球壳板设计及制造
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球壳板设计及制造(上、下中心板,上、下极边板)
主要参数:1000M3,材质16MnDR,厚度30mm
一.设计部分
1.球壳板结构形式选择
目前,世界各国球形容器主要结构形式有桔瓣式、足球瓣式、混合式三种,以桔瓣式结构应用最广。
八十年代末以来,一些先进国家在大型球形容器中广泛采用混合式结构,它具有结构新颖,材料利用率明显提高,焊缝总长减少等诸多优点;我国近年来也采用了这种新结构。
球形容器的结构设计,参照GB/T17261 – 1998《钢制球形储罐形式与基本参数》,将两种结构形式的分带散,球壳板数量、焊缝总长、材料利用率、支柱数量的参数的对比,然后择优选取。
2.球壳板材料的选择
该球罐的设计压力为常压,设计温度为常温,上作介质为天然气。
按GH12337-1998标
准,可供选择的材料有16MnDR.它的板厚可选30mm。
3.球壳板制造设计
球壳板的制作我厂采用二次下料法,即首先通过计算展开,再将放样尺寸周边适当放
大,切割的毛坯冷压成型后,再进行精确切割。
样板的设计制作尤为关键,样板的精
确直接影响球片的成形质量。
赤道带、温带板的下料计算与桔瓣式完全相同。
二.制造部分
1.上、下级中心板
主要参数:SR6150、δ=30、弦长L=2007.0/2399.6*6833.5/6741.9、
弧长L=2016.0/2415.1*7245.3/7135.5
工序包括:材料复验、一次下料、压制、二次好料、修磨、整形、修磨、坡口探伤、测厚、接管与法兰组焊、无损检测、级带划线,开孔、接管与壳板组焊、焊接、无损检测、热处理、整形、检验、标识包装。
材料的进厂入库检验
结构材料和焊接材料验收合格后,应按企业标准,分别存放在金属材料库和焊接材料库。
金属材料主要存放各种钢材、有色金属和外购铸、锻件等,不允许露天堆放。
不锈钢板、钢管和有色金属材料,应分别单独存放并妥善保管。
放样、划线与号料
放样、划线与号料是决定焊接坯料形状与尺寸公差的重要工艺,亦是焊接结构过程主要质量控制点之一。
放样是在制造金属结构之前,按照设计图样,在放样平台上用1:1的比例尺寸,划出结构或者零件的图形和平面展开尺寸。
号料和划线采用划针或者磨尖的石笔、粉线作线。
毛坯尺寸下料
根据展开尺寸,考虑各种影响变形的因素,按下料时各边留出18~20 mm的加工余量,做出毛坯下料样板进行画线下料。
二次精确下料
毛坯经成型加工,曲率合乎要求后,进行二次准确下料。
二次下料的切割线采用球面样板画出,以得到尺寸准确的球壳板。
球壳板的切割在弧形格板胎具上进行。
胎具由弧形格板与支架构成,弧形壳板组成的球形弧面与被加工的球壳板曲率完全符合。
因此,同一胎具可以切割同一球罐上的所有球壳板,割炬自行小车可在相同弧形轨道上运动。
球瓣的压制
球瓣的成型方法主要是通过压机的压力冲压加工而达到要求的形状。
该过程称为成型操作。
球罐的成型操作分冷压,热压及温压。
考虑球壳的厚度,曲率半径,强度等因素,选用热压
成型方法。
热压成型是指将钢板加热到临界点以上的某一温度,并在这个温度下成型。
其优点是:可将钢板加热到塑性变形温度,然后用模具一次冲压成型,降低材料的屈服极限,
减少动力消耗,避免应变硬化和增加材料的延展性。
一次成型可避免冷压的多点多次冲压过程。
采用厚截面热轧材料如16MnR等,为了提高材料的安全性,用正火温度来进行热压成型,不但达到了热压的效应,而且通过热压使材料的性能提高了。
由于冲压过程毛坯塑性变形较大,对于壁厚较大或冲压深度较大的板材,为了提高材料变形能力,保证球壳成型质量,一般都采用热冲压成型。
由于本次所选用的球壳壁厚为55mm壁厚较大,因此球壳的冲压成形选用热冲压一次冲压成形。
坡口加工
坡口加工采用火焰热切割并清除表面的氧化层,坡口表面应平滑;
焊接接头坡口形状和几何尺寸的设计,应遵循以下原则:
(1)保证焊接质量(2)坡口加工简易(3)便于焊接加工(4)节省焊接材料
2上、下极边板
主要参数:SR6150、δ=30、弦长L=1378.7*6644.5*7231.6、
弧长L=1381.6*7019.3*8032.3
工序包括:材料复验、一次下料、压制、二次号料、坡口加工、修磨、整形、无损检测、测厚、检验、标识包装。
3 上、级中心板
主要参数:SR6150、δ=30、弦长L=2100.4*5973.5*6741.9
弧长L=2110.7*6237.5*7135.5
工序包括:材料复验、一次下料、压制、二次号料、坡口加工、修磨、整形、无损检测、检验、标识包装。