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矿井电加热器 该设备在制造过程中的难 点

  PipelineTechniqueandEquipment2011 No11 收稿日期: 2010 29收修改稿日期:2010 08一种氮气加热器制造工艺解析 沈阳仪表科学研究院,辽宁沈阳110043)摘要:某厂一种氮气加热器为进口设备,经过十余年的使用,需要更换。矿井电加热器该设备在制造过程中的难 点是:锥体的放样与压制、U型管束的弯制、氮气电加热器焊接工艺的选取等。通过计算分析,对锥体进行了准确的 放样,设计并制作了专用成型工装,解决了制造中遇到的难点,终完成了产品制造任务。 关键词:氮气加热器;锥体;制造工艺 中图分类号: TK172文献标识码: B文章编号: 1004 9614(2011) 01 020引言 某厂进口的氮气加热器壳体为矩形壳体,该设备 是利用中间联箱,组焊两个锥体而组成的。氮气电加热器内置 管束,壳程介质为氮气,管程介质为水蒸汽,利用水蒸汽将氮气加热。基本数据见表 1氮气加热器设计数据表项目 管程容器类别 设计压力0105 MPa 016 MPa 设计温度 150 换热面积15 主要受压元件材料Q235 10#/Al氮气加热器壳体简图如图 1所示。 该设备由于规格较大,采用的板材较厚,故锥壳 采用压机压制的方法进行制造,方端直段另行组焊。 采用合理的工艺,使其各参数的误差控制在允许范围 之内。矿井电加热器 1锥体制造 1锥体简图锥体圆端内直径为 325 mm, 方端直段高为50 mm,锥体材料 Q235 mm,锥体简图如图2所示。 2锥体下料计算原理和展开图为了便于压机压制,选用了 1任意实长过渡线任意实长过渡线 王也等:一种氮气加热器制造工艺解析59 841mm; 789mm; 775mm; =801mm. 文中仅对圆周进行了 12等分,如果增加 等分数量结果会更。 2圆端展开长圆端展开长为 =π(325+6) 040mm sin(180 =331sin (180 /12) =851669 不同于圆锥台的小端口,所以胎具小端的内侧宽度应大于两个板厚, 15mm;大端取 300 mm; 圆钢长度大于 841 mm即 可;圆钢直径取 50 mm. 对于凸模,应使凸模的高度适当高一些, 以防相 邻两个三角平面压至接近 90时,受到凸模底座板的 阻碍而不能顺利成型。 2锥体压制注意事项锥体压制的过程中,应将小端分成若干等分,与方 端点连出若干放射线,成型时按线逐条进行,压制时应 遵循宁欠勿过的原则进行,弧欠时再适当压几条过渡。 该设备换热管规格为25 215, 10#钢管,弯制半 50mm. 为保证圆弧质量, U型管束需要热弯。 同时,为避免弯制过程中出现压扁,弯制时必须在管 内灌满金刚砂并压实,换热管加热到适当温度后, 利用工装进行弯制,保证弯管质量。3选取合理焊接工艺 氮气加热器壳体为矩形壳体,其结构决定了它有许 多应力集中点,焊接时由于焊接残余应力的存在, 必然 要产生较大的焊接变形,终将导致设备不能正常装 配。减小焊接变形的关键,就是要减小焊接残余应力。氮气电加热器 通过对氮气加热器壳体结构的分析,针对其结构的特殊 性,从焊接工艺入手,对减小焊接变形提供了一套有效 的方法,满足了设备的设计和使用要求。矿井电加热器 1工艺概述根据减小焊接线能量的原则,针对氮气加热器壳 体结构的特殊性,焊接时采用小电流快速焊,先焊长 焊缝,再焊短焊缝,分段焊接。对于多层多道焊,严格 控制层间温度 ,在较长焊道上,采取刚性固定等措施来减小焊接变形。 分段焊接时, 由于焊接的间断性, 还存在若干个 相同或相似的焊接应力段,使得焊接应力在整个焊缝 区域均匀分布,冷却后的残余应力小。控制层间温 度,降低了焊接残余应力的代数叠加,同时也是减小 焊接线能量的一种手段。 焊接分两步进行, 首先进行零部件焊接, 然后进 行总装焊接。该设备的制造难点为总装焊接。 2焊接工艺焊接工艺参数见表 2焊接工艺参数序号 焊接 材料 /mm焊接电 J427Φ312 95~105 22~24 140~160 J427Φ410 140~160 22~26 170~200 100 在总装焊接中,采用分段对称焊接并严格控制层间温度,合理选择焊接工艺,组焊后的氮气加热器壳 体经检验,壳体各部位的公差110 mm. 4结束语 通过对锥体准确放样和 U型换热管弯制,并采用 成型工装成型, 将其与其他部件组对后,选用合理的 焊接工艺,将焊接变形控制在规定范围内,较好地完 成了产品制造任务。 参考文献: 实用铆工读本.北京: 化学工 业出版社, 2004. GB150—1998钢制压力容器. 电焊工.北京:中国劳动出版社, 1996. GB9948—2006石油裂化用无缝钢管. 作者简介:王也 (1964—) ,高级工程师,从事特种设备检验检测 工作。
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来源:      时间:2020-5-10 8:15:15
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