过程设备制造与检测课程设计选题.doc
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循环氢压缩机入口分液罐顶封头制造工艺
一．设计背景：
随着社会的发展，工业技术更是突飞猛进，无论从种类还是强度上，对容器的要求也越来越高，工业生产中工艺条件越来越复杂，需要各种各样的设备来满足社会的需求，比如一些设备无法对气体和液体的混合物进行压缩，那么流体在进入该容器之前必须对其要进行分离，分液罐正是由于这种需要的需求而生产的设备。
它是一种放空气中酸性气液体成分在其中分离并储存的装置。
在反应装置后加装分液罐可以大大增加产品分离速率，提高生产效率。
因工业生产的需要，分液罐的设计与生产成为工业研究的一项不可缺少的任务。
二．产品介绍及工艺流程：
循环氢压缩机入口分液罐是一种放空气中酸性气液体成分在其中分离并储存的装置。
在反应装置后加装分液罐可以大大增加产品分离速率，提高生产效率。
工艺流程如下：
装配底封头→打磨→探伤→堆焊裙座外侧→退火→打磨→探伤→组装上封头→探伤→装焊下端裙座→装焊下接管及附件→探伤→终检→喷砂→测HB→水压试验→探伤→喷砂.清理→油漆.包装.运输。
三．技术特性及要求：
3．1.技术要求：
1）本设备应按108061D1130—70—002/N1《容器外行尺寸允许偏差》和108061D1130—70—002/N5《纯净钢设备制造和验收技术条件》进行制造和验收；
2）本设备外防腐应符合00000—SP—STOP—0205R.3《涂漆规定》的要求；
3）图中所注明筒体和封头的厚度系成品后的最小尺寸；
4）图中所注明的开口外伸高度系指法兰密封面至开孔中心线与设备外壁交点的距离；
5）合成脱液器支持圈厚度是16mm，材料为Q235-B;
6）所有与设备壁相焊的附件应在制造厂焊接完毕，并与设备一起热处理；
7）材料表中紧固件的数量不包含备份数量；
8）接管的端面与中心线垂直，偏差不得超过0.5℃;
9）密封面应该光滑，不能有划痕，划线等降低法兰密封和强度的缺陷。
3.2．技术特性：
压力容器等级：
三级；介质名称：
油以及含硫污水和氧气；
最高（低）工作温度：
150℃；工作压力：
13.94MPa;
基本风压：
750Pa;地面粗糙度：
B类；
设计温度：
170℃；设计压力15.2MPa;
腐蚀余量：
6mm；焊后热处理：
是；
焊接接头系数：
1.0；抗震强度：
7级；
材料：
SA516Cr70（HIC）;
执行标准：
68150—1998，108061D1130—70—002/N5；
液压试验压力：
立试（19.0MPa），卧试（19.1MPa）;
每班两组，每组3人。
筒体直径Ф系列
2200
2400
2600
2800
3000
3200
3400
3600
筒体厚度mm
78
82
85
85
90
90
95
95
半球形封头厚度
70
72
75
75
78
78
82
82
计算半球形封头R
？
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锁斗制造工艺设计
一．锁斗设计背景
锁斗在煤化工行业用的比较多，特别是在一些加压的粉煤/煤渣气力输送系统中应用，其主要的作用是在起到一个压力缓冲容器的作用，一般安装在常压容器和加压容器之间。
锁渣系统主要有渣罐、锁渣阀、排渣阀、渣罐和冲洗水罐组成，锁渣阀一般有两个，排渣阀一个。
煤粉贮存在煤粉贮仓中，当煤粉锁斗处于常压状态时，关闭煤粉锁斗的下阀，打开煤粉锁斗的上阀，使煤粉贮仓的煤粉自流进入煤粉锁斗，料满后关闭上阀，通入高压氮气加压后打开下阀使煤粉自流进入煤粉给料仓中，卸完后关闭下阀，排出氮气降至常压，再循环上述过程。
锁斗也可用于收集渣，通过下阀来实现间断排渣。
锁斗由接管法兰、衬筒、锥体、筒体、椭圆封头及连接组件组成。
其主要作用是将气化炉燃尽的煤灰冷却，粉碎处理后排出，是一部连续运转的疲劳设备。
它主要应用于煤化工制气，特别是在一些加压的粉煤/煤渣气力输送系统中应用。
锁斗控制包括卸压--清洗--排渣--充压--集渣等过程。
涉及渣水工艺联锁、渣池搅拌器联锁、碳洗塔给料泵联锁、灰水泵联锁等。
落入激冷室底部的固态熔渣，经破渣机破碎后进人锁斗系统（锁渣系统），锁斗系统设置了一套复杂的自动循环控制系统，用于定期收集炉渣。
在排渣时锁斗和气化炉隔离锁斗循环分为减压、清洗、排渣、充压四部分，每个循环约30分钟，保证在不中断气化炉运行的情况下定期排渣。
国内对此设备的设计，制造与检验已具有一定的经验和业绩。
二．设计条件
材质：
16MnR容器类别：
二类
最高工作压力：
4.8MPa设计压力：
4.8MPa
工作介质：
汽化炉渣/黑水设计温度：
260℃
产品编号：
Ⅱ2957——00腐蚀裕度：
5mm
焊接接头系数：
1.0设计基本风压：
400Pa
地震烈度：
6全容积：
m3
充装系数：
1.0安全阀开启压力：
4.8Mpa
液压试验压力：
7.38MPa（卧放）7.30Mpa（立放）
三．制造所遵循的规范
1.《钢制压力容器》GB150——1998
2.《压力容器安全技术监察规程》99版
3.《钢制塔式容器》JB/T4710—2005
4.《塔器设计技术规定》HG20652——1998
5.《钢制压力容器焊接规程》JB/T4709—2000
6.《钢制化工容器制造技术要求》HG20584——1998
7.《压力容器涂敷与运输包装》JB/T4711—2003
8.《压力容器用钢焊条订货技术条件》JB/T4747—2002
四、整体结构分析
1．锁斗的制造难点及解决方案
锁斗锥体成型
材质：
16MnR锁斗锥体制造难点在于如何保证锥体大小端面的平行度和上下端面的同心度。
锁斗锥体由4瓣压制组成，下料按锥体展开放样划下料线，每边留20mm余量，压制时由于没有合适的模具，不能一次压制成型。
如果当时现提工装模具，一是耽误周期，再者也增加了制造成本。
根据实际情况，工艺果断采取用现有模具通过水压机逐步压制，使其达到设计尺寸要求。
压制时采用平面样板检验上下口尺寸以及轮廓处的R，保证样板与单片锥体间的间隙在1mm左右，压制成型后，用1：
1的立体样板进行实际测量，根据测量情况，用水压机对不符合尺寸要求的部为进行校正，然后根据立体样板的尺寸划出余量线，气割取出余量线后，再用立体样板进行精整型直至达到设计要求。
锁斗的整体检验
由于锁斗的形状不规则，许多关键尺寸为空间尺寸，给装配后的测量带来很大困难。
利用机加中心的数显功能进行测量，方便、快捷、准确，解决了整体测量的难题。
经测量，锁斗的整体尺寸完全符合图纸要求，均在公差范围内。
1）总体制造工艺设计
材检——喷砂——探伤——号料——气割——水压机——装配——焊接——热处理——气割——打磨——喷丸——气割——打磨——探伤——号料——气割——焊接——立车——镗——气割——打磨——探伤——装配——焊接——热处理——打磨——探伤
筒体直径Ф系列
2000
2400
2800
3200
3400
3600
3800
4000
筒体厚度mm
50
60
70
80
85
90
95
100
椎体厚度mm
50
60
70
80
85
90
95
100
锥体锥角（度）
60
60
60
60
60
60
60
60
锥体出料口直径Ф系列mm
300
300
350
350
400
400
450
450
计算锥体高度mm
球罐制造工艺设计
丁烯球形储罐结构设计所需的原始数据：
设计压力：
0.8MPa
设计温度：
常温
公称容积：
1000~3000m³
储存物料：
丁烯
冲装系数：
0.9
地震设防烈度：
7级
壳体钢板的选用
由于球罐的储存物料是丁烯，丁烯在常温下是无色气体，不溶于水，溶于有机溶剂，并且是易燃易爆气体，并且丁烯会使钢板发生氢脆腐蚀，所以应选择低温并且抗氢的材料，根据GB150附录A（材料补充规定），各种钢材的比较选用了07MnNiCrMoVDR低温低合金钢板，即含碳量7％的抗氢抗硫D级的压力容器专用钢板。
07MnNiCrMoVDR的力学性能：
使用状态（交货状态）：
调质；
钢板厚度：
16~70；
常温强度指标：
屈服点=490MPa；抗拉强度=610MPa；
伸长率≥21％
温度：
-40℃
≤20℃下的许用应力：
203MPa
1.1球罐的特点
随着世界各国综合国力和科学技术水平的提高，球形容器的制造水平也在高速发展。
近年来，我国在石油化工、合成氨、城市燃气建设中，大型化球形容器得到了广泛的应用。
在石化企业、国防工业、冶金工业及城市燃气中，用于储存液态丙烷、丁烷、丙烯、丁烯及其混合物（LPG）、液化天然气（LNG）、液氧、液氮和液氨、液氢等物料。
球形容器广泛应用于石油、化工、冶金等部门，它可以用来作为液化石油气、液化天然气、液氧、液氨、液氮及其他介质的储存容器。
也可作为压缩气体的储罐。
球形储罐与其他型式的压力容器比较，有许多突出的优点。
如与同等容量，相同工作压力的圆筒形压力容器比较，球罐具有表面积小，所需钢板厚度较薄，因而具有耗钢量少，重量轻的优点。
此外，球罐还有制造方便，易于大型化、占地面积小、操作管理和检修方便等特点。
由于这些特点，再加上球罐基础简单、受风面小、外形美观，可用于美化工程环境等原因，使球罐的应用得到很大发展，球形储罐是一种钢制容器设备。
在石油炼制工业和石油化工中主要用于贮存和运输液态或气态物料。
操作温度一般为-50～50℃,操作压力一般在3MPa以下。
但球罐的制造、焊接和组装要求很严，检验工作量大，制造费用较高。
国内外球罐技术发展的方向都是高参数大型化，球罐大型化可以降低单位容积存储能力的投资，节省占地，也节省了辅助设施的费用，同时便于管理。
国外先进工业国家开展石油液化气球罐大型化工作较早，技术水平较高，由于石油化工的高速发展，需要将液化天然气及液化石油气进行大规模的运输和贮存，球罐的应用得到进一步发展,不仅数量迅速增加,日趋大型化，而且向超高压、极低温发展。
国际上目前最大液态介质球罐直径27.4m,容积10770m³；最大城市煤气球罐直径72.55m，容积200000m³。
中国目前大多数球罐容积为200～1000m³,最大容积8250m³、直径25.1m。
随着科学技术的不断进步，材料、焊接、制造、现场组焊技术的不断提高、球罐也正向着高参数和多品种方向发展。
设计压力从0.093兆帕的真空度到几十个兆帕，工作温度为-250~850℃，球壳结构从单层到多层，品种非常广泛。
但球罐大型化是最主要的发展趋势。
球罐与常用的圆筒形容器相比具有以下特点：
（1）球罐表面积最小，即在相同容量下球罐所需钢材面积最小；
（2）球罐板壳承载能力比圆筒形容其大一倍，即在相同直径，相同压力下，采用同样的钢板时，球罐的板厚只需圆筒形容器板厚的一半；
（3）球罐占地面积小，且可向空间高度发展，有利于地表面积的利用。
综合以上特点，再加上球罐基础简单，受风面小，外观漂亮，使球罐的应用得到很大的发展。
1.2球罐的分类
球罐可按不同方式
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