高壓氮氣球形貯罐的制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種高壓氮氣球形貯罐的制備方法。包括下述步驟：上、下半球壁厚的設(shè)定——上、下半球的下料展開計算——上、下半球的下料要求——上、下半球的外委成型——鍛件機械加工——人孔及接管焊后的二次加工——人孔蓋的裝配——總裝及工裝——熱處理及耐壓試驗。解決了現(xiàn)有技術(shù)中加工球形貯罐工藝存在的諸多難點。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種氮氣貯罐的制備方法，尤其涉及一種高壓氮氣球形貯罐的制備方 法。
技術(shù)介紹
高壓氮氣貯罐通常形狀有筒形和球形兩種，這里介紹的高壓氮氣貯罐主要指的是 高壓氮氣球形貯罐。高壓容器主要用于特殊行業(yè)，是需要特殊壓力的設(shè)備，具有穩(wěn)壓，緩沖， 除水等作用。高壓容器不同于一般的鋼制容器，它應(yīng)用不廣泛，僅應(yīng)用于軍事工業(yè)的炮筒、 核動力裝置和化工、石油工業(yè)合成反應(yīng)的高壓緩沖與貯存及電力工業(yè)的核反應(yīng)堆、蓄電器 等。但現(xiàn)有技術(shù)，加工高壓氮氣球形貯罐的工藝難點多，主要體現(xiàn)如下： ①壁厚的設(shè)定； ②上、下半球的展開； ③人孔及接管焊后的二次加工； ④人孔蓋的裝配； ⑤總裝及自制工裝； ⑥熱處理及耐壓試驗。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種高壓氮氣球形貯罐的制備方 法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中加工球形貯罐工藝難點多的問題。 本專利技術(shù)的制備方法包括下述步驟： 步驟1，上、下半球壁厚的設(shè)定： 上、下半球鋼材厚度等于名義厚度加上加工裕量，上、下半球封頭加工裕量為封頭 成形厚度的減薄率，減薄率為鋼板名義厚度的13%~14% ; 步驟2,上、下半球的下料半徑： 理論值加上工藝附加量，半球餅下料半徑公式為： R = I. 414r+2 δ η (名義厚度）+5〇mm 步驟3,上、下半球的下料要求： (1)上、下半球展開劃線前先對整張板的四邊50mm外進行超探，不允許有裂紋、 分層等缺陷，待檢驗確認(rèn)后方可進行，球頭劃線時先在板材畫出中心線，然后再劃出餅料外 圓，注意距板材邊部讓出50mm ; (2)采用火焰切割下料時，應(yīng)清除熔渣及有害雜質(zhì)，并采用砂輪或其他工具將周邊 加工平整，露出金屬光澤，火焰切割前需要預(yù)熱到125°C ; 步驟4,上、下半球的外委成型： (1)半球形封頭HHA按照GB/T25198-2010《壓力容器封頭》標(biāo)準(zhǔn)壓制成型，不允許 拼縫；半球形封頭成型后需進行正火熱處理，并有與半球形封頭相同加熱工藝的母材熱處 理試板；半球形封頭成型后進行表面100%磁粉檢測，按照J(rèn)B/T4730. 4-2005規(guī)定評定級別 為I級合格； (2)所有坡口加工時，坡口預(yù)定線IOOmm處按照J(rèn)B/T4730. 3-2005規(guī)定進行100% 超聲波檢查，無裂紋、夾渣、裂紋；坡口加工后按照J(rèn)B/T4730. 4-2005進行100%磁粉檢測， 無裂紋； 步驟5,鍛件機械加工： 鍛件應(yīng)符合NB/T47008-2010所規(guī)定的III級要求，坡口按JB/T4730. 5-2005進行 100%滲透/磁粉檢測，I級合格；鍛件要進行拉伸和夏比（V型缺口）沖擊試驗（(TC ) AKv彡34J ;鍛件粗加工后要進行100 %超聲波檢測，II級合格；鍛件加工后表面按JB/ T4730. 5-2005進行100 %滲透/磁粉檢測，I級合格； 步驟6,人孔及接管焊后的二次加工： 根據(jù)GB150和HG/T20583要求，罐體與人孔或接管組焊后預(yù)留出二次加工裕量； 步驟7,人孔蓋的裝配： 上、下半球總裝前需將人孔蓋裝入上半球內(nèi)，先進行人孔蓋預(yù)裝，預(yù)裝位置確定 后，將支耳與上半球定位并焊接，然后再將人孔蓋所有連接件拆下來，待上、下半球總裝并 進行熱處理后，在裝個罐體內(nèi)表面噴砂、除銹、清理干凈后，再重新將所有人孔蓋部件裝配， 準(zhǔn)備進行下一工序的耐壓試驗； 步驟8,總裝： 上、下半球進行總裝； 步驟9，熱處理及耐壓試驗： (1)整體熱處理時，對法蘭密封面涂抹石墨防氧化類膏劑，熱處理后密封面用水沖 洗干凈； (2)耐壓試驗 水壓試驗時，不安裝安全閥，安全閥口用工藝堵頭封閉，待水壓試驗結(jié)束后，氣密 性試驗前再將安全閥安裝，進行氣密性試驗；液壓試驗壓力：20. 63MPa，液體溫度為5°C ;氣 密性試驗壓力：16MPa。 本專利技術(shù)的優(yōu)點效果如下： ①精確的計算出投料的壁厚的設(shè)定； ②精確的計算出上、下半球的展開； ③精確的完成人孔及接管焊后的二次加工； ④精確的完成了人孔蓋的裝配； ⑤精確的完成了總裝及自制工裝； ⑥精確的完成了熱處理及耐壓試驗。【附圖說明】 圖1為本專利技術(shù)大型容器的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。【具體實施方式】 以下參照附圖，詳細(xì)描述本專利技術(shù)。 本專利技術(shù)技術(shù)參數(shù)設(shè)定如下： 步驟1，上、下半球壁厚的設(shè)定： 厚度是壓力容器最主要的結(jié)構(gòu)參數(shù)，是在規(guī)定的載荷條件下，保證結(jié)構(gòu)強度和結(jié) 構(gòu)剛度以及使用壽命的基本條件之一。在GB150中規(guī)定了五種厚度，而設(shè)計在圖紙標(biāo)注中 通常給只出容器壁厚的名義厚度和設(shè)計厚度，鋼材厚度等于名義厚度加上加工裕量，半球 形封頭加工裕量即封頭成形厚度減薄率通常為鋼板厚度的13%~14%，本實施例以設(shè)計 圖紙給定名義厚度為50mm，半徑r為1000 mm為例。 減薄率厚度 50mm X0. 13 = 6. 5mm ; 得出鋼板投料厚度=名義厚度50mm+減薄率厚度6. 5mm = 56. 5mm ; -次圓整后鋼材厚度為57mm ;由于市場沒有57mm厚鋼材； 二次圓整后鋼材厚度為58mm。 步驟2,上、下半球的下料展開計算： 球形封頭的下料展開計算如下。 球面積：4 π r2= π D 2 半球面積：4 π r2 + 2 = 2 π r2 半球餅面積：S = π R2即半球餅面積：S = π R2 =2Jir2 .··半球餅半徑 R = I. 414r = I. 414X 1000 = 1414 但是這只是通過計算給出的理論值，不能夠作為生產(chǎn)實際中的下料尺寸，還要加 上工藝給的附加量才能保證半球形封頭的整體尺寸。因此半球餅下料半徑公式為： R = I. 414r+2 δ η (名義厚度）+50mm .··半球餅下料：R = I. 414X1000+2X50+50 ~1565mm。 步驟3,上、下半球的下料要求： (1)上、下半球展開劃線前先對整張板的四邊50mm外進行超探，不允許有裂紋、 分層等缺陷，待檢驗確認(rèn)后方可進行，球頭劃線時先在板材畫出中心線，然后再劃出餅料外 圓，注意距板材邊部讓出50mm。 (2)采用火焰切割下料時，應(yīng)清除熔渣及有害雜質(zhì)，并采用砂輪或其他工具將周邊 加工平整，露出金屬光澤，火焰切割前需要預(yù)熱到125°C。 步驟4,上、下半球的外委成型： (1)半球形封頭HHA按照GB/T25198-2010《壓力容器封頭》標(biāo)準(zhǔn)壓制成型，不允許 拼縫；半球形封頭成型后需進行正火熱處理，并有與半球形封頭相同加熱工藝的母材熱處 理試板；半球形封頭成型后進行表面100%磁粉檢測，按照J(rèn)B/T4730. 4-2005規(guī)定評定級別 為I級合格。 (2)所有坡口加工時，坡口預(yù)定線IOOmm處按照J(rèn)B/T4730. 3-2005規(guī)定進行100% 超聲波檢查，無裂紋、夾渣、裂紋。坡口加工后按照J(rèn)B/T4730. 4-2005進行100%磁粉檢測， 無裂紋。 步驟5,鍛件機械加工： 鍛件應(yīng)符合NB/T47008-2010所規(guī)定的III級要求，坡口按JB/T4730. 5-2005進行 100%滲透/磁粉檢測，I級合格；鍛件要進行拉伸和夏比（V型缺當(dāng)前第1頁1 2 本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
高壓氮氣球形貯罐的制備方法，其特征在于包括下述步驟：步驟1，上、下半球壁厚的設(shè)定，上、下半球鋼材厚度等于名義厚度加上加工裕量，上、下半球封頭加工裕量為封頭成形厚度的減薄率，減薄率為鋼板名義厚度的13%～14%；步驟2，上、下半球的下料半徑，理論值加上工藝附加量，半球餅下料半徑公式為：R=1.414r?+2δn（名義厚度）+50mm；步驟3，上、下半球的下料要求，上、下半球展開劃線前先對整張板的四邊50mm外進行超探，不允許有裂紋、分層缺陷，待檢驗確認(rèn)后方可進行，球頭劃線時先在板材畫出中心線，然后再劃出餅料外圓，注意距板材邊部讓出50mm；采用火焰切割下料時，應(yīng)清除熔渣及有害雜質(zhì)，并采用砂輪或其他工具將周邊加工平整，露出金屬光澤，火焰切割前需要預(yù)熱到125℃；步驟4，上、下半球的外委成型，半球形封頭HHA按照GB/T25198?2010《壓力容器封頭》標(biāo)準(zhǔn)壓制成型，不允許拼縫；半球形封頭成型后需進行正火熱處理，并有與半球形封頭相同加熱工藝的母材熱處理試板；半球形封頭成型后進行表面100%磁粉檢測，按照J(rèn)B/T4730.4?2005規(guī)定評定級別為Ⅰ級合格；所有坡口加工時，坡口預(yù)定線100mm處按照J(rèn)B/T4730.3?2005規(guī)定進行100%超聲波檢查，無裂紋、夾渣、裂紋；坡口加工后按照J(rèn)B/T4730.4?2005進行100%磁粉檢測，無裂紋；步驟5，鍛件機械加工，鍛件應(yīng)符合NB/T47008?2010所規(guī)定的Ⅲ級要求，坡口按JB/T4730.5?2005進行100%滲透/磁粉檢測，Ⅰ級合格；鍛件要進行拉伸和夏比（V型缺口）沖擊試驗（0℃）AKv≥34J；鍛件粗加工后要進行100%超聲波檢測，Ⅱ級合格；鍛件加工后表面按JB/T4730.5?2005進行100%滲透/磁粉檢測，Ⅰ級合格；步驟6，人孔及接管焊后的二次加工，根據(jù)GB150和HG/T20583要求，罐體與人孔或接管組焊后預(yù)留出二次加工裕量；步驟7，人孔蓋的裝配，上、下半球總裝前將人孔蓋裝入上半球內(nèi)，先進行人孔蓋預(yù)裝，預(yù)裝位置確定后，將支耳與上半球定位并焊接，然后再將人孔蓋所有連接件拆下來，待上、下半球總裝并進行熱處理后，在整個罐體內(nèi)表面噴砂、除銹、清理干凈后，再重新將所有人孔蓋部件裝配，準(zhǔn)備進行下一工序的耐壓試驗；步驟8，總裝，上、下半球進行總裝；步驟9，熱處理及耐壓試驗，整體熱處理時，對法蘭密封面涂抹石墨防氧化類膏劑，熱處理后密封面用水沖洗干凈；水壓試驗時，不安裝安全閥，安全閥口用工藝堵頭封閉，待水壓試驗結(jié)束后，氣密性試驗前再將安全閥安裝，進行氣密性試驗；液壓試驗壓力：20.63MPa，液體溫度為5℃?；氣密性試驗壓力：16MPa。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郭強，
申請(專利權(quán))人：沈陽航天新光集團有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：遼寧;21