船舶管件加工工艺.doc
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1、船 舶 管 件 加 工 工 艺前言 目前造船行业里管加工工艺越来越倾向于自动化制造,所以,我们非常有必要对管加工工艺进展总结与研究,将现代科技运用到造船中来。目录第一章 :绪论.11.1 管加工技术研究背景.11.2 本课题主要研究内容.1第二章:管子加工工艺.22.1 各种管子的性能特点.2.7.10. 112.5 选材.12.12.162.8校管、试验与清理.20第三章:实例.253.1 沪东船厂管子单件加工流水线.253.2 蒸汽系统锅炉管子制作实例.25完毕语.28致谢.29参考文献.30摘要 随着造船科技的不断进步,管加工工艺越来越倾向于自动化制造,所以,我们有必要对管加工工艺进展总
2、结与研究。目前存在的问题:国内管子生产工艺仍与国外有一定的差距,加工方面,本身材料的强度与管材有关,也有后期的制造加工工艺有关,弯管的制造工艺以及支管仍然是比拟难控制的。本论文主要总结了现在各大船厂的管加工工艺,并且按照船舶管加工工艺的流程:下料弯制校管焊接泵磨清洗,针对各种管子的性能特点,分析研究了几种管加工工艺中出现的问题与新技术,比方:弯管,焊接,切割,强度试验,弯管回弹问题的解决等等。用了三种不同的方法确定了支管马鞍线与相贯线的方法:传统计算法,CAD作图分析法,PROE作图分析法。根本确定了船舶管加工整个的工艺流程。关键词:加工工艺流程 管材特性 新工艺方法 管件连接 计算放样第 3
3、2 页第一章绪论1.1 管加工技术研究背景 国内:武昌造船厂采取先焊后弯等新工艺,逐步建立全船关系计算机三维放样与管子加工流水线及自动化管子加工车间,减少了弯管废品率与各种消耗等。国外:管子加工趋向于自动化流水线技术,自上世界70年代初开场,国内外船厂开场使用管子加工流水线,德国的奥斯得力公司已为世界各有关行业建造了50多条管子加工流水线,应用范围适合所有管子制造行业,其自动化程度可视客户的实际需要而定。美国的JESSE公司为某船厂管子加工车间建立了三条管子加工流水线,分别为小管生产线,中管生产线与大管生产线,所有管子生产活动都是在办公室里用一台PC机控制的,切割与弯曲的数据传动到生产线控制计
4、算机与CNC弯管机控制计算机,这些计算机那么将生产线的生产数据反响到办公室计算。 可以看见,管加工工艺越来越倾向于自动化制造,所以,更有必要对管加工工艺进展总结与研究.存在的问题:国内管子生产工艺仍与国外有一定的差距,加工方面,本身材料的强度与管材有关,也有后期的制造加工工艺有关,弯管的制造工艺以及支管仍然是比拟难控制的。 本论文主要总结了现在各大船厂的管加工工艺,并且按照船舶管加工工艺的流程分析研究了几种管加工工艺中出现的问题与新技术,比方:弯管,焊接,切割,强度试验,弯管回弹问题的解决等等。用了三种不同的方法确定了支管马鞍线与相贯线的方法:传统计算法,CAD作图分析法,PROE作图分析法。
5、根本确定了船舶管加工整个的工艺流程。第二章管子加工工艺2.1 各种管子的性能特点 管子是船舶管系中用来输送各种介质的管道。为了使所选用的管子能满足所输送介质的压力,温度与腐蚀性的要求,我们必须对常用的船用管子的材料,性能了解。2.1.1钢管 船用钢管主要有无缝钢管,焊接钢管与水,煤气输送钢管三种。图2-1 钢管2.1.1.1 无缝钢管无缝钢管的内外外表不得有裂缝,折叠,分层,结疤,扎折,发纹等缺陷存在。如有上述缺陷那么应去除,且被去除部位的壁厚减薄不得超过最小壁厚。无缝钢管具有良好的延伸率与足够的强度,能承受较高的压力,所以应用极为广泛。无缝钢管根据其制造材料的不同,可分为三种。普通碳素钢管
6、其常用的牌号有A2,A3,A4等,适用于管壁温度低于250的燃油,滑油,输油,二氧化碳,压缩空气,乏气及给水,消防等管路。优质碳素钢管 其常有的牌号有10,20等,适用于管壁温度低于435的蒸汽,高压燃气与高压给水等管路。耐热合金钢管 适用于管壁温度超过435的过热蒸汽管,锅炉管等。耐热合金钢管经弯曲,焊接等加工后,都要重新进展热处理。无缝钢管按制造方法的不同,分成“热轧与“冷拔两大类。热轧无缝钢管的规格:外径为32 630mm,壁厚为2.5 7.5mm,长度3 12.5m;冷拔无缝钢管的规格:外径为5 200mm,壁厚为0.25 14mm,长度为1.5 9m。这两类无缝钢管在使用上没有什么区
7、别,无缝钢管的规格尺寸齐全,同一外径有多种不同的壁厚。常用的船用无缝钢管的规格见表:表2-1公称通径外径壁厚 公称通径外径壁厚 公称通径外径壁厚DN(mm) (mmmm)DN(mm) (mmmm)DN(mm) (mmmm) 10142 40 484 125 133515 222.5 50 604 150 159620 253 65 764 200 219625 323 80 894 250 273832 383 100 1145 300 32582.1.1.2 焊接钢管焊接钢管由钢厂直接提供,它是用热轧或冷拔带钢制成管坯,然后再用电阻焊或高频电流焊焊接而成。焊接钢管的内,外外表不允许存在裂缝,
8、结疤,错位,毛刺,烧伤,压痕与深的滑道等缺陷。但允许存在深度不超过壁厚允许偏差范围内的外表缺陷。如图图2-2 焊接钢管焊接钢管一般用A2,A3,A4或08,10,15,20号钢制造。由于焊接钢管焊缝处的强度比其他局部有所减弱,一般约为无缝钢管的80%,因此,焊接钢管一般只用于工作压力与温度都比拟低的管路,如燃油,滑油低压吸入管路,油舱注入,空气,测量管路及加班栏杆,楼梯扶手等。焊接钢管的规格尺寸很多,常用规格见表:表2-2外径 壁厚 外径 壁厚 外径 壁厚 外径 壁厚14 0.61.6 20 0.62.0 25 1.02.5 32 1.225焊接钢管与无缝钢管在外观上较难区分,但是其内壁有很大
9、的不同,无缝钢管的内壁非常完整,光滑;焊接钢管那么有一条明显的凸起焊缝,我们只要一看或用手一摸就立即能加以区别了。2.1.1.3 低压流体输送用镀锌焊接钢管低压流体输送用镀锌焊接钢管建成为镀锌钢管,即原来的水煤气管,其内,外外表质量要求与焊接钢管一样。低压流体输送用镀锌焊接钢管其管端有带螺纹圆柱形与锥形与不带螺纹两种,根据壁厚又有普通管与加厚管两种,船厂主要使用圆柱形螺纹与普通管。由于低压流体输送用镀锌焊接钢管的内外外表镀了一层锌,提高了钢管的防蚀性能,因此适用于低温,低压与腐蚀性较强的水管路。如各种日用水管,卫生水管,舱底水管,低压消防水管,乏汽管及水舱的空气,注入,测量管等。常用规格见表:
10、表2-3公称通径外径壁厚Mm 英寸mmmm 21.25 2.75 25 1 80 3 88.5 4 100 4 114 4 125 5 150 6这里,特别要强调指出的一样公称通径的无缝钢管及焊缝钢管的外径是一样的,而及镀锌钢管水煤气管的外径大局部是不一样的,如DN20无缝钢管的外径为57mm,DN50(2)镀锌钢管外径为60mm。这点在选用法兰等连接附件时要特别注意。2.1.2 有色金属管船用有色金属管主要有铜管,铝管与双合金管。2.1.2.1 铜管日前船用铜管有紫铜管与铜绿铁合金管三类,他们都是拉制或挤制的无缝钢管。铜管的内外外表应光滑,清洁,不应有分层,针孔,裂缝,气泡与绿锈等缺陷。紫铜
11、管紫铜管的质地柔软,便于加工,具有很高的塑性与耐蚀性,适用于工作温度不超过200与工作压力0.51.0Mpa的管路。一般用于压力仪表的传压管,自动仪表的连接收,小直径油管,热交换器的传热管,弦外黑油管,低压压缩空气管,低温蒸汽管,压气机进出气管,冷冻机管机锅炉给水管,放水管等。黄铜管黄铜管的特点是对空气及海水有很高的抗蚀能力与很高的导热率,船舶上用作传话管及热交换器的管束。铜镍铁合金管铜镍铁合金管是目前国际上新出现的一种新型管材。铜镍铁合金管管壁薄,重量轻,管子内壁光滑清洁,具有很高的耐蚀性,使用寿命长,是一种较理想的造船管材。目前主要用于海水冷却管系。 铜镍铁合金管制作,校管均采用对接镶制工
12、艺,其管子附件都是定型产品。管子连接形式采用松套法兰连接。铜镍铁合金管的切割,校管,焊接,试验及安装主要工艺如下:切割 4以下的直管采用砂轮切割机;4以上采用等离子切割机。切口必须修整光滑,及时去除割渣及毛刺,长度误差1mm,管子中心线不垂直度小于0.5mm。母管先用等离子切割机开孔后,再用砂轮枪或锉刀进展修整光临并去除割渣与毛刺。校管 焊接部位20mm处包括管子内壁的管壁要光亮,不应有油类,锈斑,氧化皮,毛口或其他对焊接质量有害的附着物。管壁厚度在2.5mm以内,对接处无间隙;管壁厚度在34mm以内,对接处焊口应作60破口。对接同心度在0.5mm以内。支管节马鞍及母管应很好吻合,母管上所开的
13、支管孔及支管节内孔同轴,其不同轴度不得大于1mm。定位焊点采用亚弧缝焊,焊点不宜过长过厚,不应有气孔,裂纹,夹道等缺陷,焊水须熔透,焊脚平整,分布均匀,以保证足够的牢度。焊接一般采用及管子同质的材质,直径为23mm,焊接部位的边缘要用酒精或丙酮进展清洗,焊缝外表不得有油类,锈斑,氧化皮或其他队焊接质量有害的附着物。为了保证焊接质量,焊接前管内要充氩气,具体充其量可参照表1-6。管子各条焊缝,除第一条焊缝外,其余焊缝均要用塑料胶带封死,颈圈开口处也要用圆形橡皮圈封牢,焊接一条拆一条,直至管子全部焊妥。 焊接时镍棒及管壁间隙为23mm。试验 所有铜镍铁合金校管,焊接后,都要进展水密试验,试验按常规
14、要求进展,试验压力为0.4MPa,严禁超压试验。试验合格后那么由船检人员在法兰上盖船检钢印。2.1.2.2铝管铝管的重量轻,耐腐蚀,塑性好,易加工,但是机械强度低,只适用于低温,低压管路。常用于轻型舰艇的燃油管,滑油管,冷却水等管路图2-3船用铝管的外径为650mm,壁厚为0.55mm,长度为46m。铝管弯曲前需经退火处理。2.1.2.3 双金属管常用的双金属管有10-TUP与10-T1,即在10号优质碳素无缝钢管的内外表镀有一层厚度为0.60.8mm的紫铜。因此它既有紫铜管良好的抗蚀性能,又有碳钢的高强度。常用于舰艇上的燃油管,高压空气管与高压液压管等。图2-4双金属管的外径为670mm,壁
15、厚为1.56mm,长度为37m。管子加工制成后都要进展热处理,保证其必要的机械性能。连接附件的用途是将管系中的机械,设备,仪表,附件与管子相互连接起来。船舶常用的连接附件有法兰连接,螺纹连接,夹布胶管连接,焊接连接等法兰连接是目前船舶管路连接的最主要的形式。它的优点是结合强度高,拆装方便,适用范围广,几乎可适用于一切管路的连接。法兰连接的材料与构造形式很多,目前最常见的法兰连接有搭焊钢法兰,对焊钢法兰与扁圆形焊接钢法兰三种形式。如图:图2-6图2-72.2.1.1法兰选用根据设计图纸选用法兰。管子切割面及管子中心线要保持垂直,切口要修正光顺,及时去除割渣,毛刺与氧化物。对于搭焊钢法兰与扁圆形焊
16、接钢法兰要保持端距h=46mm,管子及法兰点焊时要保持管子中心线及法兰的端面垂直,不垂直度小于30,;用于对焊钢法兰连接的管子,其管口应作60坡口,管子及法兰焊接时要保持同心度在1mm以内。根据管内介质的工况与管子的公称通经,合理选用垫片的材料与规格,特别要注意防止“大法兰小垫片的情况出现。正确的选用连接螺栓的直径与长度,用“十字穿插法旋紧螺栓,螺栓长度以旋紧后露出12牙为宜。此外,在修造船过程中,还可能碰到其他各种的铜法兰,松套法兰与折边套法兰等,它们的适用范围与工艺要求可参看有关的标准。2.2.2 螺纹连接当管子及管子及管子及机械,设备,附件之间是利用螺纹进展连接的,这种连接方式称为螺纹连
17、接。螺纹连接主要有管子螺纹接头,卡套接头与由任接头三种形式。这种连接方式的优点是拆装方便,占用空间位置小,布置紧凑。图2-8图2-9管子螺纹接头工艺:但凡平肩接头必须加装适宜的内垫圈,锥面接头那么不必用内垫圈。 管子及接头用气焊焊接时,必须先将接头拆开口单独焊接,否那么会发生接头咬死而拆不开 接头。旋入接头的旋入螺纹必须及接座螺纹相配合,接头及接座间必须加装外垫圈卡套接头施工工艺:管子外表不得有拉痕,凹陷,裂纹,锈蚀等缺陷存在。 连接钢管的外径偏差不超过0.3mm时,方可得到满意的连接效果。管子切割面应保证及轴线垂直,并不能有毛刺,赃物,用于高压连接的钢管事先最好用细砂纸打磨管子插入局部的外外
18、表。外套螺母,卡套在管子上的位置方向要正确,管子应顶紧在接头的止推面上。拧紧螺母时,用力要均匀,拧紧后可松下螺母,观察卡套是否咬进管子外表,正式安装时,仍需用力拧紧。对一些不需要拆卸的管子可以采用焊接的方法连接,主要有三种焊接工艺。3mm时,直接用直管对接的方式,管子间隙为0-2mm,只允许采用气焊或气体保护焊的熔丝焊接法;当壁厚3mm16mm时,管口要作60的坡口,管子间隙为0-3mm,对各类油管路必须先用氩弧焊封底后,再用电弧焊,气焊或气体保护焊焊接。对接焊的同心度要求1mm。2.2.4.2套接焊 采用套管理才套焊接时,套管材料应及连接收子同质,套管的位置应居中,套入长度5连接收子壁厚,套
19、管厚度,套管内径比连接收子外径大2-3mm,连接收子间隙3mm。2.2.4.3搭接焊 采用搭接焊前,应先对连接收子进展扩口处理。扩口后的内径应比插入管子外径大2-3mm,插入长度15-20mm,扩口边缘不得产生裂缝,搭接焊时要求根本同心。施焊前应去除焊件焊接部位的氧化皮,铁锈,潮气,油污,油漆,熔渣及其他可能影响焊接质量的污物,并检查焊缝间隙与坡口等是否符合要求。为了保证焊接质量,各种焊缝应尽可能的采用俯焊位置。施焊完毕后应立即去除焊渣于飞溅物,检查焊缝的外表质量,即寒风外表应光滑清洁,不得有裂纹,焊瘤,气孔以及未填满的弧坑或凹陷存在。管子内壁产生熔滴于塌陷应予以修补。钢管的焊接连接一般采用对
20、接汉或套接焊地形式。紫铜管那么采用搭接焊或套接焊,而不宜采用对接汉。这是因为对接焊的强度较低;同时,由于对焊在管子内壁形成的焊缝无法去除,而一般紫铜管大量用于仪表管路及冷藏管路,这些管路对管子的清洁要求又特别高,所以紫铜管不宜采用对接焊形式。2.3.1直通式通舱管件工艺钢管的材料及管系的管子材料一样,法兰一般采用搭焊钢法兰,复板的材料与厚度应及开孔处的船体钢构造构件的材料,厚度一样。复板内圆直径比管子外径大12mm,外圆直径比相应法兰外径大80mm,直通式通舱管件的长度已标准化。制作一个公称压力为1.6MPa,公称通径为65mm,标准长度210mm的直通式法兰连接钢法兰通舱管件,其制作工艺如下
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