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1。冷間成形鏡板の特徴:
冷間成形鏡板は寸法が正確で品質が安定している。また加熱による表面品質の悪化及びミルスケールの発生が無く、外観が美しい;その他、加熱による材質の劣化の心配が要らない。
弊社ではお客様に安心して宜興北海の鏡板を使用していただくために、全ての材料を直接ミルメーカーに発注し、ミルメーカーは冷間成形鏡板の特別要求に合わせて鋼板の精錬と圧延を行う。
冷間成形鏡板の特徴の中で、いくつかの注意が必要となる問題があります、ここに代表的な例を説明しますのでご理解下さい。
● 応力腐食割れについて
冷間加工は一定の残留応力と冷却強化が発生します、鏡板も例外ではありません。容器の組立応力、溶接残留応力、熱応力付加された場合に、応力腐食環境下で使用されますと、短期間に応力腐食割れが発生する場合があります。
炭素鋼の場合、硝酸塩、アンモニア、か性ソーダ等の環境下で割れが発生することがあります;オーステナイト系ステンレスの場合、塩素イオンを含む特定の環境下で使用されますと割れが発生する場合があります、このような割れを応力腐食割れと呼んでいます。
弊社では、お客様のボーラー圧力容器の設計及び使用条件を考慮することが出来ませんので、ご注文された鏡板を上記の条件下で使用される場合は、設計段階より残留応力の除去方法や使用材料の選定にご配慮願います、合わせて“封头定作承揽合同”に明確に必要工程、残留応力の除去、設計要求を記載願います。
● 半田脆性について
炭素鋼及び低合金鋼の容器を亜鉛めっき浴或いはアルミニウム液に浸した時に、鏡板のフランジ部に割れが発生する場合があります、この現象を“半田脆性”と呼びます、この現象は溶接残留応力、加工残留応力が存在する時に、低融点金属の亜鉛或いはアルミニウムが結晶間に拡散して発生するものです。容器を亜鉛めっき浴或いはアルミニウム液に浸す前に、熱処理を行い、残留応力を除去して下さい。
● 炭素鋼鏡板の塑性加工疵について
炭素鋼が引っ張り変形の力を受ける時、主な応力が45度の方向にリューダスタングが発生します。これは材料表面のミルスケールがリューダスタングに沿い脱落したものです。
冷間プレス鏡板のすみ部の丸みの内半径部付近に、ミルスケールの脱落の跡が格子状に残りますが、これは塑性加工による表面疵で、有害な欠陥ではありません。
● ステンレス鋼溶接線の塑性加工疵について
鏡板に溶接線が有る場合、プレス成形前に、内面部の溶接線全てと外面フランジ部とすみ部の丸みの内半径部の溶接余盛りを除去してから加工を行います;スピニング成形前に、内外面全ての溶接線の 余盛りを除去します。
ステンレス鏡板の場合、溶接線と母材の強度が違うため、溶接線中央部を少し低くします。塑性加工時、線上の微小な凹みが発生しますが、これは塑性加工による表面疵であり、有害な欠陥割れではありません。
2。冷間成型鏡板の熱処理:
世界各国の圧力容器標準の規範内において、一般的には加工変形の程度により、熱処理が必要か否かを確定する。日本の北海鉄工所の数十年の間に生産した800万枚以上の鏡板と、弊社が十数年で生産した100万枚以上鏡板を、ASMEのUCS-79規範に照らすと、冷間成形鏡板の熱処理を行っても差し支えない。設計と使用条件及び加工変形の程度を考慮し、熱処理を行うか否かを判断下さい。
ASME規範規定:加工時の繊維最大伸び率が5%を超え、同時に5つの条件の内の任意の1つに属する場合、炭素鋼及び低合金鋼冷間成形鏡板は熱処理が必要である。
● 計算式:
最大繊維伸び率 =75 × δ s/
( r+0.5 δ s ) (%)
δs :鋼材板厚( mm )
r :鏡板フランジ部内半径
● 5つの条件:
①使用媒質が極度あるいは高度危険物の場合;
② 材料にシャルピー衝撃試験要求がある( ASME V
Ⅲ -1UCS-66 照らして安定)場合;
③ 冷間成形の板厚が15.9mm以上の場合;
④ 冷間成形後の板厚減少率が 10% 以上の場合;
⑤ 成形温度が 120-482 ℃の範囲内の場合。
● 熱処理条件:
①、応力除去焼きなまし( SR )時,温度: 625 ℃±
25 ℃
保温時間:δ s ≤ 25.4mm 60 分間
その他 一般的には 60 分間 /25.4mm
适適用材料:炭素鋼 低合金鋼
② 、焼きならし( N )時 温度: 900 ℃± 25
℃
保温時間: 30 分間 /25.4mm ,但し 30 分間以上
適用材料:炭素鋼、低合金鋼
注:《容规》管轄範囲内の製品は関係規定に照らして施行すること。
3。10%
皿型鏡板DHB)の長所:
宜興北海は楕円形鏡板(2:1
正半楕円形)と 10% 皿型鏡板の各種金型を準備しています。設備の設計、使用条件、使用区分により2種類の鏡板を使い分ければ、品質及びコスト管理に有利となります。特に、食品、製薬、水処理及び地価貯蔵タンク等の常圧容器には、冷間プレス或いは冷間スピニング成形の10%皿型鏡板の使用をお勧めいたします。
長所:
①、設備の外形長が決定している場合、10%皿型鏡板を使用すれば、正半楕円鏡板を使用するより内容量が増加する。
②、 10% 皿型鏡板の曲面比は 2 : 1 正半楕円形鏡板より緩やかなため,鏡板上に固定板や支柱等を固定し易く、作業効率が上がる。
③、10% 皿型鏡板は楕円形鏡板より加工度が小さいため、大径の薄板鏡板成形時に品質が良く、外観が美しくなる。
④、同一内径で同一板厚の鏡板の場合、10%皿型鏡板のほうが楕円形鏡板よりブランク寸法が小さく、材料の節約になる。
4。鏡板の安全で合理的な成形保証:
1.
GB150-1998標準の板厚定義について
(1) 計算板厚δ
各章の公式計算から得た板厚。必要時、その他の負荷の必要板厚を計算に入れなければならない。
(2) 設計板厚δd
計算板厚δと腐食余裕分C1の和。
(3) 呼び板厚δn
設計板厚δdに鋼材板厚のマイナス誤差C1を加えた後の板厚が、鋼材標準規格の板厚となる。即ち、図面上の板厚となる
(4) 有効板厚δe
呼び板厚δnから腐食余裕分C2鋼材板厚とマイナス誤差C1を引いた板厚。
(5) 各種板厚の関係図
(6) 投入板厚(即ち、半完成品板厚)
GB150---1998第10章と各種板厚の関係図:
δs=δ +C1+C2+Δ1(第一次設計板厚を四捨五入した値)+C3(加工板厚減少量)+(第二次製造板厚を四捨五入した値)
2. 鏡板設計計算案例
容器内径Di=4000mm、計算圧力Pc=0.4MPa、設計温度t=50℃、鏡板は標準楕円形鏡板、材料16MnR(設計温度t=50℃、材料許容応力170Mpa)、鋼材マイナス誤差0.25mm以下で、且つ呼び板厚の6%を超えない、腐食余裕分C2=1mm、鏡板溶接の溶接継手係数=1。これにより、楕円形鏡板の計算板厚、設計板厚と呼び板厚が求められる。
KpDi
計算板厚δ=----------------=4.73mm
2[σ]tΦ-0.5pc
計算板厚δd=δ + C2=4.73+1=5.73mm
標準楕円鏡板の有効板厚δeは鏡板内径Diの0.15%を下回らないようにする、有効板厚δe=0.15%Di=6mm
δe>δd、C1=0、C2=1、呼び板厚δn=δe+C1+C2=6+0+1=7mm
鋼材標準規格板厚で切り上げた1mm、第一次設計板厚の四捨五入した値△1=1を考慮し
、δn=8mmとする。
専門鏡板製造メーカー技術資料に基づき Di=4000、δn=8鏡板加工板厚減少量C3=1.5mm、第二次板厚を四捨五入した値△2=0.5とする。
鏡板成形板厚要求が呼び板厚δnから鋼板マイナス誤差C1を引いた値より小さくてはいけない場合、投入板厚:
δs=δn+C1+C3+△2=8+0+1.5+0.5=10mm、成形後の最小板厚8.5mm。鏡板成形板厚が設計板厚δd(δeの值を取る)より小さくてはならない場合、投入板厚:δs=δd(δe)+C3+△2=8mm、成形後の最小板厚6.5mm、且つ有効板厚δeより大きく、更に設計板厚δdと計算板厚δより大きい。
以上から2種類の異なる要求により、鏡板の投入板厚に2mmの差、重量で300kg以上の差が出る。
3. GB150及び鏡板標準の板厚定義の不合理性について
GB150及び鏡板標準の板厚定義の不合理性について、主に現在の容器と鏡板成形後の板厚要求上、凸型鏡板と熱間成形胴板板厚の要求が、呼び板厚から鋼板のマイナス誤差(δn-C1)を引いた値より小さくなってはならない。ここから設計と製造の二度、設計板厚の基礎上に加えた板厚を保証成形板厚としたと思われる。このため、すでに提起した最小成形板厚の概念:"熱間成形胴板、或は凸型鏡板加工成形後の必要保証板厚の値は設計板厚より小さくなってはいけない"。言い換えれば設計者が図面上に呼び板厚と板厚最小成形(即ち設計板厚δd)を明記するべきであり、こうることにより製造メーカーは製造工程と元の設計値を基に製造時の板厚減少分を加えるか否かを決定できる。これらの板厚の定義と現在国際圧力容器界で流行の方法は、合理性はあるが、我国では現行の標準の中に以下の二つの解決が必要な問題がある。
(1) 鏡板標準の中の板厚の変化によるフランジ高さの問題について
鏡板フランジ高さは、鏡板直径と板厚の抑制により変化するもので、鏡板の寸法系列を複雑化する必要は無い。JISB8247の1992版、最新の1997版にかかわらず、フランジ高さは板厚の3倍、但し20mm以上で最大38mmを超えないことと簡明に記している。この問題は標準を修訂することで解決できる。
(2) 穴あけ補強計算について
穴あけ補強計算の全ての有効板厚はδe(δn-C1-C2)、設計者が四捨五入値△1を使用せず、もし製造時に設計四捨五入値△1を使用したとしても強度不足の可能性がある。穴あけ補強は局部的な構成計算方法であり、最もよく用いられる等面積法も経験に基づく保守的なものであり、補強面積中に四捨五入値を考慮していない可能性があり、設計板厚(δ+C2)を基に補強計算を行っている。
4. 設計板厚から決定した最小成形板厚が安全で経済的という原則に符号することについて
(1) 上記ですでに説明したように、鏡板成形板厚は呼び板厚から鋼板のマイナス誤差(δn-C1)を引いた値より小さくてはいけないという規定は、設計と製造の二度、設計板厚(δd)の基礎上に板厚(△1+△2)を加えるという不必要な浪費及び解決過程をもたらした。
(2)実際GB150-89《標準釈義》 ですでに説明したとおり"成形鏡板の最小板厚は強度(即ち計算板厚δ)と使用寿命(即ち腐食余裕分C2)の要求を満足しなければならない"、と多くの専門家が共通の認識を持っている。
(3)JB4732-95《鋼制圧力容器-分析設計標準》11.2.1で"製造工程条件に基づき、加工余裕分を確定し、製品各部門の実際板厚が当該部分の設計板厚より小さくならないようにする"と明確に規定している。
(4)新《容規》第69条第2項で"臨時で溶接した吊ピースやプレートを取り除いた後の溶接跡は必ずグラインダーで平らにする。。。。。。グラインダー後の板厚は当該部の設計板厚(δ+C2)より小さくなってはいけない。"言い換えれば容器全体の設計板厚(δ+C2)から各部分の必要な最小安全板厚を決定する。
(5)鏡板成形板厚が呼び板厚から鋼板板厚のマイナス誤差を引いた値より小さくならないことを保証するために、現行のやり方では呼び板厚δnに板厚減少分C3(一般的には2mm)を加えなければならない。更に四捨五入値△2を加えたものが鋼板標準規格の板厚確定投入(半完成品)板厚δsとなる。これは無駄なだけでなく、時に加工圧による鏡板フランジ部の板厚増加に繋がり、胴板との組立時の板厚の差が許容差を超え、フランジ部の削磨処理をしなければならない。時に、投入板厚δsの増加により、板厚が等級をオーバーし、強度指標(σb、σs)と許容応力[σ]tの下降と再度の強度校正を行わなければならない。
(6)鏡板成形加工方法には熱間プレスと冷間プレス、冷間スピニングと熱間スピニング等、異なる寸法、異なる加工方法に異なる板厚減少量、これら鏡板製造専業メーカーの詳細な技術資料、設計板厚(δ+C2)に鏡板製造メーカーの実際の板厚減少量と四捨五入値と鋼板標準規格板厚を加えたものを提供するだけで、設計、製造二度の四捨五入値(△1+△2)計算の浪費を避けられ、安全で経済的且つ合理的な鏡板成形板厚を得られる。これも現在海外の同業メーカーで最小保証板厚(即ちδ+C2の設計板厚)に採用されている原因である。
5. まとめ
(1)鏡板最小保証板厚の安全要求を満足させるという前提で、設計板厚(δ+C2)は呼び板厚(δn)から鋼板マイナス誤差(C1)を引いたものより、合理的で最も経済的である。
(2)問題は設計図面上に設計板厚(δ+C2)、設計板厚中の特に計算板厚δが明確に表示する必要があることである。なぜならC2は一般的に全ての図面に表示してあり、そうでなければ《容規》とGB150等の法規標準規定に照らし、グラインダー後の板厚が設計板厚以下にならないようにしなければならない。しかし、製造者からすれば依然として知らないだけでなく操作不能である。
(3)安全で経済的、合理的な鏡板成形板厚を確定するために、圧力容器の標準、設計、鏡板ユーザー、鏡板専業メーカー間の協力と統一標準の理解が必要である。
参考文献
1. 質量技術監督局ボーラー部発布[1992]154号《压力容器安全技術監察規程》
2. GB150-98《鋼制压力容器》と釈義(含1998版本)
3. JB4732-95《鋼制压力容器-分析設計標準》
4. 寿比南.GB150-1998《鋼制压力容器》修订要点総述.压力容器,1998;(3)
5. JIS B8247-1997《压力容器用鏡板》
6. 化工装備メーカー第一期圧力容器設計審査人員試験問題
図1
5。我国の圧力容器製造レベル向上のための重要な改善---胴板と鏡板のシンクロ加工、容器生産周期短縮を実現
我国の圧力容器製造レベル向上のための重要な改善
——胴板と鏡板のシンクロ加工、容器生産周期短縮を実現 ——
The
important improvement in manufacture
of Chinese pressure vessel
——Realizing
machine synchronously of shell
and heads, Shortening produce
time of pressure vessel——
宜興北海封頭有限公司
摘要:本文は鏡板周長が決定した後、胴板の投入寸法を決定する古い工程を改変し、胴板と鏡板のシンクロ加工を実現し、容器の生産周期を短縮することを目的とした。現在、容器製造業の重要な現実意義;シンクロ加工実現に必要な条件と要求;同時に新制定の《鋼制压力容器用鏡板》標準(JB4746-2001批准)中の関係規定に照らし、分析と評論を行った。
Abstract:This paper discussed
the problem of realizing machine
synchronously of shell and heads,
shortening produce time of pressure
vessel which possessed important
meanings to the manufacture
of pressure vessel, at the same
time, referring to the rules
in the new edition standard
of 《Steel pressure vessel heads》(JB4746—2001
submitting for approval),gave
an analysis and made an assessment。
1.問題提起
以前の圧力容器生産工程は:外注加工した押しっぱなしの鏡板を切断してから、開先加工を行い、フランジ部の外周長を計った後、胴板の加工を行い、鏡板と胴板の組立を行った。
上記の分析から分かるように:一、鏡板メーカーは切断していない鏡板しか提供出来ない;二、鏡板外周長実測後“やっと”胴板の製作が出来る、両者はシンクロ加工できず、鏡板と胴板組立のずれが許容差を越えないよう保証してきた。その原因は加工技術の遅れ、成形品質の悪さ、鏡板の寸法精度が要求を保証できない。このため、容器の生産周期が延長され、我国の容器生産技術と国際レベルとの間に差が存在することとなった。
胴板と鏡板のシンクロ加工の要求、生産周期の短縮を満足させるために、如何なる必要条件を作り上げるかが、我国がWTO加入後直面する挑戦、国際レベルとの差を縮めることが、我国容器界鏡板メーカーが解決すべき課題の一つとなった。特に、我国の鏡板製造品質を上げることが、経済価値と現実意義を明確に持つこととなる。
近年、宜興北海封頭有限公司が日本から導入した日本北海の鏡板製造技術は、我国の鏡板製造の専業化へと発展させた。国家標準内で品質標準組織生産を厳しく抑制し、我国の鏡板品質を大幅に向上させ、寸法精度を保証し、胴板と鏡板のシンクロ加工の必要な条件を作り上げた。
技術の進歩と生産発展の必要性、可能性に適応するために、全国圧力容器標準化製造分委員会が制定した《鋼制压力容器用鏡板》標準(以下略称《新鏡板標準》)中の関係技術要求は、胴板と鏡板のシンクロ加工は可能だというこの一点を提起した。
胴板と鏡板のシンクロ加工に必要な条件について、《新鏡板標準》に照らして技術要求を分析する。
2.1
継手面ずれbはGE150-1998表10-1中B類継手の要求に従い執行する。
表1 溶接継手面 ずれmm
| 継手面鋼材板厚δS |
溶接継手類別継手面ずれb |
| A |
B |
| ≤12 |
≤1/4δS |
≤1/4δS |
| >12 |
≤3 |
≤1/4δS |
| >20~40 |
≤3 |
≤5 |
| >40~50 |
≤3 |
≤1/8δS |
| >50 |
≤1/16δS,且≤10 |
≤1/8δS,且≤20 |
2.2
継手面の溶接による変形度Eは(δs/10+2)mmを超えない、且つ5mmを超えない
2.3《容規》規定:強制組立を行はない。
上記要求の2.2項、《新鏡板標準》中のフランジ部の倒れの制限に保証を加え、胴板と鏡板のシンクロ加工の関係は大きくなくなった。2.3項の要求に対して、鏡板と胴板の寸法精度(量の多さ、最小直径差を含む)が標準に符号するだけで抑制できる。故に、胴板と鏡板のずれの大きさは、胴板と鏡板のシンクロ加工の鍵であることを保証した。現在、この件については更に分析中。
3. 胴板と鏡板のずれの大きさを満足させるのに必要な条件
3.1鏡板注文時に鏡板と胴板の突合せ基準を明確にする
図1で示すように、鏡板と胴板の組立は鏡板のフランジ部と胴板の継手を溶接する。鏡板成形時にフランジ部の板厚が厚くなるために、実測したフランジ部板厚δは投入した鋼板板厚δsより大きくなる。このため、鏡板実際の外周平均直径DO’と外周長L’は以下の計算式となる:
DO’=Di’+2δ’mm
L’=π(Di’+2δ’)mm
式中のDi’は実測平均内直径mm
图1 胴板と鏡板の突合せ基準
A内径突合せ
B外周突合せ
δ’は鏡板の材質、形状、板厚、成形方法、工程と操作技能等多くの不確定要素が含まれる。このため、たとえ鏡板と胴板の内径Di、鋼材板厚δsが等しくても、両者の外径と外周長が等しくはない。鏡板と胴板組立時、内径と外周は同時に突合せることが出来ず、容器の生産工程に照らし、外周突合せ(鏡板の外周長許容差を制御、日本のJISB8247標準中のA種鏡板に相当)、或いは内径突合せ(鏡板の内径許容差を抑制、日本標準のB類鏡板に相当)のいずれかのみである。そのため、新鏡板標準では鏡板注文時、鏡板と胴板の突合せ基準を明確にし、3.2の要求に照らして寸法許容差を確定するよう要求している。どの基準を選択するかは、容器メーカーにより決定する。一般的には胴板のδsが、δs≤10mmなら外周突合せ、δs>10mmなら内径突合せを選択する。
フランジ部板厚δ’が胴板板厚より3mm大きい場合、図2に示すように鏡板フランジ部の内側(外周突合せ)或いは外側(内径突合せ)の削磨処理を行う。
図2鏡板フランジ部の削磨処理

3.2鏡板注文時に内径或いは外周長の許容差を確定させる
3.2.1鏡板と胴板継手のずれbのGB150の規定への符合を保証するために、突合せ基準確定後、供給側と需要側双方で更に内径或いは外周長の許容公差を確定し、双方の生産過程での品質抑制の根拠としなければならない。言い換えれば、鏡板メーカーは合意した公差を厳格に守り引き渡さなければならない。
3.2.2双方合意した鏡板内径或いは外周長許容差は、ずれ許容差の半分を超えてはならない、即ち<1/2b。残りの<1/2bは胴板の許容差である。鏡板と胴板ともこの許容差に照らし加工すれば、ずれが最も大きい鏡板とずれが最も小さい胴板を組立た時、(或いはその反対)、最大のずれbmaxは鏡板と胴板の最大ずれの和と等しくなる。
即:bmax=(<1/2b+<1/2b)<b,図3に示すとおり。
図3 継手面のずれ図

内径許容差<1/2bの要求に照らし、得られる全ての内径と外周長の許容差は、鏡板の鋼材板厚δs により決定される。表2に列挙
表2 δsと規定のずれに照らし確定した鏡板は、内径或いは外周長許容差内に抑制される
| 突合せ面の鋼材板厚δs |
B類継手突合せ面のずれ |
鏡板或いは胴板の許容差 |
| 内径許容差 |
外周長許容差 |
| b |
1/2b |
新鏡板標準規定 |
抑制された許容差 |
新鏡板標準規定 |
抑制された許容差 |
| 3 |
1/4δs 0.75 |
0.375 |
-1.5~+1.5 |
±0.75 |
-4~+4 |
±2.4 |
| 4 |
1/4δs 1 |
0.5 |
-2~+2 |
±1 |
-6~+6 |
±3 |
| 6 |
1/4δs 1.5 |
0.75 |
-3~+3 |
±1.5 |
-9~+9 |
±4.7 |
| 8 |
1/4δs 2 |
1.0 |
-3~+3 |
±2 |
-9~+9 |
±6 |
| 10 |
1/4δs 2.5 |
1.25 |
-3~+4 |
±2.5 |
-9~+12 |
±7.8 |
| 12 |
1/4δs 3 |
1.5 |
-3~+4 |
±3 |
-9~+12 |
±9 |
| >12~20 |
1/4δs 3~5 |
1.5~2.5 |
-3~+4 |
±3~±5 |
-9~+12 |
±9~15.7 |
| >20~40 |
≤5 |
2.5 |
-4~+6 |
±5 |
-12~+18 |
±15.7 |
| >40~50 |
1/8δs,5~6.25 |
2.5~3.175 |
-4~+6 |
±5~±6.25 |
-12~+18 |
±15.7~19.6 |
3.2.3
表2から分かるように、δs≤12mmの場合、抑制された内径或いは外周長の許容差は新鏡板標準より小さくなるが、それ以外の板厚は一般的には標準要求より大きくなる。このため、δs>12mmの鏡板に対しては、新鏡板標準規定の許容差で引き渡せば、大部分が胴板と鏡板のシンクロ加工の要求を満足できる。
3.3
鏡板メーカーは双方合意した許容差を厳格に守り引き渡す
双方で合意した許容差を厳格に守り引き渡すことは、胴板と鏡板のシンクロ加工が出来るか否かの鍵となる。このため、鏡板メーカーは以下の点に注意しなければならない:
3.3.1
鏡板生産過程で抑制許容差を厳格に守り、適切な工程を採用し、きちんと検査を行う。
3.3.2
正確に測量を行い、測量結果の正確性を保証する。このため、新鏡板標準規定では、鏡板の端面を切断後引渡しが出来ると定めている。その目的は鏡板の内径、板厚、外周長等の検査時、鏡板の端面が検査基準となるため、全ての測量結果の正確性を有効にするためである。これは鏡板製造メーカーが製品品質の抑制に必要なだけでなく、ユーザーが引き取り検査を行う時の基準ともなる。
3.3.3
鏡板製造メーカーの寸法と形状修正の設備と技術
生産中寸法が許容差を越えることは避けられず、必ず修正を行い、許容差要求を満たした後引き渡しができる。例えば、熱間プレスの寸法が許容差を越えた場合、スピニングで寸法修正を行う。このため、鏡板メーカーは多種の成形設備と修正設備を揃えて、胴板と鏡板のシンクロ加工が実現できる。
4. 結論
4.1
胴板と鏡板のシンクロ加工は容器の生産周期を短縮でき、容器生産レベルの向上と製造技術発展に必要な流れである。明確な経済価値と現実意義を擁している。
4.2
但し、相応条件と要求を必ず満足しなければ、実現は難しい。新鏡板標準は相応する技術要求を基点として規定し、新鏡板標準の先進性を体現し、我国の鏡板品質と国際レベルとの差を縮めた。
6。表面粗面度対照表
μm
| 120# |
3.2 |
400# |
0.6 |
| 150# |
2.6 |
500# |
0.5 |
| 200# |
1.6 |
600# |
0.4 |
| 250# |
1.2 |
700# |
0.3 |
| 300# |
1.0 |
800# |
0.2 |
| 320# |
0.8 |
|
7。鏡板溶接テストピースに関して
鏡板溶接テストピースに関して
国家質量技術監督局
(2000)質技監ボーラー 第3049号
江蘇省質量技術監督局
蘇質技監ボイラー局から(2000)3006号《压力容器安全技術監察規程》99版中の部門問題に関しての回答要求があった。書簡の条項に照らし、当局は以下のように解説意見を提出する:
1、一般的な情況下では、“材料性能は代用材料薄板の代わりに使用した厚板を“含む”より優れている”が、特殊情況下では成立しない。具体的な情況に応じて具体的な分析を行わなければならず、一概には論じられないため、設計者により決定する。
2、電気加熱板での過熱保温方式は炉内での熱処理に代替出来ない。《压力容器安全技術監察規程》第73条に厳格に照らして執行する。
3、“同メーカー、同鋼板ナンバー”は必ず同じ材料、“同組別ナンバー”は理解出来ない。
4、過去に批准手続をしたものは、改めて手続は出来ない、そうでなければ修正して手続を行う。
5、指定した地、市級。
6、正確な理解だが、“検査周期”は132条を参照し確定すること、最長でも安全等級3級の圧力容器の検査周期を越えないこと。
7、“容器類型”は“容器類别”のこと。
8、鏡板と別に溶接テストピースを作ってはならない。熱間スピニング鏡板の過熱温度が規定の熱処理温度に到達、或いは超えた場合は熱処理をしなくてもよい。冷間スピニング鏡板は圧力容器と一緒に熱処理を行ってもよい。
二000年三月二十二日
8。鏡板設計中考慮すべき工程板厚減少量の必要性
朱玉娟 (巨化集団公司工程有限公司,浙江衢州 324004)
摘要:GB150-1998とJB/T4746-2002標準の対比分析を通して、設計中考慮すべき肯定板厚減少量を提起した。合わせて、鏡板の呼び板厚から加工工程板厚減少量の差、或いは設計板厚(δ+C2)を引いたものを鏡板の成形板厚の最小値とした。 キーワード;鏡板;板厚減少量;最小板厚
中図分類号:TQ050.2;TQ051.3 文献標識ナンバー:1001-4837(2003)06-0027-02
The Necessity of Deduction Considered
in Head Plate Design
ZHU Yu-juan (Engineering Company
LTD.under juhua Group Corp,Quzhou
324004,China)
Abstract:It was suggested that
machining deduction must be
considered in head plate design
through the analysis of standards
GB150-1998 and JB/T4746-2002.The
maximum of the design thickness
and the nominal thickness minus
machining deduction must be
taken as the minimum forming
thickness of head plate.
KEY words : head plate;deduction;the
minimum thickness
1. 前言
圧力容器製造メーカーはよく、設計メーカーが図面上に鏡板の最小板厚要求を記さず、呼び板厚のみを記しているという問題に遭遇した。GB150-1998《鋼制压力容器》第10.2.1条の"製造工程に照らし加工余裕分を確定し、凸形鏡板と熱間成形した胴板の板厚が当該部の呼び板厚から鋼板のマイナス誤差を引いたものより小さくならないことを確保するために。。。。。。"。製造メーカーはこの要求を満足するために、呼び板厚δnに板厚減少量C3を加えた。一般的な方法としては2mmを加えてやっとこの要求を満足できたが、板厚が厚くなることで重量が増加し、時には板厚が厚くなったことにより応力が等級を超えてしまうことがあった。これは図面上では体現出来ず、設備の製造費は往々にしてトン単位価格により決定してきた。一般的に顧客はこれらの増加重量については負担したがらないため、設計時に工程板厚減少量を考慮する必要があった。
2. GB150-1998鏡板板厚に対しての定義
(1)
GB150-1998規定により、鏡板の各種板厚間の関係は図1の通り。
図1から分かるとおり、GB150-1998は凸形鏡板と熱間成形した胴板の成形板厚は呼び板厚から鋼板マイナス誤差を引いた値より小さくなってはならないと要求している。即ち、成形最小板厚は:δn-C1。設計板厚の基礎上に設計と製造の二度板厚を足し成形板厚を保証することとなった。即ち、図面上に呼び板厚と最小成形板厚を分けて明記すれば、製造メーカーは製造工程と原設計の設計四捨五入値により製造板厚減少量を加えるか否かを確定できる。
(2)
最小成形板厚は計算板厚と標準の全ての規定の最小板厚の最大値に腐食余裕分を加えて得られた板厚である。図面中呼び板厚と最小成形板厚を同時に明記するべき(括弧を加えて)。
(3)
鏡板上の穴あけ補強計算について、GB150-1998式(8-11):
A1=(B-d)(δe-δ)-2δet(δe-δ)(1-fr)
式中、A1は有効板厚から計算板厚以外の余った面積を引いたもの;δe=δn-(C1+C2)。
設計中、直接図面上に明記された呼び板厚で計算した場合、補強計算の実際の情況が反映されず、強度不足の可能性がある;設計板厚(δ+C2)を基礎に補強計算をすれば、即ちδe=δ+C2、A1=(B-d)C2-2δetC2(1-fr)
となり、局部補強面積の増加を引き起こす。このため、ひとつの最小板厚を確定し、鏡板の穴あけ補強計算の強度要求を満足させなければならない。
3. 設計中考慮すべき板厚減少量の操作性
(1) JB/T4746-2002《鋼制压力容器用鏡板》の実施に伴い、その中の6.3.10規定"規定設計の鏡板について、成形鏡板の実測最小板厚は呼び板厚から鋼板板厚のマイナス誤差C1を引いた値より小さくてはならない。但し、設計上鏡板成形後の最小板厚が明記してあれば、実測最小板厚が図面上に明記された最小板厚より小さくなければ査収できる。······"。標準が提供した付録A(資料性付録)《鏡板成形板厚の板厚減少量》、設計者はこの表を参考にし、設計板厚より板厚減少量を確定し、図面上に明記する呼び板厚はδ+C1+C2+C3、四捨五入値をδnとし、成形鏡板実測最小板厚は δmin=δ+C2或はδn-C3、こうすればGB150-1998中の上記の問題は比較的楽に解決出来る。
(2)
鏡板設計例
容器内径Di=800,計算压力Pc=0.80MPa,[σ]t=170MPa,C1=0,C2=1.5,Φ=1,鏡板上の穴あけ98×4,求められる楕円形鏡板の計算板厚、設計板厚と呼び板厚、穴あけ補強計算を行う。
GB150-1998式(7-1)に照らし:
PcDi
δ=
---------------- =1.88mm
2[σ]tΦ-0.5Pc
δd=δ+C2=1.88+1.5=3.38mm
GB150-1998に照らし,δe≥0.15%×800=1.20mm,δd>δe;呼び板厚(δd+C1)四捨五入値δn=4mmとする。
GB6654に照らし,16MnR板最小板厚δn=6mm,鏡板呼び板厚δn=6mmを取る。
最小板厚を明記しない場合、GB150-1998の要求に合わせて、鏡板半製品板厚δs=δn+C3。その中C3=0.78mm、δs=6+0.78四捨五入値8mm、即ちδs=8mm、実際成形板厚6.96>δn、これは材料の大量浪費を引き起こす。
鏡板最小板厚δmin=δ+C2、或いはδn-C3を採用した場合、δmin=1.88+1.5或いは6-0.78となる。即ち、δmin=3.38mm或は5.22mmとなる。即ち投入板厚δmin=δ+C2と図面上に明記した呼び板厚は一致するためδn=6mm。
鏡板穴あけ補強計算:
δnt=4mm、パイプ板厚附加量Ct=C1t+C2(その中C1t=0.5mm):
δet=δnt-Ct=2mm
di=81mm,[σ]t=130MPa,Φ=1。
Pcdi
0.8×81
故にδt=------------=-----------=0.25mm
2[σ]tΦ-Pc
2×130-0.8
穴あけ直径d=di+2C2=84mm
fr=130/179=0.76
穴あけに必要な補強面積A:
A=dδ+2δδet(1-fr)=159.7mm2
有効補強範囲B及び補強面積Ae:
B=max(2d,d+2δn+2δnt)=168mm
h1=min(******,パイプ実際外伸長度)=18.3mm
h2=min(******,パイプ実際内伸長度)=0
Ae=A1+A2+A3
その中
A1=(B-d)(δe-δ)-2δet(δe-δ)(1-fr),δe=δmin-C2=3.72mm
即ちA1=152.8mm2
A2=2h1(δet-δt)fr+2h2(δet-C2)fr=48.7mm2
A3=4×4=16mm2
Ae=A1+A2+A3=217.5mm2>A
故に補強要求を満足する。
以上の計算結果から分かるように、二種類の異なる設計要求には、投入板厚に2mmの差があり、後の設計方法がより合理的である。
4. 結論
(1)鏡板呼び板厚から加工工程板厚減少量を引いた値、或いは設計板厚(δ+C2)を鏡板成形板厚の最小値とすれば、材料の合理的、経済的使用を保証、穴あけ補強計算要求を満足し、同時に製造メーカーの合法的な利益を守る。このため、設計メーカーは設計中に加工工程板厚減少量を考慮し、図面上に工程板厚減少量を考慮した後の鏡板成形板厚の最小値を明記することを建議する。
(2)JB/T4746-2002付録A《鏡板成形板厚減少量》は日本のJIS
B8247標準を参照し、参考
としている。鏡板板厚減少量と鏡板の異なる材料、異なる規格、大きさ、板厚、異なる成形方法等の関係により、ひとつの簡単なパラメーターではない。このため、最も安全で経済的、合理的な設計板厚(δ+C2)を鏡板成形後の必ず保証すべき最小板厚とし、合わせてJB4732分析設計標準の一致を保持する。
図1 9。爆発圧着クラッドステンレス鋼のRTフィルムに出る波紋状陰影についての暫定規定
爆発圧着クラッドステンレス鋼(以下略称クラッド鋼)を鏡板に加工後、溶接線に対してRTを行うと、よくフィルムに一種の波紋状の陰影が出現する。多くの各種試験研究が実証するように、これは溶接或いは熱影響区及び母材中の”
割れ”欠陥ではなく、爆発圧着波状界が加工により変形したことを示している。
陰影と割れは形状及び黒さの度合から区分でき、割れの最大の特徴は両端が尖った状態になり、黒さの度合が違い、大まかに二種類に分類できる:一、線性;二、微視亀裂、フィルムの界面上に存在。クラッド鋼のステンレス鋼の合せ材は耐腐食が主な目的であり、強度、或いは硬度の安定ではない。ここに以下の規定を定める:
1、
RTフィルムに出現する波紋状の陰影がJB733--96標準UT検査の付録A中のA7
条を満足している場合は、補修溶接を行わない。もし、UT検査で出現した欠陥が標準を超えた場合は、必ず補修溶接を行い、補修溶接後RT検査を行う。波紋状の陰影がはっきりとある場合はUT検査のよって検証し、補足としてPT検査を行う。
2、
鏡板内表面とフランジ部と容器胴板の溶接部にUT検査を行い、同様にJB4733--96付録A中のA47条を満足させ、UT合格書発行後出荷する。
3、
YHC営業担当はクラッド鋼鏡板受注時、顧客に本規定を示し、顧客の了解を得た後、協議書に署名確認を行う。
宜興北海封頭有限公司
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