支腿總成裝配于壓力容器的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種支腿總成裝配于壓力容器的方法，包括：預(yù)壓制墊板；將墊板焊接于底封頭上的預(yù)定位置；整體壓制墊板與底封頭；制備工裝平臺(tái)；將支腿本體焊接于支腿底板構(gòu)成支腿，通過(guò)將支腿底板可拆卸地安裝于上底板，從而將支腿組裝于工裝平臺(tái)成支腿總成；切割支腿本體頂端；在墊板上放樣出支腿本體頂端的外形輪廓線，并沿在底封頭上放樣出墊板的外形輪廓線；將支腿本體、支腿底板與工裝平臺(tái)分離，將墊板與底封頭分離；在墊板上切割出通孔；沿通孔的徑向?qū)|板分割成至少兩個(gè)子墊板；將子墊板焊接于底封頭；將支腿本體穿過(guò)墊板上的通孔而焊接于由通孔暴露出的底封頭；使支腿總成裝配于壓力容器。
【專利說(shuō)明】支腿總成裝配于壓力容器的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及壓力容器的支承，尤其涉及支腿總成裝配于壓力容器的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 支腿總成在壓力容器設(shè)計(jì)中是非常重要的部分，絕大多數(shù)的立式固定容器需要安 裝支腿總成。在結(jié)構(gòu)方面有幾個(gè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有JB/T4712. 4-2007《容器支座第 4部分支承式支座》，歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN13445-3《非受火壓力容器設(shè)計(jì)》。這些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定帶墊板的 支承式支腿的裝配方法都是將墊板與底封頭貼合后再將支腿直接連接于墊板，因而存在墊 板與底封頭間隙大、支腿連接強(qiáng)度低的問(wèn)題。又因在焊接過(guò)程中熱影響區(qū)的分布不均勻及 焊縫收縮形成的焊接變形，導(dǎo)致現(xiàn)有裝配方法不能滿足設(shè)計(jì)提出的公差尺寸要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的支腿連接強(qiáng)度低、墊板與底封頭間隙過(guò)大、不 能滿足設(shè)計(jì)提出的公差尺寸要求的問(wèn)題。
[0004] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種支腿總成裝配于壓力容器的方法，包括下述步 驟：（1)預(yù)壓制四塊墊板，以使其具有與該壓力容器的一底封頭相匹配的弧面；（2)將該四 塊墊板點(diǎn)焊接于該底封頭上的預(yù)定位置；（3)整體壓制該四塊墊板與該底封頭，以盡量減 小該墊板與該底封頭在任意方向的間隙；（4)制備一工裝平臺(tái)，該工裝平臺(tái)包括一長(zhǎng)方形 框架、連接于該框架四個(gè)頂角處上表面的四個(gè)上底板和下表面的四個(gè)下底板；（5)將四個(gè) 支腿本體分別點(diǎn)焊接于四個(gè)支腿底板構(gòu)成四個(gè)支腿，通過(guò)將該四個(gè)支腿底板可拆卸地分別 安裝于該四個(gè)上底板，從而將該四個(gè)支腿組裝于該工裝平臺(tái)形成一支腿總成；（6)切割該 四個(gè)支腿本體頂端，使其具有與該底封頭相匹配的弧面；（7)將切割后的該四個(gè)支腿本體 頂端分別抵頂于該四塊墊板上，沿該四個(gè)支腿本體外周緣在該四塊墊板上劃線，用以在該 四塊墊板上放樣出該四個(gè)支腿本體頂端的外形輪廓線，并沿該四塊墊板外周緣在該底封頭 上劃線，用以在該底封頭上放樣出該四塊墊板的外形輪廓線；（8)將支腿本體、支腿底板、 該工裝平臺(tái)相互分離，將該四塊墊板與該底封頭分離；（9)沿步驟（7)中形成在該四塊墊板 上的劃線切割，用以在該四塊墊板上形成與該四個(gè)支腿本體頂端相匹配的四個(gè)通孔；（10) 分別沿該四個(gè)通孔的徑向?qū)⒃撍膲K墊板的每塊墊板分割成至少兩個(gè)子墊板，以釋放該四個(gè) 通孔的每個(gè)通孔邊緣處的應(yīng)力集中；（11)按照步驟（7)中形成在該底封頭上放樣出的該四 塊墊板的外形輪廓線將該至少兩個(gè)子墊板焊接于在每塊墊板的外形輪廓線內(nèi)，形成四塊拼 接墊板；（12)將該四個(gè)支腿本體分別穿過(guò)該四塊拼接墊板上的通孔而焊接于該四塊拼接 墊板和底封頭上；（13)將四個(gè)支腿本體分別焊接于四個(gè)支腿底板、將該四個(gè)支腿底板分別 安裝于該四個(gè)上底板，從而將該四個(gè)支腿組裝于該工裝平臺(tái)，使該支腿總成裝配于該壓力 容器。
[0005] 在步驟（1)中，采用卷板機(jī)將該四塊墊板旋壓成四個(gè)具有直紋面的弧形板，弧形板 的弧面與該底封頭的弧面相匹配。
[0006] 在步驟（3)中，使該四塊墊板與該底封頭在任意方向的間隙不超過(guò)3_。
[0007] 在步驟（4)中，在框架內(nèi)部設(shè)置八根呈米字形交叉的加強(qiáng)筋，相鄰兩根加強(qiáng)筋的夾 角為45度，該八根加強(qiáng)筋共面且其相交于長(zhǎng)方形框架的中心，各加強(qiáng)筋分別連接于該長(zhǎng)方 形框架每側(cè)邊的中點(diǎn)和頂點(diǎn)。
[0008] 在步驟（4)中，該工裝平臺(tái)是通過(guò)焊接組裝后，再通過(guò)熱處理以消除內(nèi)應(yīng)力。
[0009] 在步驟（8)中，通過(guò)磨光機(jī)磨掉各支腿本體與各支腿底板間的點(diǎn)焊縫，以分離該四 個(gè)支腿本體與該四塊支腿底板；通過(guò)磨光機(jī)磨掉該四塊墊板與該底封頭間的點(diǎn)焊縫，以分 離該四塊墊板與該底封頭。
[0010] 在步驟（8 )中，再通過(guò)打磨方式去除殘余在該四個(gè)支腿本體及該底封頭的焊渣，以 使該支腿本體及該底封頭的表面恢復(fù)至初始狀態(tài)。
[0011] 在步驟（9)中，通過(guò)小于0. 05m/s的速度在該四墊板上進(jìn)行線切割，以降低各通孔 邊緣處的加工形變量；在該四個(gè)通孔邊緣處進(jìn)一步形成坡口，以增加后期焊接時(shí)與焊料的 接觸面積，從而增強(qiáng)焊接強(qiáng)度。
[0012] 在步驟（10)中，通過(guò)氧乙炔氣割的方式沿各通孔的徑向?qū)⒏鲏|板分割成四塊子墊 板。
[0013] 在步驟（11)中，沿各子墊板的外邊緣及分割邊緣進(jìn)行點(diǎn)焊接，用以將所有子墊板 焊接于步驟（7)中形成于該底封頭上的該四塊墊板外形輪廓線處。
[0014] 在步驟（12)中，在焊接過(guò)程中，將焊料填充于該底封頭、該四塊墊板和該四個(gè)支腿 本體之間的縫隙后又在外側(cè)形成一焊角，用以將該底封頭、該墊板和該支腿本體三者牢固 地焊接成一體。
[0015] 在步驟（12)中，焊接過(guò)程中，對(duì)角線方向?qū)ΨQ焊接，以減少因焊接造成的變形量， 焊接電流為100?140A、電為壓11?15V，焊接速度為6?9cm/min，線能量小于等于21kJ/ cm〇
[0016] 在本發(fā)明提供支腿總成裝配于壓力容器的方法中，將支腿直接焊接于底封頭，可 增加支腿的連接強(qiáng)度。先預(yù)壓制墊板，再整體壓制墊板與壓力容器的底封頭，可盡量減小墊 板與底封頭的間隙。在墊板上形成通孔的過(guò)程中，為確保最小加工變形量，采用更為合理冷 加工成形的線切割工藝。通過(guò)沿通孔的徑向切割墊板，以釋放通孔邊緣處的應(yīng)力集中、減小 通孔邊緣處存在外凸的現(xiàn)象，有利于進(jìn)一步滿足裝配過(guò)程中的公差間隙要求。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中將支腿總成裝配于壓力容器的立體示意圖；
[0018] 圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中墊板的示意圖。
[0019] 圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例中墊板的示意圖。
[0020] 其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下：
[0021] 10墊板 11子墊板
[0022] 12 通孔
[0023] 20底封頭
[0024] 30工裝平臺(tái) 31框架
[0025] 32上底板 33下底板
[0026] 34加強(qiáng)筋 35加強(qiáng)板
[0027] 40支腿 41支腿本體
[0028] 42支腿底板
[0029] 50支腿總成

【具體實(shí)施方式】
[0030] 本發(fā)明提供一種支腿總成裝配于壓力容器的方法，包括下述步驟。
[0031] (1)預(yù)壓制墊板10,以使其具有與壓力容器的底封頭20相匹配的弧面。例如，可 采用卷板機(jī)將墊板10旋壓成四個(gè)具有直紋面的弧形板，弧形板的弧面與底封頭20的弧面 相匹配。
[0032] (2)將墊板10焊接于底封頭20上的預(yù)定位置。例如，通過(guò)點(diǎn)焊接墊板10的邊緣 而焊接于底封頭20。
[0033] (3)整體壓制墊板10與底封頭20,以盡量減小墊板10與底封頭20在任意方向的 間隙。例如使該間隙不超過(guò)3mm。
[0034] (4)制備工裝平臺(tái)30,工裝平臺(tái)30包括長(zhǎng)方形框架31、焊接于框架31四個(gè)頂角處 上表面的四個(gè)上底板32和下表面的四個(gè)下底板33、焊接于框架內(nèi)部的八根呈米字形交叉 的加強(qiáng)筋34。相鄰兩根加強(qiáng)筋34的夾角為45度，八根加強(qiáng)筋34相交于長(zhǎng)方形框架31的 中心，加強(qiáng)筋34分別焊接于長(zhǎng)方形框架31每側(cè)邊的中點(diǎn)和頂點(diǎn)。工裝平臺(tái)30可進(jìn)一步包 括：設(shè)置于加強(qiáng)筋34與框架側(cè)邊連接處的加強(qiáng)板35,用以增加加強(qiáng)筋34與框架35之間的 機(jī)械強(qiáng)度。每個(gè)上底板32設(shè)有多個(gè)螺孔，螺孔的粗糙度公差小于3. 2mm。在每個(gè)下底板33 設(shè)有微調(diào)螺栓，用以微量調(diào)節(jié)工裝平臺(tái)30的上底板32的水平度。上底板32的上表面與下 底板33的下表面之間的平行度公差小于0. 2mm。例如，工裝平臺(tái)30是通過(guò)間斷焊接組裝， 再通過(guò)熱處理以消除內(nèi)應(yīng)力。
[0035] (5)將四個(gè)支腿本體41分別焊接于四個(gè)支腿底板42構(gòu)成四個(gè)支腿40,通過(guò)將四 個(gè)支腿底板42分別可拆卸地安裝于四個(gè)上底板32,從而將四個(gè)支腿40組裝于工裝平臺(tái)30 構(gòu)成支腿總成50。例如，點(diǎn)焊接支腿本體41的下邊緣于帶有螺孔的支腿底板42。支腿底 板42的螺孔與工裝平臺(tái)30上底板32的螺孔相對(duì)應(yīng)，通過(guò)螺栓將支腿底板42螺接于上底 板32。支腿本體41可為空心圓管，其軸線垂直于支腿底板42的平面，以保證組裝后的支腿 本體41垂直于水平面。
[0036] (6)切割支腿本體41頂端，使其具有與底封頭20相匹配的弧面。例如，可先在支 腿本體41頂端上劃線，以放樣出與底封頭20匹配的弧面，再以氧乙炔氣割的方式沿劃線切 割。
[0037] (7)將切割后的支腿本體41頂端抵頂于墊板10上，沿支腿本體41外周緣在墊板 10上劃線，用以在墊板10上放樣出支腿本體41頂端的外形輪廓線。并沿墊板10外周緣在 底封頭20上劃線，用以在底封頭20上放樣出墊板10的外形輪廓線。
[0038] (8)將支腿本體41、支腿底板42與工裝平臺(tái)30分離，將墊板10與底封頭20分離。 具體地，通過(guò)拆除支腿底板42與上底板32間的螺栓、，以分離支腿40與工裝平臺(tái)30。通 過(guò)磨光機(jī)磨掉支腿本體41與支腿底板42間的點(diǎn)焊縫，以分離支腿本體41與支腿底板42。 通過(guò)磨光機(jī)磨掉墊板10與底封頭20間的點(diǎn)焊縫，以分離墊板10與底封頭20。此外，通過(guò) 打磨方式去除殘余在支腿本體41及底封頭20的焊渣，以使支腿本體41及底封頭20的表 面恢復(fù)至初始狀態(tài)。
[0039] (9)沿步驟（7)中形成在墊板10上的劃線切割，以在墊板10上形成與支腿本體 41頂端相匹配的通孔12,如圖2和3所示。例如，可通過(guò)小于0. 2m/s的速度在墊板10上 進(jìn)行線切割，以降低通孔12邊緣處的加工形變量。此外，可在通孔12邊緣處進(jìn)一步形成坡 口，以增加后期焊接時(shí)與焊料的接觸面積，從而增強(qiáng)焊接強(qiáng)度。
[0040] (10)沿通孔12的徑向?qū)|板10分割成至少兩個(gè)子墊板，以釋放通孔12邊緣處 的應(yīng)力集中。在本實(shí)施例中，通過(guò)氧乙炔氣割的方式沿通孔的徑向?qū)|板分割成四塊子墊 板11。為確保后續(xù)將子墊板11組裝于底封頭20時(shí)位置準(zhǔn)確，可對(duì)每個(gè)子墊板11的進(jìn)行編 號(hào)。此外，可在分割邊緣處進(jìn)一步形成坡口，例如使用磨光機(jī)在分割邊緣處打磨出坡口。該 坡口可增加后期焊接時(shí)與焊料的接觸面積，從而增強(qiáng)焊接強(qiáng)度。
[0041] (11)將子墊板11焊接于底封頭20,用以拼接成墊板10。沿子墊板11的外邊緣及 分割邊緣進(jìn)行點(diǎn)焊接，用以將所有子墊板11焊接于步驟（7)中形成于底封頭20上的墊板 外形輪廓線處。
[0042] (12)將四個(gè)支腿本體41分別穿過(guò)四個(gè)墊板10上的通孔12而焊接于由通孔12暴 露出的底封頭20。在焊接過(guò)程中，將焊料填充于底封頭20、墊板10和支腿本體41之間的 縫隙后又在外側(cè)形成一焊角，用以將底封頭20、墊板10和支腿本體41三者牢固地焊接成 一體。焊接過(guò)程中，先采用氬弧焊打底，然后在保證全焊透的情況下進(jìn)行手工電弧焊完成整 個(gè)焊接，焊接次序按對(duì)角線方向?qū)ΨQ焊接，以減少因焊接造成的變形量。焊接電流為1〇〇? 140A、電為壓11?15V，焊接速度為6?9cm/min，線能量小于等于21kJ/cm。
[0043] (13)重復(fù)步驟（5)，使支腿總成50裝配于壓力容器。
[0044] 在本發(fā)明提供支腿總成裝配于壓力容器的方法中，將支腿直接焊接于底封頭，可 增加支腿的連接強(qiáng)度。先預(yù)壓制墊板，再整體壓制墊板與壓力容器的底封頭，可盡量減小墊 板與底封頭的間隙。在墊板上形成通孔的過(guò)程中，為確保最小加工變形量，采用更為合理冷 加工成形的線切割工藝。通過(guò)沿通孔的徑向切割墊板，以釋放通孔邊緣處的應(yīng)力集中、減小 通孔邊緣處存在外凸的現(xiàn)象，有利于進(jìn)一步滿足裝配過(guò)程中的公差間隙要求。
[〇〇45] 綜上所述，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng) 域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識(shí)到在不脫離本發(fā)明所附的權(quán)利要求所揭示的本發(fā)明的范圍和精神的 情況下所作的更動(dòng)與潤(rùn)飾，均屬本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種支腿總成裝配于壓力容器的方法，包括下述步驟： (1) 預(yù)壓制四塊墊板，以使其具有與該壓力容器的一底封頭相匹配的弧面； (2) 將該四塊墊板點(diǎn)焊接于該底封頭上的預(yù)定位置； (3) 整體壓制該四塊墊板與該底封頭，以盡量減小該墊板與該底封頭在任意方向的間 隙； (4) 制備一工裝平臺(tái)，該工裝平臺(tái)包括一長(zhǎng)方形框架、連接于該框架四個(gè)頂角處上表面 的四個(gè)上底板和下表面的四個(gè)下底板； (5) 將四個(gè)支腿本體分別點(diǎn)焊接于四個(gè)支腿底板構(gòu)成四個(gè)支腿，通過(guò)將該四個(gè)支腿底 板可拆卸地分別安裝于該四個(gè)上底板，從而將該四個(gè)支腿組裝于該工裝平臺(tái)形成一支腿總 成； (6) 切割該四個(gè)支腿本體頂端，使其具有與該底封頭相匹配的弧面； (7) 將切割后的該四個(gè)支腿本體頂端分別抵頂于該四塊墊板上，沿該四個(gè)支腿本體外 周緣在該四塊墊板上劃線，用以在該四塊墊板上放樣出該四個(gè)支腿本體頂端的外形輪廓 線，并沿該四塊墊板外周緣在該底封頭上劃線，用以在該底封頭上放樣出該四塊墊板的外 形輪廓線； (8) 將支腿本體、支腿底板、該工裝平臺(tái)相互分離，將該四塊墊板與該底封頭分離； (9) 沿步驟（7)中形成在該四塊墊板上的劃線切割，用以在該四塊墊板上形成與該四個(gè) 支腿本體頂端相匹配的四個(gè)通孔； (10) 分別沿該四個(gè)通孔的徑向?qū)⒃撍膲K墊板的每塊墊板分割成至少兩個(gè)子墊板，以釋 放該四個(gè)通孔的每個(gè)通孔邊緣處的應(yīng)力集中； (11) 按照步驟（7)中形成在該底封頭上放樣出的該四塊墊板的外形輪廓線將該至少兩 個(gè)子墊板焊接于在每塊墊板的外形輪廓線內(nèi)，形成四塊拼接墊板； (12) 將該四個(gè)支腿本體分別穿過(guò)該四塊拼接墊板上的通孔而焊接于該四塊拼接墊板 和底封頭上； (13) 將四個(gè)支腿本體分別焊接于四個(gè)支腿底板、將該四個(gè)支腿底板分別安裝于該四個(gè) 上底板，從而將該四個(gè)支腿組裝于該工裝平臺(tái)，使該支腿總成裝配于該壓力容器。
2. 如權(quán)利要求1所述的支腿總成裝配于壓力容器的方法，其中，在步驟（1)中，采用卷 板機(jī)將該四塊墊板旋壓成四個(gè)具有直紋面的弧形板，弧形板的弧面與該底封頭的弧面相匹 配。
3. 如權(quán)利要求1所述的支腿總成裝配于壓力容器的方法，其中，在步驟（3)中，使該四 塊墊板與該底封頭在任意方向的間隙不超過(guò)3mm。
4. 如權(quán)利要求1所述的支腿總成裝配于壓力容器的方法，其中，在步驟（4)中，在框架 內(nèi)部設(shè)置八根呈米字形交叉的加強(qiáng)筋，相鄰兩根加強(qiáng)筋的夾角為45度，該八根加強(qiáng)筋共面 且其相交于長(zhǎng)方形框架的中心，各加強(qiáng)筋分別連接于該長(zhǎng)方形框架每側(cè)邊的中點(diǎn)和頂點(diǎn)。
5. 如權(quán)利要求1所述的支腿總成裝配于壓力容器的方法，其中，在步驟（4)中，該工裝 平臺(tái)是通過(guò)焊接組裝后，再通過(guò)熱處理以消除內(nèi)應(yīng)力。
6. 如權(quán)利要求1所述的支腿總成裝配于壓力容器的方法，其中，在步驟（8)中，通過(guò) 磨光機(jī)磨掉各支腿本體與各支腿底板間的點(diǎn)焊縫，以分離該四個(gè)支腿本體與該四塊支腿底 板；通過(guò)磨光機(jī)磨掉該四塊墊板與該底封頭間的點(diǎn)焊縫，以分離該四塊墊板與該底封頭。
7. 如權(quán)利要求6所述的支腿總成裝配于壓力容器的方法，其中，在步驟（8)中，再通過(guò) 打磨方式去除殘余在該四個(gè)支腿本體及該底封頭的焊渣，以使該支腿本體及該底封頭的表 面恢復(fù)至初始狀態(tài)。
8. 如權(quán)利要求1所述的支腿總成裝配于壓力容器的方法，其中，在步驟（9)中，通過(guò)小 于0. 05m/s的速度在該四墊板上進(jìn)行線切割，以降低各通孔邊緣處的加工形變量；在該四 個(gè)通孔邊緣處進(jìn)一步形成坡口，以增加后期焊接時(shí)與焊料的接觸面積，從而增強(qiáng)焊接強(qiáng)度。
9. 如權(quán)利要求1所述的支腿總成裝配于壓力容器的方法，其中，在步驟（10)中，通過(guò)氧 乙炔氣割的方式沿各通孔的徑向?qū)⒏鲏|板分割成四塊子墊板。
10. 如權(quán)利要求1所述的支腿總成裝配于壓力容器的方法，其中，在步驟（11)中，沿各 子墊板的外邊緣及分割邊緣進(jìn)行點(diǎn)焊接，用以將所有子墊板焊接于步驟（7)中形成于該底 封頭上的該四塊墊板外形輪廓線處。
11. 如權(quán)利要求1所述的支腿總成裝配于壓力容器的方法，其中，在步驟（12)中，在焊 接過(guò)程中，將焊料填充于該底封頭、該四塊墊板和該四個(gè)支腿本體之間的縫隙后又在外側(cè) 形成一焊角，用以將該底封頭、該墊板和該支腿本體三者牢固地焊接成一體。
12. 如權(quán)利要求1所述的支腿總成裝配于壓力容器的方法，其中，在步驟（12)中，焊接 過(guò)程中，先采用氬弧焊打底，然后在保證全焊透的情況下進(jìn)行手工電弧焊完成整個(gè)焊接，焊 接次序按對(duì)角線方向?qū)ΨQ焊接，以減少因焊接造成的變形量，焊接電流為1〇〇?140A、電為 壓11?15V，焊接速度為6?9cm/min，線能量小于等于21kJ/cm。
【文檔編號(hào)】B23P17/00GK104108015SQ201310139570
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月22日
【發(fā)明者】趙春云, 錢紅華, 劉根倉(cāng), 胡韶琴, 邱國(guó)洪 申請(qǐng)人:張家港中集圣達(dá)因低溫裝備有限公司, 中國(guó)國(guó)際海運(yùn)集裝箱(集團(tuán))股份有限公司