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)質一般是鋼(gang),比如碳素鋼(gang)、低合金鋼(gang)、不(bu)銹鋼(gang)等。除(chu)了鋼,還有一些壓力容器(qi)使用鋁(lv)、鈦等(deng)有色(se)金屬(shu)和玻璃鋼、預應(ying)力混凝土、陶瓷等(deng)非金屬(shu)材料制(zhi)成。比如鋁(lv)合金壓縮氣鋼瓶、水處理用的玻璃鋼壓力容器(qi)等(deng)。
二、壓力容器制造工藝流程
壓力容(rong)器的(de)制造工藝包括原材料(liao)的(de)準備(bei)、劃線、下料(liao)、彎(wan)曲、成形、邊緣加工、裝配、焊接、檢驗等。
1、原材料的準備
鋼(gang)(gang)材(cai)在劃線前(qian),首先要對鋼(gang)(gang)材(cai)進行預(yu)處(chu)理(li)(li)。鋼(gang)(gang)材(cai)的預(yu)處(chu)理(li)(li)是指對鋼(gang)(gang)板(ban)、管子和(he)(he)型(xing)鋼(gang)(gang)等材(cai)料的凈化(hua)處(chu)理(li)(li)、矯形和(he)(he)涂保護(hu)底漆。
凈化(hua)處理主要是(shi)對鋼板、管(guan)子和(he)型(xing)鋼在劃(hua)線、切割(ge)、焊接加工(gong)之(zhi)前和(he)鋼材(cai)經過(guo)切割(ge)、坡口加工(gong)、成形(xing)、焊接之(zhi)后清(qing)除其表(biao)面的銹跡(ji)、氧化(hua)皮、油污和(he)焊渣等。
矯形是對(dui)鋼材在運輸、吊裝或存放過程(cheng)中所產(chan)生的(de)(de)變形進行(xing)矯正的(de)(de)過程(cheng)。
涂保護漆(qi)主要是為(wei)提高鋼(gang)材的(de)耐蝕性、防(fang)止氧化、延長零部件及(ji)裝備的(de)壽命,在表面涂上(shang)一層(ceng)保護涂料。
2、劃線
劃線是壓力容器制(zhi)造過程的(de)第一道(dao)工序(xu),它直接(jie)決(jue)定了(le)零件成(cheng)形后的(de)尺寸精(jing)度和幾何形狀(zhuang)精(jing)度,對以后的(de)組對和焊(han)接(jie)工序(xu)有著很大的(de)影響。
劃線(xian)是在原材料(liao)或經(jing)初(chu)加(jia)工的坯料(liao)上(shang)劃出下料(liao)線(xian)、加(jia)工線(xian)、各種(zhong)(zhong)位置線(xian)和檢查線(xian)等,并打上(shang)(或寫(xie)上(shang))必(bi)要(yao)的標志、符(fu)號。劃線(xian)工序通(tong)常包括對(dui)零(ling)件的展開、放(fang)樣和打標記等環節。劃線(xian)前應先確(que)定(ding)坯料(liao)尺寸(cun)。坯料(liao)尺寸(cun)由(you)零(ling)件展開尺寸(cun)和各種(zhong)(zhong)加(jia)工余量(liang)組成。確(que)定(ding)零(ling)件展開尺寸(cun)的方法主要(yao)有(you)以(yi)下幾種(zhong)(zhong):
(1)作圖(tu)法:指(zhi)用(yong)幾何制(zhi)圖(tu)法將零件展開成平(ping)面圖(tu)形。
(2)計算法:指(zhi)按展開(kai)原(yuan)理或壓(拉)延變形前后面積(ji)不變原(yuan)則推(tui)導出計算公式。
(3)試(shi)驗法:指通過試(shi)驗公式決定(ding)形狀較復(fu)雜零件的坯料展開(kai)尺(chi)寸,這種方(fang)法簡單、方(fang)便。
(4)綜合法(fa):指對過(guo)于復雜(za)的零件,可對不同(tong)部位分別(bie)采用(yong)作圖法(fa)、計算法(fa)來確(que)定坯料展開(kai)尺寸,有時也可用(yong)試驗法(fa)配合驗證。
制造容器的(de)零(ling)件(jian)可(ke)分為(wei)兩類:可(ke)展(zhan)開(kai)(kai)零(ling)件(jian)和不可(ke)展(zhan)開(kai)(kai)零(ling)件(jian),如圓(yuan)形筒體和橢(tuo)圓(yuan)形封頭就分別(bie)屬于可(ke)展(zhan)開(kai)(kai)與不可(ke)展(zhan)開(kai)(kai)零(ling)件(jian)。
3、切割
切(qie)割(ge)(ge)(ge)也(ye)稱(cheng)下料,是指在劃過(guo)線的原(yuan)材(cai)料上把(ba)需要的坯料分離下來(lai)的工(gong)序。切(qie)割(ge)(ge)(ge)方法(fa)有機械(xie)切(qie)割(ge)(ge)(ge)和熱切(qie)割(ge)(ge)(ge)兩(liang)種(zhong)。
(1)機械切割
機械(xie)切(qie)割主要包(bao)括剪切(qie)、鋸切(qie)、銑切(qie)和沖切(qie)等,其(qi)特點是在切(qie)割過程中機械(xie)力起主要作用(yong)。
a.剪切
剪(jian)(jian)切(qie)是將(jiang)剪(jian)(jian)刀壓入工件中,使剪(jian)(jian)切(qie)應力超過材(cai)料的(de)抗剪(jian)(jian)強度而(er)達到剪(jian)(jian)斷的(de)目的(de)。這種方法效(xiao)率高、切(qie)口精(jing)度高,只要材(cai)料硬度和尺寸(cun)合(he)適均可采(cai)用,但距(ju)切(qie)口附近2~3mm的(de)金屬有明顯硬化現象。按(an)被剪(jian)(jian)切(qie)的(de)平(ping)面形狀(zhuang),可分為直線剪(jian)(jian)切(qie)和曲線剪(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(jian)中(zhong),兩直線(xian)切(qie)(qie)削(xue)刃(ren)(ren)平行,剪(jian)切(qie)(qie)過程沿切(qie)(qie)削(xue)刃(ren)(ren)長(chang)度(du)同時進(jin)行,故剪(jian)切(qie)(qie)力大且(qie)沖擊性強(qiang),適用于剪(jian)切(qie)(qie)厚而窄的條(tiao)料。斜(xie)口剪(jian)(jian)中,兩直線切(qie)削刃(ren)斜(xie)交(jiao)成一定角(jiao)度,剪(jian)(jian)切(qie)過程(cheng)沿切(qie)削刃(ren)長(chang)度逐步進行,故剪(jian)(jian)切(qie)力(li)比平口剪(jian)(jian)在剪(jian)(jian)相同厚度的工件時要小,沖擊性(xing)降低,適(shi)用于剪(jian)(jian)切(qie)薄(bo)而寬(kuan)的板料(liao)。在設(she)備制(zhi)造中,剪(jian)切(qie)(qie)直線形工件多采用(yong)(yong)龍(long)門(men)剪(jian)床。該剪(jian)床使用(yong)(yong)方(fang)便、送料簡單、剪(jian)切(qie)(qie)速度快、精(jing)度高。
b.鋸切
鋸(ju)切屬于切削加工,所(suo)用(yong)的(de)設備有砂(sha)輪鋸(ju)、圓(yuan)盤鋸(ju)等。鋸(ju)切一般多用(yong)于管件和型材的(de)切割。
(2)氧氣切割
氧(yang)氣(qi)切割(ge)(ge)簡稱氣(qi)割(ge)(ge),也稱火(huo)焰切割(ge)(ge)。氧(yang)氣(qi)切割(ge)(ge)屬于(yu)熱切割(ge)(ge),切割(ge)(ge)時需要(yao)一個預(yu)熱火(huo)焰,但(dan)只有火(huo)焰并不能實現切割(ge)(ge),關(guan)鍵在于(yu)還(huan)要(yao)有高(gao)速純(chun)氧(yang)氣(qi)流。
(3)等離子切割
等離(li)子是物(wu)質的(de)(de)一種狀態,物(wu)質被全部電離(li)成正(zheng)、負離(li)子。等離(li)子切(qie)割(ge)是利用(yong)高(gao)溫、高(gao)速等離(li)子焰流來熔斷(duan)材(cai)料以(yi)形成切(qie)口,它(ta)屬于(yu)熱切(qie)割(ge)中的(de)(de)高(gao)溫熔化切(qie)斷(duan)。它(ta)不受物(wu)性限制,可(ke)切(qie)割(ge)金(jin)屬也可(ke)切(qie)割(ge)非金(jin)屬,但(dan)主要用(yong)于(yu)切(qie)割(ge)不銹鋼、鋁、銅、鎳及(ji)其合金(jin)。
4、成形
(1)筒體的成形
筒(tong)(tong)體(ti)是由(you)若(ruo)干(gan)筒(tong)(tong)節通過(guo)環向焊縫焊接構成,筒(tong)(tong)節是通過(guo)板(ban)(ban)材卷(juan)(juan)圓(yuan)和縱(zong)向焊縫焊接而成。這筒(tong)(tong)節的(de)(de)卷(juan)(juan)圓(yuan)原理(li)筒(tong)(tong)節卷(juan)(juan)圓(yuan)也稱滾圓(yuan)或卷(juan)(juan)板(ban)(ban),是筒(tong)(tong)節的(de)(de)基(ji)本制造方法(fa)。滾彎原理(li)是利用卷(juan)(juan)板(ban)(ban)機對鋼(gang)板(ban)(ban)施以連續均(jun)勻(yun)的(de)(de)塑性彎曲以獲得圓(yuan)柱面。
(2)封頭的成形
封頭成形的(de)方(fang)法主要有沖(chong)壓(ya)(ya)法、旋(xuan)壓(ya)(ya)法和爆炸成形法三種。目(mu)前(qian)常(chang)用(yong)的(de)方(fang)法是沖(chong)壓(ya)(ya)法和旋(xuan)壓(ya)(ya)法。
5、焊接
焊(han)接(jie)是通過加熱或加壓,或兩(liang)者兼(jian)用,使焊(han)件達到原(yuan)子間結合并形成永久接(jie)頭的工藝過程。世界每(mei)年鋼材消耗量(liang)的50%都有焊(han)接(jie)工序的參與。
焊(han)(han)接(jie)可分為三大類:熔焊(han)(han)、壓焊(han)(han)和釬焊(han)(han)。
(1)熔焊
將要(yao)焊(han)(han)接(jie)的(de)工件局(ju)部加(jia)熱(re)至熔化,冷(leng)凝后形(xing)成焊(han)(han)縫而使構件連接(jie)在一起的(de)加(jia)工方法(fa)。包括(kuo)電(dian)弧(hu)焊(han)(han)、氣焊(han)(han)、電(dian)渣焊(han)(han)、電(dian)子束焊(han)(han)、激光焊(han)(han)等。熔焊(han)(han)是廣泛采用的(de)焊(han)(han)接(jie)方法(fa),大(da)多數(shu)的(de)低碳鋼、合金鋼都采用熔焊(han)(han)方法(fa)焊(han)(han)接(jie)。特種(zhong)熔焊(han)(han)還可(ke)以焊(han)(han)接(jie)陶瓷(ci)、玻璃等非金屬。
(2)壓焊
焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)過程中必須(xu)要施加(jia)(jia)壓(ya)(ya)力,可能加(jia)(jia)熱也(ye)可能不加(jia)(jia)熱才(cai)能完成(cheng)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)。其加(jia)(jia)熱的(de)主要目的(de)是(shi)為使金屬(shu)軟化,靠施加(jia)(jia)壓(ya)(ya)力使金屬(shu)塑變(bian),讓(rang)原(yuan)子接(jie)(jie)近到相互穩固吸引的(de)距(ju)離,這(zhe)一點與熔焊(han)(han)(han)時的(de)加(jia)(jia)熱有本質的(de)不同。壓(ya)(ya)焊(han)(han)(han)包括電阻(zu)焊(han)(han)(han)、摩(mo)擦(ca)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(kuo)散焊(han)(han)(han)、磁力焊(han)(han)(han)。其特(te)點是(shi)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)變(bian)形小、裂紋少、易實現自動(dong)化等。
(3)釬焊
將(jiang)熔點比母(mu)材低的(de)(de)釬(han)料(liao)加(jia)熱(re)至熔化,但加(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)低于母(mu)材的(de)(de)熔點,用熔化的(de)(de)釬(han)料(liao)填充焊(han)(han)縫、潤濕母(mu)材并與母(mu)材相互擴散形成(cheng)一(yi)體(ti)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)方法。釬(han)焊(han)(han)分兩大類:硬(ying)釬(han)焊(han)(han)和(he)軟釬(han)焊(han)(han)。硬(ying)釬(han)焊(han)(han)的(de)(de)加(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)大于450℃,抗拉強(qiang)度(du)大于200MPa,經常用銀基、銅基釬(han)料(liao),適于工(gong)作應力大、環境溫(wen)(wen)度(du)高的(de)(de)場合(he),比如硬(ying)質(zhi)(zhi)合(he)金車刀、地質(zhi)(zhi)鉆(zhan)頭的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)。軟釬(han)焊(han)(han)的(de)(de)加(jia)熱(re)溫(wen)(wen)度(du)小于450℃,抗拉強(qiang)度(du)小于70MPa,適于應力小、工(gong)作溫(wen)(wen)度(du)低的(de)(de)環境,比如電路的(de)(de)錫基釬(han)焊(han)(han)。