一、壓力容器的材質有哪些
壓力容器,是指盛裝氣體或者液體,承載一定壓力的密閉設備。壓力容器最常(chang)用的材質一般(ban)是(shi)鋼,比(bi)如碳素鋼、低合金鋼、不銹鋼等。除(chu)了鋼(gang)(gang),還(huan)有(you)一(yi)些(xie)壓(ya)(ya)力容器(qi)使用鋁(lv)、鈦等有(you)色金屬和(he)玻璃鋼(gang)(gang)、預應力混凝(ning)土、陶(tao)瓷等非金屬材(cai)料(liao)制成。比(bi)如鋁(lv)合金壓(ya)(ya)縮氣(qi)鋼(gang)(gang)瓶(ping)、水處(chu)理用的玻璃鋼(gang)(gang)壓(ya)(ya)力容器(qi)等。
二、壓力容器制造工藝流程
壓力容器的制造(zao)工藝包(bao)括(kuo)原(yuan)材料的準備、劃線、下料、彎曲、成形、邊(bian)緣加(jia)工、裝配、焊接(jie)、檢驗等。
1、原材料的準備
鋼(gang)材在劃線前,首先要對(dui)鋼(gang)材進行(xing)預處(chu)理(li)。鋼(gang)材的預處(chu)理(li)是(shi)指對(dui)鋼(gang)板、管子和(he)型鋼(gang)等材料的凈化處(chu)理(li)、矯形(xing)和(he)涂(tu)保護底漆。
凈化處理主要是對鋼(gang)板、管子和型(xing)鋼(gang)在(zai)劃線、切割、焊接加工之(zhi)前和鋼(gang)材經過(guo)切割、坡口加工、成形、焊接之(zhi)后清(qing)除其表面的(de)銹跡、氧化皮、油(you)污(wu)和焊渣等。
矯形是對鋼(gang)材(cai)在運(yun)輸、吊裝或存放過(guo)程中所產生(sheng)的變(bian)形進行矯正(zheng)的過(guo)程。
涂保(bao)護(hu)漆主要是為提高(gao)鋼(gang)材的(de)(de)耐蝕性、防止氧化、延長(chang)零部件(jian)及裝備的(de)(de)壽命,在(zai)表(biao)面(mian)涂上(shang)一層保(bao)護(hu)涂料。
2、劃線
劃線是壓力容器制造過程的第(di)一道工序,它直接決定了零件成形后的尺寸(cun)精度和(he)幾何形狀精度,對以后的組對和(he)焊接工序有著很大的影響(xiang)。
劃(hua)(hua)線(xian)(xian)是在(zai)原(yuan)材料或經初加工(gong)(gong)(gong)的坯(pi)(pi)料上(shang)(shang)劃(hua)(hua)出下料線(xian)(xian)、加工(gong)(gong)(gong)線(xian)(xian)、各種位置線(xian)(xian)和檢查線(xian)(xian)等(deng),并(bing)打(da)(da)上(shang)(shang)(或寫上(shang)(shang))必要(yao)的標志、符號。劃(hua)(hua)線(xian)(xian)工(gong)(gong)(gong)序(xu)通(tong)常包(bao)括對零(ling)件(jian)的展開(kai)、放樣和打(da)(da)標記(ji)等(deng)環(huan)節。劃(hua)(hua)線(xian)(xian)前(qian)應(ying)先確定(ding)坯(pi)(pi)料尺寸(cun)。坯(pi)(pi)料尺寸(cun)由(you)零(ling)件(jian)展開(kai)尺寸(cun)和各種加工(gong)(gong)(gong)余量(liang)組(zu)成。確定(ding)零(ling)件(jian)展開(kai)尺寸(cun)的方(fang)法主要(yao)有(you)以下幾種:
(1)作圖法(fa):指用幾何制圖法(fa)將(jiang)零件(jian)展開成(cheng)平面圖形(xing)。
(2)計算(suan)法:指按展開原(yuan)理或壓(拉)延變(bian)形前后面(mian)積不(bu)變(bian)原(yuan)則(ze)推(tui)導(dao)出計算(suan)公式。
(3)試(shi)驗法:指通過(guo)試(shi)驗公式決(jue)定(ding)形狀較(jiao)復雜(za)零(ling)件的坯(pi)料展開尺寸,這種方(fang)(fang)法簡單、方(fang)(fang)便。
(4)綜合法(fa):指對過于復雜的零件,可對不同(tong)部位分別采用(yong)作圖(tu)法(fa)、計算法(fa)來確(que)定坯料(liao)展開尺寸,有時也可用(yong)試驗法(fa)配合驗證。
制造容器(qi)的零(ling)件可(ke)分為兩類(lei):可(ke)展(zhan)開(kai)(kai)(kai)零(ling)件和不可(ke)展(zhan)開(kai)(kai)(kai)零(ling)件,如圓(yuan)形筒體和橢圓(yuan)形封(feng)頭就分別屬于可(ke)展(zhan)開(kai)(kai)(kai)與(yu)不可(ke)展(zhan)開(kai)(kai)(kai)零(ling)件。
3、切割
切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)也稱下料(liao),是指在劃過線的原材(cai)料(liao)上把需要的坯料(liao)分離下來的工(gong)序。切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)方法有機械切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)和熱切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)兩種。
(1)機械切割
機械切(qie)(qie)(qie)割主(zhu)要包括剪切(qie)(qie)(qie)、鋸切(qie)(qie)(qie)、銑切(qie)(qie)(qie)和沖切(qie)(qie)(qie)等,其特點是在切(qie)(qie)(qie)割過程中機械力起主(zhu)要作用。
a.剪切
剪(jian)(jian)(jian)切(qie)是將剪(jian)(jian)(jian)刀(dao)壓入工件(jian)中,使剪(jian)(jian)(jian)切(qie)應力超過(guo)材(cai)料的(de)(de)抗剪(jian)(jian)(jian)強度而達(da)到剪(jian)(jian)(jian)斷的(de)(de)目的(de)(de)。這種方法效率高、切(qie)口精度高,只(zhi)要材(cai)料硬度和尺寸(cun)合適均(jun)可采(cai)用,但(dan)距切(qie)口附近2~3mm的(de)(de)金屬有明(ming)顯硬化現象(xiang)。按被剪(jian)(jian)(jian)切(qie)的(de)(de)平面形(xing)狀(zhuang),可分為直線剪(jian)(jian)(jian)切(qie)和曲線剪(jian)(jian)(jian)切(qie)。
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(xian)切(qie)削(xue)(xue)刃(ren)平行,剪切(qie)過(guo)程沿切(qie)削(xue)(xue)刃(ren)長度同時進行,故剪切(qie)力大(da)且(qie)沖擊性強(qiang),適(shi)用于剪切(qie)厚而窄(zhai)的(de)條料。斜口剪(jian)中,兩直線(xian)切(qie)削刃斜交(jiao)成一定角度(du),剪(jian)切(qie)過程沿切(qie)削刃長度(du)逐步進行,故剪(jian)切(qie)力(li)比(bi)平(ping)口剪(jian)在剪(jian)相同厚度(du)的工件時要小,沖擊性降低,適用于(yu)剪(jian)切(qie)薄而寬(kuan)的板料。在設備制造(zao)中,剪(jian)(jian)切直線形工件(jian)多采用(yong)龍門剪(jian)(jian)床。該(gai)剪(jian)(jian)床使用(yong)方便、送(song)料簡(jian)單、剪(jian)(jian)切速(su)度(du)快、精度(du)高。
b.鋸切
鋸(ju)切屬于切削加工,所用的(de)設備有砂輪鋸(ju)、圓(yuan)盤鋸(ju)等。鋸(ju)切一般多用于管(guan)件和型材(cai)的(de)切割。
(2)氧氣切割
氧氣切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)簡(jian)稱(cheng)氣割(ge)(ge)(ge),也稱(cheng)火焰切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)。氧氣切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)屬(shu)于熱切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge),切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge)時需要(yao)一(yi)個預熱火焰,但只有火焰并不能實(shi)現(xian)切(qie)(qie)割(ge)(ge)(ge),關鍵在于還要(yao)有高速純(chun)氧氣流。
(3)等離子切割
等(deng)離子是(shi)物質的一種(zhong)狀態,物質被全部電離成正、負離子。等(deng)離子切(qie)(qie)割(ge)是(shi)利用高(gao)(gao)溫(wen)、高(gao)(gao)速等(deng)離子焰(yan)流來熔(rong)斷材料以(yi)形成切(qie)(qie)口,它(ta)屬(shu)于(yu)熱切(qie)(qie)割(ge)中的高(gao)(gao)溫(wen)熔(rong)化切(qie)(qie)斷。它(ta)不(bu)受物性(xing)限制,可(ke)切(qie)(qie)割(ge)金屬(shu)也可(ke)切(qie)(qie)割(ge)非金屬(shu),但主要(yao)用于(yu)切(qie)(qie)割(ge)不(bu)銹(xiu)鋼、鋁、銅、鎳(nie)及其合(he)金。
4、成形
(1)筒體的成形
筒(tong)(tong)體是由若(ruo)干(gan)筒(tong)(tong)節(jie)(jie)通過環(huan)向焊縫焊接構成,筒(tong)(tong)節(jie)(jie)是通過板材卷(juan)圓(yuan)和縱向焊縫焊接而成。這筒(tong)(tong)節(jie)(jie)的卷(juan)圓(yuan)原(yuan)(yuan)理筒(tong)(tong)節(jie)(jie)卷(juan)圓(yuan)也稱(cheng)滾圓(yuan)或卷(juan)板,是筒(tong)(tong)節(jie)(jie)的基本制(zhi)造方法(fa)。滾彎原(yuan)(yuan)理是利用(yong)卷(juan)板機對鋼板施(shi)以連續(xu)均(jun)勻的塑性(xing)彎曲以獲得圓(yuan)柱面(mian)。
(2)封頭的成形
封頭成形的(de)方(fang)法(fa)主要有沖壓法(fa)、旋壓法(fa)和(he)爆炸成形法(fa)三種。目前(qian)常用的(de)方(fang)法(fa)是沖壓法(fa)和(he)旋壓法(fa)。
5、焊接
焊接是通過加熱或加壓,或兩者兼用(yong),使焊件達到原(yuan)子間結合并形成永久接頭的工(gong)藝過程。世界(jie)每(mei)年(nian)鋼材消耗量(liang)的50%都有焊接工(gong)序(xu)的參與。
焊(han)接(jie)可分為三大類(lei):熔(rong)焊(han)、壓焊(han)和釬焊(han)。
(1)熔焊
將要焊(han)接(jie)(jie)的工件(jian)局部加熱至熔化,冷凝后(hou)形成焊(han)縫而使構件(jian)連接(jie)(jie)在一起的加工方(fang)法(fa)(fa)。包括電(dian)弧焊(han)、氣(qi)焊(han)、電(dian)渣焊(han)、電(dian)子束焊(han)、激光焊(han)等(deng)。熔焊(han)是廣(guang)泛采用的焊(han)接(jie)(jie)方(fang)法(fa)(fa),大多數的低碳鋼、合金(jin)鋼都(dou)采用熔焊(han)方(fang)法(fa)(fa)焊(han)接(jie)(jie)。特種熔焊(han)還可以焊(han)接(jie)(jie)陶(tao)瓷、玻璃等(deng)非(fei)金(jin)屬。
(2)壓焊
焊(han)(han)(han)接過程中必須要(yao)施加壓(ya)(ya)力,可能(neng)加熱(re)也可能(neng)不加熱(re)才能(neng)完成的(de)焊(han)(han)(han)接。其加熱(re)的(de)主要(yao)目的(de)是為(wei)使金屬(shu)軟化(hua),靠(kao)施加壓(ya)(ya)力使金屬(shu)塑變(bian),讓原子接近到相互(hu)穩固吸引的(de)距離,這(zhe)一點與(yu)熔焊(han)(han)(han)時的(de)加熱(re)有(you)本質的(de)不同。壓(ya)(ya)焊(han)(han)(han)包括(kuo)電阻焊(han)(han)(han)、摩擦焊(han)(han)(han)、超聲波焊(han)(han)(han)、冷壓(ya)(ya)焊(han)(han)(han)、爆炸焊(han)(han)(han)、擴散焊(han)(han)(han)、磁(ci)力焊(han)(han)(han)。其特點是焊(han)(han)(han)接變(bian)形小、裂紋(wen)少、易(yi)實現自動化(hua)等(deng)。
(3)釬焊
將熔(rong)點(dian)比母(mu)材(cai)低的(de)(de)釬(han)(han)料(liao)(liao)加熱(re)(re)至熔(rong)化,但加熱(re)(re)溫(wen)度(du)(du)低于(yu)母(mu)材(cai)的(de)(de)熔(rong)點(dian),用熔(rong)化的(de)(de)釬(han)(han)料(liao)(liao)填充(chong)焊(han)縫(feng)、潤(run)濕母(mu)材(cai)并與母(mu)材(cai)相互擴散形成一體(ti)的(de)(de)焊(han)接(jie)方法。釬(han)(han)焊(han)分(fen)兩(liang)大類(lei):硬(ying)釬(han)(han)焊(han)和軟(ruan)釬(han)(han)焊(han)。硬(ying)釬(han)(han)焊(han)的(de)(de)加熱(re)(re)溫(wen)度(du)(du)大于(yu)450℃,抗拉強度(du)(du)大于(yu)200MPa,經常(chang)用銀基、銅基釬(han)(han)料(liao)(liao),適(shi)(shi)于(yu)工作應力(li)(li)大、環境溫(wen)度(du)(du)高的(de)(de)場(chang)合(he),比如(ru)硬(ying)質合(he)金車刀、地質鉆頭的(de)(de)焊(han)接(jie)。軟(ruan)釬(han)(han)焊(han)的(de)(de)加熱(re)(re)溫(wen)度(du)(du)小(xiao)(xiao)于(yu)450℃,抗拉強度(du)(du)小(xiao)(xiao)于(yu)70MPa,適(shi)(shi)于(yu)應力(li)(li)小(xiao)(xiao)、工作溫(wen)度(du)(du)低的(de)(de)環境,比如(ru)電路的(de)(de)錫基釬(han)(han)焊(han)。