压力容器制造基础知识

氧气流从喷嘴中心 喷出，金属氧化燃 烧成氧化物，称为 渣。 燃烧
引燃 切割
预热
循环 吹渣 C2H2+O2火焰 从喷嘴喷出， 将切口处金属 加热至燃点。
氧化物被高速 氧气流吹走。
前进 移动
形成切 口
右图为两种主
要的割嘴断面 形状，中心孔 通过割氧，周 2）氧气切割原理
围通混合气。
割炬——氧气切割 的主要工具。其作 用是使可燃气体与 氧气混合，形成一 定的热能和形状的 预热火焰，并在火 焰中心喷射切割氧 气流，以便进行氧 气切割。如图8。
通球率：通球直径与管内径之比。 U形换热管：
2）高压管：
e 0.05d0 , E 15 . mm / m, S 01 . S
3.4
封头的成形
封头的成形分整体和分瓣成形两种。整体成形有冲压、旋压、爆炸三种。 整体冲压成形是目前应用最广的方法。
材 料 检 验
划线
切割
加工 坡口
组对 焊接
加 热 冲 压 边缘 加工 检 验
3.2
锥形封头的弯曲
特点： 曲率半径从小端到大端逐渐变大。展开图是一扇形面。
困难： 1）辊筒表面线速度从小端到大端逐渐变大，且能够满足不同锥角、 直径的锥体的速度变化要求。 2）卷板机的上下辊间距应与其大端到小端曲率半径的变化相适应。
利用卷板机卷制锥形封头的常用方法： 1）上辊轴倾斜法：一端下压量增加。 2）小端摩擦减速法：与上辊轴向对称安装一对辅助滚轮， 3）旋转送料法：在坯料的大小头加导向轮，使辊压线基本与素线吻合。 4）分区卷制法：在扇形面上划射线，以跨区的移动来近似的调速。
常见的典型化工设备有四类。
这是反应器
这是换热器
这是塔器
这是储存 容器
＊ 按容器的工作温度分类




低温容器 设计温度≤-20℃。 常温容器 设计温度＞-20～200℃。 中温容器 设计温度＞-200～450℃。 高温容器 设计温度＞-450℃
（低温容器特点？什么是低温低应力工况？）
＊ 按固容规分类 分Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类 原则：失效的概率、失效后的危害性 考虑因素：P、V、介质组别 特点：简单、唯一、与国际接轨
● GB151—1999《管壳式换热器》 GB151—1999 是管壳式换热器的国家标准，是 管壳式换热器设计、制造、检验与验收、安装、 试车和维护的基本依据。
● JB4710—2005《钢制塔式容器》
JB4710—2005是压力容器方面的行业标准，是塔式容 器设计、制造、检验与验收的直接依据。
● JB4731—2005《钢制卧式容器》
湖北宜化集团化工机械设备
前言
压力容器由于操作条件苛刻（高温、高压、介 质易燃、易爆、剧毒等），一旦发生事故，将会 带来灾难性后果，而压力容器产品的安全使用不 但取决于合理的设计和正确的使用管理，更主要 的是保证制造质量的优良。 国家法规、标准体系对压力容器制造提出了相 应的要求。
第一章 第二章
3）. 氧气切割特点 1） 设备简单、成本低、灵活方便，不需电源。 2） 切口质量好。能准确控制切口，保证一定精度。 3） 切割厚度大。目前最大切割厚度已达1800mm。 4） 能切割形状复杂及任何位置的工件。对于不便移动的割件，极为方便。 5） 节省材料。由于不受形状限制，划线是可按最经济原则排板。 6）气割金属种类受限，切割切口表面金属会发生某些变化。
几何关系
h ( R0 s r2 ) 2 a 2 ( R0 r1 )
a
3. 辊子排列位置与直边量
1）两下辊驱动，并支承钢板。两辊同向等速转 动，带动钢板运动。 2）上辊可上下调整，以改变钢板曲率半径。 3）上辊一端可快速拆卸，以抽出卷圆后的钢板。 4）上辊另一端需延长，并在尾部施加平衡力。 5）三辊严格平行，以保证形状正确。
碳弧气刨的主要设备是气刨枪、碳棒、
压缩空气和电源设备等。碳棒电极是包 铜皮的的实心碳棒，要求耐高温，烧损 少，导电性好，强度较高。电流对加工
精度影响大，其大小与碳棒直径有关，
电流大则加工深且宽，速度高，表面光 滑。压缩空气压力一般为0.4~0.6MPa。
3.1
筒体的弯曲
筒体的弯曲主要采用卷板机滚弯方式。
1.
热切 割
氧气切割
氧气切割是应用最广的切割方法之一。 其设备简单，使用灵活，可以切割各种
形状的零件，切割厚度范围大，可由很
薄板材到厚度大于100mm的板材，适 应于切割含碳量<0.7%的碳素钢和低合
金钢。
氧气切割示意图见右图。 1）割嘴；2）切割氧流； 3）预热火焰；4）工件
1）氧气切割过程
实质
密度增加，使热量更集中，温度显著升高，最终导致全部电离成等离子体。
2）. 等离子切割的应用
能切割100mm以下的任何材料，且不受工件形状、 切口形状和空间位置的限制，但切口宽度大，切口精度及光洁度都不如氧 气切割。等离子切割由于成本最高，目前仅用于氧气切割无法应用的材料 切割。
3
电弧气刨
电弧气刨又称碳弧气刨，是用碳棒作为电极产生电弧，将金属局部熔化， 同时用压缩空气流把熔化的金属吹走，从而达到切割目的的方法。其工作 原理如图17所示。电弧温度高不受金属种类限制，作为切割，由于生产率 低，切割精度差，仅用于切割薄不锈钢。目前仅用于挑焊根，开坡口等。
1. 对称三辊式卷板机工作原理 上辊
钢板
接触 位置
上下调整上辊 改变曲率半径
下辊
产生连续均匀 的塑性弯曲
主要设备为卷板机。
图18
2. 对称三辊卷板机结构特点
1）两下辊驱动，并支承钢板。两辊同向等速转 动，带动钢板运动。 2）上辊可上下调整，以改变钢板曲率半径。 3）上辊一端可快速拆卸，以抽出圈圆后的钢板。 4）上辊另一端需延长，并在尾部施加平衡力。 5）三辊严格平行，以保证形状正确。
2.1.1
展图
展图——把零件坯料的空间曲面 展开成平面。其实质是求实长。 图9
方法 1）计算法 例1：正圆柱面(筒体） 展开后为一矩形
L×B=π(DN +S) ×H
例2：正圆锥面
展开后为一扇形，
求出L，E，α，β。
2）几何作图法
例3：天圆地方作图 1）天圆地方是由四个三角形和四个曲面组成； 2）找出三角形边长和曲面各素线的实长。 2. 方法 2）作图法
卧容器设计、制造、检验与验收的直接依据。
2.1
划 线
划线——将设备零件的空间几何形体，展开成平面图形并画在钢材上的 工序。常分为展图和号料两部分。
划线工序的重要性：划线直接决定零件成型后的尺寸和几何形状，并影响 到后面的组对和焊接工序。划线对节约原材料也有重要意义。
重要概念：中性尺寸——板材弯曲时尺寸不变的称中性尺寸或中性层尺寸，即平 均厚度上的尺寸。一般按中性层尺寸展图，对曲线曲面和厚板要修正。
2
等离子切割
1）. 等离子体及其产生
等离子体——物质达到一定高温后，
会全部离解成等离子体。
等离子切割——利用高温、高速的等 离子弧，将工件局部熔化，并借等离 子焰流和气体的高速冲刷力将熔渣吹 掉，形成割缝来切割的方法。其工作 原理和温度分布分别见图11和图12。
等离子体的产生
将6000～8000K的电弧，通过喷嘴被压缩、收细，电流
4. 解决对称三辊卷板机直边问题的方法
1）预压 用于批量生产。 2）预留 用于要求严容器。（浪费材料） 3）预弯 厚板、弯曲半径小。 4) 不管 焊后再卷（如专一中变炉的 筒体成型）
5. 卷板缺陷及检验
常见缺陷： 1）锥度：上下辊不平行。 2）错口：进料倾斜。 3）不匀：上下辊间距变化不均。
检验方法：内样板检验 1）两侧透光：弯曲不足； 2）中间透光：弯曲过度。避免
2.2.1 1. 剪切
机械切割
将剪刀压入工件中使剪切应力超过材料抗剪强度而达到剪断的目的。 特点：生产效率高，切口精度高，适用范围广。但切口附近2～3mm内的 金属有明显的硬化现象，对于重要设备，应把硬化区加工掉。
2. 锯切 锯切属于切削加工，设备制造中主要用来切割管材、棒料等（常用砂轮切割机）
2.2.2
压力容器概述 划线下料 部件成型 组对装配 焊接概述
第三章
第四章
第五章
第六章
质量检验
1、压力容器的类型
● 压力容器的定义
是指压力和容积达到一定的数值，容器所处的工作温 度使其内部介质呈气态的密闭容器。按《固容规》的规定， 同时具备下列条件的容器称为压力容器。 ＊ 工作压力大于等于0.1MPa（不含液柱静压力）； ＊ 工作压力与容积的乘积≥2.5MPa〃L； ＊ 介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准 沸点的液体。
＊ 其他分类方法
按照容器的相对壁厚分 薄壁容器、厚壁容器， 按照容器安装时的相对位置分 立式容器、卧式容器 按照容器的几何形状分 圆筒形容器、球形容器、锥形容器 椭圆形容器、矩形容器
二、压力容器规范介绍
中国主要的压力容器标准和管理规范
● 《固定式压力容器安全技术监察规程》
该规范是压力容器安全管理的一个技术法规，同时 也是政府对压力容器实施技术监督和管理的依据 ● GB150—1998《钢制压力容器》 GB150—1998 是中国压力容器方面一部最重要的国家标 准，该标准规定了钢制压力容器在设计、制造、检验与验 收方面的要求。 （新版：GB150.1～GB150.4-2011 《压力容器》,2012年3月 实施）
小直径
压边缸压紧 毛坯边缘
活动横梁空 程向下
（3）滚弯：卷板机或滚弯装置
2）、弯管质量要求 1）中低压管：
1、椭圆度： e 0.08d 0 2、弯曲角偏差： E 3mm / m 3、壁厚减薄量： S 4、内壁折皱高：
0.15S H 0.04d 0