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。壓力容器最常用的材(cai)質(zhi)一(yi)般(ban)是鋼,比如碳素鋼、低合金(jin)鋼、不銹(xiu)鋼等。除了鋼(gang),還(huan)有(you)一些壓(ya)力(li)(li)容(rong)器(qi)使用(yong)(yong)鋁、鈦等有(you)色(se)金(jin)屬和玻璃(li)鋼(gang)、預應力(li)(li)混凝土、陶瓷(ci)等非金(jin)屬材(cai)料制成。比(bi)如鋁合金(jin)壓(ya)縮氣(qi)鋼(gang)瓶、水處理用(yong)(yong)的玻璃(li)鋼(gang)壓(ya)力(li)(li)容(rong)器(qi)等。
二、壓力容器制造工藝流程
壓(ya)力(li)容器的制造工(gong)藝(yi)包括原材(cai)料的準備、劃線、下料、彎曲、成形、邊緣加工(gong)、裝配、焊接、檢驗等(deng)。
1、原材料的準備
鋼材在(zai)劃線前,首先要(yao)對鋼材進行預處(chu)(chu)理(li)。鋼材的預處(chu)(chu)理(li)是指對鋼板、管子和型鋼等材料的凈化處(chu)(chu)理(li)、矯(jiao)形和涂(tu)保護底漆(qi)。
凈化處(chu)理(li)主要是對鋼板、管(guan)子(zi)和型鋼在劃(hua)線(xian)、切割、焊(han)接加工之前和鋼材經過切割、坡口(kou)加工、成形、焊(han)接之后清除其表面的銹跡(ji)、氧化皮(pi)、油(you)污和焊(han)渣等。
矯形(xing)是對鋼材(cai)在運輸、吊裝(zhuang)或存放過程中所產(chan)生的變形(xing)進(jin)行(xing)矯正的過程。
涂保護漆主要(yao)是為提高鋼材的耐(nai)蝕(shi)性、防止氧化、延長(chang)零部(bu)件及裝備的壽命,在表面涂上一層保護涂料。
2、劃線
劃線是壓力容器制造過程的第一道工序(xu),它直接決定了零件成形(xing)后(hou)的尺寸精(jing)度(du)和幾何(he)形(xing)狀精(jing)度(du),對以后(hou)的組對和焊接工序(xu)有著很大的影響。
劃(hua)線(xian)(xian)是在原材料(liao)(liao)或經初加(jia)工的(de)坯(pi)料(liao)(liao)上(shang)劃(hua)出下料(liao)(liao)線(xian)(xian)、加(jia)工線(xian)(xian)、各種(zhong)位置線(xian)(xian)和(he)檢查(cha)線(xian)(xian)等,并打上(shang)(或寫上(shang))必要(yao)的(de)標(biao)志、符號(hao)。劃(hua)線(xian)(xian)工序通常包(bao)括對零(ling)件的(de)展開(kai)、放樣和(he)打標(biao)記(ji)等環(huan)節。劃(hua)線(xian)(xian)前應先確定(ding)坯(pi)料(liao)(liao)尺(chi)(chi)寸。坯(pi)料(liao)(liao)尺(chi)(chi)寸由零(ling)件展開(kai)尺(chi)(chi)寸和(he)各種(zhong)加(jia)工余量組成(cheng)。確定(ding)零(ling)件展開(kai)尺(chi)(chi)寸的(de)方法主要(yao)有以下幾種(zhong):
(1)作(zuo)圖法:指用(yong)幾(ji)何制圖法將零件展開成平面圖形。
(2)計算(suan)(suan)法:指按展開(kai)原理或壓(拉)延變形前后面(mian)積不變原則推導出(chu)計算(suan)(suan)公式。
(3)試驗法(fa):指通過(guo)試驗公式決(jue)定形狀(zhuang)較復雜零(ling)件(jian)的(de)坯料展(zhan)開尺寸,這種(zhong)方(fang)(fang)法(fa)簡單(dan)、方(fang)(fang)便(bian)。
(4)綜合(he)法(fa):指對過于復雜的(de)零件,可對不(bu)同部位分(fen)別采用作圖(tu)法(fa)、計算法(fa)來確定坯料展開(kai)尺寸(cun),有時也可用試驗法(fa)配合(he)驗證(zheng)。
制(zhi)造(zao)容器的零(ling)件可(ke)(ke)分(fen)為兩(liang)類:可(ke)(ke)展(zhan)開(kai)零(ling)件和不(bu)可(ke)(ke)展(zhan)開(kai)零(ling)件,如圓形筒(tong)體和橢圓形封頭(tou)就分(fen)別(bie)屬于可(ke)(ke)展(zhan)開(kai)與不(bu)可(ke)(ke)展(zhan)開(kai)零(ling)件。
3、切割
切(qie)(qie)割也(ye)稱下(xia)(xia)料,是指(zhi)在劃過(guo)線的原材料上把(ba)需要的坯料分離下(xia)(xia)來(lai)的工(gong)序。切(qie)(qie)割方法(fa)有機械切(qie)(qie)割和熱切(qie)(qie)割兩種。
(1)機械切割
機械切割主要(yao)包(bao)括剪切、鋸切、銑切和沖切等(deng),其特點是在(zai)切割過程中機械力起主要(yao)作(zuo)用。
a.剪切
剪切(qie)(qie)是將剪刀壓入工(gong)件中,使剪切(qie)(qie)應(ying)力超(chao)過材料的(de)抗剪強(qiang)度而達(da)到剪斷的(de)目的(de)。這種方(fang)法效率高(gao)、切(qie)(qie)口精度高(gao),只要材料硬(ying)度和(he)(he)尺寸合適均可采用(yong),但距(ju)切(qie)(qie)口附(fu)近(jin)2~3mm的(de)金屬(shu)有明顯(xian)硬(ying)化現象。按被(bei)剪切(qie)(qie)的(de)平(ping)面形狀,可分(fen)為直線(xian)剪切(qie)(qie)和(he)(he)曲(qu)線(xian)剪切(qie)(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(liang)直線切(qie)削(xue)刃平行(xing)(xing),剪切(qie)過程沿切(qie)削(xue)刃長(chang)度同時進行(xing)(xing),故剪切(qie)力大且沖(chong)擊性(xing)強,適用(yong)于剪切(qie)厚而窄的條(tiao)料。斜口剪(jian)(jian)(jian)中,兩直線(xian)切(qie)(qie)削(xue)刃斜交成(cheng)一(yi)定(ding)角度(du),剪(jian)(jian)(jian)切(qie)(qie)過程沿切(qie)(qie)削(xue)刃長(chang)度(du)逐步進行,故剪(jian)(jian)(jian)切(qie)(qie)力比(bi)平口剪(jian)(jian)(jian)在剪(jian)(jian)(jian)相同厚度(du)的工件時要(yao)小(xiao),沖擊性降低,適用于(yu)剪(jian)(jian)(jian)切(qie)(qie)薄而寬的板料。在設備制造中(zhong),剪(jian)切直線(xian)形工件多采用龍門剪(jian)床。該(gai)剪(jian)床使用方便、送(song)料簡單、剪(jian)切速度(du)快、精(jing)度(du)高。
b.鋸切
鋸(ju)切(qie)屬于切(qie)削加工(gong),所用(yong)(yong)的設備有(you)砂輪(lun)鋸(ju)、圓盤鋸(ju)等。鋸(ju)切(qie)一(yi)般多用(yong)(yong)于管件(jian)和型(xing)材的切(qie)割。
(2)氧氣切割
氧(yang)氣(qi)(qi)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)簡稱氣(qi)(qi)割(ge)(ge),也稱火(huo)(huo)焰切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)。氧(yang)氣(qi)(qi)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)屬于熱(re)切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge),切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge)時需要一個預熱(re)火(huo)(huo)焰,但(dan)只有火(huo)(huo)焰并不能實現切(qie)(qie)(qie)割(ge)(ge),關鍵在(zai)于還要有高速純氧(yang)氣(qi)(qi)流。
(3)等離子切割
等離子是(shi)物(wu)質的(de)一種狀態,物(wu)質被全部(bu)電(dian)離成正、負離子。等離子切(qie)(qie)割(ge)(ge)是(shi)利用高(gao)溫(wen)、高(gao)速等離子焰流來熔(rong)斷(duan)材料以形成切(qie)(qie)口,它屬于(yu)熱切(qie)(qie)割(ge)(ge)中的(de)高(gao)溫(wen)熔(rong)化切(qie)(qie)斷(duan)。它不受物(wu)性限制,可切(qie)(qie)割(ge)(ge)金屬也可切(qie)(qie)割(ge)(ge)非(fei)金屬,但主要用于(yu)切(qie)(qie)割(ge)(ge)不銹鋼、鋁、銅、鎳及其合金。
4、成形
(1)筒體的成形
筒(tong)體是由若(ruo)干筒(tong)節通過環向焊(han)縫(feng)焊(han)接構成,筒(tong)節是通過板(ban)材卷(juan)(juan)圓和(he)縱向焊(han)縫(feng)焊(han)接而成。這(zhe)筒(tong)節的(de)(de)卷(juan)(juan)圓原(yuan)理筒(tong)節卷(juan)(juan)圓也(ye)稱滾圓或卷(juan)(juan)板(ban),是筒(tong)節的(de)(de)基本制造方法。滾彎原(yuan)理是利用(yong)卷(juan)(juan)板(ban)機對鋼板(ban)施以連續均勻的(de)(de)塑性彎曲以獲得(de)圓柱面。
(2)封頭的成形
封頭(tou)成形的方法(fa)主要有沖壓(ya)法(fa)、旋壓(ya)法(fa)和爆炸成形法(fa)三種。目前常(chang)用的方法(fa)是沖壓(ya)法(fa)和旋壓(ya)法(fa)。
5、焊接
焊接(jie)是通過加熱(re)或加壓,或兩者兼(jian)用,使焊件達到原子間結合并形成(cheng)永久接(jie)頭的工(gong)藝過程。世界每年(nian)鋼材消耗量(liang)的50%都有焊接(jie)工(gong)序的參與。
焊(han)(han)接可(ke)分為三(san)大(da)類:熔焊(han)(han)、壓焊(han)(han)和釬焊(han)(han)。
(1)熔焊
將(jiang)要焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)的(de)工(gong)(gong)件局部加熱(re)至熔(rong)化,冷凝(ning)后(hou)形(xing)成焊(han)(han)(han)(han)縫而使構件連(lian)接(jie)(jie)在一起的(de)加工(gong)(gong)方(fang)法。包括電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)、氣焊(han)(han)(han)(han)、電(dian)渣焊(han)(han)(han)(han)、電(dian)子(zi)束焊(han)(han)(han)(han)、激(ji)光焊(han)(han)(han)(han)等(deng)。熔(rong)焊(han)(han)(han)(han)是廣(guang)泛采用的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法,大多數的(de)低(di)碳鋼、合金鋼都采用熔(rong)焊(han)(han)(han)(han)方(fang)法焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)。特種熔(rong)焊(han)(han)(han)(han)還(huan)可以焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)陶瓷、玻璃等(deng)非金屬。
(2)壓焊
焊(han)接(jie)過程中(zhong)必須要施加(jia)壓力(li),可(ke)能加(jia)熱(re)(re)也可(ke)能不加(jia)熱(re)(re)才(cai)能完(wan)成(cheng)的(de)(de)焊(han)接(jie)。其(qi)加(jia)熱(re)(re)的(de)(de)主要目的(de)(de)是為使(shi)金(jin)屬(shu)軟化,靠施加(jia)壓力(li)使(shi)金(jin)屬(shu)塑變(bian),讓原子接(jie)近到相互穩固吸引的(de)(de)距離,這一(yi)點(dian)與熔(rong)焊(han)時的(de)(de)加(jia)熱(re)(re)有本質的(de)(de)不同(tong)。壓焊(han)包括電阻焊(han)、摩擦焊(han)、超聲(sheng)波焊(han)、冷壓焊(han)、爆炸焊(han)、擴散焊(han)、磁力(li)焊(han)。其(qi)特點(dian)是焊(han)接(jie)變(bian)形小、裂紋少、易實現(xian)自動化等。
(3)釬焊
將熔點(dian)比母材(cai)低的(de)釬(han)(han)料(liao)加(jia)(jia)熱(re)(re)至熔化,但(dan)加(jia)(jia)熱(re)(re)溫度(du)低于(yu)母材(cai)的(de)熔點(dian),用熔化的(de)釬(han)(han)料(liao)填充焊(han)縫、潤濕母材(cai)并(bing)與母材(cai)相互擴散(san)形成(cheng)一體的(de)焊(han)接方法。釬(han)(han)焊(han)分兩大類:硬(ying)釬(han)(han)焊(han)和軟(ruan)釬(han)(han)焊(han)。硬(ying)釬(han)(han)焊(han)的(de)加(jia)(jia)熱(re)(re)溫度(du)大于(yu)450℃,抗拉強度(du)大于(yu)200MPa,經(jing)常(chang)用銀基、銅基釬(han)(han)料(liao),適于(yu)工作應力大、環境溫度(du)高的(de)場(chang)合,比如硬(ying)質合金車(che)刀、地(di)質鉆(zhan)頭的(de)焊(han)接。軟(ruan)釬(han)(han)焊(han)的(de)加(jia)(jia)熱(re)(re)溫度(du)小(xiao)于(yu)450℃,抗拉強度(du)小(xiao)于(yu)70MPa,適于(yu)應力小(xiao)、工作溫度(du)低的(de)環境,比如電(dian)路的(de)錫基釬(han)(han)焊(han)。