1、化工设备的制造安装检测化工设备的制造安装检测情境二情境二 排料、展开及划线排料、展开及划线 学习任务 学习任务一 展开及排料 学习任务二压力容器受压壳体的划线学习任务一学习任务一 展开及排料展开及排料学习目标知识目标 （1）了解压力容器壳体排料前的准备工作。（2）熟悉压力容器壳体的展开知识。（3）熟悉压力容器壳体排版图的制定（4）熟悉压力容器壳体的排料方法。能力目标（1）能够熟练掌握压力容器壳体的展开法。（2）合理的制定压力容器壳体的排版图，并且能根据排版图选择合适的排料方法。 一、压力容器壳体的展开方法一、压力容器壳体的展开方法壳体的展开：壳体的展开：展开是压力容器制造过程中重要的工作环节之
2、一，将压力容器壳体的立体表面依次摊平在平面上可得到立体表面的展开图。 1.作图法 2.计算法 1.作图法 A、手工作图法 根据零部件施工图纸的规格尺寸用绘图工具如支持、划规和划针按投影原理和展开原理画出放样图法。 作图法一般采用平行线法、放射线法和三角形法进行展开、划线、划线，然后下料。 这种方法对于小尺寸的结构件（如小接管、三通等）而言是十分方便的，但对较大尺寸的容器筒体、椎体来说，由于划线平台或场地的限制用作图法展开就不方便，而且误差较大。 1.作图法 B、二维计算机辅助作图 借助CAD绘图软件绘制比例为1:1的平面投影图，再按手工划线的步骤在另外图层绘制展开图，用其中的DIM命令和LIs
3、T等命令测量线段的实长，比手工划线即精确又快速。 画好放样展开图后可以按1:1的比例从绘图仪输出图纸，也可测出画展开图所需的相关线段的长度尺寸，再在样板料上划出放样图。2.计算法 计算法是根据零部件施工图纸的规格尺寸，采用立体几何、解析几何等初等数学的知识，通过计算求出所需部件的实长线、相贯线和断面实形线的尺寸，然后直接在原料上划线或制作样板的方法。 由于压力容器的零部件均是按某种几何关系组成的一定形状的构件，都可利用其几何形状的函数关系式，通过坐标法分析计算，求的零部件正确的下料尺寸和形状，不需要作图展开，而且比作图法准确、省事、省时。 计算法也是一种常用的放样展开方法可展开曲面不可展开曲面
4、 在直线面（直母线形成的在直线面（直母线形成的曲面曲面)中中,凡连续二素线平行或凡连续二素线平行或相交的曲面相交的曲面,均为可展曲面均为可展曲面,如如柱面与锥面等。柱面与锥面等。 扭曲面、曲纹曲面和不规扭曲面、曲纹曲面和不规则曲面，由于其相邻两素线为则曲面，由于其相邻两素线为交叉两直线或为曲线，不能构交叉两直线或为曲线，不能构成一平面，故为不可展开的曲成一平面，故为不可展开的曲面。椭圆形封头则是不可展开面。椭圆形封头则是不可展开曲面曲面 （一）、可展曲面的展开计算（一）、可展曲面的展开计算1.1.圆柱形筒体的展开圆柱形筒体的展开圆柱形筒体的展开尺寸 L B=DH式中：L为圆筒的展开长度B为圆筒
5、的展开宽度D为圆筒的中径（D= Di+）Di为圆筒的内径 D0为圆筒的外径H为圆筒的长度 为圆筒厚度 图2-1圆柱体的展开 2.2.圆锥形壳体的展开圆锥形壳体的展开 大口中径D1=Di1+（Di1为大口内径）小口中径D2=Di2+（Di2为小口内径）锥体高度H=(D1-D2)/2tan大口展开直径R=L=D1/2 sin 大口展开直径r=L- =D2/2 sin 展开扇形圆心角=180 D1/L 或=360sin 展开扇形内圆弧长ab =D2展开扇形内圆弧长ab=D1 如图ABCD即为正圆锥的中性层展开图形。l（二）、不可展曲面的展开（二）、不可展曲面的展开1. 1. 等面积法等面积法 标准椭
6、圆形封头按等面积展开时得到坯料的直径尺寸 DW=4Dh1.38D2 DW为标准椭圆形封头展开毛坯直径D为标准椭圆形封头中径H为标准椭圆形封头曲面深度h为标准椭圆形封头直边高度 2.2.等弧长法等弧长法 标准椭圆形封头按等弧长法展开得到的坯料直径尺寸 DW=1.214Di+2h Di为标准椭圆形封头的内径3.3.经验展图法经验展图法 常用的椭圆形封头经验展开直径尺寸 DW=KD+2h K为经验系数可根据相关标准查得。 对标准椭圆封头K=1.19，可采用下面的简单计式： DW=1.19D+2h二二、原材料的复核原材料的复核 生产部门在接到工艺部门的相关技术文件如压力容器铆工工艺（其中包括排版图）后
7、，应根据工艺消耗额定明细表所需材料同保管员共同填写压力容器领料单，领料时必须经材料检查员核对后方可领用，材料领用后操作人员在排料前还应对照压力容器领料单逐项确认。确定无误后方可进行排料 。 三、压力容器壳体的排版图三、压力容器壳体的排版图 压力容器壳体的排版图是压力容器制造过程中一项重要的工艺技术文件，是工人下料和组对工序的依据。 排版图应准确的反映出压力容器壳体的展开尺寸、壳体的拼接状况、开孔大小及位置以及焊缝位置的布置。排版图的准确与否直接影响压力容器产品的制造质量。 1.1.排版图的内容排版图的内容（1）排版图中应准确的标出零部件的件号、所用原材料的材质和规格、零部件展开尺寸、开孔直径及
8、位置、拼接焊缝及拼接尺寸、焊缝位置等具体内容见本任务的壳体排版图。（2）排版图应明确显示方位线，并注意排版图中筒体、封头的方位线旋转顺序应与施工图纸中方位线相一致。三、压力容器壳体的排版图三、压力容器壳体的排版图 三、压力容器壳体的排版图三、压力容器壳体的排版图 1.1.排版图的基本要求排版图的基本要求（1）排版图必须严格遵守GB150-2011GB150-2011压力容器、固定式压力容器安全技术监察规程、GB151GB151管壳式换热器等现行标准规范及施工图纸要求。（2）制定压力容器壳体排版图时应充分考虑本单位的生产加工能力，例如用剪板机下料时应考虑剪裁宽度，卷板机可卷制圆筒的最宽尺寸等。若
9、排版超出生产加工能力，那么下料后的工序将无法进行。（3）制定排版图时应根据现有库存材料或市场常用材料尺寸选择合适的排版方案，在满足上述两条要求的前提下既能节约原材料又能保证最少的工作量，尽可能的提高经济效益。压压 力力 容容 器器 壳壳 体体 排排 版版 图图 五五. .压力容器壳体的排料压力容器壳体的排料五五. .压力容器壳体的排料压力容器壳体的排料排料；是根据实际材料的规格尺寸，按照施工图纸及工艺技术文件如“压力容器壳体排版图”进行排料。排料排料1、合理套裁 2、各零部件间留出适当的加工余量 3、应考虑钢板的轧制方向 4、充分利用原材料、边角余料，提高材料的利用率； 5、对零部件排料时要考
10、虑切割方便、可行； 6、尽可能使排料能多利用剪切法下料以降低工作强度，提高工作效率； 下料方位钢板轧制方向（1）筒体的最短筒节长度：碳素钢、低合金钢不小于300mm，不锈钢不小于200mm。（2） 同一筒节纵向焊接接头相互平行，相邻焊接接头间的弧长距离：碳素钢、低合金钢不小于500mm，不锈钢不小于200mm。（3）相邻圆筒的A类焊接接头的距离或封头A类焊接接头的端点与相邻圆筒A类焊接接头的距离应大于名义厚度n的3倍，且不小于100mm。（4）容器内件和筒体纵向焊接接头边缘与筒体环向焊接接头边缘的距离应不小于筒体壁厚，且不小于50mm。六、排料时焊接接头的相关要求六、排料时焊接接头的相关要求（
11、5）容器的焊接接头在条件允许情况下应尽量避开容器开孔位置及鞍座位置。（6） 卧式容器焊接接头应位于支座之外，纵向焊接接头应位于壳体下部120范围之外，支座焊接接头与筒体焊接接头边缘距离应尽量大于筒体壁厚且不小于100mm。（7） 封头各种不相交拼接焊接接头之间的最小距离应不小于封头名义厚度n的3倍，且不小于100mm。（8）封头由瓣片和顶圆板拼接制成时，焊接接头方向只允许是径向和环向的。六、排料时焊接接头的相关要求六、排料时焊接接头的相关要求 学习任务二学习任务二 压力容器受压壳体的划线压力容器受压壳体的划线学习目标知识目标 （1）了解压力容器壳体用钢材的预处理方法。（2）熟悉划线的方法。（3
12、）熟悉划线的内容和公差要求（4）熟悉钢板的找正方法。能力目标能够熟练掌握压力容器壳体的划线方法，明确划线的尺寸确定以及划线的具体内容和公差要求，并掌握钢板找正技能。 一一. .压力容器壳体用钢材的预处理压力容器壳体用钢材的预处理1.1.钢材的净化钢材的净化 净化原因净化原因 钢材在运输和存放的过程中，钢材的表面常常出现铁锈、氧化皮或者粘附泥土和油污等。 由于这些污物的存在会对压力容器制造过程中的划线、成形、焊接等后续工序的制造质量造成影响，故在划线前应对钢材表面进行净化处理。净化方法净化方法 净化处理的方法主要有手工净化、机械净化和化学净化等。化学净化化学净化：是利用酸、碱其他溶剂溶解锈、油和
13、氧化膜的高效方法。普通钢很少用化学清洗法。而铝、不锈钢设备较为常用。大面积净化常在酸洗池或碱洗池中进行，局部净化则用特制的除锈剂或净化剂涂于净化处。化学净化后都必须用清水洗净。对于不锈钢设备，冲洗用水的氯离子含量应小于25mg/kg。手工净化：指人工用钢丝刷、砂纸打磨或者用锉刀、刮刀磨削的加工方法，这种方法灵活方便，可用手焊口的局部净化，但生产效率低，劳动强度大。净化方法净化方法机械净化：常用机械净化方法有手提电动砂轮机除锈以及喷砂机除锈两种手提电动砂轮机俗称电动角磨机。由于它有磨削作用故清理质量高，除了除锈还可用于磨光坡口、磨光焊缝、磨去毛刺。喷砂是大面积去除铁锈和氧化膜的先进方法。它是利用
14、高速喷出的压缩空气流带出来的高速运动的沙粒冲击工作表面而打落铁锈和氧化膜的方法。这种方法主要用于碳素钢以及低合金钢的表面除锈。2.2.钢材的矫形钢材的矫形 钢材因运输、吊装或存放不当等原因会造成其弯曲、波浪变形、扭曲变形及凹凸不平等变形。 在划线、切割、卷制等工序前若不及时对超出标准允许范围的变形进行处理，将严重影响零部件成形后的尺寸精度。钢材的矫形主要有手工矫正法、机械法和火焰加热法。手工矫正法 手工矫形：是在常温（或加热后）在平台上用锤敲打。 工具：大锤、手锤以及用于型钢的各种型锤。 方法：对于中间凸起的各种板料，矫平时不可直接敲打凸起处，应于凸起的四周呈辐射状对称方向由远渐近地敲打，使板
15、料产生塑性变形而延展，凸起部位逐渐消除。 型钢的弯曲可以直接敲打凸起部位，使其反向弯曲，以达到矫形的目的。 特点：手工矫形劳动强度大，效率低，但操作灵活。 适合场合：用于无法机械矫形的场合。机械法火焰加热法火焰加热矫形：是在工件局部进行加热，然后冷却达到矫形目的。原理： 当金属局部受热时，其膨胀受到周围冷金属的限制产生压缩应力，此压应力超过金属高温下的屈服极限，因而使被加热部位产生较大的塑形变形，当加热区冷却时，产生的收缩也受到周围冷金属的限制而产生拉应力。 但此时该部位的温度已降低，屈服极限升高，因而只产生较小的塑形变形。 这样，从加热到冷却，被加热部位的金属纤维缩短了，从而达到矫形的目的。
16、如下图所示为火焰加热矫形的两个例子：加热部位是金属纤维较长处，加热温度与材料厚度、工件结构及变形大小有关，一般为600-900.为了提高矫形效果，可以在加热之后紧接着喷水冷却，使加热部位产生更大的收缩量。火焰加热法比较灵活，常用于很难用其他方法矫形的各种构建的矫形。因加热会影响金属构建的性能，故应用此方法时应该慎重，以免产生不良影响。火焰加热法二二. .钢板的找正钢板的找正 找正的原因 由于钢板原材料在宽度及长度方向上都存在偏差，相邻两板边互相不垂直，不能直接投料来卷制圆筒体，因此首先要对板边进行“找正”。 何为“找正”？ 所谓找正就是通过划线在钢板原材料上划出符合尺寸精度要求的矩形，保证板的
17、宽度线与长度线垂直。在找正后的矩形板料上再按筒体展开尺寸进行划线。二二. .钢板的找正钢板的找正1.1.对角线法找正对角线法找正EBCAFHD实际用料样冲眼标记A、考虑钢板的边可能不直需要刨边，沿钢板边大约5mm取一点先沿着钢板长度方向划一条线AB（AB的长度可直接取筒节的下料长度，如本任务可直接取筒节的展开长度） B、然后再沿着钢板的宽度方向划AB的平行线CD C、CD平行线做好后再以E点为基准点(AE距离约35mm)量取钢板长EF， D、以E为基点量取对角线长度EH，EFH必为直角（勾股定理） E、再以H为基点，量取HG=EF，EGH必为直角 F、验证GF、EH是否相等（允差不大于2mm）
18、 2.2.圆周角法找正圆周角法找正 A、圆周角法找正是以钢板的一边向内一个数值（如果考虑到钢板不直需要进行刨边是可向内一个数值，两端数值可不等）划出两点A、B（如图2-6所示） ODBCA标记图2-6 钢板圆周角法找正 B、再取一点C(C可在板内也可在板外)，然后连接BC。 C、假设BC为假定圆直径，分别量取OB=OC=OD,连接CD, CDB必为直角。 D、同样可以划出矩形的其他直角 三、压力容器壳体的划线三、压力容器壳体的划线 利用划线工具将零件展开图按1：1比例直接在钢板或半成品上画出零部件的实际用料线、切割线、各种位置线和检查线，并标出加工符号做好标记移植是在划线工序中主要完成的任务。
19、 直接划线 划线是压力容器制造的第一道工序。对于简单形状的零部件和单件加工零部件，可采用直接把展开图的尺寸划在钢板上 样板划线 若形状复杂或批量生产则采用将展开图尺寸划在铁皮、油毡纸或纸板上制成样板，再利用样板在钢板上划线 三、压力容器壳体的划线三、压力容器壳体的划线 实际用料线：下料切割并经过边缘加工以后要保证的尺寸线。切割线：根据切割方法不同在实际用料线外围放大一定尺寸后划出的线。检查线：在画好实际用料线、切割线后，还要在实际用料线的内侧偏移一定距离（一般为50mm）画好一个较小一些的长方形，这个长方形的4条边线叫检查线。切割线检查线实际用料线L1L26321200012R0642 T1
20、反曲505标记标记钢板中心线20006321（1）人工划线常用的工具： 划针，圆规、地规、划线盘、样冲、量尺等 划针圆规地规划线盘样冲量尺（2 2）划线的尺寸）划线的尺寸 实实际际划划线线的的尺尺寸寸理论的展开尺寸 L展 焊缝坡口间隙 筒节卷制的伸长量 焊缝收缩量 边缘加工余量 加 收 变 间 实际用料线L L划 (排版图给出的尺寸) 实际用料线 L= L展-间变+收 L划=L展-间变+收+加实际划线的尺寸 不同切割方法的边缘加工余量（3）具体的划线）具体的划线 A、钢板找正后应划好实际用料线 B、根据工艺文件所采用的切割方法留出适当的切割余量划好切割线 C、完成切割前先由实际用料线向内返50
21、mm划好检查线 D、最后应划好筒节的4条中心线 切割线检查线实际用料线L1L26321200012R0642 T1 反曲505标记标记钢板中心线20006321图2-7 筒节划线与公差要求 四、划线后的标记四、划线后的标记 （1）标记的目的： 划线后经检查合格以后，保证划线后加工尺寸的精度及防止下料尺寸在以后的工序中被弄得模糊不清（2）需标记的部位： 所有的加工尺寸线（包括切割线及剪切线）的 边缘转折处各打35个样冲眼， 在筒节的4条中心线（0 0、9090、180180、 270 ）的两端各打35个样冲眼。 封头下料的十字线处也应打样冲眼。 表2-3常用下料符号序号1234序号567名 称名
22、 称符 号符 号切断线中心线标准线余料线弯曲线刨边线接头符号3 1-13 1-2五五. .划线的公差要求划线的公差要求（1）每一筒节划线长度应根据钢板宽度、钢板质量等具体情况按工艺文件规定执行；（2）筒体总长度、板制接管等零件的划线公差取制造公差的50；工艺人员应在工艺工程卡中注明或说明；（3）每一筒节展开尺寸两对角线尺寸之差值L = | L1L2 |，筒节周长允差A列于下表按表2-1要求。 表表2-12-1筒节下料时对角线和周长允差筒节下料时对角线和周长允差筒节直径筒节直径mmmm80080080012008001200130014001300140024002400L LmmmmA Amm
23、mm1.01.00.70.71.51.51.01.02.02.01.51.52.52.51.51.5 （4） 每一筒节周长（展开尺寸）的划线公差和同一筒体各筒节间的周长（展开尺寸）划线差值按表2-2要求。筒节板厚筒节板厚mmmm6 66 61010101016161616相邻筒节周长差相邻筒节周长差mmmm0.50.50.70.71.01.01.51.5表表2-22-2筒节下料相邻筒节周长允差筒节下料相邻筒节周长允差六六. .标记移植标记移植 （1）目的：是为了材料的可追溯性，确保压力容器产品的安全 性能。（2）时间：在完成上述划线工作后的筒节应在切割前完成标 记移植工作。 （3）内容：将所用材料的入厂编号、产品编号、筒节编号等标记在规定的位置 。（4）方法：一般采用打钢印（低应力钢印），对不能打钢印的设备采用油漆或记号笔书写等。2002001001002 20 00 01 10 00 0200-300200-300200-300200-300200200图2-8钢板原材料及筒体下料 图2-9筒体卷制后 整板料 拼接料 图2-10封头下料（压制前） 【思考与练习】压力容器壳体用钢板下料前为什么要找正？压力容器壳体下料划线时应包括哪些内容？压力容器筒节下料的划线尺寸与哪些因素有关？标记移植的作用？
