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1、*,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,DBPVI,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,鋼質(zhì)無縫氣瓶,設(shè)計制造,大連市鍋爐壓力容器檢驗研究院,韓 冰,2016.8.13,2,DBPVI,姓 名:韓冰,工作單位:大連市鍋爐壓力容器檢驗研究院,通訊地址:遼寧省大連市西崗區(qū)新河街,20,號,辦公電話:,0411-82479193,移動電話:,1
2、3841127626,E-MAIL,:,hb_,1,鋼質(zhì)無縫氣瓶簡介,2,鋼質(zhì)無縫氣瓶結(jié)構(gòu)特征,3,鋼質(zhì)無縫氣瓶設(shè)計,4,鋼質(zhì)無縫氣瓶制造及制造過程中常見缺陷,5,鋼質(zhì)無縫氣瓶檢驗,6,鋼質(zhì)無縫氣瓶出廠文件和制造原始標志,7,鋼質(zhì)無縫氣瓶主要失效模式,1,鋼質(zhì)無縫氣瓶簡介,4,DBPVI,鋼質(zhì)無縫氣瓶制造到現(xiàn)在已經(jīng)有,100,多年時間。因為氣體工業(yè)的發(fā)源地是德國,所以最早出現(xiàn)的中容積鋼質(zhì)無縫氣瓶也出現(xiàn)在德國,它是由德國的曼內(nèi)斯曼鋼管公司采用鋼管制造的。,1931,年,日本采用沖拔拉伸方法制造材料為碳鋼的中容積鋼質(zhì)無縫氣瓶;,1953,年,開始使用錳鋼制造無縫氣瓶。,1959,年住友金屬工業(yè),(
3、,株,),開始使用鉻鉬鋼以沖拔拉伸法制造中容積無縫氣瓶。,5,DBPVI,我國氣瓶制造業(yè)興起較晚,1957年,國營東北機器制造廠(即沈陽724廠)在測繪進口氣瓶的基礎(chǔ)上,依據(jù)全蘇國家標準設(shè)計并制造了我國第一批鋼質(zhì)無縫氣瓶,采用的是以鋼坯為原材料的沖拔拉伸法,熱處理狀態(tài)為正火處理。,現(xiàn)在,我國已經(jīng)發(fā)展成為有幾十家鋼質(zhì)無縫氣瓶制造廠,年產(chǎn)幾百萬只鋼質(zhì)無縫氣瓶的大國。氣瓶制造技術(shù)也達到了先進國家的水平,目前已經(jīng)能夠制造直徑720mm、容積4000L的長管托車和儲氣站用大容積鋼質(zhì)無縫氣瓶。,6,DBPVI,7,DBPVI,2,鋼質(zhì)無縫氣瓶結(jié)構(gòu)特征,8,DBPVI,鋼質(zhì)無縫氣瓶結(jié)構(gòu)分類,鋼質(zhì)無縫氣瓶按其
4、端部結(jié)構(gòu)可分為五種型式:凹形底鋼質(zhì)無縫氣瓶,(A,封頭向里凹入,凸面受內(nèi)壓的瓶底,),、凸形底鋼質(zhì)無縫氣瓶(,T,)、帶底座凸形底鋼質(zhì)無縫氣瓶(,T,)(,氣瓶瓶體封閉端的非筒體承壓部分,)、,H,形底鋼質(zhì)無縫氣瓶(,H,帶有沖壓成型的軸向突緣為底座的瓶底,)、雙口形鋼質(zhì)無縫氣瓶(,S,)。,9,DBPVI,10,DBPVI,11,DBPVI,氣瓶的主體部分是瓶體(直接承受內(nèi)壓的氣瓶主體)。瓶體包括以下部位:筒體是指瓶體上圓柱殼體部分;瓶口系指氣瓶的介質(zhì)進出口處;瓶頸系指瓶口部位的瓶體縮頸部分,通常有內(nèi)螺紋,用以連接瓶閥;稍大容積的無縫氣瓶的瓶頸處套有頸圈,其功能是固定連接頸圈在瓶頸外側(cè),用以
5、裝配瓶帽的零件(固定連接頸圈的方法有兩種,一種是熱裝,另一種是冷碾,其材質(zhì)可以是鋼板壓制,也可用鑄鋼制成);瓶肩系指氣瓶筒體與瓶頸之間的上封頭部分;瓶跟是指,凹形底或凸形底無縫氣瓶筒體與瓶底連接過渡的部分;瓶底是指氣瓶瓶體封閉端的非筒體承壓部分;,底座系指為使凸形底氣瓶能穩(wěn)定站立、與瓶體固定連接的座圈式零件(底座的形狀有圓筒狀和四角狀兩種,底座的固定方法一般為熱裝)。,12,DBPVI,鋼質(zhì)無縫氣瓶的規(guī)格參數(shù),GB5099-1994,鋼質(zhì)無縫氣瓶,的規(guī)定:適用于設(shè)計、制造公稱工作壓力為,8,30MPa,,公稱容積為,0.4,80L,,使用溫度一般地區(qū)為,-20,60,、寒冷地區(qū)為,-40,60
6、,,用于盛裝永久氣體或高壓液化氣體的鋼質(zhì)無縫氣瓶。,其他標準中的鋼質(zhì)無縫氣瓶,如:,長管拖車用鋼質(zhì)無縫氣瓶,。,13,DBPVI,鋼質(zhì)無縫氣瓶型號的表示方法,14,DBPVI,例如,:,鉻鉬鋼制的鋼管收口的無縫氣瓶、公稱外徑,229mm,、公稱容積為,50L,、工作壓力,15MPa,雙頭型式,表示為,WG229-50-15S,。,3,鋼質(zhì)無縫氣瓶設(shè)計,15,DBPVI,氣瓶安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程對瓶體材料的規(guī)定,1,、通用要求。,2,、境外牌號材料的使用。,3,、材料投用和標志移植。,4,、新材料的使用。,5,、材料性能要求:,(,1,)瓶體材料的化學成分和力學性能應(yīng)當滿足相應(yīng)氣瓶產(chǎn)品標準的要求;,
7、(,2,)鋼質(zhì)氣瓶瓶體用材,應(yīng)當是電爐或氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉的無時效性鎮(zhèn)靜鋼;,16,DBPVI,(3)用于無縫氣瓶的優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼坯料,應(yīng)當適合壓力加工;,(4)鋼質(zhì)氣瓶用材的低溫沖擊性能應(yīng)當符合相應(yīng)標準的規(guī)定;,(5)盛裝有應(yīng)力腐蝕傾向氣體的鋼質(zhì)氣瓶用材,應(yīng)當控制材料的實際抗拉強度不大于880MPa;,(6)盛裝氫氣或其他致脆性氣體的鋼質(zhì)氣瓶用材,應(yīng)當控制材料的實際抗拉強度不大于880MPa,當實際屈強比不大于0.9時,若氣瓶的公稱工作壓力不大于20MPa,允許材料的實際抗拉強度提高到950MPa;,6、材料相容性要求:,(1)所有與盛裝氣體接觸的金屬或非金屬氣瓶材料應(yīng)當與其所充裝氣體具有相容
8、性;,(2)盛裝氟或二氟化氧的氣瓶應(yīng)當采用鋼質(zhì)無縫氣瓶。,合理的選用材料是保證鋼質(zhì)無縫氣瓶安全性能的先決條件。,(一)對鋼質(zhì)無縫氣瓶主體材料的基本要求:,1,、具有足夠的強度,有較高的屈強比,以降低氣瓶重量,并充分發(fā)揮材料潛力。,2,、有一定的塑性、韌性。,3,、有較好的低溫性能,以適應(yīng)氣瓶流動性大和使用環(huán)境復雜的特點。,4,、有較好的耐腐蝕性能。,5,、便于制造加工,應(yīng)有較好的可鍛性。,19,DBPVI,鋼質(zhì)無縫氣瓶的,材料選擇,(二),GB5099-1994,鋼質(zhì)無縫氣瓶,對瓶體材料的一般規(guī)定:,1,、,必須采用堿性轉(zhuǎn)爐冶煉的無時效性鎮(zhèn)靜鋼。,2,、制造氣瓶的鋼種應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)錳鋼、鉻鉬鋼或其
9、他合金鋼。,3,、制造氣瓶的材料,必須符合其相應(yīng)國家標準或行業(yè)標準的規(guī)定,并有質(zhì)量合格證明書。氣瓶制造廠應(yīng)按爐罐號進行各項驗證分析。,4,、制造氣瓶的材料,應(yīng)具有良好的沖擊性能,。,20,DBPVI,(三)各種化學元素對鋼質(zhì)無縫氣瓶力學性能的作用和影響,碳、硫、磷、銅、錳、鉻、鎳、鉬,21,DBPVI,鋼質(zhì)無縫氣瓶設(shè)計的一般規(guī)定,(,一,),氣瓶安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程,對氣瓶設(shè)計的規(guī)定:,1,、設(shè)計文件鑒定與型式試驗。,2,、瓶體厚度的確定原則。,3,、氣瓶的水壓試驗壓力和氣壓試驗壓力的確定原則。,4,、氣瓶的氣密性試驗壓力。,5,、氣瓶的實際爆破安全系數(shù)的要求。,6,、瓶體金屬材料的屈服強度和抗拉
10、強度的規(guī)定。,7,、氣瓶公稱工作壓力的選取。,8,、氣瓶的設(shè)計使用年限,9,、瓶體結(jié)構(gòu),22,DBPVI,(二),GB5099-1994,鋼質(zhì)無縫氣瓶,對設(shè)計的規(guī)定:,1,、,壁厚設(shè)計取用的保證值的要求。,2,、設(shè)計計算壁厚的依據(jù)。,3,、設(shè)計計算所選用的屈服應(yīng)力的要求。,4,、設(shè)計應(yīng)力的限定。,5,、筒體最小壁厚的計算。,6,、瓶體底部的設(shè)計計算及要求。,7,、瓶口螺紋的設(shè)計,23,DBPVI,4,鋼質(zhì)無縫氣瓶制造及制造過程中常見缺陷,24,DBPVI,氣瓶安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程對氣瓶制造的規(guī)定,1,、制造許可:氣瓶制造單位應(yīng)當取得特種設(shè)備制造許可證,按照核準的項目制造氣瓶。,2,、氣瓶的分批與批
11、量。,3,、管制瓶收底與收口。,4,、氣瓶熱處理。,5,、氣瓶標志。,6,、氣瓶外表面的顏色、字樣和色環(huán)。,7,、制造質(zhì)量的檢驗檢測。,8,、出廠資料。,9,、產(chǎn)品制造監(jiān)督檢驗。,25,DBPVI,鋼質(zhì)無縫氣瓶的制造方法,1、沖拔拉伸法:用沖拔拉伸法制造氣瓶在國際上稱埃爾哈特法(E式)。,2、管子收口法:用管坯制造氣瓶的方法在國際上稱曼內(nèi)斯曼法(M式)。,3、沖壓拉伸法:用沖壓拉伸法制造氣瓶在國際上稱卡賓古法(C式)。,26,DBPVI,27,DBPVI,鋼質(zhì)無縫氣瓶的制造工藝(,沖拔瓶,),坯料存放,方坯下料,坯料加熱,去氧化皮,沖孔,拔伸壓底,割口,修磨,收口加熱,收口,封口,熱處理,28
12、,DBPVI,鋼質(zhì)無縫氣瓶的制造工藝(,沖拔瓶,),打硬度,弧形打磨,外表面噴丸,切口,車螺紋底孔,攻螺紋,車口部螺紋,裝頸圈,稱重測容積,水壓試驗,清洗內(nèi)膛,內(nèi)膛烘干,29,DBPVI,鋼質(zhì)無縫氣瓶的制造工藝(,沖拔瓶,),內(nèi)表面噴丸,滾鋼印,噴字樣,上閥,噴涂,氣密性試驗,充氮,包裝,30,DBPVI,鋼質(zhì)無縫氣瓶的制造工藝(,管制瓶,),坯料存放,管制下料,收底加熱,收底,多道次收底,壓底,锪底,收口加熱,31,DBPVI,制造過程中常見缺陷,1 底部漏,沖拔拉伸氣瓶:鋼坯中有縮孔殘余未切盡,在反擠壓中未熔合。,管子收口氣瓶:鋼管收底時,溫度不夠,或氧化皮夾在里面造成未熔合。,2 外壁縱
13、裂,鋼坯表面有深度不同的縱向裂紋,沖壓后形成瓶體外壁裂紋。,32,DBPVI,制造過程中常見缺陷,3 內(nèi)壁縱裂,鋼坯內(nèi)應(yīng)力較大及夾雜物較多,引起鋼坯切割面垂直于氣割方向的裂紋,在沖壓后形成瓶體內(nèi)壁裂紋或底部裂紋。,4 壁厚偏差過大,鋼坯外形尺寸不規(guī)范,鋼坯切割斜度大,加熱溫度不均,水壓機導向偏差大等。,5 外表面結(jié)疤,鋼坯沖壓前氧化皮未除凈,沖壓時氧化皮碎渣粘附在瓶體表面,尤以下部為多,有的落成疤坑。,33,DBPVI,制造過程中常見缺陷,6 外表面縱向輕微折疊,反擠壓鋼坯對角線過大,形成杯形件輕微折疊,拉伸時拉長。,7 下部對稱折角,反擠壓時預壓量太大,四個角卷進去,經(jīng)擠壓拉伸后形成。,8
14、外表面縱向深溝,模圈硬度不均,引起粗糙度差,或料坯氧化皮粘在模圈上,在沖拔時產(chǎn)生磨損造成深溝。,34,DBPVI,制造過程中常見缺陷,9 歪底,臥壓機拉伸模桿與頂?shù)啄げ煌摹?10 底部頸縮,瓶體拉伸時,底部溫度過高,模桿頭部鐓粗翻邊等,11 胖頭,收口時加熱長度過長。,12 尖頭,收口時加熱長度過短。,35,DBPVI,制造過程中常見缺陷,13 瓶口內(nèi)部裂紋,收口時溫度不夠,模具調(diào)整不合適,收口前壁厚太薄等,14 瓶口錐螺紋毛刷,銑刀調(diào)整不當引起尖牙或銑錐螺紋與銑錐孔不同心引起偏扣。,4,鋼質(zhì)無縫氣瓶檢驗,36,DBPVI,37,DBPVI,鋼質(zhì)無縫氣瓶的檢驗工藝,坯料驗收,下料,冷檢驗,收
15、底檢驗,锪底檢驗,底部氣密性,試驗,收口檢驗,熱處理檢驗,硬度檢驗,性能試驗,水壓爆破,試驗,壁厚檢驗,38,DBPVI,鋼質(zhì)無縫氣瓶的檢驗工藝,瓶體加工,檢驗,磁粉探傷,超聲波探傷,水壓試驗,內(nèi)膛檢驗,內(nèi)拋丸檢驗,氣密性,試驗,外表面質(zhì)量,檢驗,成品檢驗,氣瓶制造質(zhì)量的檢驗和檢測項目與要求,應(yīng)當符合相應(yīng)的國家標準或者經(jīng)技術(shù)評審的企業(yè)標準的規(guī)定,。,一、壁厚測量:是主要的質(zhì)量檢驗項目,應(yīng)采用超聲波測厚儀或?qū)S脺y量工具進行檢測。,二、內(nèi)外表面檢查:目測檢查,內(nèi)表面可采用內(nèi)窺鏡或內(nèi)窺燈進行檢查。,三、制造公差檢查:應(yīng)采用標準或?qū)S昧烤哌M行檢測。,四、瓶口螺紋檢查:瓶口錐螺紋是保證瓶口密封和與瓶閥互
16、換的關(guān)鍵部位,應(yīng)采用符合,GB/T 8336,氣瓶專用螺紋量規(guī),規(guī)定的螺紋量規(guī)進行檢測。,39,DBPVI,五、硬度試驗:采用淬火后回火熱處理的氣瓶,應(yīng)逐只進行硬度試驗。,六、拉伸試驗。,七、金相試驗。,八、彎曲試驗。,九、壓扁試驗。,十、沖擊試驗。,十一、底部解剖。,40,DBPVI,十二、無損檢測:無損檢測應(yīng)當采用在線超聲自動檢測,不能進行在線超聲自動檢測的端部部分,應(yīng)當采用磁粉檢測。,十三、水壓爆破試驗:應(yīng)當采用自動采集和記錄數(shù)據(jù)裝置,繪制出壓力一進水量曲線。,十四、水壓試驗:無縫氣瓶(小容積氣瓶除外)及金屬內(nèi)膽纏繞氣瓶應(yīng)當采用外測法,(,或稱水套法,),進行水壓試驗。,十五、氣密性試驗。,十六、復驗。,十七、型式試驗,。,41,DBPVI,6,鋼質(zhì)無縫氣瓶出廠文件和制造原始標志,42,DBPVI,鋼質(zhì)無縫氣瓶的制造標志,鋼印標志:每個氣瓶一般應(yīng)在瓶肩按下圖所示項目、位置打鋼印標記。,43,DBPVI,鋼質(zhì)無縫氣瓶的出廠文件,根據(jù)氣瓶安全監(jiān)察規(guī)程和GB5099-94鋼質(zhì)無縫氣瓶的規(guī)定:氣瓶出廠時,制造單位應(yīng)逐只出具產(chǎn)品合格證,按批出具批量檢驗質(zhì)量證明書。,1、產(chǎn)品合格證。,2、批