1 引言
1．1 加氫反應器的現狀及發展趨勢
加氫反應器是有機化學實驗室和實際生產過程中一件非常重要的裝置，不僅可以用作加氫反應的容器，而且也可用於液體和氣體需要充分混合的場合。在化學製藥方面有著廣泛的用途，可作為產品開發、有機化學製品和醫藥品研究的基礎裝置，還可用於定量分析工業過程中催化劑的活性。
加氫反應器由於長期處於高溫、高壓、臨氫、高溫硫和硫化氫環境 , 其使用條件苛刻 , 因此設計和製造難度較大。長期以來 , 國內外對其設計、材料和製造技術進行了大量的理論研究和工程實踐。特別是近年來 , 隨著加氫裝置的大型化 , 加氫反應器的製造週期加長、生產成本不斷提高。
為了縮短製造週期、降低生產成本 , 保證加氫反應器的安全可靠執行 , 研究人員開發了新材料 , 應用了許多新工藝、新技術。
1．2 產品簡介
圖1.1 加氫反應器簡圖
由圖1.1可知：筒體兩端連線橢圓形封頭各乙個，上封頭上接有兩個接管、乙個法蘭，下封頭上接有卸料管、出口彎管，筒體內上部裝有積垢籃，筒體上接有五個接管，筒體採用裙座支撐。
本次設計生產的裝置為加氫反應器，屬於三類壓力容器，筒體直徑1400mm，高13900mm，壁厚(16＋3)mm，生產數量：兩台裝置。
筒體縱焊縫交錯分布，避免了十字交叉，有利於減少焊接應力及變形；主要加工手段為焊接，此外還採用沖壓、卷彎、機加工等輔助工藝。
1．3 工藝性審查
加氫反應器技術特性見表1.1。
表1.1 技術特性表
本裝置按加氫反應器製造技術要求進行製造試驗和驗收。開口接管與殼體的焊縫表面應圓滑過渡。裝置殼體上除工藝預焊件外不允許焊接設計以外的任何零件。
捕集器（積垢籃）安裝時，平面度允差3mm，其中心線與反應器同軸度允差3mm。卸催化劑前應拆除捕集器。容器的全部受壓焊縫應進100%x射線探傷檢查，射線探傷符合 jb/t 4730.
2-2005《承壓裝置射線檢測》規定中ⅱ級合格。裝置製造完畢後，以2mpa進行水壓試驗，合格後再以1.8mpa進行氣密性試驗。
經審查，該反應器設計合理，可以著手制定生產工藝。
2 焊接工藝分析
15crmor屬於耐熱鋼，焊前需要預熱,預熱溫度150℃，焊後650～830℃退火處理。
0cr18ni10ti屬於奧氏體不鏽鋼，焊前不需要預熱，焊後不需要熱處理。
以上兩種鋼材均採用熔化極氣體保護焊，保護氣為ar（99.9%）。優點如下：
（1）焊接過程中電弧及熔池的加熱熔化情況清晰可見，便於發現問題與及時調整，故焊接過程與焊縫質量易於控制。
（2）焊後不需要清渣，省掉了清渣的輔助工時，降低了焊接成本。
（3）生產效率高，易進行全位置焊及實現機械化和自動化。
根據某些具體情況，適當採用手工電弧焊施焊。
3 焊接生產方案的制定
1．方案的初步制定
方案一：製造出所用全部零件。零件組裝成部件；封頭、接管、法蘭、入口擴散器焊接成上封頭組；筒體、筋板、接管、積垢籃焊接組成殼程；封頭、出口收集器、出口彎管、卸料器焊接成下封頭組；裙式殼體、接管、地腳螺栓座、接地板焊接組成裙式支座；裙式支座、下封頭組、殼程、上封頭組最後**成加氫反應器。
方案二：製造出所用全部零件。零件組裝成部件；封頭、接管、法蘭、入口擴散器焊接成上封頭組；筒體、筋板、接管、積垢籃焊接組成殼程；封頭、出口收集器、出口彎管、卸料器焊接成下封頭組；裙式殼體、接管、地腳螺栓座、接地板焊接組成裙式支座；上封頭組、殼程、下封頭組臥裝焊接組成反應器主體；反應器主體、裙式支座最後**成加氫反應器。
2．方案分析
方案一：下封頭組、殼程、上封頭組均採用吊裝，增加了吊裝工作量，但是容易實現裝配
方案二：上封頭組、殼程、下封頭組臥裝須特製裝焊夾具，提高了成本。
3．制定方案
經上述分析方案
一、二都可以實施。但考慮到方案二提高了成本而沒有明顯的優勢，最終決定選用方案一。根據方案一制定出生產工藝流程圖見圖3.1所示。
圖3.1 加氫反應器生產工藝流程圖
4 生產前期準備
1.鋼材複檢
鋼板複檢：包括化學成分、各種力學效能、表面缺陷及外形尺寸（主要是厚度）的檢驗，採用抽檢的方法，抽檢率為20%。
鋼管複檢：內容包括鋼管材質、圓度及型號，材料應具有質保書，標記齊全。
按批號複驗化學成分。
同一種規格的原材料,抽樣進行晶間腐蝕傾向性試驗。
③凡需有特殊複驗專案要求的還應按要求進行檢驗。
2.焊接材料的複檢
對焊絲、焊劑等焊接材料的熔敷金屬的化學成分、腐蝕、金相進行檢查。經驗收和複檢合格後，焊接材料應放在符合管理要求的焊接庫,並由保管人質在明顯的位置作出材料標記。
5 主要零件的製造
5.1 法蘭蓋的製造
法蘭蓋形狀及尺寸如圖5.1所示。
圖5.1 法蘭蓋簡圖
1、零件的主要技術要求
1）表面不得有裂紋及其它降低法蘭蓋強度和連線可靠性的缺陷。
2）螺栓孔中心圓直徑和相鄰兩螺栓孔弦長允差為±0.8mm，任意兩螺栓孔弦長允差為±1.6mm。
3）工件材料為15crmor，鍛件，級別為ⅳ級。
2、工藝分析
根據工件材料性質和具體尺寸精度、粗糙度的要求，可以採用粗車的工藝來達到。
3、基準選擇
以粗車後的小端外圓面和凸台端麵為定位基準，在一次安裝中加工大端各表面，以保證所要求的位置精度。
4、工藝過程
1）採用gb4235鋸床，從φ250mm的圓鋼上鋸取長1840mm的一段,尺寸依據等體積法粗略算得，取加工餘量10%。
2）始鍛溫度1150～1200℃，終鍛溫度800～850℃，使直徑達φ950±6mm，厚
度達136±6mm。
3）滾圓修整。
4）墊環區域性鐓粗，始鍛溫度1150～1200℃，終鍛溫度800～850℃，使凸台部
分厚度達66±6mm，直徑達φ300±6mm。
5）用凸模衝出φ249的通孔。
6）熱處理，650～830℃退火，從而恢復組織。
7）粗車小端外圓和兩端面至φ290×57。
8）倒頭粗車大端外圓和端麵至φ940×126，然後粗車出密封面凸台φ749×6。
9）按圖示要求車環槽。
10）劃線，劃出24個螺栓孔的線。
11）鑽φ52的螺栓孔。
12）車外圓及孔口倒角。
13）按圖紙要求檢驗。
其加工工藝參見附錄a。
5.2 孔板的製造
孔板形狀及尺寸見圖5.2。
圖5.2 孔板簡圖
1、零件的主要技術要求
1）表面不得有裂紋及其它降低孔板強度和連線可靠性的缺陷。
2）工件材料為0cr18ni10ti。
2、工藝分析
根據工件材料性質和具體尺寸精度、粗糙度的要求，可以採用粗加工的工藝來達到。
3、工藝過程
1）備厚度6mm的板料，劃線劃出φ259的圓。
2）氣割割出孔板。
3）修整毛邊。
4）在板上按圖中要求劃出19個φ44的孔。
5）鑽孔φ44，修理各個孔邊緣的毛邊。
6）按圖紙要求檢驗。
5.3 封頭的製造
封頭形狀及尺寸如圖5.3所示。
圖5.3 封頭簡圖
1、零件的主要技術要求
1）表面不得有裂紋及其它降低封頭強度和連線可靠性的缺陷。
2）工件材料為15crmor＋0cr18ni10ti。
2、工藝分析
根據工件材料性質和具體尺寸精度、粗糙度的要求，可以採用粗加工的工藝來達到。
3、基準選擇
以中心線ab和cd為基準
4、工藝過程
封頭由半個橢球和乙個高度為h的圓柱形短節（封頭直邊部分）構成，其型式引數關係為：
di＝4（h-h）
dn＝di
封頭外形尺寸如下：
公稱直徑：dn＝1400mm
封頭壁厚：δa＝19mm
直邊高度：h＝50mm
封頭總深度：h＝400mm
封頭製造工藝如下：
1）預處理：矯正，噴丸處理。
2）劃線：橢圓形封頭毛坯尺寸的計算為
式中： p—封頭橢圓部分的半周長
a—橢圓的長半軸
b—橢圓的短半軸
由於a=700mm，b=350mm，得出p=1715.9mm。
考慮加工餘量後，封頭毛坯直徑可按下式計算：
d0=p+2hk0+2s
式中：—封頭衝擊成形是的拉伸係數，取k0=1
s—封頭邊緣加工餘量
h—直邊高度
可求得d0=1835.9mm。
綜上，在原材料上劃一直徑為1835.9mm的圓。
3）下料：採用等離子弧切割下料。
4）熱沖壓：先加熱至1000℃，再水壓機壓制成形並預留直邊加工餘量。
5）二次劃線：量取直邊高度50mm劃線，同時對所有孔劃線。
6）切割：lgk8等離子弧切割機切出50mm直邊。
7）制孔：按所劃的孔線鑽出φ20；鑽中心孔φ50，鑽左邊的孔φ50，然後分別對中心孔和左邊的孔擴孔，分別擴至φ600，φ100。
8）修理毛邊。
9）按圖樣要求檢查其尺寸、質量等。
5.4 法蘭的製造
法蘭形狀及尺寸如圖5.4所示。
圖5.4 法蘭簡圖
1、零件的主要技術要求
1）表面不得有裂紋及其它降低法蘭強度和連線可靠性的缺陷。
2）螺栓孔中心圓直徑和相鄰兩螺栓孔弦長允差為±0.6mm。
3）工件材料為15crmor，鍛件，級別為iii級。
2、工藝分析
根據工件材料性質和具體尺寸精度、粗糙度的要求，可以採用粗車的工藝來達到。
3、基準選擇
以粗車後的小端外圓面和凸台端麵為定位基準，在一次安裝中加工大端各表面，以保證所要求的位置精度。
4、工藝過程
1）採用gb4235鋸床，從φ250mm的圓鋼上鋸取長435mm的一段，尺寸依據等體積法粗略算得，取加工餘量10%。
2）始鍛溫度1150～1200℃，終鍛溫度800～850℃，使直徑達φ514±6mm，厚度達103±6mm。
3）墊環區域性鐓粗，始鍛溫度1150～1200℃，終鍛溫度800～850℃，使法蘭蓋凸出部分厚度達68±6mm。
4）滾圓修整
5）用衝模衝φ249的通孔。
6）熱處理，650～830℃回火，恢復組織。
7）粗車小端外圓和兩端面，車出頸部，保證尺寸φ273、φ343、88。
8）倒頭粗車大端外圓和端麵至φ510×66.5。
9）粗車密封面φ356×2.5。
10）車環槽。
11）劃12個φ33螺栓孔的線，並鑽孔。
12）車外圓及孔口倒角。
13）按圖紙要求檢驗。
5.5 筒節的製造
1.矯正
原理如圖5.5所示。
圖5.5 七輥矯平機矯正原理
2.劃線
劃線前應展開，可採用計算展開法。具體展開公式如下：
l=π（dg+δ）+s
式中 l---筒節毛坯展開長度（mm）
材料成型及控制工程畢業實習報告
其主要裝置有三座三段六點供熱連續式加熱爐，2800軋機一套 立輥軋機，二輥軋機 3000軋機一套 四輥軋機各 矯直，剪下，精整裝置齊全，並有國內最先進的熱處理裝置。主要產品有 造船用結構鋼板，橋梁用鋼板，鍋爐用碳素鋼及低合金厚板，壓力容器用鋼板，優質碳素結構鋼板，普通碳素結構鋼板和低合金結構鋼板，另...
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材料成型及控制工程專業介紹
目錄簡介 1 第一章 2 培養目標 2 課程設定 2 培養特色 3 就業去向 3 培養要求 4 科目 4 開設院校 4 第二章 6 歷史沿革 6 發展趨勢 6 存在問題 7 1.專業教學改革理論準備不足 7 2.教學改革的總體目標不明確 8 3.專業內涵不夠明晰 8 4.專業人才培養的目標和規格缺乏...