第二篇 过程装备制造工艺——6受压壳体制造准备

1、第篇 过程装备制造工艺 6 受压壳体制造的准备 6.1.1 净化处理6.1.2 矫形6.2.1 零件的展开计算6.2.2 号料（放样）6.2.3 标记和标记移植6.1 钢材的预处理1 原因原因生锈生锈变形变形防腐防腐2 后果后果3 方法方法钢料性能钢料性能降低降低影响加工影响加工精度精度影响生产影响生产质量质量净化处理净化处理矫矫 形形涂保护底漆涂保护底漆6.1.1 净化处理 2 2、方法（手工净化、机械净化、化学净化法）n 手工净化手工净化 除锈效率很低、质量较差除锈效率很低、质量较差 操作工具主要是钢丝刷、刮刀、铲刀、榔头等操作工具主要是钢丝刷、刮刀、铲刀、榔头等 对人体呼吸系统造成严重影

2、响对人体呼吸系统造成严重影响 n 用途：用途： 对局部缺陷的修补对局部缺陷的修补 对于机械除锈难以达到的部位对于机械除锈难以达到的部位n 机械净化机械净化设备： 电动钢刷，电动砂轮等（适用于小面积或局部）； 喷砂机，抛丸机等（适用于大面积的钢板、设备）。 主要用于主要用于的净化处理，效率较高但粉尘大，对人体有害，的净化处理，效率较高但粉尘大，对人体有害，应在封闭的喷砂室内进行。应在封闭的喷砂室内进行。 （压缩空气抛丸法或离心法）（压缩空气抛丸法或离心法）喷喷 砂法严重危害人体键康，污染环境，目前国砂法严重危害人体键康，污染环境，目前国外已普遍应用抛丸法。外已普遍应用抛丸法。钢丸粒度：钢丸粒度：

3、0.8 0.8 1.2 mm 1.2 mm 。主要特点：主要特点： 使工件表面产生压应力，可提高抗应使工件表面产生压应力，可提高抗应力腐蚀的能力；也改善了劳动条件。力腐蚀的能力；也改善了劳动条件。n 化学净化法化学净化法 喷砂（丸）除锈时，砂粒的冲击容易使薄喷砂（丸）除锈时，砂粒的冲击容易使薄板变形。板变形。5mm以下的钢板可用化学除锈法；以下的钢板可用化学除锈法； 经酸洗后的钢材需要磷化处理；经酸洗后的钢材需要磷化处理； 可用于管子和形状复杂零部件的除锈处理可用于管子和形状复杂零部件的除锈处理化学净化法化学净化法按主要功能分为按主要功能分为 ： 除油、除锈、钝化除油、除锈、钝化除油除油a a

4、 有机溶剂洗涤有机溶剂洗涤 常用有机溶剂：常用有机溶剂： 汽油，酒精，石油溶剂、丙汽油，酒精，石油溶剂、丙乙酮等，一般采用浸渍法、超声波法和蒸汽法。乙酮等，一般采用浸渍法、超声波法和蒸汽法。b b 金属表面碱液除油金属表面碱液除油 主要用于黑色金属和不溶于碱液的金属如镍和主要用于黑色金属和不溶于碱液的金属如镍和铜等；铜等；配方：氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠、水玻璃，配方：氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠、水玻璃，根据被清洗的材料，选择组合种类及数量。根据被清洗的材料，选择组合种类及数量。超声波法除油超声波法除油超声波除油是基于空化作用原理。超声波除油是基于空化作用原理。当超声波作用于除油液时，由于当超声波

5、作用于除油液时，由于 压力波压力波使溶液使溶液反复反复受受到到负应力负应力、正应力正应力作用；作用；当负压力作用时，溶液中会出现瞬时的当负压力作用时，溶液中会出现瞬时的真空真空，形成空洞形成空洞( (气泡泡气泡泡)- )- （溶液中蒸汽和溶解的气体会进入）；（溶液中蒸汽和溶解的气体会进入）；瞬间又由于受到正压力的作用，瞬间又由于受到正压力的作用，气泡气泡受压破裂而产生受压破裂而产生 数数千大气压千大气压的冲击波，的冲击波，冲刷冲刷零件表面，促使油污剥离。零件表面，促使油污剥离。设备包括：发生器、除油槽、除油清洗剂；设备包括：发生器、除油槽、除油清洗剂；频率一般为为频率一般为为30kHz 30k

6、Hz 左右，零件小时，采用高一些左右，零件小时，采用高一些的频率；零件较大时，用较低的频率。的频率；零件较大时，用较低的频率。注注 意意 零件在除油槽内要旋转或翻动，不能留死角。零件在除油槽内要旋转或翻动，不能留死角。超声波脱脂剂剂超声波脱脂剂剂STK 6 STK 6 说明：说明：组成：主要成分碳酸盐、磷酸盐；组成：主要成分碳酸盐、磷酸盐；还含有特殊界面活性剂及乳化剂。还含有特殊界面活性剂及乳化剂。适用范围：适用范围：特别适用于铜、锌、铝合金之除油、腊。特别适用于铜、锌、铝合金之除油、腊。除锈除锈注意注意：化学净化后，必须用水冲净，以免腐蚀。：化学净化后，必须用水冲净，以免腐蚀。酸洗酸洗是针对

7、钢铁材料是针对钢铁材料常用的净化方法。常用的净化方法。酸洗作用：酸洗作用：除去表面除去表面 氧化皮、锈蚀氧化皮、锈蚀 物物 ； 焊焊 缝缝 上上 残残 留留 的的 焊渣等污物。焊渣等污物。 溶液常用溶液常用盐酸，盐酸，它与它与硫酸硫酸比有下列优点：比有下列优点： 速度快、效率高，不产生氢脆，表面状态好，速度快、效率高，不产生氢脆，表面状态好，配制洗液安全、经济。配制洗液安全、经济。 对局部表面，对局部表面， 可用可用酸洗膏涂膏除锈酸洗膏涂膏除锈 ；金属表面的氧化、磷化和钝化金属表面的氧化、磷化和钝化将清洁后的金属表面经化学作用，形成保护性薄将清洁后的金属表面经化学作用，形成保护性薄膜，以提高防

8、腐能力和增加金属与漆膜的附着力的膜，以提高防腐能力和增加金属与漆膜的附着力的方法，即氧化、磷化、钝化处理。方法，即氧化、磷化、钝化处理。氧化处理氧化处理钢铁表面与氧或氧化剂作用，形成保护性的氧化钢铁表面与氧或氧化剂作用，形成保护性的氧化膜，防止金属被进一步腐蚀。膜，防止金属被进一步腐蚀。主要有酸性氧化法和碱性氧化法。主要有酸性氧化法和碱性氧化法。酸性氧化法经济、应用较广，耐腐蚀性和机械强酸性氧化法经济、应用较广，耐腐蚀性和机械强度较高。度较高。酸性氧化液组分：硝酸钙、过氧化锰、正磷酸酸性氧化液组分：硝酸钙、过氧化锰、正磷酸 。磷化处理磷化处理 钢铁用钢铁用 锰、锌、镉锰、锌、镉 的的正磷酸盐正

9、磷酸盐溶液处理，溶液处理，使表面生成一层使表面生成一层不溶性磷酸盐不溶性磷酸盐 保护膜，即为金属保护膜，即为金属的磷化处理。的磷化处理。 作用：作用：可提高金属的耐腐蚀性和绝缘性，并可提高金属的耐腐蚀性和绝缘性，并能作为油漆的良好底层。能作为油漆的良好底层。钝化处理钝化处理金属与铬酸盐作用，生成三价或六价铬化金属与铬酸盐作用，生成三价或六价铬化层，该铬化层具有一定的耐腐蚀性，主要用于用层，该铬化层具有一定的耐腐蚀性，主要用于用于于不锈钢、铝等金属不锈钢、铝等金属。钝化液组成钝化液组成 ：对不锈钢钝化：对不锈钢钝化：重铬酸钾重铬酸钾 、 硝酸硝酸、水水。铝合金钝化：铝合金钝化： 硝酸硝酸、铬酐铬

10、酐 、水水。3 3 、设备净化处理方法设备净化处理方法目前对设备净化处理方法有两大类目前对设备净化处理方法有两大类机械清洗机械清洗 过程装备组装后并经过试验后，还要 进 行净 化 钝化或喷漆处理。过程装备运行一段时间后 ，都会产生污垢等 (如换热器、锅炉管道等 )。化学清洗化学清洗 目前对设备净化处理方法有两目前对设备净化处理方法有两大类：大类：。两种方法的对比。两种方法的对比情况见表情况见表6-116-11。6.1.2 矫形有些制造精度要求较高的设备（如热套式、层有些制造精度要求较高的设备（如热套式、层板色扎式高压容器要求钢板的变形很小）；板色扎式高压容器要求钢板的变形很小）；注意：注意：为

11、了减小型材在矫正、矫直后材料本身塑为了减小型材在矫正、矫直后材料本身塑性性能的损失，型材在矫正、矫直前的变形量不性性能的损失，型材在矫正、矫直前的变形量不能太大，即对可矫正的变形量有所规定。能太大，即对可矫正的变形量有所规定。如超过规定应考虑热矫正。如超过规定应考虑热矫正。有有和和。6.1.2 矫形矫平机桥面矫平机钢板的矫正工艺：钢板的矫正工艺： 薄钢板矫正用多辊轴矫平机，厚钢板矫平采用大型水压机在平台矫正。型钢的矫正工艺：型钢的矫正工艺：近年来，国内外都在不断地研制矫正型钢的新设备，而且朝着一机多用的方向发展。异型型钢矫正机异型型钢矫正机 火焰加热会不同程度的使钢材产生氧化现象，火焰加热会不

12、同程度的使钢材产生氧化现象，甚至加热区金属组织结构的变化而影响其耐甚至加热区金属组织结构的变化而影响其耐腐蚀性能。如腐蚀性能。如不锈钢不锈钢等钢材严禁使用火焰矫等钢材严禁使用火焰矫形。形。 对于易产生退火裂纹的钢材，由于火焰加热对于易产生退火裂纹的钢材，由于火焰加热温度正好在其过饱和碳化物的晶间析出敏感温度正好在其过饱和碳化物的晶间析出敏感区，有产生退火裂纹的可能，因此也必须禁区，有产生退火裂纹的可能，因此也必须禁止使用此方法。止使用此方法。注意！注意！6.2 划线是是。 将立体表面依次摊平在平面上可得到立将立体表面依次摊平在平面上可得到立体表面的展开图体表面的展开图。 将零件展开图按将零件展

13、开图按1 1：1 1比例直接划在钢板上，比例直接划在钢板上，或先划在薄铁板上（或纸板）上作成样板，再或先划在薄铁板上（或纸板）上作成样板，再按样板划线的过程按样板划线的过程放样。放样。 划线工序是包括划线工序是包括展开展开、放样放样、打标号打标号等一系列操作过程的总称。等一系列操作过程的总称。 空间曲面分为直线曲面和曲线曲面。空间曲面分为直线曲面和曲线曲面。 所有的曲线曲面是不可展开的。所有的曲线曲面是不可展开的。 在直线曲面中，相邻两素线位于同一平面内的才在直线曲面中，相邻两素线位于同一平面内的才是可展开曲面。是可展开曲面。 球形、椭圆形、折边锥形封头等零件的表面是球形、椭圆形、折边锥形封头

14、等零件的表面是曲线曲面，属于不可展开曲面，在生产中用近似方曲线曲面，属于不可展开曲面，在生产中用近似方法展开或用经验公式计算。法展开或用经验公式计算。 零件的展开零件的展开6.2划线划线6.2.2 号料（放样）全面考虑各道工序的加工余量；全面考虑各道工序的加工余量； 考虑划线的技术要求。考虑划线的技术要求。零件在全部加工工艺过程中各道零件在全部加工工艺过程中各道工序的加工余量，工序的加工余量，主要由坡口形式、焊接工艺、主要由坡口形式、焊接工艺、焊接方法等因素来确定。焊接方法等因素来确定。对于尺寸要求严格的焊接结构件，放样时要考虑焊缝变形对于尺寸要求严格的焊接结构件，放样时要考虑焊缝变形量（焊接

15、收缩量）。焊缝收缩量参见表量（焊接收缩量）。焊缝收缩量参见表6-266-26和表和表6-276-27。加工余量与尺寸线之间的关系加工余量与尺寸线之间的关系划线公差划线公差a. a.充分利用原材料、边角余料，使材料利用率达到充分利用原材料、边角余料，使材料利用率达到90%90%以上；以上；b. b.零件排料要考虑到切割方便、可行；零件排料要考虑到切割方便、可行；c. c.筒节下料时注意保证筒节的卷制方向应与钢板的轧制筒节下料时注意保证筒节的卷制方向应与钢板的轧制方向一致；方向一致；d. d.认真设计焊缝位置。认真设计焊缝位置。b. b. 设计的焊缝位置要符合下列规定设计的焊缝位置要符合下列规定展

16、开零件拼焊时：展开零件拼焊时： 焊缝尽量少和短；封头、焊缝尽量少和短；封头、管板拼接时，公称直径管板拼接时，公称直径Dg Dg 不大于不大于2200mm2200mm时时 ，拼接，拼接 焊焊缝缝不多于不多于1 1 条条 ，大于，大于2200mm 2200mm 时拼接焊缝时拼接焊缝不多于不多于2 2条条 ，其拼接形式如下：其拼接形式如下：国家标准中对排样的规定国家标准中对排样的规定 ：a. a.筒体要使其周向与钢板轧制方向一致；筒体要使其周向与钢板轧制方向一致；当封头由两块或由左右对称的三块钢板拼焊而成时，焊缝至封头中心的距离 eDg/4。筒体焊缝要求每节筒节，其纵向焊缝数量，公称直径Dg不大于1800mm时，拼接焊缝不多于2条；Dg大于1800mm时拼接焊缝不多于3条。筒体的拼接焊缝，每节筒体纵向焊缝中心线间的弧长不应小于300mm，如图所示；相邻筒体纵向焊缝，中心间的弧长不得小于100mm，如图所示。最短筒节长度不应小于300mm。探伤要求当焊缝需要进行探伤检验时，要使检