大型金屬管板孔群的加工方法技術

本發明專利技術涉及一種大型金屬管板孔群的加工方法，用于石油、化工行業大型反應容器、換熱器的金屬管板的制作。其方法：1、按設計圖樣編制鉆孔程序，將管板裝夾在數控鏜銑床（或者數控鉆床——下同）上，啟動數控鏜銑床，輸入鉆孔程序，對管板上所有的管孔加工引孔；2、將管板引孔面向上平放于支座上，調整支座使管板表面處于水平狀態后，夾緊管板；將3臺搖臂鉆床置于管板的圓周外側，使其每一臺搖臂鉆床加工120°范圍內管板上的管孔，利用3臺搖臂鉆床同時進行管板上管孔的鉆孔和鉸孔，完成管板孔群的加工。本發明專利技術利用數控鏜銑床（數控鉆床）和搖臂鉆床完成大型金屬管板孔群的加工，設備費用少、工效高、加工成本低。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種，用于石油、化工行業大型反應容 器、換熱器的金屬管板的制作。
技術介紹
大型容器，特別是大型反應容器，由于生產工藝的要求和壓力容器內介質、溫度、 壓力因素的影響，大型容器的管板，尺寸Φ 5 000醒?Φ 8 000醒，厚度50醒?250mm，管板 上設有幾千?幾萬個反應管(或者是換熱管）管孔，形成按一定規律排列的密集孔群；對管 孔的位置精度和管孔的孔徑公差、孔內表面的粗造度均有要求，對于反應管與管板采用焊 接或者脹焊連接的管板，管板正面的管孔上端還需要開設焊接坡口。如5萬噸/年順酐裝 置的關鍵設備-列管式固定管板反應器的上、下管板，直徑Φ 6 000 mm,厚度140 mm，材 料為Q345R (正火）鋼，每個管板上設有2 6180個反應列管管孔,鉆孔前管板單重3 1271 Kg，加工完2 6180個反應管孔后，管板單重16937 Kg，設計要求孔的加工精度為25. 25 + °_15。 mm，管孔表面粗糙度Ra6. 3 μ m，管孔的加工工作量很大。 如上所述，由于大型容器的管板尺寸大，厚度厚，管孔數量多，對管孔的位置精度 和管孔的孔徑公差，孔內表面的粗造度均有要求，用傳統的鉗工劃線或者模板，搖臂鉆床打 ?L，孔的位置精度差，效率很低；用數控深孔鉆鉆孔，雖有利于管板的孔加工，但對于管板上 幾千?幾萬個密集孔群的管孔的加工，加工時間長，生產成本高；利用大型加工中心或者大 型數控多軸深孔鉆床進行管孔的加工，雖然加工后管孔的位置精度和尺寸精度高，但這些 大型加工設備的設備價格高，一般壓力容器制造企業不具備此條件，而且利用大型加工中 心或者大型數控多軸深孔鉆床來加工管板，占用這種貴重的高精度機床時間長，增加了加 工成本，很不經濟。 因此，尋求利用普通機床設備又能滿足管板管孔加工精度、且效率高的管板孔群 的加工方法，以提高生產效率、降低生產成本是亟待解決的問題。
技術實現思路
本專利技術正是為了克服現有技術存在的不足和缺陷，提供一種大型金屬管板孔群的 加工方法：按設計圖樣對管板上管孔的位置要求編制鉆孔程序，將編制的鉆孔程序輸入數 控鏜銑床(或者數控鉆床--下同)，用數控鏜銑床在管板上加工一定深度的引孔，以保證 大型金屬管板管孔的位置精度；再將3臺搖臂鉆床布置于管板的圓周外側，使其每一臺加 工管板上120°范圍內的孔，利用3臺搖臂鉆床同時進行管板上管孔的鉆孔和鉸孔，可提高 管孔的加工效率、縮短加工時間、降低制造成本。 本專利技術是通過如下技術方案來實現的： ，本專利技術特征在于，該方法為， 將管板裝夾在數控鏜銑床上，在數控鏜銑床上安裝引孔鉆，啟動數控鏜銑床利用數控 鏜銑床對管板上所有的管孔加工引孔，引孔深度為20?30 mm，以保證大型金屬管板上管孔 的位置精度；管孔的引孔加工完后，從數控鏜銑床上卸下管板；在平板上安裝支座，將管板 引孔面向上平放于支座上；調整支座，使管板的表面處于水平狀態后，夾緊管板，以保證加 工管孔的垂直度；將3臺搖臂鉆床Z1、Z2、Z3分別圍繞管板置于管板的圓周外側，使每一臺 搖臂鉆床能夠分別加工管板上120°范圍內的管孔，利用3臺搖臂鉆床同時進行管板上管 孔的鉆孔和鉸孔，完成管板孔群的加工。 所述的管板直徑5 000 mm?8 000 mm，厚度5〇 mm?25〇 mm，材料為GBl5O. 2《壓力 容器第二部分材料》規定的金屬材料；管板上設有幾千?幾萬個反應管管孔或換熱管管 孔，形成按一定規律排列的密集孔群。 本專利技術與現有大型管板孔群的方法相比，其優點在于： 1) 采用數控鏜銑床(或者數控鉆床）和普通搖臂鉆床進行大型管板孔群的鉆孔、鉸孔， 就能滿足管板上管孔的位置精度和孔的加工精度要求。可節省購置設備價值高的大型加工 中心或者大型數控多軸深孔鉆床的費用，或者避免占用價值高的大型加工中心、大型數控 深孔鉆的設備。因此，生產成本低，且一般壓力容器制造企業均可利用此方法進行大型管板 孔群的加工； 2) 管板采用在數控鏜銑床或者數控鉆床上引孔，可保證管板上管孔的位置精度；再用 3臺搖臂鉆床同時進行管孔的鉆孔、鉸孔，生產效率高； 3) 本專利技術可用于石油、化工行業壓力容器制造企業大型管板孔群的加工，加工后管孔 的位置精度和孔幾何精度能滿足管板上孔群的設計要求，設備占用費少、工效高、成本低。 【附圖說明】 圖1為本專利技術大型金屬管板的結構圖示意圖； 圖2為圖1中I部的放大結構示意圖； 圖3為本專利技術大型金屬管板鉆孔、鉸孔的設備布置示意圖； 圖4為圖3的俯視結構意圖。 圖中符號表不： 1 -管板，2 -管孔，3 -支座，Z1、Z2、Z3 -搖臂鉆床；b -相鄰兩孔間的孔橋寬度_)， d -管孔直徑(醒),D -管板直徑(醒)，η -管孔數量(個)，s -相鄰兩孔的中心距(醒)，Ra - 管孔表面粗造度（Ra)。 【具體實施方式】 見圖1，圖2,圖3,圖4,，其特征在于：按設計圖樣 對管板上管孔的位置要求編制鉆孔程序，將管板1裝夾在數控鏜銑床(或者數控鉆床--下 同）上，啟動數控鏜銑床，輸入鉆孔程序，在數控鏜銑床上安裝引孔鉆，利用數控鏜銑床對管 板1上所有的管孔2加工引孔，引孔深度20?30 mm，以保證大型金屬管板1上管孔2的位 置精度；管孔2的引孔加工完后，從數控鏜銑床上卸下管板1 ;在平板上安裝支座3,將管板 1引孔面向上，平放于支座3上；調整支座3,使管板1的表面處于水平狀態后，并調整支座 3夾緊管板1，以保證加工管孔2的垂直度；將3臺搖臂鉆床Zl、Z2、Z3分別圍繞管板1置 于管板1的圓周外側，使每一臺搖臂鉆床能夠分別加工管板1上120°范圍內的管孔2,利 用3臺搖臂鉆床同時進行管板上管孔的鉆孔和鉸孔，完成管板孔群的加工。 本專利技術所述管板1直徑D為5 000醒?8 000醒，厚度50醒?250醒，材料為 GB150. 2《壓力容器第二部分材料》規定的金屬材料；管板1上設有幾千?幾萬個反應 管(或者是換熱管）管孔2,形成按一定規律排列的密集孔群。 下面結合附圖及5萬噸/年順酐裝置的關鍵設備--列管式固定管板反應器上、 下管板反應管孔群的加工實施示例，進一步闡述本專利技術的內容。 實施例是對本專利技術的內容進一步說明，而不是對本專利技術范圍的限制。 實施例： 5萬噸/年順酐裝置的關鍵設備--列管式固定管板反應器的 上、下管板，管板的直徑D = 6000 _，厚度140 mm，材料為Q345R(正 火）鋼，每個管板上設有η = 26180個反應列管管孔，設計要求：管孔直徑本文檔來自技高網...

【技術保護點】
大型金屬管板孔群的加工方法，其特征在于，該方法為，將管板（1）裝夾在數控鏜銑床上，在數控鏜銑床上安裝引孔鉆，啟動數控鏜銑床利用數控鏜銑床對管板（1）上所有的管孔（2）加工引孔，引孔深度為20～30㎜，以保證大型金屬管板（1）上管孔（2）的位置精度；管孔（2）的引孔加工完后，從數控鏜銑床上卸下管板（1）；在平板上安裝支座（3），將管板（1）引孔面向上平放于支座（3）上；調整支座（3），使管板（1）的表面處于水平狀態后，夾緊管板（1），以保證加工管孔（2）的垂直度；將3臺搖臂鉆床（Z1）、（Z2）、（Z3）分別圍繞管板（1）置于管板（1）的圓周外側，使每一臺搖臂鉆床能夠分別加工管板（1）上120°范圍內的管孔（2），利用3臺搖臂鉆床同時進行管板上管孔的鉆孔和鉸孔，完成管板孔群的加工。

【技術特征摘要】
1. 大型金屬管板孔群的加工方法，其特征在于，該方法為，將管板（1)裝夾在數控鏜銑 床上，在數控鏜銑床上安裝引孔鉆，啟動數控鏜銑床利用數控鏜銑床對管板（1)上所有的 管孔（2)加工引孔，引孔深度為20?30 IM，以保證大型金屬管板（1)上管孔（2)的位置精 度；管孔（2)的引孔加工完后，從數控鏜銑床上卸下管板（1);在平板上安裝支座（3)，將管 板（1)引孔面向上平放于支座（3 )上；調整支座（3 )，使管板（1)的表面處于水平狀態后，夾 緊管板（1)，以保證加工管孔（2)的垂直度；將3臺搖臂鉆床...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李安榮，趙福剛，周永慶，劉云貴，王常榮，史開春，楊勇，
申請(專利權)人：云南大為化工裝備制造有限公司，
類型：發明
國別省市：云南;53