薄壁不锈钢内凹旋转体封头的研制

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尺寸检查
封头全部装焊结束后， 检查整体形状和尺寸。 用整体样板检查整体形状精度， 样板与工件之间的 间隙最大不超过 #$!%%。大部分在 #%% 以内， 贴合 率能达到 &!! 以上； 封头椭圆度控制在 ’%% 以内。 由于考虑了焊接收缩， 瓜片加工采取了预留余量措 （上接第 + 页） 程序计算得到的导汽管工作应力为， 最大单向应力"#%./ 0 &&$#-12.， 最大等效应力 "’%./ 0 ,#$#(12.。综合考虑材料各种性能及组织变化等 材料损伤分析结果， 取应力安全系数 #$"!， 以" 0 ,#$#(12.。代入根据实测导汽管材料断裂主应力与 断裂时间之间的对应关系拟合得到的关系式 " 0 ， 可以预测导汽管的剩余寿命为 # 0 &$#) "#+$’( 万小时， 约 #)$& 年。
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图! 焊接分区图
段和专用工装进行制造， 特别是要注意控制薄壁不 锈钢密集焊缝的焊接变形问题， 否则焊后无法进行 校正。
收稿日期： ’))# * #’ * )+ 作者简介： 于启峰， 男， #,+’ 年生， #,,+ 年毕业于哈尔滨理工 大学， 助理工程师， 现任哈尔滨锅炉厂有限责任公司工艺处 工艺员。通讯地址： 哈尔滨锅炉厂有限责任公司工艺处工装 组， 邮编 #!))(-。
.%( 钢板下料 此封头为不可展曲面， 我们利用计算机取多点 进行近似展开， 并转化为数控气割程序， 利用数控等 离子气割机下料， 每块瓜片的展开形状及尺寸如图 四周边缘只留 $>> 加工余 . 所示。由于下料准确， 量， 作为压制成型后加工拼接坡口。
图.
瓜片展开图
图(
封头简图
.%. 瓜片压制 按照瓜片的形状尺寸， 设计制造了专用瓜片压 模， 采用冷压一次成型的工艺方法压制。成型后用 内表面整体样板进行检查， 整体样板按瓜片边缘整
(
概述
.
制造工艺
我公司制造了一台用于汽水分离的设备， 其设 计结构复杂， 全部采用不锈钢材料， 特别是设备底部 的内凹旋转体封头， 结构比较特殊， 如图 ( 所示， 钢 板材质为 #81(HI3H 不锈钢， 板厚为 &>>， 封头的最 大外径 ! (*,.>>， 弧形半圆半径为 " ,$*>>， 中心顶 部距封头平面距离为 ((#>>。按照制造工艺， 该封 头由 (. 块瓜片组成， 每片分别压制合格后再拼焊成 整体
图%
瓜片车夹具
#$) 封头瓜片装焊 装焊胎具 （!） 此封头的整体形状和尺寸要求很严， 要求控制 同轴度和外圆尺寸， 不允许用拉筋板点焊定位， 还要 防止装配错边和焊接变形。为此我们设计制作了一 个装焊胎具， 见图 ) 所示。此胎具按封头的内圆轮 廓进行设计， 主要由三件组成， 即件 ! 为中心定位 件 ) 为底板。其中半圆弧板 套， 件 # 为半圆定位板， 为 !# 块， 拼接焊缝正好放在 !# 块圆弧板上， 考虑到 瓜片在装焊时焊缝要留有一定的间隙， 内部还要进 行气体保护， 在底板上设计有孔， 为防止装配点焊时 工件与胎具粘在一起不易取下， 在件 # 半圆定位板 上开 & 处弧形缺口， 装配时在缺口处点焊， 就不能与 胎具焊在一起了。 （#） 瓜片组装 !# 块瓜片在图 ) 所示的装配胎具上进行装配， 定位基准在工件外圆的端部， 即放在装配胎具的底
板上， 按胎具圆弧板的中线确定瓜片的拼接位置。 由于全部采用手工氩弧焊焊接， 拼接坡口要留有一 定的间隙， 还要考虑焊缝的焊接收缩量对整体尺寸 的影响， 这在胎具的设计时已有考虑， 给出了收缩补 偿。 装配尺寸合适后， 用手工氩弧焊在胎具圆弧板 的缺口处进行点焊， 所有焊缝点焊妥后将工件从胎 具上拿下来焊接。
! 结论 本文通过对某热电厂运行近 ! 万小时的超高压 电站锅炉导汽管的弯管取样进行试验研究， 根据材 料的损伤情况评估了导汽管的可用性， 认为导汽管 仍能继续使用， 其剩余寿命至少 #) 年以上。 （#） 导汽管金相组织仍属正常， 仅发生了碳化物 聚集及轻度球化 （’ 级） 至中度球化 （" 级） ； （’） 最严重的材料损伤表现为常温冲击功显著 下降， 常温断裂韧性试验试样呈脆性断裂特征， 说明 材料常温抗断裂性能差。希望加强开停车的检查与 管理， 严格控制升温降温升压降压的速度。不可在 较低温度时撞击管道， 不可强制组装； （"） 导汽管材料在高温下仍有较好的韧性， 且 说明导汽管在工作 !()3 的持久极限未见明显下降， 温度下不会发生脆性断裂； ・ #- ・
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（(） 材料并未产生明显的蠕变损伤， 尚无证据说 明导汽管存在金相分析尺度的蠕变空洞或裂纹； （!） 导汽管仍可继续使用， 估算该导汽管的剩余 使用寿命约 &$#) 万小时， 折合为 #)$& 年。
参考文献 ［ 1］ ， 水利电力出版 ［#］ 吴非文 $ 火力发电厂高温金属运行 社， #,+, $ ［’］ 杨宜科等 $ 金属高温强度及试验 ［ 1］ ， 上海科学技术出 版社， #,&- $ ［"］ 45 45 6.7.89:.; .<= 65 15 >?@.A88，B.?.C.8D EF G/HD@ID<9D8 JI?: 1D?.77EK@.H:L EF >?D.% 2IHI<K I< ME88I7 2EJD@ 27.<?8 ［1 ］ ， NIFD G/?D<8IE< .<= O88D88%D<?： PA97D.@ .<= ME88I7 2EJD@ 27.<? QE%HE<D<?8，2R2 #"&，’## * ’#+，#,&& $ ［(］ 杨镇， 徐宏 $ 电厂主蒸汽管道材料损伤分析及剩余寿命 预测 ［ 4］ ， 电力建设， （#） ： ’)))， ’# & S ## $ ［!］ T5 UA .<= V5 W.<K，1.?D@I.7 H@EHD@?L 9:.<KD EF %.I< 8?D.% ［ X］ ，2@E9DD=I<K8 EF Y<?D@<.Z HIHI<K .F?D@ ’# LD.@8 EHD@.?IE< ?IE<.7 QE<FD@D<9D E< NIFD 1.<.KD%D<? .<= NIFD G/?D<8IE< EF 2EJD@ 27.<?，UI.<，Q:I<.，1.L ’))) $ 收稿日期： ’))’ * )" * )( 作者简介： 顾卫东， 男， 高级工程师， 硕士研究生。 #,-" 年生， 上海高桥石油化工公司化工三厂厂长， 从事化工过程设备技 术管理。通讯地址： 上海市浦东新区浦东北路 #&#, 号， 邮 编： ’))#"+。
制
造
与
安
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薄壁不锈钢内凹旋转体封头的研制
哈尔滨锅炉厂有限责任公司
摘
于启峰
李国继
尹保民
许风华
介绍了一种形状特殊的薄壁不锈钢半圆内凹异形旋转体封头的制造方法， 着重介绍了成型、 要：
坡口加工、 瓜片组装、 焊接等工艺过程以及所采用的工艺装备。 凹形封头； 压制； 坡口加工； 装焊 关键词：
中图分类号： !"#$#%& 文献标识码： （.##.） ’ 文章编号： (##( ) *+,#* ) ##(* ) #,
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薄壁不锈钢内凹旋转体封头的研制
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施， 封头端口的 !" 尺寸也控制在了预期的范围以 内， 可以满足后序的环缝装配要求。 ( 结论
（#） 对于这种内凹异型旋转体封头， 不能采用整 体冲压成型的工艺， 只能采用分片压制成形， 再装焊 成整体的工艺方法； （’） 利用卡具对瓜片拼接坡口进行机械加工， 有 效地保证了装配精度和焊缝质量； （"） 对于此类工件， 工艺上必须采取一些特殊手
图)
装焊胎具简图
!$ 中心定位套； #$ 半圆定位板； %$ 槽钢； )$ 底座板； &$பைடு நூலகம்支撑板。
（%） 瓜片焊接 封头的 !# 条焊缝全部采用手工氩弧焊， 焊接时 背侧采用氩气保护， 对于这种薄壁不锈钢封头密集 焊缝的焊接， 要采用合适的焊接工艺以防焊接变形， 否则变形很难控制， 且变形后也很难校正。对此我 们用小线能量、 对称焊、 分段焊的方法， 按一定的焊 接顺序进行施焊， 具体要求如下： 第一层焊接时， 将每条焊缝均分为 & 段， 即 !、 见图 & 所示。!# 条焊缝的焊接顺序 "、 #、 $、 %， 为： 即先焊 !# 条 #段!% 段 ! ! 段 ! $ 段 ! " 段， 焊缝的中间段#， 而每段的焊接顺序为 !! #! %! ) !&!*!+!,!-!!.!!!!!#。首层焊接结束后， 按此要求再进行其它层的焊接， 直至全部焊接结束， 焊接结束后将支撑工装拆下。 ・ !& ・