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1、1主办：兰石集团科技部 2008 年第 9 期 （总 43 期）联系电话：2351375 2008 年 9 月 20 日出版 目 录经验交流非标准椭圆及标准椭圆型封头冲压展开下料尺寸的计算（1）氨用 U型壳式换热器的开发与研制（2）泥浆泵冲数的测量原理与实现（4）质量与工艺长筒类锻件常见质量问题与解决办法（5）长输管道焊接质量检验（6）轧辊锻造工艺分析（7）内部刊物2标准规范中外承压设备用板材标准中保证力学性能最大厚度的比较（9）制造浅析全压力液化石油气储罐的安全设计（11）国内外动态中国大型煤制油装置即将开车（12）小知识关于专业术语“供电、配电”二者的合理应用（13）快讯新购国家、行业标准
2、信息 （13）国家新发布的标准信息（一）（14）行业新发布的标准信息（一）（15）3经验交流非标准椭圆及标准椭圆型封头冲压展开下料尺寸的计算1、前言在石油化工设备压力容器制造中的椭圆形封头整体冲压成形加工，应对封头的展开下料和冲压成形后的几何形状尺寸加以质量控制，要保证所冲压成形的封头几何尺寸符合图纸技术要求，就必须对封头的制造全 部过 程 加 以 控 制 ， 其 质 量 控 制 环 节 阐 述 如 下 。2、封头毛坯展开下料直径计算石油化工设备压力容器上的凸形封头分为标准椭圆形封头、任意长短轴的非标准椭圆形封头、碟形封头等。对于标准椭圆形封头和碟形封头冲压毛坯下料展开直径计算可按设计手册公式
3、进行。而对于非标准椭圆形封头，则需按展开原理运用数学进行推导计算公式，使之下料合理，从而确保冲压封头质量。现对非标准椭圆形封头下料毛坯展开直径计算公式进行推导。由于这种封头的主截面曲线是椭圆曲面和直边高度 h圆柱组成（见图 1）,其表面积由两部份构成。 由椭圆形曲面构成展开计算公式 Fq ,按等面积展开理论，对封头表面积进行积分求得封头展开下料直径计算公式(见图 2).3、椭圆封头冲压展开直径计算按照 GB150一 1998钢制压力容器所规定的几何参数 K=Di/2H值代入通解公式。得出非标准、标准型椭圆封头冲压展开直径计算公式列于表 1。根据制造厂加工方式的不同，所计算出的数值适当增加切边余
4、量。44、结语应用科学方法对封头冲压下料毛坯直径展开的关键在于:(1)推导出精确计算毛坯下料展开直径公式；(2)通过冲压工艺计算，确定冲压模具结构形式是否采用压边装置，从而保证冲压封头质量符合要求。节选压力容器2008 年第 6期氨用 U型壳式换热器的开发与研制1、前言传统 U型管换热器的结构为:U 型换热管与管板焊接后，置于一个壳程筒体内，与管箱用主螺柱将管板夹持在中间。这样导致管、壳程的直径较大，壁厚大，耗材多。而此次研制的 U型壳式换热器是某化工有限公司“30 万吨合成氨装置”中所需换热器设备，以前是引进国外设备，此次在国产化设计时，借鉴了国外设备形式，将壳程壳体也设计成 U型。这种换热
5、器结构紧凑、占用空间小、直径小、壁厚薄、省材，另外法兰连接处采用挡圈结构，拆装也比较方便，替代了进口设备，降低了成本，具有较好的经济效益和社会效益。设备主要参数见表 1。2、 氨 用 U型 壳 式 换 热 器 设 备 的 结 构U型壳式换热器结构见图 1。管箱与壳程的法兰螺柱连接见图 2。2.1管箱结构氨用新型 U型壳式换热器管箱为两个管箱(即两管箱分体，取消了常规管箱短节的结构)，单个管箱采用的设备法兰、进出口接管和接管法兰为整体锻件结构形式。2.2壳程结构新型 U型壳式换热器的壳程筒体由两个小直径直筒体和一个 U型非圆壳体构成，与换热器 U宇形状相适应，形成 U型管 U型壳式换热器结构。5
6、2.2.1 直管段壳体直 管 段 壳 体 的 结 构 为 :一 端 焊 有 等 径 设 备法 兰 的 两 个 圆 筒 体 按 照 一 定 的 距 离 与 另 一 端 非圆 结 构 法 兰 组 焊 一 体 构 成 直 管 段 壳 体 ， 见 图3。2.2.2 U型弯管部分非圆壳体U 型弯管部分壳体的结构为非圆结构。从正面看为半圆形封头加一个法兰，而其剖面为长圆体结构，国外设备该件为铸件，在我国的标准规范中要求铸件一般不用于压力容器设备，且铸件不易铸造和加工周期长，故选用焊接结构。将此焊接结构(见图4)分解为:(1)碟封头(2)非圆壳体(3)非圆法兰3、氨用型管式换热器的设计管箱和 U型弯管部分非
7、圆壳体结构特殊，无法用常规方法设计，采用应力分析方法设计，使用 AN-SYS软件，建立结构的 1/4力学模型，在两个剖面上加对称约束，壳体内表面加内压，法兰垫片面加垫片压紧力，螺栓面加螺栓载荷，求解，应力分布见图 5，对分析结果采用 JB4732的方法进行强度评定。 图 54、 氨 用 U型 壳 式 换 热 器 的 制 造 要 点由于此设备与常规 U型管换热器结构完全不同，其结构特殊，对制造组装提出了较高的要求。4.1 管板及折流板为保证管板及折流板的对中性，把折流板、管板按工作位置顺序点焊好，再进行划线钻孔。4.2 U型弯管部分非圆壳体壳体为非圆结构，它由两个半圆环碟体加非圆壳体法兰构成。4
8、.3 管束与壳体组装首先将一次加工合格的管板(16Mn)与一次加工合格的管板裙组对焊接。其次把拉杆装于合格的管板和管板裙的组焊件上，按钻孔时的顺序组对折流板，利用工装保证两管板组装间距后，穿入梅花形数组 U型换热管，其目的是自然调整折流板与管板的同心度。最后将 U型弯管部分非圆壳体与直管壳体组装连接。64.4 压力试验按图样规定压力进行壳程的水压试验。5、结语氨用 U型壳式换热器的开发与研制，使换热器直径变小、结构紧凑、节省材料、加工方便、占用空间小、便于装拆、经济实惠，完全满足氨合成工艺过程中对氨气的冷却，提高了压缩机的压缩效率，降低了成本，提高经济效益和社会效益，在行业中有望得到推广和应用
9、。节选压力容器2008 年第 6期泥 浆 泵 冲 数 的 测 量 原 理 与 实 现1、引言泥浆是石油钻井系统的血液，钻井系统通过泥浆的循环实现对井底钻头的冷却和井底岩削的外运等功能。泥浆泵就象是人体的心脏，给泥浆循环提供动力。泥浆泵冲数是整个循环系统的重要参数之一，司钻时关注该数据，才能更好地掌控整个钻井过程。2、泥浆泵冲数的测量原理要实现对泥浆冲数的测量，最简单的办法就是计一分钟的冲次，然后刷新显示。这种方法虽然精度高，但实时性差，一般不被采用。目前最现实的方法是通过测量两个冲次的时间间隔，即泵冲周期，然后计算出泥浆泵冲数。这种方案实时性好，只要合理地选择计算方法也可以达到很高的精度。用计
10、数器对一个固定频率 fa的脉冲信号在两个泥浆泵冲次之间进行计数，用这个结果去控制另一个倒数分频器对另一个固定频率 fb的脉冲信号进行分频，这样就得到一个和泥浆泵冲信号频率 fm成正比的脉冲信号，其频率为 fx。适当地选择 fa、f b就可以在一秒内测量出 fx，得到泥浆泵冲数。3、用数字集成电路来实现泥浆 泵冲数的测量如 图 1所示为数子式泥浆泵冲数测量框图，整个测量电路由周期计时锁存器、1/N分频器、泵冲计数显示器、系统控制器等组成。系统控制器由振荡器和分频器等组成，它输入泥浆泵冲开关信号，输出1/2fm、65536Hz 、65536/60Hz、0.5Hz 等脉冲信号，和“0”泵冲信号等控制
11、信号，完成对整个系统的控制。使泥浆泵冲数测量电路在两秒钟之内完成对泵冲的计数和显示。依照这一方案制造的泥浆泵冲数测量仪已应用于现场，整个仪器显示精确而稳定。4、用可编程控制器来实现泥浆泵冲数的测量如 S7-300PLC 泥浆泵冲数测量程序表71 所示，这个程序的核心就是对泥浆泵冲周期的测量，本程序选用 SE 扩展脉冲定时器来完成这项工作。5、结束语在低频信号的测量中，大都采用测量其周期然后换算出频率的原理进行。实践证明，以上所阐述的两种测量方案对泥浆泵冲数进行测量，具有实施简单、可靠性能高、实时性好等优点。目前已在多套钻井系统中得到应用。这两 种 方 案 还 可 应 用 到 其 他 信 号 的
12、 频率 的 测 量 上 。节选电气传动自动化2008 年第 3 期质量与工艺长筒类锻件常见质量问题与解决办法在重型装备制造中，根据工作需要和使用要求，很多零部件的外形都设计成长筒型，并要求采用锻造成形。在自由锻造中，为节约制造成本，减少毛坯加工余量，长筒类锻件均采用芯棒拔长。对于薄壁长筒件锻造难度非常大，也容易出现质量问题。长筒类锻造毛坯常见的质量问题有:端面不齐、壁厚不均、端部纵向开裂、内孔重皮、内壁裂纹、外表面粗糙、锻件弯曲等，同时，在锻造过程中也经常出现芯棒与坯料咬死的现象，使锻造变形无法继续，甚至导致坯料不能原件使用。根据多年的质量检验与现场跟踪调查资料，我们对常见的质量问题进行了 仔
13、 细 的分 析 与 研 究 ， 找 出 了 相 应 的 解 决 办 法 。1、锻造成形工艺介绍筒形件的自由锻造工艺流程为:下料镦粗冲孔芯棒拔长。对于薄壁长筒锻件，芯棒拔长工序包括预拔长和拔长至成品尺寸。所用的主要工附具有冲子和芯棒。2、典型质量问题分析2.1 毛坯端面不齐2.2 壁厚不均2.3 端部纵向开裂2.4 内孔重皮 2.5 内壁裂纹2.6 外表面粗糙 82.7 锻件弯曲3、应采取的措施及注意事项 为避免上述质量问题的发生，在工艺设计和实际操作环节应注意以下几方面:(1)严格执行加热规范，坯料要加热均匀，且热透。各锻造火次都要控制始锻、终锻温度。(2)拔长下料后，坯料的两端面应平整。如用
14、剁刀切料，端面毛刺要错移干净，最好采用大截面切割下料。(3)墩粗时坯料要放正，即坯料轴线与地面应垂直。在满足锻比和冲孔条件下，尽量减少镦粗量，以此减少拔长量。(4)冲孔时冲子要放正，不能歪斜，冲子轴线尽量与坯料轴线相接近。冲孔时产生的毛刺或飞边要吹样清理干净。(5)在芯棒预拔长火次要根据料温情况尽量锻造到最大长度，尽可能减少最后一火的工作量。 因最后一火坯料壁薄，温度降低比较快，可锻时间比较短。(6)芯棒表面要光滑，工作面要有1/50 1/100的锥度，无弯曲。对于直径大于 200mm的芯棒，使用时内部必须用循环水加以冷却。(7)芯棒拔长时，每次翻转角度应均匀，压下量也应均匀。(8)拔长前套芯
15、棒时，应使芯棒凸缘与毛坯端部有一定间距。若套入坯料离轴肩较远，在锻出轴肩那一端以后，不能保证顶住锻件，结果，锻件不能沿芯棒锥度部分正常下降，导致从芯棒取下锻件困难。(9)芯棒拔长操作时，在高温下锻造两端，防止端部形成裂纹。4、结语通过对长筒类锻件的质量进行统计与分析，总结出常见缺陷的成因及改进措施。对工艺参数和操作方法改进调整后，产品质量显著提高。本文仅是针对锻造过程中容易出现的质量问题进行了总结与分析。实际生产中还会遇到因钢锭冶金质量问题而造成的锻件报废、超声波探伤内部缺陷超标等情况，这些都需要在上道工序给予解决。节选大型铸锻件2008 年第 4期长输管道焊接质量检验优秀的焊接质量对于保证长输管道运行的安全性及可靠性具有重要的意义。在长输管道的质量控制体系中，焊接责任工程师应当认真编制、审核、签发焊接技术文件。同时，焊接责任师要与材料责任师、检测责任师保持联系、互相配合，以便随时掌握管道施工过程中的材料质量状况、材料的代用情况以及质量检验的情况，以便于及时修改、拟定、签发适合于现场施工条件下的焊接工艺文件。通常焊接结构
