陕西科技大学期末考试复习题第十五期.docVIP

陕西科技大学期末考试复习题

——第十五期(封头制造实例〕

陕西科技大学编

机电过控系审

第一篇尿素合成塔球形封头制造工艺

球形封头制造过程：

一整体结构分析

1、尿素合成塔筒体由碳素钢外层和不锈钢内层组成。其组合形式可以是多种多样的，主要有以下几种类型：

单层外壳，松衬不锈钢衬里层；

单层外壳，爆炸衬里不锈钢层；

热套多层壳体，热套内层不锈钢或松衬不锈钢衬里层；

多层包扎焊接壳体，松衬不锈钢衬里层；

以不锈钢作为内筒外层直接包扎焊接碳钢多层层板；

但经过比拟，目前用的最多的，最可靠的结构形式是以不锈钢作为内筒外层直接包扎焊接碳钢多层层板。

以不锈钢衬里作为内筒的多层包扎焊接式筒体的优点是：

制造工艺简单

衬里层与外壳碳钢层得贴紧度高

在操作压力下不锈钢内筒由多层包扎产生的压应力与内压引起的拉应力相互抵消，使内筒应力大大降低，甚至为压应力，降低了应力腐蚀的可能性。

内筒的不锈钢衬里纵焊缝可以在塔外制作，并进行RT检测和内外侧PT检测，有缺陷时返修方便且彻底，可充分保证主焊缝的质量

为了保证不锈钢衬里层外壁在焊接外层碳钢时免受污染和产生低碳马氏体，位于不锈钢和层板之间设置一层过渡层〔通常叫盲板〕。

图〔2〕

盲板层得纵焊缝不全焊透，只间断焊，且根部有一窄垫板，使焊缝可与内筒隔离。

焊道外表不高于盲板外圆，以便作为将来的检漏通道。在盲板层得内壁也开出纵横交错的沟槽，作为检漏通道。

2、上、下封头结构

尿素合成塔上下封头可以采用整体锻件加工而成，也可采用厚板冲压成形。从节约材料和改善受力状况考虑，采用半球形封头。

由于要与介质接触的材料要为耐腐蚀材料，因此，球形封头采用复合层球形封头。内层为316L不锈钢，外层为16MnR。

3、筒体材料

筒体内层为316L不锈钢，外层为16MnR。

由于尿素介质对普通碳钢的年腐蚀率高达2000mm，所以在尿素生产装置中与尿素介质接触的设备不允许采用碳钢的。

采用在尿素合成反响器中参加氧气的方法，可以使不锈钢得到连续钝化，因此，尿素合成塔内部可以采用比拟廉价的奥氏体CrNiMo不锈钢。

316L不锈钢为低碳316，可以减少碳化铬晶间析出，减轻晶间腐蚀。

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、

因此，选用内层为316L不锈钢，外层为16MnR，

316L不锈钢和16MnR力学性能

材料

氮含量%

屈服强度MPa

抗拉强度MPa

伸长率%

316L

0.06

220

520

45

16MnR

510-655

≥345

316L化学成分

化学成分

C%

Si%

Mn%

P%

S%

Cr%

Ni%

Mo%

N%

316L

≤0.03

≤1

≤2

≤0.03

≤0.045

16～18

13.5～16

2.2～3

≤0.2

16MnR化学成分

化学成分

C%

Si%

Mn%

P%

S%

≤0.2

0.2～0.55

1.2～1.6

≤0.03

≤0.02

二．坯料准备

1．材料的净化

原材料在轧制以后以及运输和库存期间，外表常产生铁锈和氧化皮，粘上油污和泥土。经过划线、切割成型、焊接等工序后，工件外表会粘上铁渣，产生伤痕，焊缝及近缝区会产生氧化膜。这些污物的存在，讲影响设备制造质量，所以必须净化。在设备制造中净化主要有以下目的：

〔1〕去除焊缝两边缘的油污和铁锈物，以保证焊接质量。

〔2〕为下道工序做准备，即是下道工序的工艺要求。

〔3〕保持设备的耐腐蚀性。

常用的净化方法有：手工净化、机械净化、化学净化和火焰净化四种。

封头原坯料采用机械净化中的喷砂机除锈。喷砂是大面积去除铁锈和氧化膜的先进方法。它是利用高速喷出的压缩空气流带出来的高速运动的砂粒冲击工件外表而打落铁锈和氧化膜的方法。这种方法主要用于碳素钢和低合金钢的外表除锈。

2.矫形

设备制造所用的钢板、型钢、钢管等，在运输和存放过程中，会产生弯曲、波浪变形或者扭曲变形。这些变形直接影响了划线、切割、弯卷和装配等工序的尺寸精度，从而影响了设备的制造质量，有可能造成误差超差而成为废品，所以当材料的变形超过允许范围时必须进行矫正处理。

矫正处理的实质是调整弯曲件“中性层”两侧的纤维长度。最后使全部纤维等长。调整过程中，可以中性层为准，使长者缩短，短者伸长，最后到达与中性层等长。如对弯曲的钢板和型钢施以适当的反向弯曲使之矫形。另外一种方法是以长者为主，把其余的纤维都拉长而到达矫形目的的拉伸法矫形。主要用于断面