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。

常用的矫正方法有手工矫形、机械矫形和火焰加热矫形三种。 划线

划线是在原材料或经初加工坯料上划出下料线、加工线、各种位置线和检查

线等、划线工序通常包括对零件的展开计算，号料和打标记等一系列操作。 椭圆形形封头坯料厚度

考虑热冲压时球形封头减薄量可达12%，取坯料厚度103mm。 封头的展开计算

将零件的空间曲面展成平面称为展图，是划线的主要工作环节。 椭圆形封头毛坯尺寸计算，根据经验法进行计算： 相关尺寸：Dm=Dg+ Dg=3600mm =90mm 直边段h=50mm

展开直径D0=1.19Dm+2h=4384mm(包含加工余量)。

所以，内径3600mm椭圆形封头整体展开尺寸为直径4384mm，厚度90mm，由标准钢板的规格限制以及展开计算可以得知，需要三块钢板， 因此采用拼焊缝技术。

上封头过渡层堆焊完毕检验合格后整体做消除应力热处理。 坯料的拼接

φ3600mm半球形封头展开尺寸直径为φ4384mm。采用三张板拼成一个封头坯料，见图4-1。

采用热冲压，毛坯厚度应加上减薄量。减薄量是按该企业经验最大减薄量12%。

采用埋弧自动焊，坡口为双U形，见图4-2.预热100℃，焊丝H10MnSi、焊剂SJ101。

焊后及时消氢处理，300~350℃,2h。100%UT、100%MT，一级合格

图4-1 拼料示意图

图4-2 坯料拼焊及焊接顺序

号料

将展开图正式画在钢板上的作业称为号料，号料时应注意以下问题： ①

划线余量

展开得到的尺寸称A展，划线时还应考虑以后加工过程的加工余量，故划线尺寸A划为

A划=A展+△割+△加+△收

式中△割——切割余量，与切割方法有关，一般为2-3mm； △加——边缘加工余量，与加工方法有关，一般为5mm；

△ 收——焊缝收缩量，与材料、焊接方法、工件长度、焊缝长度等有关。 ② 排样

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。封头的拼接焊缝应满足以下要求:

a: 封头、管板的拼接焊缝数量，公称直径Dg不大于2200mm时，拼接焊缝不多于1条；Dg大于2200mm时拼接焊缝不多于2条。

b: 封头各种不相交的拼焊焊缝中心线间距至少应为封头钢材厚度的三倍，而且不小于100mm。封头由成形的瓣片和顶圆板拼制成时，焊缝方向只允许是径向和环向的。 打标记

划线完成后，为保证加工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

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，常用方法有机械切割（锯床、圆盘剪板机等），热切割（氧气切割、等离子切割等）。 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、热影响区及其他切割缺陷；其次，根据图样规定，加工各种形式，尺寸的坡口，通常加工方法有手工加工，机械加工，热切割加工 成型

封头的冲压方式选择

δ/Do×100=90/4384×100≥0.5故用热冲压。见表4-4

表4-4 封头冷热冲压与相对厚度之间的关系

从降低冲压力和有利于钢板变形考虑，加热温度可高些。但温度过高会使钢材的晶粒显著长大，甚至形成过热组织，使钢材的塑性和韧性降低。严重时会产生过烧组织，毛坯冲压可能发生碎裂。

封头整体热冲压的加热如图4-3所示。其中900~1000℃是最佳冲压温度。

图4-3 热冲压封头加热工艺曲线

计算冲压力

计算冲压力时影响因素较多，且冲压过程是变化的较复杂，目前计算冲压力常用下面公式：

P=CK∏ (D0-Dw)S§

C——压边力影响系数，无压边力C=1，有压边力C=1.2； K——封头形状影响系数，球形封头K=1.25-1.35 D0——封头外径，mm

对于椭圆形封头，压边条件D0-Dn≥(18-20)S,因为4384-3600=3.7S，故不采用压边圈，故取C=1.0，椭圆形封头取K=1.3,查《化工设备用钢》表9-19，封头材料SA516-70+316Lmod，厚度90mm,750℃时抗拉强度§为520MPa

P=CK∏ (D0-Dw)S§=1×1.3×3.14×【4384-（3600+90×2）】×90×520=115.4t 封头的冲压成型通常是在50-8000t水压机或油压机上进行，此处选择120t的水压机。 模具设计

上模（冲头）其结构及主要设计参数 1 上模直径Dsm

根据封头内径Dn和热冲压的收缩率ψ或冷冲压的回弹率ψ计算，材料为

16MnR

Dsm= Dn（1±ψ）=3600 （1±0.9%）=3567.6-3632.4 取3620mm 2 上模曲面部分高度

Hsm=hn(1+φ)=h2(1+φ)=1750(1±0.9%)=1734-1765 mm 取1750mm 3 模直边高度H0

H1—封头高度修边余量，一般为15-40mm,取H1=25 mm H2—卸料板厚度，一般为40-80mm，取H2=55 mm H3—保险余量，一般为40-100mm，取H3=55mm 所以，H= h+ H1+ H2+ H3=50+25+55+55=185 mm 4 上模上部分直径Dsm、 Dsm=Dsm+(2-3) mm=3623 mm 5 上模壁厚S

当水压机吨位小于等于400 t时，S=30-40 mm，取S=35 mm 下模（冲环）其结构及主要设计参数 1 上下模间隙a附加值z

——

、

热冲压时，z=（0.1-0.2）S=0.18×90=16.2 mm，此处取较大值。

a=S+ z=90+16.2=106.2 mm Dxm= Dsm+2a+δm

2 模内径Dxm

Sm——下模制造公差，取Sm=2 mm Dxm=3620+2×106.2+2=3834.4mm 3 模圆角半径r

根据经验选取，不采用压边圈时，r=(4-6)S（mm）=5×90=450 mm 4 模直边高度h1

h1=（40-70）mm，取h1=50 mm 5 模总高度h

h=（100-250）mm，取h=200 mm 6 下模外径D1

D1= Dxm+（200-400）mm=(4034.4-4234.4)mm

7 下模座

外径D应大于毛坯直径D0，（4384mm），高度H= h+（60-100）mm 下口内径D2应比与之配套的最大壁厚封头的下模内径Dxm大（5-10）mm

封头冲压及其应力分析、典型缺陷分析

椭圆形封头采用厚板在水压机上整体冲压成形，关键条件是有合适吨位、开档、行程的水压机和相应的工装模具，高温加热炉以及合理的冲压工艺。将毛坯对中放在下模（冲环）上，然后开动水压机使活动横梁空程向下，当压边圈与毛坯接触后，开动压边缸将毛坯的边缘压紧，接着上模（冲头）空程下降，当与毛坯接触时，开动主缸使上模向下冲压，对毛坯进行拉伸，至毛坯完全通过下模后，封头便冲压成形。最后开动提升缸和回程缸，将上模和压边圈向上提起，与此同时用脱模装置将包在上模上的封头脱下，并将封头从下模支座中取出，冲压过程即告结束。

封头的冲压过程属于拉延过程，在冲压过程中各部分的应力状态和变形情况都不同，处于压边圈下部分的毛坯边缘A部分，由于封头的下压力使其经受径向拉伸应力，并向中心流动，坯料外直径减小；边缘金属沿切向收缩，产生切向压缩应力，会使毛坯边缘丧失稳定而产生褶皱；常用压边圈将边缘压紧，则在板厚方向又产生压应力，即部分材料承受三向应力状态。处于下模圆角部分的材料，除受到径向拉伸应力和切向压缩应力外，还受到弯曲而产生弯曲应力。在冲头与下模空隙的部分金属材料，仍受径向拉伸应力和切向压缩应力，而板厚方向不受力，处于自由状态；封头底部处的金属材料，径向和切向都受到拉应力，有较小的伸长，所以壁厚略有减薄。

封头边缘余量的切割

封头切割机来切割封头的边缘余量，工作过程如下：封头置于转盘上并随之转动；机架上装有割枪固定设备，装有弹簧使滚轮紧靠在封头外侧，以控制割嘴与封头之间间隙不会随封头椭圆变化而影响切割。

放置封头时，一定要注意放正，让转盘的回转轴尽量和封头的回转轴重合，割前应按照封头的规格、直边尺寸划好切割线，并检查保证割距在整个圆周上正冲切割线。

封头开孔

为了连接接管和人孔，在封头上要开孔，这些孔可以先划好线然后用气割切出。首先在封头上找孔中心，划好中心线并用色漆写上中心线编号，按图纸画出接管的孔，在中心和圆周上打冲印，然后切出孔，同时切出焊接坡口。装接管或人孔、手孔的孔中心位置的允许偏差为±10 mm。对直径在150以下的孔，其偏差为-0.5-1.5 mm；直径在150-300 mm之间，偏差为-0.5-2.0mm；直径在300 mm以上，偏差为-0.5-3.0 mm，开孔可以用手工气割或机械化气割。

锁斗封头制造详细工艺流程（包括检测）

原材料检验→喷砂→UT检测→标准移植→气割下料→刨削拼接坡口→预组合并在大型立车上夹紧→车削外圆边缘坡度→在龙门刨床上精加工拼接焊缝坡口→组对焊接（组对时在特制的装有预热装置的场地上进行） 预热温度200℃±30℃→检验，包括焊缝的PT，RT检测以及焊缝及热影响区的硬度试验→加热→冲压→测定成形后球壳各部位实际厚度→焊缝及热影响区内外表面MT→整个球面进行UT→正火+回火（带焊接试板）→试板力学性能试验→精加工环向端面→球壳内壁用砂轮打磨光滑呈金属光泽→清洗内表面→在专用的焊接变位器上夹紧，找正→→通电预热，使球壳温度≥100℃→UT检测（也抽查30﹪，以焊带搭接处为主）→消除应力热处理→表面清洗，不得有油污等影响继续堆焊质量的杂物→铁素体测定100﹪PT→100﹪UT→加工环向焊接坡口→镗制底部和侧面物料接管焊接坡口→所有坡口的碳钢部分进行MT→清洗坡口表面（用酒精擦洗除去油污）→组对接管→球壳接管周围适当预热→焊接→焊接铁素体测定→焊缝表面PT→与筒体组对焊接 见表8-1。

表8-1 上封头加工工序

接管的焊接工艺（包括热处理及检测）

焊接方法采用焊条电弧焊，焊条BM310Mo-L，所有坡口的碳钢部分进行MT，并清洗坡口表面，用酒精擦洗除去油污。

焊接时16MnR母材预热温度大于100℃，先堆焊各接管孔端坡口过渡层，过渡层厚度≥4 mm，焊修磨光洁圆滑，过渡层表面100%PT (JB/T 4730-2005Ⅰ级）；组对焊接各接管，焊后修磨焊缝表面光洁圆滑，进行相关检测。见图9-1、表9-1。

图9-1 焊接顺序

表9-1 接管焊接工艺

封头成形后热处理及其检测

封头的热处理是机械零件和工模具制造过程中的重要工序之一。大体来说，它可以保证和提高工件的各种性能 ，如耐磨、耐腐蚀等。还可以改善毛坯的组织和应力状态，以利于进行各种冷、热加工。

a.16Mn之类的低合金钢大都采用正火工艺，细化晶粒，均匀组织。

b. 该材质正火之后一般不需要回火，大件最好回下火, 回火温度以下50度左

右，可以

去疲劳，提高寿命。

c. 16Mn锻件和钢板的材料力学性能总体上差不多，但低温冲击和疲劳性能差异

较大

d.正火处理：1.≤250℃装炉，升温≤180℃/h，5小时；2. 900℃保温4小时；

3. 空冷。

注：筒体钢板使用状态为正火+回火处理，钢板生产商必须以试板进行正火+回火 +模拟焊后热处理其各项性能均满足本技术条件的要求。

e.钢板应按JB/T4730.3-2005进行超声检测，必须进行100%扫查，验收标准为I级。

热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接，不可间断。加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多，最早是采用木炭和煤作为热源，进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制，且无环境污染。利用这些热源可以直接加热，也可以通过熔融的盐或金属，以至浮动粒子进行间接加热。

整体热处理是对工件整体加热，然后以适当的速度冷却，以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。

封头是主要受压元件应进行100%探伤，即100%RT,100%UT检测。 对该整体冲压成形的椭圆形封头对接焊缝可进行局部射线或超声检测。

5.2 锁斗筒体制造工艺设计介绍

筒体制造工艺简明流程图

材料检测——抛丸除锈——探伤----坯料拼接----退火---打磨---探伤—号料——气割——刨坡口——坡口检测——预弯——卷板——筒节纵焊——退火——筒节校圆——焊缝打磨——焊缝探伤（RT，UT，MT）——筒节拼接——炉外消氢——打磨—探伤----开口接管----焊接——退火----打磨---MT探伤 锁斗筒体制造工艺过程卡片

工序号 工序名称 工艺要求及工序图

1 材料检测 1 2 2 抛丸除锈 1 3 探伤 1 05

4 号料 1 L=3400mm 2 5 气割 1 6 刨坡口 1 7 坡口检测 1 5 8 坯料拼接 1 9 预弯 1 10 卷板 1 11 筒节纵焊 1 1mm.

2 3 4 12 退火 1 2 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。 钢板单面喷丸，彻底除锈。

对钢板进行100%UT检测，按JB/T4730.3-20 及3311-00JT中的有关要求执行。 号出筒体的下料线，筒体的下料尺寸为： 。

号筒体的纵向焊接接头试板一对 按线气割下料并清理熔渣。 按图纸要求刨筒节纵、环缝坡口

坡口表面100%MT检查，按JB/T4730.4-200 中一级合格。

两块板料拼接成筒节所需的要求 用大型油压机压头

用日本三辊卷板机进行冷卷。

组装纵向焊接接头并进行尺寸检查错边量< 焊接详见焊接工艺说明书。 纵向焊接接头试板一对

焊接接头取样做化学成分分析，其结果应

符

合4.1.4的规定。

进行退火热处理，执行热处理工艺。 带筒体纵向焊接接头试板一对。

13 校圆 1 筒体进行冷校圆，椭圆度<3mm. 14 打磨 1 对坡口表面进行打磨清理。

2 处理干净坡口表面的锈质。 3 仔细检查直到合格为止。

15 探伤 1 对焊接接头进行100%RT检测，按JB/T4730 .2-2005中二级合格。

2 焊接接头进行100%UT检测，按JB/T4730.3 -2005中一级合格。

3 焊接接头表面进行100%MT检测，按JB/T4 730.4-2005中一级合格。

16 筒节拼接 1 组装筒体与管箱侧法兰环缝，焊接详见焊接 工艺说明书。

17 炉外消氢 1 用环形加热装置进行炉外消氢执行热处理 工艺。

18 打磨 1 外表面焊缝加强金属高<2mm,焊缝表 面 不允许存在咬肉、裂纹、气孔、弧坑、 夹渣等缺陷。

19 探伤 1 对焊接接头进行100%RT检测，按JB/T4730 .2-2005中二级合格。

2 焊接接头进行100%UT检测，按JB/T4730.3 -2005中一级合格。

3 焊接接头表面进行100%MT检测，按JB/T4 730.4-2005中一级合格 20 开口接管 1 按图样进行切割

21 退火 1 进行退火热处理，执行热处理工艺 22 打磨 1焊缝应打磨为凹形

23 MT探伤 1 焊接接头表面进行100%MT检测，按JB/T4 730.4-2005中一级合格。

筒体制造的准备工作 材料检测 (1)化学成分分析

化学成分如下表所示(查表 16Mn专业用钢的化学成分/%如表4－1) 表4－1 16Mn专业用钢的化学成分

(2)力学性能和工艺性能

查表4－2 16MnR的力学性能如下表

根据表得90mm厚的16Mn

(3) 试验温度

表4－3 残余应力与温度关系表如下

4室温弯曲试验：d=3a,弯曲180℃，无裂纹 5材料要求

a.16Mn之类的低合金钢大都采用正火工艺，细化晶粒，均匀组织。 b.该材质正火之后一般不需要回火，大件最好回下火, 回火温度以下50度左右，可以

去疲劳，提高寿命。

c.16Mn锻件和钢板的材料力学性能总体上差不多，但低温冲击和疲劳性能差异较大

d.正火处理：1.≤250℃装炉，升温≤180℃/h，5小时；2. 900℃保温4小时；3. 空冷。

注：筒体钢板使用状态为正火+回火处理，钢板生产商必须以试板进行正火+回火

+模拟焊后热处理其各项性能均满足本技术条件的要求。

e.钢板应按JB/T4730.3-2005进行超声检测，必须进行100%扫查，验收标准为I级。 抛丸法除锈

1、目的：喷丸能使零件避免表面残留高的张应力，产生压应力而提高其疲劳强度。

2、使用范围：一般钢铁零件使用温度超过260℃，铝制品零件使用温度超过170℃，不需要做喷丸处理。因为使用温度太高，会使喷丸产生的压应力被消除而失去预期的效果。 3、工艺过程： (1) 丸种类的选择：

a铸钢丸硬度一般为HRC40～50，加工硬金属时，可把硬度提高到HRC57～62。铸钢丸韧性较好，使用广泛，其使用寿命为铸铁丸的几倍。

b 铸铁丸硬度一般为HRC58～65，质脆而易于破碎，寿命短，使用广泛，主要用于需喷丸强度高的场合。 (2) 喷丸大小的选择：

a喷丸粒度一般选用在6～50目之间，喷丸强度要求越高，喷丸粒度相对加大。

b喷丸尺寸的选择还受喷丸处理零件形状的限制，其直径不应超过沟槽内圆径的一半。一般喷丸越大，冲击能量较大，则喷丸强度地越大，但喷丸的覆盖率降低。因此，在能产生所需喷丸强度的前提下，尽量减小喷丸的尺寸是有利的。 (3) 喷丸硬度的选用

一般喷丸的硬度要大于零件的硬度。当其硬度大于零件的硬度时，喷丸硬度值的变化不影响喷丸强度。反之，喷丸硬度值降低，将使喷丸强度降低。 (4) 喷射速度的选用

喷丸速度增高，喷丸强度便加大，但速度过高会使喷丸破碎量增多。喷丸消耗增加。

(5) 喷射角度的调整

呈垂直状态时，喷丸强度最高，因此一般均以此状态地行喷丸处理。若受零件形状的限制，必须以小角度喷丸时，应适当加大喷丸尺寸喷丸速度。 (6)喷丸的破碎量

破碎喷丸的喷丸强度低，因此就经常清除碎丸， 要保证喷丸的完整率不低于85%。 (7)喷丸时间

喷丸时间多少要因工件在喷丸过程中所产生的喷丸效果而定，原则是达到所需的喷丸强度即可。（一般30分钟左右）

因此16MnR钢板用HRC45的铸钢丸，粒度选择在30目，喷射速度67m／s,垂直均匀的的喷在钢板上，时间维持在30分钟左右，这样可以保证筒体除锈的彻底，为后来工序提供很好的配合质量. 划线

1筒体的展开计算

a.已知筒体高度H、公称直径Dg、中性层直径Dm、壁厚δ，计算时以中性层为基准。

b.分析确定零件展开后图形的形状及所求的几何参数，圆柱形筒体展开后为矩形，所求的几何参数分别为长和宽。则

L=πDm=π（Dg+δ）； h=H （4－1） c.筒体公称直径Dg， Dg选取3600㎜ L=π（3600+90）=11586.6㎜ H=3400㎜ 2号料

工程上把零件展开图画在板料上的过程，该过程中主要注意两个方面的问题：全面考虑各道工序的加工余量；考虑划线的技术要求。 a.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，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。

筒节卷制伸长量，与被卷材质，厚板，卷制直径大小，卷制次数，加热等条件有关。边缘加工余量包括焊接坡口余量，主要考虑内容为机加工（切屑加工）余量和热加工切割余量。焊接坡口余量主要考虑坡口间隙，坡口间隙的大小主要有破口形式，焊接工艺，焊接方法等因素来确定。焊缝的收缩量，弯曲变形量等

受多种因素影响，在划线时若能准确的考虑由于焊接变形所产生的各种焊接余量是十分困难的，因此查表取近似值如下表表4－4。

b.划线技术要求

实际用料线尺寸=展开尺寸-卷制伸长量+焊缝收缩量-焊缝坡口间隙+边缘加工余量

=11586.6-7+3-3+10=11589.6㎜ （4－2） 切割下料线尺寸=实际用料尺寸+切割余量+划线公差

=11589.6+14+1= 11604.6㎜。 （4－3） c.合理排料

（1）充分利用原材料，边角余料，使材料利用率达到90%以上。 （2）零件排料要考虑到切割方便、可行。例如，剪板机下料必须是贯通的直线等。

（3）筒节下料时注意保证筒节的卷制方向应与钢板的轧制方向一致 （4）排料必须符合国家标准规定，充分利用原材料。 （5）在钢板上划线下料，规格L=1200×12000mm 下料

下料的加工方法分析及选用

常用的切割方法有机械切割、氧气切割和等离子切割。

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，并且具有显著的节能效果。它是用于任何材料的切割，但是它的成本太高。

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于金属本身的熔点。 (5)生成的氧化物应该易于流动。

与机械切割相比较，气割的最大优点是设备简单操作灵活、方便，适应性强，它可以在任意位置，任何方向切割任意形状和任意厚度的工件， 生产效率高、切口质量也相当好,有些焊接坡口可一次直接用切割方法切割出来，切割后直接进行焊接。气体火焰切割的精度和效率大幅度提高，依据以上分析，筒体钢板切割选用氧气切割。 坯料拼接

采用三板拼成一个筒节毛坯

拼接坡口及焊接顺序，坡口加工使用龙门刨。为了防止焊接变形，应按图中顺序号1~4进行反翻身焊接。焊接顺序2时要挑焊根。

预热≥120℃用自动埋弧焊，焊丝牌号：H08MnA,焊剂牌号：HJ250℃。 按焊接工艺加工拼缝坡口形式，破口形式：双u形坡口如图4－1 焊后及时消氢处理，300~350℃,2h。100%UT、100%MT，一级合格。 筒体制造过程 筒节弯卷

1.筒节弯卷成形分析

筒节的弯卷成形时用钢板在卷板机上弯卷而成形的。根据钢板的材质、厚度、弯曲半径、卷板机的形式和卷板能力，实际生产中筒节的弯卷基本上可分为冷卷和热卷。筒体参数如下表表4－5

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