组合式筒体结构分类.docVIP

组合式筒体结构又可分为多层板式结构和绕制式结构两大类。 多层板式筒体结构包括多层包扎、多层热套、多层绕板、螺旋包扎等数种。这种筒体由数层或数十层紧密贴合的薄金属板构成，具有以下一些优点：一是可以通过制造工艺过程在层板间产生预应力，使壳壁上的应力沿壁厚分布比较均匀，壳体材料可以得到比较充分的利用，所以壁厚可以稍薄；二是当容器介质具有腐蚀性时，可以采用耐腐蚀的合金钢作为内筒，而用碳钢或其他强度较高的低合金钢作层板，能充分发挥不同材料的长处，节省贵重金属；三是当壳壁材料中存有裂纹等严重缺陷时，缺陷一般不易扩散到其它各层；四是由于使用的是薄板，具有较好的抗裂性能，所以脆性破坏的可能性较小；五是在制造过程上不需要大型锻压设备。其缺点是：多层板厚壁筒体与锻制的端部法兰或封头的连接焊缝，常因两连接件的热传导情况差别较大而产生焊接缺陷，有时还会因此而发生脆断。由于多层板筒体在结构上和制造上都具有较多的优点，所以近年来制造的高压容器，特别是大型高压容器多采用这种结构，而且制造方法也在不断发展。现分述如下： （1）多层包扎式是美国斯密思（A.O.Smith）公司于1931年首创的一种筒体结构型式，现已为许多国家采用，是一种目前使用最广泛、制造和使用经验最为成熟的的组合式筒体结构。其制造工艺是先用15~25mm的钢板卷焊成内筒，然后再将6~12mm厚的层板压卷成两块半圆形或三块瓦片形，用钢丝绳或其它装置扎紧并点焊固定在内筒上，焊好纵缝并把其外表面修磨光滑，依此继续直至达到设计厚度为止。层板间的纵焊缝要相互错开一定角度，使其分布在筒节圆周的不同方位上。此外，筒节上开有一个穿透各层层板（不包括内筒）的小孔（称为信号孔、泄漏孔），用以及时发现内筒破裂泄漏，防止缺陷扩大。筒体的端部法兰过去多用锻制，近年来也开始采用多层包扎焊接结构。和其它结构型式相比，多层包扎式筒体生产周期长、制造中手工操作量大。但这些不足会随着技术的进步而不断得到改善。（2）多层热套式筒体最早用于制造超高压反应容器和炮筒上。它是由几个用中等厚度（一般为20~50mm）的钢板卷焊成的圆筒体套装而成，每个外层筒的内径均略小于由套入的内层筒的外径，将外层筒加热膨胀后把内层筒套入，这样将各层筒依次套入，直至达到设计厚度为止。再将若干个筒节和端部法兰（端部法兰可采用多层热套结构）组焊成筒体。早期制作这种筒体在设计中均应考虑套合预应力因素，以确保层间的计算过盈量（筒外径大于外筒内径的数量），这就需要对每一层套合面进行精密加工，增加了加工上的困难，近年来工艺改进后对过盈量的控制要求较宽，套合面只需进行粗加工或喷砂（或喷丸）处理而不经机加工，大大简化了加工工艺。筒体组焊后进行退火热处理，以消除套合应力和焊接残余应力。多层热套式筒体兼有整体式和组合筒体两者的优点，材料利用率高，制造方便，无需其它专门工艺装备，发展应用较快。当然，多层热套式筒体也有弱点，因其层数较少，使用的是中厚板，所以在防脆断能力要差于多层包扎式。（3）多层绕板式筒体是在多层包扎式的基础上发展而来的。它由内筒、绕板层、楔形板和外筒四个部分组成。内筒一般用10~40mm厚的钢板卷焊而成；绕板层则用厚3~5mm的成卷钢板结构，首先将成卷钢板的端部焊在内筒上，然后用专用的绕板机床将绕板连续地缠绕在内筒上，直至达到所需要的厚度为止。起保护作用的外筒厚度一般为10~12mm，是两块半圆形壳体，用机械方法紧包在绕板层外面，然后纵向焊接。由于绕板层是螺旋状的，因此在绕板层与内、外筒之间均出现了一个底边高于绕板厚度的三角形空隙区，为此在绕板层的始端与末端都得事先焊上一段较长的楔形板以填补空隙。故筒体只有外内外筒有纵焊缝，绕板层基本上没有纵焊缝，省却需逐层修磨纵焊缝的工作，其材料利用率和生产自动化程度均高于多层包扎式结构。但受限于卷板宽度，筒节不能做得很长（目前最长的为2.2米），且长筒体的环焊缝较多。我国于1966年就研制成多层绕板式容器，但由于受绕板机床能力和卷板宽度的制约，目前只能绕制外径为400~1000mm的筒节，且最大长度仅为1600mm.（4）螺旋包扎筒体是多层包扎式结构的改进型。多层包扎式筒体的层板层为中心圆，随着半径的增加，每层层板的展开程度不同，因此要求准确下料以保证装配焊接间隙，这不仅费时而且费料。螺旋包扎式结构则有所改进，后者采用楔形板和填补板作为包扎的第一层。楔形板一端厚度为层板厚度的两倍，然后逐渐减薄至层板厚度，这样第一就形成一个与层板厚度相等的台阶，使以后各层呈螺旋形逐层包扎。包扎至最后一层，可用与第一层楔形板方向相反的楔形板收尾，使整个筒节仍呈圆形。这种结构比多层包扎式下料工作量要少，并且材料利用率也有所提高。2、绕制式筒体结构。这种结构型式包括型槽绕带式和扁平钢带式两种。这种筒体是由一个用钢板卷焊而成的内筒和在其