[实用新型]一种在大直径厚壁容器壳体上的开孔结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及锅炉压力容器制造领域，尤其涉及一种在大直径厚壁容器壳体上的开孔结构。

背景技术

随着技术进步及新材料、新工艺的应用，锅炉压力容器产品的使用工况越来越趋向选用高参数，设计压力、设计温度越来越高，设备直径也越来越大，导致容器（汽包）的壳体也相应加厚。大直径厚壁容器（汽包）的壳体上总焊接有将容器内部与外部管线连通的接管，所有接管都通过在容器的壳体上开孔、焊接在壳体上来实现连通的功能。

目前，在大直径厚壁容器的壳体上开孔都是采用两段式的开孔结构。在这种结构型式中，先加工出一段直孔，然后以顺延直孔的形式按一定的倾斜角加工锥形孔直至连通壳体内部。

采用这种结构型式在焊接接管时，因为锥形孔较长，导致壳体内部因开孔切削加工区域过大。焊接接管时需要将已去除的部分重新用堆焊补全，从而导致焊接的工作量非常大。而在焊接接管时，堆焊补全区域容易产生焊接缺陷，堆焊后无损检测的区域大，且接管焊接时容易变形。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供在大直径厚壁容器的壳体上的一种开孔结构，以减少焊接工作量，并减少焊接缺陷产生的几率和无损检测区域。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

在大直径厚壁容器的壳体上的开孔结构，其特征在于：所述开孔结构分三段，包括依次相连的第一段直孔、第二段锥形孔和第三段直孔；所述第一段直孔连通所述壳体的外部；所述第二段锥形孔两端分别为大端和小端，所述小端连接所述第一段直孔，所述大端连接所述第三段直孔；所述第三段直孔连通所述壳体的内部。

本实用新型结构与现有技术相比具有以下的有益效果：

本实用新型优化了开孔的结构型式，采用三段式的开孔结构，在第二段锥形孔的末端设置第三直孔，使得开孔切削加工区域大大减少，从而减少了堆焊工作量和无损检测区域，并减少了焊接缺陷产生的几率。总体上大大提高焊接质量和降低制造成本。

本实用新型的一个优选方案，其中，所述第二段锥形孔的母线与垂线的夹角为45°。采用倾斜角度45°，可以保证焊接时焊条可以伸入到焊接坡口底部，从而在焊接坡口底部形成良好的焊接熔融区域，保证坡口底部可以充分焊透，避免了焊接缺陷的产生。如果倾斜角度过大，则焊接坡口焊条熔融区域加大，焊接工作量相应加大，导致制造成本增加。如果倾斜角度过小，则容易导致焊接坡口底部不易焊透。

本实用新型的一个优选方案，其中，所述第一段直孔的孔深度最少处为2mm。这样可以保证整个焊接坡口在焊接时熔融区域内的焊液不漏出，同时2mm的直边又最终可以熔入到焊液内，保证了焊接全焊透。如果直边过大，则坡口直边不易熔到焊液内，从而导致出现焊接缺陷。

本实用新型的一个优选方案，其中，所述第二段锥形孔的母线的长度=（R *cosα-(r+2)）/cos45°，其中α为开孔夹角的角度，所述R为壳体外半径；所述r为壳体内半径。计算出的锥形孔的母线长度是以保证焊接坡口最适合焊接、经济性最合理为基础。

本实用新型所述的大直径厚壁容器包括汽包。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1为本实用新型接焊接接管后的结构示意图；

图2为本实用新型图1中A-A剖视结构示意图；

图3为本实用新型图2中未焊接接管的开孔结构示意图；

图4为本实用新型图3中开孔结构局部放大图。

附图标记：第一段直孔1、第二段锥形孔2、第三段直孔3、壳体4、接管5、壳体外半径R、壳体内半径r、开孔夹角α、开孔直径d。

具体实施方式

如图1、2、3和4所示的在汽包的壳体上的开孔结构，开孔结构为环形开孔结构；开孔结构包括依次相连的第一段直孔1、第二段锥形孔2和第三段直孔3。第一段直孔1的长度最少处为2mm。第一段直孔1连通所述壳体4的外部。第二段锥形孔2两端分别为大端和小端，小端连接第一段直孔1，大端连接第三段直孔3。第三段直孔3连通壳体4的内部。第二段锥形孔2的倾斜角度为45°。第一段直孔1的孔深度最少处为2mm。

通过以下方式计算母线长度：

根据焊接孔开孔直径d、壳体内半径r、壳体外半径R，计算出开孔夹角α的角度=arcsin(d/(2*R)。如图3所示，对开孔结构的中心做壳体环形截面。环形截面中心点和开孔截面上开孔起点连线，和开孔结构的中心线的夹角即为开孔夹角α。