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实现筒体和封头同步加工,缩短容器生产周期

提高我国压力容器制造水平的一项重要改进---实现筒体和封头同步加工,缩短容器生产周期

提高我国压力容器制造水平的一项重要改进

——实现筒体和封头同步加工,缩短容器生产周期——

The important improvement in manufacture of Chinese pressure vessel

——Realizing machine synchronously of shell and heads, Shortening produce time of pressure vessel——

宜兴必威体育-官网有限公司

摘要:本文就改变用封头周长定筒体下料尺寸的旧工艺,实现筒体和封头同步加工,从而缩短容器生产周期,对当前容器制造业的重要的现实意义;实现同步加工应具备的条件和要求;同时对照新制订的《钢制压力容器用封头》标准(JB4746-2001报批稿)中的有关规定,进行了分析和评述。

Abstract:This paper discussed the problem of realizing machine synchronously of shell and heads, shortening produce time of pressure vessel which possessed important meanings to the manufacture of pressure vessel, at the same time, referring to the rules in the new edition standard of 《Steel pressure vessel heads》(JB4746—2001 submitting for approval),gave an analysis and made an assessment。

1. 问题的提出

以前压力容器的生产流程为:外协加工毛边封头,切毛边、加工坡口、测量直边段外圆周长后,筒体下料卷圆,封头和筒体组装。

分析上述流程可知:一、封头厂只提供端部不切边的毛边封头;二、实测封头外圆周长后“才敢”筒体下料制作,两者不能同步加工,以保证封头和筒体组装的错边量不超差。其原因是封头的加工技术落后,成形质量差,不能按要求保证封头的尺寸精度。这就延长了容器的生产周期,是我国容器生产技术与国际水平存在的差距之一。

如何创造必要的条件,满足筒体和封头同步加工的要求,以缩短生产周期,适应我国加入WTO后面临的挑战,缩小与国际水平的差距,是我国容器界封头行业努力解决的课题之一,具有明显的经济价值和现实意义,其关键是必须提高我国的封头制造质量。

近年来,由于宜兴必威体育-官网有限公司引进了日本北海的封头制造技术,使我国的封头制造向专业化发展,按严于国家标准的内控质量标准组织生产,极大地提高了我国的封头质量,保证了尺寸精度,为筒体和封头同步加工创造了必要的条件。

为了适应技术进步和生产发展的需要和可能,由全国压力容器标准化委员会制造分委员会制订的《钢制压力容器用封头》标准(以下简称《新封头标准》)中的有关技术要求,就是以筒体和封头可同步加工这一基点提出的。

现根据筒体和封头同步加工应具备的条件,并对照《新封头标准》的技术要求进行分析。

2. 封头和筒体组装的基本要求

2.1 对口错边量b应按GB150—1998表10-1中B类接头的要求执行。 

表1 焊接接头对口 错边量mm

对口处钢材厚度δS 按焊接接头类别划分对口错边量b
A B
≤12 ≤1/4δS ≤1/4δS
>12 ≤3 ≤1/4δS
>20~40 ≤3 ≤5
>40~50 ≤3 ≤1/8δS
>50 ≤1/16δS,且≤10 ≤1/8δS,且≤20

2.2 对口棱角度E不得大于(δs/10 2)mm,且不大于5mm

2.3《容规》规定:不得进行强制组装。

上述要求的2.2款,由《新封头标准》中对直边倾斜度的限制加以保证,与筒体和封头同步加工的关系不大。对2.3款的要求,只要封头和筒体的尺寸精度(含量大、最小直径差)符合标准就可控制。故保证错边量是实现筒体、封头同步加工的关键。现就此作进一步分析。

3. 满足错边量要求应具备的条件

3.1订购封头时须明确封头和筒体的对准基准

如图1所示,封头和筒体的组装是由封头的直边段与筒体组成的对接接头。由于封头成形时直边段为增厚区,实测的直边厚度δ’将大于投料的钢材厚度δs。因此,封头实际的外圆平均直径DO’和外圆周长L’,应按下式计算:

DO’=Di’ 2δ’mm

L’=π(Di’ 2δ’)mm

式中Di’为实测平均内直径mm

图1 筒体和封头的对准基准

A内径对准 B外圆对准 

  

由于δ’是与封头的材质、形状、板厚、成形方法、工艺和操作技能等多种因素有关的不定值。因此,即使封头和筒体的内径Di、钢材厚度δs均相等,而两者的外径和外周长并不相等。所以封头和筒体组装时,内径和外圆不可能同时对准,只能根据容器的生产工艺,确定以外圆对准(控制封头的外圆周长公差,相当于日本JISB8247标准中的A种封头),或者以内径对准(控制封头的内径公差,相当日本标准的B类封头。)因此,新封头标准要求在订购封头时,须明确封头和筒体的对准基准,并按3.2的要求确定相应的尺寸公差。至于这基准如何选择,由容器生产厂决定。一般按筒体的δs选,如δs≤10mm,以外圆对准,δs>10mm,以内径对准。

如果直边厚δ’比筒体厚大于3mm,则应按图2所示对封头直边段的内圆(外圆对准)或外圆(内径对准)作削薄处理。

图2封头直边削薄处理

  

3.2订购封头时应确定内径或者外圆长的公差

3.2.1为了保证封头和筒体对接接头的错边量b符合GB150的规定,在确定对准基准后,供需双方应进一步确定内径或外圆长允许的公差,作为双方生产过程质量控制的依据。也就是说封头厂必须严格按商定的公差交货。

3.2.2商定的封头内径或外圆周长公差,应不大于允许错边量的一半,即<1/2b。另外的1/2b,应作为制作筒体的公差。如果封头和筒体都按此公差加工,则具有最大偏差的封头与具有最小偏差的筒体组装,(或反之),将产生最大的错边量bmax等于封头和筒体最大偏差之和。

即:bmax=(<1/2b <1/2b)<b,如图3所示。

图3 对接错边量示意图

   

按内径公差小于<1/2b的要求,所得的内径和外周长的允许公差,由封头的钢材厚度δs决定。列于表2

表2 按δs和规定的错边量确定封头应控制的内径或周长公差

对口处钢
材厚度δs
B类接头对口错边量 封头或筒体的公差
内径公差 外圆周长公差
b 1/2b 新封头标
准规定
应控制
的公差
新封头标
准规定
应控制
的公差
3 1/4δs 0.75 0.375 -1.5~ 1.5 ±0.75 -4~ 4 ±2.4
4 1/4δs 1 0.5 -2~ 2 ±1 -6~ 6 ±3
6 1/4δs 1.5 0.75 -3~ 3 ±1.5 -9~ 9 ±4.7
8 1/4δs 2 1.0 -3~ 3 ±2 -9~ 9 ±6
10 1/4δs 2.5 1.25 -3~ 4 ±2.5 -9~ 12 ±7.8
12 1/4δs 3 1.5 -3~ 4 ±3 -9~ 12 ±9
>12~20 1/4δs 3~5 1.5~2.5 -3~ 4 ±3~±5 -9~ 12 ±9~15.7
>20~40 ≤5 2.5 -4~ 6 ±5 -12~ 18 ±15.7
>40~50 1/8δs,5~6.25 2.5~3.175 -4~ 6 ±5~±6.25 -12~ 18 ±15.7~19.6

3.2.3 从表2可见,除δs≤12mm,应控制的内径或外周长的公差小于新封头标准外,其余厚度的公差,一般都大于标准要求。因此,对δs>12mm的封头,如按新封头标准规定的公差交货,大都可满足筒体和封头同步加工的要求。

3.3 封头厂应严格按商定的公差交货

严格按商定的公差交货这是筒体和封头能否同步加工的关键。为此,封头厂应做到以下几点:

3.3.1 封头生产过程应严格控制公差,采用合适的工艺,进行认真的检查。

3.3.2 必须进行正确的测量,保证测量结果的准确性。为此,新封头标准规定,应将封头的毛边切除后才能交货。其目的是对封头的内径、厚度、外周长等检测时,以封头端面作为测量基准,使所测结果准确有效。这不仅是封头制造厂控制产品质量的需要,也是用户进行验收测量的基准。

3.3.3 封头产生厂应具有尺寸和形状修正的设备和技术

生产中难免出现尺寸超差,必须进行修正,达到公差要求后才能向用户交货。例如热冲压封头的尺寸超差,可用旋压法进行收口或扩口的修正。因此,封头厂应有多种成形设备和修正设备,才能实现筒体和封头同步加工的承诺。

4. 结论

4.1 筒体和封头同步加工可缩短容器的生产周期,是容器生产水平提高和制造技术发展的必然趋势。具有明显的经济价值和现实意义。

4.2 但是,必须满足相应的条件和要求,否则难以实现。新封头标准能以此为基点规定了相应的技术要求,体现了新封头标准的先进性,缩短了我国封头质量和国际水平的差距。

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