船用空气瓶制造工艺讲义.docx

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船用空气瓶制造工艺讲义

船用空气瓶制造工艺过程及注意事项

（本文主要针对日本海友的产品，也可供其他用户的产品参考）

谢洪明

一.准备

⒈原材料船检认可

除图纸另有要求外，用于制造2类船用空气瓶筒体、封头、吊耳及支座的垫板、人孔圈、人孔补强板、凸缘（法兰）锻件等零件的原材料以及产品焊接试板必须经过船级社验船师现场确认、敲钢印。

进行原材料试样的机械性能试验时必须有验船师在场。

若船级社规范有规定，则凸缘（法兰）锻件必须由经该船级社认可的锻件厂加工。

取样时应注意：

⑴在敲钢印处的周围用油漆圈上。

⑵原材料试样的取样方向应与钢板的轧制方向垂直；

焊接工艺试板的取样方向应与钢板的轧制方向平行。

⒉制作样板模具

⑴用长度为300～400mm的白铁皮制作R=筒体内径的样板,如果底座是裙座结构的话，则按图要求制作“裙座底部开口的样板”。

⑵制作排污管的弯管模。

⑶制作用于加工凸缘螺孔钻孔和盲板的“钻孔模”。

⑷制作用于加工压力表架面板上螺孔的“表架钻孔模”。

⑸制作用于加工人孔盖上内环的工装，并用它制作用于检查人孔圈形状的“检验工具”。

⒊准备一块有足够大的厚钢板（36mm以上）放在制造空气瓶的场地上，并保证钢板平面水平。

⒋加工和采购附件及备件

⑴加工易熔塞、凸缘、管座和压力表架面板。

在凸缘、接管成品上用记号笔标注其规格。

注意：

加工凸缘螺孔时应使用“钻孔模”；

加工锥管螺纹Rc3/4管座时应使用日方提供的丝攻；

加工压力表架面板上的螺孔时应使用“表架钻孔模”。

向易熔塞内浇灌易熔材料时应先预热外壳，浇灌后进行气密性试验。

⑵制作人孔圈

a卷制人孔圈毛坯时应将钢印标记放在内侧；

b人孔圈毛坯的纵缝焊接应根据焊接工艺要求进行，对于人孔圈厚度超过30mm的，需进行焊后热处理。

焊接后将焊缝的内、外面的余高磨平;

c对人孔圈毛坯的纵缝进行100%的X光探伤，探伤结果应达到图纸规定的级别要求;

d将合格的人孔圈毛坯送外协单位压制成椭圆形，并用“检验工具”检查其形状。

当人孔圈的壁厚比压制模具设计壁厚小时，压制时应在压制模具与人孔圈毛坯之间的塞上相应厚度的钢板。

压制时毛坯上的焊缝应放在人孔圈椭圆形的短轴方向;

e机加工人孔圈的两个端面，使人孔圈的高度符合图纸要求。

⑶加工紧固件、法兰盖以及人孔装置上的铰链。

另外加工一套专门用来水压试压用的盲板以供长期使用。

⑷加工人孔垫片和易熔塞上的紫铜垫圈，折弯铭牌支座。

⑸采购工具箱、呆扳手。

二.下料

凡是规范或图纸规定、需要经过验船师确认并敲有钢印的零件，下料时必须把钢印留在工件上。

压、卷封头、筒体、人孔补强板、垫板时应将钢印放在外侧。

确定封头下料尺寸时应考虑图纸标注的封头直边高度。

封头坡口形式必须与图纸要求一致。

1筒体下料尺寸的确定

根据上、下封头的高度并参照图纸要求的筒体长度确定筒体的轴向下料尺寸。

而筒体的周向下料尺寸应根据封头直边部分的外周长度确定：

⑴测量封头直边部分的外圆周长。

如果是同批量压制的封头应该一起测量。

按照相应的封头标准，将超差的封头退回加工单位返工。

⑵根据测量结果进行封头配对。

原则是外圆周长接近的上、下封头配成一对，但不能片面追求外圆周长一样的配成一对，以避免剩余的封头外圆周长相差太多而无法使用（当遇到按此原则配对后确存在余下的个别封头外圆周长相差太多的情况，如果以后还有同规格的产品时，可以提请封头加工单位在下一批封头加工时根据测量数据单独加工。

否则，退回加工单位修正。

修正时必须先修正外圆周长，后进行直边的持平）。

⑶根据下列计算方法确定筒体周向的下料尺寸：

a.分别计算配对封头的中径：

封头的中径＝封头直边部分的外周长度÷π－板厚；

b.取配对封头的中径平均值为筒体中径；

c.筒体周向的下料尺寸＝（筒体中径＋板厚）×π。

⒊筒体的下料和刨边

⑴在钢板上放样划线时应注意：

a.筒体周向长度方向应与钢板的轧制方向一致。

b.放样时使用的卷尺应与测量封头直边部分的外圆周长时所用的卷尺精度一致。

c.测量对角线，误差不得超过±3mm。

⑵放样后必须经过检验人员检查合格后方可进行切割。

⑶有条件的情况下，下料后筒体四边应使用刨边机进行刨边。

轴向侧和周向侧的坡口形式应与图纸要求一致。

⒋吊耳及支座的垫板四角必须按图纸要求切割成圆角，支座的腹板要按图纸要求切角。

⒌吊耳、人孔盖、人孔装置的铰链等零件的下料必须采用样板仿形切割。

⒍用火焰切割下料时，割口的起点应在切割面的外侧。

切割过程应一次完成，避免产生锯齿形。

一旦发现缺陷应及时处理。

下料后应用砂轮机将切割面打磨光滑。

三.成形

1筒体

2在筒体周边20mm范围内不允许存在氧化物、油污、熔渣等有害物质，若发现有以上物质

应进行清理。

3筒体卷制时，靠近纵缝的两端可根据钢板厚度和筒体的直径分别采取预弯或双曲率法成

形。

4筒体卷制后应把产品焊接工艺试板点焊到筒体上，由同一个焊工采用与筒体纵缝同样的焊

接工艺同时施焊。

5产品焊接工艺试板经验船师确认打钢印后方可割下。

6经卷制并焊接纵缝后的筒体应进行校园，校园时必须使用样板，除纵缝两侧各约100mm

外，筒体其余部分的圆度应与样板吻合。

1其他零部件

1吊耳垫板和底部支座垫板应根据其所处位置的封头外表面形状压制；侧向支座垫板和人孔

补强板应根据实际的筒体外圆形状卷制。

成形后的垫板应根据图纸要求钻信号孔。

人孔补强板上应根据图纸要求钻孔和攻丝。

补强板上的螺孔（信号孔）必须放在椭圆形的短轴方向。

2利用制作内环的工装弯制内环；

3利用“弯管模”弯制排污管；

利用制造排污管的管子弯制卡环。

⒊当图纸设计的底座是裙座结构的话，应根据下封头的直边外圆来确定裙座的下料尺寸并卷筒焊接。

四．纵缝无损探伤

按图纸要求的探伤比例对空气瓶上的纵缝及产品焊接工艺试板进行X光探伤，探伤结果应符合图纸规定的级别要求。

若发现纵缝上有不合格处，必须进行返修。

同部位焊缝的返修次数一般不得超过两次。

五．封头和筒体划线

⒈把上、下封头的直边外侧分成4等分，打样冲眼，并用记号笔标出0°、90°、180°和270°字样；在封头外表面划出封头的中心，打样冲眼。

注意：

如果封头都是敞口朝上的话，那么，上、下封头度数的旋转方向是反的，上封头是逆时针转的；

4以图纸标注的0°为起点，将筒体上、下两端的外周分成4等分，打样冲眼，并用记号笔

标出0°、90°、180°和270°字样（从筒体的上端看，度数是顺时针转的）。

六.组焊封头上的附件

⒈根据设计提供的定位参考图，在上、下封头的外表面分别画出封头中心、吊耳垫板及支座垫

板的位置，画出封头上接管中心的位置（注意各零部件的方位）。

⒉下封头与支座的组对和焊接

1按图纸要求用气保焊组焊支座，注意必须要满焊。

2在平台上放样，确定3只支座底板的位置；用角钢把3只支座连成一个整体。

3将封头倒放在平台上，把支座垫板点焊到画出的垫板位置上。

4把连成一体的3只支座翻扣到支座垫板上，用工具（如方钢）紧贴在支座底板上测量底板

到平台的高度，修割支座筋板和腹板，点焊到垫板上。

支座筋板到垫板边的距离参照设计提供的定位参考图。

要求3个支座的底板面到平台的高度都符合图纸要求。

5用气保焊焊接支座与支座垫板、用手工焊焊接支座垫板与封头之间的接缝。

焊接应是满焊。

注意：

使用气保焊时，应该把工件垫起，保证接缝处于平焊的位置。

6如果底座是裙座结构，按下列方法组对：

a.在下封头上等距离点焊3块小扁钢，使扁钢下端到封头直边面上的距离等于裙座圈上端

到封头直边面上的距离;

b.将下封头扣在平台上；

c.裙座圈的外周也根据图纸要求的方位分成4等分，划线;

d.将裙座圈搁到封头上的小扁钢上，测量裙座底面到平台的高度是否符合图纸要求，点焊;

e.根据图纸要求的方位用“裙座底部开口的样板”划线，气割4个开口，并用砂轮打磨割口边缘；

f.把封头翻过来，割去小扁钢，用手工焊焊接裙座与封头。

焊接采用间断焊。

⒊上封头与吊耳、管座的组对和焊接

⑴将封头放在平台上，把吊耳垫板点焊到画出的垫板位置上。

⑵在画出的管座中心位置上垂直于封头的表面开孔，并加工出坡口。

⑶根据设计提供的定位参考图将吊耳点焊在垫板上，同时复查吊耳孔之间的距离是否符合图纸要求。

⑷用气保焊焊接吊耳与吊耳垫板、用手工焊焊接吊耳垫板与封头之间的接缝。

焊接应是满焊。

注意：

使用气保焊时，应该把工件垫起，保证接缝处于平焊的位置。

⑸将管座用手工电弧焊焊到封头上。

封头的内、外壁上都要满焊。

注意：

管座的螺纹规格必须与图纸上标注的一致。

七．封头、筒体的内壁喷砂和刷底漆

1成形后的封头及筒体的内壁应进行喷砂除锈，喷砂后内壁表面清洁度应至少达到Sa2级。

2刷底漆时，焊缝两侧是不允许留有油漆的，它不但会影响到焊接质量，而且会在进行水压试

验时影响到焊缝致密性的检查。

因此，刷底漆时在封头、筒体的两端用纸覆盖，宽度约50mm。

八.筒体与封头的组对和焊接

1组对工序必须在平台上进行。

2筒体与封头进行组对时应使用专用的组对工装，严禁强力装配，避免在产品的表面留下打

磨痕迹。

3在筒体和封头的坡口及其两侧表面20mm范围内不允许存在氧化物、油污、熔渣等有害物质，

若发现有以上物质应进行清理。

4用工装（俗称“扁担”）把上封头水平吊到筒体上，在筒体上端面放上小扁钢条，以保证焊

接间隙。

将上封头上的和筒体上端的标记一一对齐、点焊，然后在90°范围内逐个地分段点

焊，最后割去小角钢条。

5再用“扁担”把上封头和筒体的组合体水平吊起放在下封头上，在下封头上端面放上小角钢

条，以保证组装间隙。

将筒体下端与下封头上的标记一一对齐、点焊，然后在90°范围内逐个地分段点焊，最后割去小扁钢条。

6筒体与上、下封头组对时应检查是否错边，如果由于两者的周长有出入而产生错边时，应将

错边量平均分布到整个接缝上，保持各处相同。

7上封头与筒体之间的焊接采用双面自动焊。

筒体与下封头之间的焊接采用氩弧焊封底、自动

焊盖面的焊接工艺。

九.筒体上划线、开孔

1必须把瓶体按照实际使用的状态放在平台上进行划线。

2根据图纸标注的尺寸和方位在筒体上画出接管（凸缘）、人孔、爬梯、铭牌支座、仪表架、侧

向垫板等等零部件中心的轴向和水平方向的十字线（线条尽量长一点）。

各中心的标高均以距

离平台的高度为准。

打上样冲眼并用记号笔标注管口号和其他零部件名称。

3划线后必须经检验人员复查尺寸合格后方可开孔。

4开孔处必须按焊接工艺要求加工出坡口。

十．环缝及其他焊缝的无损探伤

按图纸要求的探伤比例对空气瓶上的环缝进行X光探伤，探伤结果应符合图纸规定的级别要求。

若发现不合格处，必须进行返修。

同部位焊缝的返修次数一般不得超过两次。

若船级社规定对接管、凸缘、人孔圈与筒体之间的角焊缝需要进行无损探伤时，则做磁粉检查。

十一.凸缘、接管与筒体的组对、焊接

1组对前检查凸缘和接管的规格是否与图纸标注的一致。

凸缘与筒体组对时必须使用水平尺,当凸缘上的相邻两螺栓孔边呈水平后方可将凸缘与筒体点焊。

组对时应检查凸缘的外露尺寸与图纸要求是否一致。

2接管与筒体焊接时不但要保证接管的外露尺寸与图纸上的尺寸一致，还要确保接管垂直于筒体的表面。

3用手工电弧焊把凸缘和接管焊到筒体上。

筒体的内、外壁上都要满焊。

十二.人孔圈、补强板与筒体的组焊

1为了确保人孔圈的外露尺寸与图纸上的尺寸一致，在人孔圈的短轴方向上各点焊一节扁钢。

2组对时必须使用水平尺,当人孔圈长轴方向呈水平后，方可将人孔圈与筒体点焊。

人孔圈的

短轴方向尽可能地与筒体上的轴向线条吻合

⒊装人孔圈时，应将人孔圈的纵缝放在上方。

⒋在人孔补强板的长、短轴上划十字线。

把补强板组装到筒体上时，应该使补强板上长、短轴的线条与人孔圈上长、短轴的线条吻合。

补强板上的螺孔（信号孔）应放在下方。

5按焊接工艺要求焊接人孔圈及人孔补强板。

十三.人孔装置的组装

⒈组装人孔装置时，必须把瓶体按照实际使用的状态放在平台上进行。

⒉组装时要有两人进入筒体内。

在盖板上装上螺栓，塞进人孔圈内，装人孔垫片（建议此垫片专门用于组装的）。

注意：

从筒体内侧看，盖板上的铰链应在左侧。

⒊把人孔盖内环放到人孔圈内（先不固定）。

⒋装上压马和螺母，拧紧螺母。

同时要保证盖板上的十字线与人孔圈内侧的样冲眼吻合。

⒌组焊筒体侧的铰链。

组焊时应：

⑴下面的一个铰链应紧贴着盖板上的铰链；

⑵当作销子用的M22螺栓必须在铰链的长圆孔的中间；

⑶整个焊接过程中，外面的螺母不能松开。

6将内环内侧点焊在盖板上，点焊前，在环的四周塞上薄板找正，使内环与人孔圈同心。

7等到焊在筒体上的铰链冷却后才能卸下螺母和压马，取出盖板。

用气保焊把内环内侧与盖板

满焊。

十四.其他附件的组焊

⒈组焊其他附件时，必须把瓶体按照实际使用的状态放在平台上进行。

⒉根据图纸要求制作爬梯、排污管、铭牌支座、仪表架、侧向支座等等附件。

⒊爬梯、铭牌支座、仪表架与筒体的焊接应该是满焊。

组对时应注意“横平竖直”。

仪表架面板下方的2只螺栓孔应该水平。

排污管组对后焊上卡坏固定。

⒋侧向支座与筒体焊接步骤是：

2在筒体上画线的位置上焊接支座垫板。

⑵如果在同规格的两台空气瓶上都有侧向支座时，那么，这两台空气瓶在使用时侧向支座必定是连在一起的。

因此，

a.先组焊一台空气瓶上的支座，组对时必须保证支座的上平面水平；

b.用螺栓把另一台的支座与组对了的支座连接并点焊在一起；

c.将另一台空气瓶“拉”拢，把支座点焊上；

d.卸下螺栓，磨掉点焊，把两台空气瓶分开。

⑶用手工焊焊接支座垫板与筒体、支座与支座垫板间的接缝。

焊接应该是满焊。

十五.清理、收尾

⒈焊补产品表面的伤痕、刻糟，磨平焊疤、焊渣。

2用锉刀把人孔圈内圈的边缘倒园。

3用手电钻在支座的底板上按图纸要求钻孔。

4清理筒体内的杂物。

十六.试验

1根据图纸及各船级社的规范要求进行空气瓶的水压试验。

水压试验前筒体内焊缝的周围不

得刷上油漆。

压力试验必须使用两个量程相同并经过计量部门校正的压力表，压力表的量程在试验压力

的2倍左右。

2进校原材料、焊接试板的机械性能试验。

3上述试验时必须通知验船师到场，并在试验报告上签字认可。

4试验合格后，在人孔圈的正右侧敲上船级社的钢印，在人孔圈的上方分两排敲上设计压力、

试验压力、工令号和制造年月。

十七.油漆

⒈放尽空气瓶内部的水，用压缩空气吹干，对空气瓶的外表面进行喷砂。

喷砂后外表面的表面清洁度应至少达到Sa2级。

2必须在前一道油漆完全干燥后才能喷涂第二道（因此油漆应该至少在交货前一星期开始）。

3根据图纸要求对空气瓶的内表面涂刷两道焦油环氧，外表面喷涂一道底漆和两道面漆。

4喷涂外表面前，应将凸缘上的双头螺栓、垫片、法兰盖以及接管上的螺纹堵头等零件装上。

人孔装置中的人孔盖、压马等零件应先拆下并单独喷漆。

铭牌表面用封箱带盖住，待喷漆后揭开。

⒌外表面油漆前，应先在空气瓶表面满刮腻子，砂平。

用压缩空气吹去表面的浮灰。

⒍油漆后的外表面上不应有漏涂、气泡、流挂、起皮、龟裂和剥落现象。

漆膜应均匀。

⒎工具箱应成批地进行喷涂，干燥后用带泡塑料包扎入库。

应保持油漆场合的干净、通风，防止雨淋。

当喷涂其他产品时，应远离已经喷好漆的成品，防止别的颜色漆雾沾到成品表面。

十八.气密性试验

1气密性试验前应装好人孔盖和易熔塞。

如果合同要求配置其他阀门，则也应该全部装上。

⒉按设计压力值对空气瓶进行气密性试验，保压不少于10分钟。

用刷子沾肥皂水液对各接

头、密封面（尤其是人孔圈内侧）进行检查，以不冒气泡为合格。

二十.包装

⒈按合同要求制作包装架。

2等空气瓶的表面油漆完全干燥后方可将空气瓶吊装到包装架上。

3用两台吊机（如行车、铲车等）把空气瓶抬吊到包装架上。

抬吊用的绳束应该是清洁的尼

龙绳。

4检查空气瓶的外表面油漆是否有损坏或漏涂，发现有损坏或漏涂处应及时补漆。

5将毛毯盖在产品上，用钢带把空气瓶固定在包装架上。

在吊耳上扎上标记牌，标记牌上应

标有：

订单号、船号、产品名称、毛重等等。

6根据订单或图纸的要求配置备件。

备件的外面用带泡的塑料包扎，装入工具箱里（照相留

作档案备查）。

工具箱封箱后用带泡的塑料包起，封上封箱带，再用钢带将其固定在包装架上。

工具箱的搭扣应放在靠筒体一侧。

7装车时应照相，并通过E-mail发送给用户，同时留档备查。

初稿：

2008/09/01

修改：

2008/10/19