过程设备制造与检测课程设计指导书第五章

5. 锁斗制造工艺设计实例

5.1 锁斗左椭圆形封头制造工艺介绍 锁斗的左封头制造

椭圆封头制造工艺简明流程图

材检——喷丸——探伤——号料——气割——刨坡口——坡口探伤——装焊拼缝——探伤—装焊——探伤——热成形——探伤——正火加回火——喷丸——正火加回火—— 炉外消氢 ——探伤 椭圆封头制造工艺过程卡片

工序号 工序名称 工艺要求及工序图

1 材检 钢板除应符合GB6654《压力容器用钢板》

的有关规定外，尚应符合3311-00JT中的有 关要求。

质证齐全、标记清楚。 2 喷丸 钢板单面喷丸，彻底除锈。

3 探伤 对钢板进行100%UT检测，按JB/T4730.3-20 05及3311-00JT中的有关要求执行。 4 号料 号出椭圆封头的下料线，封头的下料尺寸

为：

Ф=4384

5 气割 按线气割下料并清理熔渣。 6 刨坡口 按图刨封头拼缝坡口

7 坡口探伤 拼缝坡口进行100%MT，按JB4730.4-2005

中Ⅰ级合格

8 装焊拼缝 1 组焊封头拼缝

2 焊接详见焊接工艺说明书 3 打磨 清理焊缝表面

9 探伤 拼缝坡口进行100%MT，按JB4730.4-2005

中Ⅰ级合格

10 热成形 1 冲压前，把板抷加热至始锻温度，放在水

压机上冲 压 成形后，执行热处理工艺

2 检查封头端口尺寸

11 探伤 焊缝及热影响区内外表面MT，整个椭圆面

进行UT 检测。

12 正火加回火 1封头进行正火加回火处理，执行热处理

工艺

2 带封头母材试板及拼缝试板 3 封头母材试板取1/2模拟后送检 4 检测封头端口尺寸

13 喷丸 钢板单面喷丸，处理表面氧化皮。 14 正火加回火 封头进行正火加回火处理，执行热处理工

艺

15 立车 立车封头端坡口和人孔开孔与人孔法兰的

焊接坡口 。

16 炉外消氢 用环形加热装置进行炉外消氢执行热处理 工艺。

17 探伤 所有坡口进行100%MT，按JB/4730.4-2005

中合格

封头的工艺设计

选材

压力容器的选材原理

1．具有足够的强度，塑性，韧性和稳定性。 2．具有良好的冷热加工性和焊接性能。

3．在有腐蚀性介质的设备必须有良好的耐蚀性和抗氢性。 4．在高温状态使用的设备要有良好的热稳定性。 5．在低温状态下使用的设备要考虑有良好的韧性。 封头选材

压力容器材料的种类：1．碳钢，低合金钢；2．不锈钢；3．特殊材料：

①复合材料（16MnR+316L）；②钢镍合金；③超级双向不锈钢；④哈氏合金（NiMo:78% 20%合金）

锁斗是煤气化装置重要设备之一，主要起储存和排放炉渣的作用，是一台承受循环载荷的压力容器。按其载荷性质设备遵循压力容器应力分析设计规范锁斗内的工作介质为气化炉渣/黑水，含有硫化氢,氯离子，硫酸根离子等腐蚀

进行设计和制造，该设备分析设计采用国家标准，材料宜采用16MnR。

性介质，锁斗循环水中的氯离子浓度确实最高，这股水应该与激冷室黑水和洗涤塔黑水的水质差不多，因此具有强腐蚀性，因此需要在锁斗内堆焊6mm厚的不锈钢材料以满足防腐蚀要求，因此国内采用低合金钢锻件16MnR. 材检

化学成分分析见表4-1

表4-1化学成分

化学成分： 钒V：0.02%～0.15% ；铌Nb：0.015%～0.060% 钛Ti：0.02%～0.20% 物理性质：综合力学性能好，焊接性、冷、热加工性能和耐蚀性能均好，C、D、E

级钢具有良好的低温韧性。

力学性能和工艺性能见表4-2

试验温度见表4-3

表4-3 试验温度

封头的强度计算

因为该筒体主要受内压作用，所以采用封头厚度按内压计算公式 查D-5 碳素钢和低合金钢钢锻件许用应力知［σ］t=110Map

查钢制压力容器焊接接头系数表，采用双面焊对接接头和相当于双面焊的对接接头，焊接接头系数：φ=1

封头为标准椭圆形封头，计算公式为：

δ=KPcDi/(2［σ］tφ-0.5pc)

=1×4.8×3600/（2×123×1-0.5×4.8） =70.95mm

腐蚀余量：C2=5mm

设计厚度：δd=δ+C2=75.95mm，因为封头的厚度为90mm，大于75.95mm，所以容器在该厚度的条件合格。 材料的净化

原材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，所以必须净化。在设备制造中净化主要有以下目的：

（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。

常用的净化方法有：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。这种方法主要用于碳素钢和低合金钢的表面除锈。 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。这些变形直接影响了划线、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，所以当材料的变形超过允许范围时必须进行矫正处理。

矫正处理的实质是调整弯曲件“中性层”两侧的纤维长度。最后使全部纤维等长。调整过程中，可以中性层为准，使长者缩短，短者伸长，最后达到与中性层等长。如对弯曲的钢板和型钢施以适当的反向弯曲使之矫形。另外一种方法是以长者为主，把其余的纤维都拉长而达到矫形目的的拉伸法矫形。主要用于断面较小的管材和线材，如有色金属管拉直，但要注意其延伸率。

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