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压力容器设计制造工艺介绍

（一）常、低压储罐的设计

常、低压储罐的设计需要考虑储罐大小、高径比，固定顶还是浮顶，什么类型的浮顶，要不要氮封/阻火器，设计温度，设计压力，腐蚀裕量，高低液位确定，消防及泡沫系统的要求，仪表配置等等问题。

1、储罐大小

储罐量的大小由储存天数决定，无论是原料还是产品。但是有时候是船运或火车运的话，需要考虑一次性装载，比如一船原料够40天用的，原计划只存储30天的用量，那不可能让船在码头等十天，所以储存量就需要按照40天来设计。

确定了存储量后就要确定相应的储罐数量和大小，这个和很多因素有关，但主要是和场地情况，布置要求，规范要求有关。其他的比如是否是现场制作，如果加工厂制作后运输到现场，那运输条件决定了不能太大。一般来说罐越大，对制作成本和减少挥发都是有利的。从功能上说考虑是否要配不合格品罐，是否考虑储罐的清洗，检修。

储罐的高径比没有固定要求，更多的看布置需求，一般控制在1～1.5，高度可以选择板材的整数倍。

2、储罐类型

储罐按顶部结构可分为固定顶和浮顶，固定顶又有平顶，锥顶，拱顶之分；浮顶又分内浮顶和外浮顶。外浮顶是储罐顶部就是浮板，浮板会直接承受雪压，还需要设置排水管，一般用在大型油罐上；内浮顶可以认为是固定顶内加浮板，所以造价高。固定顶多用来装低饱和蒸气压的液体，石化规要求200立方以上的甲类和乙A类液体罐要用浮顶罐，大于5000方的浮顶罐不能采用易熔材质（铝材）做浮盘，小于5000方时可以用铝材，但是在浮顶和固定顶间要设置氮封，大于50000方的浮顶罐应采用双盘式浮顶。

（二）常、低压容器的制造

压力容器的制造工艺包括原材料的准备、划线、下料、弯曲、成形、边缘加工、装配、焊接、检验等。

1、原材料的准备

钢材在划线前，首先要对钢材进行预处理。钢材的预处理是指对钢板、管子和型钢等材料的净化处理、矫形和涂保护底漆。

1）净化处理主要是对钢板、管子和型钢在划线、切割、焊接加工之前和钢材经过切割、坡口加工、成形、焊接之后清除其表面的锈迹、氧化皮、油污和焊渣等。

2）矫形是对钢材在运输、吊装或存放过程中所产生的变形进行矫正的过程。

3）涂保护漆主要是为提高钢材的耐蚀性、防止氧化、延长零部件及装备的寿命，在表面涂上一层保护涂料。

2、划线

划线是压力容器制造过程的第一道工序，它直接决定了零件成形后的尺寸精度和几何形状精度，对以后的组对和焊接工序有着很大的影响。在原材料或经初加工的坯料上划出下料线、加工线、各种位置线和检查线等，并打上（或写上）必要的标志、符号。划线工序通常包括对零件的展开、放样和打标记等环节。划线前应先确定坯料尺寸。坯料尺寸由零件展开尺寸和各种加工余量组成。确定零件展开尺寸的方法主要有以下几种：

1)作图法：指用几何制图法将零件展开成平面图形。

2)计算法：指按展开原理或压（拉）延变形前后面积不变原则推导出计算公式。

3)试验法：指通过试验公式决定形状较复杂零件的坯料展开尺寸，这种方法简单、方便。

4)综合法：指对过于复杂的零件，可对不同部位分别采用作图法、计算法来确定坯料展开尺寸，有时也可用试验法配合验证。

制造容器的零件可分为两类：可展开零件和不可展开零件，如圆形筒体和椭圆形封头就分别属于可展开与不可展开零件。

3、切割

切割也称下料，是指在划过线的原材料上把需要的坯料分离下来的工序。切割方法有机械切割和热切割两种。

3.1机械切割

机械切割主要包括剪切、锯切、铣切和冲切等，其特点是在切割过程中机械力起主要作用。

(1)剪切

剪切是将剪刀压入工件中，使剪切应力超过材料的抗剪强度而达到剪断的目的。这种方法效率高、切口精度高，只要材料硬度和尺寸合适均可采用，但距切口附近2~3mm的金属有明显硬化现象。按被剪切的平面形状，可分为直线剪切和曲线剪切。

1)直线剪切

利用直线形长剪刃进行剪切的剪床有两种，分别为平口剪床和斜口剪床。

平口剪中，两直线切削刃平行，剪切过程沿切削刃长度同时进行，故剪切力大且冲击性强，适用于剪切厚而窄的条料。

斜口剪中，两直线切削刃斜交成一定角度，剪切过程沿切削刃长度逐步进行，故剪切力比平口剪在剪相同厚度的工件时要小，冲击性降低，适用于剪切薄而宽的板料。

在设备制造中，剪切直线形工件多采用龙门剪床。该剪床使用方便、送料简单、剪切速度快、精度高。

(2)锯切

锯切属于切削加工，所用的设备有砂轮锯、圆盘锯等。锯切一般多用于管件和型材的切割。

3.2氧气切割

氧气切割简称气割，也称火焰切割。氧气切割属于热切割，切割时需要一个预热火焰，但只有火焰并不能实现切割，关键在于还要有高速纯氧气流。

3.3等离子切割

等离子是物质的一种状态，物质被全部电离成正、负离子。等离子切割是利用高温、高速等离子焰流来熔断材料以形成切口，它属于热切割中的高温熔化切断。它不受物性限制，可切割