筒体锻件图纸设计要点总结

筒体锻件作为压力容器、反应釜等设备的核心部件，其图纸设计需严格遵循行业标准并兼顾制造工艺性。

以下是关键设计要点总结：

一、结构设计规范

主体尺寸标注

必须标注 内径（ID）、外径（OD）、长度（L） 三要素

典型比例控制：

长径比（L/ID）≤12（避免弯曲变形）

壁厚（t）≥ID/20且不小于50mm（ASME VIII Div.1要求）

端部连接设计

法兰连接：

标注法兰面至筒体端部距离（通常≥2倍螺栓孔径）

法兰过渡区需标注1:3斜面过渡（降低应力集中）

焊接坡口：

V型坡口角度60°±5°，钝边2-3mm

标注"焊后需消除应力热处理（PWHT）"

加强结构

补强圈：

厚度≥1.5倍筒体壁厚

外径≥开孔直径的2倍（GB/T 150规定）

支撑环：

位置距端部≤1/6筒体长度

截面高度≥0.1倍筒体直径

二、材料与工艺要求

材料选择

工况    推荐材料    特殊要求

高温高压    SA-266 Gr.2    需标注"正火+回火"状态

耐腐蚀    SA-182 F316L    酸洗钝化处理

低温环境    SA-350 LF2    -46℃冲击功≥40J

锻造比控制

轴向锻造比≥3:1（保证纵向性能）

径向锻造比≥2:1（避免环向缺陷）

热处理要求

正火温度偏差±15℃（如SA-516 Gr.70需900±15℃）

焊后热处理（PWHT）：

保温时间按最大厚度计算（每25mm厚度1h）

三、公差与余量

尺寸公差

直径公差：自由锻±1%D，模锻±0.5%D（D＞1000mm时）

直线度：≤1mm/m，全长≤0.1%L

圆度：≤0.5%公称直径

加工余量

内表面：5-8mm（含粗车+精车）

外表面：3-5mm（考虑UT检测需求）

端面：2-3mm（保证焊接坡口加工）

四、检验要求

无损检测

100%UT检测（按ASME SA-388 Class 3）

所有焊缝100%RT检测（Ⅱ级合格）

力学性能

试样取样位置：

纵向试样取自壁厚1/4处

横向试样取自端部

硬度控制：

碳钢HB≤200

合金钢HB≤225

压力试验

水压试验压力=1.25倍设计压力

气压试验压力=1.1倍设计压力

五、图纸标注示例

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[筒体截面图]

  ┌─────────────────┐

  │  OD=1200±6          ▲        │

  │                    t=60±1.5  │

  │                     ▼        │

  │◄─────────L=5000±10───────►│

  │   [法兰连接端]               │

  └─────────────────┘

技术要求：

1. 材料：SA-516 Gr.70，正火状态；

2. 锻造比：轴向≥3:1，径向≥2:1；

3. 内表面机加工后Ra≤3.2μm；

4. 焊缝100%RT检测，Ⅱ级合格；

5. 水压试验6.5MPa，保压30分钟。

六、常见设计错误规避

错误：未考虑热胀冷缩

改正：高温筒体锻件（＞300℃）标注"冷态装配尺寸需补偿热膨胀量"

错误：开孔补强不足

改正：按"等面积补强原则"计算补强圈尺寸

错误：未标注检测基准

改正：明确"以两端车削面为基准，跳动≤0.1mm"

七、行业特殊要求

核电筒体：增加"晶粒度≥5级（ASTM E112）"要求

多层包扎筒体：标注"层间贴合率≥95%"

复合板筒体：注明"覆层厚度偏差≤10%"

通过以上设计控制，可确保筒体锻件满足ASME、GB/T 150等标准要求。对于超大型筒体（直径＞4m），

建议采用分段锻造-环焊工艺，并增加"焊后整体热处理"要求。