過程裝備制造與檢測課程設計---尿素合成塔制造工藝及其檢測

1、<p>　　《過程裝備制造與檢測》 課程設計說明書</p><p>　　題目： 尿素合成塔制造工藝及其檢測</p><p>　　——球形封頭的制造與檢測</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一．整體結構分析.....................................

2、.......６</p><p>　　二．坯料準備........................................... ..... ８.</p><p>　　1.材料的凈化.............................................８</p><p>　　2.矯形............................

3、.......................８</p><p>　　3.劃線...................................................９</p><p>　　4.邊緣切割及加工.........................................９</p><p>　　三． 板坯加熱.............

4、...................................１０</p><p>　　四．設備選用及模具設計</p><p>　　計算沖壓力.............................................１０</p><p>　　模具設計...............................................

5、１１</p><p>　　五．封頭沖壓及其應力分析、典型缺陷分析.......................１２</p><p>　　六．封頭邊緣余量的切割........................................1３</p><p>　　七．封頭開孔..............................................

6、....1３</p><p>　　八、尿素合成塔封頭制造詳細工藝流程............................1３</p><p>　　九，封頭成形后熱處理及其檢測..................................1４</p><p>　　十．參考文獻..........................................

7、........1６</p><p>　　十一．課程設計總結............................................1７</p><p>　　課程設計名稱： 尿素合成塔制造工藝及其檢測 </p><p>　　下表由指導教師按實際情況進行填寫：</p><

8、p>　　指導教師簽字： 教研室主任簽字： 20 年 月 日</p><p><b>　　過程裝備制造與檢測</b></p><p><b>　　課程設計任務書</b></p><p>　　題目：尿素合成塔制造工藝及其檢測</p><

9、;p>　　---------球形封頭的制造與檢測 </p><p>　　課程設計從 2011 年 6 月 15 日起到 2011 年 7 月 6 日</p><p>　　1、課程設計的內容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）：</p><p>　　1.原始數(shù)據(jù)：設備的原始圖及主要尺寸，部件圖，零件圖，技術特性、技術要求、材料種類等。

10、 </p><p>　　2.技術要求：要有運用標準，規(guī)范，手冊，圖冊等有關技術資料的能力。</p><p>　　3.工作要求： </p><p>　　6人一組，做

11、尿素合成塔的制造與檢測，我主要負責封頭的制造與檢測。通過現(xiàn)場實習一套典型設備結構及制造工藝，分析繪制該設備較詳細的設備圖、部件圖和局部圖，分析制定該設備整體制造工藝及各部件詳細制造工藝。 </p><p>　　*總圖量為一張A0設備圖，多張A2或A3部件圖，多張零件圖及多張制造工裝圖，并繪制加工工序圖（如零件展開

12、圖、焊接坡口設計圖、沖壓半成品形狀圖），所有圖紙均為計算機繪制。 </p><p>　　*設計計算說明書一份

13、 </p><p>　　*課程設計完成后進行答辯 </p><p><b>　　2、具體任務：</b></p><p>　　1.結合現(xiàn)場實習和查閱相關資料，進行設備的總體結構圖分析，技術要求

14、分析，金屬材料性能分析、結構工藝性分析。 </p><p>　　2.用AutoCAD或電子版繪制設備的總體結構圖 </p><p>　　3. 確定尿素合成塔封頭過程設備的生產流程；預處理方法和工藝；正確的進行零件的展

15、開計算、拼接設計；部件圖，零件圖，及繪制加工工序圖。 </p><p>　　4.封頭成型工藝

16、設計及相關計算、設備選用等；。 </p><p>　　5. 進行模具成型工藝設計、相關計算、設備選用等 </p><p>　　6. 部分焊接工藝設計及工藝參數(shù)選用；

17、 </p><p>　　7.正確的選擇零件制造過程中的檢測方法及工藝； </p><p>　　8.編寫說明書。 </p><p>　　3、課程

18、設計工作進度計劃：</p><p><b>　　球形封頭制造過程：</b></p><p><b>　　一 整體結構分析</b></p><p>　　1、 尿素合成塔筒體由碳素鋼外層和不銹鋼內層組成。其組合形式可以是多種多樣的，主要有以下幾種類型：</p><p>　　單層外殼，松襯不銹鋼襯里層；

19、</p><p>　　單層外殼，爆炸襯里不銹鋼層；</p><p>　　熱套多層殼體，熱套內層不銹鋼或松襯不銹鋼襯里層；</p><p>　　多層包扎焊接殼體，松襯不銹鋼襯里層；</p><p>　　以不銹鋼作為內筒外層直接包扎焊接碳鋼多層層板；</p><p>　　但經過比較，目前用的最多的，最可靠的結構形式是以不銹

20、鋼作為內筒外層直接包扎焊接碳鋼多層層板。</p><p>　　以不銹鋼襯里作為內筒的多層包扎焊接式筒體的優(yōu)點是：</p><p><b>　　制造工藝簡單</b></p><p>　　襯里層與外殼碳鋼層得貼緊度高</p><p>　　在操作壓力下不銹鋼內筒由多層包扎產生的壓應力與內壓引起的拉應力相互抵消，使內筒應力大大降

21、低，甚至為壓應力，降低了應力腐蝕的可能性。</p><p>　　內筒的不銹鋼襯里縱焊縫可以在塔外制作，并進行RT檢測和內外側PT檢測，有缺陷時返修方便且徹底，可充分保證主焊縫的質量</p><p>　　為了保證不銹鋼襯里層外壁在焊接外層碳鋼時免受污染和產生低碳馬氏體，位于不銹鋼和層板之間設置一層過渡層（通常叫盲板）。</p><p><b>　　圖（2）&

22、lt;/b></p><p>　　盲板層得縱焊縫不全焊透，只間斷焊，且根部有一窄墊板，使焊縫可與內筒隔離。</p><p>　　焊道表面不高于盲板外圓，以便作為將來的檢漏通道。在盲板層得內壁也開出縱橫交錯的溝槽，作為檢漏通道。</p><p>　　2、 上、下封頭結構</p><p>　　尿素合成塔上下封頭可以采用整體鍛件加工而成，也可

23、采用厚板沖壓成形。從節(jié)約材料和改善受力狀況考慮，采用半球形封頭。</p><p>　　由于要與介質接觸的材料要為耐腐蝕材料，因此，球形封頭采用復合層球形封頭。內層為316L不銹鋼，外層為16MnR。</p><p><b>　　3、 筒體材料</b></p><p>　　筒體內層為316L不銹鋼，外層為16MnR。</p><

24、;p>　　由于尿素介質對普通碳鋼的年腐蝕率高達2000mm，所以在尿素生產裝置中與尿素介質接觸的設備不允許采用碳鋼的。</p><p>　　采用在尿素合成反應器中加入氧氣的方法，可以使不銹鋼得到連續(xù)鈍化，因此，尿素合成塔內部可以采用比較廉價的奧氏體CrNiMo不銹鋼。</p><p>　　316L不銹鋼為低碳316，可以減少碳化鉻晶間析出，減輕晶間腐蝕。</p><

25、;p>　　16MnR是屈服強度350MPa的普通低合金高強度鋼，具有良好的綜合力學性能、焊接性能、工藝性能以及低溫沖擊韌性、</p><p>　　因此，選用內層為316L不銹鋼，外層為16MnR，</p><p>　　316L不銹鋼和16MnR力學性能</p><p><b>　　316L化學成分</b></p><p

26、><b>　　16MnR化學成分</b></p><p><b>　　二．坯料準備</b></p><p><b>　　1．材料的凈化</b></p><p>　　原材料在軋制以后以及運輸和庫存期間，表面常產生鐵銹和氧化皮，粘上油污和泥土。經過劃線、切割成型、焊接等工序后，工件表面會粘上鐵渣，產

27、生傷痕，焊縫及近縫區(qū)會產生氧化膜。這些污物的存在，講影響設備制造質量，所以必須凈化。在設備制造中凈化主要有以下目的：</p><p>　?。?）清除焊縫兩邊緣的油污和鐵銹物，以保證焊接質量。</p><p>　?。?）為下道工序做準備，即是下道工序的工藝要求。</p><p>　?。?）保持設備的耐腐蝕性。</p><p>　　常用的凈化方法

28、有：手工凈化、機械凈化、化學凈化和火焰凈化四種。</p><p>　　封頭原坯料采用機械凈化中的噴砂機除銹。噴砂是大面積去除鐵銹和氧化膜的先進方法。它是利用高速噴出的壓縮空氣流帶出來的高速運動的砂粒沖擊工件表面而打落鐵銹和氧化膜的方法。這種方法主要用于碳素鋼和低合金鋼的表面除銹。</p><p><b>　　2.矯形</b></p><p>　

29、　設備制造所用的鋼板、型鋼、鋼管等，在運輸和存放過程中，會產生彎曲、波浪變形或者扭曲變形。這些變形直接影響了劃線、切割、彎卷和裝配等工序的尺寸精度，從而影響了設備的制造質量，有可能造成誤差超差而成為廢品，所以當材料的變形超過允許范圍時必須進行矯正處理。</p><p>　　矯正處理的實質是調整彎曲件“中性層”兩側的纖維長度。最后使全部纖維等長。調整過程中，可以中性層為準，使長者縮短，短者伸長，最后達到與中性層等長

30、。如對彎曲的鋼板和型鋼施以適當?shù)姆聪驈澢怪C形。另外一種方法是以長者為主，把其余的纖維都拉長而達到矯形目的的拉伸法矯形。主要用于斷面較小的管材和線材，如有色金屬管拉直，但要注意其延伸率。</p><p>　　常用的矯正方法有手工矯形、機械矯形和火焰加熱矯形三種。</p><p><b>　　3.劃線</b></p><p>　　劃線是在原材料

31、或經初加工坯料上劃出下料線、加工線、各種位置線和檢查線等、劃線工序通常包括對零件的展開計算，號料和打標記等一系列操作。</p><p><b>　　封頭的展開計算</b></p><p>　　將零件的空間曲面展成平面稱為展圖，是劃線的主要工作環(huán)節(jié)。</p><p>　　球形封頭毛坯尺寸計算，根據(jù)面積法進行計算：</p><p

32、>　　相關尺寸：內徑d=2080mm; 厚度s=8+90(過渡層+耐蝕層)</p><p>　　外徑Da=2080+2×98=2276mm</p><p>　　h2=0.5Da-s=0.5×2276-98=1040mm</p><p>　　直邊段h1=98mm</p><p>　　展開直徑D0=（2d2+4d(h

33、1+S)）0.5=(2×21782+4×2178×103)0.5 =3222.53mm ，取D0=3500mm</p><p>　　S ——球形封頭邊緣機械加工余量，取S=5mm</p><p>　　所以，內徑2080mm半球形封頭整體展開尺寸為直徑3500mm，厚度98mm，來料板寬2100mm，長度2400mm，故兩張板可拼接成一個封頭毛坯。

34、 </p><p>　　上下封頭材料：SA516-70+316Lmod，重量5750kg</p><p>　　上下封頭過渡層堆焊完畢檢驗合格后整體做消除應力熱處理。</p><p><b>　　（2）號料</b></p><p>　　將展開圖正式畫在鋼板上的作業(yè)稱為號料，號料時應注意以下問題：</p>&

35、lt;p><b>　　劃線余量</b></p><p>　　展開得到的尺寸稱A展，劃線時還應考慮以后加工過程的加工余量，故劃線尺寸A劃為</p><p>　　A劃=A展+△割+△加+△收</p><p>　　式中△割——切割余量，與切割方法有關，一般為2-3mm；</p><p>　　△加——邊緣加工余量，與加工方

36、法有關，一般為5mm；</p><p>　　收——焊縫收縮量，與材料、焊接方法、工件長度、焊縫長度等有關。</p><p><b>　　排樣</b></p><p>　　樣板或零件在鋼材上如何排列對鋼材的利用率影響很大，應盡可能緊湊的排列，充分利用鋼板。</p><p><b>　　打標記</b>&

37、lt;/p><p>　　劃線完成后，為保證加工尺寸精度及防止下料尺寸模糊不清等，在切割線、刨邊線、開孔中心及裝配線等處均勻打上沖眼，用油漆標明標號、產品工號和材料標記移植等，以指導切割，成型，組焊等后續(xù)工序的進行。</p><p><b>　　4.切割及邊緣加工</b></p><p>　　按照所劃的切割線從原材料上切割下零件毛坯，該工序稱為切割，

38、常用方法有機械切割（鋸床、圓盤剪板機等），熱切割（氧氣切割、等離子切割等）。</p><p>　　邊緣加工：首先，按照劃線切割余量，消除切割時邊緣可能產生的加工硬化、裂紋、熱影響區(qū)及其他切割缺陷；其次，根據(jù)圖樣規(guī)定，加工各種形式，尺寸的坡口，通常加工方法有手工加工，機械加工，熱切割加工。</p><p>　　經上述一系列工序后，得到一處理后的圓形封頭板坯。</p><p

39、><b>　　三．板坯加熱</b></p><p>　　封頭沖壓時，板坯塑性變形很大，且為厚壁高壓封頭，故用熱沖壓，沖壓前，把板坯加熱至始鍛溫度，放在壓力機上沖壓，到終鍛溫度時停止沖壓，封頭毛坯加工工藝如曲線所示。</p><p>　　四．設備選用及模具設計</p><p><b>　　計算沖壓力 </b></

40、p><p>　　計算沖壓力時影響因素較多，且沖壓過程是變化的較復雜，目前計算沖壓力常用下面公式：</p><p>　　P=CK∏ (D0-Dw)S§ </p><p>　　C——壓邊力影響系數(shù)，無壓邊力C=1，有壓邊力C=1.2；</p><p>　　K——封頭形狀影響系數(shù)，球形封頭K=1.4-1.6；</p><p

41、>　　D0——封頭外徑，mm</p><p>　　Dw——筒節(jié)外徑，mm</p><p>　　對于球形封頭，壓邊條件D0-Dn≥(14-15)S,因為3500-2080=14.49S，故應采用壓邊圈，且該封頭材料為復合鋼板，無論其厚度如何，沖壓時都必須采用壓邊圈，以防止復板起皺，故取C=1.2，球形封頭取K=1.5,查《化工設備用鋼》表9-19，封頭材料SA516-70+316Lmo

42、d，厚度98mm,750℃時抗拉強度§為520MPa</p><p>　　P=CK∏ (D0-Dw)S§=1.2×1.5×3.14×【3500-（2080+98×2）】×98×520=352.5t</p><p>　　封頭的沖壓成型通常是在50-8000t水壓機或油壓機上進行，此處選擇352.5t的水壓機。&l

43、t;/p><p><b>　?。?）模具設計</b></p><p>　　上模（沖頭）其結構及主要設計參數(shù)</p><p><b>　　模直徑Dsm</b></p><p>　　根據(jù)封頭內徑和熱沖壓的收縮率φ或冷沖壓的回彈率φ計算，材料為不銹鋼（SA516-70+316Lmod），取φ=0.5</

44、p><p>　　Dsm= Dn（1±φ）=2080（1±0.5）=1040-3120 mm</p><p><b>　?、谏夏Ｇ娌糠指叨?lt;/b></p><p>　　Hsm=hn(1+φ)=h2(1+φ)=1040(1±0.5)=520-1560 mm</p><p><b>　?、?/p>

45、上模直邊高度H0</b></p><p>　　H1—封頭高度修邊余量，一般為15-40mm,取H1=20 mm</p><p>　　H2—卸料板厚度，一般為40-80mm，取H2=50 mm</p><p>　　H3—保險余量，一般為40-100mm，取H3=50mm</p><p>　　所以，H= h1+ H1+ H2+ H3=

46、98+20+50+50=218 mm</p><p>　　上模上部分直徑Dsm、</p><p>　　Dsm、=Dsm+(2-3) mm=1042-3123 mm</p><p><b>　　上模壁厚S</b></p><p>　　當水壓機噸位小于等于400 t時，S=30-40 mm，取S=35 mm</p>

47、;<p>　　下模（沖環(huán)）其結構及主要設計參數(shù)</p><p>　　上下模間隙a,附加值z——熱沖壓時，z=（0.1-0.2）S=0.18×98=17.64 mm，球形封頭取較大值。</p><p>　　a=S+ z=98+17.64=115.64 mm</p><p><b>　?、谙履葟紻xm</b></p&

48、gt;<p>　　Dxm= Dsm+2a+ Sm</p><p>　　Sm——下模制造公差，取Sm=2 mm</p><p>　　Dxm=（1040-3120）+2×115.64+2=（1273.28-3353.28）mm</p><p><b>　?、巯履A角半徑r</b></p><p>　　

49、根據(jù)經驗選取，采用壓邊圈時，r=(2-3)S（mm）=2×98=196 mm</p><p><b>　?、芟履Ｖ边吀叨萮1</b></p><p>　　h1=（40-70）mm，取h1=50 mm</p><p><b>　?、菹履？偢叨萮</b></p><p>　　h=（100-25

50、0）mm，取h=200 mm</p><p><b>　?、尴履Ｍ鈴紻1</b></p><p>　　D1= Dxm+（200-400）mm=（1473.28-3753.28）mm</p><p><b>　?、呦履Ｗ?lt;/b></p><p>　　外徑D應大于毛坯直徑D0，（3500 mm），高度H

51、= h+（60-100）mm</p><p>　　下口內徑D2應比與之配套的最大壁厚封頭的下模內徑Dxm大（5-10）mm</p><p>　　壓邊圈結構及設計參數(shù)</p><p>　　主要尺寸如下：內徑Dn、= Dxm+（50-80）（mm）=（1323.28-3433.28mm</p><p>　　厚度S、=70-120 mm，取S、=8

52、0 mm，外徑Dw、=D（下模座外徑）﹥3500mm</p><p>　　五．封頭沖壓及其應力分析、典型缺陷分析</p><p>　　尿素合成塔上下半球形封頭均采用厚板在352.5t水壓機上整體沖壓成形，關鍵條件是有合適噸位、開檔、行程的水壓機和相應的工裝模具，高溫加熱爐以及合理的沖壓工藝。如附圖所示，將毛坯4對中放在下模5（沖環(huán)）上，然后開動水壓機使活動橫梁1空程向下，當壓邊圈2與毛坯接

53、觸后，開動壓邊缸將毛坯的邊緣壓緊，接著上模（沖頭）3空程下降，當與毛坯接觸時，開動主缸使上模向下沖壓，對毛坯進行拉伸，至毛坯完全通過下模后，封頭便沖壓成形。最后開動提升缸和回程缸，將上模和壓邊圈向上提起，與此同時用脫模裝置6將包在上模上的封頭脫下，并將封頭從下模支座中取出，沖壓過程即告結束。</p><p>　　封頭的沖壓過程屬于拉延過程，在沖壓過程中各部分的應力狀態(tài)和變形情況都不同，處于壓邊圈下部分的毛坯邊緣A

54、部分，由于封頭的下壓力使其經受徑向拉伸應力，并向中心流動，坯料外直徑減??；邊緣金屬沿切向收縮，產生切向壓縮應力，會使毛坯邊緣喪失穩(wěn)定而產生褶皺；常用壓邊圈將邊緣壓緊，則在板厚方向又產生壓應力，即A部分材料承受三向應力狀態(tài)。處于下模圓角B部分的材料，除受到徑向拉伸應力和切向壓縮應力外，還受到彎曲而產生彎曲應力。在沖頭與下?？障兜腃部分金屬材料，仍受徑向拉伸應力和切向壓縮應力，而板厚方向不受力，處于自由狀態(tài)；封頭底部D處的金屬材料，徑向和切

55、向都受到拉應力，有較小的伸長，所以壁厚略有減薄。</p><p>　　封頭沖壓時常出現(xiàn)的缺陷有拉薄、褶皺和鼓包等，其影響因素很多，簡要分析如下：</p><p>　?、倮?碳鋼封頭沖壓后，其壁厚會產生不等程度的變化球形封頭深度大，底部拉伸減薄最多。</p><p>　?、隈薨?沖壓時板坯周圍的壓縮量最大，其值為</p><p>　　△L

56、=∏（Dp-Dm）</p><p>　　式中Dp——坯料直徑；Dm——封頭中徑。</p><p>　　封頭越深，毛坯直徑越大，周圍縮短量也越大，周向縮短產生兩個結果，一個是工件周邊區(qū)的厚度和徑向長度均有所增加，另一個是過分的壓應變使板料產生失穩(wěn)而褶皺。板熱加熱不均、搬運和夾持不當造成坯料不平，也會造成褶皺。</p><p>　?、酃陌?產生原因與褶皺類似，但主要影

57、響因素是拼接焊縫余量的大小以及沖壓工藝方面的原因，如加熱不均勻，壓邊力太小或不均勻、封頭與下模間隙太大以及下模圓角太大等。</p><p>　　為了防止封頭沖壓時產生缺陷，必須采用下列措施：板坯加熱均勻；保持適當而均勻的壓邊力；選定合適的下模圓角半徑；降低模具（包括壓邊圈）表面的粗糙程度；合理潤滑以及在大批量沖壓封頭時應適當冷卻模具。</p><p>　　六．封頭邊緣余量的切割</p

58、><p>　　用封頭切割機來切割封頭的邊緣余量，工作過程如下：封頭置于轉盤上并隨之轉動；機架上裝有割槍固定設備，裝有彈簧使?jié)L輪緊靠在封頭外側，以控制割嘴與封頭之間間隙不會隨封頭橢圓變化而影響切割。</p><p>　　放置封頭時，一定要注意放正，讓轉盤的回轉軸盡量和封頭的回轉軸重合，割前應按照封頭的規(guī)格、直邊尺寸劃好切割線，并檢查保證割距在整個圓周上正沖切割線。</p><

59、p><b>　　七．封頭開孔</b></p><p>　　為了連接接管和人孔，在封頭上要開孔，這些孔可以先劃好線然后用氣割切出。首先在封頭上找孔中心，劃好中心線并用色漆寫上中心線編號，按圖紙畫出接管的孔，在中心和圓周上打沖印，然后切出孔，同時切出焊接坡口。裝接管或人孔、手孔的孔中心位置的允許偏差為±10 mm。對直徑在150以下的孔，其偏差為-0.5-1.5 mm；直徑在15

60、0-300 mm之間，偏差為-0.5-2.0mm；直徑在300 mm以上，偏差為-0.5-3.0 mm，開孔可以用手工氣割或機械化氣割。</p><p>　　八．尿素合成塔封頭制造詳細工藝流程（包括檢測）</p><p>　　下部半球形封頭制造過程：</p><p>　　原材料檢驗→噴砂→UT檢測→標準移植→氣割下料→刨削拼接坡口→預組合并在大型立車上夾緊→車削外圓

61、邊緣坡度→在龍門刨床上精加工拼接焊縫坡口→組對焊接（組對時在特制的裝有預熱裝置的場地上進行）</p><p>　　預熱溫度200℃±30℃→檢驗，包括焊縫的PT，RT檢測以及焊縫及熱影響區(qū)的硬度試驗→加熱→沖壓→測定成形后球殼各部位實際厚度→焊縫及熱影響區(qū)內外表面MT→整個球面進行UT→正火+回火（帶焊接試板）→試板力學性能試驗→精加工環(huán)向端面→球殼內壁用砂輪打磨光滑呈金屬光澤→清洗內表面→在專用的焊接

62、變位器上夾緊，找正→在球殼外壁安裝遠紅外電加熱及保溫層→通電預熱，使球殼溫度≥100℃→進行第一層（過渡層）帶極板堆焊和球底中心部位的焊條、電弧堆焊→打磨焊接接頭部分→堆焊層表面PT（抽查30﹪面積）→UT檢測（也抽查30﹪，以焊帶搭接處為主）→消除應力熱處理→表面清洗，不得有油污等影響繼續(xù)堆焊質量的雜物→堆焊第二層（耐蝕層）不銹鋼（包括焊條電弧堆焊）→鐵素體測定100﹪PT→100﹪UT→測量堆焊層厚度→加工環(huán)向焊接坡口→鏜制底部和側

63、面物料接管焊接坡口→所有坡口的碳鋼部分進行MT→清洗坡口表面（用酒精擦洗除去油污）→組對接管→球殼接管周圍適當預熱→焊接→焊接鐵素體測定→焊縫表面PT→與筒體組對焊接</p><p>　　上封頭球殼的制造工藝過程在球殼沖壓成形部分與下封頭相同，以后工序如下：</p><p>　　上封頭球殼沖壓成形并經正火+回火處理，力學性能試驗合格后→在立車上加工人孔開孔與人孔法蘭的焊接坡口→檢驗坡口合格

64、后→與人孔法蘭鍛件組對→點焊固定（預熱）→預熱（≥150℃）焊接→UT、MT→硬度檢查→直線加速器RT檢測（有條件廠家）→組對兩個吊耳→局部預熱≥150℃→焊接吊耳→焊滿后表面打磨→MT、UT→消除應力熱處理→UT、MT→硬度檢查→球殼內壁打磨光滑呈金屬光澤→清洗干凈→堆焊不銹鋼（堆焊程序與下封頭相同）→堆焊人孔襯里過渡層→精加工人孔內圓及人孔密封面鑲環(huán)槽→組對人孔內圓襯里和密封底鑲環(huán)→焊接→焊接鐵素體檢查→焊接表面PT→精加工人孔密封

65、面→螺栓孔加工→檢驗</p><p>　　九．封頭成形后熱處理及其檢測</p><p><b>　　熱處理</b></p><p>　　奧氏體不銹鋼封頭在冷壓后不需要進行熱處理，但在熱壓后一定要進行熱處理。</p><p>　　沖壓后進行熱處理的溫度為870~900攝氏度，應該是材料的正火熱處理。</p>

66、<p>　　不銹鋼封頭的熱處理是機械零件和工模具制造過程中的重要工序之一。大體來說，它可以保證和提高工件的各種性能 ，如耐磨、耐腐蝕等。還可以改善毛坯的組織和應力狀態(tài)，以利于進行各種冷、熱加工。</p><p>　　熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程，有時只有加熱和冷卻兩個過程。這些過程互相銜接，不可間斷。加熱是熱處理的重要工序之一。金屬熱處理的加熱方法很多，最早是采用木炭和煤作為熱源，進而應用

67、液體和氣體燃料。電的應用使加熱易于控制，且無環(huán)境污染。利用這些熱源可以直接加熱，也可以通過熔融的鹽或金屬，以至浮動粒子進行間接加熱。</p><p>　　整體熱處理是對工件整體加熱，然后以適當?shù)乃俣壤鋮s，以改變其整體力學性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。</p><p>　　加熱和冷卻過程中,不銹鋼封頭由于表層和心部的冷卻速度和時間的不一致,形成

68、溫差，就會導致體積膨脹和收縮不均而產生應力,即熱應力。在熱應力的作用下,由于表層開始溫度低于心部,收縮也大于心部而使心部受拉,當冷卻結束時，由于心部最后冷卻體積收縮不能自由進行而使表層受壓心部受拉。即在熱應力的作用下最終使工件表層受壓而心部受拉。這種現(xiàn)象受到冷卻速度,材料成分和熱處理工藝等因素的影響。當冷卻速度愈快,含碳量和合金成分愈高,冷卻過程中在熱應力作用下產生的不均勻塑性變形愈大,最后形成的殘余應力就愈大。</p>

69、<p>　　另一方面鋼在熱處理過程中由于組織的變化即奧氏體向馬氏體轉變時,因比容的增大會伴隨工件體積的膨脹,工件各部位先后相變，造成體積長大不一致而產生組織應力。不銹鋼封頭組織應力變化的最終結果是表層受拉應力,心部受壓應力,恰好與熱應力相反。組織應力的大小與工件在馬氏體相變區(qū)的冷卻速度,形狀，材料的化學成分等因素有關。只不過熱應力在組織轉變以前就已經產生了不銹鋼封頭，而組織應力則是在組織轉變過程中產生的,在整個冷卻過程中,熱應

70、力與組織應力綜合作用的結果,就是工件中實際存在的應力。這兩種應力綜合作用的結果是十分復雜的,受著許多因素的影響,如成分、形狀、熱處理工藝等。就其發(fā)展過程來說只有兩種類型,即熱應力和組織應力,作用方向相反時二者抵消,作用方向相同時二者相互迭加。不管是相互抵消還是相互迭加,兩個應力應有一個占主導因素,熱應力占主導地位時的作用結果是工件心部受拉,表面受壓。組織應力占主導地位時的作用結果是工件心部受壓表面受拉。</p><p

71、><b>　　無損檢測</b></p><p>　　封頭是主要受壓元件應進行100%探傷，即100%RT,100%UT檢測。</p><p>　　對該整體沖壓成形的半球形封頭對接焊縫可進行局部射線或超聲檢測。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　《壓力容器制造和修

72、理》——《壓力容器實用技術叢書》編寫委員會 編</p><p>　　《化工機械制造技術》——朱方鳴，王志斌 編著</p><p>　　《過程裝備與制造檢測》——鄒廣華，劉強 編著</p><p>　　《過程設備設計》——鄭津洋，董其伍，桑之富 主編</p><p><b>　　課程設計總結</b></p>

73、<p>　　這學期我們開設了《過程裝備制造與檢測》這門課，主要學習了過程裝備的檢測、制造工藝并了解了過程機器制造的質量要求部分內容，而課程設計正好使這些課本理論知識得到了很好的實際應用，對我們更好的學習這門專業(yè)課大有裨益。</p><p>　　這次課設我們小組六個人共同完成尿素合成塔的制造工藝及其檢測，小組分工后，我主要負責球形封頭的制造與檢測，上下封頭大小尺寸一致，只是其上開孔接管不同，我查了好多資

74、料，知道尿素合成塔的封頭為半球形，為熱沖壓成形，然后根據(jù)這些指導方向再進行模具設計，展開計算，工藝設計等。</p><p>　　中間曾遇到了不少問題，我積極和小組成員討論解決，不懂就問，勤跑圖書館，上網查資料，力爭最后完完整整將上下封頭加工出來，再加上以前幾次課程設計積累的經驗，大體知道該怎么去做該怎樣做，所以總體感覺還是比較得心應手的。</p><p>　　但這次課設又不同于前幾次，不像

75、以前一樣側重于結構設計，尺寸計算，而是偏重于制造及其工藝設計，李老師還說，其實工廠里制造比設計重要，我覺得也是，理論必須符合實際才能指導實際工作更好的進行下去，總之，通過這次課設我開拓了眼界，增長了知識，學到了很多，我相信以后我可以做的更好??！</p><p><b>　　2011/7/5</b></p><p><b>　　專業(yè)綜合訓練任務書</b&

76、gt;</p><p>　　題 目：ZY-1型反應釜的焊接工藝制定</p><p>　　材 料：1Cr18Ni9Ti </p><p>　　焊接方法：手工電弧焊+MIG焊</p><p><b>　　要求：</b></p><p>&l

77、t;b>　　1、看懂圖紙</b></p><p>　　2、根據(jù)相關標準畫出焊縫布置圖，并標注焊縫類別</p><p>　　3、制定焊接工藝總則</p><p><b>　　4、設計焊接工藝卡</b></p><p>　　5、重要的焊縫制定相應的焊接工藝卡</p><p>　　6、

78、工藝卡中應標明焊接檢驗的方法及標準</p><p>　　學生： 班級： 指導教師： </p><p><b>　　接 頭 編 號 表</b></p><p><b>　　焊接工藝總則</b></p><p>　　一、焊前準備及施焊環(huán)境</p

79、><p>　　1 焊條、焊劑及其他焊接材料的貯存庫應保持干燥，相對濕度不得大于60/,</p><p>　　2 當施焊環(huán)境出現(xiàn)下列任一情況，且無有效防護措施時，禁止施焊：</p><p>　　a) 手工焊時風速大于10m /s；</p><p>　　b）氣體保護焊時風速大于2m /s;</p><p>　　c）相對濕度大于

80、90%；</p><p>　　d) 雨 、雪 環(huán)境．</p><p>　　3 當焊件溫度低于0℃時，應在始焊處100 mm范圍內預熱到15℃左右。</p><p><b>　　二、焊接工藝</b></p><p>　　1 容器施焊前的焊接工藝評定，應按JB 4708進行。</p><p>　　2

81、焊接工藝評定報告、焊接工藝規(guī)程、施焊記錄及焊工的識別標記，其保存期不少于7年。</p><p>　　焊縫表面的形狀尺寸及外觀要求</p><p>　　1 C,D,E類接頭的焊腳，在圖樣無規(guī)定時，取焊件中較薄者之厚度。補強圈的焊腳，當補強圈的厚度不小于8 mm時，其焊腳等于補強圈厚度的70%，且不小于8 mm,</p><p>　　2 焊縫表面不得有裂紋、氣孔、弧坑及

82、飛濺物。</p><p>　　3 C,D,E類接頭焊縫與母材呈圓滑過渡。</p><p>　　4 用標準抗拉強度下限值>540 MPa的鋼材及Cr-M。低合金鋼材和不銹鋼材制造的容器以及焊接接頭系數(shù)價取為1的容器，其焊縫表面不得有咬邊。其他容器焊縫表 面的咬邊深度不得大于0. 5 mm，咬邊連續(xù)長度不得大于100 mm，焊縫兩側咬邊的總長不得超過該焊縫長度的10%。<

83、;/p><p><b>　　壓力容器焊接工藝卡</b></p><p><b>　　壓力容器焊接工藝卡</b></p><p><b>　　壓力容器焊接工藝卡</b></p><p><b>　　壓力容器焊接工藝卡</b></p><p&g

84、t;<b>　　壓力容器焊接工藝卡</b></p><p><b>　　壓力容器焊接工藝卡</b></p><p><b>　　壓力容器焊接工藝卡</b></p><p>　　封頭類零件的制造工藝</p><p><b>　　摘 要</b></p&

85、gt;<p>　　本文首先介紹了封頭的一些基本知識(包括它的定義，種類，以及用途)。然后就對封頭的加工工藝（包括下料，焊接，沖壓，壓鼓，旋壓，坡口，研磨，酸洗，熱處理，拋光工序）進行了詳細的分析，并對加工工序的作業(yè)標準進行了敘述，最后總結了江蘇盛博的封頭制作的缺陷和這些缺陷所對應的解決方法以及來料加工的相關作業(yè)標準。</p><p>　　關鍵詞： 封頭 加工工序 作業(yè)標準

86、 缺陷 來料加工</p><p>　　Head of the manufacturing process Abstract </p><p>　　This paper introduces some basic knowledge of head (including its definition, types, and

87、 use). Then head on to the processing technology (including cutting, welding, stamping, pressure drum, spinning, groove, grinding, pickling, heat treatment, polishing procedures) carried out a detailed analysis, and proc

88、essing of standard operating procedures the narrative and, finally, Jiang Su Shengbo of head defects and the defects produced by the corresponding solutions, and processing of the relevant ope</p><p>　　Key w

89、ords: head defects in materials processing standard processing procedures operations</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要………………………………………………………………………………… 1</p><p>　　Abstract…

90、…………………………………………………………………………2</p><p>　　第一章 封頭的介紹………………………………………………………… 6</p><p>　　1.1定義………………………………………………………………………………6</p><p>　　1.2種類………………………………………………………………………………6</p><p

91、>　　1.3用途………………………………………………………………………………6</p><p>　　第二章 封頭制作的加工工藝…………………………………………… 6</p><p>　　2.1下料工序………………………………………………………………………7</p><p>　　2.1.1下料操作………………………………………………………………………8</

92、p><p>　　2.1.2下料作業(yè)標準…………………………………………………………………8</p><p>　　2.2焊接工序………………………………………………………………………9</p><p>　　2.2.1焊接操作………………………………………………………………………9</p><p>　　2.2.2焊接作業(yè)標準…………………………………

93、………………………………9</p><p>　　2.3沖壓工序………………………………………………………………………11</p><p>　　2.3.1沖壓操作…………………………………………………………………… 11</p><p>　　2.3.2沖壓機的構成……………………………………………………………… 11</p><p>　　2.3

94、.3沖壓操作步驟……………………………………………………………… 11</p><p>　　2.3.4沖壓作業(yè)標準……………………………………………………………… 12</p><p>　　2.4壓鼓工序…………………………………………………………………… 12</p><p>　　2.4.1壓鼓操作…………………………………………………………………… 12<

95、/p><p>　　2.4.2壓鼓機的構成……………………………………………………………… 13</p><p>　　2.4.3壓鼓機的操作步驟………………………………………………………… 13</p><p>　　2.4.4壓鼓作業(yè)標準……………………………………………………………… 13</p><p>　　2.5旋壓工序……………………………

96、……………………………………… 14</p><p>　　2.5.1旋壓操作…………………………………………………………………… 14</p><p>　　2.5.2旋壓機的構成……………………………………………………………… 14</p><p>　　2.5.3旋壓的操作步驟…………………………………………………………… 14</p><p&g

97、t;　　2.5.4旋壓作業(yè)標準……………………………………………………………… 15</p><p>　　2.6坡口工序…………………………………………………………………… 15</p><p>　　2.6.1坡口要點…………………………………………………………………… 15</p><p>　　2.6.2坡口作業(yè)標準………………………………………………………………

98、 16</p><p>　　2.7研磨工序…………………………………………………………………… 16</p><p>　　2.7.1空氣壓縮機操作步驟……………………………………………………… 16</p><p>　　2.7.2研磨機操作步驟…………………………………………………………… 17</p><p>　　2.7.3研磨作業(yè)標準……

99、………………………………………………………… 17</p><p>　　2.8酸洗工序…………………………………………………………………… 18</p><p>　　2.8.1酸洗操作步驟……………………………………………………………… 18</p><p>　　2.8.2酸洗作業(yè)標準……………………………………………………………… 18</p>&l

100、t;p>　　2.9熱處理工序………………………………………………………………… 18</p><p>　　2.9.1熱處理的分類……………………………………………………………… 19</p><p>　　2.9.2熱處理操作步驟…………………………………………………………… 19</p><p>　　2.9.3熱處理作業(yè)標準………………………………………………

101、…………… 21</p><p>　　2.10拋光工序……………………………………………………………………21</p><p>　　2.10.1拋光工序操作步驟…………………………………………………………21</p><p>　　2.10.2拋光作業(yè)標準………………………………………………………………21</p><p>　　第三章 封頭制作

102、缺陷…………………………………………………… 21</p><p>　　第四章 來料加工…………………………………………………………… 22</p><p>　　4.1來料加工意義………………………………………………………………… 22</p><p>　　4.2來料加工作業(yè)標準…………………………………………………………… 22</p><p&

103、gt;　　第五章 總結……………………………………………………………………23</p><p>　　第六章 致謝……………………………………………………………………23</p><p>　　參考文獻………………………………………………………………………… 24</p><p>　　附錄Ⅰ………………………………………………………………………………25</p&g

104、t;<p><b>　　第一章 封頭的介紹</b></p><p>　　封頭作為常壓及承壓容器中不可或缺的零部件，廣泛用于制藥、食品、化工、生物、水處理、環(huán)保、電力、鍋爐壓力容器等領域。由于應用面廣泛，封頭現(xiàn)在在市場的需求量也是供不應求的，正因如此，封頭的市場競爭也是相當?shù)募ち遥愿鱾€封頭制造廠家都在發(fā)展自己的加工特點。比如：昆山的福鼎擁有大封頭分片成型技術，南通中集的大型封

105、頭旋壓成型技術，還有就是我們企業(yè)的薄壁封頭的加工成型技術。當然還有封頭行業(yè)的領軍企業(yè)——北海封頭，他們則是以強硬的質量品質，成為封頭行業(yè)的佼佼者。</p><p><b>　　1.1 定義</b></p><p>　　封頭顧名思義，就是容器的兩端的端蓋，所以一般都是用于與各種筒體配對，組成壓力容器。</p><p><b>　　1.2

106、 種類</b></p><p>　　封頭種類繁多，按用途可分為承壓封頭和常壓封頭，按形狀可分為橢圓封頭，蝶形封頭，球冠形封頭，半球形封頭，弓形封頭，平底形封頭，錐形封頭等。而橢圓封頭根據(jù)內徑，外徑又可以分為EHA和EHB，蝶形封頭根據(jù)內總高的算法不同，分為DHA和DHB。（圖見附錄1）</p><p><b>　　1.3 用途</b></p>

107、<p>　　封頭是壓力容器的重要受壓元件之一，它不但直接影響容器的制造質量和成本，而且影響生產裝置的安全長期運行。例如有反應壓力容器，換熱壓力容器，分離壓力容器，儲存壓力容器等。</p><p>　　第二章 封頭制作的加工工藝</p><p>　　以材質為0Cr18Ni9，φ1700mmEHA標準橢圓內徑封頭為例;見圖2-1</p><p>　　根據(jù)客戶

108、訂單需要確定封頭的材質，內外直徑，直邊高度，是否按標準封頭尺寸進行制作，如是非標封頭則要確定封頭的R和r，以及特殊的直邊高度;另外還需確定客戶訂做的封頭是否需要進行熱處理，拍片（RT）以及監(jiān)檢等特殊技術要求。確定完畢，制定工藝流轉卡，并且注明特殊工藝要求。</p><p>　　φ1600—φ1900mm的封頭是唯一三種需要進行沖壓，壓鼓，旋壓三道工序的封頭。 </p><

109、p>　　φ1700mm封頭與其他封頭相比不僅僅需要是單單的沖壓，或是壓鼓，旋壓，而是需要先經過沖壓的初步成型，然后還要經過壓鼓整體成型，最后經過旋壓的最后成型[1]。</p><p><b>　　2.1下料工序</b></p><p>　　根據(jù)工藝流轉卡，φ1700mm的封頭下料尺寸為φ2050mm；通常下料的板材的標準寬度只有1500,2000,2200mm等

110、，為了節(jié)省材料，我們大多選用寬度1500mm的板材進行下料。由于寬度不夠，所以通常需要下兩塊料，最后進行拼接。小的那塊拼接板，稱為接頭。</p><p>　　在下料前需要在原板材上切取試樣，需要對試樣進行，物理性能測試和化學元素含量的測試，因為物理性能決定封頭的減薄率，化學元素含量決定焊接質量，0Cr18Ni9中物理性能和化學元素含量見表2-1、表2-2。[2]</p><p>　　并且要

111、符合新容規(guī)(固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程)中規(guī)定的用于壓力容器的材料P≤0.03%，S≤0.02% [3]</p><p><b>　　2.1.1下料操作</b></p><p>　　下料是封頭制作的首道工序，下料下的好不好是一個封頭質量最后是否過關的前提。在下料的同時也要考慮到怎么樣排列下料才會使用料最省，達到成本最低，并且在切割圓片的時候要考慮下料圓片公差-5～

112、+5mm。</p><p>　　盛博封頭主要加工的是不銹鋼封頭和碳鋼封頭，其切割的工具是不同的，不銹鋼切割的時候用的是等離子切割，而碳鋼則是用乙炔氣割，如果是比較薄的碳鋼也是可以用等離子切割的，而切割圓片的圓規(guī)，則是根據(jù)要切割的半徑調節(jié)圓規(guī)上的活動扣來確定切割半徑。</p><p>　　2.1.2 下料作業(yè)標準</p><p>　　(1)根據(jù)工藝卡對照實物，確認工藝

113、流轉卡（包括公務下達的排料圖）的要求，材料規(guī)格確認是否與實物一致。</p><p>　　(2)確認板材厚度，材質，以及表面質量是否符合要求。</p><p>　　(3)材料入庫檢查時，每張鋼板應該配有相應的材料質量保證書，這是鋼板的檢驗數(shù)據(jù)，是鋼板合格使用有確實的依據(jù)。</p><p>　　(4)根據(jù)工藝流轉卡（或排料圖）選擇需要的材料。</p>&l

114、t;p>　　(5)根據(jù)工藝卡確認下料直徑，下料尺寸公差標準為±5，標記中心后畫線下料。[1]</p><p>　　(6)下料完成后將產品的指令號，單位號，形狀，材質，爐批號，用油漆筆移植在同張板表面，如果有半圓，在半圓上也要移植同樣內容，最后由檢驗員確認。</p><p>　　(7)根據(jù)工藝卡要求將在圓片壓外的一面打上鋼印，鋼印內容為爐批號和材料牌號，如有特別指示按照要求打

115、鋼印，并將鋼印內容拓印，以便復查，操作者要在拓印紙上簽名。[3]</p><p>　　(8)圓片在切割時，如圓片有一定的熔渣和飛濺物，一定要打磨干凈徹底，否則在以后圓片搬運過程中相互摩擦容易給鋼板表面帶來劃傷。</p><p>　　(9)圓片四周有缺口時，如果缺口深5mm以上，則以缺口為中心向兩端30mm的范圍打磨去除，一定要打磨光滑，缺口在5mm以上且坡口可以去除時，應提交焊接班補焊后打