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1、_12_12_届届_ _焊接技术及自动化焊接技术及自动化_ _专专业业毕业设计（论文）毕业设计（论文）题目：锅炉压力容器的制造 学 号： 姓 名： 罗晓雄 指导教师： 赵敬党 专 业： 焊接技术及自动化 班 级： 12 级焊接班 完成时间： 2015 年 3 月 25 日辽河石油职业技术学院高职学生毕业论文I摘摘 要要一直以来锅炉和压力容器的焊接就面临着复杂而艰巨的技术难题，压力容器 又是涉及多行业、多学科的综合性产品，其建造技术涉及到冶金、机械加工、腐 蚀与防腐、无损检测及安全防护等众多行业。 随着冶金、机械加工、焊接和无损检测等技术的不断进步，特别是以计算机 技术为代表的信息技术的飞速发展
2、，带动了相关产业的发展。在世界各国投入了 大量人力物力进行深入研究的基础上，压力容器技术领域也取得了相应的进展。 为了生产和使用更安全、更具有经济性的压力容器产品，传统的设计、制造、焊 接和检验方法已经和正在不同程度地为新技术、新工艺所代替、而冶金机械加工、 焊接和无损检测等压力容器相关行业的技术进步，是压力容器行业整体制造技术 水平提高的前提条件。关键词关键词: :压力容器，制作工艺，焊接，坡口自动切割机辽河石油职业技术学院高职学生毕业论文 II目目 录录摘 要 .2 第一章产品结构以及材料性能 .4 1.1 产品结构分析.4 第二章储气罐的制作工艺流程 .6 2.1 储气罐的工艺流程.6
3、2.2 材料焊接性分析.6 2.3 钢材预处理.7 2.3.1 钢材的矫正 .7 2.4 下料工艺(方法、设备).8 2.4.1 钢板的划线、号料.8 2.4.2 钢板的剪裁.8 第三章钢板的卷制 .10 第四章装配与焊接工艺 .13 4.1 装配的基本条件.13 4.2 零件的定位.13 4.3 封头成形装配与焊接.14 4.4 筒节的焊缝装配与焊接.15 4.5 附件装配焊接.18 4.6 整体消除应力热处理.19 4.7 罐体的检验.19 4.7.1 无损探伤.19 4.7.2 水压试验.19 结论 .20 致谢 .21 参考文献 .22辽河石油职业技术学院高职学生毕业论文 储气罐的制作
4、工艺流程1第一章第一章 产品结构以及材料性能产品结构以及材料性能1.11.1 产品结构分析产品结构分析压力容器有多种结构形式，最常见的结构为圆柱形、球形和锥形三种。而直 径 2000mm 熔化槽槽体属于圆柱形。其结构简图如图 1 所示，下面简单介绍其结 构特点。 1) 筒体 第是压力容器的重要组成部分，由它构成储存物料或完成化学反应所需要的 大部分压力空间。当筒体直径较小（小于 500mm）时，可用无缝钢管制作。当直 径较大时，一般用钢板卷制或压制后焊接而成，由于熔化槽槽体长 5122 mm 所以 采用第二种方法。 2) 封头 按几何形状不同，有椭圆形封头，球形封头，蝶形封头，锥形封头和平盖等
5、 各种形式。封头和筒体组合在一起构成一台容器壳体的主要部分，也是最主要的 受压元件之一。此储气罐选择的是椭圆形封头。 从制造方法分，封头有整体成形和分片成形后组焊成一体的两种。当封头直 径较大，超出生产能力时，多采用分片成形方法制造，分片成形控制难度大，易 出现不合格产品。对整体成形的封头尺寸、形状，虽然易控制但一般需要有大型 冲压模具的压力机或大型旋压设备，工艺设备庞大，制造成木高。 从封头成形方式讲，有冷压成形、热压成形和旋压成形。对于壁厚较薄的封 头，一般采用冷压成形。 3) 法兰 法兰按其连接的部分分为管法兰和容器法兰。 4) 开孔与接管 辽河石油职业技术学院高职学生毕业论文 装配与焊
6、接工艺2由于工艺要求和检修时的需要，要在石油化工容器的筒体和封头上开设各种 孔或安装接管，如人孔、手孔、视镜孔、物料进出接管等。 5) 支座 压力容器靠支座支撑并固定在基础上。对于该罐体可采 用鞍式支座辽河石油职业技术学院高职学生毕业论文 储气罐的制作工艺流程3第二章第二章 储气罐的制作工艺流程储气罐的制作工艺流程2.12.1 储气罐的工艺流程储气罐的工艺流程2.22.2 材料焊接性分析材料焊接性分析本产品所采用的材质是 16MnR,其特点是焊缝热影响区具有不同程度的淬硬 倾向，焊缝和热影响区对冷裂纹都比较敏感。电弧焊时，各种冷却速度下都可能 在热影响区形成马氏体组织，钢中碳和合金元素的含量愈
7、高，热影响区的淬硬倾 向就愈大，同时金相组织中的马氏体组织的比例就愈高。因此，在拟定其焊接工 艺时，应以防止接头各区马氏体组织和冷裂纹形成及防止热影响区淬硬变脆为基 本出发点。16MnR 钢，化学成分见表 2,力学性能见表 3。焊接性良好，板厚 34mm 以下， 焊前不需预热，焊后也不必进行热处理。自动理弧焊时，由于焊接线能量较大， 焊接区冷却速度较馒，焊前不必预热。本产品板厚为 8mm,所以焊前不需预热，焊 后也不必进行热处理。辽河石油职业技术学院高职学生毕业论文 装配与焊接工艺416MnR 的焊条电弧焊应采用低氢型焊条 E5015。选择埋弧自动焊焊接材料时， 应考虑坡口的形式，板厚和受压部
8、件的热处理工艺。对于不开坡口的对接接头， 由于母材的熔合比比较高，在焊后不进行热处理的场合，可选用合金量较低的 H08MnA 焊丝配 HJ431 焊剂。对于板厚超过 30mm 开坡口的对接接头，应采用 H10Mn2 焊丝配 HJ431 焊剂，对于焊后需作长时间消除应力处理的厚壁容器，应采 用 H08MnMo 焊丝配 HJ530 焊剂。 根据木产品的特点，所选用的焊条为 E5015,焊丝和焊剂分别为 H08MnA 和 HJ431。2.32.3 钢材预处理钢材预处理金属材料预处理是指在下料、装配、焊接前，进行矫正、材料表面除锈清理、 喷涂防护层和烘干等加工工序。它是提高产品质量，延长产品使用寿命，
9、减少环 境污染，提高零件气割下料质量，尤其有利于数控切割机正常工作和设备保养的 有效措施。2.3.12.3.1 钢材的矫正钢材的矫正1) 钢材矫正的目的 钢材在轧制过程、运输、装卸和堆放过程中，由于自重、支撑不当，或在装 卸不良及其他原因，可能会产生弯曲、扭曲、波浪及表面不平等变形。当这些变 形超过一定程度时，会给尺寸的度量、划线、剪裁及其他加工带来困难，而且会 影响到成形零件的尺寸和几何形状的精度，从而影响到装配、焊接和整个产品的 质量。所以划线、下料前应予以矫正 2) 矫正的基本原理 矫正的基本原理是使钢板在外力的作用下产生与原来变形相反的塑性变形， 以消除弯曲、扭曲、皱折、表面不平等变形
10、，从而获得正确形状的过程。对钢材辽河石油职业技术学院高职学生毕业论文 装配与焊接工艺5进行的矫平和矫直称为矫正。2.42.4 下料工艺下料工艺( (方法、设备方法、设备) )2.4.12.4.1 钢板的划线、号料钢板的划线、号料划线和号料就是根据施工图样及工艺上的要求，正确地确定一个欲加工 零件的配料尺寸和形状，并用划线的方法在钢材上号料，同时标注上必要 的加工符号及其他必要内容，用以指导以后各道工序的加工。它直接决定 着零件的尺寸和儿何形状的精度，而且对以后的装配和焊接工序也有很大 的影响。2.4.22.4.2 钢板的剪裁钢板的剪裁钢板的剪裁就是按照所划的切掉线切割出零件的毛坯。钢材的剪裁方
11、法 很多，目前金属结构制造厂常用的主要方法有:机械剪裁，气体火焰切割和等离 子弧切割等。 目前常用的机械剪切机床有:龙门式剪板机，联合式剪板机，盘园式剪板机， 振动式剪板机，以及专用或多用的型钢剪断机等。由于剪切后仍然需要对其进行 开坡口，因此，本设计选用较为方便操作的气体火焰切割方式来进行钢板的下料。气体切割机选用 CG 1 一 30 小车式半自动切剂机见图 6.气体火焰切割原理是利用可燃气体与氧气棍合燃烧形成的预热火焰，将被切割的 金属加热到其燃烧温度，再用喷射出高速氧气流使割缝被加热到燃点的金属发生辽河石油职业技术学院高职学生毕业论文 装配与焊接工艺6剧烈燃烧产生大量热量，并将产生的氧化物熔渣吹除掉，从而把金属分割开来的 一种加工方法。 CG1 一 30 小车式半自动切割机主要技术参数见表 5。开坡口是边缘加工的一种。其方法也很多，有手工铲削，砂轮打磨，用 加工机床进行机械加工，以及气体火焰切割和碳弧气刨等。本设计选用同款式气体切割机，进行坡口加工。气割边缘加工可用自动 或半自动切割机同时用两个或三个割嘴。一次切割就可以切割出 V 型或 X 型坡口 来。辽河石油职业技术学院高职学生毕业论文 参考文献7第三章第三章 钢板的卷制钢板的卷制钢板的卷制是对钢板进行弯曲加工的主要形式。所用
