畢業(yè)設(shè)計(jì)---加氫精制反應(yīng)器制造工藝設(shè)計(jì)

1、<p>　　加氫精制反應(yīng)器制造工藝設(shè)計(jì)</p><p><b>　　專業(yè)： </b></p><p><b>　　班級(jí)： </b></p><p><b>　　姓名： </b></p><p><b>　　學(xué)號(hào)：</b></p>&

2、lt;p><b>　　時(shí)間： </b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師：</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)按照GB150-1998《鋼制壓力容器》及JB4730-2005《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》進(jìn)行制造檢驗(yàn)和驗(yàn)收的，并接受《壓力容器技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》監(jiān)

3、督,此加氫反應(yīng)器屬于III類容器。該產(chǎn)品所用主要材料為2.25Cr-1Mo，在討論2.25Cr-1Mo焊接性的基礎(chǔ)上，詳細(xì)制定了加氫精制反應(yīng)器的制作工藝流程。</p><p>　　本產(chǎn)品制作工藝說(shuō)明書(shū)中，簡(jiǎn)要分析了加氫精制反應(yīng)器的構(gòu)成；根據(jù)材料的特點(diǎn)和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸制作出適合本產(chǎn)品的工藝流程；詳細(xì)論述了加氫精制反應(yīng)器的加工、裝配、焊接一系列的工藝流程。焊接方法主要選用埋弧自動(dòng)焊與焊條電弧焊。 </p&g

4、t;<p><b>　　關(guān)鍵詞：</b></p><p>　　加氫精制反應(yīng)器；制作工藝流程；焊接；</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The design in accordance with the GB150-1998 “Steel Pressure Vessels

5、” and JB4730-2005 “Pressure Equipment NDT” supervision，The hydrogenation reactor vessel belonging to class III. The main materials used in products is 2.25Cr-1Mo, In the discussion on 2.25Cr-1Mo on the basis of welding,

6、elaborated hydrotreating reactor production process。</p><p>　　In the product manual production process, briefly analysis Hydrotreating reactor’s Constitute.</p><p>　　According to characteristics

7、 of the material and the size of the product structure to Make the process suitable for this product.detail discuss Hydrotreating reactor Processing, assembling, welding A series of process, Welding methods selected the

8、submerged arc welding And SMAW.</p><p><b>　　Keywords:</b></p><p>　　hydrotreating reactor; production process; welding</p><p><b>　　,</b></p><p>&

9、lt;b>　　引 言</b></p><p>　　加氫精制也稱加氫處理，石油產(chǎn)品最重要的精制方法之一。指在氫壓和催化劑存在下，使油品中的硫、氧、氮等有害雜質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的硫化氫、水、氨而除去，并使烯烴和二烯烴加氫飽和、芳烴部分加氫飽和，以改善油品的質(zhì)量。有時(shí)，加氫精制指輕質(zhì)油品的精制改質(zhì)，而加氫處理指重質(zhì)油品的精制脫硫。 </p><p>　　20世紀(jì)50年代，加氫方法在石

10、油煉制工業(yè)中得到應(yīng)用和發(fā)展，60年代因催化重整裝置增多，石油煉廠可以得到廉價(jià)的副產(chǎn)氫氣，加氫精制應(yīng)用日益廣泛。據(jù)80年代初統(tǒng)計(jì)，主要工業(yè)國(guó)家的加氫精制占原油加工能力的38.8％～63.6％。 　　加氫精制可用于各種來(lái)源的汽油、煤油、柴油的精制、催化重整原料的精制，潤(rùn)滑油、石油蠟的精制，噴氣燃料中芳烴的部分加氫飽和,燃料油的加氫脫硫,渣油脫重金屬及脫瀝青預(yù)處理等。氫分壓一般分1～10MPa，溫度300～450℃。催化劑中的活性金屬組分常

11、為鉬、鎢、鈷、鎳中的兩種（稱為二元金屬組分），催化劑載體主要為氧化鋁、或加入少量的氧化硅、分子篩和氧化硼，有時(shí)還加入磷作為助催化劑。噴氣燃料中的芳烴部分加氫則選用鎳、鉑等金屬。雙烯烴選擇加氫多選用鈀。</p><p><b>　　1 產(chǎn)品概述</b></p><p>　　1.1 加氫反應(yīng)器概述</p><p>　　石油煉制工業(yè)和整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有著

12、及其密切的關(guān)系，為了獲取高質(zhì)量的石油加工產(chǎn)品，適應(yīng)高硫原油、劣質(zhì)原油深度加工的需要和改善環(huán)境條件等目的，各國(guó)現(xiàn)代煉油廠均采用加氫工藝，所謂加氫就是使分子量大的可燃性原料，在高溫高壓條件下借助于催化劑與氫反應(yīng)來(lái)制取分子量小的各種石油品。通過(guò)加氫，不僅可以減少或去除油品平均不純物質(zhì)，提高石油產(chǎn)品質(zhì)量，而且還可以增加石油產(chǎn)品的收率，液體體積收率可達(dá)100﹪。 </p><p>　　加氫技術(shù)不僅是提高石油產(chǎn)品質(zhì)量和改

13、善石油產(chǎn)品的二次深加工的先進(jìn)煉油工藝，也是衡量一個(gè)國(guó)家的石油提煉水平發(fā)展的標(biāo)志。</p><p>　　加氫工藝技術(shù)通常涉及加氫精制、加氫處理和加氫裂化三個(gè)概念。</p><p>　　1) 加氫精制一般是對(duì)某些不能滿足使用要求的石油通過(guò)加氫進(jìn)行再加工，使之達(dá)到規(guī)定的性能指標(biāo)。</p><p>　　2) 加氫處理是指對(duì)于那些劣質(zhì)的重油或渣油利用加氫技術(shù)進(jìn)行預(yù)處理，主要為

14、了得到易于進(jìn)行其他二次加工的原料，同時(shí)獲得部分較高質(zhì)量的輕質(zhì)油品（這一過(guò)程可叫做加氫精制）。</p><p>　　3) 加氫裂化工藝是重要的重油輕質(zhì)化加工手段，它是以重油或渣油為原料，在一定的溫度、壓力和有氫氣存在的條件下進(jìn)行加氫裂化反應(yīng)，獲得最大數(shù)的（轉(zhuǎn)化率可達(dá)90%以上）和較高質(zhì)量的輕質(zhì)油品；有時(shí)將三種工藝過(guò)程統(tǒng)稱催化加氫，甚至簡(jiǎn)稱“加氫”。</p><p><b>　　1.

15、2加氫精制工藝</b></p><p>　　加氫精制工藝是各種油品在氫壓力下進(jìn)行催化改制的一個(gè)系統(tǒng)。它是指在一定的溫度和壓力、有催化劑和氫氣存在的條件下，是油品中的各類非烴化合物發(fā)生氫解反應(yīng)，進(jìn)而從油品中脫除，以達(dá)到精致油品的目的。</p><p>　　加氫精制主要用于油品的精制，其主要目的是通過(guò)精制來(lái)改善油品的使用性能。</p><p>　　1.3加氫

16、精制的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　加氫精制有如下優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　1) 原料的范圍廣，產(chǎn)品的靈活性大?？商幚硪淮渭庸せ蚨渭庸さ玫降钠?、噴氣燃料、柴油等，也可處理催化裂化原料、重油或渣油等；</p><p>　　2) 液體產(chǎn)品收率高，質(zhì)量好（安定性好、無(wú)腐蝕性），因此，加氫精制已成為煉油廠中廣泛采用的加工過(guò)程，也正取代其他類型的油品精制方法；</p&

17、gt;<p>　　3) 此外，由于催化重整工藝的發(fā)展，可提供大量的副產(chǎn)氫氣，為發(fā)展加氫精制工藝創(chuàng)造了有利條件。</p><p>　　1.4目前我國(guó)加氫精制技術(shù)的應(yīng)用</p><p>　　我國(guó)加氫精制技術(shù)主要應(yīng)用于如下方面：</p><p>　　1) 二次加工汽油和柴油的精制，例如用于改善柴油的顏色和安定性；提高渣油催化裂化柴油的安定性和十六烴值；從焦化

18、汽油制取乙烯原料或催化重整原料。</p><p>　　2) 某些原油直餾產(chǎn)品的改質(zhì)和劣質(zhì)渣油的預(yù)處理，如直餾噴氣燃料通過(guò)加氫精制提高煙點(diǎn)，減壓渣油經(jīng)加氫預(yù)處理，脫除大部分的瀝青質(zhì)和金屬，可直接作為催化裂化原料。</p><p>　　1.5 反應(yīng)操作溫度</p><p>　　加氫反應(yīng)是放熱反應(yīng)，需通過(guò)限制最高反應(yīng)溫度以限制催化劑上的結(jié)焦量和防止產(chǎn)生裂化反應(yīng)。在正常情況

19、下處理直餾汽油餾分和中間餾分油為340～370℃；處理裂化原料油和重餾油為380～420℃；處理潤(rùn)滑油為300～350℃。</p><p>　　1.6 反應(yīng)操作壓力</p><p>　　根據(jù)原料油性質(zhì)，催化劑性能和對(duì)生成油的要求不同，壓力可在很大范圍內(nèi)變化。</p><p>　　目前氫分壓多數(shù)情況為6.37Mpa,折換成裝置操作壓力（指反應(yīng)器內(nèi)）約為7.85Mpa.

20、</p><p>　　2加氫精制反應(yīng)器總體結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　加氫精制反應(yīng)器總體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2-1。</p><p>　　1-人孔 2-油氣入空 3-熱電偶口 4-冷氫入口 5-冷氫入孔 6-底部卸料孔 7-油氣出口</p><p>　　圖2-1 加氫精制反應(yīng)器結(jié)構(gòu)</p><p>　　2.1產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)分析<

21、;/p><p>　　按照壓力容器制造標(biāo)準(zhǔn)，該加氫精制反應(yīng)器為Ⅲ類容器，且承裝易燃易爆的氫氣，在規(guī)定的工作壓力下，要保證其安全運(yùn)行。該產(chǎn)品的部件主要由筒體、封頭、接管法蘭、支座等組成。</p><p><b>　　1. 封頭</b></p><p>　　按其幾何形狀不同可分為橢圓形封頭，球形封頭，拱形封頭、蝶形封頭、錐形封頭和平蓋等形式。封頭和筒體組

22、合在一起構(gòu)成一臺(tái)容器殼體的主要部分，也是最主要的受壓元件之一。此加氫精制反應(yīng)器左右端為橢圓形封頭。</p><p>　　從制造方法分，封頭有整體成形和分片成形后組焊成一體的兩種。從封頭成形方式講，有冷壓成形、熱壓成形和旋壓成形。對(duì)于壁厚較薄的封頭，一般采用冷壓成形。當(dāng)封頭厚度較大時(shí)，均采用熱壓成形法，即將封頭坯料加熱至900℃～1000℃。鋼板在高溫下沖壓產(chǎn)生塑性變形而成形。</p><p&g

23、t;<b>　　2. 筒體</b></p><p>　　本產(chǎn)品的筒體是用鋼板卷焊成筒節(jié)后組焊而成，壓力容器的筒體一般是由鋼板通過(guò)卷板機(jī)卷制成筒節(jié)，然后由筒節(jié)組焊成筒體，這時(shí)的筒體有縱環(huán)焊縫。有些小徑容器筒體用無(wú)縫鋼管制成，對(duì)于厚壁高壓容器的筒體，通常還采用數(shù)個(gè)鍛造筒節(jié)，通過(guò)環(huán)縫焊接連接而成，這種容器稱為鍛焊結(jié)構(gòu)的壓力容器。本產(chǎn)品的筒體是用鋼板卷焊成筒節(jié)后組焊而成。</p>&l

24、t;p><b>　　3. 熱電偶</b></p><p>　　熱電偶是溫度測(cè)量?jī)x表中常用的測(cè)溫元件,是由兩種不同成分的導(dǎo)體兩端接合成回路時(shí)，當(dāng)兩接合點(diǎn)熱電偶溫度不同時(shí)，就會(huì)在回路內(nèi)產(chǎn)生熱電流。如果熱電偶的工作端與參比端存有溫差時(shí)，顯示儀表將會(huì)指示出熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)所對(duì)應(yīng)的溫度值。熱電偶的熱電動(dòng)熱將隨著測(cè)量端溫度升高而增長(zhǎng)，它的大小只與熱電偶材料和兩端的溫度有關(guān)，與熱電極的長(zhǎng)度、直徑

25、無(wú)關(guān)。 </p><p><b>　?。? 法蘭</b></p><p>　　法蘭作用是連接或供人進(jìn)入容器內(nèi)部的，是容器的主要組成部分。接管與殼體間的焊接接頭一般為角接接頭或T形接頭，但對(duì)于連接二者之間的焊縫，如果是殼體上開(kāi)坡口時(shí)，則稱為對(duì)接焊縫，殼體上不開(kāi)坡口時(shí)稱為角接焊縫。</p><p><b>　　5. 密封元件</b

26、></p><p>　　密封元件是兩法蘭之間保證容器內(nèi)部介質(zhì)不發(fā)生泄漏的關(guān)鍵元件。對(duì)于不同的工件條件要求有不同的密封結(jié)構(gòu)形式和不同材質(zhì)及形式的墊片，在制造時(shí)對(duì)于密封墊材料和形式不得隨意更改。</p><p><b>　　6. 容器內(nèi)件</b></p><p>　　在容器殼體內(nèi)部的所有構(gòu)件統(tǒng)稱為內(nèi)件。</p><p>

27、;<b>　?。? 支座</b></p><p>　　加氫精制反應(yīng)器采用支座為裙式座。為了保證采其安全性，對(duì)支座中的對(duì)接焊縫要進(jìn)全部超聲波檢測(cè)或射線檢測(cè)。</p><p><b>　?。? 銘牌</b></p><p>　　銘牌是表面產(chǎn)品“身份”的標(biāo)記，加氫精制反應(yīng)器中銘牌上應(yīng)標(biāo)有制造單位名稱及制造許可證號(hào)碼、制造單位出廠

28、編號(hào)、產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品圖號(hào)或設(shè)備位號(hào)、產(chǎn)品型號(hào)、設(shè)計(jì)溫度、設(shè)計(jì)壓力、試驗(yàn)壓力、類別、重量、制造日期、監(jiān)檢標(biāo)記等內(nèi)容。</p><p><b>　　9. 零件簡(jiǎn)圖</b></p><p>　　此加氫精制反應(yīng)器罐體的零件圖，圖中均包括名稱、材料、數(shù)量、重量以及相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，詳細(xì)參數(shù)如表2-1所示。</p><p>　　‘表2-1 零件簡(jiǎn)圖及相應(yīng)參數(shù)<

29、;/p><p>　　3 加氫精制反應(yīng)器工作原理</p><p>　　各種油品加氫精制工藝流程基本相同，原料油與氫氣混合后,送入加熱爐加熱到規(guī)定溫度，再進(jìn)入裝有顆粒狀催化劑的反應(yīng)器（絕大多數(shù)的加氫過(guò)程采用固定床反應(yīng)器）中。反應(yīng)完成后，氫氣在分離器中分出，并經(jīng)壓縮機(jī)循環(huán)使用。產(chǎn)品則在穩(wěn)定塔中分出硫化氫、氨、水以及在反應(yīng)過(guò)程中少量分解而產(chǎn)生的氣態(tài)氫。</p><p>　　3.

30、1加氫精制反應(yīng)器技術(shù)參數(shù)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)加氫精制反應(yīng)器器主要設(shè)計(jì)參數(shù)主要工作壓力，工作溫度，設(shè)計(jì)壓力，設(shè)計(jì)溫度，以及容器類別等等，詳細(xì)參數(shù)如表3-1所示</p><p>　　表3-1 加氫精制反應(yīng)器技術(shù)參數(shù)</p><p><b>　　3 材料分析</b></p><p>　　加氫精制反應(yīng)器所采用的主要材料

31、是2.25Cr-1Mo,其個(gè)別附件采用Q235A以及0Cr18Ni10Ti進(jìn)行制作加工，且所有部件內(nèi)部需要堆焊309L+347耐蝕的不銹鋼</p><p>　　3.1 材料的焊接性分析</p><p>　　1．加氫精制反應(yīng)器焊接工藝準(zhǔn)備</p><p>　　焊接工藝準(zhǔn)備階段的主要工作是進(jìn)行產(chǎn)品圖樣的焊接工藝性審查，制定產(chǎn)品焊接方案，提出焊接工藝評(píng)定項(xiàng)目，編制新材料采

32、購(gòu)規(guī)程，提出焊工培訓(xùn)考試項(xiàng)目以及編制新工藝，新材料工藝試驗(yàn)方案和編制焊接新設(shè)備，新工裝任務(wù)書(shū)。</p><p>　　產(chǎn)品圖樣的焊接工藝性審查時(shí)焊接工藝設(shè)計(jì)準(zhǔn)備階段的重要環(huán)節(jié),首先對(duì)高加器進(jìn)行焊接工藝性審查，下圖為分別為加氫精制反應(yīng)器殼體材質(zhì)簡(jiǎn)圖和加氫精制反應(yīng)器主要焊接接頭的位置，接頭類型和編圖。 加氫精制反應(yīng)器殼體材質(zhì)見(jiàn)圖3-1</p><p>　　圖3-1加氫精制反應(yīng)器殼體材質(zhì)簡(jiǎn)

33、圖</p><p>　　加氫精制反應(yīng)焊接接頭位置，接頭類型和編號(hào)見(jiàn)圖3-2</p><p>　　圖3-2加氫精制反應(yīng)器主要焊接接頭位置，接頭類型和編號(hào)圖</p><p>　　3.2 2.5Cr-1Mo焊接性分析</p><p>　　1）2.25Cr-1Mo鋼，化學(xué)成分見(jiàn)表3-1，力學(xué)性能見(jiàn)表3-2</p><p>　　

34、表3-1 2.25Cr-1Mo化學(xué)成分</p><p>　　表3-2 2.25Cr-1Mo力學(xué)性能</p><p>　　2.25Cr-1Mo鋼是高壓加氫裂化裝置中的最常用的一種抗氫鋼。這種鋼的合金質(zhì)量分?jǐn)?shù)接近4%，其淬硬傾向較高，焊條電弧焊熱影響區(qū)的冷裂敏感性較高。150℃以下的低溫預(yù)熱不足以防止冷裂紋的形成，而必須采取200℃以上的高溫預(yù)熱措施。但是過(guò)高的預(yù)熱溫度又能導(dǎo)致厚壁焊縫熱裂紋的

35、形成，在實(shí)際生產(chǎn)中。</p><p>　　對(duì)于預(yù)熱和層間溫度，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：</p><p>　?、?整個(gè)焊接過(guò)程中的層間溫度不應(yīng)低于預(yù)熱溫度。</p><p>　?、?要保證焊件內(nèi)外表面均達(dá)到規(guī)定的預(yù)熱溫度。</p><p>　　③ 對(duì)于厚壁容器，必須注意焊前、焊接過(guò)程和焊接結(jié)束時(shí)的預(yù)熱溫度基本保持一致并將實(shí)測(cè)預(yù)熱溫度做好記錄。</

36、p><p>　?、?若容器焊前進(jìn)行整體預(yù)熱不僅費(fèi)時(shí)而且耗能。實(shí)際上，作局部預(yù)熱可以取得與整體預(yù)熱相近的效果，但必須保證預(yù)熱區(qū)寬度大于所焊厚度的4倍，且至少不小于150mm。</p><p>　?、?預(yù)熱與層間溫度必須低于母材的Mf點(diǎn)(馬氏體轉(zhuǎn)變結(jié)束點(diǎn))，否則當(dāng)焊件經(jīng)SR處理后，殘留奧氏體可能發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，其中過(guò)飽和的氫逸出會(huì)促使鋼材開(kāi)裂，如對(duì)12Cr2Mo1的預(yù)熱和最高層間溫度應(yīng)低于300℃

37、。</p><p>　?、?鋼材下料進(jìn)行熱切割時(shí)，類似焊接熱影響區(qū)的熱循環(huán)，切割邊緣的淬硬層可能成為鋼材卷制或沖壓時(shí)的裂源。因此，也應(yīng)適當(dāng)預(yù)熱。</p><p><b>　　4） 防止熱裂紋</b></p><p>　?、賴?yán)格控制母材和焊材種加劇在熱裂紋的合金成分，應(yīng)在保證鋼材熱強(qiáng)性的前提條件下，將V,Ti,Nb等合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在最低的

38、允許范圍內(nèi)。</p><p>　　選用高溫塑性優(yōu)于母材的焊接填充材料。</p><p>　　適當(dāng)提高預(yù)熱溫度和層間溫度，以縮小焊接接頭過(guò)熱區(qū)的寬度，控制晶粒長(zhǎng)大。</p><p>　　選擇合理的熱處理規(guī)范，盡量縮短在敏感溫度區(qū)間的保溫時(shí)間。</p><p>　?、莺侠碓O(shè)計(jì)接頭的形式，以降低接頭的拘束度。</p><p>

39、;　?、薏捎玫蜔彷斎牒附臃椒ê凸に?。</p><p>　?、吆缚p熱影響區(qū)具有不同程度的淬硬傾向，焊縫和熱影響區(qū)對(duì)冷裂紋都比較敏感。電弧焊時(shí)，各種冷卻速度下都可能在熱影響區(qū)形成馬氏體組織，鋼中碳和合金元素的含量愈高，熱影響區(qū)的淬硬傾向就愈大，同時(shí)金相組織中的馬氏體組織的比例就愈高。因此，在擬定其焊接工藝時(shí)，應(yīng)以防止接頭各區(qū)馬氏體組織和冷裂紋形成及防止熱影響區(qū)淬硬變脆為基本出發(fā)點(diǎn)。</p><p&

40、gt;　　3.3 Q235A焊接性分析</p><p>　　1）它是五種碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼號(hào)中使用最廣泛的一種。Q235鋼有A、B、C、D四個(gè)質(zhì)量等級(jí)，質(zhì)量等級(jí)是按碳、硫、磷含量的控制范圍、脫氧程度、允許使用的最低溫度以及是否要求做沖擊試驗(yàn)劃分的，D級(jí)質(zhì)量最高，A級(jí)最低。</p><p>　　2）Q235-A可制作螺栓等緊固件，但不得用作制造壓力容器殼體等主要受元件。Q235-B和Q235-C的

41、板材可卷制設(shè)計(jì)壓力不大于1.6 Mpa和2.5 Mpa的殼體，壓制釘頭，制作補(bǔ)強(qiáng)圈，其鍛件可用于制造PN≤1.6 Mpa的容器法蘭與管法蘭（Q235-C可制造PN≤2.5 Mpa的容器法蘭）。</p><p>　　3）Q235一般在熱軋狀態(tài)下使用，必要時(shí)可進(jìn)行900 ～ 930℃正火，滲碳件在900 ～ 930℃滲碳，再經(jīng)780 ～ 800℃ 淬火（鹽水或堿水），180 ～ 240℃ 回火。焊接性能良好，手工焊焊

42、條用J422、J426、J427，埋弧焊焊絲用H08Mn2Si，焊劑牌號(hào)HJ431.</p><p>　　4）Q235的化學(xué)成分及力學(xué)性能如表3-3，表3-4所示：</p><p>　　表3-3 Q235化學(xué)成分</p><p>　　表3-4 Q235 力學(xué)性能</p><p>　　注：技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為GBT700-2006《碳素結(jié)構(gòu)鋼》</

43、p><p>　　5）通過(guò)碳當(dāng)量所謂碳當(dāng)量是將鋼鐵中各種合金元素折算成碳的含量。碳素鋼中決定強(qiáng)度和可焊性的因素主要是含碳量。合金鋼(主要是低合金鋼)除碳以外各種合金元素對(duì)鋼材的強(qiáng)度與可焊性也起著重要作用。為便于表達(dá)這些材料的強(qiáng)度性能和焊接性能便通過(guò)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)簡(jiǎn)單地以碳當(dāng)量來(lái)表示。以下為碳當(dāng)量公式：</p><p>　　CE(%)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15

44、 (3-1)</p><p>　　該式主要適用于中、高強(qiáng)度的非調(diào)質(zhì)低合金高強(qiáng)度鋼Rm=500～900 MPa。當(dāng)板厚小于20 mm，CE(%)＜0.40%時(shí)，鋼材淬硬傾向不大，焊接性良好，不需預(yù)熱；CE(%)=0.40%～0.60%，特別當(dāng)大于0.5%時(shí)，鋼材易于淬硬，焊接前需預(yù)熱。</p><p>　　將表3-4數(shù)值代入上述公式求的碳當(dāng)量為[C]= 0.27%＜ 0.

45、4%時(shí)，鋼材焊接冷裂紋傾向不大，焊接性良好 ，本產(chǎn)品板厚為87mm，所以焊前需預(yù)熱，焊后也進(jìn)行熱處理。</p><p>　　(1) 裂紋產(chǎn)生的原因分析</p><p>　　Q235A鋼的化學(xué)成分不穩(wěn)定，含C量偏高以及磷、硫等雜質(zhì)的增加是產(chǎn)生裂紋的主要原因。焊接時(shí)采用的電流過(guò)大，溫度升高，焊縫區(qū)與周?chē)慕饘贉夭畲?，冷卻速度快，焊縫金屬的結(jié)晶收到周?chē)饘俚臓恐?，產(chǎn)生熱應(yīng)力而造成裂紋。

46、構(gòu)件較厚剛性過(guò)大，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的作用也是產(chǎn)生熱裂紋的原因之一。</p><p>　　(2) 防止裂紋產(chǎn)生的措施</p><p>　　選擇適宜的焊條以及焊接規(guī)范，做好焊前的準(zhǔn)備工作，施焊前應(yīng)將焊道中的油污、鐵銹等雜質(zhì)清理干凈，在使用焊條電弧焊進(jìn)行焊接時(shí)，焊前按照規(guī)定對(duì)所使用的焊條進(jìn)行烘干。合理增加熔池的寬度，盡量填滿弧坑。</p><p>　　3.4 347與 0Cr1

47、8Ni10Ti的焊接性分析</p><p>　　347不銹鋼化學(xué)成分及力學(xué)性能見(jiàn)表3-5，表3-6。</p><p>　　表3-5 347化學(xué)成分</p><p>　　表3-6 347鋼力學(xué)性能</p><p>　　347是用Nb穩(wěn)定的奧氏體不銹鋼。此鋼耐晶間腐蝕和耐連多硫酸晶應(yīng)力腐蝕性能良好。在酸、堿、鹽等腐蝕介質(zhì)中的耐蝕性能基本同于含Ti

48、的347.由于其良好的耐蝕性能、焊接性能，因此廣泛應(yīng)用于石油化工、合成纖維、食品、造紙等工業(yè)部門(mén)。在熱電廠和核動(dòng)力工業(yè)中，用于大型鍋爐過(guò)熱器、再熱器、蒸汽管道、軸類和各類焊接結(jié)構(gòu)件。由于Nb不易于燒損，此鋼常常用作焊芯和焊帶等焊接材料。</p><p>　　用途：既可以做耐蝕材料又可作為耐熱鋼使用，廣泛應(yīng)用于火電廠、石油化工等化學(xué)加工工業(yè)。用以制作容器、管道、熱交換器、軸類等設(shè)備和部件，同時(shí)作為焊接材料應(yīng)用于不銹

49、鋼焊接。</p><p>　　本品的隔板所采的材料是 0Cr18Ni10Ti，經(jīng)過(guò)復(fù)檢測(cè)定其化學(xué)成分及力學(xué)性能見(jiàn)表3-7，表3-8。</p><p>　　0Cr18Ni10Ti 屬于18-8型奧氏體不銹鋼，焊接性特點(diǎn)主要體現(xiàn)于以下幾個(gè)方面</p><p>　　1. 焊接接頭的熱裂紋</p><p>　　1）焊縫金屬凝固期間存在較大的拉應(yīng)力，這

50、是產(chǎn)生凝固裂紋的必要條件，奧氏體不銹鋼的導(dǎo)熱率小，線膨脹系數(shù)大，降溫時(shí)焊接接頭必然承受較大的拉應(yīng)力，這也促成了各種熱裂紋的產(chǎn)生。</p><p>　　2）方向性強(qiáng)的焊縫柱狀晶組織，有利于有害雜質(zhì)的偏析及晶間液態(tài)夾層的形成。</p><p>　　表3-7 0Cr18Ni10Ti抽檢樣品化學(xué)成分</p><p>　　表3-8 0Cr18Ni9Ti力學(xué)性能</p

51、><p>　　3）母材及焊縫的合金組成比較復(fù)雜。含鎳量高的合金對(duì)硫和磷形成易熔共晶更為敏感。</p><p>　　2. 避免奧氏體不銹鋼產(chǎn)生熱裂紋的途徑</p><p>　　1)焊縫金屬中增添一些鐵素體組織，是焊縫成為奧氏體-鐵素體雙向組織，能有效的防止焊縫熱裂紋的產(chǎn)生。這是由于鐵素體能溶解較多的硫、磷等微量元素，使其在晶界上的數(shù)量大大減少。同時(shí)由于奧氏體晶界上的低熔點(diǎn)

52、雜質(zhì)被鐵素體分散隔開(kāi)，避免了低熔點(diǎn)雜質(zhì)的網(wǎng)狀分布，從而阻礙了熱裂紋的拓展和延伸。常用促成鐵素體元素有Cr Mo V 等。</p><p>　　2）控制焊縫金屬中的Cr /Ni比值，對(duì)于18-8型不銹鋼來(lái)說(shuō)，當(dāng)焊接材料的Cr /Ni小于1.61時(shí)，就容易產(chǎn)生熱裂紋。</p><p>　　3）嚴(yán)格控制硼、硫、磷、硒等又喊元素的含量，以防止熱裂紋的產(chǎn)生。</p><p>

53、　　4）采用適當(dāng)?shù)暮附悠驴诨蚝附臃椒ㄊ鼓覆慕饘僭诤缚p金屬中的比例減少（小的熔合比），盡量選用低氫型焊條和無(wú)氧焊劑，以防止熱裂紋的產(chǎn)生。</p><p>　　5）選用小的熱輸入(小電流快速焊)在多層焊接時(shí)，要等前一層焊道冷卻再焊接下一道焊縫，層間溫度不宜過(guò)高，避免焊縫過(guò)熱，避免擺動(dòng)焊接，采用窄焊道操作技能。</p><p>　　6）選擇合理的焊接結(jié)構(gòu)、接頭形式和順序，盡量減少焊接應(yīng)力，可以減

54、少熱裂紋。收弧要慢，盡量填滿弧坑，避免弧坑裂紋的產(chǎn)生</p><p>　　3. δ相導(dǎo)致的脆化</p><p>　　一些奧氏體不銹鋼在650~850攝氏度高溫持續(xù)服役過(guò)程中會(huì)發(fā)生δ相脆化。羽狀組織的δ相催化效果極壞，使塑性，韌性及持久強(qiáng)度都大大降低，對(duì)于18-8不銹鋼當(dāng)溫度超過(guò)850攝氏度時(shí)，δ相就不會(huì)析出。當(dāng)含Ni量很大的時(shí)候，很少發(fā)生δ相脆化，可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作。</p>

55、<p>　　為了防止δ相脆化，首先選擇焊接材料時(shí)就不能單考慮防止焊接熱裂紋而是選用使焊縫出現(xiàn)多量的鐵素體組織，同時(shí)還要嚴(yán)格限制焊接材料中加速δ相形成的元素如Mo、Si、Nb等，適當(dāng)降低Cr含量及提高Ni的含量，其次在焊接方面要采用熱輸入低的方法，焊件不能在650~850攝氏度區(qū)間進(jìn)行焊后熱處理，從而避免δ相脆化的產(chǎn)生?？傊诟g介質(zhì)工作環(huán)境長(zhǎng)期服役的耐酸不銹鋼焊接構(gòu)件，對(duì)δ相沒(méi)有嚴(yán)格控制，即使出現(xiàn)δ相也可以通過(guò)熱處理消除

56、。</p><p>　　4 . 焊接變形與收縮</p><p>　　奧氏體型不銹鋼與碳鋼相比，在物理性能上有很大差異，前者在焊接過(guò)程中有較大變形和焊后收縮。產(chǎn)生很大變形與收縮的原因：與碳鋼相比，其電阻時(shí)碳鋼的5倍，在同樣的焊接電流、電弧電壓條件下的熱輸入要多，其導(dǎo)熱率低，約為碳鋼的1/3，導(dǎo)致熱量傳遞速度緩慢，熱變形增大。再者18-8鋼的線膨脹系數(shù)又比碳鋼大40%左右，更導(dǎo)致加熱時(shí)熱膨脹量

57、和冷卻時(shí)收縮量的增加。</p><p>　　5 . 焊接接頭的晶間腐蝕</p><p>　　奧氏體不銹鋼的焊接接頭在腐蝕介質(zhì)中，工作一段時(shí)間內(nèi)可能局部發(fā)生沿著晶粒邊界的腐蝕，一般稱此腐蝕為晶間腐蝕。它發(fā)生的部位是在熱循環(huán)峰值溫度600~1000攝氏度的熱影響區(qū)，也有的發(fā)生在焊縫金屬上。腐蝕到一定程度可以發(fā)展成裂紋，會(huì)嚴(yán)重降低設(shè)備的使用壽命。刀蝕也是晶間腐蝕的一種，但產(chǎn)生條件不同，只發(fā)生在含

58、有穩(wěn)定化元素的奧氏體不銹鋼接頭的過(guò)熱區(qū)中，并且緊鄰焊縫，腐蝕寬度可達(dá)1.0～1.5mm之間。如0Cr18Ni10Ti鋼中，當(dāng)經(jīng)過(guò)高溫固溶處理時(shí)，TiC不斷向奧氏體中溶解形成固溶體。溫度越高，固溶越多，TiC溶解時(shí)，分離出來(lái)的碳原子將插入到奧氏體點(diǎn)陣間隙中，鈦則占據(jù)奧氏體點(diǎn)陣節(jié)點(diǎn)的空缺位置。由于高溫下碳原子活躍，不斷地向奧氏體晶粒邊緣擴(kuò)散，使晶粒邊緣富碳，鈦擴(kuò)散速度慢仍保留在奧氏體點(diǎn)陣節(jié)點(diǎn)上，在經(jīng)過(guò)450-850攝氏度中溫敏化加熱時(shí)。形成

59、鉻化物的沉淀</p><p>　　TiC固溶越多的部位，鉻化物沉淀越多，因此高溫過(guò)熱和中溫敏化是產(chǎn)生刀蝕的主要原因。</p><p>　　6. 產(chǎn)生晶間腐蝕的原因 </p><p>　　產(chǎn)生晶間腐蝕被人們廣泛接受的機(jī)理時(shí)“貧鉻現(xiàn)象”奧氏體不銹鋼長(zhǎng)期加熱而導(dǎo)致晶間腐蝕敏化區(qū)溫度為450~850攝氏度。當(dāng)處于該區(qū)段內(nèi)金屬晶粒內(nèi)過(guò)飽和的固溶碳原子會(huì)逐步向晶界邊緣擴(kuò)散，與晶

60、粒邊緣層的鉻原子結(jié)合形成碳化物Cr23C6并沿著晶界沉淀析出。由于鉻原子的擴(kuò)散速度比碳原子慢得多，來(lái)不及補(bǔ)足析出的碳化鉻所丟失的鉻原子。于是晶粒邊緣的鉻含量低于耐腐蝕所需要鉻的極限值（Cr<12%）于是導(dǎo)致了晶粒邊緣貧鉻而喪失了耐腐蝕性能。</p><p>　　7. 防止晶間腐蝕的措施</p><p>　　1）對(duì)于18-8奧氏體不銹鋼來(lái)說(shuō)可以采用固溶處理，即將奧氏體不銹鋼加熱到110

61、0攝氏度左右均勻奧氏體高溫穩(wěn)定區(qū)，保持一段時(shí)間，使其中的碳化物絕大部分分解，都溶于晶粒之中，然后急冷下來(lái)，可大大減輕富碳現(xiàn)象，晶界生成碳化鉻的可能就小了。再者可以穩(wěn)定化處理，0Cr18Ni10Ti 中的Ti可以再850-930攝氏度保溫時(shí)間段內(nèi)與碳結(jié)合，即固定碳，使鉻充分?jǐn)U散。</p><p>　　2）使用適當(dāng)?shù)暮附臃椒?，使輸入焊接熔池的熱量最小，使焊接接頭盡可能縮短在敏化區(qū)停留的時(shí)間。使用小的焊接電流，快的焊接

62、速度能實(shí)現(xiàn)這一目的。</p><p>　　3）操作方面盡可能采用窄焊縫，多道多層焊，每一道焊縫施焊前要等前一道焊縫充分冷卻再實(shí)施焊接。</p><p>　　4）強(qiáng)制焊接區(qū)快速冷卻在可能條件下，在焊縫背面用純銅墊在純銅墊上通水，加速冷卻，形成美觀的焊縫。也能達(dá)到快速冷卻。</p><p>　　3.5 309L焊絲分析</p><p>　　309

63、L焊絲化學(xué)成分見(jiàn)表3-9</p><p>　　表3-9 309L抽檢樣品化學(xué)成分</p><p>　　特點(diǎn)：是一種以CO2或Ar+CO2混合氣體作為保護(hù)氣體的全位置焊接的鈦型藥芯焊絲，由于在奧氏體組中含有較多的鐵素體，因此，具有良好的耐熱和耐腐蝕性，且電弧穩(wěn)定，飛濺少，脫渣容易。由于添加較多的合金元素使鐵素體鋼得到稀釋適用于異種鋼的焊接。</p><p>　　用途:

64、 不銹復(fù)合鋼復(fù)層的封底焊。復(fù)合鋼焊接及諸如不銹鋼與碳鋼或低合金鋼的異種鋼焊接。</p><p>　　4 加氫精制反應(yīng)器工藝評(píng)定</p><p><b>　　4.1概述</b></p><p>　　1. 焊接工藝評(píng)定的概念</p><p>　　焊接工藝評(píng)定（Procedure qualification record，簡(jiǎn)稱

65、PQR) 為驗(yàn)證所擬定的焊件焊接工藝的正確性而進(jìn)行的試驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果評(píng)價(jià)。 </p><p>　　2. 焊接工藝評(píng)定的目的</p><p>　　① 評(píng)定施焊單位是否有能力焊出符合相關(guān)國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范所要求的焊接接頭； </p><p>　?、?驗(yàn)證施焊單位所擬訂的焊接工藝指導(dǎo)書(shū)是否正確； </p><p>　?、?為制定正式的焊接工藝指

66、導(dǎo)書(shū)或焊接工藝卡提供可靠的技術(shù)依據(jù)。 </p><p>　　3. 焊接工藝評(píng)定的意義</p><p>　　焊接工藝是保證焊接質(zhì)量的重要措施，它能確認(rèn)為各種焊接接頭編制的焊接工藝指導(dǎo)書(shū)的正確性和合理性。通過(guò)焊接工藝評(píng)定，檢驗(yàn)按擬訂的焊接工藝指導(dǎo)書(shū)焊制的焊接接頭的使用性能是否符合設(shè)計(jì)要求，并為正式制定焊接工藝指導(dǎo)書(shū)或焊接工藝卡提供可靠的依據(jù)。 </p><p>　　4.

67、焊接工藝評(píng)定一般過(guò)程</p><p>　　① 擬定焊接工藝指導(dǎo)書(shū)；</p><p>　?、?施焊試件和制取試樣；</p><p>　?、?檢驗(yàn)試件和試樣；</p><p>　?、?測(cè)定焊接接頭是否具有所要求的使用性能；</p><p>　?、?提出焊接工藝評(píng)定報(bào)告對(duì)擬定的焊接工藝指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行評(píng)定。</p>

68、<p>　　4.2 加氫反應(yīng)器接工藝評(píng)定文件</p><p>　　根據(jù)JB4708-2000《鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定》的標(biāo)準(zhǔn)，其中評(píng)定對(duì)接焊縫焊接工藝時(shí)，采用對(duì)接焊縫試件。對(duì)接焊縫試件評(píng)定合格的焊接工藝亦適用于角焊縫。當(dāng)重要因素，補(bǔ)加因素不變時(shí)，某一鋼號(hào)母材評(píng)定合格的焊接工藝可以用于同組別號(hào)的其它鋼號(hào)縫的焊接工藝。</p><p>　　焊接工藝評(píng)定報(bào)告見(jiàn)表。</p>

69、<p>　　3.3 焊接工藝規(guī)程</p><p>　　焊 接 工 藝 規(guī) 程</p><p>　　產(chǎn)品編號(hào)： 項(xiàng) 目：________________</p><p>　　用 戶： 位 號(hào)：________________</p><p>

70、;　　圖 號(hào)： 07-HJ-15 名 稱： 加氫精制反應(yīng)器 </p><p>　　編 制： 孫德科 審 核：________________</p><p>　　單位名稱： 日 期：________________</p><p>　　焊 接 工 藝 規(guī) 程&

71、lt;/p><p>　　焊 接 工 藝 規(guī) 程</p><p>　　焊 接 工 藝 卡（1）</p><p>　　焊 接 工 藝 卡（2）</p><p>　　焊 接 工 藝 卡（3）</p><p>　　焊 接 工 藝 卡（4）</p><p>　　焊 接 工 藝 卡（5）</p>

72、<p>　　焊 接 工 藝 卡（6）</p><p>　　焊 接 工 藝 卡（7）</p><p>　　焊 接 工 藝 卡（8）</p><p>　　焊 接 工 藝 卡（9）</p><p>　　焊 接 工 藝 卡（10）</p><p>　　焊 接 工 藝 卡（11）</p><p&g

73、t;　　焊 接 工 藝 卡（12）</p><p>　　焊 接 工 藝 卡（13）</p><p>　　5 加氫精制反應(yīng)器制造工藝流程</p><p>　　5.1加氫反應(yīng)器制造流程圖</p><p>　　根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式編制出了它的結(jié)構(gòu)制造工藝過(guò)程，如圖5-1。</p><p><b>　　↓</b&

74、gt;</p><p><b>　　↓</b></p><p><b>　　↓</b></p><p><b>　　↓</b></p><p><b>　　↓</b></p><p><b>　　↓</b>&l

75、t;/p><p><b>　　↓</b></p><p><b>　　↓</b></p><p><b>　　↓</b></p><p><b>　　↓</b></p><p><b>　　↓</b></p&

76、gt;<p><b>　　↓</b></p><p><b>　　↓</b></p><p><b>　　↓</b></p><p><b>　　↓</b></p><p><b>　　↓</b></p>

77、<p><b>　　↓</b></p><p><b>　　↓</b></p><p>　　圖5-1 加氫精制反應(yīng)器制造工藝順序示意圖</p><p>　　5.2原材料與焊接材料的檢驗(yàn)與管理</p><p><b>　　1. 材料檢驗(yàn)</b></p>&

78、lt;p>　　制造焊接結(jié)構(gòu)的所用材料包括原材料、焊接材料及輔助材料。由于金屬結(jié)構(gòu)的材料和焊接材料的化學(xué)成分及物理性能，直接影響到焊接接頭的質(zhì)量和焊接結(jié)構(gòu)的使用壽命。材料生產(chǎn)或供應(yīng)單位必須提供齊全的質(zhì)量檢驗(yàn)證書(shū)，各項(xiàng)理化性能必須符合相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。對(duì)于受壓部件或者重要承載金屬結(jié)構(gòu)用材料，焊接結(jié)構(gòu)制造單位應(yīng)對(duì)材料按批量進(jìn)行理化性能的復(fù)驗(yàn)，確認(rèn)材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求后才能進(jìn)行入庫(kù)。</p>&

79、lt;p>　　材料的檢驗(yàn)項(xiàng)目主要有材料爐批號(hào)、型號(hào)、牌號(hào)、化學(xué)成分、力學(xué)性能和腐蝕性等。材料檢驗(yàn)的注意事項(xiàng)如下：</p><p>　?、?對(duì)于結(jié)構(gòu)首次應(yīng)用的結(jié)構(gòu)材料，應(yīng)按相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)做焊接性實(shí)驗(yàn)和焊接工藝評(píng)定實(shí)驗(yàn)。</p><p>　?、?對(duì)于鍋筒、壓力容器和重要結(jié)構(gòu)用厚鋼板和鍛件應(yīng)按相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的超聲波檢測(cè)。</p><p>　　③ 對(duì)于尚未列入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行

80、業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)材料和焊接材料，可按國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)，或按供需雙方簽訂的技術(shù)協(xié)議進(jìn)行驗(yàn)收。</p><p>　　各項(xiàng)檢驗(yàn)合格后分類存放，對(duì)所入庫(kù)的材料必須設(shè)置醒目的標(biāo)牌，注明材料的種類、型號(hào)、規(guī)格、批號(hào)和爐號(hào)等。發(fā)放材料時(shí)必須認(rèn)真核對(duì)領(lǐng)材料單所列的材料的種類、型號(hào)、規(guī)格與實(shí)發(fā)的材料相符合。</p><p>　　焊接材料的存放應(yīng)按照J(rèn)B/T3223-1996《焊接材料質(zhì)量管理規(guī)程》的規(guī)定，房?jī)?nèi)應(yīng)配備

81、溫度計(jì)和濕度計(jì)。污染嚴(yán)重的焊條應(yīng)做報(bào)廢處理。</p><p><b>　　2. 焊材復(fù)驗(yàn)</b></p><p>　　由于焊材質(zhì)量是影響焊縫質(zhì)量的關(guān)鍵因素，因此對(duì)焊材質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，保證焊材質(zhì)量合格。對(duì)焊材的復(fù)驗(yàn)按以下兩種情況進(jìn)行。</p><p>　　1）首次供貨的焊條（包括同一牌號(hào)，不同的制造廠）應(yīng)按批復(fù)驗(yàn)下列項(xiàng)目。</p>

82、<p>　?、?焊條外觀：抽一包檢查，焊條不能有銹跡，藥皮無(wú)霉變、開(kāi)裂或剝落。</p><p>　?、?焊條的工藝性能：主要是穩(wěn)弧，再引弧，成形、脫渣及飛濺。</p><p>　　③ 熔敷金屬內(nèi)在質(zhì)量：做一塊對(duì)接試板，并進(jìn)行射線檢驗(yàn)。</p><p>　?、?熔敷金屬拉伸試驗(yàn)。</p><p>　?、?沖擊試驗(yàn)（開(kāi)口焊肉中心）&

83、lt;/p><p>　?、?熔敷金屬化學(xué)成分。</p><p>　?、?不銹鋼焊材還必須進(jìn)行晶間腐蝕試驗(yàn)及鐵素體含量測(cè)定。</p><p>　　2）非首次供貨的焊材</p><p>　?、?焊條按批進(jìn)行焊條外觀及工藝性能檢驗(yàn)。</p><p>　?、?焊絲焊帶按批進(jìn)行化學(xué)成分分析。</p><p>

84、　　③ 焊劑只核對(duì)質(zhì)證和實(shí)物標(biāo)記、重量。</p><p>　　5.3 筒體工藝流程</p><p><b>　　1 鋼板的復(fù)檢</b></p><p>　　本產(chǎn)品筒節(jié)制造所用的板材為2.25Gr-1Mo耐熱鋼板，板厚為87mm。鋼材要符合相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。鋼板驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)注意鋼板應(yīng)附有鋼材生產(chǎn)單位的鋼材質(zhì)量證明書(shū)，根據(jù)質(zhì)量證明書(shū)進(jìn)行驗(yàn)收，

85、材料質(zhì)量證明書(shū)的內(nèi)容必須齊全、清晰，并加蓋材料生產(chǎn)單位質(zhì)量檢驗(yàn)章，若質(zhì)量證明書(shū)中的項(xiàng)目不全或?qū)嵨飿?biāo)志不清時(shí)，應(yīng)對(duì)化學(xué)成分、力學(xué)性能等進(jìn)行檢查，判明其牌號(hào)符合相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)后方可使用，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)鋼材上應(yīng)有清晰、牢固的鋼印標(biāo)志或其他標(biāo)志，至少能夠體現(xiàn)出材料制造的標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)、材料牌號(hào)及規(guī)格、爐（批）號(hào)、國(guó)家安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)認(rèn)可標(biāo)志、材料生產(chǎn)單位名稱及檢驗(yàn)印鑒標(biāo)志等。</p><p>　　2 鋼板的表面質(zhì)量檢驗(yàn)<

86、;/p><p>　　鋼板表面不得有裂紋、結(jié)疤、折疊、氣泡、夾雜、和凸包。鋼板不得有分層。</p><p>　　如有上述表面缺陷允許清理，清理深度從鋼板實(shí)際尺寸算起，不得超過(guò)鋼板厚度公差之半，并應(yīng)保證鋼板的最小厚度。清理處應(yīng)平滑，無(wú)棱角；</p><p>　　鋼板表面允許有深度不大于0.3毫米的麻點(diǎn)，深度不大于0.2mm的刮傷，不妨礙檢驗(yàn)表面缺陷的薄層氧化鐵皮、鐵銹、軋輥

87、造成的輥印和其他局部缺陷，但凸凹度不得超過(guò)鋼板厚度公差之半，并保證鋼板的最小厚度。</p><p>　　3鋼結(jié)構(gòu)材料的預(yù)處理</p><p>　　鋼材的預(yù)處理主要包括，矯正和表面清理。</p><p><b>　　1）鋼材的矯正</b></p><p>　　鋼材在吊裝、運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中如不嚴(yán)格遵守有關(guān)操作規(guī)程，會(huì)造成整體

88、彎曲，局部彎曲、波浪變形和撓曲等。不能直接用于焊接生產(chǎn)，而必須加以矯正。筒體和封頭所用鋼板采用多滾軸矯正機(jī)矯正，其他小截面的型鋼采用火焰矯正。本產(chǎn)品所使用的設(shè)備結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖4-2，技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表4-1。</p><p>　　圖4-2　4200×9輥式中厚板矯正機(jī)</p><p>　　a) 主體簡(jiǎn)圖 b) 輥系圖</p><p>　　1－螺桿　2－上螺母　3－

89、上橫梁　4－立柱　5－上支承輥　6、7－上、下工作輥</p><p>　　8－下支承輥　9－下橫梁　10－楔鍵　11－下座梁　12－下螺母</p><p>　　表4-1 4200×9輥式中厚板矯正機(jī)技術(shù)參數(shù)</p><p><b>　　2）鋼材的表面處理</b></p><p>　　目的是清除材料表面的氧化皮和

90、銹斑，清理方法為機(jī)械清理。機(jī)械清理就是對(duì)鋼材進(jìn)行拋丸處理，拋丸法是利用專門(mén)機(jī)械的將鐵丸或其它磨料高速的拋射到鋼材表面上，以清除表面的氧化皮、鐵銹和污垢。臥式拋丸機(jī)對(duì)鋼材表面處理比較均勻，可直接用傳送輥道輸送。這種方法生產(chǎn)效率高，但不適于厚度在4mm以下的鋼板，因?yàn)楸“逡自斐蓳p傷。鋼板經(jīng)拋丸除銹后，隨即進(jìn)行防護(hù)處理，其步驟為：</p><p>　　(1) 用經(jīng)凈化過(guò)的壓縮空氣將原材料表面吹凈。</p>

91、<p>　　(2) 涂刷防護(hù)底漆。</p><p>　　(3) 將涂刷防護(hù)底漆的鋼板送入烘干爐中，用加熱到70°的空氣進(jìn)行干燥處理。</p><p><b>　　4鋼板的下料工藝</b></p><p><b>　　1）筒的號(hào)料、下料</b></p><p>　　號(hào)料就是劃線工

92、人根據(jù)前邊放樣展開(kāi)的真實(shí)尺寸或制作樣板、樣桿在鋼板上進(jìn)行實(shí)地劃線的加工過(guò)程，除了異形件或工藝文件有規(guī)定，采取展開(kāi)樣板或做單件號(hào)料樣板進(jìn)行號(hào)料外，一般曲制件展開(kāi)為矩形規(guī)格時(shí)，不需做展開(kāi)樣板號(hào)料，可直接在板料上量取號(hào)料。在號(hào)邊線的同時(shí)，應(yīng)號(hào)好中心線、切割和刨邊檢查線，以便四邊切割刨邊后用檢查線進(jìn)行驗(yàn)證。檢查線的位置距加工邊緣線50mm為宜。為使號(hào)料準(zhǔn)確，對(duì)于長(zhǎng)、方形的板件號(hào)料，必須用其對(duì)角線之差進(jìn)行驗(yàn)證，兩對(duì)角線之差越小，各角的垂直度愈準(zhǔn)確

93、。對(duì)一般矩形板件兩對(duì)角線之差，應(yīng)控制在0.5/1000，兩對(duì)角線之差不得大于5mm，以利對(duì)口縫的組裝。</p><p><b>　?。?）筒的展開(kāi)</b></p><p>　　鋼板在卷板機(jī)上彎卷時(shí)受輥?zhàn)拥哪雺海穸葧?huì)減薄，長(zhǎng)度會(huì)伸長(zhǎng)，因此，下料尺寸應(yīng)比計(jì)算出的尺寸要小一些。卷薄量和伸長(zhǎng)量和與卷板機(jī)的結(jié)構(gòu)形式、彎卷時(shí)的冷熱狀態(tài)、卷制工藝和操作等因素有關(guān)。在普通三輥卷板機(jī)

94、上彎卷，幾乎是純彎曲作用，伸長(zhǎng)量很少，鋼板在冷態(tài)下彎卷，一般不考慮伸長(zhǎng)量。本產(chǎn)品應(yīng)考慮伸長(zhǎng)量，展開(kāi)后：</p><p>　　L=πDm-△L=π（Di+S）-△L （4-1）</p><p>　　式中：L— 筒節(jié)展開(kāi)長(zhǎng)，mm； </p><p>　　Dm—筒節(jié)平均直徑，mm； </p><p>　　Di—筒節(jié)內(nèi)徑，

95、mm； </p><p>　　△L—鋼板伸長(zhǎng)量，mm。</p><p><b>　　S—板厚mm</b></p><p>　　通?！鱈=（0.10～0.12）πDmS/Di</p><p>　　在本產(chǎn)品中△L=0.10×3.14×（3000+6.5）×6.5/3000=6.5mm，L=3.

96、14×3006.5-6.5=9434mm</p><p><b>　?。?）板料尺寸</b></p><p>　　加上加工余量，取L1=9500mm。</p><p>　　對(duì)于加氫反應(yīng)器筒節(jié)下料厚度應(yīng)在設(shè)計(jì)圖紙最小厚度基礎(chǔ)上加上工藝減薄量。工藝減薄量包括:筒節(jié)成形時(shí)減薄量，熱處理時(shí)的燒損量、打磨量等。</p><p

97、><b>　　5. 切割</b></p><p>　　鋼材經(jīng)過(guò)劃線號(hào)料之后，下一道工序就是按所劃的切斷線切割出零件的毛坯，所有的大大小小的結(jié)構(gòu)零件，不管是什么形狀，都必須先將其原材料按一定尺寸規(guī)格的鋼板型材等裁切成相應(yīng)大小的坯料。然后再經(jīng)過(guò)其他加工而制成。</p><p>　　就目前情況看。最常用的鋼材剪切方法是剪切，但本次工藝考慮到板厚采用數(shù)控火焰等離子切割機(jī)

98、，鋼板在下料時(shí)，應(yīng)將耐熱鋼板移至專用場(chǎng)地下料，嚴(yán)禁在耐熱鋼板料垛上直接切割下料。加工過(guò)程中不能去除的耐熱鋼材料表面嚴(yán)禁用鋼針劃線和打洋沖眼。 耐熱鋼材料移植標(biāo)記和檢驗(yàn)確認(rèn)標(biāo)記應(yīng)在耐熱鋼板上用無(wú)氯無(wú)硫的記號(hào)筆書(shū)寫(xiě)，同時(shí)做好下料的書(shū)面記錄。在制造耐熱鋼壓力容器過(guò)程中，如發(fā)現(xiàn)材料標(biāo)記不清晰時(shí)，需經(jīng)檢驗(yàn)確認(rèn)以后及時(shí)補(bǔ)寫(xiě)。等離子弧切割是利用高速、高溫、高能量的等離子弧氣流來(lái)加熱和熔化被切割材料，利用空氣或其他氣體作為工作氣體，排除已熔化金屬，從而

99、達(dá)到切割金屬的目的。與一般氣割原理有本質(zhì)的區(qū)別。在高溫等離子焰形成的同時(shí)，噴嘴孔道內(nèi)弧柱周?chē)睦鋮s氣體被弧柱加熱，在孔道內(nèi)形成高溫高壓氣體，從噴嘴內(nèi)向外高速噴出，使等離子弧的焰流在孔道口處具有很高的速度（可達(dá)聲速或超聲速），表現(xiàn)出強(qiáng)大的沖擊力。等離子弧切割是利用調(diào)速、高溫和高能量的等離子焰流來(lái)加熱、熔化被切割材料，并借助焰流的機(jī)械沖擊力把熔融金屬?gòu)?qiáng)行排除而形成割縫。</p><p>　　本產(chǎn)品所使用的設(shè)備結(jié)構(gòu)及技

100、術(shù)參數(shù)見(jiàn)圖5-3，表5-2。</p><p>　　圖5-3 XD-55M數(shù)控門(mén)式火焰/等離子切割機(jī)</p><p>　　表5-2 XD-55MB數(shù)控門(mén)式火焰/等離子切割機(jī)主要技術(shù)參數(shù)</p><p><b>　　6. 邊緣加工</b></p><p>　　1）筒體縱縫的坡口形式如圖5-4。</p><

101、p>　　圖5-4 筒體縱縫坡口形式</p><p>　　邊緣加工就是按照工藝要求采用一定的加工方法，將工件的邊棱或端面加工成符合工藝要求的形狀，平直度和光潔度的生產(chǎn)過(guò)程。為了使產(chǎn)品能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，有較高的質(zhì)量和使用性能，不僅在材料選擇，零件及整個(gè)產(chǎn)品的尺寸和形狀有著嚴(yán)格的要求，必須滿足外，而且更重要的是要保證焊接質(zhì)量，要有良好的焊接形狀并且使焊縫及接頭的機(jī)械性能不低于原材料的質(zhì)量指標(biāo)，要達(dá)到焊接質(zhì)量要求，進(jìn)

102、行正確合理的焊前準(zhǔn)備是其重要的條件之一。鋼材在進(jìn)行剪切及切割等加工中，由于受力變形或加熱等影響，可能會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部組織及機(jī)械性能的變化，尤其是對(duì)強(qiáng)度較高、塑性較差的一些加工敏感性較強(qiáng)的金屬材料，可能會(huì)在加工邊緣產(chǎn)生影響，甚至?xí)?dǎo)致焊接缺陷的產(chǎn)生，因此在焊接之前必須進(jìn)行邊緣加工，將這部分性能降低或缺陷的金屬去除。任何一種焊接方法都有一定的熔透深度，對(duì)于一些較厚工件的焊接為了保證焊透，并具有良好的焊接成形，同時(shí)要盡可能的減少焊接熔敷金屬的量，依

103、焊接工藝的要求，要對(duì)被焊工件的邊緣開(kāi)出一定形狀的坡口，還需進(jìn)行邊緣加工，而這方面的加工量是很大的，是邊緣加工的主要內(nèi)容和目的。總之，為了給以后需要進(jìn)行的各生產(chǎn)工序作必要的準(zhǔn)備和創(chuàng)造條件，以后為滿足產(chǎn)品的設(shè)計(jì)</p><p>　　2) 加工要求如下：</p><p>　?、?筒節(jié)縱縫的坡口如前圖。</p><p>　　② 坡口表面不許有裂紋、金屬、夾渣等缺陷。<

104、/p><p>　　③ 所選刨邊機(jī)型號(hào)B81120A，其主要技術(shù)參數(shù)如表5-3。</p><p>　　表5-3 B81120A技術(shù)參數(shù)</p><p>　　刨邊機(jī)是用刨刀加工鋼板邊緣已形成焊接所需的各種坡口的機(jī)床，機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)為水平方向的直線運(yùn)動(dòng)，主運(yùn)動(dòng)是往復(fù)運(yùn)動(dòng)，前進(jìn)時(shí)為工作行程，后退時(shí)為返回行程，包邊機(jī)在工作行程和返回行程都安裝刨刀進(jìn)行工作，但由于運(yùn)動(dòng)部分換向時(shí)需要克

105、服慣性，有沖擊載荷，限制切削速度，所以生產(chǎn)力較低。壓力容器行業(yè)中使用的刨邊機(jī)，由于容器展開(kāi)長(zhǎng)所限，行程一般選用12 000mm以內(nèi)，板料厚度200mm以下。</p><p><b>　　7 筒節(jié)的卷制</b></p><p>　　該加氫反應(yīng)器的壁厚為87mm,采用三輥卷板機(jī)進(jìn)行卷制。卷制形式如圖5-5。</p><p>　　圖5-5 三輥卷板

106、機(jī)卷制形式</p><p>　　本產(chǎn)品采用的卷板機(jī)結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)見(jiàn)圖4-5及表4-4。在采用三輥卷板機(jī)進(jìn)行卷制時(shí)，鋼板兩端至少有L/2（L為兩下輥筒的中心距）長(zhǎng)度不能彎曲成形。因此卷制前應(yīng)在卷板機(jī)上預(yù)彎，或者保留直段，待縱縫焊接后進(jìn)行校圓。卷制過(guò)程如下：</p><p>　　圖5-5 卷板機(jī)結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　表5-4 卷標(biāo)機(jī)技術(shù)參數(shù)</p>

107、<p>　　1）確定上下輥的中心距：</p><p>　　h= （5-2）</p><p>　　式中：R-筒體曲率半徑 ；</p><p><b>　　a-直邊寬度；</b></p><p><b>　　r-上輥半徑；</b></p>

108、;<p><b>　　r-下輥半徑；</b></p><p><b>　　-板厚。</b></p><p><b>　　2) 預(yù)彎</b></p><p>　　預(yù)彎是在用卷板機(jī)彎卷鋼板時(shí)，鋼板兩端各有一平直段無(wú)法卷彎。為了使鋼板都能彎曲成同一曲率，在卷板前要采用一定的辦法，前將其兩端彎曲

109、成所需要的曲率，這就是預(yù)彎的目的。</p><p>　　較厚的板采用壓力機(jī)進(jìn)行模壓彎曲，這種方法需較大型的壓力機(jī)和模具；本設(shè)計(jì)板較薄，就用原三輥卷板機(jī)，借助一塊預(yù)彎胎9板進(jìn)行輥卷預(yù)彎。</p><p>　　胎板厚度一般取卷制鋼板厚度的兩倍稍多一些，本設(shè)計(jì)選用的胎板厚度為19mm，其曲率半徑應(yīng)略小于被卷鋼板的半徑，這樣既不致增加板機(jī)的負(fù)擔(dān)，也避免損壞機(jī)床，又可以保證鋼板的預(yù)彎曲率。預(yù)彎的長(zhǎng)度

110、一般應(yīng)超過(guò)兩下輥的中心距離，本設(shè)計(jì)預(yù)彎的長(zhǎng)度為100mm。預(yù)彎過(guò)程見(jiàn)圖5-6所示。</p><p>　　圖5-6 預(yù)彎過(guò)程圖</p><p><b>　　3）對(duì)中</b></p><p>　　當(dāng)鋼板彎好之后，即可將鋼板放入卷板機(jī)上下輥之間，進(jìn)行滾卷，但首先注意將鋼板放正，也就是要對(duì)中，其目的是工件的母線要與輥?zhàn)虞S線平行，以防止產(chǎn)生扭斜。<

111、/p><p>　　如圖5-7，對(duì)中常用方法有：四輥機(jī)對(duì)中時(shí)，有對(duì)中擋板法。三輥機(jī)對(duì)中時(shí)，有傾斜進(jìn)料對(duì)中和按棍中槽對(duì)中。本設(shè)計(jì)選用三輥機(jī)對(duì)中即可。</p><p>　　a) b) c)</p><p>　　圖5-7 常用對(duì)中方法</p><p>　　a) 對(duì)中擋板法 c)

112、 傾斜進(jìn)料法　 d) 輥上槽線法</p><p><b>　　4）卷圓</b></p><p>　　鋼板對(duì)中以后，就可以調(diào)上下輥壓住鋼板并使之產(chǎn)生一定彎曲，開(kāi)動(dòng)機(jī)床進(jìn)行滾卷，每滾卷一次行程便適當(dāng)向下調(diào)上輥一次，這樣經(jīng)過(guò)多次滾卷就可將鋼板彎曲成所要求的曲率。</p><p>　　本設(shè)計(jì)應(yīng)用冷卷工藝。應(yīng)注意的是：</p>

113、<p>　?、?冷卷時(shí)不得超過(guò)允許的最大變形率為0.5%；</p><p>　?、?不致打滑和使設(shè)備不超過(guò)額定功率；</p><p>　　③ 滾卷過(guò)程中要隨時(shí)用卡樣板測(cè)量，是否已經(jīng)達(dá)到曲率要求，不可過(guò)卷。</p><p><b>　　5）矯圓</b></p><p>　　圓筒應(yīng)封閉表面工件，當(dāng)進(jìn)行點(diǎn)裝和縱縫焊接

114、之后，一般還要進(jìn)行一次校圓。校圓多是在原卷板機(jī)上進(jìn)行。校圓大致有以下三個(gè)步驟：</p><p>　　① 工件放入卷板機(jī)上輥之后，首先是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或計(jì)算將輥調(diào)到所需要的最大矯正曲率位置，進(jìn)行加載。</p><p>　　② 使工件在矯正曲率下，多次滾卷并著重于焊縫區(qū)的滾卷，使整圈曲率均勻一致，并經(jīng)測(cè)量，直至合乎要求為止。</p><p>　?、?逐漸卸除載荷，并使工件在逐

115、漸減少的載荷下多次滾卷。</p><p>　　注意：內(nèi)筒矯圓前，先要將縱縫加強(qiáng)高磨平，并用砂輪磨光到內(nèi)筒圓弧度相平齊，然后到卷板機(jī)上進(jìn)行校圓。</p><p>　　8. 筒節(jié)縫縱的裝配焊接</p><p>　　筒節(jié)的裝配，焊接在滾輪架上進(jìn)行，裝配時(shí)筒節(jié)縱縫的對(duì)口錯(cuò)邊量應(yīng)小于3mm，如果偏差較小，可借助夾具進(jìn)行調(diào)整，要保證其縱縫邊緣平齊，沿整個(gè)長(zhǎng)度上間隙均勻一致，檢查