低压储气罐的筒体制造工艺
2014-05-12 09:05:33
1 产品介绍
1.1 产品的技术条件
生产的产品为铝容器，其容积为3m3，设计温度为常温，设计压力为0.2MPa/cm2,工作介质为浓酸，焊缝系数φ=0.85。
1.2 产品的装配-焊接工艺要求
装配-焊接顺序要合理，尽量避免多余应力的产生；由于铝材的线膨胀系数大，焊接时要严格控制翘曲变形的产生；焊接参数的选择要适当，避免烧穿或未焊透现象的产生；焊前清理方法的选择要正确合理，能够地清楚掉坡口区的污渍及氧化物，避免气孔的产生；在进行铝材的加工时，要严格控制加工应力，避免铝材发生变薄或拉穿。
1.3 产品结构设计分析
产品的结构满足刚度和稳定性的要求，结构自重小，省材，降低成本，制造工艺性好，可在短时间内制造安装完成，便于安装和维修，外形美观，使用方便，性能优良。1.4 产品材料的焊接性分析
1.4.1 LF3焊接性分析
化学分析： Cu：0.10%，Mg：3.2~3.8%，Mn：0.30~0.6%，Fe：0.50%，Si：0.50~0.8%，Zn：0.20%，Ti：0.15% 牌号为03的防锈铝，主要合金元素为Mg。
力学性能：供货状态：加工硬化状态；试样状态：加工硬化状态;抗拉强度：≥225MPa;规定非比例伸长应力：≥195MPa；伸长率：≥8%。
焊接性能：铝及其合金的化学活性，表面易形成难熔氧化膜（Al2O3熔点约为2050℃，MgO熔点约为2500℃），加之铝及其合金导热性强，焊接时易造成不熔合现象。由于氧化膜密度与铝的密度接近，也易成为焊缝金属的夹杂物。同时，氧化膜(特别是有MgO存在的不很致密的氧化膜)可吸收较多水分而成为焊缝气孔的重要原因之一。此外，铝及其合金的线膨胀系数大，焊接时容易产生翘曲变形。这些都是焊接生产中颇感困难的问题。
1.4.2 Q23钢的焊接性分析
化学成分
C：0.14~0.22% Mn：0.30~0.65 Si：≤0.30 S：≤0.050 P：≤0.045
力学性能
屈服强度: 235MPa（24kg/mm2）；抗拉强度： 375-460 MPa（38-47kg/mm2）；伸长率：不大于26
焊接性能：
由于低碳钢含碳量低，锰、硅含量也少，所以，通常情况下不会因焊接而产生严重硬化组织或淬火组织。低碳钢焊后的接头塑性和冲击韧度良好，焊接时，一般不需预热、控制层间温度和后热，焊后也不必采用热处理组织，整个焊接过程不必采取的工艺措施，焊接性优良。
2 备料加工工艺过程
2.1 压力容器基本结构
根据结构特点和工作要求，该圆筒形压力容器主要由筒体、封头、加固圈、不锈钢法兰、接管、锥管等组成。
2.2 筒节的加工工艺过程
2.2.1 备料
选用LF3铝镁合金，进行化学成分和机械性能检验。
2.2.2 下料
铝板尺寸为长1820mm，宽3.14×1200=3768mm，厚度 10mm。按照设计图纸，在放样平台上1：1比例，绘出结构图，氧气等离子弧切割下料。优点：割后即可焊接，割缝宽度和热变形较小，但电和压缩喷嘴损耗快，因此要求操作者起弧后尽可能不中断切割过程。
双层气体等离子弧切割，优点：增强弧压缩，提高电弧能量密度，切口质量好，延长电的工作寿命。
2.2.3 冲压成形
采用空气等离子弧切割下直径为430mm的圆，在进行冲孔直径为450mm的卷边，理论卷边高度为10mm，由于加工过程中铝发生变形，所以进行修剪，把卷边修剪成理论高度10mm。
2.2.4 卷制
铝板加工前先用压力机预先加以弯曲，以滚圆的直边，再用三辊卷板机进行冷卷制成形。卷制过程中要经常用样板检查曲率，卷制后其纵缝处的棱角、径纵向错边量均符合规范中的有关技术要求。
筒体卷制加工过程
2.2.5 坡口加工（P202铝及铝合金）开双Y形坡口，坡口角度70，钝边4,根部间隙3mm。
坡口的加工方法：空气等离子切割
2.2.6 纵缝组对
由于筒节直径为1200mm，板厚为10mm，卷板后直接在卷板机上进行组对。
2.2.7 焊前清理
容器施焊前，应检查圆筒的组装质量，坡口及其两侧20mm范围内的泥沙、铁锈、油污、氧化皮及其他杂质。
具体操作方式如下：
步先机械清理：用不锈钢丝刷或刮刀清理。
步化学清理：碱洗%8NaOH ，50-60度温水，5min ；冷静水清洗；光化：30%硝酸，室温2min，冷净水清洗；100-110摄氏度烘干，在低温干燥。