高壓氮氣球形貯罐的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種氮氣貯罐的制備方法，尤其涉及一種高壓氮氣球形貯罐的制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高壓氮氣貯罐通常形狀有筒形和球形兩種，這里介紹的高壓氮氣貯罐主要指的是 高壓氮氣球形貯罐。高壓容器主要用于特殊行業(yè)，是需要特殊壓力的設(shè)備，具有穩(wěn)壓，緩沖， 除水等作用。高壓容器不同于一般的鋼制容器，它應(yīng)用不廣泛，僅應(yīng)用于軍事工業(yè)的炮筒、 核動力裝置和化工、石油工業(yè)合成反應(yīng)的高壓緩沖與貯存及電力工業(yè)的核反應(yīng)堆、蓄電器 等。但現(xiàn)有技術(shù)，加工高壓氮氣球形貯罐的工藝難點多，主要體現(xiàn)如下：
[0003] ①壁厚的設(shè)定；
[0004] ②上、下半球的展開；
[0005] ③人孔及接管焊后的二次加工；
[0006] ④人孔蓋的裝配；
[0007] ⑤總裝及自制工裝；
[0008] ⑥熱處理及耐壓試驗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種高壓氮氣球形貯罐的制備方 法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中加工球形貯罐工藝難點多的問題。
[0010] 本發(fā)明的制備方法包括下述步驟：
[0011] 步驟1，上、下半球壁厚的設(shè)定：
[0012] 上、下半球鋼材厚度等于名義厚度加上加工裕量，上、下半球封頭加工裕量為封頭 成形厚度的減薄率，減薄率為鋼板名義厚度的13%~14% ;
[0013] 步驟2,上、下半球的下料半徑：
[0014] 理論值加上工藝附加量，半球餅下料半徑公式為：
[0015] R = I. 414r+2 δ η (名義厚度）+5〇mm
[0016] 步驟3,上、下半球的下料要求：
[0017] (1)上、下半球展開劃線前先對整張板的四邊50mm外進行超探，不允許有裂紋、 分層等缺陷，待檢驗確認(rèn)后方可進行，球頭劃線時先在板材畫出中心線，然后再劃出餅料外 圓，注意距板材邊部讓出50mm ;
[0018] (2)采用火焰切割下料時，應(yīng)清除熔渣及有害雜質(zhì)，并采用砂輪或其他工具將周邊 加工平整，露出金屬光澤，火焰切割前需要預(yù)熱到125°C ;
[0019] 步驟4,上、下半球的外委成型：
[0020] (1)半球形封頭HHA按照GB/T25198-2010《壓力容器封頭》標(biāo)準(zhǔn)壓制成型，不允許 拼縫；半球形封頭成型后需進行正火熱處理，并有與半球形封頭相同加熱工藝的母材熱處 理試板；半球形封頭成型后進行表面100%磁粉檢測，按照J(rèn)B/T4730. 4-2005規(guī)定評定級別 為I級合格；
[0021] (2)所有坡口加工時，坡口預(yù)定線IOOmm處按照J(rèn)B/T4730. 3-2005規(guī)定進行100% 超聲波檢查，無裂紋、夾渣、裂紋；坡口加工后按照J(rèn)B/T4730. 4-2005進行100%磁粉檢測， 無裂紋；
[0022] 步驟5,鍛件機械加工：
[0023] 鍛件應(yīng)符合NB/T47008-2010所規(guī)定的III級要求，坡口按JB/T4730. 5-2005進行 100%滲透/磁粉檢測，I級合格；鍛件要進行拉伸和夏比（V型缺口）沖擊試驗（(TC ) AKv彡34J ;鍛件粗加工后要進行100 %超聲波檢測，II級合格；鍛件加工后表面按JB/ T4730. 5-2005進行100 %滲透/磁粉檢測，I級合格；
[0024] 步驟6,人孔及接管焊后的二次加工：
[0025] 根據(jù)GB150和HG/T20583要求，罐體與人孔或接管組焊后預(yù)留出二次加工裕量；
[0026] 步驟7,人孔蓋的裝配：
[0027] 上、下半球總裝前需將人孔蓋裝入上半球內(nèi)，先進行人孔蓋預(yù)裝，預(yù)裝位置確定 后，將支耳與上半球定位并焊接，然后再將人孔蓋所有連接件拆下來，待上、下半球總裝并 進行熱處理后，在裝個罐體內(nèi)表面噴砂、除銹、清理干凈后，再重新將所有人孔蓋部件裝配， 準(zhǔn)備進行下一工序的耐壓試驗；
[0028] 步驟8,總裝：
[0029] 上、下半球進行總裝；
[0030] 步驟9，熱處理及耐壓試驗：
[0031] (1)整體熱處理時，對法蘭密封面涂抹石墨防氧化類膏劑，熱處理后密封面用水沖 洗干凈；
[0032] (2)耐壓試驗
[0033] 水壓試驗時，不安裝安全閥，安全閥口用工藝堵頭封閉，待水壓試驗結(jié)束后，氣密 性試驗前再將安全閥安裝，進行氣密性試驗；液壓試驗壓力：20. 63MPa，液體溫度為5°C ;氣 密性試驗壓力：16MPa。
[0034] 本發(fā)明的優(yōu)點效果如下：
[0035] ①精確的計算出投料的壁厚的設(shè)定；
[0036] ②精確的計算出上、下半球的展開；
[0037] ③精確的完成人孔及接管焊后的二次加工；
[0038] ④精確的完成了人孔蓋的裝配；
[0039] ⑤精確的完成了總裝及自制工裝；
[0040] ⑥精確的完成了熱處理及耐壓試驗。
【附圖說明】
[0041] 圖1為本發(fā)明大型容器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042] 圖2為圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0043] 以下參照附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明。
[0044] 本發(fā)明技術(shù)參數(shù)設(shè)定如下：
[0046] 步驟1，上、下半球壁厚的設(shè)定：
[0047] 厚度是壓力容器最主要的結(jié)構(gòu)參數(shù)，是在規(guī)定的載荷條件下，保證結(jié)構(gòu)強度和結(jié) 構(gòu)剛度以及使用壽命的基本條件之一。在GB150中規(guī)定了五種厚度，而設(shè)計在圖紙標(biāo)注中 通常給只出容器壁厚的名義厚度和設(shè)計厚度，鋼材厚度等于名義厚度加上加工裕量，半球 形封頭加工裕量即封頭成形厚度減薄率通常為鋼板厚度的13%~14%，本實施例以設(shè)計 圖紙給定名義厚度為50mm，半徑r為1000 mm為例。
[0048] 減薄率厚度 50mm X0. 13 = 6. 5mm ;
[0049] 得出鋼板投料厚度=名義厚度50mm+減薄率厚度6. 5mm = 56. 5mm ;
[0050] -次圓整后鋼材厚度為57mm ;由于市場沒有57mm厚鋼材；
[0051] 二次圓整后鋼材厚度為58mm。
[0052] 步驟2,上、下半球的下料展開計算：
[0053] 球形封頭的下料展開計算如下。
[0054] 球面積：4 π r2= π D 2
[0055] 半球面積：4 π r2 + 2 = 2 π r2
[0056] 半球餅面積：S = π R2即半球餅面積：S = π R2 =2Jir2
[0057] .··半球餅半徑 R = I. 414r = I. 414X 1000 = 1414
[0058] 但是這只是通過計算給出的理論值，不能夠作為生產(chǎn)實際中的下料尺寸，還要加 上工藝給的附加量才能保證半球形封頭的整體尺寸。因此半球餅下料半徑公式為：
[0059] R = I. 414r+2 δ η (名義厚度）+50mm
[0060] .··半球餅下料：R = I. 414X1000+2X50+50 ~1565mm。
[0061] 步驟3,上、下半球的下料要求：
[0062] (1)上、下半球展開劃線前先對整張板的四邊50mm外進行超探，不允許有裂紋、 分層等缺陷，待檢驗確認(rèn)后方可進行，球頭劃線時先在板材畫出中心線，然后再劃出餅料外 圓，注意距板材邊部讓出50mm。
[0063] (2)采用火焰切割下料時，應(yīng)清除熔渣及有害雜質(zhì)，并采用砂輪或其他工具將周邊 加工平整，露出金屬光澤，火焰切割前需要預(yù)熱到125°C。
[0064] 步驟4,上、下半球的外委成型：
[0065] (1)半球形封頭HHA按照GB/T25198-2010《壓力容器封頭》標(biāo)準(zhǔn)壓制成型，不允許 拼縫；半球形封頭成型后需進行正火熱處理，并有與半球形封頭相同加熱工藝的母材熱處 理試板；半球形封頭成型后進行表面100%磁粉檢測，按照J(rèn)B/T4730. 4-2005規(guī)定評定級別 為I級合格。
[0066] (2)所有坡口加工時，坡口預(yù)定線IOOmm處按照J(rèn)B/T4730. 3-2005規(guī)定進行100% 超聲波檢查，無裂紋、夾渣、裂紋。坡口加工后按照J(rèn)B/T4730. 4-2005進行100%磁粉檢測， 無裂紋。
[0067] 步驟5,鍛件機械加工：
[0068] 鍛件應(yīng)符合NB/T47008-2010所規(guī)定的III級要求，坡口按JB/T4730. 5-2005進行 100%滲透/磁粉檢測，I級合格；鍛件要進行拉伸和夏比（V型缺