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(li)容器(qi)最(zui)常(chang)用的材(cai)質一般(ban)是鋼,比如(ru)碳(tan)素鋼、低(di)合金鋼、不銹鋼等(deng)。除了鋼,還(huan)有一(yi)些(xie)壓(ya)(ya)力容器(qi)使(shi)用鋁(lv)、鈦等有色(se)金屬(shu)和玻璃(li)鋼、預應力混(hun)凝土、陶瓷等非金屬(shu)材料制(zhi)成(cheng)。比如鋁(lv)合金壓(ya)(ya)縮氣鋼瓶、水處理(li)用的(de)玻璃(li)鋼壓(ya)(ya)力容器(qi)等。
二、壓力容器制造工藝流程
壓(ya)力容(rong)器的制造工藝(yi)包括(kuo)原(yuan)材料(liao)(liao)的準備、劃(hua)線、下料(liao)(liao)、彎曲、成(cheng)形、邊緣加工、裝配(pei)、焊接、檢驗等(deng)。
1、原材料的準備
鋼材在劃線前,首先要(yao)對鋼材進行預處(chu)理。鋼材的預處(chu)理是指對鋼板、管子和(he)型鋼等材料的凈化處(chu)理、矯形(xing)和(he)涂保(bao)護底漆。
凈化(hua)(hua)處理(li)主要是對鋼板、管子(zi)和(he)(he)型鋼在(zai)劃線、切割(ge)、焊(han)接加工之(zhi)前和(he)(he)鋼材經過切割(ge)、坡口加工、成形(xing)、焊(han)接之(zhi)后清除其表(biao)面的銹(xiu)跡、氧化(hua)(hua)皮、油污和(he)(he)焊(han)渣(zha)等(deng)。
矯(jiao)形是對鋼材(cai)在(zai)運(yun)輸、吊裝或存放過程中(zhong)所產生的變形進行(xing)矯(jiao)正(zheng)的過程。
涂(tu)保護(hu)漆主要是為提高鋼(gang)材(cai)的(de)耐(nai)蝕性、防止氧化、延長零部(bu)件及裝備的(de)壽命,在表(biao)面涂(tu)上(shang)一層保護(hu)涂(tu)料。
2、劃線
劃線是壓力容器制造過程的第(di)一道(dao)工(gong)序,它直接(jie)決定了(le)零件成(cheng)形后(hou)的尺寸精度和(he)幾何形狀精度,對以后(hou)的組對和(he)焊接(jie)工(gong)序有著很大的影(ying)響。
劃線(xian)(xian)是在原材料或(huo)經(jing)初加(jia)工(gong)的坯(pi)料上(shang)(shang)劃出(chu)下(xia)料線(xian)(xian)、加(jia)工(gong)線(xian)(xian)、各種位(wei)置線(xian)(xian)和檢查線(xian)(xian)等,并打上(shang)(shang)(或(huo)寫上(shang)(shang))必(bi)要(yao)的標志、符號。劃線(xian)(xian)工(gong)序通常(chang)包括對(dui)零(ling)件的展開、放樣和打標記等環節。劃線(xian)(xian)前(qian)應先確定坯(pi)料尺寸(cun)(cun)。坯(pi)料尺寸(cun)(cun)由零(ling)件展開尺寸(cun)(cun)和各種加(jia)工(gong)余量(liang)組(zu)成(cheng)。確定零(ling)件展開尺寸(cun)(cun)的方法主要(yao)有以下(xia)幾種:
(1)作圖法:指用(yong)幾何制圖法將零件(jian)展(zhan)開(kai)成平面圖形。
(2)計(ji)算(suan)法:指按展(zhan)開原理或壓(拉)延變形前后面(mian)積不變原則推導出(chu)計(ji)算(suan)公式。
(3)試(shi)驗法:指通過試(shi)驗公式(shi)決定形狀較復雜零件的坯料(liao)展開尺(chi)寸,這種(zhong)方(fang)法簡單、方(fang)便(bian)。
(4)綜(zong)合法(fa):指對過于復雜(za)的零件,可對不同部位分別采用作圖(tu)法(fa)、計算法(fa)來確定(ding)坯料展開(kai)尺寸,有時也可用試(shi)驗(yan)法(fa)配(pei)合驗(yan)證(zheng)。
制造容(rong)器的零件(jian)可(ke)分(fen)(fen)為(wei)兩類:可(ke)展(zhan)開零件(jian)和不(bu)可(ke)展(zhan)開零件(jian),如圓(yuan)形筒體和橢(tuo)圓(yuan)形封頭(tou)就(jiu)分(fen)(fen)別(bie)屬于可(ke)展(zhan)開與不(bu)可(ke)展(zhan)開零件(jian)。
3、切割
切割(ge)也稱下(xia)料,是指在劃過(guo)線的(de)原材料上把需要的(de)坯料分(fen)離下(xia)來的(de)工序。切割(ge)方法有機械切割(ge)和熱切割(ge)兩種。
(1)機械切割
機(ji)械(xie)(xie)切(qie)(qie)割主要包括剪切(qie)(qie)、鋸切(qie)(qie)、銑切(qie)(qie)和沖(chong)切(qie)(qie)等,其特點是(shi)在切(qie)(qie)割過程中機(ji)械(xie)(xie)力起主要作用。
a.剪切
剪(jian)(jian)切(qie)(qie)是將(jiang)剪(jian)(jian)刀壓入工(gong)件(jian)中,使剪(jian)(jian)切(qie)(qie)應力超過(guo)材料(liao)的抗剪(jian)(jian)強(qiang)度而達(da)到剪(jian)(jian)斷(duan)的目的。這種方法效率高(gao)(gao)、切(qie)(qie)口(kou)精度高(gao)(gao),只(zhi)要材料(liao)硬(ying)度和尺(chi)寸合適均(jun)可采用(yong),但距(ju)切(qie)(qie)口(kou)附(fu)近2~3mm的金(jin)屬有明顯硬(ying)化(hua)現象(xiang)。按被剪(jian)(jian)切(qie)(qie)的平面形狀,可分為直(zhi)線剪(jian)(jian)切(qie)(qie)和曲線剪(jian)(jian)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(ping)口剪(jian)中,兩直線切(qie)(qie)削(xue)刃平(ping)行,剪(jian)切(qie)(qie)過程沿切(qie)(qie)削(xue)刃長度同時進行,故剪(jian)切(qie)(qie)力大且沖擊性強,適用于(yu)剪(jian)切(qie)(qie)厚而窄(zhai)的條料。斜口剪(jian)(jian)中,兩直線切(qie)(qie)(qie)削刃(ren)斜交(jiao)成一定(ding)角(jiao)度(du),剪(jian)(jian)切(qie)(qie)(qie)過程(cheng)沿切(qie)(qie)(qie)削刃(ren)長(chang)度(du)逐步進行,故剪(jian)(jian)切(qie)(qie)(qie)力比平口剪(jian)(jian)在(zai)剪(jian)(jian)相(xiang)同(tong)厚度(du)的(de)工件時要小,沖擊(ji)性降低,適(shi)用于(yu)剪(jian)(jian)切(qie)(qie)(qie)薄而(er)寬(kuan)的(de)板料。在設備制造中,剪切直線形工件多采用(yong)龍門剪床。該剪床使用(yong)方便、送(song)料簡(jian)單(dan)、剪切速度快、精(jing)度高。
b.鋸切
鋸(ju)切屬于切削加工(gong),所用的(de)設備有(you)砂輪鋸(ju)、圓盤鋸(ju)等。鋸(ju)切一般多(duo)用于管件和型材(cai)的(de)切割。
(2)氧氣切割
氧氣(qi)(qi)切(qie)(qie)割(ge)(ge)簡稱(cheng)氣(qi)(qi)割(ge)(ge),也稱(cheng)火焰切(qie)(qie)割(ge)(ge)。氧氣(qi)(qi)切(qie)(qie)割(ge)(ge)屬于(yu)熱(re)切(qie)(qie)割(ge)(ge),切(qie)(qie)割(ge)(ge)時需要一個預熱(re)火焰,但只有(you)火焰并不能實現切(qie)(qie)割(ge)(ge),關鍵在于(yu)還(huan)要有(you)高(gao)速純氧氣(qi)(qi)流(liu)。
(3)等離子切割
等離(li)(li)子是物(wu)質的一種狀(zhuang)態,物(wu)質被(bei)全部電(dian)離(li)(li)成正(zheng)、負離(li)(li)子。等離(li)(li)子切割(ge)是利用高溫(wen)、高速等離(li)(li)子焰流來(lai)熔斷材料以形成切口,它屬于(yu)(yu)熱切割(ge)中的高溫(wen)熔化切斷。它不受物(wu)性限制,可切割(ge)金(jin)屬也可切割(ge)非金(jin)屬,但主(zhu)要用于(yu)(yu)切割(ge)不銹(xiu)鋼(gang)、鋁、銅、鎳及其合(he)金(jin)。
4、成形
(1)筒體的成形
筒(tong)(tong)體是(shi)(shi)由若干筒(tong)(tong)節通(tong)過(guo)環向焊(han)縫焊(han)接構成(cheng),筒(tong)(tong)節是(shi)(shi)通(tong)過(guo)板(ban)材卷(juan)(juan)圓(yuan)和縱向焊(han)縫焊(han)接而成(cheng)。這筒(tong)(tong)節的(de)卷(juan)(juan)圓(yuan)原(yuan)理筒(tong)(tong)節卷(juan)(juan)圓(yuan)也(ye)稱滾圓(yuan)或(huo)卷(juan)(juan)板(ban),是(shi)(shi)筒(tong)(tong)節的(de)基本制(zhi)造方法。滾彎原(yuan)理是(shi)(shi)利用卷(juan)(juan)板(ban)機(ji)對鋼板(ban)施以連(lian)續均勻的(de)塑性彎曲(qu)以獲得圓(yuan)柱(zhu)面。
(2)封頭的成形
封頭成形(xing)的方法(fa)(fa)(fa)主要有沖壓(ya)(ya)法(fa)(fa)(fa)、旋(xuan)壓(ya)(ya)法(fa)(fa)(fa)和爆炸(zha)成形(xing)法(fa)(fa)(fa)三(san)種。目前常用的方法(fa)(fa)(fa)是沖壓(ya)(ya)法(fa)(fa)(fa)和旋(xuan)壓(ya)(ya)法(fa)(fa)(fa)。
5、焊接
焊(han)接是通過加熱或加壓,或兩(liang)者兼用,使(shi)焊(han)件達到(dao)原(yuan)子(zi)間(jian)結合并形(xing)成永(yong)久接頭的(de)工(gong)藝過程。世界每年(nian)鋼(gang)材消(xiao)耗量的(de)50%都有焊(han)接工(gong)序(xu)的(de)參與。
焊接(jie)可(ke)分為三大類:熔焊、壓焊和(he)釬(han)焊。
(1)熔焊
將(jiang)要焊(han)(han)(han)接的工件(jian)局部加熱至熔化(hua),冷凝后形成焊(han)(han)(han)縫而使構(gou)件(jian)連接在一起的加工方(fang)法(fa)。包(bao)括電弧(hu)焊(han)(han)(han)、氣(qi)焊(han)(han)(han)、電渣焊(han)(han)(han)、電子束焊(han)(han)(han)、激光焊(han)(han)(han)等。熔焊(han)(han)(han)是廣泛采(cai)用的焊(han)(han)(han)接方(fang)法(fa),大多數的低碳鋼(gang)、合金鋼(gang)都采(cai)用熔焊(han)(han)(han)方(fang)法(fa)焊(han)(han)(han)接。特(te)種熔焊(han)(han)(han)還可(ke)以焊(han)(han)(han)接陶瓷(ci)、玻璃等非金屬(shu)。
(2)壓焊
焊(han)(han)接(jie)過(guo)程中(zhong)必須要(yao)施加壓力(li)(li),可(ke)能加熱(re)也可(ke)能不加熱(re)才(cai)能完成的(de)焊(han)(han)接(jie)。其加熱(re)的(de)主要(yao)目的(de)是為使金屬軟化,靠施加壓力(li)(li)使金屬塑(su)變(bian),讓原子接(jie)近到相互穩(wen)固吸引的(de)距(ju)離,這一點與(yu)熔焊(han)(han)時的(de)加熱(re)有本質的(de)不同。壓焊(han)(han)包(bao)括電阻焊(han)(han)、摩擦焊(han)(han)、超聲波(bo)焊(han)(han)、冷(leng)壓焊(han)(han)、爆炸焊(han)(han)、擴散焊(han)(han)、磁力(li)(li)焊(han)(han)。其特(te)點是焊(han)(han)接(jie)變(bian)形(xing)小、裂(lie)紋少、易(yi)實現自動化等。
(3)釬焊
將熔(rong)點(dian)比(bi)母(mu)材(cai)低的(de)(de)釬(han)料加(jia)熱(re)至熔(rong)化,但加(jia)熱(re)溫(wen)度低于(yu)(yu)母(mu)材(cai)的(de)(de)熔(rong)點(dian),用熔(rong)化的(de)(de)釬(han)料填充(chong)焊縫、潤濕母(mu)材(cai)并與母(mu)材(cai)相(xiang)互(hu)擴散形(xing)成(cheng)一體的(de)(de)焊接方法(fa)。釬(han)焊分(fen)兩大類(lei):硬釬(han)焊和(he)軟(ruan)釬(han)焊。硬釬(han)焊的(de)(de)加(jia)熱(re)溫(wen)度大于(yu)(yu)450℃,抗拉強度大于(yu)(yu)200MPa,經常(chang)用銀基(ji)、銅基(ji)釬(han)料,適(shi)于(yu)(yu)工(gong)(gong)作應力大、環境溫(wen)度高的(de)(de)場合,比(bi)如(ru)硬質合金車刀、地質鉆頭的(de)(de)焊接。軟(ruan)釬(han)焊的(de)(de)加(jia)熱(re)溫(wen)度小(xiao)(xiao)于(yu)(yu)450℃,抗拉強度小(xiao)(xiao)于(yu)(yu)70MPa,適(shi)于(yu)(yu)應力小(xiao)(xiao)、工(gong)(gong)作溫(wen)度低的(de)(de)環境,比(bi)如(ru)電(dian)路的(de)(de)錫(xi)基(ji)釬(han)焊。