裝焊工藝-壓力容器裝焊分析

1、教學(xué)目標(biāo)及內(nèi)容教學(xué)目標(biāo)及內(nèi)容n 掌握壓力容器的概念及分類n 掌握壓力容器制造的特點(diǎn)n 掌握壓力容器制造的工藝流程n 熟悉壓力容器裝焊工藝要點(diǎn) 1.各零部件分別成形后組裝 2.焊接質(zhì)量對容器的安全運(yùn)行至關(guān)重要 3.制造全過程的質(zhì)量控制a.對壓力容器的制造單位實(shí)行制造許可證的強(qiáng)制性市場準(zhǔn)入制度b.對涉及制造、質(zhì)量的各類專業(yè)人員，如焊工、無損檢測人員、質(zhì)量保證工程師等實(shí)行培訓(xùn)考核后執(zhí)證上崗制度。c.對產(chǎn)品設(shè)計(jì)、材料、制造試驗(yàn)直至竣工出廠的全過程實(shí)行制造單位自檢，政府機(jī)構(gòu)委托的反町監(jiān)檢，重要設(shè)備還要用戶委托第三方監(jiān)檢壓力容器制造的特點(diǎn)壓力容器制造的特點(diǎn)1圓筒形壓力容器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)n根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作要求

2、，圓筒形壓力容器主要由筒體、封頭及附件等部分組成。（1）筒體）筒體n 筒體是圓筒形壓力容器的主要承壓元件，它構(gòu)成了儲存物料或完成化學(xué)反應(yīng)所需要的空間。n 當(dāng)筒體直徑較小（小于500mm）時(shí)，可用無縫鋼管制作。n 當(dāng)直徑較大時(shí)，筒體一般用鋼板卷制或壓制（壓成兩個(gè)半圓）后焊接而成。n 筒體較短時(shí)可做成完整的一節(jié)，當(dāng)筒體的縱向尺寸大于鋼板的寬度時(shí)可由幾個(gè)筒節(jié)拼接而成。n 根據(jù)筒體的承載要求和鋼板厚度，其縱向焊縫和環(huán)向焊縫可采用開坡口或不開坡口的對接接頭。 （2）封頭）封頭n封頭即是容器的端蓋。n根據(jù)幾何形狀的不同，壓力容器的封頭可分為球形封頭、橢圓形封頭、碟形封頭、錐形封頭和平板封頭等結(jié)構(gòu)形式，如圖

3、6-18所示。n其中橢圓形和球形封頭應(yīng)用最為廣泛。n除錐形封頭和平板封頭外，其余凸形封頭均是將鋼板通過沖壓或爆炸成形等方法制作的。壓力容器常用封頭結(jié)構(gòu)形式壓力容器常用封頭結(jié)構(gòu)形式（3）法蘭）法蘭n法蘭按其用途不同，分為管法蘭和容器法蘭。n用于管道連接和密封的法蘭叫管法蘭；n用于容器頂蓋與筒體連接的法蘭叫容器法蘭。n法蘭與法蘭之間一般加密封元件，并用螺栓連接起來。（4）開孔與接管）開孔與接管n由于工藝要求和檢修時(shí)的需要，常在石油化工容器的封頭上開設(shè)各種孔或安裝接管，如人孔、手孔、視鏡孔、物料進(jìn)出接管，以及安裝壓力表、液位計(jì)、流量計(jì)、安全閥等接管開孔。手孔和人孔手孔和人孔n手孔和人孔是用來檢查容器

4、的內(nèi)部并用來裝拆和洗滌容器內(nèi)部的裝置。n手孔的直徑一般不小于150mm。n直徑大于1200mm的容器應(yīng)開設(shè)人孔。n筒體與封頭上開孔后，開孔部位的強(qiáng)度被削弱，一般應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。（5）支座）支座n壓力容器靠支座支承并固定在基礎(chǔ)上。n根據(jù)圓筒形容器的安裝位置不同，有立式容器支座和臥式容器支座兩類。n對臥式容器主要采用鞍形支座。n對于薄壁長容器也可采用圈形支座。2壓力容器焊縫的類型壓力容器焊縫的類型nGB1501998鋼制壓力容器中規(guī)定，按其所在的位置不同，將壓力容器受壓部分的焊縫分為A、B 、C 、D 四類壓力容器四類焊縫的位置壓力容器四類焊縫的位置（1）A類焊縫類焊縫n受壓部分的縱向焊縫（多層包扎壓

5、力容器層板的層間縱向焊縫除外）；n各種凸形封頭的所有拼接焊縫；n球形封頭與圓筒連接的環(huán)向焊縫；n嵌入式接管與圓筒或封頭的對接焊縫。（2）B類焊縫類焊縫n受壓部分的環(huán)形焊縫；n錐形封頭小端與接管連接的焊縫；n（已規(guī)定為A、C、D類的焊縫除外）（3）C類焊縫類焊縫n法蘭、平封頭、管板等與殼體、接管連接的焊縫；n內(nèi)封頭與圓筒的搭接填角焊縫；n多層包扎壓力容器層板的層間縱向焊縫。（4）D類焊縫類焊縫n插管、人孔、凸緣等與殼體連接的焊縫；n（已規(guī)定為A、B類的焊縫除外）。3壓力容器焊縫的部分技術(shù)要求n在GB1501998鋼制壓力容器中，還對壓力容器制造、檢驗(yàn)等提出了要求和規(guī)定。 n（1）坡口表面要求 n

6、坡口表面不得有裂紋、分層、夾渣等缺陷；n施焊前，應(yīng)清除坡口及母材兩側(cè)表面20mm范圍內(nèi)的氧化物、油污、熔渣及其他有害雜質(zhì)。（2）封頭要求）封頭要求n封頭各種不相交的拼焊焊縫中心線距離至少應(yīng)為封頭鋼材厚度s的3倍，且不小于100mm。n封頭由成形的瓣片和頂圓板拼接制成時(shí)，焊縫方向只允許是徑向和環(huán)向的n先拼板后成形的封頭拼接焊縫，在成形前應(yīng)打磨至與母材平齊。拼焊封頭拼焊封頭（3）圓筒與殼體要求）圓筒與殼體要求nA、B類焊接接頭對口錯(cuò)邊量b，如圖6-21所示，應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)定。n焊接接頭對口錯(cuò)邊量n鍛焊容器B類焊接接頭對口錯(cuò)邊量b不應(yīng)大于對口處鋼材厚度s的1/8，且不大于5mm；n筒節(jié)長度應(yīng)不小于30

7、0mm。n組裝時(shí)，相鄰?fù)补?jié)A類焊縫中心線與相鄰?fù)补?jié)A類焊縫中心線間外圓弧長應(yīng)大于鋼材厚度s的3倍，且不小于100mm。圓筒與殼體要求圓筒與殼體要求（4）焊接工藝要求）焊接工藝要求n壓力容器焊接前的焊接工藝評定，應(yīng)按JB4708進(jìn)行；nC、D類焊縫的焊腳，在圖樣無規(guī)定時(shí)，取焊件中較薄的厚度；nC、D類焊縫與母材呈圓滑過渡；n焊縫表面不得有裂紋、氣孔、弧坑和飛濺物。中低壓壓力容器的制造工藝n中低壓壓力容器結(jié)構(gòu)及制造較為典型，應(yīng)用也最為廣泛。n這類容器一般為單層筒形結(jié)構(gòu)；n其主要受力元件是封頭和筒體。圓筒形壓力容器制造工藝流程1封頭的制造封頭的制造n目前廣泛采用沖壓成形工藝加工封頭，現(xiàn)以橢圓形封頭為

8、例來說明其制造工藝。n封頭制造工藝大致如下：原材料檢驗(yàn)劃線下料拼縫坡口加工拼板的裝焊加熱壓制成形二次劃線封頭余量切割熱處理檢驗(yàn)裝配。n橢圓形封頭壓制前的坯料是一個(gè)圓形；n封頭的坯料盡可能采用整塊鋼板，如直徑過大，一般采用雙面埋弧焊工藝進(jìn)行拼接。n封頭成形有熱壓和冷壓之分。n采用熱壓成形時(shí)，為保證成形質(zhì)量，必須控制始壓和終壓溫度。n低碳鋼始壓溫度一般為10001100，終壓溫度為850750。封頭的制造封頭的制造n加熱的坯料在壓制前應(yīng)清除表面的雜質(zhì)和氧化皮。n封頭的壓制是在水壓機(jī)（或油壓機(jī)）上用凸凹模一次壓制成形，不需要采取特殊措施。n已成形的封頭還要對其邊緣進(jìn)行加工，以便與筒體裝配。n一般應(yīng)先

9、在平臺上劃出保證直邊高度的加工位置線，用氧氣切割的方法割去加工余量。封頭的制造封頭的制造n也可采用封頭余量切割機(jī)，在切割余量的同時(shí)，可直接割出封頭邊緣的坡口（V形），經(jīng)修磨后直接使用。n如對坡口精度要求高或其它形式的坡口，一般是將切割后的封頭放在立式車床上進(jìn)行加工，以達(dá)到設(shè)計(jì)圖樣的要求。n封頭加工完后，對主要尺寸進(jìn)行檢查，合格后才可與筒體裝配并焊接。封頭的制造封頭的制造封頭余量切割機(jī)示意圖封頭余量切割機(jī)示意圖 1封頭 2割矩 3懸臂 4立柱 5傳動(dòng)系統(tǒng) 6支座2筒節(jié)的制造筒節(jié)的制造n當(dāng)筒體直徑在800mm以下時(shí)，可以采用單張鋼板卷制而成，這時(shí)筒節(jié)上只有一條縱向焊縫；n當(dāng)筒體直徑為8001600

10、mm時(shí)，可用兩個(gè)半圓筒焊接而成，筒節(jié)上有兩條縱焊縫；n若筒體直徑為10003000mm或更大時(shí)，應(yīng)視鋼板的規(guī)格確定筒節(jié)上采用一條或兩條縱焊縫。n筒節(jié)制造的一般過程為：n原材料檢驗(yàn)劃線下料邊緣加工卷制縱縫裝配縱縫焊接焊縫檢驗(yàn)矯圓復(fù)檢尺寸裝配筒節(jié)制造的工藝過程筒節(jié)制造的工藝過程n筒節(jié)可采用剪切或半自動(dòng)切割下料；n下料前先劃線，包括切割位置線、邊緣加工線、孔洞中心線及位置線等；n其中管孔中心線距縱縫及環(huán)縫邊緣的距離不小于管孔直徑的0.8倍，并打上樣沖標(biāo)記。筒節(jié)的制造筒節(jié)的制造筒節(jié)的劃線筒節(jié)的劃線n中低壓壓力容器的筒節(jié)可在三輥或四輥卷板機(jī)上冷卷而成，卷制過程中要經(jīng)常用樣板檢查曲率，卷圓后其縱縫處的棱角

11、、徑縱向錯(cuò)邊量應(yīng)符合技術(shù)要求。n筒節(jié)卷制好后，在進(jìn)行縱縫焊接前應(yīng)先進(jìn)行縱縫的裝配，主要是采用杠桿螺旋拉緊器、柱形拉緊器等各種工裝夾具來消除卷制后出現(xiàn)的質(zhì)量問題，滿足縱縫對接時(shí)的裝配技術(shù)要求，保證焊接質(zhì)量。筒節(jié)的制造筒節(jié)的制造n裝配好后即進(jìn)行定位焊。n筒節(jié)的縱環(huán)縫坡口是在卷制前就加工好的，焊前應(yīng)注意坡口兩側(cè)的清理。n筒節(jié)縱縫焊接的質(zhì)量要求較高，一般采用雙面焊，順序是先里后外。筒節(jié)的制造筒節(jié)的制造n縱縫焊接時(shí)，應(yīng)做產(chǎn)品的焊接試板；n同時(shí)，由于焊縫引弧處和熄弧處的質(zhì)量不好，故焊前應(yīng)在縱向焊縫的兩端裝上引弧板和熄弧板。n筒節(jié)縱縫焊接后還須按要求進(jìn)行無損探傷，再經(jīng)矯圓，滿足圓度的要求后才送入裝配工序。筒

12、節(jié)的制造筒節(jié)的制造3容器的裝配工藝容器的裝配工藝n容器的裝配是指各零部件間的裝配；n接管、人孔、法蘭、支座等的裝配較為簡單，在此不介紹；n下面主要分析筒節(jié)與筒節(jié)以及封頭與筒節(jié)之間的環(huán)縫裝配工藝。（1）筒節(jié)與筒節(jié)之間的環(huán)縫裝配）筒節(jié)與筒節(jié)之間的環(huán)縫裝配n環(huán)縫要比縱縫裝配困難得多，其裝配方法有立裝和臥裝兩種。n立裝適合于直徑較大而長度不太大的容器，一般在裝配平臺或車間地面上進(jìn)行。n臥裝一般適合于直徑較小而長度較大的容器，多在滾輪架或V形鐵上進(jìn)行。n筒節(jié)與筒節(jié)裝配前，可先測量周長，再根據(jù)測量尺寸采用選配法進(jìn)行裝配，以減少錯(cuò)邊量；n或在筒節(jié)兩端內(nèi)使用徑向推撐器，把筒節(jié)兩端整圓后再進(jìn)行裝配。n另外，相鄰

13、筒節(jié)的縱向焊縫應(yīng)錯(cuò)開一定的距離，其值在周圍方向應(yīng)大于筒節(jié)壁厚的3倍以上，并且不應(yīng)小于100mm。筒節(jié)與筒節(jié)之間的環(huán)縫裝配筒節(jié)與筒節(jié)之間的環(huán)縫裝配（2）封頭與筒體的環(huán)縫裝配）封頭與筒體的環(huán)縫裝配n該環(huán)縫裝配也可采用立裝和臥裝；n當(dāng)封頭上無孔洞時(shí)，也可先在封頭外臨時(shí)焊上起吊用吊耳，便于封頭的吊裝。n立裝與前面所述筒節(jié)之間的立裝相同。n臥裝時(shí)，如是小批量生產(chǎn)，一般采用手工裝配的方法。封頭簡易裝配法封頭簡易裝配法n1封頭 2筒體 3吊耳 4吊鉤 5滾輪架 6形馬n在滾輪架上放置筒體，并使筒體端面伸出滾輪架外400500mm；n用起重機(jī)吊起封頭送至筒體端部；n對準(zhǔn)后橫跨焊縫焊接一些剛性不太大的小板，固定封頭與筒體間的相互位置；n起重機(jī)移開后，用螺旋壓板將環(huán)向焊縫逐段對準(zhǔn)到適合的焊接位置；n再用“形馬”橫跨焊縫并定位焊。封頭與筒體的環(huán)縫裝配封頭與筒體的環(huán)縫裝配n批量生產(chǎn)時(shí)，一般是采用專門的封頭裝配