CN107414424A - 一种大直径薄壁不锈钢筒体的成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大直径薄壁不锈钢筒体的成型方法，包括以下步骤：1）预弯及加工坡口；2）吊至工装支座并与工装支座固定；3）翻身；4）装配并焊接纵缝；5）校正焊缝；6）拆除工装支座。采用本方法成型的大直径薄壁不锈钢筒体可以解决起吊困难、避免铁素体污染、不需对筒体进行翻身以及保证筒体圆度满足工艺设计需求。

Description

一种大直径薄壁不锈钢筒体的成型方法

技术领域

本发明涉及压力容器制造领域，尤其是一种适用于核电产品的大直径薄壁不锈钢筒体的成型方法。

背景技术

目前，在压力容器制造领域，筒体成型最常见的方法是采用卷板机卷制成型，这种传统的卷板机通常只适用于那些直径较小、壁厚较大的筒体的卷制成型，但对于核电产品的大直径薄壁不锈钢筒体（直径≥5m,壁厚≤5mm的不锈钢筒体）来说，若继续采用卷板机来卷制成型该类大直径薄壁不锈钢筒体，则会存在如下一些困难：

1.由于该类不锈钢筒体的外径通常≥5m,若采用卷板机卷制成型，则需要将长度为十多米的原材料不锈钢板起吊并送入到卷板机内，且在卷制过程中，还需牵引卷制成型的一端，即需一边卷制一边起吊牵引；而对于适用于核电产品的大直径薄壁不锈钢筒体来说，由于不能在受压母材上随意焊接临时附件（如吊耳等），以避免在去除临时附件时损伤母材，从而造成不锈钢板的起吊困难。

2.采用壁厚≤5mm的薄壁不锈钢板，由于其自身具有的刚性极差，会使筒体的卷制成型变得较为困难，即使能卷制成型，筒体也为卧式放置，受限于筒体自身较差的刚性，筒体会发生扁塌，变成腰圆形，无法维持筒体的圆形形状；另外，大直径薄壁筒体通常为立式容器，所以通过卷板机卷制成型的卧式筒体需要进行起吊翻身，由前述可知，也会造成筒体的起吊困难。

3.传统的卷板机通常是由碳钢制造而成，若将其用于该类大直径薄壁筒体的卷制成型，首先需要对卷板机的辊子进行清洁处理，然后再将辊子与不锈钢板进行隔绝处理，才能防止对不锈钢板的铁素体污染，显然，这增加了筒体卷制成型的操作工序和操作难度，从而使筒体卷制成型的效率降低。另外，在卷制过程中，还需采取相应措施时刻保证卷板机辊子和不锈钢板表面没有杂质存在，以防止在不锈钢板的卷制过程中，造成不锈钢板的损伤，这也会增加筒体卷制成型的难度。

4.采用卷板机卷制成型的筒体在完成纵缝的焊接后，无法对筒体进行校圆处理，从而导致筒体的圆度不能满足工艺设计需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种大直径薄壁不锈钢筒体的成型方法，采用本方法成型的大直径薄壁不锈钢筒体可以解决起吊困难、避免铁素体污染、不需对筒体进行翻身以及保证筒体圆度满足工艺设计需求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大直径薄壁不锈钢筒体的成型方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

1）预弯及加工坡口：首先计算出设计尺寸大小筒体的展开长度，然后从原材料不锈钢板上切取两块长度均为筒体展开长度一半的矩形不锈钢板，之后在两块不锈钢板的两端加工出拼接坡口，然后再对两块不锈钢板的两端进行预弯处理；

2）吊至工装支座并与工装支座固定：将步骤1）中的两块不锈钢板分别吊至各自的工装支座上，然后将两块不锈钢板固定在各自的工装支座上，使两块不锈钢板成型；

3）翻身：将步骤2）中的两个工装支座及固定在工装支座上的两块不锈钢板翻身，使两块不锈钢板的板面垂直于地面；

4）装配并焊接纵缝：将步骤3）中的两块不锈钢板装配合拢并调节好两块不锈钢板的拼接坡口位置，之后再对由两块不锈钢板装配拼接形成的两条纵缝进行焊接处理；

5）校正焊缝：将上述的两条纵缝焊妥后，再对纵缝进行局部校圆处理；

6）拆除工装支座：将两条纵缝校圆后即可拆除工装支座。

进一步的，所述步骤1）中，采用油压机对不锈钢板的两端进行预弯处理。

进一步的，所述步骤2）中，采用真空吸盘将不锈钢板平吊至工装支座上。

进一步的，所述步骤2）中的工装支座由矩形底板、支撑型钢和垫板组成，所述垫板由一块大小与所述不锈钢板大小相同的矩形板弯制而成，垫板的横截面呈半圆形，垫板的内径与筒体的外径相同，垫板通过所述的支撑型钢与所述的底板固定连接，垫板上还设有一层不锈钢带。

进一步的，所述垫板的两端及其中部的背面通过所述的支撑型钢与底板固定连接。

进一步的，沿着所述垫板的宽度方向，在垫板两侧及其中部的背面设置有三条支撑型钢；在固定连接垫板两端的同一外侧面的两条支撑型钢上分别设有一个翻身吊耳。

进一步的，沿着所述垫板的长度方向，在垫板两端及其中部之间的背面设有数组均布的支撑型钢。

进一步的，所述步骤2）中，沿着不锈钢板的长度方向，在不锈钢板的两侧采用数个均布的U型卡钳再配以螺栓将不锈钢板固定在垫板上，使不锈钢板与垫板紧密贴合，进而使不锈钢板成型为半圆形结构。

进一步的，于螺栓与不锈钢板之间以及U型卡钳与垫板之间均设有一层橡胶垫。

进一步的，所述步骤3）中，采用起吊装置并利用设在工装支座上的翻身吊耳将工装支座和不锈钢板翻身，使不锈钢板的板面垂直于地面；所述步骤4）中，采用起吊装置并利用翻身吊耳对两块不锈钢板的拼接坡口进行装配定位。

本发明的有益效果是：本发明通过使用真空吸盘将不锈钢板平吊至工装支座上，不需要在不锈钢板母材上焊接临时附件，以避免在去除临时附件时对不锈钢板的损伤，保证了筒体的质量，解决了采用传统卷板机卷制成型时因需牵引起吊造成的起吊困难，同时，在垫板与不锈钢板之间还设置了一层不锈钢带，从而有效地避免了铁素体污染；其次，本方法采用在工装支座上设置翻身吊耳，利用翻身吊耳可以将工装支座和不锈钢板组件一起翻身，所以筒体成型后其为立式放置，有效避免了筒体的变形，也无需后续再对筒体进行起吊翻身；再次，通过在螺栓与不锈钢板之间以及在U型卡钳与垫板之间设置一层橡胶垫，可以有效地保护不锈钢板不受损伤；再次，通过设在工装支座上翻身吊耳再配合起吊装置，可以调整两块不锈钢板拼接的装配间隙及错边量，从而使其满足工艺设计要求；另外，筒体成型后，只需对纵缝局部区域进行手工校圆处理即可保证纵缝处的圆度，其余区域利用钢板自身的弹性即可保证其成型圆度，从而使成型后的筒体圆度满足工艺设计需求。

附图说明

图1是本发明的工装支座的结构示意图。

图2是U型卡钳和螺栓将不锈钢板固定在垫板上的结构示意图。

图3是U型卡钳和螺栓配合使用时的结构示意图。

图4是两块不锈钢板拼装时的结构示意图。

图中标记为：1-不锈钢板，2-底板，3-支撑型钢，4-垫板，5-翻身吊耳，6-U型卡钳，7-螺栓，8-橡胶垫。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明的大直径薄壁不锈钢筒体的成型方法包括以下步骤：

1）预弯及加工坡口：首先计算出设计尺寸大小筒体的展开长度，然后从原材料不锈钢板上切取两块长度均为筒体展开长度一半的矩形不锈钢板1，之后在两块不锈钢板1的两端加工出拼接坡口，然后再对两块不锈钢板1的两端进行预弯处理；

2）吊至工装支座并与工装支座固定：将步骤1）中的两块不锈钢板1采用真空吸盘分别吊至各自的工装支座上，然后将两块不锈钢板1固定在各自的工装支座上，使两块不锈钢板1初步成型；

上述用于本发明的专用工装支座包括矩形底板2、支撑型钢3和垫板4，所述垫板4由一块大小与所述不锈钢板1大小相同的矩形板弯制而成，垫板4的横截面呈半圆形，垫板4的内径与筒体的外径相同，垫板4两端及其中部的背面通过所述的支撑型钢3与底板2固定连接，垫板4正面还设有一层不锈钢带。

作为上述技术方案的一种优选方案，沿着所述垫板4的宽度方向，在垫板4两侧及其中部的背面设置有三条所述的支撑型钢3；并且，在固定连接所述垫板4两端的同一外侧面的两条支撑型钢3上分别设有一个翻身吊耳5；

作为上述技术方案的一种优选方案，沿着所述垫板4的长度方向，在垫板4两端及其中部之间的背面还设有数组均布的支撑型钢3；

通过在垫板4两端及其中部的横向上设置三条支撑型钢3，并在垫板4两端及其中部之间设置数组均布的支撑型钢3，可以保证整个工装支座具有足够好的刚性，利于后续不锈钢板的成型；

上述步骤2）中，将不锈钢板1固定在工装支座上是通过采用以下技术措施实现的：沿着不锈钢板1的长度方向，在不锈钢板1的两侧采用数个均布的U型卡钳6再配以螺栓7将不锈钢板1固定在垫板4上，使不锈钢板1与垫板4紧密贴合，进而使不锈钢板1成型为半圆形结构。

作为上述技术方案的一种优选方案，在所述螺栓7与不锈钢板1之间以及U型卡钳6与垫板之4间均设有一层橡胶垫8；

3）翻身：将步骤2）中的两个工装支座及固定在工装支座上的两块不锈钢板1通过起吊装置并利用设在工装支座上的翻身吊耳5进行翻身，使两块不锈钢板1的板面垂直于地面；

4）装配并焊接纵缝：将步骤3）中的两块不锈钢板1通过起吊装置并利用设在工装支座上的翻身吊耳5装配合拢并调节好两块不锈钢板1的拼接坡口位置，之后再对由两块不锈钢板1装配拼接形成的两条纵缝进行焊接处理；

5）校正焊缝：将上述的两条纵缝焊妥后，再对纵缝进行局部校圆处理；

6）拆除工装支座：将两条纵缝校圆后即可拆除工装支座。

本发明通过使用真空吸盘将不锈钢板平吊至工装支座上，不需要在不锈钢板母材上焊接临时附件，以避免在去除临时附件时对不锈钢板的损伤，保证了筒体的质量，解决了采用传统卷板机卷制成型时因需牵引起吊造成的起吊困难，同时，在垫板与不锈钢板之间还设置了一层不锈钢带，从而有效地避免了铁素体污染；其次，本方法采用在工装支座上设置翻身吊耳，利用翻身吊耳可以将工装支座和不锈钢板组件一起翻身，所以筒体成型后其为立式放置，有效避免了筒体的变形，也无需后续再对筒体进行起吊翻身；再次，通过在螺栓与不锈钢板之间以及在U型卡钳与垫板之间设置一层橡胶垫，可以有效地保护不锈钢板不受损伤；再次，通过设在工装支座上翻身吊耳再配合起吊装置，可以调整两块不锈钢板拼接的装配间隙及错边量，从而使其满足工艺设计要求；另外，筒体成型后，只需对纵缝局部区域进行手工校圆处理即可保证纵缝处的圆度，其余区域利用钢板自身的弹性即可保证其成型圆度，从而使成型后的筒体圆度满足工艺设计需求。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大直径薄壁不锈钢筒体的成型方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

1）预弯及加工坡口：首先计算出设计尺寸大小筒体的展开长度，然后从原材料不锈钢板上切取两块长度均为筒体展开长度一半的矩形不锈钢板（1），之后在两块不锈钢板（1）的两端加工出拼接坡口，然后再对两块不锈钢板（1）的两端进行预弯处理；

2）吊至工装支座并与工装支座固定：将步骤1）中的两块不锈钢板（1）分别吊至各自的工装支座上，然后将两块不锈钢板（1）固定在各自的工装支座上，使两块不锈钢板（1）成型；

3）翻身：将步骤2）中的两个工装支座及固定在工装支座上的两块不锈钢板（1）翻身，使两块不锈钢板（1）的板面垂直于地面；

4）装配并焊接纵缝：将步骤3）中的两块不锈钢板（1）装配合拢并调节好两块不锈钢板（1）的拼接坡口位置，之后再对由两块不锈钢板（1）装配拼接形成的两条纵缝进行焊接处理；

5）校正焊缝：将上述的两条纵缝焊妥后，再对纵缝进行局部校圆处理；

6）拆除工装支座：将两条纵缝校圆后即可拆除工装支座。

2.根据权利要求1所述的大直径薄壁不锈钢筒体的成型方法，其特征在于：所述步骤1）中，采用油压机对不锈钢板（1）的两端进行预弯处理。

3.根据权利要求1所述的大直径薄壁不锈钢筒体的成型方法，其特征在于：所述步骤2）中，采用真空吸盘将不锈钢板（1）平吊至工装支座上。

4.根据权利要求1所述的大直径薄壁不锈钢筒体的成型方法，其特征在于：所述步骤2）中的工装支座由矩形底板（2）、支撑型钢（3）和垫板（4）组成，所述垫板（4）由一块大小与所述不锈钢板（1）大小相同的矩形板弯制而成，垫板（4）的横截面呈半圆形，垫板（4）的内径与筒体的外径相同，垫板（4）通过所述的支撑型钢（3）与所述的底板（2）固定连接，垫板（4）上还设有一层不锈钢带。

5.根据权利要求4所述的大直径薄壁不锈钢筒体的成型方法，其特征在于：所述垫板（4）的两端及其中部的背面通过所述的支撑型钢（3）与底板（2）固定连接。

6.根据权利要求5所述的大直径薄壁不锈钢筒体的成型方法，其特征在于：沿着所述垫板（4）的宽度方向，在垫板（4）两侧及其中部的背面设置有三条支撑型钢（3）；在固定连接垫板（4）两端的同一外侧面的两条支撑型钢（3）上分别设有一个翻身吊耳（5）。

7.根据权利要求6所述的大直径薄壁不锈钢筒体的成型方法，其特征在于：沿着所述垫板（4）的长度方向，在垫板（4）两端及其中部之间的背面设有数组均布的支撑型钢（3）。

8.根据权利要求1所述的大直径薄壁不锈钢筒体的成型方法，其特征在于：所述步骤2）中，沿着不锈钢板（1）的长度方向，在不锈钢板（1）的两侧采用数个均布的U型卡钳（6）再配以螺栓（7）将不锈钢板（1）固定在垫板（4）上，使不锈钢板（1）与垫板（4）紧密贴合，进而使不锈钢板（1）成型为半圆形结构。

9.根据权利要求8所述的大直径薄壁不锈钢筒体的成型方法，其特征在于：于螺栓（7）与不锈钢板（1）之间以及U型卡钳（6）与垫板（4）之间均设有一层橡胶垫（8）。

10.根据权利要求6所述的大直径薄壁不锈钢筒体的成型方法，其特征在于：所述步骤3）中，通过起吊装置并利用设在工装支座上的翻身吊耳（5）将工装支座和不锈钢板（1）翻身，使不锈钢板（1）的板面垂直于地面；所述步骤4）中，通过起吊装置并利用设在工装支座上的翻身吊耳（5）对两块不锈钢板（1）的拼接坡口进行装配定位。