一种直锥不锈钢罐体成型方法

摘要

本发明涉及一种直锥不锈钢罐体成型方法，该直锥不锈钢罐体成型方法包括以下步骤：1)筒节板材下料；2)筒节成型；3)罐体成型。本发明提供了一种直锥不锈钢罐体成型方法，该成型方法与目前直锥体制造相比，无论是从筒节板料下料精度，还是体组对质量，到最终焊接质量都有很大提高。

权利要求(10)

1. 一种直锥不锈钢罐体成型方法，其特征在于：所述直锥不锈钢罐体成型方法包括以 下步骤：1)筒体板材下料；2)筒节成型；3)罐体成型。

2.根据权利要求1所述的直锥不锈钢罐体成型方法，其特征在于：所述直锥不锈钢罐 体成型方法还包括：4)罐体焊缝探伤。

3.根据权利要求2所述的直锥不锈钢罐体成型方法，其特征在于：所述直锥不锈钢罐 体成型方法还包括：5)对罐体内表面进行酸洗钝化处理。

4.根据权利要求1或2或3所述的直锥不锈钢罐体成型方法，其特征在于：所述步骤 1)的包括以下步骤：1.1)筒节展开，其具体实现方式是：使用三维造型对筒体进行造型，根据筒体造型对 每个筒节进行展开，获得筒节展开图，为防止焊接变形对筒体长度的影响，筒体长度方向工 艺放量0〜6mm，对与封头相连接的一端工艺放量，控制在4〜6mm范围内，取值大小根据筒 体材质的进行选取；1. 2)根据步骤1)中的筒节展开图对板料进行切割，其具体实现方式是：根据筒节板料 展开图，编写切割程序，采用数控等离子切割机对板料进行曲线切割；1. 3)对板料坡口进行开制，其具体实现方式是：板料数控切割后，采用铣削方式对板 边为曲线的坡口进行开制。

5.根据权利要求4所述的直锥不锈钢罐体成型方法，其特征在于：所述步骤幻包括以 下步骤：2. 1)采用分区滚弯方法对每个筒节进行滚制，并形成锥体：2. 2)采用埋弧自动焊的焊接方式对锥体的纵缝进行焊接。

6.根据权利要求5所述的直锥不锈钢罐体成型方法，其特征在于：所述步骤2. 1)包括 以下步骤：2. 1. 1)对筒节预弯；2. 1.2)对筒节滚弯，其具体实现方式是：以筒节顶部、底部母线作为基准对扇形板料 划线，并在滚弯时不断调整辊压线，使辊压线始终与扇形坯料的母线重合；2. 1. 3)对筒节矫圆，其具体实现方式是：将筒节调到纵缝部位，滚弯1-2圈，使整圈曲 率均勻一致，然后逐渐卸除载荷，使工件在逐渐减少矫正载荷下，多次滚弯而矫圆。

7.根据权利要求6所述的直锥不锈钢罐体成型方法，其特征在于：所述步骤幻包括以 下步骤：3. 1)筒段组对；3. 2)罐体组对；3. 3)罐体焊接。

8.根据权利要求7所述的直锥不锈钢罐体成型方法，其特征在于：所述步骤3. 1)的 具体实现方式是：依次对半个筒体即筒段进行组对，按筒节的编号，先将封头与第一个筒节的小端组对，将第一个筒节的大端与第二个筒节的小端，第二个筒节的大端与第三个筒节 的小端进行组对，组对时，在保证底部，顶部母线对齐的情况下，控制焊缝的错边量不大于 1. 5mm，及组对间隙不大于2mm。

9.根据权利要求8所述的直锥不锈钢罐体成型方法，其特征在于：所述步骤3.¾的具 体实现方式是：将已经组对完成筒段，大端相对，分别放置于转罐器上，转动转罐器，调整筒 段顶部母线在最下端，确保两筒段的底部母线在一条直线，组对两筒段成为一个筒体。

10.根据权利要求9所述的直锥不锈钢罐体成型方法，其特征在于：所述步骤3. 3)的 具体实现方式是：罐体环缝的焊接采用埋弧自动焊的焊接方式，单面开坡口，先对内环缝焊 接；然后再进行外环缝焊缝清根，焊接。

说明

一种直锥不锈钢罐体成型方法技术领域[0001] 本发明涉及一种不锈钢铁道罐车制造方法，尤其涉及一种筒节式直锥不锈钢罐车 罐体的成型方法。背景技术[0002] 目前不锈钢铁道罐车筒体结构基本都是圆柱形状。由于铁路大提速的要求，铁道 罐车由60t级升级为70t级；另外不锈钢罐车装运介质大多为比较贵重液体，用户对罐体的 卸净率要求较高，因此罐体结构改进为直锥形式，提高了介质的卸净率。这也是首次将不锈 钢这种低合金钢直锥罐体运用在铁道罐车上。这种不锈钢直锥罐体与传统圆柱结构制造工 艺有很大的差异。[0003] 圆柱结构不锈钢罐体成型主要工序：筒节板料拼接完成后，划线，坡口开制，滚筒， 筒节纵缝焊接，筒体组对、焊接，封头组对、焊接。这种圆柱罐体制造工艺已经不能适应不锈 钢直锥结构罐体制造。[0004] 目前不锈钢罐体成型主要工序：首先运用C语言编制的程序对筒体的每个筒节进 行展开，根据展开图对板料进行下料，开坡口，滚筒，筒节纵缝焊接，筒体组对、焊接等。这种 制造方法主要存在以下几个缺点：1、板料展开图程序采用锥体母线作为展开线，筒节成型 后，此线不水平，与设计图样有点差异。2、由于直锥非旋转体，理论上不能直接展开，因此板 料展开程序采用取点法进行编程，下料精度不高，影响筒体组对质量。3、板料的曲线采用手 工等离子切割方法，板边曲线质量无法保证。4、板料的曲线坡口采用直线坡口机刨边、手工 修磨，坡口成型质量较差，对焊接质量影响较大，焊缝返修率较高。发明内容[0005] 为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种直锥不锈钢罐体成 型方法，该成型方法与目前直锥体制造相比，无论是从筒节板料下料精度，还是体组对质 量，到最终焊接质量都有很大提高。[0006] 本发明的技术解决方案是：本发明提供了一种直锥不锈钢罐体成型方法，其特殊 之处在于：所述直锥不锈钢罐体成型方法包括以下步骤：[0007] 1)筒节板材下料；[0008] 2)筒节成型；[0009] 3)罐体成型。[0010] 上述直锥不锈钢罐体成型方法还包括：[0011] 4)罐体焊缝探伤。[0012] 上述直锥不锈钢罐体成型方法还包括：[0013] 5)对罐体内表面进行酸洗钝化处理。[0014] 上述步骤1)包括以下步骤：[0015] 1. 1)筒节展开，其具体实现方式是：使用三维造型对筒体进行造型，根据筒体造型对每个筒节进行展开，获得筒节展开图，为防止焊接变形对筒体长度的影响，筒体长度方 向工艺放量0〜6mm，对与封头相连接的一端下料时工艺放量，控制在4〜6mm范围内，取值 大小根据筒体材质的进行选取；[0016] 1. 2)根据步骤1)中的筒节展开图对板料进行切割，其具体实现方式是：根据筒节 板料展开图，编写切割程序，采用数控等离子切割机对板料进行曲线切割；[0017] 1. 3)对板料坡口进行开制，其具体实现方式是：板料数控切割后，采用铣削方式 对板边为曲线的坡口进行开制。[0018] 上述步骤2)包括以下步骤：[0019] 2. 1)采用分区滚弯方法对每个筒节进行滚制，并形成锥体：[0020] 2. 2)采用埋弧自动焊的焊接方式对锥体的纵缝进行焊接。[0021] 上述步骤2. 1)包括以下步骤：[0022] 2. 1. 1)对筒节预弯；[0023] 2. 1.2)对筒节滚弯，其具体实现方式是：以筒节顶部、底部母线作为基准对扇形 板料划线，并在滚弯时不断调整辊压线，使辊压线始终与扇形坯料的母线重合；[0024] 2. 1. 3)对筒节矫圆，其具体实现方式是：将筒节调到纵缝部位，滚弯1-2圈，使整 圈曲率均勻一致，然后逐渐卸除载荷，使工件在逐渐减少矫正载荷下，多次滚弯而矫圆。[0025] 上述步骤幻包括以下步骤：[0026] 3. 1)筒段组对；[0027] 3. 2)罐体组对；[0028] 3.幻罐体焊接。[0029] 上述步骤3. 1)的具体实现方式是：依次对半个筒体即筒段进行组对，按筒节的编 号，先将封头与第一个筒节的小端组对，将第一个筒节的大端与第二个筒节的小端，第二个 筒节的大端与第三个筒节的小端进行组对，组对时，在保证底部，顶部母线对齐的情况下， 控制焊缝的错边量不大于1. 5mm，及组对间隙不大于2mm。[0030] 上述步骤3. 2)的具体实现方式是：将已经组对完成筒段，分别放置于转罐器上， 转动转罐器，调整筒段顶部母线在最下端，确保两筒段的底部母线在一条直线，组对两筒段 成为一个筒体。[0031] 上述步骤3. 3)的具体实现方式是：罐体环缝的焊接采用埋弧自动焊的焊接方式， 单面开坡口 35°，先对内环缝焊接；然后再进行外环缝焊缝清根，焊接。[0032] 本发明的优点是：[0033] 1、焊缝探伤后合格率大大提高。本发明通过以上这些成型步骤能够有效保证筒体 组对错边量不超过1. 5mm、组对间隙小于2mm ；焊缝探伤后合格率大大提高；[0034] 2、焊接效率高。本发明采用不锈钢罐体缝内纵缝、内环缝采用埋弧自动焊的焊接 方式，单面开坡口 ；外纵、外环缝坡口采用清根处理，比双面开坡口焊接效率提高30%。[0035] 3、酸洗钝化效率明显提高。采用本发明所提供的罐体成型方法，是将罐体采用喷 淋方法进行酸洗钝化，在保证质量条件下，比传统浸泡清洗，效率提高了 50%。附图说明[0036] 图1为本发明所提供方法的罐体拼接方案示意图。具体实施方式[0037] 本发明提供了一种直锥不锈钢罐体成型方法，该成型方法包括以下步骤：[0038] 1、筒节板材下料。[0039] 1. 1筒节展开：使用三维造型对筒体进行造型，根据筒体拼接方案对每个筒节进 行展开，为防止焊接变形对筒体长度的影响，筒体长度方向工艺放量0〜6mm，对与封头相 连接的一端考虑到封头应力的释放，周长方向工艺放量，一般控制在4〜6mm范围内。取值 大小根据筒体材质的进行选取，一般304不锈钢取小值，316L焊接变形较大取大值。[0040] 1. 2数控切害Ij ：根据筒节板料展开图，编程，采用数控等离子切割机 (P0WERMAX1650 5. 5mxl4m)对板料进行曲线切割。切割时对筒体底部、顶部母线所在的点 进行明确标出。下料前对板料的编号进行移植，移植的编号必须与数控等离子切割机的所 编的程序的编号一致，没有编号的板禁止下料。下料时，板宽公差0〜+1，对编号为1的筒 节小端工艺放量4mm，切割。[0041] 1.3坡口开制：板料数控切割后，板边为曲线坡口加工采用不锈钢专用曲线坡口 机（CHP-12)，该装置采用了铣削方式，加工坡口的同时，可沿板边缘自动行进，金属去除率 高，工作时无需人推手扶，改变了传统曲线坡口机需人推手扶的状况。调整曲线坡口机的铣 削量及高度，对数控等离子切割完成后的板边进行坡口加工，坡口角度35°钝边5mm，加工 完成后打磨氧化皮及毛刺。[0042] 2、筒节成型。[0043] 2. 1锥体滚制：由于每个筒节为直锥结构，不能直接在滚圆机上一次滚制成功，采 用分区滚弯方法对每个筒节进行滚制。卷制过程分为预弯、滚弯、矫圆三个步骤完成。预弯 时，制作专用压头胎消除在板边进入端和出口端残留下平直部分；滚弯时，以顶部、底部母 线作为基准对扇形板料划线，并在滚弯时不断调整辊压线，使辊压线始终与扇形坯料的母 线重合；矫圆时，将筒节调到纵缝部位，滚弯1-2圈，使整圈曲率均勻一致，然后逐渐卸除载 荷，使工件在逐渐减少矫正载荷下，多次滚弯而矫圆。通过预弯、滚弯、矫圆三步保证了锥体 卷制质量。[0044] 2. 2纵缝焊接：焊接采用埋弧自动焊的焊接方式，单面开坡口。[0045] 3、罐体成型。[0046] 3. 1筒段组对：根据罐体拼接方案进行筒体组对，依次对半个筒体即筒段进行组 对，按筒节的编号，先将封头与第一个筒节的小端组对，将第一个筒节的大端与第二个筒节 的小端，第二个筒节的大端与第三个筒节的小端进行组对，组对时，在保证底部，顶部母线 对齐的情况下，控制焊缝的错边量不大于1. 5mm，及组对间隙不大于2mm。具体说来，是先将 封头与第一个筒节的小端组对，然后依次将第一个筒节的大端与第二筒节的小端组对…… 依次类推组对完成一个筒段，组对时不断调整筒节的位置，保证每个筒节的顶部、底部母线 对齐，控制组对错边量及间隙。[0047] 3. 2罐体组对。将已经组对完成筒段，大端相对，分别放置于两套转罐器上，转动转 罐器，调整筒段顶部母线在最下端，确保两筒段的底部母线在一条直线，组对两筒段成为一 个筒体。控制焊缝的错边量不大于1. 5mm，及组对间隙不大于2mm。[0048] 3. 3罐体焊接：罐体环缝的焊接采用埋弧自动焊的焊接方式，单面开坡口，先对内环缝焊接；然后再进行外环缝焊缝清根，焊接。焊缝宽度18士3mm，余高0〜3 mm。这种焊 接方式区别于为防止不锈钢焊接后变形较大的问题，大多数生产厂家采用等离子、手把焊 接。焊接时，首先对内焊缝周围清洗、焊接；然后再进行外环缝焊缝清根，打磨，焊接。参见 图1，该图可见筒体由两个直锥筒段组成，共六个筒节组焊而成。[0049] 4、罐体焊缝探伤。筒体纵、环缝采用X射线方法进行探伤。[0050] 5、酸洗钝化。罐体制作完成后内表面进行酸洗钝化处理。首先对罐体进行碱洗、 酸洗。合格后，进行钝化处理，钝化膜质量使用蓝点试验进行检验。[0051] GH70A型乙二醇铁道罐车，罐体装配为直锥结构筒体，罐体材质为OCr 18Ni9 (304)， 筒体大端直径观50讓，小端直径观00讓，板厚10mm。罐体长度11300 士 14mm，罐体焊接接 头对口错边量应不大于1. 5mm，组对间隙不大于2mm，焊缝无损检测规则合格标准为JB/ T4730. 2规定的III级；罐体内表面酸洗钝化处理，钝化膜的检查按蓝点法进行，30秒内