李　雷，于　輝，周　玲

(大連金州重型機器集團有限公司，遼寧 大連　116000)

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經驗交流

粉煤給料罐內件相貫錐體制作與組裝

李雷，于輝，周玲

(大連金州重型機器集團有限公司，遼寧 大連116000)

摘要：多錐相貫結構成型工藝復雜，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。結合實際生產，詳細介紹相貫錐體的制作，特別強調樣板制作、下料、壓型、組裝等工藝注意事項，為相貫錐體的制作提供一套全面實用的參考工藝。

關鍵詞：相貫錐體；下料；壓型；組裝

0引言

煤氣化技術是清潔利用煤炭資源的重要途徑。粉煤在給料罐中加壓，經給料罐下部4個底錐通過煤線向氣化爐內輸送粉煤，從而制取所需氣體。多錐相貫結構在煤氣化技術中應用廣泛，起物料收集和再分配作用。

為某煤炭間接液化項目生產的粉煤給料罐，設備筒體內4個內錐與設備筒體相貫，錐錐之間相貫，相貫內錐壁薄，配合公差要求嚴格，相貫形狀不易制作，制造綜合難度大。故根據(jù)多年制造經驗制定了切實有效的工藝方案，對多道工序進行反復研究和創(chuàng)新，最終解決了多個制造難題，成功保證相貫錐配合，且各項技術指標均滿足設計文件要求。

1設計參數(shù)及主要制造允差要求

1.1　設計參數(shù)及結構

該設備設計參數(shù)見表1，設備簡圖見圖1，內錐結構見圖2。

表1　粉煤給料罐設計參數(shù)

圖1　設備三維模型

1.2　主要制造公差

設備殼體內徑允差為±7.5 mm，筒體直線度允差為±18 mm，單個相貫錐體大口內徑允差±3 mm；小口內徑允差-2 mm，錐角允差為±1°。

2制作與組裝

根據(jù)實際運輸及現(xiàn)場施工情況，可酌情制定制作與組裝生產工序。采用廠內預組裝，用戶現(xiàn)場與設備本體組焊的方式，廠內預制工裝筒體公差按設備筒體公差執(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,mm

r——相貫點到圓心O之間的垂直距離,mm

依次將各線點展開到平面上，單個相貫錐體展開后圖形如圖3所示。

(a)

(b)

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

單錐展開后最長母線L=5306 mm，鑒于油壓機壓型能力和焊接焊縫長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加工錐體縱縫坡口；制作第Ⅱ段二次下料樣板時需注意采用不對稱結構，以避免組對后4個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個二次下料樣板，1個中間偏心大樣板和左右2個小樣板，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，劃線時樣板貼緊瓣片。

二次劃線應在油壓工序之前，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

采用點壓成型，按中心線兩側對稱均分錐體瓣片，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。油壓成型后對錐片形狀進行檢查：

(1)樣板檢查：用直徑與大小口內徑相同且弦長大于錐片弦長的兩個樣板分別檢測錐體上下口，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。

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

圖5　壓型及樣板檢測

2.3　組焊

按要求分別組對第Ⅰ段、第Ⅱ段。為防止變形，錐體縱縫采用雙側對稱焊，焊接順序為①②③，如圖6所示。

圖6　錐體焊接坡口

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

2.4　二次氣割

二次氣割針對第Ⅱ段整錐及第Ⅲ段瓣片，沿之前二次劃線的標記線進行氣割，氣割時留有研磨量，以便打磨坡口和組對時調整間隙，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，坡口制作好后對其表面進行100%PT檢測，按JB/T 4730.5—2005《承壓設備無損檢測 第5部分 滲透檢測》Ⅰ級合格。二次氣割下料見圖7。

圖7　氣割示意

2.5　預組裝

按1∶1制作工裝筒體，其內徑φ4500 mm，工裝筒體上端到平臺之間距離大于錐體第Ⅱ節(jié)與第Ⅲ節(jié)總高3587 mm ，工裝筒體底部設置4個圓柱形支腿以方便操作人員操作。預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號4條下心線，在水平操作平臺上號出第2段錐體圓周點，以便吊裝時依次調整4個內錐位置，由于第Ⅰ段錐體為規(guī)則的單錐體，未進行二次氣割單錐成型，不影響整體預組裝，同時為方便操作人員操作，第Ⅰ段相貫錐體不參與預組裝。定位基準劃好后，依次將4個第Ⅱ段錐體放入工裝筒體內，相貫錐體最低點與下心線重合；小徑圓與平臺上預劃圓重合，依次吊入余下3個筒節(jié)；第Ⅱ段組對好后吊入第Ⅲ段相貫錐體瓣片，所有預組裝采用點焊，拆除后點焊焊角打磨去除，點焊位置及附近熱影響區(qū)附近100%PT檢測，按JB/T 4730.5—2005Ⅰ級合格。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，嚴格控制單個相貫錐體形狀。預組裝如圖8所示。

圖8　預組裝示意

2.6　后處理

預組對后相貫錐體如需研磨則做好標記，研磨好，待與設備筒體組對后，對內表面進行拋光處理，相貫錐體之間以及相貫錐體與設備筒體之間焊縫需打磨光滑，發(fā)貨時做好對單節(jié)相貫錐體的保護工作。至此相貫錐體的制作及預組裝完畢。

3結語

該粉煤給料罐內錐經用戶現(xiàn)場組焊、檢查測量，各相貫錐體之間配合嚴密，形狀及尺寸完全滿足設計圖紙中要求，表明本套針對粉煤給料罐內錐體制作工藝是切實有用的，為以后壓力容器中相類似結構的制作組裝提供借鑒和參考經驗。

參考文獻：

[1]GB 150—2011，壓力容器[S].

[2]TSG R0004—2009,固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程[S].

[3]GB/T 1804—2000,一般公差 未注公差的線性和角度尺寸的公差[S].

[4]JB/T 4730—2005,承壓設備無損檢測[S].

[5]GB 12337—2010，鋼制球形儲罐[S].

[6]陸博福.折邊錐形縮口封頭成形工藝及模具設計[J].壓力容器，1990，7(3)：75-76.

[7]化工設備設計全書編輯委員會.球形容器設計 [M].上海：上?？萍汲霭嫔?，1987.

[8]劉奕忠.無折邊球形封頭沖壓成形工藝的改進[J].壓力容器，1989，6(5)：82-83.

[9]李碩本.沖壓工藝學[M].北京：機械工業(yè)出版社，1982.

[10]張士宏，王仲仁，汪濤.十四面球形容器的整體液壓成形[J].壓力容器，1990，7(2)：25-26.

[11]蘭州石油化工機器廠.石油化工設備的封頭制造工藝[J]. 化工煉油機械通訊，1973(3):1-30.

[12]裴峰，王玍，劉福華.大型厚壁錐體成形和端部削薄技術[J].壓力容器，2002，19(5)：22-23.

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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

作者簡介：李雷(1988-)，男，助理工程師，主要從事壓力容器設計產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號大連金州重型機器集團有限公司，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：TH49;TH161;TQ050.6

文獻標志碼：B

文章編號：1001-4837(2015)12-0072-05