压力容器封头制造工艺指导.doc

普通高等学校“十一五”国家级规划教材
过程设备制造与检测
——压力容器封头制造工艺设计指导
陕西科技大学 编著
机电过控系 审
化学工业出版社
教材出版中心
第一章. 封头制造通用工艺规程
1 范围
1.1本规程规定了椭圆形封头下料、拼板、焊接、成形、检验等的方法和要求。
1.2 本规程规定Q345R材料制椭圆形封头的制造。
2 总则
封头的制造除符合本规程的规定外,还应遵守国家颁布的有关法令、法规、标准、和其它相应规程和图样及专用工艺文件的要求。
3 材料
3.1 封头用材料应符合相应材料标准的规定,并附有钢板生产单位的钢材质量证明书和确认标记。
3.2制造一、二类及无类压力容器的封头的材料质量证明书项目齐全,实物标志清楚,可不复验。若材料质量证明书项目不齐全或齐全但实物标志不清楚者,必须复验合格。
3.3 三类压力容器的封头的材料必须质量证明书项目齐全,并与实物标志相符,且经本公司复验合格。
4制造检验流程
4.1 封头制造检验流程见图4--1。
4.2下料
4.2.1 封头尽量下整体料,如需拼接时,封头各种不相交的拼焊焊缝中心线间距离至少应为封头钢材厚度的3倍,且不小于100㎜。当封头由瓣片和顶圆板拼接制成时,接头方向只允许是径向和环向的,中心顶圆板直径应小于1/2DN。
4.2.2 封头瓣片和顶圆板应用整板制造,不得拼接。
4.2.3封头按展开尺寸(外协成形封头下料尺寸按外协厂家要求)划线,采用机械加工、等离子切割或氧乙炔焰气割等方法进行下料和切割坡口,切割后必 须去净割瘤、飞溅、毛刺及氧化层,并用砂轮打磨呈金属光泽,坡口表面不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷。
Q345R钢材经火焰气割的坡口表面,应进行磁粉或渗透检测。
图4-1
4.3 拼接
4.3.1 封头拼接坡口型式及尺寸按专用焊接工艺,坡口表面应平整、光滑。
4.3.2 封头拼接时,对口错边量不得大于钢板厚度的10%,且不大于1mm,复合钢板的对口错边量不得大于钢板复层厚度的30%,且不大于1mm,棱角度应不大于0.1δn+1且不大于2mm(δn为名义厚度)。
4.3.3封头拼焊前,须将焊缝两侧各30mm范围内的氧化物、油污、锈蚀等杂物彻底清除干净。采用手工电弧焊方法施焊的焊缝两侧各150mm范围内应涂刷石灰水,以防止飞溅沾附在钢板上。
4.3.4焊接规范按专用焊接工艺进行。
4.3.5封头拼接板在成形前应清除焊瘤、焊渣、飞溅物,椭圆形的拼接焊缝、锥形封头过渡部分的拼接焊缝内外表面在成形前应将焊缝余高打磨至与母材平齐。拼接焊接接头表面不得有裂纹、咬边、气孔、弧坑和飞溅物。
4.3.6 拼接接头外观检查合格后,按有关规定打上焊工钢印对低温压力容器和采用疲劳分析设计的封头,不得打钢印。
4.3.7封头在成形前,可根据实际情况进行必要的无损检测(射线或超声),以作为工序间的质量控制。
4.4成形
4.4.1 依据封头的类型、规格、材质,可采用冲压、旋压和卷制等方法成形。
4.4.2 采用冲压成形的Q345R的封头,一般应采用热压
4.4.4封头压制时,其模具应分别按冷成形选取;模具的规格应与被压的封头一致,模具的表面不得有毛刺或硬块。
4.4.4.3 压边时凹模及压边圈的工作表面应保证光洁。
4.4.4.4 对热冲压封头使用中性火焰或电炉加热;封头坯料装炉时,板材要垫起,防止局部发烧。
4.4.4.5 升温 随炉升温,升温温度按表4-2。
4.4.4.6 保温 保温时间:M=δ·k分/min(δ=板厚,k=1分/min)。
4.4.4.7 压制前应清除坯料氧化皮,并将有材质钢印标记的一面朝外。
4.4.4.8 压制时使坯料在模具上放正,其偏心值不应大于3mm。
4.4.4.10 模具需润滑,润滑剂的配方可参考表4-3。
表4-2 热压封头加热和停压温度
材料
Q345R
加热温度 ℃
960~1050
保温时间 分
按 板 材 厚 度 ,每 分 钟 1㎜ 计 算
始压温度 ℃
930~1000
停压温度 ℃
≥800
注:*压后应尽快冷却。
表4-3 模具润滑剂配方
碳素钢、低合金钢
石墨粉40﹪+机油60﹪
4.4.4.11 封头压形后,标记产品工号、件号、直径、厚度。
4.4.5 成形封头端部应切边,作为尺寸形状检测的测量基准,封头不允许毛边交货,端部坡口型式和尺寸由技术部门在图样和技术附件中规定。
4.4.5.1成形后的封头应置于坡口切割机上找正,划出直边位置线,并打上洋冲眼(低温钢设备除外),对于不锈钢封头及其有特殊要求的设备,应在线外留 3-5mm机加余量。
4.4.5.2 Q345R应采用机械加工或火焰气割法切除直边的多余部分和切出端部坡口,若采用火焰气割法切割除直边的多余部分并割出端部坡口时,须用手砂轮修磨坡口至呈金属光泽。
4.4.5.3采用机加时 先在背面点焊装卡支脚(支脚材料与母材一致)。加工完毕后, 应去掉装卡支脚,并将焊瘤、焊渣飞溅等打磨干净,并对合金钢、不锈钢封头的打磨处进行着色检查。
4.4.6外协压制的封头,检验部门应对外协封头的几何尺寸和形状、最小成形厚度、无损检测等按本规程及相应的封头标准要求进行检查和复验。
4.6 检验
4.6.1外协压制的封头,检验部门应对外协封头的几何尺寸和形状、最小成形厚度、无损检测等按本规程及相应的封头标准要求进行检查和复验。
4.6.2椭圆形封头的直边倾斜度应符合表4-4的规定。测量封头直边倾斜度时,不应计入直边增厚部分。
表4-4 mm
直边高度
h
倾斜度
向外
向内
25
≤1.5
≤1.0
40
≤2.5
≤1.5
其它
6%h,且不大于5
4%h,且不大于3
4.6.3封头直径和外圆周长公差应符合表4-5的规定。
4.6.4封头切边后,在直边部分实测等距离分布的四个内直径,以实测最大值与最小值之差作为圆度公差,圆度公差应不大于0.5%Di,且不大于25mm,且δs<12mm时,应不大于0.8%Di,且不大于25mm。
4.6.5封头切边后,在封头端面任意两直径位置上放置直尺或拉紧钢丝,在直尺或钢丝交叉处测量封头总深度(高度),封头总深度(高度)公差为(-0.2~0.6) Di。
4.6.6用弦长相当于封头内直径的间隙样板,检查封头内表面的形状公差,如
图4-2示。检查时应使样板垂直于待测表面,可避开焊缝进行测量。椭圆形、碟形、球冠形封头内表面的形状公差应符合以下要求:
a) 样板与封头内表面间的最大间隙:外凸不得大于1.25% Di,,内凹不得大于0.625% Di;
表4-5封头主要尺寸允许偏差 ㎜
公称直径
DN
钢材厚度
δs
直径公差
ΔDi
外圆周长公差
1600≤DN<3000
10≤δs<22
-3~+4
-9~+12
b)样板轮廓曲线线性尺寸的极限偏差按GB/T1804—2000中m级的规定。
4.6.8 椭圆形封头的直边部分不得存在纵向皱折。直边高度公差为(-5~10)%h

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