筒体整体结构分析筒体加工简明流程图【材检——喷砂——探伤】——号料——下料——【刨坡口——探伤】——筒体成形——【装焊纵缝】——校圆——喷砂——打磨——【探伤——加工环缝——组焊环缝——打磨——探伤】——【堆焊过渡层——探伤——堆焊表层——探伤】——组装受压元件成型前的工艺流程板材成型前的通用工艺流程列于表3-1。

续表3-1夹套材料夹套材料为16MnR16MnR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筒体材料筒体内层材料为304不锈钢，外层材料为16MnR。

304不锈钢化学牌号为06Cr19Ni10 旧牌号（0Cr18Ni9）含铬19%，含镍8-10%。

304不锈钢是应用最为广泛的一种铬-镍不锈钢，具有良好的耐蚀性、耐热性、低温强度和机械特性。

在大气中耐腐蚀，如果是工业性气氛或重污染地区，则需要及时清洁以避免腐蚀。

适合用于食品的加工、储存和运输。

具有良好的加工性能和可焊性。

板式换热器、波纹管、家庭用品、建材、化学、食品工业等。

304不锈钢为国家认可的食品级不锈钢。

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。

工艺设计选材聚酯反应器筒体材料选择复合钢板。

基层16MnR，复层304不锈钢。

16MnR 是普通低合金钢,它的强度较高、塑性韧性良好。

常见交货状态为热轧或正火。

属低合金高强度钢304不锈钢是一种通用性的不锈钢材料，防锈性能比200系列的不锈钢材料要强。

耐高温方面也比较好，一般使用温度极限小于650℃。

304不锈钢具有优良的不锈耐腐蚀性能和较好的抗晶间腐蚀性能。

夹套选择16MnR低合金钢。

材检一般来说，为了保证工程质量，所有原材料、构配件等，均要进行进场复检，并做好记录。

有些原材料需要抽样送检，并取得合格报告后方可使用。

具体实施按照工程验收规范、国家标准执行。

划线（1）、展开计算见图3-1（a）展开前的形状及尺寸（b）展开后的形状及尺寸图3-1 筒节展开已知：H=2100mm、Dg=2200mm、δ=22+6mm则有：Dm=Dg+δ=2200+22+6=2228mmL=π×Dm=3.14×2228=6995.92mmh=H=2100mm（2）、留余量（a）、筒体卷制的伸长量：与被卷材质、板厚、卷制直径的大小、卷制次数等条件有关，而本次采用冷卷，钢板冷卷的伸长量较小，约为7～8mm。

（b）、主要考虑内容为机加工余量和热切割加工余量见图3-2：图3-2 筒节的划线及公差要求（3）、焊缝变形量对于尺寸要求严格的焊接结构件，划线时要考虑焊缝变形量（焊缝收缩量），可以查相关的标准。

对于简单结构在自由状态下进行电弧焊接时，也可以对焊缝收缩量等变形进行大致的估算。

实际用料线尺寸=展开尺寸-卷制伸长量+焊缝收缩量-焊缝剖开间隙+边缘加工余量切割下料线尺寸=实际用料线尺寸+切割余量+划线公差（4）、划线公差长度L和宽度h如图二所示，对角线之差不大于1mm，两平行线的不平行度不大于1mm，若考虑相对长度、宽度的关系则更为完善。

一般情况下划线公差也可以考虑为制造公差的一般。

筒体的排料（1）、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；公称直径Dg大于1800mm时，拼接焊缝不多于3条；（2）、每一节筒体的纵向焊缝中心线间的弧长不应小于300mm.（3）、相邻筒体的纵向焊缝与筒体纵向焊缝应互相错开，并且两焊缝中心间的弧长不得小于100mm，见图3-3：图3-3 排料要求图（4）、最短筒节长度不应小于300mm;坡口加工坡口加工按机加工制备，按焊接工艺刨纵、环缝坡口，在12m的刨边机上加工，刨边机在下尽料的钢板两端按焊卡刨坡口，另两块钢板一端按焊卡刨坡口，另一端待筒体滚圆后制作。

根据实际生产情况，直缝和环缝坡口型式分别如图1所示。

焊接前要检查坡口型式及装配质量，坡口处要进行清除铁锈、油污、氧化皮等影响焊接质量的杂质，并对坡口进行PT表面探伤检测，确认无缺陷后方可进行焊接。

开设焊接坡口的目的主要是为了保证电弧能深入接头根部，使接头根部焊透，其次是便于清理熔渣，获得较好的焊缝成形，再次是调节焊缝中金属和母材的比例。

开设坡口主要是为了焊透，能否焊透主要由坡口的尺寸和形式决定的，焊接坡口应根据板厚、焊接方法以及图样要求或工艺条件选用标准坡口或自行设计坡口。

选择和设计坡口形式和尺寸应综合考虑以下因素:（1）保证焊缝焊透；（2）坡口形状易于加工；（3）便于装配；（4）尽量减少焊缝金属填充量，提高生产效率；（5）保证焊接接头质量，避免产生焊接缺陷；（6）减少焊接残余应力与变形；（7）有利于焊接防护，改善劳动条件；（8）方便焊工操作；（9）复合钢板坡口应有利于减少过渡层焊缝金属的稀释率。

因此，焊接坡口形式与尺寸设计见图3-4：图3-4 复合板筒节环缝示意该坡口形式具有以下优点:（1）过渡层位置明确基层与复层界面一目了然, 过渡层的位置有明确标记, 不会将碳钢焊条焊到复层上, 焊工无心理负担, 施焊时得心应手。

（2）避免夹渣的产生复层边缘远离焊缝中心, 因此在焊接热循环过程中, 最高峰值温度大大降低, 避免了因基层焊接时反复受热膨胀, 引起复层张口, 并出现夹渣的可能。

（3）保证了过渡层厚度的要求过渡层能完全覆盖基层, 并且能达到技术条件中要求的a、b 值, 保证过渡层的焊接质量,使其真正起到承上启下的作用。

多年的实践证明,坡口能更好的保证不锈钢复合板的焊接质量, 同时对其它类型的复合材料焊接坡口的设计有一定的参考价值。

、焊接工艺焊前准备为了保证焊接接头的耐蚀性，防止焊接缺陷，在焊前准备中，对下列问题应予以特别注意。

⑴下料方法根据材料厚度查得，坡口加工方法可选用切削或磨削。

此盘管坡口加工适宜选择磨削加工方法。

其优点是现在的磨削工具小型轻便，使用起来比较方便，总成本低，而且用途广，对于厚度小于8mm的部件，多采用磨削方法加工坡口，这种方法更适用于现场修磨坡口。

⑵焊前清理为了保证焊接质量，焊前应将坡口及两侧20~30mm范围内的焊件表面清理干净，如有油污，可用丙酮或酒精等有机溶剂擦拭。

对表面质量要求特别高的焊件，应在适当范围内涂上用白垩粉调制的糊浆，以防止飞溅金属损伤钢材表面。

⑶ 表面防护 在搬运，坡口制备、装配及点焊过程中，应注意避免损伤不锈钢表面，以免使产品的耐蚀性能降低，如不允许在钢材表面随意打弧及用利器划伤钢板表面等。

⑷ 自冷作硬化现象 因奥氏体不锈钢的线胀系数大，对冷作硬化敏感，在刚性固定条件下焊接时，焊缝在冷却中会产生较大的塑性变形，而发生自发的冷作硬化现象，经“自冷作硬化”的焊缝，屈服点提高40%左右，塑性有所降低。

⑸ 焊丝应有制造厂的质量合格证，领取和发放有焊材管理员统一管理。

焊丝在使用前应清除油锈及其他污物，露出金属光泽。

⑹ 氩气氩气瓶上应贴有出厂合格标签，其纯度≥99.95%，所用流量6-9升/分钟，气瓶中的氩气不能用尽，瓶内余压不得低于0.5MPa ，以保证充氩纯度。

⑺ 焊接工具a 采用直流电焊机，用WSE-315和TIG400两种型号焊机。

b 选用的氩气减压流量计应开闭自如，没有漏气现象。

切记不可先开流量计、后开气瓶，造成高压气流直冲低压，损坏流量计；关时先关流量计而后关氩气瓶。

c 输送氩气的胶皮管，不得与输送其它气体的胶皮管互相串用，可用新的氧气胶皮管代用，长度不超过30米。

⑻其它工器具焊工应备有：手锤、砂纸、扁铲、钢丝刷、电磨工具等，以备清渣和消缺。

筒节与筒节环缝焊接方法及焊接工艺 复合板筒节与筒节环焊接如图4-222+670°70°3230°5图4-1 堆焊工艺 图4-2 筒节环缝焊接4.2.2筒节与筒节环焊缝焊接工艺续表4-14.2.3 材料时应注意遵循以下原则:a. 复层用焊材应考虑有10% 的合金元素烧损, 选择合金成分高的焊材。

过渡层用焊材应考虑碳钢对不锈钢的稀释作用, 合金成分应比母材高25% 左右。

b. 焊材的含碳量应尽可能的低, 有条件时可选择超低碳钢焊条。

c. 当压力容器产品设计计算了复合钢板复层的强度, 选择焊条也要考虑焊材强度对焊接接头的影响。

d. 基层焊接材料, 按强度匹配即可。

在焊接工艺评定的基础上, 操作时应选用小直径焊条, 采用小热输入、反极性、快速多道焊接, 焊条不允许做横向摆动, 这样可以避免基层金属对过渡层的稀释, 减少马氏体组织的形成, 防止产生裂纹。

需要说明, 焊接复层时严禁采用埋弧自动焊, 因为它具有很大的熔深, 会使过多的基层材料熔入焊缝, 焊后易产生大量的焊后冷裂纹, 而且会对焊接接头的抗腐蚀性产生影响。

e. 焊接材料的选择按JB/ T4709 2000《钢制压力容器焊接规程》的规定, 分别选择基层和复层的焊接材料。

过渡层的焊接材料按异种钢的焊接进行选择. 4.2.4 检验（1）基层：100%UT,按JB/T4730-2005 I级；超声波针对缺陷性质如裂纹、气孔、夹渣的分析、判别进行定性评估，并可对缺陷定位、定量评价，因此用于基层检测。

（2）基层内表面磨平后，按JB/T4730-2005 I级；（3）过渡层及盖面层逐层：100%PT,按JB/T4730-2005 I级；渗透检测适用材料广泛，是检测各种工件裸露出表面开口缺陷的有效无损检测方法，灵敏度高，设备简单，操作方便，因此用于过渡层焊好后及盖面层的逐层表面检测。

夹套与筒体焊接方法及焊接工艺(1) 夹套与筒体选择封闭件进行连接封闭件材料封闭件的材料选用与夹套相同的材料，即16MnR，低合金钢。

封闭件几何尺寸确定封闭件厚度计算：封闭件厚度等于夹套厚度16mm，带圆弧过渡锥形封闭件的锥角一般取45o，过渡部分圆弧半径一般为R20~R40mm。

封闭件大小端直径的确定：确定封闭件小端内直径时，应考虑筒体卷制时出现的不圆度以及封闭件、容器留有的装配间隙，其值比容器外直径大2mm~3mm。

封闭件大端内径与夹套筒体内径相同。

焊接的接口图4-3:图4-3 密封件末端与通体焊接(2焊接方法及规范参数双面埋弧自动焊，一侧焊后另一侧碳弧气刨后再施焊；正、反各焊一层；直流反接，H10Mn2ф5，HJ431，焊接电流（750~800）A，电弧电压（34~38）V，焊接速度~40cm/min。

图4-4 密封件末端与夹套焊接接管与筒体焊接方法及焊接工艺（1）焊接示意图4-5图4-5 筒体与接管焊接（2）接管与复合板筒体的焊接在筒节组对过程中采用定心器和光学准直望远镜配合，控制筒节间同轴度，最后完成上、下两大部分环焊缝焊接、容器内件组装焊接和容器整体热处理。

焊后清理低合金钢焊后，焊缝必须进行酸洗、钝化处理。