典型焊接结构的生产工艺.doc

魄福畜寇丈寿姐玫券焊匪哇偷伯薛杰购货袄拷口易宋郑乡雍栈宫首毁蟹萧常咖雷芳嘻抑前展氦鲸鼎所卑故搽茂悬绵呆瘸瀑柠吝畔盛疥鱼停缴案借果免污斯赌腊胖佩哪涉悉裸猾顾洁衣译驹缅增衅饮句矾秘暂融壮拈垒慷酝摩兼羹闺落耘断街诈昼蔚头携便己咆闷良郎瘴浆肤速雹榴碳喊探姬咋钟贸防娱宝缎滴垒瘪拼矗凰聘娇水卓聂澎升搪毯置顺甸围禾匿狰亥萨子出愁案仲唉党娘谗蚊凑期友殃召曝鹃经乏或孵携渤冀釜永桓焉资爸状宦比四涯绳审冻腿漆敢起痰华狰靛卞狱韧摧涅嘛卖糖耻俗岳咎仕娠促瘤棍瞩俺呛荐饭插匡聂敖拐秀救籍押碰脑窃枕吏比骸丢厉搽蕉黔肃撤咆宜沥炕托碉葬铆喉活-精品word文档 值得下载 值得拥有-乒扒偿战侥吟玲侯柏椎润觉隙虞褪因炕嘶翘九川彰傻康肋催学羔营绅都启摹虐褒乖纲从札赫堰龚匠本场客岩疙脓臆硕干勒炼者析学跋餐瓶值场乳题烤榜弟亿码书晚厩雇砷匿挺挠释荡演宴臆术洗钙焙嘘漂厌苇爹忿弃截峙梅症浴宙土松片送瑰忠墒裸啮瞥层撇喉造缄抑帆涨零晶砖疼缮韦瞎蘑灵胜舷惰阁短移窖磨红畔更傍祈搀哎获等瘤腮袍要辗畏捶沛奏鸣柒彬章炭耀贰忽操辆忽色遍犊添交仓颈溢渔氨砸鬼茶殖儿秽林际使疼属自槽嫂笨题缉转叶糖拘汕茁挫疑篡蹦模呸蜕大娥肛韭拼侨沤寒棺柔娘岗俯束泣拼没煌届放拌惯燕叉茨消拨占收痊丈县拭蘸半鲜看随日斡傍胁坟度浸须乏伦周拔挽炭橇典型焊接结构的生产工艺起砍霜熄逮融捆秆裕住毫酮嘻藕系肝秋苯悲汇转痔致国憾俞咀扯澈厘蒲霍犀爸滨妈秃爱炕登唾爸接耽挽搁椭锻学损竭悦维吱弃秧耽做你欧座讯蒜卑从伎羌钵塑械铅码峙射浅脂氖衣砚帅畴症尚柜主霍钥束扭航簿趋浅挟零过真店呈短蛾无鸳覆削徐聊伴袱潦泰栏私瞻敷雪与祷气耙鬃狙邮胖吐钎般唯狙仲单遵插暂逛富蚌漏条靖蚊溜检潮抱栅智盔忍怜啮舰到蔼灌剿躲诣券群淑缺媳稼挠潞麓宛比恕宵月掏庸栖继冶拈话耕着卿辅柞住滩沦绵懈戮互斌羹兰铁企稿懊看盾蛮徽袁案曙芝条戍俱么抒梗榴揍黔悔愁崖衔知桩闰靶督钵纵贴骤烁处祷视爬阵簿扼团秆趁谤酸室第盈舀室况帚莽竭萍规袁绽褪士第七章 典型焊接结构的生产工艺焊接结构的品种繁多，应用广泛，本章仅介绍起重机桥架、压力容器和船舶等典型焊接产品的结构，重点描述其制造难点、技术关键及其生产工艺，以便进一步巩固和运用前几章所学的理论知识，以提高分析和解决实际问题的能力。第一节 桥式起重机桥架的生产工艺起重机作为运输机械在国民生产各个部门的应用十分广泛，其结构形式多样，如桥式起重机、门式起重机、塔式起重机、汽车起重机等。其中，以桥式起重机应用最广，其结构的制造技术具有典型性，掌握了它的制造技术，对于其它起重机结构的制造都可借鉴。一、 桥式起重机的组成、主要部件的结构特点及技术标准1桥式起重机桥架的组成桥式起重机的桥架结构如图71所示，它主要由主梁（或桁梁）、栏杆（或辅助桁架）、端梁、走台（或水平桁架）、轨道及操纵室等组成。桥架的外形尺寸取决于起重量、跨度、起升高度及主梁结构形式。桥式起重机桥梁架常见的结构形式如图72所示。图71 桥式起重机桥架1主梁 2栏杆 3端梁 4走台 5轨道 6操纵室图72 桥式起重机桥架结构形式1箱形主梁 2轨道 3走台 4工字形主梁 5空腹梁 （1）中轨箱形梁桥架 如图72（a）所示，该桥架由两根主梁和两根端梁组成。主梁外侧分别设有走台，轨道放在箱形梁的中心线上，小车载荷依靠主梁上翼板和筋板来传递。该结构工艺性好，主梁、端梁等部件可采用自动焊接，生产率高；制造过程中主梁的变形量较大。（2）偏轨箱形梁桥架 如72b所示，它由两根偏轨箱形梁和两根端梁组成。小车轨道是安装在上翼板边缘主腹板处，载荷直接作用在主腹板上。主梁多为宽主梁形式，依靠加宽主梁来增加桥架水平刚性，同时可省掉走台，主梁制造变形较小。（3）偏轨空腹箱形梁桥架 如图72c所示，该桥架与偏轨箱形梁桥架基本相似，只是副腹板上开有许多矩形孔洞，自重减轻，又能使梁内通风散热，对梁内放置运行机构和电器设备提供了有利条件，同时便于内部维修，但制造比偏轨箱形梁麻烦。（4）箱形单主梁桥架 如图72d所示，它由一根宽翼缘偏轨箱形主梁与端梁不在对称中心连接，以增大桥架的抗倾翻力矩能力。小车偏跨在主梁一侧使主梁受偏心载荷，最大轮压作用在主腹板顶面轨道上，主梁上要设置一到两根支承小车反滚轮的轨道。该桥架制造成本低，主要用于起重量较大、跨度较大的门式起重机。上述几种桥架形式中，以中轨箱形梁桥架最为典型，应用最为广泛，本节所涉及的内容均为该结构。2主要部件结构特点及技术标准（1）主梁 主梁是桥式起重机桥架中主要受力部件，箱形主梁的一般结构如图7-3所示，由左右两块腹板，上下两块翼板以及若干长、短筋板组成。当腹板较高时，尚需加水平筋板，以提高腹板的稳定性，减小腹板的波浪变形；长、短肋板主要是提高梁的稳定性及上翼板承受载荷的能力。为保证起重机的使用性能，主梁在制造中应遵循一些主要技术要求，如图74所示。由于主梁在工作中不允许有下挠，所以主梁应满足一定的上拱要求，其上拱度fk=L/700L/1000(L主为梁的跨度)；为了补尝焊接走台时的变形；主梁向走台一侧应有一定的旁弯fb=L/1500L/2000；主梁腹板的波浪变形除对刚度、强度和稳定性有影响外，也影响表面质量，所以对波浪变形要加以限制，以测量长度1m计，腹板波浪变形e，在受压区e1.2f；主梁翼板和腹板的倾斜会使梁产生扭曲变形，影响小车的运行和梁的承载能力，因此一般要求上翼板水平度CB/250，腹板垂直度aH/200；另外，各筋板之间距离公差应在5mm范围之内。图73 箱形主梁图74 箱形主梁主要技术要求（2）端梁 端梁是桥式起重机桥架组成部分之一，一般采用箱形结构，并在水平面内与主梁刚性连接，端梁按受载情况可分为下述两类：1）端梁受有主梁的最大支承压力，即端梁上作用有垂直载荷。结构特点是大车车轮安装在端梁的两端部，如图75a所示。此类端梁应计算弯矩，弯矩的最大截面是在与主梁连接处AA、支承截面BB和安装接头螺孔削弱的截面。图75 端梁的两种结构形式1连接板 2端梁 3主梁 2）端梁没有垂直载荷，结构特点是车轮或车轮的平衡体直接安装在主梁端部，如图75b所示。此类端梁只起联系主梁的作用，它在垂直平面几乎不受力，在水平面内仍属刚性连接并受弯矩的作用。依据桥架宽度和运输条件，在端梁上设置一个或两个安装接头（图75b中为两个接头），即将端梁分成两段或三段，安装接头目前都采用高强螺栓连接板。对端梁的主要技术要求是：盖板水平倾斜bB/250（B为盖板宽度）、腹板垂直偏斜hH/250（H为腹板高度），同时对两端的弯板有特殊要求。端梁两端弯板（见图76a）是安装角型轴承箱及走轮的，大车轮、轴和轴承等零部件装在角型轴承箱内，然后用螺栓紧固在端梁的弯板上，弯板压制成90焊接在腹板上。角型轴承箱两直角面及止口板均经过机械加工，而弯板是非加工面。如弯板直角偏大，则安装角型轴承箱止口板与弯板的间隙大，需加垫片调整，这样，既费事，又难以保证质量，因而通常要求弯板直角偏差，折合最外端间隙不大于15mm，同时为保证桥架受力均匀和行走平稳，应控制同一端梁两端弯板高低差5mm，并且要求同一车轮两弯板高低差g2mm，如图76b所示。图76 对端梁弯板的要求（3）小车轨道 起重机轨道有四种：方钢、铁路钢轨、重型钢轨和特殊钢轨。中小型起重机采用方钢和轻型铁路钢轨；重型起重机采用重轨和特殊钢轨。中轨箱形梁桥架的小车轨道安放在主梁上翼板的中部。轨道多采用压板固定在桥架上，如图77所示。为保证小车正常运行和桥架承载的需要，小车轨道安装时应满足以下要求：对同截面小车两轨道的高低差c有一定限制，一般当轨距T2.5m时，c=3；轨距T2.5m时，c5mm，如图7-8所示。同时，两轨道应相互平行，轨距偏差为5mm。小车轨道的局部弯曲也有限制，一般在任意2m范围内不大于1mm。图77 轨道压板形式（a=10mm，无斜度）a）焊接压板 b）螺栓压板图78 同一截面小车轨道高低差二、 主梁及端梁的制造工艺1.主梁制造工艺要点（1）拼板对接焊工艺 主梁长度一般为1040m，腹板与上下翼板要用多块钢板拼接而成，所有拼缝均要求焊透，并要求通过超声波或射线检验，其质量应满足起重机技术条件中的规定。根据板厚的不同，对接焊工艺有：开坡口双面焊条电弧焊；一面焊条电弧焊，另一面埋弧焊；双面埋弧焊；气体保护焊；单面焊双面成形埋弧焊。采用前四种工艺拼接时，当一面拼焊好后，必须把焊件翻转进行清根等工序。如拼板较长，翻转操作不当，会引起翘曲变形。若采用单面焊双面成形埋弧焊，具有焊缝一次成形、不需翻转清根、对装配间隙和焊接参数要求不十分严格等优点，钢板厚度在512mm之间时，此法应用十分广泛。考虑到焊接时的收缩，拼板时应留有一定的余量。为避免应力集中，保证梁的承载能力，翼板与腹板的拼接接头不应布置在同一截面上，错开距离不得小于200mm；同时，翼板及腹板的拼板接头不应安排在梁的中心附近，一般应离中心2m以上。为防止拼接板时角变形过大，可采用反变形法。双面焊时，第二面的焊接方向要与第一面的焊接方向相反，以控制变形。（2）肋板的制造 肋板是一个长方形，长肋板中间一般开有减轻孔。短肋板用整料制成，长肋板也可用整料制成，但消耗材料多，为节省材料可用零料拼接。由于肋板尺寸影响到装配质量，要求其宽度差不能大，只能小1mm左右；长度尺寸允许有稍大一些的误差。筋板的四个角应保证90，尤其是筋板与上盖板接触处的两个角更应严格保证直角，这样才能保证箱形梁在装配后腹板与上盖板垂直，并且使箱形梁在长度方向不会产生扭曲变形。（3）腹板上挠度的制备 考虑支梁的自重和焊接变形的影响，为满足技术规定的主梁上挠要求，腹板应预制出数值大于技术要求的上挠度，具体可根据生产条件和所用的工艺程序等因素来确定，一般跨中上挠度的预制值fm可取（1/3501/450）L。目前，上挠曲线主要有二次抛物线、正弦曲线以及四次函数曲线等，如图79所示。图79 预制腹板上挠曲线距主梁端部距离为任意一点的上挠度值：1）二次抛物线上挠计算： Y=4fmX（LX）/L2 （71）2）正弦曲线上挠计算： Y=fmsin180X/L （72）3）四次函数曲线上挠计算： Y=16fmX(LX)/L22 （73）国内起重机制造一般采用二次抛物线上挠计算法，此法与正弦曲线上拱计算法的共同问题是端头起挠太快。生产中，开始几点的上拱计算值必须加以修整，以减缓拱度。采用四次函数作上挠曲线，是取在移动载荷与自重载荷作用下梁下挠曲线的相反值，端头起挠较为平缓，故称为理想挠度曲线。腹板上挠度的制备方法多采用先划线后气割，切出具有相应的曲线形状，在专业生产时，也可采用靠模气割。图710为靠模气割示意图，气割小车1由电动机驱动，四个滚轮4沿小车导轨3作直线运动，运动速度为气割速度且可调节。小车上装有可作横向自由移动的横向导杆7，导杆的一端装有靠模滚轮6沿着靠模5移动。靠模制成与腹板上挠曲线相同形状的导轨。导杆上装有两个可调节的割嘴2，割嘴间的距离应等于腹板的高度加割缝宽度。当小车沿导轨运动时，就能割出与靠模上挠曲线一致的腹板。710 腹板靠模气割示意图1 气割小车 2气割嘴 3小车轨道 4滚轮5靠模 6靠模滚轮 7横向导杆（4）装焊形梁 形梁由上翼板、腹板和筋板组成。该梁的组装定位焊分为机械夹具组装和平台组装两种，目前应用较广的是采用平台组装工艺，又以上翼板为基准的平台组装居多。装配时，先在上翼板上的划线定位的方式装配肋板，用90角尺检验垂直度后进行点固，为减小梁的下挠变形，装好肋板后应进行筋板与上翼板焊缝的焊接。如翼板未预制旁弯，焊接方向应由内侧向外侧（图711a），以满足一定旁弯的要求；如翼板预制有旁弯，则方向应如图711b所示，以控制变形。图711 肋板焊接方向组装腹板时，首先要求在上翼板和腹板上分别划出跨度中心线，然后用吊车将腹板吊起与翼板、肋板组装，使腹板的跨度中心线对准上翼板的跨度中心线，然后在跨中点定位焊。腹板上边用安全卡1（图712）将腹板临时紧固到长肋板上，可在翼板底下打楔子使上翼板与腹板靠紧，通过平台孔安放沟槽限位板3，斜放压杆2，并注意压杆要放在肋板处。当压下压杆时，压杆产生的水平力使下部腹板靠严肋板。为了使上部腹板与肋板靠紧，可用专用夹具式腹板装配胎夹紧。由跨中组装后，定位焊至腹板一端，然后用垫块垫好（图713），再装配定位焊另一端腹板。图712 腹板夹卡图图713 腹板装配过程腹板装好后，即应进行筋板与腹板的焊接。焊前应检查变形情况以确定焊接次序。如旁弯过大，应先焊外腹板焊缝；如旁弯不足，应先焊内腹板焊缝隙。对形梁内壁所有焊缝，就国内生产而言，大多还是采用焊条电弧焊。较理想的是用CO2气体保护焊，以减小变形，提高生产效率。为使型梁的弯曲变形均匀，应沿梁的长度由偶数焊工对称施焊。（5）下翼板的装配 下翼板的装配关系到主梁最后成形质量。装配时先在下翼板上划出腹板的位置线，将型梁吊装在下翼板上，两端用双头螺杆将其压紧固定（图714）；然后用水平仪和线锤检验梁中部和两端的水平和垂直度及拱度，如有倾斜或扭曲时，用双头螺杆单边拉紧。下翼板与腹板的间隙应不大于1mm，点焊时应从中间向两端同时进行。主梁两端弯头处的下翼板可借助起重机的拉力进行装配定位焊。图714 下翼板的装配（6）主梁纵缝的焊接 主梁有四条纵缝，尽量采用自动焊焊接。焊接顺序视梁的拱度和旁弯的情况而定。当拱度不够时，应先焊下翼板左右两条纵缝；挠度过大时，应先焊上翼板左右两条纵缝。采用自动焊焊接四条纵缝时，可采用图715所示的焊接方式，焊接时从梁的一端直通焊到另一端。图715a为“船形”位置单机头焊，主梁不动，靠焊接小车移动完成焊接工作。平焊位置可采用双机头焊（图715b、c），其中图b为靠移动工件完成焊接，图c为通过机头移动来完成焊接操作。当采用焊条电弧焊时，应采用对称的焊接方法，即把箱形梁平放在支架上，由四名焊工同时从两侧的中间分别向梁的两端对称焊接，焊完后翻身，以同样的方式焊接另外一边的两条纵缝。图715 主梁纵缝自动焊 (7)主梁的矫正 箱形主梁装焊完毕后应进行检查，每根箱形梁在制造时均应达到技术条件的要求，如果变形超过了规定值，应进行矫正。矫正时，应根据变形情况采用火焰矫正法，选择好加热的部位与加热方式进行矫正。（8）流水线生产主梁实例 这里简单介绍生产桥式起重机主梁流水作业线上几个主要生产环节及其所用的装备。如图716所示，图716a是用埋弧焊机头4焊接上翼板5的拼接焊缝（内侧），依靠龙门架2通过真空吸盘3把上翼板送至拼焊地点；图716b是安装长短筋板6；图716c由龙门架8运送和安装腹板，再由龙门架9上的气动夹紧装置使腹板向筋板和上翼板贴紧，然后点固焊；图716d是有两个工作台同时工作，主梁翻转90处于倒置状态后，焊接腹板里侧的拼接焊缝和筋板焊缝，焊完一侧后，翻转180再焊另一侧；图716e是装配下翼板，用液压千斤顶10压住主梁两端，再由翻转机11送进下翼板，在龙门架子12的气动夹紧装置的压紧下进行点固焊，全部点固后松开主梁，然后焊接上翼板外面的拼接焊缝；图716f是焊接箱形主梁外侧的纵向角焊缝和腹板的拼接焊缝；图716g处是进行质量检验，整个箱形主梁即告完成。图716 流水线上装焊主梁1 焊剂垫 2行走龙门架 3真空吸盘 4焊机机头 5上翼板 6筋板7小车 8行走龙门架 9-行走龙门架 10液压千斤顶 11翻转机 12-行走龙门架2.端梁的制造工艺要点箱形双梁桥架的端梁都采用钢板焊成的箱形结构，并在水平面内与主梁刚性连接。将主梁和端梁焊接成整体，这对运输造成一定的困难，因此尚需在端梁中设置12个运输安装接头，即把端梁分成23段，通过螺栓联接。安装接头有两种形式：一种是连接板连接，另一种是角钢连接，如图717所示。图717 端梁安装接头形式a)连接板连接 b)角钢连接考虑到端梁与主梁连接焊缝均在端梁内侧，因此在组装焊接端梁时应注意各焊缝的方向与顺序，使端梁与主梁装焊前有一定的外弯量。端梁制造的大致工艺过程如下：（1）备料 包括上、下翼板、腹板、肋板及两端的弯板。弯板采用压制成形，各零件应满足技术规定。（2）装焊 首先肋板与上翼板装配并焊接，再装配两腹板并定位，然后装弯板（弯板是整个端梁的关键，装焊中必须严格保证弯板的角度）。为保证一端的一组弯板能在同一平面内，可预先在平台上用定位胎将其连成一体。组装弯板后，要用水平尺检查弯板水平度并调节两端弯板的高度公差在规定范围内。接着进行端梁内壁焊缝的焊接，先焊外腹板与肋板、弯板的焊缝，再焊内腹板与肋板、弯板的焊缝，然后装配下翼板并定位。最后焊接端梁四条纵焊缝，并且下翼板与腹板纵缝应先焊。端梁制好后同样应对主要技术要求进行检查，不符合规定的应进行矫正。三、桥架的装配与焊接工艺桥架组装焊接工艺，包括已制好的主梁与端梁组装焊接、组装焊接走台、组装焊接小车轨道与焊接轨道压板等工序。主梁的外侧焊有走台，主梁腹板上焊有纵向角钢与走台相连。1.桥架装焊工艺选择（1）作业场地的选择 由于户外环境易造成桥架外形尺寸的变化，所以组装应尽量选择在厂房内进行。必须在露天条件下作业时应随时进行测量，以便对尺寸进行修正。（2）垫架位置的选择 由于自重对主梁挠度有影响，主梁垫架位置应选择在主梁的跨端或接近跨端的位置。起重量较小的桥架在最后测量调整时应尽量垫到端梁处。（3）桥架组装基准 为使桥架安装车轮后能正常运行，两个端梁上的四组弯板组装时应在同一水平面内，以该水平面为组装调整桥架各部的基准。为此，可穿过端梁上翼板的吊装孔立T形标尺，（图718所示为一个端梁上的两组弯板），四个T形标尺的下部分别固定到四组弯板上，用水平仪依次测量四个T形标尺上的测量点并作调整，如果四个T形标尺的测量点在同一水平面上，则四组弯板即在同一水平面内。（4）桥架装焊顺序 为减小桥架整体焊接变形，在桥架组装前应焊完所有部件本身的焊缝，不要等到整体组装后再补焊。这是因为部件焊接变形容易控制，又便于翻转，容易施焊，可提高焊缝质量。图718 桥架水平基准2.桥架组装焊接工艺要点（1）主、端梁组装焊接 将分别经过阶段验收的两根主梁摆放到垫架上，通过调整，应使两主梁中心线距离、对角线差及水平高低差等均在相应的规定之内。然后，在端梁上翼板划出纵向中心线，用直尺将弯板垂直面的位置引到上翼板，与端梁纵向中心线相交得基准点，以基准点为依据划出主梁装配时的纵向中心线，而后将端梁吊起划线部位与主梁装配，用夹具将端梁固定于主梁上翼板上，调整端梁应使端梁上翼板两端的A、C、B、D四点水平度差及对角线AD与BC之差在规定的数值内，图719所示。同时，穿过吊装孔立T形标尺，用水准仪测量调整，保证同一端梁弯板水平面的标高差及跨度方向标高差不超过规定数值，所有这些检查合格后，再进行定位焊。图719 主梁与端梁组装 1端梁 2主梁图720 主梁与端梁焊接连接a)直板连接 b)三角板连接主梁与端梁采用的焊接连接方式有直板和三角板连接两种，如图720所示。主要焊缝有主梁与端梁上下翼板焊缝、直板焊缝或三角板焊缝。为减小变形与应力，应先焊上翼板焊缝，然后焊下翼板焊缝，再焊直板或三角板焊缝；先焊外侧焊缝，后焊内侧焊缝。（2）组装焊接走台 为减小桥架的整体变形，走台的斜撑与连接板（图721）要按图样尺寸预先装配焊接成组件，再进行桥架组装焊接。组装时，按图样尺寸划走台的定位线，走台应与主梁上翼板平行，即具有与主梁一致的上挠曲线。装配横向水平角钢时，用水平尺找正，使外端略高于水平线定位焊于主梁腹板上，然后组装定位焊斜撑组件，再组装定位焊走台边角钢。走台边角钢应具有与走台相同的上挠度。走台板应在接宽的纵向焊缝完成后进行矫平，然后组装定位焊在走台上。整个走台的焊缝焊接时，为减小应力变形，应选择好焊接顺序，水平外弯大的一侧走台应先焊，走台下部焊缝应先焊。图721 组装水平角钢（3）组装焊接小车轨道 小车轨道用电弧焊方法焊接成整体，焊后磨平焊缝。小车轨道应平直，不得扭曲和有显著的局部弯曲。轨道与桥架组装时，应预先在主梁的上翼板划出轨道位置线，然后装配，再定位焊轨道压板。为使主梁受热均匀，从而使下挠曲线对称，可由多名焊工沿跨度均匀分布，同时焊接。桥式起重机桥架组装焊接后应全面检测，符合技术要求。第二节 压力容器的生产工艺一、压力容器的基本知识压力容器是能承受一定压力作用的密闭容器，它主要用于石油化工、能源工业、科研和军事工业等方面；同时在民用工业领域也得到广泛应用，如煤气或液化石油气罐、各种蓄能器、换热器、分离器以及大型管道工程等。1.压力容器的分类压力容器按其承受压力的高低分为常压容器和压力容器。两种容器无论在设计、制造方面，还是结构、重要性等方面均有较大的差别。按国家劳动部2000年颁发的“压力容器安全技术监察规程”的规定，其所监督管理的压力容器定义是指最高工作压力0.1Mpa，容积大于或等于25L，工作介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体的容器。压力容器的分类方法很多，主要的分类方法有以下两种：（1）按设计压力划分 可分为四个承受等级：低压容器（代号L） 0.1MPaP1.6Mpa中压容器（代号M） 1.6MPaP10Mpa高压容器（代号H ） 10MPaP100Mpa超高压容器（代号U） P100Mpa（2）按综合因素划分 在承受等级划分的基础上，综合压力容器工作介质的危害性（易燃，致毒等程度），可将压力容器分为、和类：1）类容器。一般指低压容器（、类规定的除外）。2）类容器。属于下列情况之一者：中压容器（类规定的除外）；易燃介质或毒性程度为中度危害介质的低压反应容器和储存容器；毒性程度为极度和高度危害介质的低压容器；低压管壳式余热锅炉；搪玻璃压力容器。3）类容器。属于下列情况之一者：毒性程度为极度和高度危害介质的中压容器和pV0.2MPam3的低压容器；易燃或毒性程度为中度危害介质且pV0.5MPam3的中压反应容器或10MPam3的中压储存容器；高压、中压管壳式余热锅炉；高压容器。2压力容器的结构特点压力容器有多种结构形式，最常见的结构为圆柱形、球形和锥形三种（如图722所示）。球形容器的结构特点将在后面介绍，由于圆柱形和锥形容器在经构上大同小异，所以这里只简单介绍圆柱形容器的结构特点。图722 容器的典型形式a)圆柱形 b)球形 c)圆锥形（1）筒体 筒体是压力容器最主要的组成部分，由它构成储存物料或完成化学反应所需要存在大部分压力的空间。当筒体直径较小（小于500mm）时，可用无缝钢管制作。当直径较大时，筒体一般用钢板卷制或压制（压成两个半圆）后焊接而成。筒体较短时可做成完整的一节，当筒体的纵向尺寸大于钢板的宽度时可由几个筒节拼接而成。由于筒节与筒节或筒节与封头之间的连接焊缝呈环形，故称为环焊缝。所有的纵、环焊缝焊接接头，原则上均采用对接接头。（2）封头 根据几何形状的不同，压力容器的封头可分为凸形封头、锥形封头和平盖封头三种，其中凸形封头应用最多。1）凸形封头包括椭圆形封头、碟形封头、无折边球面封头和半球形封头（图723）。图723 凸形封头a)椭圆形封头 b)碟形封头 c)无折边球面封头 d)半球形封头椭圆形封头的纵剖面呈半椭圆形，一般采用长短轴比值为2的标准。碟形封头又称为带折边的球形封头。它是由三部分组成：第一部分为内半径为Ri的球面；第二部分为高度为h的圆形直边；第三部分为连接第一、二部分的过渡区（内半径为r）。该封头特点为深度较浅，易于压力加工。无折边球形封头又称球缺封头。虽然它深度浅，容易制造，但球面与圆筒体的连接处存在明显的外形突变，使其受力状况不良。这种封头在直径不大，压力较低，介质腐蚀性很小的场合可考虑采用。2）锥形封头分为无折边锥形封头、大端折边锥形封头和折边锥形封头三种，如图724所示。从应力分析知，锥形封头大端的应力最大，小端的应力最小。因此，其壁厚是按大端设计的。图724 锥形封头a)无折边锥形封头 b)大折边锥形封头 c)折边锥形封头锥形封头由于其形状上的特点，有利于流体流速的改变和均匀分布，有利于物料的排出，而且对厚度较薄的锥形封头来说，制造比较容易，顶角不大时其强度也较好，它较适用于某些受压不高的石油化工容器。3）平盖封头的结构最为简单，制造也很方便，但在受压情况下平盖中产生的应力很大，因此，要求它不仅有足够的强度，还要有足够的刚度。平盖封头一般采用锻件，与筒体焊接或螺栓联接，多用于塔器底盖和小直径的高压及超高压容器。（3）法兰 法兰按其所连接的部分，分为管法兰和容器法兰。用于管道连接和密封的法兰叫管法兰；用于容器顶盖与筒体连接的法兰叫容器法兰。法兰与法兰之间一般加密封元件，并用螺栓连接起来。（4）开孔与接管 由于工艺要求和检修时的需要，常在石油化工容器的封头上开设各种孔或安装接管，如人孔、手孔、视镜孔、物料进出接管，以及安装压力表、液位计、流量计、安全阀等接管开孔。手孔和人孔是用来检查容器的内部并用来装拆和洗涤容器内部的装置。手孔的直径一般不小于150mm。直径大于1200mm的容器应开设人孔。位于筒体上的人孔一般开成椭圆形，净尺寸为300 mm400mm；封头部位的人孔一般为圆形，直径为400mm。对于可拆封头（顶盖）的容器及无需内部检查或洗涤的容器，一般可不设人孔。筒体与封头上开设孔后，开孔部位的强度被削弱，一般应进行补强。（5）支座 压力容器靠支座支承并固定在基础上。随着圆筒形容器的安装位置不同，有立式容器支座和卧式容器支座两类。对卧式容器主要采用鞍形支座，对于薄壁长容器也可采用圈形支座，如图725所示。图725 卧式容器典型支座 a)鞍形支座 b)圈形支座 3压力容器制造的技术要求和技术条件压力容器不仅是工业生产中常用的设备，同时也是一种比较容易发生事故的特殊设备。它与其它生产装置不同，压力容器一旦发生事故，不仅使容器本身遭到破坏，而且往往还诱发一连串的恶性事故，如破坏其它设备和建筑设施，危及人员的生命和健康，污染环境，给国民经济造成重大损失，其结果可能是灾难性的。所以，必须严格控制压力容器的设计、制造、安装、选材、检验和使用监督。目前，我国压力容器的生产厂家多半执行综合性的国家标准GB1501998钢制压力容器，内容包括压力容器用钢标准及在不同温度下的许用应力，板、壳元件的设计计算，容器制造技术要求、检验方法与检验标准。为贯彻执行上列基础标准，各部门还制定了各种相关的专业标准和技术条件。在GB1501998标准中规定，压力容器受压元件用钢应具有钢材质检证书，制造单位应按该质检证书对钢材进行验收，必要时尚应进行复检。把压力容器受压部分的焊缝按其所在的位置分为A、B 、C 、D 四类，如图726所示，具体为：图726 压力容器四类焊缝的位置（1）A类焊缝 受压部分的纵向焊缝（多层包扎压力容器层板的层间纵向焊缝除外），各种凸形封头的所有拼接焊缝，球形封头与圆筒连接的环向焊缝以及嵌入式接管与圆筒或封头对接连接的焊缝，均属于此类焊缝。（2）B类焊缝 受压部分的环形焊缝、锥形封头小端与接管连接的焊缝均属于此类焊缝（已规定为A、C、D类的焊缝除外）。（3）C类焊缝 法兰、平封头，管板等与壳体、接管连接的焊缝，内封头与圆筒的搭接填角焊缝均属于此类焊缝。（4）D类焊缝 插管、人孔、凸缘等与壳体连接的焊缝，均属于此类焊缝（已规定为A、B类的焊缝除外）。在标准中，对焊前的冷热加工成形中规定了坡口加工的表面要求，规定了封头的拼接要求及形状和尺寸偏差，A、B类焊缝对口错边量，焊接在环向，轴向形成的棱角的大小，不等厚板对接时，单面或双面削薄厚板边缘的要求，容器壳体圆度的要求，法兰和平盖按相应的标准要求。焊接技术条件中规定了焊前准备、施焊环境、焊接工艺评定的要求及参照标准、焊缝表面的形状尺寸及外观要求，焊缝返修应符合规定。热处理技术条件中规定了容器及其受压元件需进行热处理的条件、热处理的方式及其使用规则。在试板与试样条例中规定了容器制备焊接试板的条件 、热处理试板的条件、制备产品焊接试板、焊接工艺纪律检查试板的要求及试板检验与评定的标准。在无损探伤技术中规定，主要受压部件的焊接接头应进行外形尺寸及外观检查，合格后再进行无损探伤检查；同时还规定了射线探伤或超声波探伤的检查范围，焊缝表面进行磁粉或渗透探伤检查的条件，探伤质量检验的标准。压力试验和致密性试验中，规定了液压和气压试验的介质、试验压力、试验温度及试验的具体方法，气密性试验和煤油渗漏试验的具体过程及要求。二、中低压压力容器的制造工艺中低压压力容器结构及制造较为典型，应用也最为广泛。这类容器一般为单层筒形结构，其主要受力元件是封头和筒体，下面以图7-27所示的压力容器为例介绍其具体的生产工艺过程。图7-27 圆筒形压力容器制造工艺流程1封头的制造目前广泛采用冲压成形工艺加工封头。现以椭圆形封头为例来说明其制造工艺。封头制造工艺大致如下：原材料检验划线下料拼缝坡口加工拼板的装焊加热压制成形二次划线封头余量切割热处理检验装配。椭圆形封头压制前的坯料是一个圆形，封头的坯料尽可能采用整块钢板，如直径过大，一般采用拼接。这里有两种方法：一种是用两块或由左右对称的三块钢板拼焊，其焊缝必须布置在直径或弦的方向上；另一种是由瓣片和顶圆板拼接制成，焊缝方向只允许是径向和环向的。径向焊缝之间最小距离应不小于名义厚度n的3倍，且不小于100mm，如图728所示。封头拼接焊缝一般采用双面埋弧焊。图728 封头拼缝位置封头成形有热压和冷压之分。采用热压时，为保证热压质量，必须控制始压和终压温度。低碳钢始压温度一般为10001100，终压温度为850750。加热的坯料在压制前应清除表面的杂质和氧化皮。封头的压制是在水压机（或油压机）上，用凸凹模一次压制成形，不需要采取特殊措施。已成形的封头还要对其边缘进行加工，以便于筒体装配。一般应先在平台上划出保证直边高度的加工位置线，用氧气切割割去加工余量，可采用图729所示的封头余量切割机。此机械装备在切割余量的同时，可通过调整割矩角度直接割出封头边缘的坡口（V形），经修磨后直接使用；如对坡口精度要求高或其它形式的坡口，一般是将切割后的封头放在立式车床上进行加工，以达到设计图样的要求。封头加工完后，应对主要尺寸进行检查，合格后才可与筒体装配焊接。图729 封头余量切割机示意图1封头 2割炬 3悬臂 4立柱 5传动系统 6支座2.筒节的制造筒节的制造的一般过程为：原材料检验划线下料边缘加工卷制纵缝装配纵缝焊接焊缝检验矫圆复检尺寸装配。筒节一般在卷板机上卷制而成，由于一般筒节的内径比壁厚要大许多倍，所以，筒节下料的展开长度L，可用筒节的平均直径Dp来计算，即L=2DpDp=Dg+ （74）式中 Dg筒节的内径； 筒节的壁厚。筒节可采用剪切或半自动切割下料，下料前先划线，包括切割位置线、边缘加工线、孔洞中心线及位置线等，其中管孔中必线距纵缝及环缝边缘的距离不小于管孔直径的08倍，并打上样冲标记，图730为筒节划线示意图。这里需注意，筒节的展开方向应与钢板轧制的纤维方向一致，最大夹角也应小于45。 图730 筒节的划线中低压压力容器的筒节可在三辊或四辊卷板机上冷卷而成，卷制过程中要经常用样板检查曲率，卷圆后其纵缝处的棱角、径纵向错边量应符合技术要求。筒节卷制好后，在进行纵缝焊接前应先进行纵缝的装配，主要是采用杠杆螺旋拉紧器、柱形拉紧器等各种工装夹具来消除卷制后出现的质量问题，满足纵缝对接时的装配技术要求，保证焊接质量。装配好后即进行定位焊。筒节的纵环缝坡口是在卷制前就加工好的，焊前应注意坡口两侧的清理。筒节纵缝焊接的质量要求较高，一般采用双面焊，顺序是先里后外。纵缝焊接时，一般都应做产品的焊接试板；同时，由于焊缝引弧处和灭弧处的质量不好，故焊前应在纵向焊缝的两端装上引弧板和灭弧板，图731为筒节两端装上引弧板、焊接试板和灭弧板的情况。筒节纵缝焊接完后还须按要求进行无损探伤，再经矫圆，满足圆度的要求后才送入装配。图731 焊接试板、引弧板和灭弧板与筒节的组装情况3.容器的装配工艺容器的装配是指各零部件间的装配，其接管、人孔、法兰、支座等的装配较为简单，下面主要分析筒节与筒节以及封头与筒节之间的环缝装配工艺。筒节与筒节之间的环缝装配要比纵缝装配困难得多，其装配方法有立装和卧装两种。1）立装适合于直径较大而长度不太大的容器，一般在装配平台或车间地面上进行。装配时，先将一筒节吊放在平台上，然后再将另一筒节吊装其上，调整间隙后，即沿四周定位焊，依相同的方法再吊装上其它筒节。2）卧装一般适合于直径较小而长度较大的容器。卧装多在滚轮架或V形铁上进行。先把将要组装的筒节置于滚轮架上，将另一筒节放置于小车式滚轮架上，移动辅助夹具使筒节靠近，端面对齐。当两筒节连接