粉煤給料罐內(nèi)件相貫錐體制作與組裝

李　雷，于　輝，周　玲

(大連金州重型機(jī)器集團(tuán)有限公司，遼寧 大連　116000)

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經(jīng)驗(yàn)交流

粉煤給料罐內(nèi)件相貫錐體制作與組裝

李雷，于輝，周玲

(大連金州重型機(jī)器集團(tuán)有限公司，遼寧 大連116000)

摘要：多錐相貫結(jié)構(gòu)成型工藝復(fù)雜，錐錐相貫線，錐筒相貫線配合公差不易滿足，單錐壁薄成型不易控制。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)，詳細(xì)介紹相貫錐體的制作，特別強(qiáng)調(diào)樣板制作、下料、壓型、組裝等工藝注意事項(xiàng)，為相貫錐體的制作提供一套全面實(shí)用的參考工藝。

關(guān)鍵詞：相貫錐體；下料；壓型；組裝

0引言

煤氣化技術(shù)是清潔利用煤炭資源的重要途徑。粉煤在給料罐中加壓，經(jīng)給料罐下部4個(gè)底錐通過(guò)煤線向氣化爐內(nèi)輸送粉煤，從而制取所需氣體。多錐相貫結(jié)構(gòu)在煤氣化技術(shù)中應(yīng)用廣泛，起物料收集和再分配作用。

為某煤炭間接液化項(xiàng)目生產(chǎn)的粉煤給料罐，設(shè)備筒體內(nèi)4個(gè)內(nèi)錐與設(shè)備筒體相貫，錐錐之間相貫，相貫內(nèi)錐壁薄，配合公差要求嚴(yán)格，相貫形狀不易制作，制造綜合難度大。故根據(jù)多年制造經(jīng)驗(yàn)制定了切實(shí)有效的工藝方案，對(duì)多道工序進(jìn)行反復(fù)研究和創(chuàng)新，最終解決了多個(gè)制造難題，成功保證相貫錐配合，且各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)文件要求。

1設(shè)計(jì)參數(shù)及主要制造允差要求

1.1　設(shè)計(jì)參數(shù)及結(jié)構(gòu)

該設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)見表1，設(shè)備簡(jiǎn)圖見圖1，內(nèi)錐結(jié)構(gòu)見圖2。

表1　粉煤給料罐設(shè)計(jì)參數(shù)

圖1　設(shè)備三維模型

1.2　主要制造公差

設(shè)備殼體內(nèi)徑允差為±7.5 mm，筒體直線度允差為±18 mm，單個(gè)相貫錐體大口內(nèi)徑允差±3 mm；小口內(nèi)徑允差-2 mm，錐角允差為±1°。

2制作與組裝

根據(jù)實(shí)際運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)施工情況，可酌情制定制作與組裝生產(chǎn)工序。采用廠內(nèi)預(yù)組裝，用戶現(xiàn)場(chǎng)與設(shè)備本體組焊的方式，廠內(nèi)預(yù)制工裝筒體公差按設(shè)備筒體公差執(zhí)行。

2.1　下料

2.1.1將錐體展開到平面

首先按中徑將單個(gè)錐體展開到平面上，錐體按整錐考慮，錐角30°，將錐體均勻等分40份，以覆蓋特殊點(diǎn)a,b,c,d,e為宜，等分份數(shù)越多、所得展開好后平面邊緣曲線越圓滑。

L=r/sin15°

式中L——母線長(zhǎng),mm

r——相貫點(diǎn)到圓心O之間的垂直距離,mm

依次將各線點(diǎn)展開到平面上，單個(gè)相貫錐體展開后圖形如圖3所示。

(a)

(b)

a點(diǎn)—錐體與筒體相貫最低點(diǎn)；b點(diǎn)—錐體與筒體相貫最高點(diǎn)；c點(diǎn)—錐錐之間相貫最低點(diǎn)；d點(diǎn)—錐錐之間相貫最高點(diǎn)。

單錐展開后最長(zhǎng)母線L=5306 mm，鑒于油壓機(jī)壓型能力和焊接焊縫長(zhǎng)度板材利用率等綜合因素，錐體分3段制作，第Ⅰ段分3片，第Ⅱ段分3片，第Ⅲ段單片制作，錐體分段形式如圖2所示。

2.1.2按展開尺寸1∶1制作樣板

(1)一次下料樣板。

三段錐體(Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ)均按整圓錐考慮，第Ⅰ，Ⅱ段分別制作1塊一次下料樣板，制作整錐，第Ⅲ段做1塊一次下料樣板制作單片即可。

(2)二次下料樣板。

第Ⅰ段不需要二次氣割下料，不需要制作二次下料樣板，一次氣割下料后用刨邊機(jī)加工錐體縱縫坡口；制作第Ⅱ段二次下料樣板時(shí)需注意采用不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，以避免組對(duì)后4個(gè)錐體的縱向焊縫相互交叉，影響焊縫性能，第Ⅱ段錐體需制作3個(gè)二次下料樣板，1個(gè)中間偏心大樣板和左右2個(gè)小樣板，一次下料氣割后只加工單片錐體縱縫坡口；第Ⅲ段分左右兩部分各制作1個(gè)二次下料樣板。

2.1.3劃線

(1)一次劃線。

一次劃線又為單錐體劃線，目的為制作整錐，樣板大徑小徑交替排布節(jié)省材料，按樣板劃線；劃線后在分塊上做好材料標(biāo)志；按線氣割，錐體縱縫留有刨邊余量，以便加工坡口。

(2)二次劃線。

錐體單瓣片一次下料氣割好后，將放樣制作的二次下料樣板放置于瓣片上，邊緣留量充足后劃線，劃線時(shí)樣板貼緊瓣片。

二次劃線應(yīng)在油壓工序之前，即錐體瓣片鋼板處于按中徑層展開到平面的狀態(tài)，碳鋼材料劃線后用沖釘打好標(biāo)記。二次劃線及二次下料樣板見圖4。

(a)(b)

圖4二次劃線及二次下料樣板

2.2　壓制

采用點(diǎn)壓成型，按中心線兩側(cè)對(duì)稱均分錐體瓣片，根據(jù)毛坯尺寸分大、小頭，用石筆劃上等分素線，大頭的等分線間距離一般應(yīng)小于4δ(δ為錐體壁厚)，且不大于150 mm，本錐體壁厚16 mm，第Ⅰ段等分16份，第Ⅱ段等分32份，第Ⅲ段等分16份。油壓成型后對(duì)錐片形狀進(jìn)行檢查：

(1)樣板檢查：用直徑與大小口內(nèi)徑相同且弦長(zhǎng)大于錐片弦長(zhǎng)的兩個(gè)樣板分別檢測(cè)錐體上下口，樣板與錐片之間的間隙不得大于2 mm，錐體素線直線度公差控制在2 mm以內(nèi)。

(2)卷尺檢查：弦長(zhǎng)長(zhǎng)度方向允差不大于±2.5 mm；寬度方向弦長(zhǎng)允差不大于±2 mm；對(duì)角線弦長(zhǎng)允差不大于±3 mm；兩條對(duì)角線應(yīng)在同一平面上，對(duì)角線平面垂直距離允差不大于±5 mm，壓型及樣板檢測(cè)見圖5。

圖5　壓型及樣板檢測(cè)

2.3　組焊

按要求分別組對(duì)第Ⅰ段、第Ⅱ段。為防止變形，錐體縱縫采用雙側(cè)對(duì)稱焊，焊接順序?yàn)棰佗冖郏鐖D6所示。

圖6　錐體焊接坡口

焊后用樣板檢測(cè)，將錐體縱縫打磨光滑且與母材齊平，防止使用過(guò)程中物料堆積，組焊好后，先對(duì)表面及尺寸進(jìn)行檢查，檢查合格后對(duì)焊縫及周圍熱影響區(qū)范圍內(nèi)100%MT檢測(cè)，按JB/T 4730.4—2005《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè) 第4部分 磁粉檢測(cè)》Ⅰ級(jí)合格，排出氣孔、夾渣、裂紋等對(duì)危害性較大缺陷。

2.4　二次氣割

二次氣割針對(duì)第Ⅱ段整錐及第Ⅲ段瓣片，沿之前二次劃線的標(biāo)記線進(jìn)行氣割，氣割時(shí)留有研磨量，以便打磨坡口和組對(duì)時(shí)調(diào)整間隙，氣割后清除氧化皮及熔渣，用砂輪打磨坡口形狀且使氣割后的坡口表面露出金屬光澤，坡口制作好后對(duì)其表面進(jìn)行100%PT檢測(cè)，按JB/T 4730.5—2005《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè) 第5部分 滲透檢測(cè)》Ⅰ級(jí)合格。二次氣割下料見圖7。

圖7　氣割示意

2.5　預(yù)組裝

按1∶1制作工裝筒體，其內(nèi)徑φ4500 mm，工裝筒體上端到平臺(tái)之間距離大于錐體第Ⅱ節(jié)與第Ⅲ節(jié)總高3587 mm ，工裝筒體底部設(shè)置4個(gè)圓柱形支腿以方便操作人員操作。預(yù)組裝前確保工裝筒體中心線豎直向下。在工裝筒體上按相貫錐體最低點(diǎn)號(hào)4條下心線，在水平操作平臺(tái)上號(hào)出第2段錐體圓周點(diǎn)，以便吊裝時(shí)依次調(diào)整4個(gè)內(nèi)錐位置，由于第Ⅰ段錐體為規(guī)則的單錐體，未進(jìn)行二次氣割單錐成型，不影響整體預(yù)組裝，同時(shí)為方便操作人員操作，第Ⅰ段相貫錐體不參與預(yù)組裝。定位基準(zhǔn)劃好后，依次將4個(gè)第Ⅱ段錐體放入工裝筒體內(nèi)，相貫錐體最低點(diǎn)與下心線重合；小徑圓與平臺(tái)上預(yù)劃圓重合，依次吊入余下3個(gè)筒節(jié)；第Ⅱ段組對(duì)好后吊入第Ⅲ段相貫錐體瓣片，所有預(yù)組裝采用點(diǎn)焊，拆除后點(diǎn)焊焊角打磨去除，點(diǎn)焊位置及附近熱影響區(qū)附近100%PT檢測(cè)，按JB/T 4730.5—2005Ⅰ級(jí)合格。相貫錐體之間及相貫錐體與筒體之間的最大間隙不大于5 mm，嚴(yán)格控制單個(gè)相貫錐體形狀。預(yù)組裝如圖8所示。

圖8　預(yù)組裝示意

2.6　后處理

預(yù)組對(duì)后相貫錐體如需研磨則做好標(biāo)記，研磨好，待與設(shè)備筒體組對(duì)后，對(duì)內(nèi)表面進(jìn)行拋光處理，相貫錐體之間以及相貫錐體與設(shè)備筒體之間焊縫需打磨光滑，發(fā)貨時(shí)做好對(duì)單節(jié)相貫錐體的保護(hù)工作。至此相貫錐體的制作及預(yù)組裝完畢。

3結(jié)語(yǔ)

該粉煤給料罐內(nèi)錐經(jīng)用戶現(xiàn)場(chǎng)組焊、檢查測(cè)量，各相貫錐體之間配合嚴(yán)密，形狀及尺寸完全滿足設(shè)計(jì)圖紙中要求，表明本套針對(duì)粉煤給料罐內(nèi)錐體制作工藝是切實(shí)有用的，為以后壓力容器中相類似結(jié)構(gòu)的制作組裝提供借鑒和參考經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

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Production and Assembly Process of Intersecting Cone

in Pulverized Coal Feeding

LI Lei，YU Hui，ZHOU Ling

(Dalian Jinzhou Heavy Machinery Group Co.,Ltd.，Dalian 116000，China)

Abstract:Molding process of the cone nozzle-vessel junction structure complex.The curve taper cone，the curve cones fit tolerance is not easy to meet，single cone thin wall molding is not easy to control.Combining with the actual production，detailed introduction phase of the cone，special emphasis on sample making,baiting,profiling,the assembly process matters needing attention，for the phase of the cone production to provide a comprehensive and practical reference for process.

Key words:intersecting cone;blanking;forming;assembly

作者簡(jiǎn)介：李雷(1988-)，男，助理工程師，主要從事壓力容器設(shè)計(jì)產(chǎn)品制造與組裝等方面工作，

通信地址：116000遼寧省大連市金州區(qū)龍灣路5號(hào)大連金州重型機(jī)器集團(tuán)有限公司，E-mail:1030245572@qq.com。

收稿日期：2015-08-20修稿日期：2015-09-24

doi:10.3969/j.issn.1001-4837.2015.12.012

中圖分類號(hào)：TH49;TH161;TQ050.6

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1001-4837(2015)12-0072-05