一种筒节斜底罐车罐体的制造工艺

《一种筒节斜底罐车罐体的制造工艺》涉及一种铁道罐车罐体的制造工艺，具体涉及一种筒节斜底罐车罐体的制造工艺。

截至2008年11月5日，铁道罐车罐体结构形式大约有直筒、鱼腹、斜底、“V”形四种形式。直筒与鱼腹罐体存在液体介质卸空的问题，为了解决此问题，罐体结构大多采用斜底、“V”形结构。而在车辆换长改变困难的情况下，要想顺利完成铁道罐车第四次升级换代（60t级升级为70t级），其车体结构从直筒形罐体改为斜底罐。其制造工艺方法还是一直沿用传统直筒罐制造的工艺方法，这种传统用直筒罐制造的工艺方法制造斜底罐的具体方法如下：

工艺方法一：

参见图2，罐体以罐体横向中心为界，由两个筒节组成，两个筒节的组成采用上下板结构，筒节板料采用数控切割下料，切割出两端曲线后滚制成半圆。由于两筒节的端面形状为直角锥台，无法滚制，无法满足批量生产需求，只能将上下板用中径滚制滚成直筒，再将上下板强力组装成两个筒。采用这种方法在纵缝焊接后，两纵缝（虚线之间）出现凹心（100％），纵缝（虚线至筒体端部）出现桃尖（100％），无法调修，筒体与封头组对后，在纵缝处易出现错边，罐体整体成形质量差。

工艺方法二：

参见图3，筒体采用上下板结构，对筒之前各工序与现直筒罐制造工艺相同。对筒时，切去图2所示下板两侧弧线之间板材，对上两弧线，下板形成斜底，后续各工序与现直筒罐制造工艺相同，一个斜底罐体形成。[0007]采用这种方法在滚制后的下板上切割出相贯线，空间操作比较困难，切割质量差，对缝后间隙大，焊接质量不易保证。罐体底部没有完全切割，并且成型后有鼓包（100％）。

采用上述两种工艺方法生产制造斜底罐车时，造成的缺陷均为不可避免和修复的，且罐体各部设计尺寸理论上不能保证设计尺寸。

图1为发明所制造罐体的结构示意图；

图2传统上下板工艺下料方式一；

图3传统上下板工艺下料方式二。

2018年12月20日，《一种筒节斜底罐车罐体的制造工艺》获得第二十届中国专利奖优秀奖。

参见图1，一种筒节斜底罐车的制造工艺，该制造工艺包括以下步骤：

1）滚制筒节圆锥体

1.1）取两张正圆锥展开的板料，分别用滚圆机滚制弯曲成型，再对筒节纵缝焊接，得第一节圆锥台形筒节和第二节圆锥台形筒节。

第一、第二圆锥台形筒节的圆锥体均为正圆锥体，其斜度相同，所述第二圆锥台形筒节的圆锥台体的顶面第一圆锥台形筒节的圆锥台体的底面的直径相同；

1.2）取一张正圆锥斜截展开的板料，用滚圆机滚制弯曲成型，再对筒节纵缝焊接，得第三直角斜锥体筒节；

第三直角斜锥体筒节的圆锥体的顶面与第二圆锥台形筒节的圆锥体的底面直径相同；[0052]2）组对筒节圆锥体。

2.1）先把第一圆锥台形筒节圆锥台体的顶面与一个罐体封头用对口机组对，并使第一圆锥台形筒节圆锥台体的中心线与罐体封头的中心线重合，再对内、外纵环缝焊接；

2.2）再把第一圆锥台形筒节圆锥体的底面与第二圆锥台形筒节圆锥体的顶面用对口机组对，并使第一圆锥台形筒节圆锥体的中心线与第二圆锥台形筒节圆锥体的中心线重合，再对内、外纵环缝焊接；

2.3）最后再把第二圆锥台形筒节圆锥体的底面与第三直角斜锥体筒节圆锥体的顶面用对口机组对，并使第二圆锥台形筒节圆锥体的中心线与第三直角斜锥筒节圆锥体的中心线重合，再对内、外纵环缝焊接，得一个半罐体；

3）形成罐体

将两个半罐体的第三筒节圆锥体的底面用固定对口机组对，并使两个半罐体的中心线重合，再对内、外纵环缝焊接，形成罐体。

步骤2）中还包括筒节圆锥体定位步骤，其中筒节圆锥体定位步骤具体包括：

1）筒节圆锥体纵向定位

筒节圆锥体按顺序由生产线传送到组对工位，并将需要组对的筒节圆锥体在传输线和侧向导轨的作用下分别传送到对口机的两侧，用对口机附带的定位装置实现纵向定位；

2）筒节圆锥体水平定位

启动可升降的滚轮架，利用滚轮架的升降，调节筒节圆锥体使筒节成正圆锥台状，使筒节圆锥台体中心线水平，实现水平定位；

3）筒节圆锥体环向定位

利用滚轮架的旋转，旋转筒节圆锥体，使对口机两侧的筒节环向处于所需位置，实现环向定位；

4）筒节圆锥台体端面与对口机中心定位

利用对口机的升降功能，使对口机的中心与筒节圆锥体中心重合，实现中心定位；

5）筒节圆锥体径向、轴向定位

利用对口机的环向夹紧、轴向拉近机构完成两筒节的夹紧、拉近，实现组对。

其中，内、外纵环缝焊接是利用对口机旋转完成内、外纵环缝焊接。

其中，对口机的轴向拉近机构具体是液压夹紧拉近装置。

其中，内、外纵环缝焊接采用埋弧自动焊接是组对后焊接。

一种筒节斜底罐车罐体的制造工艺专利目的

《一种筒节斜底罐车罐体的制造工艺》的目的在于提供一种筒节斜底罐车罐体的制造工艺，其解决了背景技术中罐体整体成形质量差，切割质量差，焊接质量不易保证的技术问题。

一种筒节斜底罐车罐体的制造工艺技术方案

一种筒节斜底罐车的制造工艺，其特征在于，该制造工艺包括以下步骤：

1）滚制筒节圆锥体

1.1）取两张正圆锥展开的板料，分别用滚圆机滚制弯曲成型，再对筒节纵缝焊接，得第一节圆锥台形筒节和第二节圆锥台形筒节[0014]所述第一、第二圆锥台形筒节的圆锥体均为正圆锥体，其斜度相同，所述第二圆锥台形筒节的圆锥台体的顶面第一圆锥台形筒节的圆锥台体的底面的直径相同；

1.2）取一张正圆锥斜截展开的板料，用滚圆机滚制弯曲成型，再对筒节纵缝焊接，得第三直角斜锥体筒节；

所述第三直角斜锥体筒节的圆锥体的顶面与第二圆锥台形筒节的圆锥体的底面直径相同；

2）组对筒节圆锥体

2.1）先把第一圆锥台形筒节圆锥台体的顶面与一个罐体封头用筒节组对装置组对，并使第一圆锥台形筒节圆锥台体的中心线与罐体封头的中心线重合，再对内、外纵环缝焊接；

2.2）再把第一圆锥台形筒节圆锥体的底面与第二圆锥台形筒节圆锥体的顶面用筒节组对装置组对，并使第一圆锥台形筒节圆锥体的中心线与第二圆锥台形筒节圆锥体的中心线重合，再对内、外纵环缝焊接；

2.3）最后再把第二圆锥台形筒节圆锥体的底面与第三直角斜锥体筒节圆锥体的顶面用筒节组对装置组对，并使第二圆锥台形筒节圆锥体的中心线与第三直角斜锥筒节圆锥体的中心线重合，再对内、外纵环缝焊接，得一个半罐体；

3）形成罐体

将两个半罐体的第三筒节圆锥体的底面用固定对口机组对，并使两个半罐体的中心线重合，再对内、外纵环缝焊接，形成罐体。

上述步骤2）中还包括筒节圆锥体定位步骤，其中筒节圆锥体定位步骤具体包括：

1）筒节圆锥体纵向定位

筒节圆锥体按顺序由生产线传送到组对工位，并将需要组对的筒节圆锥体在传输线和侧向导轨的作用下分别传送到筒节组对装置的两侧，用筒节组对装置附带的定位装置实现纵向定位；

2）筒节圆锥体水平定位

启动可升降的滚轮架，利用滚轮架的升降，调节筒节圆锥体使筒节成正圆锥台状，使筒节圆锥台体中心线水平，实现水平定位；

3）筒节圆锥体环向定位

利用滚轮架的旋转，旋转筒节圆锥体，使筒节组对装置两侧的筒节环向处于所需位置，实现环向定位；

4）筒节圆锥台体端面与筒节组对装置中心定位利用对口机的升降功能，使筒节组对装置的中心与筒节圆锥体中心重合，实现中心定位；

5）筒节圆锥体径向、轴向定位

利用筒节组对装置的环向夹紧、轴向拉近机构完成两筒节的夹紧、拉近，实现组对。

上述内、外纵环缝焊接是利用筒节组对装置旋转完成内、外纵环缝焊接。

上述筒节组对装置可为对口机。

上述筒节组对装置的轴向拉近机构具体是液压夹紧拉近装置。

上述内、外纵环缝焊接是组对后焊接。

上述焊接采用埋弧自动焊的焊接方式。

一种筒节斜底罐车罐体的制造工艺改善效果

1）所生产的斜底罐罐体完全符合设计要求，从根本上消除了因工艺方法产生的斜底罐体存在的质量缺陷。

2）筒节环缝焊接时同时进行内外环缝焊接提高效率30％，筒节成型焊接采用单面焊双面成型工艺提高效率50％。

3）筒节环缝组对采用外箍组对方式精度达到2毫米，焊缝成型质量可靠，操作方便灵活、适应性强。

1.一种筒节斜底罐车罐体的制造工艺，其特征在于，该制造工艺包括以下步骤：

1）滚制筒节圆锥体

1.1）取两张正圆锥展开的板料，分别用滚圆机滚制弯曲成型，再对筒节纵缝焊接，得第一节圆锥形筒形和第二节圆锥形筒形所述第一、第二圆锥形筒形的圆锥体均为正圆锥体，其斜度相同，所述第二圆锥形筒形圆锥体的顶面与第一圆锥形筒形圆锥体的底面的直径相同；

1.2）取一张正圆锥斜截展开的板料，用滚圆机滚制弯曲成型，再对筒节纵缝焊接，得第三直角斜锥体筒节；所述第三直角斜锥体筒节的圆锥体的顶面与第二圆锥形筒形圆锥体的底面直径相同；

2）组对筒节圆锥体

2.1）先把第一圆锥形筒形圆锥体的顶面与一个罐体封头用筒节组对装置组对，并使第一圆锥形筒形圆锥体的中心线与罐体封头的中心线重合，再对内、外环缝焊接；

2.2）再把第一圆锥形筒形圆锥体的底面与第二圆锥形筒形圆锥体的顶面用筒节组对装置组对，并使第一圆锥形筒形圆锥体的中心线与第二圆锥形筒形圆锥体的中心线重合，再对内、外环缝焊接；

2.3）最后再把第二圆锥形筒形圆锥体的底面与第三直角斜锥体筒节圆锥体的顶面用筒节组对装置组对，并使第二圆锥形筒形圆锥体的中心线与第三直角斜锥筒节圆锥体的中心线重合，再对内、外环缝焊接，得一个半罐体；

3）形成罐体将两个半罐体的第三直角斜锥筒节圆锥体的底面用固定对口机组对，并使两个半罐体的中心线重合，再对内、外环缝焊接，形成罐体。

2.根据权利要求1所述筒节斜底罐车罐体的制造工艺，其特征在于，所述步骤2）中还包括筒节圆锥体定位步骤，其中筒节圆锥体定位步骤具体包括：

1）筒节圆锥体纵向定位筒节圆锥体按顺序由生产线传送到组对工位，并将需要组对的筒节圆锥体在传输线和侧向导轨的作用下分别传送到筒节组对装置的两侧，用筒节组对装置附带的定位装置实现纵向定位；

2）筒节圆锥体水平定位启动可升降的滚轮架，利用滚轮架的升降，调节筒节圆锥体使筒节成正圆锥台状，使筒节圆锥体中心线水平，实现水平定位；

3）筒节圆锥体环向定位利用滚轮架的旋转，旋转筒节圆锥体，使筒节组对装置两侧的筒节环向处于所需位置，实现环向定位；

4）筒节圆锥体端面与筒节组对装置中心定位利用固定对口机的升降功能，使筒节组对装置的中心与筒节圆锥体中心重合，实现中心定位；

5）筒节圆锥体径向、轴向定位利用筒节组对装置的环向夹紧、轴向拉近机构完成两筒节的夹紧、拉近，实现组对。

3.根据权利要求1所述筒节斜底罐车罐体的制造工艺，其特征在于：所述内、外环缝焊接是利用筒节组对装置旋转完成内、外环缝焊接。

4.根据权利要求1～3任一所述筒节斜底罐车罐体的制造工艺，其特征在于：所述筒节组对装置为固定对口机。

5.根据权利要求4所述筒节斜底罐车罐体的制造工艺，其特征在于：所述筒节组对装置的轴向拉近机构具体是液压夹紧拉近装置。

6.根据权利要求5所述筒节斜底罐车罐体的制造工艺，其特征在于：所述内、外环缝焊接是组对后焊接。

7.根据权利要求6所述筒节斜底罐车罐体的制造工艺，其特征在于：所述焊接采用埋弧自动焊的焊接方式。

筒节的作用是提供工艺所需的承压空间，是压力容器最主要的受压元件之一，其内直径和容积往往需要由工艺计算确定。圆柱形筒节（即圆筒）和球形筒节是工程中最常用的筒节结构。 　筒节直径较小（一般小于500mm）时，圆筒可用无缝钢管制作，此时筒节上没有纵焊缝；直径较大时，可用钢板在卷板机上卷成圆筒或用钢板在水压机上压制成两个半圆筒，在用焊缝将两者焊接在一起，形成整圆筒。由于该焊缝的方向和圆筒的纵向（即轴向）平行，因此称为纵向焊缝，简称纵焊缝。若容器的直径不是很大，一般只有一条纵焊缝；随着容器直径的增大，由于钢板幅面尺寸的限制，可能有两条或两条以上的纵焊缝。另外，长度较短的容器可直接在一个圆筒的两端连接封头，构成一个封闭的压力空间，也就制成了一台压力容器外壳。但当容器较长时，由于钢板幅面尺寸的限制，也就需要先用钢板卷焊成若干段筒节（某一段筒节称为一个筒节），再由两个或两个以上的筒节组焊成所需长度的筒节。筒节与筒节之间、筒节与端部封头之间的连接焊缝，由于其方向与筒节轴向垂直，因此称为环向焊缝，简称环焊缝。 　圆筒按其结构可分为单层式和组合式两大类。