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2022

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壓力容器的主要制造工藝

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　　制造工藝

　　壓力容器的制造工藝包括原材料的準(zhǔn)備、劃線、下料、彎曲、成形、邊緣加工、裝配、焊接、檢驗等。

　　原材料的準(zhǔn)備

　　鋼材在劃線前首先要對鋼材進行預(yù)處理。鋼材的預(yù)處理是指對鋼板、管子和型鋼等材料的凈化處理、矯形和涂保護底漆。

　　凈化處理主要是對鋼板、管子和型鋼在劃線、切割、焊接加工之前和鋼材經(jīng)過切割、坡口加工、成形、焊接之后清除其表面的銹跡、氧化皮、油污和焊渣等。

　　矯形是對鋼材在運輸、吊裝或存放過程中所產(chǎn)生的變形進行矯正的過程。

　　涂保護漆主要是為提高鋼材的耐蝕性、防止氧化、延長零部件及裝備的壽命，在表面涂上一層保護涂料。

　　劃線

　　劃線是壓力容器制造過程的第一道工序，它直接決定了零件成形后的尺寸精度和幾何形狀精度，對以后的組對和焊接工序有著很大的影響。

　　劃線是在原材料或經(jīng)初加工的坯料上劃出下料線、加工線、各種位置線和檢查線等，并打上（或?qū)懮希┍匾臉?biāo)志、符號。劃線工序通常包括對零件的展開、放樣和打標(biāo)記等環(huán)節(jié)。劃線前應(yīng)先確定坯料尺寸。坯料尺寸由零件展開尺寸和各種加工余量組成。確定零件展開尺寸的方法主要有以下幾種：

　　1)作圖法：指用幾何制圖法將零件展開成平面圖形。

　　2)計算法：指按展開原理或壓（拉）延變形前后面積不變原則推導(dǎo)出計算公式。

　　3)試驗法：指通過試驗公式?jīng)Q定形狀較復(fù)雜零件的坯料展開尺寸，這種方法簡單、方便。

　　4)綜合法：指對過于復(fù)雜的零件，可對不同部位分別采用作圖法、計算法來確定坯料展開尺寸，有時也可用試驗法配合驗證。

　　制造容器的零件可分為兩類：可展開零件和不可展開零件，如圓形筒體和橢圓形封頭就分別屬于可展開與不可展開零件。

　　切割

　　切割也稱下料，是指在劃過線的原材料上把需要的坯料分離下來的工序。切割方法有機械切割和熱切割兩種。

　　1.機械切割

　　機械切割主要包括剪切、鋸切、銑切和沖切等，其特點是在切割過程中機械力起主要作用。

　　(1)剪切

　　剪切是將剪刀壓入工件中，使剪切應(yīng)力超過材料的抗剪強度而達到剪斷的目的。這種方法效率高、切口精度高，只要材料硬度和尺寸合適均可采用，但距切口附近2~3mm的金屬有明顯硬化現(xiàn)象。按被剪切的平面形狀，可分為直線剪切和曲線剪切。

　　1)直線剪切

　　利用直線形長剪刃進行剪切的剪床有兩種，分別為平口剪床和斜口剪床。

　　平口剪中，兩直線切削刃平行，剪切過程沿切削刃長度同時進行，故剪切力大且沖擊性強，適用于剪切厚而窄的條料。

　　斜口剪中，兩直線切削刃斜交成一定角度，剪切過程沿切削刃長度逐步進行，故剪切力比平口剪在剪相同厚度的工件時要小，沖擊性降低，適用于剪切薄而寬的板料。

　　在設(shè)備制造中，剪切直線形工件多采用龍門剪床。該剪床使用方便、送料簡單、剪切速度快、精度高。

　　(2)鋸切

　　鋸切屬于切削加工，所用的設(shè)備有砂輪鋸、圓盤鋸等。鋸切一般多用于管件和型材的切割。

　　2．氧氣切割

　　氧氣切割簡稱氣割，也稱火焰切割。氧氣切割屬于熱切割，切割時需要一個預(yù)熱火焰，但只有火焰并不能實現(xiàn)切割，關(guān)鍵在于還要有高速純氧氣流。

　　3．等離子切割

　　等離子是物質(zhì)的一種狀態(tài)，物質(zhì)被全部電離成正、負(fù)離子。等離子切割是利用高溫、高速等離子焰流來熔斷材料以形成切口，它屬于熱切割中的高溫熔化切斷。它不受物性限制，可切割金屬也可切割非金屬，但主要用于切割不銹鋼、鋁、銅、鎳及其合金。

　　成形

　　筒體的成形

　　筒體是由若干筒節(jié)通過環(huán)向焊縫焊接構(gòu)成，筒節(jié)是通過板材卷圓和縱向焊縫焊接而成。這筒節(jié)的卷圓原理筒節(jié)卷圓也稱滾圓或卷板，是筒節(jié)的基本制造方法。滾彎原理是利用卷板機對鋼板施以連續(xù)均勻的塑性彎曲以獲得圓柱面。

　　封頭的成形

　　封頭成形的方法主要有沖壓法、旋壓法和爆炸成形法三種。目前常用的方法是沖壓法和旋壓法。

　　焊接

　　焊接是通過加熱或加壓，或兩者兼用，使焊件達到原子間結(jié)合并形成永久接頭的工藝過程。世界每年鋼材消耗量的50%都有焊接工序的參與。

　　焊接可分為三大類：熔焊、壓焊和釬焊。

　　(1)熔焊

　　將要焊接的工件局部加熱至熔化，冷凝后形成焊縫而使構(gòu)件連接在一起的加工方法。包括電弧焊、氣焊、電渣焊、電子束焊、激光焊等。熔焊是廣泛采用的焊接方法，大多數(shù)的低碳鋼、合金鋼都采用熔焊方法焊接。特種熔焊還可以焊接陶瓷、玻璃等非金屬。

　　(2)壓焊

　　焊接過程中必須要施加壓力，可能加熱也可能不加熱才能完成的焊接。其加熱的主要目的是為使金屬軟化，靠施加壓力使金屬塑變，讓原子接近到相互穩(wěn)固吸引的距離，這一點與熔焊時的加熱有本質(zhì)的不同。壓焊包括電阻焊、摩擦焊、超聲波焊、冷壓焊、爆炸焊、擴散焊、磁力焊。其特點是焊接變形小、裂紋少、易實現(xiàn)自動化等。

　　(3)釬焊

　　將熔點比母材低的釬料加熱至熔化，但加熱溫度低于母材的熔點，用熔化的釬料填充焊縫、潤濕母材并與母材相互擴散形成一體的焊接方法。釬焊分兩大類：硬釬焊和軟釬焊。硬釬焊的加熱溫度大于450℃，抗拉強度大于200MPa，經(jīng)常用銀基、銅基釬料，適于工作應(yīng)力大、環(huán)境溫度高的場合，比如硬質(zhì)合金車刀、地質(zhì)鉆頭的焊接。軟釬焊的加熱溫度小于450℃，抗拉強度小于70MPa，適于應(yīng)力小、工作溫度低的環(huán)境，比如電路的錫基釬焊。