大型压力容器法兰密封面在线修复技术的研究

论文摘要

随着化工行业的发展，压力容器被广泛的使用。压力容器的法兰接口用来对接其它设备，法兰密封面和密封槽的损坏直接影响压力容器的安全生产，所以法兰接口的密封性是每个压力容器都必须长期保证的。然而，压力容器在使用过程中，通常处于高温、高压的环境中，并且有些介质具有强腐蚀性，法兰面密封槽的工况环境更加恶劣，致使法兰面密封槽极易生成裂纹。为抑制裂纹的长大，定期对压力容器进行保养维护，并加以修复是非常有必要的，也是必须的。但压力容器一般体积大、重量重，用常规的机械加工设备修复无法就地加工，使压力容器的在线修复处理难度极大，而离线修复时，投入的人力、物力大，成本高，工期长，停产时间长，对生产影响大。本课题在深入分析研究压力容器法兰密封面的结构特点、槽损伤规律和修复工艺的基础上，对压力容器在线修复的瓶颈问题进行深入研究，提出了实现在线修复的技术方案，研究开发了一个可移动式的数控机床，可直接安装在待加工的法兰上进行修复加工。机床的主运动采用液压马达驱动，两个进给运动采用步进电机驱动。机床的控制系统采用PLC可编程控制器为主控制器，并带一个位置控制模块，它可实现两个轴的直线或圆弧插补功能，实现法兰端面和梯形槽的成形加工。为了便于操作，设计了手提操作盒，可进行远程操作。完成了人机界面的开发。旋转系统存在不平衡问题，利用平衡理论对旋转系统进行了动平衡分析。本课题实现了压力容器法兰面密封槽的在线修复，解决了压力容器使用中的的瓶颈问题。给压力容器的在线修复和新产品的制造带来极大的便利，给压力容器的使用厂家和制造厂家带来直接的经济效益，提高企业在市场中的竞争力，也拓宽了数控技术的应用领域。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的意义
• 1.2 国内研究现状
• 1.3 本文研究的主要内容
• 第2章 压力容器法兰密封面的在线修复方案
• 2.1 压力容器及法兰密封面的结构特点、损伤规律分析研究
• 2.1.1 加氢反应器的作用、结构及操作条件
• 2.1.2 加氢反应器的国产化
• 2.1.3 加氢反应器的损伤规律的研究
• 2.2 加氢反应器的法兰密封面的修复工艺的研究
• 2.3 实现压力容器法兰密封面在线修复的技术方案
• 2.3.1 实现在线修复的条件
• 2.3.2 总体方案
• 2.4 本章小结
• 第3章 压力容器法兰密封面在线修复机床的设计及论证
• 3.1 修复机床的机械系统
• 3.1.1 机床的传动系统
• 3.1.2 驱动丝杠的参数设计
• 3.1.3 步进电机的选用
• 3.1.4 转臂的设计研究
• 3.1.5 安装装置的设计
• 3.2 修复机床的液压系统
• 3.2.1 液压传动技术简介
• 3.2.2 液压系统的工作要求
• 3.2.3 液压系统的原理图
• 3.2.4 液压系统的动作
• 3.2.5 主要液压元件的选择
• 3.3 机床控制系统的研究开发
• 3.3.1 机床控制系统的基本功能介绍
• 3.3.2 控制系统的控制结构
• 3.3.3 控制系统的方案
• 3.3.4 控制器的选择
• 3.3.5 控制流程图
• 3.3.6 控制电路
• 3.4 本章小结
• 第4章 修复机床的控制系统的软件设计开发
• 4.1 手提操作盒的界面设计
• 4.1.1 界面开发的软件介绍
• 4.1.2 手提操作盒的界面设计
• 4.2 PLC程序设计
• 4.2.1 PLC程序设计的软件选用
• 4.2.2 PLC程序设计的流程图
• 4.3 本章小结
• 第5章 修复机床的旋转系统的平衡研究及实现
• 5.1 机构平衡的理论
• 5.1.1 转子平衡的分类
• 5.1.2 研究机构平衡问题的方法
• 5.2 机床旋转系统的动平衡分析
• 5.3 本章小结
• 总结
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A:攻读学位期间所发表的学术论文目录
• 附录 B:机床电路图
• 附录 C:PLC梯形图