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1、过程设备制造与检测课程设计指导书四12020 年 4 月 19 日文档仅供参考2. 精馏塔制造实例介绍2.1精馏塔上封头制造工艺设计模板上封头的总体生产工艺过程( 工艺过程 ):原材料入库原材料复检预处理划线及标记下料边缘加工开破口拼接修平焊缝热冲压成型修正并去除氧化皮热处理无损探伤封头制造的准备:包括如钢板的检测和保存 , 钢板的预处理方法和工艺 ; 展开计算、划线 , 切割加工等 , 封头的拼接设计 ;钢板的检测和保存:外观检验、几何尺寸检验、理化检验和钢板的超声波探伤 , 其中超声波探伤结果按 ZBJ74003-88 规定的质量分级 , 应不低于级。钢板的处理方法和工艺原材料净化 :原材
2、料在轧制以后以及运输和库存期间, 表面常产生铁锈和氧化皮 , 粘上油污和泥土。经过划线、切割成型、焊接等工序后 , 工件表面会粘上铁渣 , 产生伤痕 , 焊缝及近缝区会产生氧化膜。这些污物的存在 , 讲影响设备制造质量 , 因此必须净化。在设备制造中净化主要有以下目的:22020 年 4 月 19 日文档仅供参考(1) 清除焊缝两边缘的油污和铁锈物 , 以保证焊接质量。(2) 为下道工序做准备 , 即是下道工序的工艺要求。(3) 保持设备的耐腐蚀性。常见的净化方法有 : 手工净化、机械净化、化学净化和火焰净化四种。封头原坯料采用机械净化中的喷砂机除锈。喷砂是大面积去除铁锈和氧化膜的先进方法。它
3、是利用高速喷出的压缩空气流带出来的高速运动的砂粒冲击工件表面而打落铁锈和氧化膜的方法。矫形 :设备制造所用的钢板、型钢、钢管等 , 在运输和存放过程中 , 会产生弯曲波浪变形或者扭曲变形。这些直接影响了划线切割弯卷和装配等工序的尺寸精度 , 从而影响了设备的制造质量 , 有可能造成误差超差而成为废品 , 因此当材料的变形超过允许范围时必须进行矫正处理。常见的矫形方法有手工矫形, 机械矫形 , 火焰加热矫形。划线 :划线是在原材料或经初加工坯料上划出下料线下料线各种位置线和检查线等, 划线工序一般包括对零件的展开计算, 号料和打标记等一系列操作。(1) 封头的展开计算将零件的空间曲面展成平面称为
4、展图, 是划线的主要工作环节。32020 年 4 月 19 日文档仅供参考该封头为标准椭圆形封头, 材料为 06Cr18Ni12Mo2Ti,封头内径 Di=1500mm封头壁厚 =18mm封头中径Dm=Di+=1500+18=1518mm直边高度h=40mm根据等弧长法, 将封头展开成圆形板坯, 其尺寸:Da=1.213Dg+1.5h=1.213 1500+1.5 40=1880mm(2) 号料将展开图正式画在钢板上的作业称为号料 , 其要考虑加工余量 , 加工余量主要包括变形余量 , 机加工余量 , 切割余量 , 焊焊接工艺余量等。由于实际加工制造方法 , 设备 , 工艺过程等内容不尽相同
5、, 因此加工余量的最后确定是比较复杂的 , 要根据实际情况来确定。号料时应注意以下问题如表5-1所示:表 5-1 加工余量选择 :边缘加工余量焊接坡口间隙焊缝收缩量切割余量划线公差7mm4mm-10mm7mm实际用料线尺寸=展开尺寸焊接坡口间隙+焊缝收缩量边缘加工余量 =1880-4+7=1883mm切割下料尺寸线=实际用料线尺寸+切割余量 +划线公差=1880+10+7=1897mm42020 年 4 月 19 日文档仅供参考考虑余量后 , 板坯尺寸取18(mm) 排样样板或零件在钢材上如何排列对钢材的利用率影响很大 , 应尽可能紧凑的排列 , 充分利用钢板。 打标记线完成后 , 为保证加工
6、尺寸精度及防止下料尺寸模糊不清等,在切割线、刨边线、开孔中心及装配线等处均匀打上冲眼 , 用油漆标明标号、产品工号和材料标记移植等 , 以指导切割 , 成型 , 组焊等后续 工序的进行。切割及边缘加工按照所划的切割线从原材料上切割下零件毛坯 , 该工序称为切割 , 常见方法有机械切割 ( 锯床、圆盘剪板机等 ), 热切割 ( 氧气切割、等离子切割等 ) 。机械切割操作简单, 成本低 , 但其生产效率低, 切口精度差 ,而且不适合用于切割太厚、形状较复杂的钢板 , 它只适用于切割矩形或棒料。等离子切割机的特点是切割速度快、切缝狭窄、切口平整、热影响区小、工件变形度低、操作简单, 而且具有显著的节
7、能效果。它不受物性限制 , 可切金属也可切非金属 , 适用于任何材料的切割 , 可是它的成本太高。52020 年 4 月 19 日文档仅供参考气割是用可燃气体与氧气混合燃烧的预热火焰, 将金属加热到燃烧点 , 并在氧气射流中剧烈燃烧而将金属分开的加工方法。可燃气体与氧气的混合及切割氧的喷射是利用割炬来完成的。气割所用的可燃气体主要是乙炔、液化石油气和氢气等。氧炔焰气割过程是 : 预热一燃烧一吹渣。并不是所有金属都能被气割, 只有符合下列条件的金属才能被气割: (1)金属能同氧剧烈反应, 并放出足够的热量。(2) 金属导热性不应太高。(3) 金属燃烧点要低于它的熔点。(4) 金属氧化物的熔点要低
8、于金属本身的熔点。(5) 生成的氧化物应该易于流动。精馏塔封头钢板切割选用等离子切割边缘加工 : 首先 , 按照划线切割余量, 消除切割时边缘可能产生的加工硬化、裂纹、热影响区及其它切割缺陷; 其次 , 根据图样规定 , 加工各种形式 , 尺寸的坡口 , 一般加工方法有手工加工 , 机械加工, 热切割加工。板坯加热因为 相对厚度 /Do 100=18/ 100=0.90.7 且封头冷、热冲压与相对厚度的关系知 , 该封头为热冲压 , 冲压前 , 把板坯加热至始锻温度 , 放在压力机上冲压 , 到终锻温度时停止冲压 , 封头毛坯加工工艺如图 5-1 曲线所示。62020 年 4 月 19 日文档仅供参考图 5-1封头的拼接设计:因为展开计算后的圆形坯料D0 为 mm 1500mm,因此拼焊焊缝数取为 1, 焊缝距圆形中心线距离D0/4=500mm,取 400mm.拼接的焊接方法选择、焊接工艺设计, 工艺参数确定以及相应的检测、热处理方法等 ;拼接的焊接方法选择:手工电弧焊电弧稳定性好, 设备简单、操作维护方便适合全位焊接 , 适用于各种钢种 , 各种角度和各种结构的焊接 , 因电弧温度高 , 焊接速度较快 , 热影响区小 , 焊接接头的机械性能较为理想 , 因此焊接质量好 , 同时 , 手工电弧焊易于分散应力和控制变形 , 所有焊接结72020 年 4 月 19 日