CN111571129A - 承压设备大直径薄壁圆环的制造方法 - Google Patents

承压设备大直径薄壁圆环的制造方法 Download PDF

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Abstract

承压设备大直径薄壁圆环的制造方法，涉及一种薄壁圆环的制造方法。目的是解决现有大直径薄壁圆环多段圆弧板钢板下料拼焊成型的的方法生产效率低、材料成本和制造费用高的问题。本发明方法：钢板下料并加工纵缝坡口，将钢板卷制成筒体并拼焊，在筒体内装焊刚性支撑组件，在车床上用车刀将筒体切为多个圆环。本发明显著地减少了坡口加工数量和焊缝的数量，生产效率高，不产生边角余料，提高了材料利用率，降低了材料成本和制造费用。本发明适用于承压设备中大直径薄壁圆环零部件结构的制造。

Description

承压设备大直径薄壁圆环的制造方法
技术领域
本发明涉及一种薄壁圆环的制造方法。
背景技术
锅炉、压力容器等承压设备中的大直径薄壁圆环零部件直径大、截面尺寸小，刚性差、技术要求高、加工难度大。长期以来均采用分段数控切割下料和拼焊成形，分段数控切割下料如附图1所示，在钢板上切割得到弧形板，然后将弧形板拼焊成圆环(如图2所示)；这种方法切割下料产生的废料多，并且工艺复杂，每个大直径薄壁圆环零部件需要加工多个坡口和拼焊多条焊缝，生产效率低、材料成本和制造费用高。
发明内容
本发明为了解决现有薄壁圆环的制造方法生产效率低、材料成本和制造费用高的问题提出一种承压设备大直径薄壁圆环的制造方法。
本发明承压设备大直径薄壁圆环的制造方法照以下步骤进行：
一、钢板划线并切割下料，得到长方形钢板，加工纵缝坡口；
二、将步骤一所得钢板卷制成筒体；
三、拼焊纵缝并修磨焊缝；
四、进行筒体圆度的校正；
五、在筒体内装焊刚性支撑组件；
六、将筒体一端固定在车床卡盘上；
七、在车床上用车刀将筒体切断为多个圆环；
八、打磨刚性支撑组件与筒体的焊接点以去除刚性支撑组件，得到多个薄壁圆环；
九、修磨棱角和毛刺。
本发明原理及有益效果为：
本发明创新优化了承压设备大直径薄壁圆环的制造方法，与现有的分段数控切割下料和拼焊成形的加工方法相比，显著地减少了坡口加工数量和焊缝的数量；本发明除车床卡盘所需卡位高度和切口会产生废料外，不产生边角余料，提高了材料利用率，降低了材料成本和制造费用，其中钢板原材料的消耗至少降低50％，加工时间至少缩短30％，适用于锅炉、压力容器、热交换器、核电、压力管道、钢结构等承压设备中大直径薄壁圆环零部件结构的制造。
附图说明
图1为大直径薄壁圆环零部件分段数控切割下料示意图；
图2为分段数控切割下料得到的弧形板拼焊成的圆环的俯视图；
图3为实施例1步骤一加工有纵缝坡口的长方形钢板截面图，图中5为V形坡口；
图4为实施例1步骤三所得筒体的径向截面图；
图5为实施例1中装焊有刚性支撑组件的筒体的轴向剖视图，图中1为轴向支撑杆，2为径向支撑杆，3为筒体；
图6为图5的俯视图；
图7为实施例1中筒体切断为多段后的筒体的轴向剖视图，图中4为切口。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意合理组合。
具体实施方式一：本实施方式承压设备大直径薄壁圆环的制造方法按照以下步骤进行：
一、钢板划线并切割下料，得到长方形钢板，加工纵缝坡口；
二、将步骤一所得钢板卷制成筒体；
三、拼焊纵缝并修磨焊缝；
四、进行筒体圆度的校正；
五、在筒体内装焊刚性支撑组件；
六、将筒体一端固定在车床卡盘上；
七、在车床上用车刀将筒体切断为多个圆环；
八、打磨刚性支撑组件与筒体的焊接点以去除刚性支撑组件，得到多个薄壁圆环；
九、修磨棱角和毛刺。
本实施方式创新优化了承压设备大直径薄壁圆环的制造方法，与现有的分段数控切割下料和拼焊成形的加工方法相比，显著地减少了坡口加工数量和焊缝的数量，生产效率高；本实施方式除车床卡盘所需卡位高度和切口会产生废料外，不产生边角余料，提高了材料利用率，降低了材料成本和制造费用，其中钢板原材料的消耗至少降低50％，加工时间至少缩短30％，适用于锅炉、压力容器、热交换器、核电、压力管道、钢结构等承压设备中大直径薄壁圆环零部件结构的制造。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤五所述刚性支撑组件包括多个焊接在筒体内壁的轴向支撑杆1、以及轴向支撑杆1之间的与轴向支撑杆1垂直固接的多个径向杆状支撑组件。其他步骤和参数与具体实施方式一相同。刚性支撑组件与筒体焊接，刚性支撑组件能够保证筒体内圆刚性、圆度和尺寸稳定性，加工结束后通过打磨便能够清除刚性支撑组件，刚性支撑组件可以采用余料下料以降低成本；
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是：所述径向杆状支撑组件由多个径向支撑杆2构成，多个径向支撑杆2呈辐射状排列且端部相互固接。其他步骤和参数与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式二不同的是：所述多个筒体内壁的轴向支撑杆1等间距设置。其他步骤和参数与具体实施方式二相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤一所述纵缝坡口为X形、V形或U形等多种形状。其他步骤和参数与具体实施方式一至四之一相同。
实施例1：
结合图1～7说明，本实施例承压设备大直径薄壁圆环的制造方法按照以下步骤进行：
一、取厚度为34mm的不锈钢板，钢板划线并切割下料，得到长方形钢板，加工纵缝坡口(V形坡口)；
二、将步骤一所得钢板卷制成筒体；
三、拼焊纵缝并修磨焊缝；
四、进行筒体圆度的校正；
五、在筒体内装焊刚性支撑组件；
所述刚性支撑组件包括4个焊接在筒体内壁的轴向支撑杆1，以及轴向支撑杆1之间的与轴向支撑杆1垂直的多个径向杆状支撑组件；径向杆状支撑组件由4个径向支撑杆2构成，4个径向支撑杆2呈辐射状排列且端部相互固接构成十字形支撑，多个筒体内壁的轴向支撑杆1等间距设置；
六、将筒体一端固定在车床卡盘上，车筒体外圆至筒体壁厚达30mm；
七、在车床上用车刀将筒体切断为多个圆环；
八、打磨刚性支撑组件与筒体的焊接点以去除刚性支撑组件，得到多个薄壁圆环；
九、修磨棱角和毛刺。
本实施例中薄壁圆环的材质为不锈钢，薄壁圆环的内径d1＝1720mm、外径d2＝1780mm、厚度h＝30mm；步骤一中筒体总高度h3＝870mm，步骤六中筒体一端固定在车床卡盘上，卡位高度h2＝60mm，切口宽度h1＝10mm，单件薄壁圆环消耗不锈钢56千克；
对比例：对比例中所加工的薄壁圆环与实施例1相同，选用厚度为30mm的不锈钢板，具体方法为：按照薄壁圆环的三分之一进行数控切割下料(如附图1所示方法)→板材校正→加工拼接坡口→焊接→修磨焊缝→校正圆→数件叠装→车外圆→拆开修磨。
对比例所得薄壁圆环的单件重40千克，单件薄壁圆环消耗不锈钢153千克；
通过实施例1和对比例对比可知，实施例1方法显著地减少了坡口加工数量和焊缝的数量，并且加工均在车床上进行，生产效率高；除车床卡盘所需卡位高度和切口会产生废料外，不产生边角余料，提高了材料利用率，降低了材料成本和制造费用。

Claims (5)

1.一种承压设备大直径薄壁圆环的制造方法，其特征在于：该方法按照以下步骤进行：
一、钢板划线并切割下料，得到长方形钢板，加工纵缝坡口；
二、将步骤一所得钢板卷制成筒体；
三、拼焊纵缝并修磨焊缝；
四、进行筒体圆度的校正；
五、在筒体内装焊刚性支撑组件；
六、将筒体一端固定在车床卡盘上；
七、在车床上用车刀将筒体切断为多个圆环；
八、打磨刚性支撑组件与筒体的焊接点以去除刚性支撑组件，得到多个薄壁圆环；
九、修磨棱角和毛刺。
2.根据权利要求1所述的承压设备大直径薄壁圆环的制造方法，其特征在于：步骤五所述刚性支撑组件包括多个焊接在筒体内壁的轴向支撑杆(1)、以及轴向支撑杆(1)之间的与轴向支撑杆(1)垂直固接的多个径向杆状支撑组件。
3.根据权利要求2所述的承压设备大直径薄壁圆环的制造方法，其特征在于：所述径向杆状支撑组件由多个径向支撑杆(2)构成，多个径向支撑杆(2)呈辐射状排列且端部相互固接。
4.根据权利要求2所述的承压设备大直径薄壁圆环的制造方法，其特征在于：所述多个筒体内壁的轴向支撑杆(1)等间距设置。
5.根据权利要求1所述的承压设备大直径薄壁圆环的制造方法，其特征在于：步骤一所述纵缝坡口为X形、V形或U形。
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