一、應(yīng)力變形及預(yù)防
1.火焰切割變形
(1)筒節(jié):大直徑殼體短筒節(jié)下料(料較長且較窄)時,其端口的火焰切割加工邊易發(fā)生變形。因切割高溫冷卻后,加工邊產(chǎn)生收縮,直線邊變?yōu)椤盎【€”邊,筒節(jié)輥圓后,其端口就不在一個水平面上,誤差較大時,滿足不了組對和焊接的要求。應(yīng)采取對稱切割或機(jī)械加工等方法避免產(chǎn)生變形。
(2)封頭:成型封頭火焰凈料切割后,其端口周邊會產(chǎn)生收縮,使封頭口徑變小。嚴(yán)重時,收縮后的封頭口徑滿足不了尺寸要求。對整體成型的封頭端口加工,如采取火焰切割,則其成型模具設(shè)計(jì)時要考慮切割后的收縮量;對瓣片式組合封頭的端口加工,如采取火焰切割,則封頭組裝時口徑要適當(dāng)放大,以彌補(bǔ)切割后的收縮量。也可采取機(jī)械加工的方法避免產(chǎn)生變形。
(3)機(jī)加工件坯料(主要是鋼板坯料):這種坯料多用于壓力容器上的大型法蘭或密封圈等。火焰切割后,由于鋼板脹縮不均,致使坯料板面不平,嚴(yán)重時造成坯料面的加工量不夠。應(yīng)在坯料板切割后進(jìn)行平整矯形,對難以矯形的坯料板,可適當(dāng)增大其加工余量。
2.加工失穩(wěn)變形
加工失穩(wěn)變形往往是在已成型的封頭或筒節(jié)上開大型孔(如容器的裝卸孔)、由于開孔區(qū)及其附近穩(wěn)定性減弱,造成殼體局部或部件的變形。盡量避免在單獨(dú)筒節(jié)或單獨(dú)封頭上直接開大孔,可視情況將殼體組裝成大段或整體后再開大孔;開大孔前將開孔區(qū)用緊貼殼體的筋板進(jìn)行加強(qiáng),組焊接管后殼體處于整體穩(wěn)定狀態(tài)時,再把加強(qiáng)板撤掉。
3.焊接變形
焊接工藝是容器焊接的技術(shù)要求和操作規(guī)定,包括:采用的焊接方法、焊接坡口、焊條種類及直徑,焊接工藝參數(shù)、焊接順序、焊道層數(shù)、焊前和焊后的處理、焊接環(huán)境要求以及防變形、反變形措施等。焊接工藝必須經(jīng)過工藝評定達(dá)到合格,而且在焊接操作過程中必須嚴(yán)格執(zhí)行工藝要求。
根據(jù)壓力容器和大型部件的焊接條件和焊接量,預(yù)先分析焊接將要產(chǎn)生的變形大小和形態(tài),有針對性地制定的控制措施:
(1)對多焊道的大型壓力容器,例如球形容器,應(yīng)先組裝聯(lián)結(jié)成整體后再進(jìn)行焊接,焊接應(yīng)對稱進(jìn)行,并要遵守規(guī)定的焊接順序。
(2)對多焊道的大型部件,如瓜瓣式組合封頭和由瓣片組合的殼體過渡段,除執(zhí)行上述要求外,還應(yīng)在施焊場地設(shè)口形固定卡具。
(3)較長且分多節(jié)組焊的壓力容器,其筒節(jié)下料時尺寸要適當(dāng)放出焊接收縮量,以避免出現(xiàn)焊后殼體縮短現(xiàn)象。
(4)對壓力容器,特別對結(jié)構(gòu)復(fù)雜的壓力容器的組焊,要采取合理的組裝順序和焊接防變形措施,確保其制造中不變形。
(5)反變形措施:根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)或推算,預(yù)先在焊接件上向焊接變形相反的方向給以變形,焊接后這個預(yù)變形量剛好得到抵消,具體做法是:壓力容器筒節(jié)的縱縫對接處兩端頭壓弧時,在發(fā)生焊接變形方向的相反向留出反變形量;組合式瓣形封頭和過渡段模具尺寸考慮抵消焊接變形的反變形量。
4.熱處理變形的預(yù)防措施
(1)熱處理爐必須符合規(guī)范要求,爐內(nèi)溫度均勻準(zhǔn)確,爐壁火焰噴嘴處應(yīng)設(shè)擋火墻,嚴(yán)禁火焰直接接觸或接近熱處理件。
(2)長度較大的壓力容器進(jìn)爐后,要加臨時支座支墊,所用數(shù)量視容器具體尺度而定。
(3)直徑較大、厚度較薄的殼體,一般應(yīng)進(jìn)行內(nèi)部加強(qiáng)。
(4)分段預(yù)制的壓力容器,分段端口處應(yīng)設(shè)加強(qiáng)支撐。
(5)對受高溫易失去穩(wěn)定的壓力容器部件,也應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行加固加強(qiáng)。
二、加工誤差變形
1.下料誤差變形
由于下料尺寸不準(zhǔn),使成型后的部件形狀超出了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。下料尺寸不準(zhǔn)主要是由于計(jì)算或放大樣有誤,除了提高下料人員的技術(shù)水平,還應(yīng)施行下料尺寸校對制,并盡可能采取下料尺寸計(jì)算機(jī)軟件管理。
2.成型誤差變形
壓力容器部件在加工成型中,由于操作不當(dāng)或模具不標(biāo)準(zhǔn)而產(chǎn)生變形:熱成型封頭脫模溫度有一定要求,如溫度尚高就過早脫模會導(dǎo)致封頭收縮較大,嚴(yán)重時可使其幾何尺寸超標(biāo);機(jī)械輥制或壓制的容器部件,因操作不當(dāng)使之產(chǎn)生變形;模具設(shè)計(jì)考慮不周或有誤,使成型后壓力容器部件的幾何尺寸不符合要求。主要預(yù)防措施有:
(1)成型操作嚴(yán)格按工藝技術(shù)要求進(jìn)行。
(2)用檢查樣板嚴(yán)格控制加工件的形狀。
(3)模具設(shè)計(jì)在依照加工件的理論尺寸形狀的基礎(chǔ)上,充分考慮壓力容器部件加工成型中和成型后發(fā)生的變化,冷成型模具要考慮成型件的回彈量,熱成型模具要考慮成型件冷卻后的收縮量。
3.組裝誤差變形
壓力容器殼體組裝時由于錯口或不直度誤差等超標(biāo)所產(chǎn)生的變形,稱組裝變形。其預(yù)防措施:
(1)殼體組裝應(yīng)使用定位卡具,直徑較大、厚度較薄的殼體,組裝時筒節(jié)還要加支撐,嚴(yán)格限制殼體對接邊的錯口。
(2)殼體臥式組裝應(yīng)在托輥上進(jìn)行,并用直線檢查其不直度。
(3)分段預(yù)制的壓力容器,安裝時要設(shè)定位卡具,并用經(jīng)緯儀檢查其不直度。
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