408型轴油罐体结构如图12-2所示,是下厚上薄的两种低碳钢板对焊而成;外部下半圆范围内有加温套,以便加热轴油使之流出,下部的托板与火车车底架相连。其工作压力为0.1MPa。
图12-2 油罐车罐体
1—封头 2—筒体 3—空气包 4—托板 5—排油阀 6—迸气管座 7—支铁 8—外套板 9—底板 10—盖板
主要技术要求如下:
1)全长允许挠度范围(+7~-10)mm,其最低处应位于排油阀处。
2)允许旁弯15mm,局部凹凸在300mm内2mm。
3)罐体任一截面的圆度25mm。
4)罐体外圆周长与设计外圆周长之差占设计值的0.5%。
5)空气包与罐体中心线之差15mm;在任一方向的偏移量8mm。
6)排油阀与聚油窝对于罐体中心的偏移,在任何方向5mm;空气包本身的圆度为设计径的1%。
7)罐体下部的四块托板在纵向的平行度Δ=+3~-10mm。
8)加温盖焊后纵向凹凸在300mm内4mm,焊缝附近6mm。
1.油罐体制造中的挠度
技术条件要求挠度为+7~-10mm,排油阀则要求处于最低位置,因而挠度最好取负值,这在分节制造中并不困难,但焊接排油阀及加温套内部支铁时,将使罐体产生上挠,故预制下挠时要考虑这一下挠损失的补偿问题。
图12-3 预制下挠方法
预制下挠可有下述三种方案:
1)罐体分节装配,获得折线下挠,如图12-3a所示。
2)将罐体底板拼接时做成挠度,如图12-3b所示,但这时要迸行罐体上盖板与底板装配将会有一定的困难。
3)在成形下底板时利用在滚床上加垫铁的方法,造成局部外凸,如图12-3c所示。或者将装配排油阀处热冲成带有翻边的孔,然后与排油阀对接,如图12-3d。(www.xing528.com)
油罐体的挠度要求除了保证其几何形状外,还须使罐体内液体易于排出。根据经验,挠度可为16~18mm。
2.油罐体制造中的波浪变形
由于罐体的纵缝、环缝的焊接收缩和压应力引起罐体的波浪变形,即局部凸凹不平。波浪变形不仅影响外观,而巨使装焊加温套的支铁和加温套套板困难。
火焰加热和锤击是解决波浪变形的常用方法,但它严重影响生产率;如果在成形设备许可的条件下,整体成形(即先拼焊板料,成形后焊接一条对接纵缝),不仅可以减少变形,而巨改善了装配焊接工作(消除了环缝的焊接,省去了环缝焊接装置和节省了各段纵缝焊接的辅助时间,平板对接也易于保证焊接质量)。
图12-4 固定肋杆示意图
除上述问题外,由于刚度小,在生产中还有椭圆和环缝焊接支点处局部变形问题。通常用活动的螺旋内撑器加强其刚度,也有在设计中即考虑安装固定肋杆的,如图12-4所示。该产品底板两侧也有这种性质的固定肋板。
3.罐体制造方案
在解决挠度及波浪变形问题中,都提到了罐体是总体装焊还是分节制造后再迸行拼接的问题。在设计能力及技术水平许可的条件下,采用钢板平面拼接即所谓“大拼板”装焊方案,板上的纵横缝均成十宇交叉,以利自动化焊接,拼装与正反面焊缝均在同一翻转胎具上迸行,之后成形,最后焊成圆筒。
环缝焊接时工件的轴向移动,使焊丝末端偏离焊缝,导致双面对接接头可能焊不透。产生轴向移动的因素如下:
1)工件不圆,尤其是皇圆锥形。
2)筒身挠度不均匀或挠度峰值偏离其长度中心较远。
3)支承筒身的两排滚轮高度不一致(纵向倾斜),如图12-5a。
4)滚轮不在同一侧的纵向直线上,如图12-5b所示;滚轮对于其安装位置的倾斜,如图12-5c所示。
实际生产中,对于直径为1m的锅炉,轴向移动最大者可达8~11mm/转,这是上述各因素综合作用的结果。由于每一个筒身都有其不尽相同的外形缺陷,即使滚轮支架安装正确也会有移动产生。焊前空转时测量,移动在0.5~2.0mm/转内时,可在焊接时调节焊机机头;超出该数宇时,可采用推挡、拉紧等方法防止,但比较困难,需要很大外力。经验表明,如能将滚轮支座做成活动可调的,根据移动量调节滚轮,使其如图12-5c所示,即调节β角,是解决轴向移动的最理想措施。
目前对于薄板组成的容器,一般采用大拼板工艺,即将钢板拼装对焊成大型钢板,经成形后最多焊接两条纵缝和两端封头的两条环缝,制造工艺将大为简化。
容器类结构的焊接接头要具有较好的气密性。因此它的纵环缝都要双面焊并巨焊透。容器壁厚<30mm时,其纵、环缝多用埋弧焊;壁厚>40mm时,其纵缝多用电渣焊,环缝用埋弧焊或气体保护焊。凡经电渣焊焊成的构件,焊后均须经正火处理以改善粗晶组织和接头力学性能。
图12-5 滚轮位置与轴向位移
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