无标题文档
论文摘要内容

题名:

 厚壁高压容器焊接制造关键技术研究

作者:

 闫业良

语种:

 chi

学科:

 材料加工工程

学位:

 工程硕士

学校:

 南京工程学院

院系:

 材料工程学院

专业:

 机械工程

导师姓名:

 李晓泉

完成日期:

 2015-03-01

题目(外文):

 Research on the Key Welding Manufacturing Technology of Heavy Section Pressure Vessel

关键字(中文):

 压力容器 控氧增韧 封头 筒体 焊后热处理

关键字(外文):

 Pressure Vessels Control oxygen toughening Head Tube Post-weld heat treatment

文摘:

 

本文针对厚壁压力容器制造中的几个关键制造技术,结合南京德邦金属装备工程股份有限公司40万吨/年催化油浆超临界萃取装置容器的制造,通过技术分析方案设计及实验取得了以下研究成果。

大厚壁压力容器制造过程中,应用外场增韧技术,不仅可以改善焊缝金相组织的晶粒大小,还可减少金属焊缝组织中的氧化物等夹杂物的含量,有效地提高焊缝金属的韧性,提高大厚壁压力容器焊接时焊缝的力学性能。

针对瓜瓣式封头焊接存在的不足,制定了新的研究方案,提出并设计出大型曲面封头通用的工装装置及方法。该装置不仅可有效地组装瓜瓣封头,而且能够确保焊后变形量控制在设计要求范围内。同时根据手工焊瓜瓣封头存在的问题,提出并设计出大型压力容器瓜瓣封头自动焊工装装置及自动焊接使用方法,该装置可以有效地降低操作者的劳动强度,提高企业生产效率。

针对筒节的滚压、校圆和筒体下料的制造工艺,对筒体组对焊接和筒体拼装直线度误差控制方法进行了研究。就换热管穿管引管器所存在的缺点,设计出的换热管穿管引管器,结构简单制造使用灵活方便,得到操作者的使用认可,有效地解决了穿管引管问题。

获得性能可靠的焊缝组织,制造出安全耐腐蚀的产品,需要合理的焊接工艺评定作为验证依据。对于大厚壁Q345R和接管16MnⅢ这两种材料的焊接拟出了合理的焊接工艺,通过焊接完成后试样加工再进行拉伸、弯曲和冲击试验,获得合格的工艺参数,为产品焊接制定出准确合理的焊接工艺方案。压力容器通过拟定焊后热处理工艺有效地消除了焊缝残余内应力,对压力容器的产品质量提高有着重要作用。

文摘(外文):

 

Based on the key manufacturing technology of the heavy section pressure vessel manufacturing for 400,000 tons catalytic slurry oil overcritical extraction device manufacturing per year in DUBLE Metal Equipment Engineering Co., LTD of Nanjing. The following result have been obtained by technical analysis and experimental studying.

Using the application outfield toughening technology in the heavy section pressure vessel manufacturing process, not only can improve the weld microstructure of grain size, but also can reduce the amount of metal oxides , weld tissue inclusions effectively improved,and effectively improved the mechanical properties of heavy section pressure vessel welding seam.

For the welding of melon valve head, proposed and designed a new research program.A large curved head universal tooling apparatus and method were proposed and designed .The device not only efficiently assembled melon valve head, but also ensured that after welding deformation was controlled within the range of design requirements. According to the manual welding melon valve head problems, a large pressure vessels melon valve head automatic welding equipment and automatic welding method were proposed and designed, which can effectively reduce the operator's labor intensity and improve production efficiency.

For the tube section rolling, cutting circle and cylinder manufacturing process of the cylinder , the controlling methods of cylinder assembly welding group on the error straightness. On the weak point of tubes lead and wear device ,a lead tubes device were designed which simple structure, easy to manufacture flexible, and got the operator's approved, thus effectively solution the problem of tubes lead pipe. 

To obtain reliable weld and create a safe corrosion products, reasonable basis for verification of welding procedure qualification were needed. For welding large thick Q345R and takeover 16MnⅢmaterials were prepared reasonable welding methods, soldering is completed by a sample processing , stretching, bending and impact tests, access to the qualified of process parameters for welding products ,worked out accurate and reasonable welding technology program. After preparation of the pressure vessel weld heat treatment process by effectively eliminating the weld residual stress, improved the quality of product,   the welding heat treatment really play an important role in the pressure vessel welding manufacture.

参考文献:

[1]常西斌.压力容器焊接技术及对策[J].焊接技术,2001,30(9):65-66. [2]张勇,孟庆峰,王红庆.压力容器焊接新技术及其应用[J].科技视界,2013(24):91-93. [3]冯永磊.浅析石油化工压力容器的制造[J].胜利油田胜利石油化工建设有限责任公司.油气开发,2011(10):341-342. [4]孙景荣.实用压力容器焊工读本[M].北京:化学工业再版社,2006. [5]董学凯.对压力容器的探讨[J].中国化工贸易,2013 (4):94-95. [6]PVRC Active Project Descriptions & Status[R].PVRC,2000. [7]魏华胜.铸造工程基础[M].北京:机械工业出版社,2002. [8]吴继忠.中国铸造业的环保问题[J].铸造,2009,58(10):1038-1040. [9]张颖洁.论电子产品的绿色设计[J].陕西工学院学报,1999,16(3):40-44. [10]吕炎.锻造工艺学[M].北京:机械工业出版社,1995:10-14. [11]任运来,聂绍珉.大型封头整体锻造新方法研究[J].重型机械,2005(5):20-22. [12]姜涛.反应堆压力容器整体法兰封头锻造工艺数值模拟[D]:[重庆大学硕士学位论文],2009(6). [13]曹红霞,杨忠.锅炉压力容器结构设计的安全问题探讨[J].产业论坛,2014(10):357-357. [14]刘湘秋. 压力容器常用结构尺寸计算手册[M]. 北京:北京机械工业出版社,1994. [15]郭徽,李涛.焊制压力容器筒体的准确下料[J].石油化工设备,2010,39(2):61-62. [16]林莉,安建华,等.复合钢板压力容器制造工艺[J].石油化工设备,2003,32(6):46-48. [17]李横府,周国晔.压力容器下料尺寸及展开尺寸[J].湘潭师范学院学报(自然科学版),2003,25(3):101-105. [18]何敏.压力容器焊后热处理分析[J].广东化工,2010,37(12):141-142. [19]李冠文.探讨压力容器无损检测技术现状及发展方向[J].科学技术,2014(5):286-286 [20]Mitra U,Eagar T W.Slag metal reaction during submerged arc welding of Alloy steels[J].Metall.Trans.1984,1 5A:217-227. [21]North TH.Notch toughness of low oxygen content submerged arc deposits[J].Welding Journal ,1979,58(3):343-354. [22]Lau T.The sources of oxygen and nitrogen contamination in submerged arc welding using CaO-Al2O3 based fluxes[J].Welding Journal,1985,64(12):343-348. [23]Cheng Fangfei,Wu Yunlong,Wang Ying,Zhang Jianyou and Wang Dongpo .A numerical model of wire melting rate in variable—polarity submerged arc welding[J].China Welding,2013,22(3):36-41. [24]陈伯蠡.焊接冶金原理[M].北京:清华大学出版社,1987,113-120. [25]张文钺.焊接冶金学[M].北京:机械工业出版社,1993,15-68. [26]De-liang Ren,Fu-ren Xiao,Peng Tian,Xu Wang and Bo Liao.Effects of welding wire composition and welding process on the weld metal toughness of submerged arc welded pipeline steel[J].Materials,2009,16(1) :65-70. [27]V.Balasubranian,V.Ravisankar,G.Madhusudhan Reddy.Effect of pulsed current and post weld aging treatment on tensile properities of argon arc welded high strength aluminium alloy[J].Materials Science and Engineering A,2007,459:19-34. [28]He Kuan-fang,Huang Shi-sheng,Zhou Yi-qing and Wang Zhen-min. Fuzzy logic control strategy for submerged arc automatic welding of digital controlling[J].China Welding,2008,17(3):56-60. [29]Kou S.Weld pool convection and its effect[J].Welding Journal,1986,65(3):62-69. [30]D.J.Lee,J.C.Byun,J.h.Sung,H.W.Lee.The dependence of crack properties on the Cr/Ni equivalent ratio in AISI 304L authenticate stainless steel weld metals[J].Materials Science and Engineering A,2009,513-514:154-159. [31]Wang G,Huang P G and Zhang Y M.Numerical analysis of metal transfer in gas metal arc welding[J].Metal.Trans.2001,34(6):344-353. [32]李晓泉,初雅杰,等.焊缝金属氧化物夹杂的尺寸及分布辅助外电场控制法[J].焊接学报,2013,34(10):5-9. [33]鲁雄刚,梁小伟,袁威,孙铭山,丁伟中,周国治.渣金间外加电场无污染脱氧方法的研究[J].金属学报,2005,41(2):113-117. [34]李晓泉,杨旭光等.活性SiO2在焊接渣-金界面化学反应的热动力学分析[J].焊接学报,2005,26(10):43-46. [35]LI Xiao-Quan.Non-equilibrium stationary state in chemical reaction of SiO2/Fe at interface of slag/metal and its stability during arc welding[J].Chinese Journal of Mechanical Engineering,2007,20(1):44-45. [36]李晓泉,杨宗辉,等.外加电场电化学诱导氧流对埋弧焊熔渣氧化性的调控效应[J].航空材料学报,2013,33(6):27-32. [37]陆小炫,等.压力容器用封头制造质量控制和专业化生产的发展方向[J].压力容器,2004,21(11):42-46. [38]质检特函[2004]12 号.关于锅炉压力容器封头制造单位资格问题的通知[S],2004. [39]封头行业前进须逾越四大障碍[M],中国工业报,2003-12-31. [40]丁永生.一体式引管器[P].中国专利:200920100759.1,2009-09-01. [41]丁永生.软胶推拉式引管器[P].中国专利:200920100758.7,2009-09-01. [42]高志军,王文娟.塔体直线度和塔盘水平度控制方法[J].石油化工设备2000,29(5):41-43. [43]李有才,刘小宁.塔设备简体直线度控制分析[J].化工装备技术 2008,29(1):57-58. [44]李家鲁.塔式容器直线度的控制[J].锅炉制造2005(1):54-55. [45]舒强,曾庆梅.消除压力容器因制造而产生应力的几种方法[J].贵州化工,2007(3):45-48. [46]李建朝,张捷字,鲁雄刚,等.渣金间外加直流电场无污染脱氧[J].过程工程学报,2006,6(1):30-34. [47]魏季和,等.电渣重熔体系内熔渣流场的数学模拟[J].金属学报,1994,30(11):481-489. [48]高运明,郭兴敏,等.熔渣中氧传递机理的研究[J].钢铁研究学报,2004,16(4):1-5. [49]Their Hu K,Killing RD and Duisburg Determination of dissolved oxygen by direct measurement of oxygen activity in the pool during submerged arc welding[J].Welding and Cutting,1988,12:34-36. [50]李晓泉.基于非平衡热力学的准稳态焊接钢-渣界面化学冶金行为[D]:[天津大学博士学位论文],2006. [51]赵裕民,张柄范,贾安东译.熔焊原理[M].机械工业出版社,1981:220-289. [52]谭秀安.压力容器焊接角变形的控制[J].焊接技术,1990,19(3):34-35. [53]张仲元.利用焊接收缩矫正变形[J].焊接技术,1995,24(1):33-34. [54]赵靖国.不锈钢管焊接变形的控制[J].焊接,1993,37(9):20-22. [55]杜寿涛.大型椭圆封头瓣组焊工艺方法[J].一重技术,2006(6):37-38. [56]GB150-1998 钢制压力容器[S].新华出版社,2012. [57]于忠海.大型封头的自动堆焊控制系统[J].制造业自动化,2002,24(9):58-61. [58]陈泰炜.压力容器焊后热处理技术[M].中国石化出版社,2002,4. [59]全国压力容器标准化技术委员会.GBl50-1998钢制压力容器[S].北京:中国标准出版社,1998. [60]王非.对钢制压力容器热处理的思考[J].化工设备与管道,2009,46(6):1-4. [61]The American Society of Mechanical Engineers Boiler & Pressure Vessel Code[S].2010. [62]闫业良,李晓泉,邹华.大厚壁压力容器封头焊接工艺研究[J].焊接技术,2014,12(12):35-37. [63]姜彦锋.压力容器热处理的几个问题[J]. 石油和化工设备,2010,09:26-28.

﹀展开
开放日期:

 2018-07-01

无标题文档