頭，如下圖所示： </p><p>　　4．接管插入并用加強角鋼與筒體的定位點固焊</

39、p><p>　　將由火焰切割好的，長為2250mm的鋼管插入以鉆好孔的封頭中，利用加強角鋼固定接管使之在筒體內保持平衡,接管與角鋼，角鋼與筒體均采用手工電弧焊和E4315焊條角焊縫連接并要環(huán)繞焊一周，使之固定。</p><p>　　5.另一側封頭與筒體的定位點固焊</p><p>　　在完成將接管插入到筒體，并將筒體與加強角鋼角焊后，另一側封頭與筒體采用Y型坡口形式，用

40、焊接裝配夾具固定采用手工電弧焊和E4315焊條進行平焊進行定位，然后在進行埋弧焊，使用H08A焊劑，進行環(huán)焊，并且也采用碟形封頭進行裝配。</p><p>　　6.將接管彎曲約90°與筒體的定位點固焊</p><p>　　將直徑為32mm的鋼管通過WC67Y-63/2500折彎機折成90°角，用焊接裝配夾具固定，采用手工電弧焊和E4315焊條進行焊接，筒體開坡口，并采用

41、角焊縫進行聯接。滿足裝配技術要求，保證焊接質量。如圖：</p><p>　　7.接管與筒體的定位點固焊</p><p>　　利用焊接夾具將接管固定在筒體上，筒體開單側坡口，采用手工電弧焊和E4315進行角接，然后環(huán)焊一周。焊接加強筋來固定接管。</p><p><b>　　七、焊接技術要求</b></p><p>　?。?/p>

42、1）、必須按圖樣、工藝文件，技術標準施焊。</p><p><b>　?。?）、焊接環(huán)境。</b></p><p>　　在出現下列任一情況時需采取有效防護措施否則禁止施焊。</p><p>　　a、風速：氣體保護焊時大于2m/s，其他焊接方法大于10m/s。</p><p>　　b、相對濕度大于90%。</p>

43、;<p>　　c、焊件溫度低于-20°C。當焊件溫度為0~-20ºC時，應在開始焊處100mm范圍內預熱道15ºC以上。</p><p>　?。?）、應在引弧板或坡口內引弧，禁止在非焊接部位引弧，焊縫應在引出板上收弧，弧坑應填滿。</p><p>　　（4）、電弧擦傷處的弧坑需要打磨，使其均勻過度到母材表面，若打磨后的厚度低于規(guī)定值則需要補焊

44、。</p><p>　　（5）、角焊縫的根部應保證焊透（受壓件）。</p><p>　?。?）、接弧處應保證焊透與融合。</p><p>　　（7）、層間溫度不超過規(guī)定范圍。</p><p>　?。?）、每條焊縫應盡可能一次焊完。</p><p><b>　　八、產品質量檢驗</b></p&

45、gt;<p><b>　　8.1外觀檢驗 </b></p><p>　　焊接接頭的外觀檢驗是一種手續(xù)簡便而又應用廣泛的檢驗方法，是成品檢驗的一個重要內容，主要是發(fā)現焊縫表面的缺陷和尺寸上的偏差。一般通過肉眼觀察，借助標準樣板、量規(guī)和放大鏡等工具進行檢驗。若焊縫表面出現缺陷，焊縫內部便有存在缺陷的可能。 </p><p><b>　　8.2超聲波

46、探傷</b></p><p>　　在焊縫探傷時，采用一發(fā)一收二個斜探頭由專用夾具固定成組，對焊縫進行串列式掃查，前邊的發(fā)射探頭，其發(fā)射聲束遇到缺陷時產生的反射波會被后邊的接收探頭所接收，在示波屏上出現始波T、傷波F。對于探傷垂直于探傷面且具有平滑反射面的缺陷非常有效。</p><p><b>　　8.3水壓試驗</b></p><p&g

47、t;　　貯存液體或氣體的焊接容器，其焊縫的不致密缺陷，如貫穿性的裂紋、氣孔、夾渣、未焊透和疏松組織等，可用致密性試驗來發(fā)現。致密性檢驗方法有：煤油試驗、載水試驗、水沖試驗等。 </p><p><b>　　8.4焊后處理</b></p><p>　　焊接完成后隔爆面要進行磷化處理，并涂上薄薄一層置換型防銹油。并在檢驗合格后涂漆。</p><p>

48、;<b>　　參考文獻</b></p><p>　　1、鋼結構焊接與制造 化學工業(yè)出版社</p><p>　　2、焊接結構生產 化學工業(yè)出版社</p><p>　　3、電弧焊基礎

49、 哈爾濱工業(yè)大學出版社</p><p>　　4、焊接結構及生產設計 化學工業(yè)</p><p>　　5、焊接手冊 1、3冊 機械工業(yè)出版社</p><p>　　6、焊接冶金學 機械工業(yè)出版社</p>

50、<p>　　7、機床、鑄鍛機械及工具產品選用手冊 兵器工業(yè)出版社</p><p>　　8、焊接工藝人員手冊 上?？茖W技術出版社</p><p>　　9、焊接工藝理論與技術 機械工業(yè)出版社</p><p>　　10、電弧焊基礎