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压力容器封头制造工艺指导_31700字
普通高等学校“十一五”国家级规划教材 过程设备制造与检测 陕西科技大学
编著 ——压力容器封头制造工艺设计指导机电过控系
审 化学工业出版社教材出版中心 第一章. 封头制造通用工艺规程 1 范围1.1本规程规定了椭圆形封头下料、拼板、焊接、成形、检验等的方法和要求。1.2 本规程规定Q345R材料制椭圆形封头的制造。 2 总则封头的制造除符合本规程的规定外，还应遵守国家颁布的有关法令、法规、标准、和其它相应规程和图样及专用工艺文件的要求。 3 材料3.1 封头用材料应符合相应材料标准的规定，并附有钢板生产单位的钢材质量证明书和确认标记。3.2制造一、二类及无类压力容器的封头的材料质量证明书项目齐全，实物标志清楚，可不复验。若材料质量证明书项目不齐全或齐全但实物标志不清楚者，必须复验合格。3.3 三类压力容器的封头的材料必须质量证明书项目齐全，并与实物标志相符，且经本公司复验合格。 4 制造检验流程4.1
封头制造检验流程见图4--1。4.2下料4.2.1 封头尽量下整体料，如需拼接时，封头各种不相交的拼焊焊缝中心线间距离至少应为封头钢材厚度的3倍，且不小于100㎜。当封头由瓣片和顶圆板拼接制成时，接头方向只允许是径向和环向的，中心顶圆板直径应小于1/2DN。4.2.2 封头瓣片和顶圆板应用整板制造，不得拼接。4.2.3封头按展开尺寸（外协成形封头下料尺寸按外协厂家要求）划线，采用机械加工、等离子切割或氧乙炔焰气割等方法进行下料和切割坡口，切割后必
须去净割瘤、飞溅、毛刺及氧化层，并用砂轮打磨呈金属光泽，坡口表面不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷。Q345R钢材经火焰气割的坡口表面，应进行磁粉或渗透检测。4.3.4焊接规范按专用焊接工艺进行。4.3.5封头拼接板在成形前应清除焊瘤、焊渣、飞溅物，椭圆形的拼接焊缝、锥形封头过渡部分的拼接焊缝内外表面在成形前应将焊缝余高打磨至与母材平齐。拼接焊接接头表面不得有裂纹、咬边、气孔、弧坑和飞溅物。4.3.6 拼接接头外观检查合格后，按有关规定打上焊工钢印对低温压力容器和采用疲劳分析设计的封头，不得打钢印。4.3.7封头在成形前，可根据实际情况进行必要的无损检测(射线或超声)，以作为工序间的质量控制。4.4成形4.4.1 依据封头的类型、规格、材质，可采用冲压、旋压和卷制等方法成形。4.4.2 采用冲压成形的Q345R的封头，一般应采用热压4.4.4封头压制时，其模具应分别按冷成形选取；模具的规格应与被压的封头一致，模具的表面不得有毛刺或硬块。4.4.4.3 压边时凹模及压边圈的工作表面应保证光洁。4.4.4.4 对热冲压封头使用中性火焰或电炉加热；封头坯料装炉时，板材要垫起，防止局部发烧。4.4.4.5 升温
随炉升温，升温温度按表4-2。4.4.4.6 保温
保温时间：M＝δ?k分/min(δ＝板厚，k＝1分/min)。4.4.4.7 压制前应清除坯料氧化皮，并将有材质钢印标记的一面朝外。4.4.4.8 压制时使坯料在模具上放正，其偏心值不应大于3mm。4.4.4.10 模具需润滑，润滑剂的配方可参考表4-3。4.4.4.11 4.4.5 成形封头端部应切边，作为尺寸形状检测的测量基准，封头不允许毛边交货，端部坡口型式和尺寸由技术部门在图样和技术附件中规定。4.4.5.1成形后的封头应置于坡口切割机上找正，划出直边位置线，并打上洋冲眼(低温钢设备除外)，对于不锈钢封头及其有特殊要求的设备，应在线外留 3-5mm机加余量。4.4.5.2 Q345R应采用机械加工或火焰气割法切除直边的多余部分和切出端部坡口，若采用火焰气割法切割除直边的多余部分并割出端部坡口时，须用手砂轮修磨坡口至呈金属光泽。4.4.5.3采用机加时 先在背面点焊装卡支脚(支脚材料与母材一致)。加工完毕后，应去掉装卡支脚，并将焊瘤、焊渣飞溅等打磨干净，并对合金钢、不锈钢封头的打磨处进行着色检查。4.4.6外协压制的封头，检验部门应对外协封头的几何尺寸和形状、最小成形厚度、无损检测等按本规程及相应的封头标准要求进行检查和复验。4.6 检验4.6.1外协压制的封头，检验部门应对外协封头的几何尺寸和形状、最小成形厚度、无损检测等按本规程及相应的封头标准要求进行检查和复验。4.6.2椭圆形封头的直边倾斜度应符合表4-4的规定。测量封头直边倾斜度时，不应计入直边增厚部分。 4.6.3封头直径和外圆周长公差应符合表4-5的规定。4.6.4封头切边后，在直边部分实测等距离分布的四个内直径，以实测最大值与最小值之差作为圆度公差，圆度公差应不大于0.5%Di，且不大于25mm，且δs＜12mm时，应不大于0.8%Di，且不大于25mm。4.6.5封头切边后，在封头端面任意两直径位置上放置直尺或拉紧钢丝，在直尺或钢丝交叉处测量封头总深度（高度），封头总深度（高度）公差为(-0.2～0.6)Di。4.6.6用弦长相当于封头内直径的间隙样板，检查封头内表面的形状公差，如图4-2示。检查时应使样板垂直于待测表面，可避开焊缝进行测量。椭圆形、碟形、球冠形封头内表面的形状公差应符合以下要求：a) 样板与封头内表面间的最大间隙：外凸不得大于1.25% Di,，内凹不得大于0.625% Di；减去钢板厚度负偏差C1(即δmin≥δ-C1)，若图样标注了封头成形后的最小厚度，则成形封头实测的最小厚度不得小于图样标注的封头成形后的最小厚度。对于按分析设计的封头，则成形封头实测的最小厚度不得小于封头设计厚度。4.6.9.1沿封头端面圆周0?、90?、180?、270?四个方位，用超声波测厚仪、卡钳、或千分卡尺在厚度的必测部位检测成形封头的最小厚度。4.6.9.2成形封头厚度的必测部位按图4-3所示。4.6.10无损检测4.6.10.1封头成形后，椭圆形封头的全部拼接焊接接头应采用图样或订货技术协议中规定的方法和合格级别按JB进行100%射线或超声检测。4.6.10.2 按规则设计的折边锥形封头A、B类焊接接头，应按GB150—1998的有关规定，采用图样或订货技术协议中规定的方法和合格级别按JB进行100%或局部射线或超声检测，当采用局部无损检测时，检测部位必须包括过渡段部位的焊接接头。按分析设计的折边锥形封头A、B类焊接接头，应采用图样或订货技术协议中规定的方法按JB进行100%射线或超声检测，射线检测Ⅱ级、超声检测Ⅰ级为合格。4.6.10.3凡符合下列条件之一者，应采用图样或订货技术协议中规定的方法按JB进行100%磁粉或渗透检测，检测结果Ⅰ级为合格。a）封头堆焊表面；b）复合钢板制封头的复合层焊接接头；4.7 封头的油漆、包装和运输及出厂质量证明文件应符合有关标准的规定。1
适用范围本规则规定了板制封头的下料、锥形封头用锥体卷制、拼缝对接与焊接、封头压制、热处理、表面质量检查、尺寸形状检查、焊缝无损检测、焊缝返修、母材修磨及补焊、矫形、试板评定、不锈钢与有色金属制封头的其它要求及封头质量证明书等要求。本规则适用于单层焊接压力容器、常压容器的整板或拼板（包括不锈钢复合板）采用冲压、旋压及卷制成形的碳素钢、低合金钢、高合金钢及有色金属等材料的封头。本规则中的封头包括椭圆形、碟形、球冠形封头、折边平底封头和折边锥形封头。2
引用标准GB 150—2011
压力容器GB 151—1999
管壳式换热器GB/T
线性尺寸的未注公差JB/T 05
承压设备无损检测
第2部分：射线检测JB/T 05
承压设备无损检测
第3部分：超声检测JB/T 05
承压设备无损检测
第4部分：磁粉检测JB/T 05
承压设备无损检测
第5部分：渗透检测NB/T4
承压设备产品焊接试件的力学性能检验GB/T2
压力容器封头YDHM-GY-002
下料和坡口加工工艺守则YDHM-GY-007
焊缝返修工艺守则YDHM-GY-016
不锈钢酸洗钝化工艺守则TSG R
固定式压力容器安全技术监察规程3
总则压力容器封头的制造除应符合本工艺守则的要求外，还应遵守国家有关法令、法规、规章、国家规则、行业规则及设计图样和工艺文件的规定。4
按YDHM-GY-002规定进行下料、加工拼缝坡口。封头的毛坯厚度应按工艺规定考虑工艺减薄量, 以确保封头成形后的实测厚度符合要求.4.2
椭圆形、碟形、球冠形封头、折边平底封头采用整板制作时，周边打磨、去除毛刺，对旋压和冷压的封头，应按6.9条修磨周边，然后送外协压制（材料标记应朝下，以使压制时材料标记朝外）。4.3
椭圆形、碟形、球冠形封头、折边平底封头采用拼板制作时，按第6条进行拼接。4.4
折边锥形封头采用拼板制作时，卷制前的平板拼接按第6条进行。5
锥体卷（压）制5.l
板边预弯（压头）5.1.l
板边预弯时应使有标记的一面朝外，纵焊缝坡口朝向应符合要求。5.1.2
板边预弯用卷板机或外协进行（公司30mm卷板机最大预弯能力为钢板厚度δs＝24mm），预弯弧长不小于350mm，模板曲率半径应与锥体各部曲率半径一致。预弯后用样板检查，最大间隙不大于2mm。5.2
当锥体板边不便作预弯时，两头放直边余量250～300mm，并打样冲眼标记线，两头卷圆一部分后，沿标记线割去直边余量，有坡口者一并割出。5.3
锥体卷（压）制成形后，用样板检查，最大间隙不大于2mm。5.4
锥体纵缝按第6条进行对接，有产品焊接试板者一并施焊。5.5
钢制锥体纵缝焊接后，在卷板机上矫圆，并按以下要求检查锥体的圆度及焊缝处的棱角度：a） 承受内压的锥体，同一断面上最大内径与最小内径之差e，应不大于该断面设计内直径 Di的1％，且不大于25mm（按JB/T 4735制造时为不大于30mm）；b） 承受外压的锥体及真空容器的锥体，其圆度用内弓形样板或外弓形样板测量，样板弦长及测量的最大允许间隙e按工艺文件规定（具体数值按GB 150中的10.2.3.12条选取）。c） 因焊接在环向形成的棱角E，用弦长等于1／6Di且不小于300mm的内样板或外样板检查，其E值不得大于（δs／l0+2） mm且不大于5mm。5.6
钢制热卷锥体热卷后的实测厚度不得小于名义厚度δn减去钢板厚度负偏差 C1所得值与封头冲压（或扳边）厚度减薄量之和。5.7
锥体分段卷（压）制时，其环缝的对接按第6条进行。5.8
锥体母线的直线度 △l≤2L／1000（L为锥体母线长度），最小值可为 3mm。5.9
冷成形或中温成形的锥体的钢材厚度符合以下条件者应进行焊后消应力热处理：a）碳素钢、Q345R的钢材厚度δs不小于3％Di（Di为封头大端内径，下同）；b）其他低合金钢的钢材厚度 δs不小于 2.5％Di。5.10
高合金钢锥体冷成形或中温成形后，一般不进行热处理。5.11
有色金属锥体成形后的热处理按图样、工艺文件规定。6
对接与焊接6.l
坡口表面要求a) 坡口表面不得有裂纹、分层、夹杂等缺陷。b) 规则抗拉强度下限值 σb＞540 MPa的钢材及Cr－Mo低合金钢材经火焰（包括等离子体）切割的坡口表面应进行磁粉或渗透检测。c) 施焊前，焊接接头表面的氧化物、油污、熔渣及其他有害杂质清除干净，清除的范围（以离坡口或板边缘计）不得小于20mm。6.2
按工艺要求进行对接和焊接（必要时应按焊接工艺规定进行预热），有产品焊接试板者一并施焊，钢制封头焊缝对口错边量 b≤0.1δs且不大于 1.5mm，复合钢板拼接焊缝对口错边量 b不大于钢板复层厚度的30%且不大于 1.0mm ，有色金属封头焊缝对口错边量按工艺文件和有关规则执行。6.3
椭圆形、碟形、球冠形封头、折边平底封头的内表面拼焊焊缝，以及影响成形质量的外表面拼焊焊缝，在成形前应将焊缝余高打磨至与母材齐平。6.4
折边锥形封头成形前，应将过渡部分的内外表面的焊缝余高打磨至与母材齐平。6.5
钢制封头未打磨的焊缝余高，应符合GB 150第10章表10-3的规定，有色金属制封头未打磨的焊缝余高，应符合其相关规则的规定。6.6
拼接焊接接头表面不得有裂纹、未焊透、未熔合、未填满、夹渣、咬边、气孔、、弧坑等缺陷和飞溅物。6.7
焊后，清除焊缝上的熔渣和两侧的飞溅物。对板厚大于等于6mm的碳素钢、低合金钢封头，在规定的位置打焊工代号钢印；对低温容器封头、高合金钢封头、有色金属封头及板厚小于6mm的碳素钢、低合金钢封头，则焊工代号作书面记录，而禁止在封头上打钢印。6.8
压制前，对接焊缝如需进行无损检测，应按工艺文件的规定进行：6.9
旋压封头及冷冲压封头的坯料周边应修磨圆滑，棱角倒钝或磨成圆角，周边不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷。7
封头压制（外协）7.1
封头按图样、工艺要求进行外协压制（冷冲压、热冲压、冷旋压、热旋压等）。7.2
封头压制时，其材料标记应朝外。7.3
封头热压时，其热加工规范应符合表1规定。必要时，应出具热压加热实测自控记录曲线图。表1
封头热压热加工规范7.4
对热成形的封头，当工艺规定制备焊接试板或母材热处理试板时，其试板应与封头热压时一并加热、出炉冷却。7.5
端面坡口加工7.5.l
封头端部应切边后交货。端面坡口的形状、尺寸按图样、工艺文件规定控制。7.5.2
对碳素钢、低合金钢封头，其端面、坡口可采取自动切割机切割（切割后应经砂轮打磨），对小直径和薄壁封头，其坡口可在车床上加工。7.5.3
对高合金钢、有色金属封头，其端面、坡口在车床上加工，或采用自动切割机切割后打磨去除热影响区。7.6
封头压制单位应确保封头压制成形后，封头的实测厚度及其它必要的指标符合工艺文件的要求，并提供真实的实测记录。8
封头热处理8.1
对压制后需热处理的封头，根据供需双方约定，可由封头压制单位（封头外购时为封头制造单位）进行相应的热处理。8.2
封头的热处理方法由设计和工艺规定确定，并符合《容规》、GB 150、GB 151等规范、规则的规定。8.3
除符合以下要求外，冷成形的椭圆形与碟形封头应进行热处理：a) 当封头制造单位确保冷成形的材料性能符合设计、使用要求时，可不进行热处理；b) 除图样另有规定外，冷成形的奥氏体不锈钢制椭圆形、碟形封头可不热处理。8.2
封头压制后需热处理时，其热处理规范应按图样、工艺规定进行，并出具热处理实测自控记录曲线图。8.3
热处理时，当工艺规定制备焊接试板或母材热处理试板时，其试板应与封头同炉热处理。当钢板的供货与使用状态一致时，则热成形封头在热成形过程中不得破坏供货时的热处理状态，否则应重新进行热处理。9
封头表面质量检查9.1
封头表面应光滑，无过烧、过热迹象，不得有裂纹和影响使用的机械损伤和腐蚀等缺陷。封头表面的严重尖锐伤痕允许进行修磨，使修磨范围内的斜度不超过1：3。封头外观用肉眼检查，必要时用磁粉、渗透等方法进行表面无损检测。9.2
封头成形前打磨的拼焊焊缝表面，在封头成形后，当符合下列所有条件时，可低于相邻母材表面：a) 焊缝部位的最小厚度应符合表2规定；b) 焊缝表面不得低于母材表面0.5mm以上。10
封头形状、尺寸检查10.1
钢制椭圆形、碟形、折边锥形及球冠形封头的尺寸、形状应符合表2~表4的要求。10.1.1
以外圆周长为对接基准时，封头外圆周长的公差应符合表3的要求，以内直径为对接基准时，封头内直径的公差应符合表4的要求。10.1.2
封头切边后，在封头端面直径方向拉一根钢丝或放一直角尺，用直角尺的一直角边与拉紧的钢丝或直尺重合，另一直角边与封头接触，在直边部位测量直角尺与封头间的最大距离即为封头的直边倾斜度。测量封头直边倾斜度时，不应计入直边增厚部分。10.1.3
封头切边后，在直边部分实测等距离分布的四个内直径，以实测最大值与实测最小值之差作为圆度公差。10.1.4
用弦长相当于封头内直径的间隙内样板，检查封头内表面的形状公差。检查时应使样板垂直于待检表面，允许避开焊缝进行测量。内样板轮廓曲线线性尺寸的极限偏差按GB/T 1804中的m级的规定。10.1.4
沿封头端面圆周0°、90°、180°、270°四个方位，用超声波测厚仪、卡钳或千分卡尺，在厚度的必测部位（按GB/T25198中的图5、6、7）检测成形封头的厚度。表2
封头尺寸、形状要求mm 表3
封头外圆周长公差（以外圆周长为对接基准）
封头内直径公差（以内直径为对接基准）
平底圆管板（封头）底面平面度的允差按表5的规定。表5
平底圆管板（封头）底面平面度允差
其它钢制封头的尺寸、形状检查应符合图样设计要求及相关规则要求 10.4
有色金属制封头的尺寸、形状检查应符合图样设计要求及相关规则要求。11
焊缝无损检测11.l
钢制压力容器用椭圆形、碟形、球冠形封头，在压制成形后，焊缝应按JB/T 0％ 射线检测，或按JB/T 0％ 超声波检测，合格级别与所在容器壳体相应的对接接头一致（或按设计图样和订货技术协议规定）。受《容规》管辖的压力容器用封头应100％ 射线检测。11.2
钢制压力容器用锥形封头在压制成形后，焊缝按图样或技术协议规定的方法作100％或局部射线（JB/T 4730.2）或超声波检测（JB/T 4730.3），合格级别与所在容器壳体相应的对接接头一致，其中受压制变形的部位的焊缝应作100％射线检测或超声波检测。11.3
复合钢板制封头的复合层焊接接头应按JB/T4730.5进行100％渗透检测，Ⅰ级合格。11.4
规则抗拉强度下限值σb＞540MPa的高强度钢及及Cr－Mo低合金钢板制旋压封头，其拼焊焊接接头的内外表面应进行100％磁粉检测（按JB/T4730.4）或100％渗透检测（按JB/T4730.5），Ⅰ级合格。11.5
有色金属封头在压制成形后，其焊缝的无损检测应符合相应规则、图样、工艺的规定（受《容规》管辖的压力容器用椭圆形、碟形、球冠形封头压制后，焊缝应作100％ 射线检测）。 12
焊缝返修12.1
封头焊缝的返修按YDHM-GY-007的规定进行。12.2
封头焊缝返修后按规则、规范和图样、工艺的要求进行无损检测，其合格等级按原焊缝的要求。13
母材表面修磨及焊补13.1
钢制封头母材表面严重的尖锐伤痕、深度超过钢板负偏差之半的划痕、轧痕、麻点、氧化皮脱落后的粗糙等局部缺陷以及任何裂纹、结疤、折叠、压入氧化皮、夹杂、焊疤、打弧弧坑、飞溅等均应予以打磨清除，并使修磨范围内的斜度不大于1：3，修磨深度不大于钢板厚度 δs的5％且不大于 2mm，否则应予以焊补。当图样标注了封头的成品最小厚度，则修磨处的最小厚度不小于封头成品最小厚度。对于复合钢板制的封头，其复层侧的修磨深度不得大于复层厚度的30%，且不大于1 mm。13.2
除10.l条规定外，钢制封头母材表面的超标缺陷按以下规定进行焊补：a）焊补前，缺陷应予彻底清除，缺陷清除后的凹坑必要时可用渗透或磁粉检测方法进行检查，凹坑的形状应适宜于焊接；b）焊补应选择在封头热处理前进行；c） 返修过程应按返修工艺文件的要求执行，焊接应符合焊接工艺文件的规定；d）补焊焊缝余高一般凸出钢材表面1.5～2mm，然后打磨至与母材平齐，焊 缝不得存在咬边；13.3
钢制封头修磨及焊补后的无损检测13.3.1
补焊深度大于4mm者，补焊后应作射线检测，合格级别与封头拼接接头要求相同； 13.3.2
规则抗拉强度下限值σb＞540MPa的高强度钢及Cr－Mo低合金钢的缺陷修磨或焊补表面应作100%磁粉(按JB/T4730.4)或渗透检测(按JB/T4730.5)，Ⅰ级合格。 13.4
有色金属封头的修磨及焊补应符合有关规则及工艺文件的规定。 14
冷作矫形14.1.l
冷作矫形应使用千斤顶、平锤、锲铁、垫块、胎具等器具进行，禁止 用锤子直接敲打变形部位。14.1.2
矫形完成后，应拆去矫形工具。封头组装时，禁止使用矫形工具作强力 组装。14.l.3
冷作矫形不适用于变形剧烈部位的矫形。 14.2 加热矫形14.2.l
矫形温度参照表1规定。 14.2.2
加热矫形应符合以下规定：a）加热到规定温度范围后，应均热一段时间（ l～1.5min/mm），然后进行矫形。工件温度低于加工终止温度时应停止矫形。如仍需矫形，则应重新加热。同一部位热矫形加热次数一般不得超过3次；b）矫形应使用平锤、垫块、胎具等作过渡，禁止用锤子直接敲打变形部位； c）矫形时，应防止矫形过度、钢板变薄、氧化严重、材质恶化等现象出现； d）必要时，热矫形后应作热处理，具体按工艺规定。 15
试板评定15.1
母材热处理试板力学性能应符合板材规则的规定； 15.2
承压设备产品焊接试件力学性能应符合NB/T47016的规定；15.3
有色金属压力容器产品焊接试件力学性能应符合《容规》、有关规则 或设计图样的规定：15.4
试板的抗晶间腐蚀性能应符合图样的规定。 16
不锈钢与有色金属制封头的其它要求16.1
不锈钢和有色金属制封头的制造，必须有专用的制造车间，不得与黑色金属制品混杂进行，工作场所要保持清洁、干燥、严格控制灰尘，必须严格控制表面机械损伤和飞溅物。16.2
铝及铝合金制封头16.2.1
母材和焊接接头的腐蚀试验，应符合专门的技术条件和设计要求。 16.2.2
接触腐蚀介质的表面，不应有机械损伤和飞溅物。16.2.3
焊接接头的坡口面应采用机械方法加工，表面应光洁平整，在焊接前 应做专门的清洗。 16.3
钛及钛合金制封头16.3.1
焊接接头的坡口面必须采用机械方法加工。 16.3.2
焊接材料必须进行除氢和严格的清洁处理。16.3.3
承担焊接接头组对的操作人员，必须戴洁净的手套，不得触摸坡口及其两侧附近区域，严禁用铁器敲打钛材表面。16.3.4
焊件组对清洗完成后，应立即进行焊接。16.3.5
焊接用氩气和氦气的纯度不应低于99.99%，露点不应高于零下50℃。 16.3.6
钛材焊接前，应对坡口及两侧25mm范围内进行严格的机械清理和脱
脂处理。在焊接过程中，应采取措施防止坡口受到污染。16.3.7
应采取有效措施避免在焊接时造成钢与钛互熔。当图样有要求时，应 做铁污染试验。16.3.8
在焊接过程中，每焊完一道，都必须进行焊层表面颜色检查，焊缝及热影响区的表面颜色应呈银白色或金黄色。对表面颜色不合格的，应全除去，然后重焊。表面颜色检查应参照有关规则的规定。16.3.9
必须采用惰性气体双面保护电弧焊接或等离子焊接。 16.3.10
焊后的焊缝表面不得有咬边、气孔、弧坑和裂纹等缺陷。 16.4
铜及铜合金制封头16.4.1
焊接接头的坡口及两侧附近区域，应进行认真清理，露出金属光泽，并应及时施焊。16.4.2
若采用氢—氧—焰或氧—乙炔焰焊接，应满足以下要求：a) 采用退火状态铜材；b) 采用瓶装乙炔气，并应控制乙炔气的纯度；c) 根据材料和焊接工艺，焊前应预热到规定的温度范围； d) 多层焊接时，在焊接过程中，应连续完成，不宜中断； e) 在焊条或被焊接接头上，应涂有适当的焊剂；f) 铜基材料应采用中性到微氧化性火焰，铜镍合金应采用中性到微还原性火焰； g) 焊接环境温度一般不应低于0℃，否则应进行预热；h) 纯铜不应采用氢—氧焰焊接，可采用气体保护焊或等离子焊接。 16.5
镍及镍合金制封头16.5.1
材料的切割应采用剪切、机械加工或合适的热切割方法（如等离子切 割）。热切割之后，在使用或焊接前应用打磨、切削或其它机械方法将切割边缘的污染区去除；16.5.2
镍材焊接时，应对坡口及两侧25mm范围内区域进行严格的机械清理， 彻底清除油污和一切含硫杂物，用清洗剂进行清洗后及时施焊。中间焊道表面的氧化物应用砂轮打磨清除，直至露出金属光泽。16.5.3
在焊接过各地中，应严格控制焊接线能量和层间温度。层间温度一般不应高于150℃。16.5.4
焊后的焊缝表面不得有咬边、气孔、弧坑和裂纹等缺陷。焊缝及热影响区的表面颜色应呈银白色或浅黄色。16.5.5
热成形或热处理后，应彻底清除工件上的油污、油漆及润滑剂等一切含硫或含铅的污染物。加热炉的气氛中应严格控制含硫理。加热用煤气或天然气的含硫量应小于0.57g/m，燃料油的含硫量应小于0.57%，不得用焦炭或煤加热。 16.6
表面酸洗、钝化处理16.6.1
奥氏体不锈钢封头热压后，表面应作酸洗、钝化处理，具体按YDHM-GY-016进行. 16.6.2
有色金属封头热压后，表面应作酸洗、钝化处理，配方及操作按有关 工艺。17
封头产品质量证明书17.1
封头压制单位（外购封头时为封头制造单位）必须具有相应封头制造资质。17.2
封头压制（制造）完成后，应出具封头产品质量证明书，产品质量证明书应符合《容规》的规定。封头压制（制造）单位应至少提供2份封头产品质量证明书（1份供压力容器制造单位存挡，1份由压力容器制造单位转发压力容器用户）3第二章 压力容器封头制造论文第一章 封头的介绍封头作为常压及承压容器中不可或缺的零部件，广泛用于制药、食品、化工、生物、水处理、环保、电力、锅炉压力容器等领域。由于应用面广泛，封头现在在市场的需求量也是供不应求的，正因如此，封头的市场竞争也是相当的激烈，所以各个封头制造厂家都在发展自己的加工特点。比如：昆山的福鼎拥有大封头分片成型技术，南通中集的大型封头旋压成型技术，还有就是我们企业的薄壁封头的加工成型技术。当然还有封头行业的领军企业——北海封头，他们则是以强硬的质量品质，成为封头行业的佼佼者。1.1 定义封头顾名思义，就是容器的两端的端盖，所以一般都是用于与各种筒体配对，组成压力容器。1.2 种类封头种类繁多，按用途可分为承压封头和常压封头，按形状可分为椭圆封头，蝶形封头，球冠形封头，半球形封头，弓形封头，平底形封头，锥形封头等。而椭圆封头根据内径，外径又可以分为EHA和EHB，蝶形封头根据内总高的算法不同，分为DHA和DHB。（图见附录1）1.3 用途封头是压力容器的重要受压元件之一，它不但直接影响容器的制造质量和成本，而且影响生产装置的安全长期运行。例如有反应压力容器，换热压力容器，分离压力容器，储存压力容器等。 第二章 封头制作的加工工艺以材质为0Cr18Ni9，φ1700mmEHA标准椭圆内径封头为例;见图2-1 根据客户订单需要确定封头的材质，内外直径，直边高度，是否按标准封头尺寸进行制作，如是非标封头则要确定封头的R和r，以及特殊的直边高度;另外还需确定客户订做的封头是否需要进行热处理，拍片（RT）以及监检等特殊技术要求。确定完毕，制定工艺流转卡，并且注明特殊工艺要求。φ1600—φ1900mm的封头是唯一三种需要进行冲压，压鼓，旋压三道工序的封头。φ1700mm封头与其他封头相比不仅仅需要是单单的冲压，或是压鼓，旋压，而是需要先经过冲压的初步成型，然后还要经过压鼓整体成型，最后经过旋压的最后成型。[1]2.1下料工序根据工艺流转卡，φ1700mm的封头下料尺寸为φ2050mm；通常下料的板材的标准宽度只有00mm等，为了节省材料，我们大多选用宽度1500mm的板材进行下料。由于宽度不够，所以通常需要下两块料，最后进行拼接。小的那块拼接板，称为接头。在下料前需要在原板材上切取试样，需要对试样进行，物理性能测试和化学元素含量的测试，因为物理性能决定封头的减薄率，化学元素含量决定焊接质量，0Cr18Ni9中物理性能和化学元素含量见表2-1、表2-2。并且要符合新容规(固定式压力容器安全技术监察规程)中规定的用于压力容器的材料P≤0.03%，S≤0.02%[3][2] 2.1.1下料操作下料是封头制作的首道工序，下料下的好不好是一个封头质量最后是否过关的前提。在下料的同时也要考虑到怎么样排列下料才会使用料最省，达到成本最低，并且在切割圆片的时候要考虑下料圆片公差-5～+5mm。盛博封头主要加工的是不锈钢封头和碳钢封头，其切割的工具是不同的，不锈钢切割的时候用的是等离子切割，而碳钢则是用乙炔气割，如果是比较薄的碳钢也是可以用等离子切割的，而切割圆片的圆规，则是根据要切割的半径调节圆规上的活动扣来确定切割半径。 2.1.2 下料作业标准(1)根据工艺卡对照实物，确认工艺流转卡（包括公务下达的排料图）的要求，材料规格确认是否与实物一致。(2)确认板材厚度，材质，以及表面质量是否符合要求。(3)材料入库检查时，每张钢板应该配有相应的材料质量保证书，这是钢板的检验数据，是钢板合格使用有确实的依据。(4)根据工艺流转卡（或排料图）选择需要的材料。(5)根据工艺卡确认下料直径，下料尺寸公差标准为±5，标记中心后画线下料。[1](6)下料完成后将产品的指令号，单位号，形状，材质，炉批号，用油漆笔移植在同张板表面，如果有半圆，在半圆上也要移植同样内容，最后由检验员确认。(7)根据工艺卡要求将在圆片压外的一面打上钢印，钢印内容为炉批号和材料牌号，如有特别指示按照要求打钢印，并将钢印内容拓印，以便复查，操作者要在拓印纸上签名。(8)圆片在切割时，如圆片有一定的熔渣和飞溅物，一定要打磨干净彻底，否则在以后圆片搬运过程中相互摩擦容易给钢板表面带来划伤。(9)圆片四周有缺口时，如果缺口深5mm以上，则以缺口为中心向两端30mm的范围打磨去除，一定要打磨光滑，缺口在5mm以上且坡口可以去除时，应提交焊接班补焊后打磨，如果坡口无法去除缺口，需要和客户进行联系，商量后解决。(10)将切割好的圆片表面异物清除后，要按圆片（半圆片）单件号顺序堆放整齐，随工艺卡一起流转到下道工序，由下道工序检验员或班长确认。[3] 2．2 焊接工序2.2.1 焊接操作我们厂常用的焊接方法有：手工焊、氩弧焊、埋弧焊。 （1）手工焊主要用于碳钢3-6mm板材的焊接。（2）埋弧焊以8mm以上碳钢不锈钢板材的的焊接为主。 （3）氩弧焊以3-6mm不锈钢的焊接为主。常用的不锈钢焊丝有ER304和ER316L等，碳钢常用焊丝以J422和J507等和低温焊材J426和J427。焊剂碳钢常用的是HJ431，不锈钢常用的是HJ260,。由于焊丝焊剂易受潮，平时将焊丝焊剂储存在红外线电子烘干机内，焊剂HJ431以及HJ260的烘干温度为250-300℃。焊丝J422以及J350的烘干温度分别为150℃和300℃焊接工序是完全按照《焊接工艺》执行的，板材的厚度决定了焊接时需要单面焊或者双面焊，在焊接结束后要对焊缝进行RT探伤（X射线）判断有没有气孔，裂纹等缺陷，如发现以上缺陷，要进行返修，直至拍片过关。 2.2.2 焊接作业标准（1）焊接工序接到工艺流转卡后，确认工艺流转卡和实物的材质，数量，单件号，规格，大小片的指令号等是否一致，圆片周围是否有杂物，圆片上的飞溅物是否去除干净，如没有处理干净，就要用砂轮打磨干净。（2）有无焊接试板，坡口切割质量能否达到要求，材料表面有无明显缺陷，如发现异常要及时反应。（3）根据《焊接工艺卡》的规定检查焊接坡口形式及尺寸是否符合。（4）每侧坡口面打磨，对接错边量不大于10%板厚，且不大于1.5mm。（5）点固
第一层焊缝终端处电焊长度不小于50mm，收弧板规格应为150*150mm且一面具有R的圆弧，组队后的圆片应在8小时内焊接，否则须用火焰烘去坡口内的水分。（6）焊工持《焊接工艺》与《焊接记录》领取焊材，焊材二级库处进行登记，领用的焊剂现场放量不得超过4小时，否则要放回烘箱继续进行重新烘干。（7）预热
a、板厚不小于30mm的碳钢，低合金钢，预热温度按《焊接工艺卡》、《焊接技术标准》的规定进行。b、预热范围宽度不小于4mm且不小于100mm。c、在焊接过程中任何时候坡口处温度不得低于规定的预热温度。d、当焊件温度低于0℃（任意板厚）时必须预热到15℃以上才能进行焊接。（8）焊接
a、焊接前必须对焊接设备进行检查，检查正常后方可施焊。b、按《焊接工艺》的要求焊接，同时填写焊接记录c、焊接规范，焊接层数须符合《焊接工艺》的要求，焊接时不得采用大电流，少层数。（9）清根
a、不锈钢清根前，坡口两侧各300mm范围内，涂防飞溅涂料。b、采用碳弧气刨清根时，应按要求选用碳棒直径。c、清根后，砂轮打磨清理坡口及两侧存在着渗碳层，氧化物，熔渣等杂物。打磨宽度：手工焊、锈、氧化物20mm以上，油污30mm以上，自动焊，锈，氧化物25mm、油污50mm坡口内侧打磨要求，碳钢，低合金钢δn≤10mm的焊缝，其两端各300mm范围内渗碳层必须彻底清除，其余部分允许清除50%以上。其他有色金属必须彻底清除。d、清根后，复合钢Cr-Mo钢，手工焊及板厚δn≥30mm的焊缝应进行PT检[3]查。（10）焊接过程中缺陷返修
返修焊工由焊接班长指令返修经验丰富的焊工担任。补焊过程中应杜绝粘焊现象，否则经打磨后再补焊，下列缺陷必须清除后方才继续焊接，①焊偏②裂纹③凹坑④气孔a、焊缝不得低于母材。b、不得有咬边现象。c、不去除余高的焊缝。其表面不得有裂纹、气孔、弧坑、咬边和夹渣等缺陷，并不得保留有熔渣和飞溅物。d、去除余高的焊缝PT检查不得有任何缺陷显示。e、如有缺陷①碳钢，低合金钢返修程序：砂轮或碳弧气刨打磨清理→PT检查→砂轮机打磨出焊接坡口→焊接→PT检查，不锈钢返修程序：砂轮或碳弧气刨打磨清理→PT检查（δn≥2mm时需要）→砂轮机打磨出焊接坡口→焊接→PT检查。（12）焊接内部返修，返修程序：缺陷定位→缺陷去除→PT检查→焊接→去除焊缝余高→PT检查。（13）参照RT底片，RT人员与焊工一同在焊缝上确定缺陷位置，将含下列要求时采用UT确定缺陷位置，一次返修δn≥30mm时采用UT确定缺陷位置，二、三次返修δn≥20mm采用UT确定缺陷部位，UT定位后由RT班标出缺陷位置和深度（标定侧须为缺陷深度≤1/2侧）。（14）焊接完毕后由检验员或班长确认后，在工艺卡上签上姓名并连同实物一起流转至下道工序，由下道工序责任人认可才可以。 [5][4]2.3 冲压工序2.3.1 冲压操作冲压操作是中小型封头成型的重要操作。同样冲压也是封头的开裂，减薄出现最多的工序段。2.3.2 冲压机的构成（1）主缸 主要用于连接模头，是封头成型的必要部件。（2）边缸 用于压住上模圈，固定住上下模圈中的封头圆片。是防止封头在压制过程中折皱，鼓包的重要部件。（3）溢流阀 用于控制控制压机的整体压力，防止圆片在压制过程中发生撕裂。（4）冲压阀 在压力过大时，冲压阀会对压力进行缓解，达到压力平均的作用。除此之外，油路板、电机、油路板、储油箱、操作台、底座等都是冲压机的组成部分。2.3.3 冲压的操作步骤（1）首先承接了下料工序的流转卡后，找到对应下好的圆片。（2）对照工艺流转卡上的工艺要求，换上对应的一套模具，且用量具确定所选用的模具尺寸和要压制的圆片尺寸吻合。（3）将圆片装夹在上下模圈内，并且确定模头的中心点与圆片中心点在一条直线上。（4）操作上模圈以及模头的相对运动，进行试压，根据控制杆的反弹力度判断压力大小，从而调节压力大小。（5）试压结束，压紧圆片，进行冲压。2.3.4 冲压作业标准（1）对照任务单，确认实物与工艺卡是否一致，根据工艺卡确认被加工工件的数量，材质、规格、炉批号等要素，同时检查圆片端部有无裂纹，毛刺，打磨是否符合要求，圆片是否有倒角，是否正面朝上等，有特殊要求时，发现问题则及时联络。（2）根据工艺卡正确选用模具，检查模具表面情况，发现伤痕和严重拉伤必须打磨，同时须清理模具表面的锈蚀等污物。（3）根据工艺卡要求的尺寸，形状、材质、直边高等情况进行压制。（4）要求温冲（根据板材性质加热到一定温度，然后进行冲压的工艺）时，须准备烘枪、煤气、氧气、冲旋结合的封头则须准备相应的样板，双面贴膜的则要将圆片边缘正反两面约200-300mm范围内的模板去除，并清除薄膜表面的杂物。（5）安装上下模具，视情况加入模具垫块，对圆片的内外表面涂润滑油，涂抹范围为顶端向里200-300mm，涂抹应均匀，上下模具等都要涂匀。 [6]（6）冲压第一枚封头时，吊出封头，用样板检查断面形状，同时检查有无鼓包，以及有无减薄，并检查表面有无划伤，箍印等，如无上述异常则可以继续冲压,封头成型后，封头表面如有划伤则及时打磨，并确认最小板厚，确认是否有划伤，拉伤，曲皮，桔皮，鼓包，皱折，箍印等不良现象。（7）封头如有鼓包皱折等现象应连同工艺卡一起流转至返修工序。（8）每只封头应能看清指令号，单件号，材质，否则要重新移植，每个规格产品经检验后，随工艺卡（要签上姓名）一起转至下道工序，由下道工序确认。2.4 压鼓工序2.4.1 压鼓操作压鼓工序和冲压工序是同一步骤的工序，冲压工序范围φ159-φ1900mm而压鼓工序的范围是φ1600-φ4800mm。与冲压不同的是压鼓大多只是把封头大体成型，最终成型则是由旋压完成，冲压如果不经客户的特殊要求，最终成型步骤则是不需要的。φ1600-φ1900mm的封头这两道工序则是都需要的。 2.4.2 压鼓机的构成（1）主油缸 装有上模头是压鼓执行的只要部件。（2）支撑座 固定下模头与上模头的中心在一条直线上。（3）支撑架Ⅰ 装有滚动轮，调节圆片前后位置。（4）支撑架Ⅱ 装有滚动轮，旋转圆片。除此之外，还有液压系统，电机，油泵，储油箱，以及控制台。2.4.3 压鼓机操作步骤(1) 首先承接了下料工序的流转卡后，找到对应下好的圆片。(2) 对照工艺流转卡上的工艺要求，换上对应的一套模具，且用量具确定所选用的模具尺寸和要压制的圆片尺寸吻合。(3) 与冲压机不同的是压鼓则不是从原片中心开始压制，而是从圆片的边缘开始，只要将模头和圆片对齐就行。(4) 压制过程中是不断通过控制旋转轮的旋转带动圆片旋转，按照一定的顺序进行压制。(5) 在压制完成后，用已准备好的模板进行比对。如果有偏差再进行进一步的调整。2.4.4 压鼓作业标准（1）模具对产品质量和能否顺利压鼓成型至关重要。因此要求操作者必须根据加工情况选用适合的模具以及适时调整垫板。（2）操作者接到工艺卡后，仔细看清工艺卡，根据工艺卡核对实物，确认该实物的指令号，单件号，材质。数量，炉批号等。根据工艺卡选用模具。（3）对于EHA，EHB形状的封头采用0.82*D的标准选用，对于DHB，PSH,MD等特殊品应根据工艺卡要求选用模具，但原则上按P*0.82/1.15或P*0.82/1.2的标准选用。（4）压制前须仔细检查圆片的质量，无焊缝圆片端部是否光滑，有无缺口，表面有无切割的熔渣和缺陷。（5）有焊缝的圆片除仔细检查圆片端部等缺陷外，同时须检查焊缝打磨是否高于母材，焊缝两端是否有焊接飞溅物，焊缝端部打磨是否光滑，有无裂纹缺口。（6）需两张或两张以上叠加压制时，应将每片的结合面擦拭干净，根据情况必须时，委托焊接班将圆片焊接在一起压制。（7）检测圆片的厚度（最厚，最薄，是否和工艺卡一致，测量圆片尺寸是否和工艺卡要求一致。（8）压制前必须清除内外表面一切杂物，以防有麻点出现。（9）对于一般的不锈钢材料（5mm以上的板材）则应用特氟龙板包扎上模具并将下模具表面打磨光滑（必要时下模具也要特氟龙板包扎）以确保工件表面质量，同时压制过程中要绝对避免杂物进入模具和半成品。（10）压制过程中，当圆片出一定R形状时，必须用相应的R的样板测量，压制过程中应视工件的变形程度来调整压力。（11）压制完毕后，测量板厚，测量弧长。检查表面质量，检查端部及焊缝端部是否光滑（必要时打磨出礼）。（12）把检查过的半成品随工艺卡流转至下道工序（并签上操作者的姓名）由下道工序确认接受认可后方可。 [6][1]2.5 旋压工序2.5.1 旋压操作旋压工序是压鼓后的封头成型工序，主要针对大型封头r和直边的形成。2.5.2 旋压机的构成（1）成型轮 连接相应的模具，旋压时在封头内侧，模具顶端与半成型封头R与直边相切处相切。（2）托轮
同样也是连接和成型轮一样的模具，旋压时在封头外侧，与成型轮相切。（3）底座 用于固定封头，且底部可以根据封头大小前后移动，封头安装时要使底座的中心与封头的中心在一条直线上。（4）中心杆 用于固定封头，且中心和底座的中心在一条直线上。除此之外还有电机，电路板，连接轴，以及控制台。2.5.3 旋压的操作步骤（1）承接压鼓工序的流转卡，根据流转卡确定要旋压的相应的封头。（2）根据封头的直径，选择相对应的上下模具。（3）装夹封头，确保封头的中心点和底座中心点在一条直线上。（4）先调节成型轮与封头相切，然后根据成型轮的位置调节托轮。（5）在旋压的过程中要观察成型轮与托轮的相对位置，且不断用模板就行比对。直到r达到要求为止。2.5.4 旋压作业标准（1）旋压轮的材料为轴承钢或球墨铸铁，模具对产品质量和能否旋压成型密切相关，因此操作者必须根据加工情况选用合适的模具，同时，由于模具的形状及表面状况对工件的质量有很大的影响，因此，在加工前以及加工过程中必须对模具进行充分的点检。（2）根据工艺卡的要求，确认圆片，压鼓或予压后半成品的指令号，规格，材质，数量是否相符，并检查表面质量及端部有无缺陷，发现异常时及时与上道工序联络，并及时处理。（3）检查半成品的端部是否光滑，有无缺口，裂纹，表面有无切割或焊接熔渣，同时须检查焊缝打磨是否高于母材，焊缝两端是否有飞溅物，焊缝端部打磨是否光滑，有无裂纹等。(4)压鼓或予压后的本成品，须检查有无折边，开裂，裂纹等不利于旋压加工的缺陷。 [7](5)工件为不锈钢时，应通过予酸洗等方法进行去污处理。(6)根据工艺卡选用模具，一般小圆弧r的尺寸要求作为内部轮的选用依据。(7)根据不同的材质，板厚及钢板的反弹情况，选用略小于圆弧r的内部轮。(8)对于特殊要求的产品，须按其形状要求设计内部轮，确认模具表面情况，做好抛光打磨处理。(9)旋压加工时，为防止造成划伤和提高加工性能，需适用润滑剂（黄油）防止加工过程中发热造成封头的表面出现热裂纹和划伤，也能延长模具的寿命。(10)旋压成型过程中，应视工件成型情况及时的进行压力调整。(11)加工成型后，应对尺寸，形状，板厚，表面质量等进行检查，确认。(12)成型的产品要随工艺卡一起流转至下道工序（在工艺卡上签上自己的姓名）由下道工序的检验员或班长检验确认后方可。 2.6 坡口工序2.6.1 坡口要点（1）坡口工序是一个封头各项数据（包括周长、内总高）达到JB/T4746标准的关键工序。（2）坡口是为了在封头和筒体拼接的时候，使焊接更加彻底。（3）坡口主要的切割工序和下料工序工具一样，都是利用等离子切割。（4）切割时，根据流转卡上的工艺要求，确定坡口的类型（内坡口、外坡口、X型坡口）以及确定坡口的角度。（5）坡口前要对封头涂抹飞溅剂。（6）坡口时先进行试坡，然后量角器量取角度，确定在公差范围内，调整后，进行整坡。2.6.2 坡口作业标准（1）根据工艺卡找到实物，确认指令号，规格，材质，炉批号，数量等并检查工件是否有鼓包，裂纹，分层，皱折等缺陷，以及是否失圆，发现问题及时联络，处理，对于板厚8mm以上，宜先修失圆后坡口，6mm以下时，用工装板压正再坡口。（2）不锈钢封头，应在坡口前封头内壁涂抹飞溅剂，防止坡口时，熔渣喷[1]到封头内壁上。（3）封头吊到坡口机上之前，先确认封头的重量，根据重量选用适当吊具，检查吊具是否安全。（4）封头吊到坡口机上后，调整坡口旋转台丝杆，用撬杆调整中心位置，转动转台，是否对准中心。（5）坡口前，根据工艺卡要求的高度和高度公差划出坡口高度线，用直尺确认高度线，坡内坡时，应先坡平坡口，然后再坡内坡口。（6）外坡口或内坡口角度应控制在±2.5的公差。（7）坡口完毕后，应检查封头的周长，高度，直边，角度等，如有不合格，转至返修工序返修。（8）合格的封头将熔渣等打磨去除并清理封头内部的熔渣，随流转卡一起流转至下道工序（并签上自己的姓名）由下道工序检验员确认方可。2.7 研磨工序在坡口后，坡口段会出现氧化皮，折皱等缺陷，研磨就是为了加工坡口，使坡口更加光洁。研磨则是由气压机和研磨机组成。2.7.1 空气压缩机操作步骤1、 准备（1）检查油位，润滑油应在油位计的上下限之间。（2）打开放油口，螺塞及球阀，将停机后沉在油气罐最下方的冷凝水排出，直到润滑油流出时立刻关闭。（3）用手转动主机数转，确认主机转动轻松皮带传动机，检查皮带张紧力是否合适。（4）接通电源，检查显示器显示各参数是否正常，运行压缩机的其它周边设备。2、 起动（1）打开输气口阀门，按“NO”按钮，压缩机进入启动程序。（2）检查系统排气压力是否正常，排气温度是否保持在70-105℃之间。3、 运行观察压缩机是否有渗漏，异常声响和振动，若有异常立即停机。4、 停机（1）按“OFF”按钮压缩机进入正常停机程序，延时30秒后，压缩机停止运行。（2）关闭输气口阀门切断外接电源。（3）非紧急情况下，静止使用“紧急停止按钮”停机。2.7.2研磨机操作步骤1、首先将研磨机的固定架距离调节和封头直径相对应。2、然后用气缸夹紧封头外表面。转动封头，查看调速器中转速显示。3、先试磨，根据表面光洁情况调节转速，最终达到最佳效果。2.7.3 研磨作业标准1、根据工艺卡要求，确认实物的数量，规格，材质，炉批号等，并检查封头是否有鼓包，裂纹，翻边，周长，高度等问题，如发现问题及时联络处理解决2、接通自动研磨机，打开旋转台电源，打来压缩空气阀。3、将研磨机空转确认震动，声音是否正常，旋转台空转，确认是否正常。4、根据封头的重量选用适当的吊具，将封头水平的放置在旋转台上。5、压缩空气压力设定在0.6-0.7Mpa,封头板厚为6mm以下时，工作表压力设定为0.1左右，板厚为8mm以下时，工作表压力设定0.3-0.4Mpa,总之板厚越厚，工作表要越大，反之越小。6、研磨前必须穿戴好劳保用品，周围禁止无关人员靠近，将研磨机及支撑杆吊在封头上。7、看清工艺卡上的坡口形式和角度，然后设定研磨角度，打开旋转台电源开关，打开研磨机开关，研磨5-8周后，用角度器量坡口角度。8、研磨结束后，清扫封头内异物，确认研磨结果，角度无误后，然后测量封头的周长，高度，直边高，断面形状，等无误方可。9、工作完毕后，将产品和工艺卡，一起流转至下道工序（并签上自己的姓名）由下道工序检验员检验合格方可。 2.8 酸洗工序酸洗是为了能够将成型封头表面的焊渣、熔渣、油污、氧化皮等污物清洗干净的一道工序。2.8.1酸洗操作步骤（1）根据工艺流转卡，确定所要进行酸洗的封头。（2）工作时，戴好劳保物品，将酸液均匀涂满封头外表面，进行初步清洗。（3）结束后，大量使用大量清水进行冲洗。在表面形成一层钝化膜。（4）检查污物是否处理干净，不符合要求的封头，要及时进行返工。2.8.2 酸洗作业标准（1）根据工艺卡与实物对照确认材质，数量，炉批号，指令号，单件号，检查有无鼓包，裂纹等缺陷。（2）穿戴好劳保用品，配置好酸洗液，将配制好的酸洗液均匀的涂在封头上。（3）酸洗过程中不得有明显的腐蚀痕迹（4）氧化皮彻底去除，焊缝热影响区域及热加工封头表面不得有氧化色。（5）焊缝飞溅物和熔渣要彻底去除。（6）表面不得有颜色不均匀的痕迹，表面不得有碳钢的微粒，碳钢锈色。（7）钝化膜无光无色，要有一点反的膜厚。（8）热处理工件表面会产生黑色氧化层，因此应反复酸洗几次方能去除（9）复合板封头在酸洗过程中，应采用有效的保护措施，防止碳钢层被腐蚀。（10）酸洗完毕后。要让封头快速风干，封头内不得有剩余酸液，风干后，随同流转卡一起流转到下道工序（并签上自己的姓名）由下道工序检验员检验合格后方可。 2.9 热处理工序热处理在封头制造中占有非常重要的地位，它是一种利用加热和冷却固态金属的方法来改变封头的内部组织，从而达到改善其性能的工艺方法。2.9.1热处理的分类
完全退火等温退火球化退火退火
扩散退火 普通热处理
去应力退火淬火回火热处理表面淬火表面热处理化学热处理 盛博封头主要采用的是去应力退火。设备包括电退火炉和普通退火炉。去应力退火又称低温退火，它是将钢加热到某一温度（一般为500-600℃）保持一定时间后缓慢冷却的工艺方法。去应力退火过程中不发生组织的转变，其目的是为了消除由于形变加工，机械加工、铸造、热处理、焊接等所产生的残余应力。2.9.2 热处理操作步骤（1）首先根据流转卡确认需要进行去应力退火的封头。（2）将封头均匀排布在退火炉中，根据《热处理工艺》要求，将温度加热到指定温度，进行保温（根据封头厚度不同，保温时间不同）。（3）确定保温时间结束之后，放置封头使其自然冷却。热处理规程如下图2-3所示 温度T T2 T1 图2-3
热处理规程 时间 t 其中： T1进炉最低温度（0C） t1保温时间
（h）T2保温温度（0C）T3出炉最高温度（0C） S1升温速度
（0C/h）S2降温速度（0C/h）2.9.3 热处理作业标准（1）依照中国锅炉压力容器压力管道标准及法律法规，本公司的热处理技术条件做出规定，并作为制定热处理工艺的依据。（2）根据工艺卡找到实物，核对实物的单件号，指令号，数量，材质，炉批号并检查封头有无开裂，裂纹，鼓包，皱折等现象。（3）铝及其合金，铜及其合金等有色金属及其合金与非铁金属及其合金要求使用电器炉加热。（4）加热前对不锈钢及其复合板去除油锈并吹干，加热前非铁金属及其合金去除油锈并吹干，对Ni含量高的合金及其复合板去除油锈并吹干。（5）进炉前将复合板的复合层朝下。（6）热处理要求采用整体热处理，炉内各处温度要求控制在50℃以内。（7）热电偶放置要能够正确反映热处理炉内的温度。(8)出炉时应采用3只吊钩或3只以上吊钩，以免封头变形。（9）装炉后要做好放置图，以防加热后表面氧化皮脱落造成标记遗失。（10）对于一些易变性的薄壁大直径封头，要采取相应的变形措施，以防变形。（11）根据工艺要求，选择正确的热处理类型和工艺参数。（12）被加热的封头入炉或出炉时的炉内温度不得高于400℃（奥氏体不锈钢除外）。（13）碳素钢不锈钢和非铁基金属及其合金不得同炉热处理（14）检查封头上得指令号，单件号，炉批号，材质，等标记，如有遗失，根据工艺卡重新移植。（15）出炉后要及时填写热处理报告和记录，交审核人员审核合格后才可流转（16）检查完毕后，在工艺卡上签上自己的姓名，并同工艺卡核对后方可流转，并由下道工序认可。 [8]2.10 抛光工序2.10.1抛光工序操作步骤（1）按流转卡的工艺要求，确定需要抛光的封头。（2）将封头旋转台，确定水平，夹紧封头。（3）抛光从边缘向中心，或从中心向边缘；根据封头直径的大小确定横梁上，下的速度及工作台前、后移动速度。（4）检查抛光情况，适当进行返工。2.10.2抛光作业标准（1）根据工艺卡和实物确认产品的指令号，规格，材质，炉批号，数量等，并检查工件是否有鼓包，裂纹，分层等缺陷，以及是否失圆，发现问题及时联络，处理，检查外观，确定是否需要手工处理，在抛光前的封头做好吊钩记号。（2）根据抛光的要求，选用使用的抛光片，及必要的辅助工具。（3）确认封头的重量，根据重量选用适当的吊具，并检查吊具是否安全。(4)将封头吊到工作台上，调整中心，同时要保证封头的上口基本处于水平（0-5偏离）。（5）抛光时人要在现场，注意抛光情况，特别是抛圆心时，转速要快，从中心向外抛时，压力要一点点的加大，从边向中心抛光时，压力要一点点减小，在抛薄壁封头时，应根据情况安装防震轮，同时注意机械在工作中有无异常。（6）抛光完毕后，检查封头有无缺陷，并进行必要的联络处理。（7）把抛光好的封头用包膜包装好，在工艺卡上签上自己的姓名，连同封头和工艺卡一起流转入库，并由下道检验认可才行。 第三章 封头制造缺陷在封头制造过程中，缺陷也是时常出现，例如麻点，划伤，鼓包，变形，橘皮现象，焊缝棱角度突变等。（1）麻点：麻点现象可能是由于本身板材表面的就有麻点，也有可能是在冲压，压鼓，旋压各个工序中，模头处理不干净引起的。解决办法：比较轻的麻点现象，可以利用打磨处理，超过0.2mm就要进行补焊，补焊后，打磨赶紧。 [9]（2）划伤：主要是在搬运过程中，操作不当引起的。例如：吊钩划痕，叉车划痕。解决方法：首先在吊钩和叉车与封头接触面垫保护膜，出现划伤后，进行打磨，严重的进行补焊，划伤面积超过25%要整体处理。（3）鼓包：由于压边模压边力过小，也有可能材质厚薄不均匀引起的。解决方法：利用专业的鼓包修整机，修正不了就需要用旋压修正，一点一点修正。（4）变形：由于圆片的大块与接头本身的实际厚度不一致，冲压冲边力不均匀或热处理时，冷热不均与引起的。解决方发：可以利用热胀冷缩原理，对变形封头进行加热，然后用水迅速冷却，或者是可以用旋压修正。（5）橘皮现象：大多数的橘皮现象出于板材本身有分层现象，然而肉眼是观察不出来的，只能是在冲压，压鼓工序中，橘皮现象才能被发现。解决方法：比较浅的橘皮现象，可以经过细微的打磨处理干净，比较深的，则需要进行补焊，补焊后再打磨。（6）减薄率：成型封头的厚度均匀可以避免应力集中，增加封头的使用周期，根据制造工艺确定加工裕量[10]，以确保凸形封头和热卷筒节成形后的厚度不小于该部件的名义厚度减去钢板负偏差。 第四章 来料加工4.1来料加工意义来料加工是我厂扩展业务的一项重要途径。很多小厂因为设备或者技术上的缺陷，就把手头的业务转交给我们厂制作，从中赚取差价。同样，来料加工虽然不是我们自己的材料，但是重视度是很高的。因为在封头制作工程中，万一来料加工的圆片发生撕裂等质量事故时，我厂所需赔偿的不仅仅是一块圆片那么简单，更多的是信誉，和消极方面的影响。4.2来料加工作业标准（1）来料板材必须有正规的材质证明书，而且板材要有明显的喷码或明显的标记移植（2）来料板材的厚度必须能够达到所做产品的工艺要求（3）复验材质证明书中P,S,C,Cr,含量。（4）来料圆片表面要保持清洁，不得有飞溅物，毛刺和其它污物。（5）圆片的外圆应切割平整，并经打磨光洁。不得有缺口，凹槽，毛刺等缺陷。（6）圆片应平整。在一米范围内变形量不大于30mm。（7）冲压加工圆片的内表面焊缝和压边圈区的外表面的焊缝要打磨与母材平齐。（8）折边加工的锥形封头的上口失圆度不大于1.25%Di。（9）上口的不平度大于20mm。（10）焊接部位的锥形封头不能实变，棱角度不能超标。（11）钢印标记应避开折边或小r过渡区。（12）焊接接头经用户RT（射线）检查达Ⅱ级 第五章 总结盛博封头的制作是完全围绕工艺流转卡进行制作的，根据封头的尺寸，例如φ1700mmEHA标准椭圆内径封头，制定相应的工艺卡（见附录2），做出相对应的工序，以及成型封头的各项尺寸公差（外周公差，最小厚度，直径公差，断面形状，失圆度，总高公差等）。在制作过程中，各种缺陷也是不可避免的(麻点、划伤、鼓包、变形，橘皮等)，只要我们严把质量关，正确对待好每一次封头的质量问题，我想，封头市场的大门会越来越宽阔的。 第六章 致谢在几个月的学习中，我的社会知识和技术知识在不断的增长。这一切和我的指导老师是分不开的，他们总是能在我最困难的时候，及时的给我指引方向，仔细的给我解释，直到我明白。虽然不是在学校了，但是老师任然把我们当成在校生一样呵护，关心，在毕业的事情给予我们指导，更是在毕业论文上给我们讲解每一点要求和注意点，论文的最后完成和我们的指导老师是分不开的。 参考文献[1]JB
《钢制压力容器用封头》[S].[2] GB/T 《不锈钢热轧钢板》[S].[3] TSG R 《固定式压力容器安全技术监察规程》[S]北京.玥实出版社.2009.[4] 王英.《简述我厂压力容器制造过程》[A].《科技信息》[C] .2009年.568-575页.[5] JB
《钢制焊接常压压力容器用封头》[S].[6] JB
《分析设计钢制压力容器用封头》[S].[7] GB150-1998
《钢制压力容器用封头》[S].[8] 王兴衍、龚敬文.《压力容器制造的质量控制》[A].《甘肃科技纵横》[C].2009年第38卷第2期.54-55页.[9] 杜文强.《预防压力容器事故》[A].《特种设备与作业》[C]. 页.[10] 杨莉.《封头设计中给出最小厚度的必要性》[A].《设计与计算》[C]. 2009年第二期28-30页.第三章 过程设备制造与检测封头制造工艺设计实例介绍
《过程装备制造与检测》 课程设计说明书 题目：
尿素合成塔制造工艺及其检测 学生姓名：学
号：院 （系）：专
业：指导教师：2011
月 05 日陕西科技大学 课程设计成绩考核表 课程设计名称：
尿素合成塔制造工艺及其检测
下表由指导教师按实际情况进行填写：指导教师签字：
教研室主任签字：
日陕 西 科 技 大 学过程装备制造与检测
课程设计任务书学院
班级 学生：题目：尿素合成塔制造工艺及其检测课程设计从 2011 年 6 月
日起到 2011
日1、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：1.原始数据：设备的原始图及主要尺寸，部件图，零件图，技术特性、技术要求、材料种类等。2.技术要求：要有运用标准，规范，手册，图册等有关技术资料的能力。3.工作要求：
6人一组，做尿素合成塔的制造与检测，我主要负责封头的制造与检测。通过现场实习一套典型设备结构及制造工艺，分析绘制该设备较详细的设备图、部件图和局部图，分析制定该设备整体制造工艺及各部件详细制造工艺。
*总图量为一张A0设备图，多张A2或A3部件图，多张零件图及多张制造工装图，并绘制加工工序图（如零件展开图、焊接坡口设计图、冲压半成品形状图），所有图纸均为计算机绘制。
*设计计算说明书一份*课程设计完成后进行答辩2、具体任务：1.结合现场实习和查阅相关资料，进行设备的总体结构图分析，技术要求分析，金属材料性能分析、结构工艺性分析。2.用AutoCAD或电子版绘制设备的总体结构图3. 确定尿素合成塔封头过程设备的生产流程；预处理方法和工艺；正确的进行零件的展开计算、拼接设计；部件图，零件图，及绘制加工工序图。4.封头成型工艺设计及相关计算、设备选用等；。5. 进行模具成型工艺设计、相关计算、设备选用等6. 部分焊接工艺设计及工艺参数选用；7.正确的选择零件制造过程中的检测方法及工艺；8.编写说明书。
球形封头制造过程：一
整体结构分析1、 尿素合成塔筒体由碳素钢外层和不锈钢内层组成。其组合形式可以是多种多样的，主要有以下几种类型：① 单层外壳，松衬不锈钢衬里层；② 单层外壳，爆炸衬里不锈钢层；③ 热套多层壳体，热套内层不锈钢或松衬不锈钢衬里层；④ 多层包扎焊接壳体，松衬不锈钢衬里层；⑤ 以不锈钢作为内筒外层直接包扎焊接碳钢多层层板；但经过比较，目前用的最多的，最可靠的结构形式是以不锈钢作为内筒外层直接包扎焊接碳钢多层层板。以不锈钢衬里作为内筒的多层包扎焊接式筒体的优点是：① 制造工艺简单② 衬里层与外壳碳钢层得贴紧度高③ 在操作压力下不锈钢内筒由多层包扎产生的压应力与内压引起的拉应力相互抵消，使内筒应力大大降低，甚至为压应力，降低了应力腐蚀的可能性。 ④ 内筒的不锈钢衬里纵焊缝可以在塔外制作，并进行RT检测和内外侧PT检测，有缺陷时返修方便且彻底，可充分保证主焊缝的质量为了保证不锈钢衬里层外壁在焊接外层碳钢时免受污染和产生低碳马氏体，位于不锈钢和层板之间设置一层过渡层（通常叫盲板）。 图（2）盲板层得纵焊缝不全焊透，只间断焊，且根部有一窄垫板，使焊缝可与内筒隔离。焊道表面不高于盲板外圆，以便作为将来的检漏通道。在盲板层得内壁也开出纵横交错的沟槽，作为检漏通道。2、 上、下封头结构尿素合成塔上下封头可以采用整体锻件加工而成，也可采用厚板冲压成形。从节约材料和改善受力状况考虑，采用半球形封头。由于要与介质接触的材料要为耐腐蚀材料，因此，球形封头采用复合层球形封头。内层为316L不锈钢，外层为16MnR。3、 筒体材料筒体内层为316L不锈钢，外层为16MnR。由于尿素介质对普通碳钢的年腐蚀率高达2000mm，所以在尿素生产装置中与尿素介质接触的设备不允许采用碳钢的。采用在尿素合成反应器中加入氧气的方法，可以使不锈钢得到连续钝化，因此，尿素合成塔内部可以采用比较廉价的奥氏体CrNiMo不锈钢。316L不锈钢为低碳316，可以减少碳化铬晶间析出，减轻晶间腐蚀。16MnR是屈服强度350MPa的普通低合金高强度钢，具有良好的综合力学性能、焊接性能、工艺性能以及低温冲击韧性、因此，选用内层为316L不锈钢，外层为16MnR，316L不锈钢和16MnR力学性能 材料316L16MnR 氮含量% 0.06
屈服强度MPa 220 510-655 抗拉强度MPa 520 ≥345 316L化学成分化学成分316L C% ≤0.03 Si% Mn% P% ≤0.03 16MnR化学成分 化学成分 C% Si% 0.2～0.55 Mn% 1.2～1.6 P% S% S% ≤0.045 Cr% 16～18 Ni% 13.5～16 Mo% 2.2～3 N% 伸长率% 45
≤1 ≤2 ≤0.2 ≤0.2 ≤0.03 ≤0.02 二．坯料准备1．材料的净化原材料在轧制以后以及运输和库存期间，表面常产生铁锈和氧化皮，粘上油污和泥土。经过划线、切割成型、焊接等工序后，工件表面会粘上铁渣，产生伤痕，焊缝及近缝区会产生氧化膜。这些污物的存在，讲影响设备制造质量，所以必须净化。在设备制造中净化主要有以下目的：（1）清除焊缝两边缘的油污和铁锈物，以保证焊接质量。（2）为下道工序做准备，即是下道工序的工艺要求。（3）保持设备的耐腐蚀性。常用的净化方法有：手工净化、机械净化、化学净化和火焰净化四种。封头原坯料采用机械净化中的喷砂机除锈。喷砂是大面积去除铁锈和氧化膜的先进方法。它是利用高速喷出的压缩空气流带出来的高速运动的砂粒冲击工件表面而打落铁锈和氧化膜的方法。这种方法主要用于碳素钢和低合金钢的表面除锈。2.矫形设备制造所用的钢板、型钢、钢管等，在运输和存放过程中，会产生弯曲、波浪变形或者扭曲变形。这些变形直接影响了划线、切割、弯卷和装配等工序的尺寸精度，从而影响了设备的制造质量，有可能造成误差超差而成为废品，所以当材料的变形超过允许范围时必须进行矫正处理。矫正处理的实质是调整弯曲件“中性层”两侧的纤维长度。最后使全部纤维等长。调整过程中，可以中性层为准，使长者缩短，短者伸长，最后达到与中性层等长。如对弯曲的钢板和型钢施以适当的反向弯曲使之矫形。另外一种方法是以长者为主，把其余的纤维都拉长而达到矫形目的的拉伸法矫形。主要用于断面较小的管材和线材，如有色金属管拉直，但要注意其延伸率。常用的矫正方法有手工矫形、机械矫形和火焰加热矫形三种。3.划线划线是在原材料或经初加工坯料上划出下料线、加工线、各种位置线和检查线等、划线工序通常包括对零件的展开计算，号料和打标记等一系列操作。（1） 封头的展开计算将零件的空间曲面展成平面称为展图，是划线的主要工作环节。球形封头毛坯尺寸计算，根据面积法进行计算：相关尺寸：内径d=2080
厚度s=8+90(过渡层+耐蚀层)外径Da==2276mmh2=0.5Da-s=0.5?0mm直边段h1=98mm展开直径D0=（2d2+4d(h1+S)）0.5=3222.53mm ，取D0=3500mmS ——球形封头边缘机械加工余量，取S=5mm所以，内径2080mm半球形封头整体展开尺寸为直径3500mm，厚度98mm，来料板宽2100mm，长度2400mm，故两张板可拼接成一个封头毛坯。
=(2?8?103)0.5上下封头材料：SA516-70+316Lmod，重量5750kg上下封头过渡层堆焊完毕检验合格后整体做消除应力热处理。（2） 号料将展开图正式画在钢板上的作业称为号料，号料时应注意以下问题： ① 划线余量展开得到的尺寸称A展，划线时还应考虑以后加工过程的加工余量，故划线尺寸A划为A划=A展+△割+△加+△收式中△割——切割余量，与切割方法有关，一般为2-3mm；△加——边缘加工余量，与加工方法有关，一般为5mm；△ 收——焊缝收缩量，与材料、焊接方法、工件长度、焊缝长度等有关。② 排样样板或零件在钢材上如何排列对钢材的利用率影响很大，应尽可能紧凑的排列，充分利用钢板。③ 打标记划线完成后，为保证加工尺寸精度及防止下料尺寸模糊不清等，在切割线、刨边线、开孔中心及装配线等处均匀打上冲眼，用油漆标明标号、产品工号和材料标记移植等，以指导切割，成型，组焊等后续工序的进行。4.切割及边缘加工按照所划的切割线从原材料上切割下零件毛坯，该工序称为切割，常用方法有机械切割（锯床、圆盘剪板机等），热切割（氧气切割、等离子切割等）。
边缘加工：首先，按照划线切割余量，消除切割时边缘可能产生的加工硬化、裂纹、热影响区及其他切割缺陷；其次，根据图样规定，加工各种形式，尺寸的坡口，通常加工方法有手工加工，机械加工，热切割加工。经上述一系列工序后，得到一处理后的圆形封头板坯。三．板坯加热封头冲压时，板坯塑性变形很大，且为厚壁高压封头，故用热冲压，冲压前，把板坯加热至始锻温度，放在压力机上冲压，到终锻温度时停止冲压，封头毛坯加工工艺如曲线所示。 四．设备选用及模具设计（1） 计算冲压力计算冲压力时影响因素较多，且冲压过程是变化的较复杂，目前计算冲压力常用下面公式：P=CK∏ (D0-Dw)S§C——压边力影响系数，无压边力C=1，有压边力C=1.2；K——封头形状影响系数，球形封头K=1.4-1.6；D0——封头外径，mmDw——筒节外径，mm对于球形封头，压边条件D0-Dn≥(14-15)S,因为.49S，故应采用压边圈，且该封头材料为复合钢板，无论其厚度如何，冲压时都必须采用压边圈，以防止复板起皱，故取C=1.2，球形封头取K=1.5,查《化工设备用钢》表9-19，封头材料SA516-70+316Lmod，厚度98mm,750℃时抗拉强度§为520MPa P=CK∏ (D0-Dw)S§=1.2?1.5?3.14?【3500-（）】?98?520=352.5t封头的冲压成型通常是在50-8000t水压机或油压机上进行，此处选择352.5t的水压机。（2）模具设计? 上模（冲头）其结构及主要设计参数① 模直径Dsm根据封头内径和热冲压的收缩率φ或冷冲压的回弹率φ计算，材料为不锈钢（SA516-70+316Lmod），取φ=0.5Dsm= Dn（1±φ）=.5）= mm②上模曲面部分高度 φφ)=.5)=520-1560 mm③上模直边高度H0H1—封头高度修边余量，一般为15-40mm,取H1=20 mmH2—卸料板厚度，一般为40-80mm，取H2=50 mmH3—保险余量，一般为40-100mm，取H3=50mm所以，H= h1+ H1+ H2+ H3=98+20+50+50=218 mm④ 上模上部分直径Dsm、Dsm、=Dsm+(2-3) mm= mm⑤ 上模壁厚S当水压机吨位小于等于400 t时，S=30-40 mm，取S=35 mm? 下模（冲环）其结构及主要设计参数① 上下模间隙a,附加值z——热冲压时，z=（0.1-0.2）S=0.18?98=17.64 mm，球形封头取较大值。a=S+ z=98+17.64=115.64 mm②下模内径DxmDxm= Dsm+2a+ SmSm——下模制造公差，取Sm=2 mmDxm=（）+2?115.64+2=（3.28）mm③下模圆角半径r根据经验选取，采用压边圈时，r=(2-3)S（mm）=2?98=196 mm④下模直边高度h1h1=（40-70）mm，取h1=50 mm⑤下模总高度hh=（100-250）mm，取h=200 mm⑥下模外径D1D1= Dxm+（200-400）mm=（3.28）mm⑦下模座外径D应大于毛坯直径D0，（3500 mm），高度H= h+（60-100）mm下口内径D2应比与之配套的最大壁厚封头的下模内径Dxm大（5-10）mm? 压边圈结构及设计参数主要尺寸如下：内径Dn、= Dxm+（50-80）（mm）=（3.28mm 厚度S、=70-120 mm，取S、=80 mm，外径Dw、=D（下模座外径）﹥3500mm五．封头冲压及其应力分析、典型缺陷分析? 尿素合成塔上下半球形封头均采用厚板在352.5t水压机上整体冲压成形，关键条件是有合适吨位、开档、行程的水压机和相应的工装模具，高温加热炉以及合理的冲压工艺。如附图所示，将毛坯4对中放在下模5（冲环）上，然后开动水压机使活动横梁1空程向下，当压边圈2与毛坯接触后，开动压边缸将毛坯的边缘压紧，接着上模（冲头）3空程下降，当与毛坯接触时，开动主缸使上模向下冲压，对毛坯进行拉伸，至毛坯完全通过下模后，封头便冲压成形。最后开动提升缸和回程缸，将上模和压边圈向上提起，与此同时用脱模装置6将包在上模上的封头脱下，并将封头从下模支座中取出，冲压过程即告结束。? 封头的冲压过程属于拉延过程，在冲压过程中各部分的应力状态和变形情况都不同，处于压边圈下部分的毛坯边缘A部分，由于封头的下压力使其经受径向拉伸应力，并向中心流动，坯料外直径减小；边缘金属沿切向收缩，产生切向压缩应力，会使毛坯边缘丧失稳定而产生褶皱；常用压边圈将边缘压紧，则在板厚方向又产生压应力，即A部分材料承受三向应力状态。处于下模圆角B部分的材料，除受到径向拉伸应力和切向压缩应力外，还受到弯曲而产生弯曲应力。在冲头与下模空隙的C部分金属材料，仍受径向拉伸应力和切向压缩应力，而板厚方向不受力，处于自由状态；封头底部D处的金属材料，径向和切向都受到拉应力，有较小的伸长，所以壁厚略有减薄。? 封头冲压时常出现的缺陷有拉薄、褶皱和鼓包等，其影响因素很多，简要分析如下：①拉薄
碳钢封头冲压后，其壁厚会产生不等程度的变化球形封头深度大，底部拉伸减薄最多。②褶皱
冲压时板坯周围的压缩量最大，其值为△L=∏（Dp-Dm）式中Dp——坯料直径；Dm——封头中径。封头越深，毛坯直径越大，周围缩短量也越大，周向缩短产生两个结果，一个是工件周边区的厚度和径向长度均有所增加，另一个是过分的压应变使板料产生失稳而褶皱。板热加热不均、搬运和夹持不当造成坯料不平，也会造成褶皱。③鼓包
产生原因与褶皱类似，但主要影响因素是拼接焊缝余量的大小以及冲压工艺方面的原因，如加热不均匀，压边力太小或不均匀、封头与下模间隙太大以及下模圆角太大等。为了防止封头冲压时产生缺陷，必须采用下列措施：板坯加热均匀；保持适当而均匀的压边力；选定合适的下模圆角半径；降低模具（包括压边圈）表面的粗糙程度；合理润滑以及在大批量冲压封头时应适当冷却模具。六．封头边缘余量的切割用封头切割机来切割封头的边缘余量，工作过程如下：封头置于转盘上并随之转动；机架上装有割枪固定设备，装有弹簧使滚轮紧靠在封头外侧，以控制割嘴与封头之间间隙不会随封头椭圆变化而影响切割。放置封头时，一定要注意放正，让转盘的回转轴尽量和封头的回转轴重合，割前应按照封头的规格、直边尺寸划好切割线，并检查保证割距在整个圆周上正冲切割线。七．封头开孔为了连接接管和人孔，在封头上要开孔，这些孔可以先划好线然后用气割切出。首先在封头上找孔中心，划好中心线并用色漆写上中心线编号，按图纸画出接管的孔，在中心和圆周上打冲印，然后切出孔，同时切出焊接坡口。装接管或人孔、手孔的孔中心位置的允许偏差为±10 mm。对直径在150以下的孔，其偏差为-0.5-1.5 mm；直径在150-300 mm之间，偏差为-0.5-2.0mm；直径在300 mm以上，偏差为-0.5-3.0 mm，开孔可以用手工气割或机械化气割。八．尿素合成塔封头制造详细工艺流程（包括检测） ? 下部半球形封头制造过程：原材料检验→喷砂→UT检测→标准移植→气割下料→刨削拼接坡口→预组合并在大型立车上夹紧→车削外圆边缘坡度→在龙门刨床上精加工拼接焊缝坡口→组对焊接（组对时在特制的装有预热装置的场地上进行）预热温度200℃±30℃→检验，包括焊缝的PT，RT检测以及焊缝及热影响区的硬度试验→加热→冲压→测定成形后球壳各部位实际厚度→焊缝及热影响区内外表面MT→整个球面进行UT→正火+回火（带焊接试板）→试板力学性能试验→精加工环向端面→球壳内壁用砂轮打磨光滑呈金属光泽→清洗内表面→在专用的焊接变位器上夹紧，找正→在球壳外壁安装远红外电加热及保温层→通电预热，使球壳温度≥100℃→进行第一层（过渡层）带极板堆焊和球底中心部位的焊条、电弧堆焊→打磨焊接接头部分→堆焊层表面PT（抽查30﹪面积）→UT检测（也抽查30﹪，以焊带搭接处为主）→消除应力热处理→表面清洗，不得有油污等影响继续堆焊质量的杂物→堆焊第二层（耐蚀层）不锈钢（包括焊条电弧堆焊）→铁素体测定100﹪PT→100﹪UT→测量堆焊层厚度→加工环向焊接坡口→镗制底部和侧面物料接管焊接坡口→所有坡口的碳钢部分进行MT→清洗坡口表面（用酒精擦洗除去油污）→组对接管→球壳接管周围适当预热→焊接→焊接铁素体测定→焊缝表面PT→与筒体组对焊接? 上封头球壳的制造工艺过程在球壳冲压成形部分与下封头相同，以后工序如下：上封头球壳冲压成形并经正火+回火处理，力学性能试验合格后→在立车上加工人孔开孔与人孔法兰的焊接坡口→检验坡口合格后→与人孔法兰锻件组对→点焊固定（预热）→预热（≥150℃）焊接→UT、MT→硬度检查→直线加速器RT检测（有条件厂家）→组对两个吊耳→局部预热≥150℃→焊接吊耳→焊满后表面打磨→MT、UT→消除应力热处理→UT、MT→硬度检查→球壳内壁打磨光滑呈金属光泽→清洗干净→堆焊不锈钢（堆焊程序与下封头相同）→堆焊人孔衬里过渡层→精加工人孔内圆及人孔密封面镶环槽→组对人孔内圆衬里和密封底镶环→焊接→焊接铁素体检查→焊接表面PT→精加工人孔密封面→螺栓孔加工→检验九．封头成形后热处理及其检测? 热处理奥氏体不锈钢封头在冷压后不需要进行热处理，但在热压后一定要进行热处理。百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网92to.com,您的在线图书馆!
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