儲氣罐的焊接工藝說明書.doc

儲氣罐的焊接工藝說明書10、概述11、任務分析21.1、設計要求22、焊接工藝準備32.1、制造材料的選取32.2、設計圖樣及焊縫位置如下圖所示42.3、筒體及封頭的厚度確定42.4、板材的成形52.5、焊接坡口62.6、焊接材料的選擇63、工藝評定83.1、預焊接工藝規(guī)程pwps83.2、焊接工藝評定評定報告124、焊接工藝規(guī)程144.1、焊接順序144.2、焊接方案154.3、工藝參數(shù)164.4、焊接注意事項184.5、焊接時具體要求185、無損檢測185.1、射線和超聲波探傷186、水壓試驗與氣密性試驗196.1、水壓試驗196.2、氣密性試驗207、心得體會21參考文獻21儲氣罐的焊接工藝說明書0、概述儲氣罐是指專門用來儲存氣體的設備，同時起穩(wěn)定系統(tǒng)壓力的作用，根據(jù)儲氣罐的承受壓力不同可以分為高壓儲氣罐，低壓儲氣罐，常壓儲氣罐。按照壓力分：低壓儲氣罐、中壓儲氣罐、高壓儲氣罐。儲氣罐（壓力容器）一般由筒體、封頭、法蘭、接管、密封元件和支座等零件和部件組成。此外，還配有安全裝置、表計及完成不同生產(chǎn)工藝作用的內(nèi)件。儲氣罐是氣源系統(tǒng)中一個重要設備，設置儲氣罐通常有以下幾個目的：1、 儲存氣量，一方面解決系統(tǒng)內(nèi)短時間里可能出現(xiàn)的用氣量的矛盾，另一方面可在空壓機出現(xiàn)故障或其他突發(fā)性事件（如停電）時做臨時急用 ；2、 消除或減弱活塞式空壓機輸出氣流的脈動，穩(wěn)定起源壓力，保證輸出氣流連續(xù)平穩(wěn)；3、 提供一個較的系統(tǒng)容量，延長空壓機“啟動停止”或“加載卸載”的循環(huán)周期，減少電器設備和閥門的切換頻度。4、 進一步冷卻空氣，分離和清除壓縮空氣的水分、油污等雜質(zhì)，減輕管網(wǎng)下游其他后處理設備的工作負荷，使各類用氣設備獲得所需質(zhì)量的氣源；小型空壓機自帶的儲氣罐還用來兼作壓縮機本體與其他附件的安裝基架。焊接是壓力容器制造中的一種主要加工方法之一，如平板拼接、筒節(jié)與筒節(jié)、筒節(jié)與封頭、人孔、接管與殼體及法蘭的連接，內(nèi)件的組焊以及支座與殼體的連接等等，大多有焊接的方法完成。壓力容器的安全性與材料選擇、焊接工藝過程、焊接質(zhì)量管理有很大的關(guān)系。焊接工藝設計最終產(chǎn)生的工藝文件具有法令性，將成為生產(chǎn)制造活動中所必須遵循的規(guī)范和依據(jù)。目前，國內(nèi)也早就形成了一套較為健全的焊接工藝規(guī)范及評定相關(guān)的國標和行業(yè)標準，如gb150-2011 固定式壓力容器、nb_t47014-2011(jb-t 4708) 承壓設備焊接工藝評定、nb_t47015-2011 壓力容器焊接規(guī)程、nb-t47018.1-7-2011 承壓設備用焊接材料訂貨技術(shù)條件(1)、tsg r0003-2007 簡單壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程、tsg r0004-2009 xgd-1 固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程、tsg z6002-2010 特種設備焊接操作人員考核細則等。1、任務分析1.1、設計要求1、 設計壓力p=1.375mpa2、 最高允許運行溫度t=1503、 設計體積約5m34、 工作介質(zhì)：壓縮空氣5、 筒身、封頭、人孔、和加強板材料選擇q245r，接管選擇20#鋼管。2、焊接工藝準備2.1、制造材料的選取本次儲氣罐的設計要求，工作壓力為1.25mpa，最高工作溫度為150，所以要求使用材料具有一定的強度、塑性、韌性、硬度和較高的韌脆轉(zhuǎn)變溫度；由于工作介質(zhì)為壓縮空氣，所以不需要具有很高的抗腐蝕能力，綜合考慮其焊接性，冷、熱加工性、經(jīng)濟性，筒體、封頭、人孔選用q245r鋼，接管選用20#鋼管，q245r鋼，接管選用20#鋼管的主要化學成分以及力學性能如下：2.1.1、q245r鋼化學成分如下表格所示：csimnpscrnimovtinb0.2 0.350.501.000.0250.0150.350.350.130.100.060.06 q245r鋼力學性能如下表格所示：鋼號試件規(guī)格屈服強度(mpa)抗拉強度(mpa)沖擊功(akv j)延伸率()冷彎標準 q245r122454003125d=1.5agb7132.1.2、20#鋼管鋼化學成分如下表格所示：csimnpscrnimovtinb0.2 0.350.501.000.0250.0150.350.350.130.100.060.06 20#鋼管力學性能如下表格所示：鋼號屈服強度(mpa)抗拉強度(mpa)沖擊功(akv j)延伸率()標準 20#2454103120gb7132.1.3、q245r鋼，20#鋼管焊接性分析q245r鋼是碳鋼，c%0.2%，其硅、錳良含量也比較少，故其焊接性在室溫下一般很好，焊接時無需進行特殊的工藝措施的處理。20#鋼管碳、錳、硅含量都較少，焊接性良好，焊接時也無需進行特殊的工藝措施的處理。 2.2、設計圖樣及焊縫位置如下圖所示2.3、筒體及封頭的厚度確定2.3.1、筒體的壁厚計算公式pc=1.375mpa di=1500mm t=138mpa =1.0計算得出 =7.5mm筒體設計厚度=+c2（c2為腐蝕裕量，取c2=1)=8.5mm取筒體的名義厚度為s=12mm校核筒體的有效厚度e：有效厚度必須大于等于設計厚度。e=s-c1-c2=10.28.5經(jīng)校核可以取s=12mm為筒體的名義厚度。2.3.2、封頭的壁厚計算公式 封頭的形狀系數(shù)di=1500mm hi=400mm 計算k=1.0pc=1.375mpa t=138mpa =1.0 計算h=7.5mm封頭設計厚度=+c2（c2為腐蝕裕量，取c2=1)=8.5mm取封頭體的名義厚度為s=12mm校核封頭的有效厚度e：有效厚度必須大于等于設計厚度。e=s-c1-c2=10.58.5經(jīng)校核可以取s=12mm為封頭的名義厚度。2.4、板材的成形2.4.1、引用標準gb150-2011 固定式壓力容器gb709-2006 熱軋鋼板和鋼帶的尺寸 外形 重量及允許偏差gb713gb8163-2008-t 輸送流體用無縫鋼管gb17395-2008-t 無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差hg2059220635-2009t 鋼制管法蘭、墊片和緊固件2.4.2、技術(shù)要求2.4.2.1、準備a、 對于冷卷成型的筒體、封頭的制造，材料選用低碳鋼q245r鋼，接管選用20#鋼管。b、 在卷板前，應先清理板材表面，確認材料標記移植，使之位于工件外表面。并檢查焊縫破口的方向是否符合焊接工藝要求。2.4.2.2、成型a、 預彎：坡口朝外，卷板前對接側(cè)200mm左右，以內(nèi)r為750mm為半徑先用折彎機進行預彎。b、 卷板：在進行整圓加工按工藝規(guī)程要求滾卷鋼板，筒體縱焊縫組對錯邊量b1mm。c、 焊接：按如下步驟進行1）、按焊接工藝要求加工坡口，坡口兩側(cè)30mm范圍內(nèi)清理污物2）、按焊接工藝施焊，筒體先點焊，在把引弧板焊接在筒體上，然后縱縫焊接，清除熔渣及焊接飛濺，補焊凹坑、咬邊、弧坑等缺陷并修磨；焊后做好焊工記號3）、切割引弧板并填寫施焊記錄；檢驗員檢查外觀質(zhì)量4）、筒體縱縫延長部位點固引弧板，定位焊長度15 mm，間斷150 mm5）、焊縫間隙23mm、對接錯邊量1mm、周長偏差 96）、棱角度2.8mm；最大和最小內(nèi)徑3mmd、檢測：按探傷工藝對縱焊縫、環(huán)焊縫進行100%rt檢測，按jb/t4730-2005標準rt-級合格。2.5、焊接坡口焊接坡口應根據(jù)圖樣要求或工藝文件選用標準坡口。選擇坡口形和尺寸應考慮下列因素：a、焊縫填充金屬在滿足要求的情況下盡量少；b、避免產(chǎn)生缺陷；c、減少殘余焊接應力與變形；d、有利焊工操作與防護。2.6、焊接材料的選擇2.6.1、焊接材料選用原則1、 考慮焊件材料的物理性能、力學性能和化學成分2、 考慮焊件的工作條件和使用性能3、 考慮焊件的復雜程度和結(jié)構(gòu)特點、焊接接頭型式等4、 考慮焊縫的空間位置5、 考慮施焊工作條件、操作環(huán)境6、 考慮焊接的經(jīng)濟性7、 考慮焊接效率2.6.2、焊條電弧焊焊接材料：e4300焊條：使用說明：e4300焊條是低氫鈉型藥皮焊條。一般采用直流反接，可進行全位置焊接。打底焊時須用短弧操作，以窄焊道最好，焊前需在380-400 1-2h，焊接時要用保溫桶保溫。具有優(yōu)良的塑性、沖擊性能及抗裂性能。e4300焊條熔敷金屬化學成分csimnpscrnimovtinb0.12 0.90.501.00 0.030.025/e4300熔敷金屬力學性能屈服強度(mpa)抗拉強度(mpa)沖擊功(akv j)延伸率()3304203130參考電流焊條直徑 （mm)2.53.24.05.05.8焊條長度（mm）300350350400400焊接電流（a)60-8090-120140-180170-210220-2602.6.3、埋弧焊焊焊接材料：焊絲h08mna廣泛用于造船、壓力容器等行業(yè)，更適用于中厚板的焊接，焊絲h08mna中錳中硅型焊絲，所以必須與中錳、硅的焊劑相匹配，對母材的銹跡不敏感，焊道成型及脫渣性能優(yōu)良。單、雙極，交直流焊接均可。其主要焊接參數(shù)如下：牌號/成分mn%c%si%s%p%ni%cu%cr%h08mna0.3-0.550.10.030.0300.0300.300.200.20熔敷金屬機械性能牌號/成分屈服強度mpa抗拉強度mpa延伸率（%）沖擊值j()h08mna3304102227規(guī)格與參考電流直徑（mm)2.02.53.24.05.0電流（a)300-400350-450425-525475-575550-650焊劑f4a2-h08mna是氟堿型燒結(jié)焊劑，堿度約為1.8，灰色圓形顆粒，粒度為2.00.28mm。焊接時電弧燃燒穩(wěn)定，脫渣容易，焊接成型美觀，熔敷金屬具有較高的低溫沖擊韌性，可交直流兩用，直流焊接時焊絲接正極配合適當?shù)暮附z（如h08mna、h10mn2、h08mnmoa、h08mn2moa等），可焊接多種低合金結(jié)構(gòu)鋼，如船體、鍋爐壓力容器、管道等。可用于多層焊、雙面單道焊、多絲焊及窄間隙埋弧焊其主要成分如下：焊劑f4a2-h08mna的化學成分（%）spsio2+tio2cao+mgoal2o3+mnocaf20.0600.08015-2525-3520-3015-253、工藝評定3.1、預焊接工藝規(guī)程pwps單位名稱：昆工城市學院 預焊接工藝規(guī)程編號： 日期 所依據(jù)焊接工藝評定編號 焊接方法：焊條電弧焊與埋弧焊 機械化程度：手工、半自動、機械化、自動化 焊接接頭：對接接頭 坡口形式：單v型坡口 襯墊材料及規(guī)格：無 其他 簡圖接頭形式、坡口形式與尺寸、焊層、焊道布置及順序母材類別號： fe-1 組別號： fe-1-1 與類別號： fe-1 組別號： fe-1-1 相焊 或 標準號gb713 材料代號q235r與標準號gb713材料代號q235r 相焊 對接焊縫焊件母材厚度范圍：12mm 角焊縫焊件母材厚度范圍：無平板角焊縫 管子直徑、壁厚范圍：對接焊縫：無管子對接焊縫 角焊縫：324，504， 1005， 42616 其他 填充金屬：焊材類別：焊條焊絲與焊劑焊材標準：nb/t47018.2nb/t47018.4填充金屬尺寸：3.24.0焊材型號：e4300焊絲h08mna 焊劑f4a2-h08mna 焊材牌號（金屬材料代號）：fet-1-1焊絲fems-1-1，焊劑feg-1填充金屬類別：焊條焊絲與焊劑其他：其他對接焊縫焊件焊縫金屬化學成分csimnpscrnimovtinb0.2 0.350.501.000.0250.0150.350.350.130.100.060.06其他注每一種母材與焊接材料的組合均需分別填表焊接位置： 對接焊縫的位置 1g(平焊） 焊接方向：（向上、向下） / 角焊縫位置 / 焊接方向：（向上、向下） / 焊后熱處理：不進行熱處理 溫度范圍（） / 保溫時間（h） / 預熱：不進行預熱 預熱溫度（）（允許最低值） / 層間溫度（）（允許最高值） / 保持預熱時間 / 加熱方式 / 氣體：不需氣體保護氣體種類 混合比 流量（l/min） 保 護 氣 / / / 尾部保護氣 / / / 背面保護氣 / / / 焊條電弧焊 電特性電 流 種 類： 直流 極 性： 直流反接 焊接電流范圍（a）： 90-110a 電弧電壓（v） 17-19v 埋弧焊 電特性電 流 種 類： 直流 極 性： 直流反接 焊接電流范圍（a）： 440-460a 電弧電壓（v） 33-37v （按所焊位置和厚度，分別列出電流和電壓范圍，記入下表）焊道/焊層焊接方法填充材料焊接電流電弧電壓（v）焊接速度（cm/min）線能量（kj/cm）牌 號直徑極性電流（a）1 焊條電弧焊 fet-1-1 3.2 直流反接 90-100 17-19v 18-22 4-62 埋弧焊 fems-1-1, feg-1 4.0 直流反接 440-46033-37 70-8011-15鎢極類型及直徑 / 噴嘴直徑（mm）： / 埋弧焊熔滴過渡形式 噴射過渡 焊絲送進速度（cm/min）： 70-80 焊條電弧焊技術(shù)措施：擺動焊或不擺動焊： 不擺動 擺動參數(shù)： / 焊前清理和層間清理： 角磨機打磨 背面清根方法： 碳弧氣刨清根 單道焊或多道焊（每面）：單道焊 單絲焊或多絲焊： / 導電嘴至工件距離（mm）： / 錘擊： / 其他： / 埋弧焊技術(shù)措施：擺動焊或不擺動焊： 不擺動 擺動參數(shù)： / 焊前清理和層間清理： 角磨機打磨 背面清根方法： 碳弧氣刨清根 單道焊或多道焊（每面）： 單道焊 單絲焊或多絲焊： 單絲 導電嘴至工件距離（mm）： / 錘擊： / 其他： / 編制日期審核日期批準日期焊 評 試 驗 施 焊 記 錄 表焊評編號 焊工 鋼印 施焊時間 記錄者 母材名 稱 鋼 號尺寸（mm）爐批號材質(zhì)證明其 他筒體 q245r 12 焊材牌 號尺寸,mm烘 干爐批號材質(zhì)證明其 他fet-1-13.2 1h fems-1-14.0feg-12h焊接位置平焊 接頭形式簡圖:施焊技術(shù)單面雙面成型 預熱溫度/ 層間溫度/ 焊后熱處理/ 后熱處理/ 清根方法碳弧氣刨清根 保護氣體/ 脈沖頻率/ 脈寬比,%/ 焊道/焊層焊接方法焊材牌號焊材規(guī)格電流種類及極性電流（a）電壓（v）焊接速度（cm/min）熱輸入鎢極直徑噴嘴直徑1焊條電弧焊fet-1-1 3.2 直流反接90-100 17-1918-22 4-6 kj/cm/ /2埋弧焊 焊絲fems-1-1，焊劑feg-14.0 直流反接 440-460 33-37 70-80 11-15kj/cm3.2、焊接工藝評定評定報告單位名稱： 昆工城市學院 焊接工藝評定報告編號： 焊接工藝指導書編號： 焊接方法： 焊條電弧焊與埋弧焊 機械化程度：（手工、機械化、自動） 接頭簡圖：（坡口形式、尺寸、襯墊、每種焊接方法或焊接工藝、焊縫金屬厚度）母材：材料標準： gb713 鋼號： q245r 類、組別號：fe-1-1 與類、組別號fe-1-1 相焊厚度： 8mm 直徑： / 其他： / 焊后熱處理：熱處理溫度（）： / 保溫時間（h）： / 保護氣體： 氣體 混合比 流量（l/min）保護氣體： / / / 尾部保護氣 / / / 背面保護氣 / / / 焊條電弧焊填充金屬：焊材標準： nb/t47018.2 焊材牌號： fet-1-1 焊材規(guī)格： 3.2mm 焊縫金屬厚度：2mm 其他： / 埋弧焊填充金屬：焊材標準： nb/t47018.4 焊材牌號： 焊絲fems-1-1，焊劑feg-1 焊材規(guī)格： 4.0mm 焊縫金屬厚度：6mm 其他： / 焊條電弧焊電特性：電流種類： 直流 極性： 直流反接 鎢極尺寸： / 焊接電流（a）： 90-100 電弧電壓（v）： 17-19 其他： / 埋弧焊電特性：電流種類： 直流 極性： 直流反接 鎢極尺寸： / 焊接電流（a）： 440-460 電弧電壓（v）： 33-37 其他： / 焊接位置：對接焊縫位置： / 方向：（向上、向下）角焊縫位置： / 方向：（向上、向下）焊條電弧焊技術(shù)措施： 焊接速度（cm/min） 18-22 擺動或不擺動： 不擺動 擺動參數(shù)： / 多道焊或單道焊（每面）： 單道焊 多絲焊或單絲焊： / 埋弧焊技術(shù)措施： 焊接速度（cm/min） 70-80 擺動或不擺動： 不擺動 擺動參數(shù)： / 多道焊或單道焊（每面）： 單道焊 多絲焊或單絲焊： 單絲焊 其他： / 預熱： 預熱溫度（）： / 層間溫度（）： / 其他： / 拉 伸 試 驗 試驗報告編號： 試樣編號試樣寬度（mm ）試樣厚度（mm）橫截面積（mm2）斷裂載荷（kn）抗拉強度（mpa）斷裂部位和特征0120816040410呈階梯型0220816040410呈階梯型彎 曲 試 驗 試驗報告編號： 試樣編號試樣類型試樣厚度（mm）彎心直徑（mm）彎曲角度（）試驗結(jié)果03方形832180a2004方形832180a2005方形832180a2006方形832180a20 沖 擊 試 驗 試驗報告編號： 試樣編號試樣尺寸缺口類型缺口位置試驗溫度（）沖擊吸收功（j）備 注018mmv型缺口距熔合線1-2mm2020028mmv型缺口距熔合線1-2mm2025038mmv型缺口距熔合線1-2mm2027 金相檢驗： 根部：（焊透、未焊透） 焊透 ，焊縫：（熔合、未熔合） 熔合 ， 焊縫、熱影響區(qū)：（有裂紋、無裂紋） 無裂紋 。檢驗截面iiiiiiivv焊腳差（mm ）- 無損檢驗 rt： 合格 ut： 合格 mt： 合格 pt： 合格 其他： vt外觀檢驗合格 耐蝕堆焊金屬化學成分（重量%）4、焊接工藝規(guī)程4.1、焊接順序坡口準備焊縱焊縫(a1)焊上封頭環(huán)焊縫（b1)焊人孔焊縫(d5)焊筒體與接管的焊縫（d1-d2)焊封頭與接管焊縫（d3-d4)焊人孔法蘭焊縫（c5)焊筒體上的接管與法蘭的焊縫（c1-c2)焊封頭上的接管與法蘭的焊縫（c3-c4)焊下封頭環(huán)焊縫（b2)檢驗涂漆。4.2、焊接方案焊縫坡口形式焊接方法焊材規(guī)格預熱與后熱熱處理檢驗a1 b1（筒體縱縫，筒體與封頭環(huán)縫焊接）焊條電弧焊（smaw）+埋弧焊（saw）e4300 3.2+焊絲：h08mna4.0焊劑：f4a2-h08mna無無100%rt探傷級合格+100%ut探傷級合格d1d2(筒體 接管 相焊)焊條電弧焊（smaw）+埋弧焊（saw）e4300 3.2與4.0+焊絲：h08mna4.0焊劑：f4a2-h08mna無無100%rt探傷級合格+100%ut探傷級合格c1-c5（法蘭 接管 相焊）焊條電弧焊（smaw）e4300 3.2與4.0無無100%rt探傷級合格+100%ut探傷級合格d3d4 （封頭接管 相焊）焊條電弧焊（smaw）e4300 3.2與4.0無無100%rt探傷級合格+100%ut探傷級合格 b2（筒體、封頭 相焊）12341-20-1605焊條電弧焊（smaw）e4300 3.2與4.0無無100%rt探傷級合格+100%ut探傷級合格d5（筒體 接管 相焊）焊條電弧焊（smaw）e4300 3.2與4.0無無100%rt探傷級合格+100%ut探傷級4.3、工藝參數(shù)4.3.1、埋弧焊工藝參數(shù)材料厚度 (mm)焊絲直徑（mm) 焊道數(shù)電壓(v)電流(a)焊接速度(cm/min)641 235 35300 35083841 235 35450 500771041 235 35500 550701251 235 35600 700631451 235 35650 750581651 235 36700 800581861 236 38850 850502061 236 38925 850454.3.2、焊條電弧參數(shù)工件厚度（mm)1.5234-56-1212焊條直徑（mm)1.523.23.2-44-54-6電流（a)5060-8070-90100-200180-270220-360電弧電壓（v)1616-1716-1818-2022-2422-264.3.3、本次試驗參數(shù)的確定母材鋼號規(guī)格(mm)焊接方法焊接材料電流（a)電壓（v)焊速（cm/min)電流極性q245r=12swawe43003.280-11017-1918-22直流反接+sawh08mna+f4a2280-30030-3575-80直流反接q245r與20#=12=5smawe43003.2+ 490-12017-2418-22直流反接20#=5=4smawe43003.2+ 480-12017-2418-22直流反接q245r與20#=12+=5smawe43003.2+ 480-16017-2420-22直流反接q245r=12smawe43003.2+ 480-19020-2620-22直流反接q245r與20#=12=16smawe43003.2+ 480-19017-2618-22直流反接4.4、焊接注意事項4.4.1.、坡口處理。焊前坡口表面和兩側(cè)至少20mm范圍內(nèi)的油污、水分及其它有害雜質(zhì)清理干凈。4.4.2、層間溫度。在焊接過程中，層間溫度不應低于120。4.4.3、角變形。在焊前應適當控制線能量，多層多道焊時不作橫向擺動。4.5、焊接時具體要求4.5.1、焊接大坡口面第一層焊縫，焊接時背面成型，盡可能焊透。4.5.2、大坡口面喊完后，采用碳弧氣刨清根，檢查合格后再焊接小坡口面焊縫。4.5.3、焊接封面層焊縫時，要注意焊條要到位，以免產(chǎn)生咬邊現(xiàn)象。4.5.4、焊接小坡口面時，注意不要產(chǎn)生未融合或未焊透現(xiàn)象。5、無損檢測筒體焊縫經(jīng)外觀檢測合格后，按要求進行無損檢