壓力管道焊接工藝課程設計說明書abry

1、目錄任務：2一、前言2二、管壁壁厚的計算3三、l245管線鋼的結構及材質分析43.1產品結構及材質分析43.1.1、產品結構（詳見工藝草圖）43.1.2、材質性質分析4四、l245管線鋼的成型設計5五、焊接方法與設備的選擇65.1、焊接方法的選擇65.2焊接設備的選擇6六、焊接材料及焊接規(guī)范（詳見焊接工藝卡）76.1 焊接材料的選擇76.1.1焊絲的選擇76.1.2焊條直徑規(guī)范76.1.3焊接電流的選擇86.1.4焊接電壓的選擇86.1.5焊接速度的選擇86.1.6焊縫坡口的設計8七、焊前準備及輔助設備97.1、焊前準備97.1.1坡口的制備97.1.2焊材的準備97.2焊接輔助設備9八、熱處

2、理分析及工藝分析59九、焊接檢驗109.1 焊接檢驗主要方面109.1.1 焊前109.1.2 施焊過程中119.1.3 焊后11十、心得體會11參考文獻：12附表一 焊接工藝卡13關于壓力管道焊接工藝課程設計說明書題目：壓力管道焊接工藝設計任務：1、 分析l245管線鋼鋼管在石油天然氣運輸中的運用。2、 根據工作壓力為4mpa，工作溫度為-1080計算管道壁厚。3、 選擇焊接方法以及工藝分析（單件生產，批量生產），設備、選定焊材，確定焊接規(guī)范等。4、 焊前準備、焊后熱處理以及焊接輔助設備等。5、 寫出自己在課程設計過程中的心得體會。一、前言管道運輸是油、氣運輸的最主要的方式，也是油、氣集輸和

3、儲運工程中的重要組成部分。管道作為油氣收集的主要載體出現(xiàn)在礦場油氣集輸及處理，油氣的長距離運輸，各轉運樞紐的儲存和裝卸，終點分配油庫的營銷，煉油廠和石化廠的油氣集輸和儲運的各個環(huán)節(jié)中。管道運輸由于具有緩和交通、安全性好、降低噪音和空氣安全、能耗低，不受天氣條件影響等優(yōu)點，因而具有廣泛的發(fā)展空間。除輸送液體和氣體外，管道也開始被用于長距離輸送一些固體物質，如水煤漿等。運輸管道承受著所運輸介質的壓力和溫度的作用，同時還遭受所通過地帶各種自然環(huán)境和人為因素的影響，加之最近幾十年輸油氣管道朝著大口徑，高壓力方向發(fā)展。由于壓力管道的操作條件、應用環(huán)境、應用時間、應用空間、制造和施工環(huán)節(jié)等方面的多樣性，決

4、定了管道研究的復雜性。它不僅涉及到金屬材料科學、金屬腐蝕學、理論力學、材料力學。機械振動學、流體力學等基礎學科，還涉及到了石油加工工藝學等工程學科。對鋼材的強度、韌性、以及可焊性提出了相當高的要求，在使用過程中可能發(fā)生各種破漏或斷裂事故。管道事故不僅因漏影響運輸造成金濟損失，而且還會污染環(huán)境。為確保管道的安全運行和預防管道事故產生應從設計、施工和操作三方面這首，其中設計中的合理選擇材料和焊接工藝是相當重要的。二、管壁壁厚的計算材質：l245、工作壓力為4mpa、工作溫度：-1080根據石油天然氣輸送管道直焊縫焊管（gb/t9711.11997）公稱外徑壁厚理論質量試驗壓力/mpamm管體公差/

5、mm允許公差kg/ml210l245l290l230355.6-0.755.214.648.333.847.88.66.455.114.55.38.99.87.161.0255.99.810.97.967.745.66.510.912.1可以得到該管道的外徑d1為355.6mm，壁厚為5.2mm 內徑為342.2mm鋼管壁厚校核：對壓力管道來說，大多數都屬于薄壁管子，故當s d/6 或p/t0.385時，受內壓直管理論壁厚計算公式可按下式計算:pds=+c1+c22t+p式中p設計壓力，4mpa；d管子外徑，355.6 mm；s 管子的理論計算壁厚，mm；t設計溫度下材料的許用應力， 158m

6、pa; 焊縫系數。對螺旋雙面焊縫鋼管，=0.85；c1腐蝕余量，3.2 mm；c2管子壁厚負偏差。-1.mm計算得到4355.6s=+3.2-121580.85+4可以得到s=6.7mm三、l245管線鋼的結構及材質分析3.1產品結構及材質分析3.1.1、產品結構（詳見工藝草圖） 外徑d1為355.6mm，壁厚為6.7mm 內徑為341.2mm的l245管線鋼。產品為直焊縫。3.1.2、材質性質分析（1）、化學性能分析鋼的化學成分( 質量分數) %1鋼號csimnpsl2450.130.240.760.0220.014 （2）、材質的力學性能分析x70 ,l245 鋼的力學性能2鋼號s/mpa

7、b/mpa5/ %沖擊吸收功( - 20 )/ jl2453804852256（3）、焊接性的分析 l245 是一種優(yōu)質非合金鋼, gb/ t9711. 2 標準規(guī)定的碳當量為0142 ,實際碳當量為0123 ,供貨的狀態(tài)是正火,組織為鐵素體加珠光體,無脆硬傾向,焊接性較好。該次工藝評定的壁厚范圍為11 mm ,厚度不大,考慮施工方便及經濟性,一般對于單純l245 - l245 的焊接接頭焊前無預熱要求。綜合考慮這種鋼的焊接冷裂紋敏感性,為了保證良好的焊接接頭質量,避免焊接冷裂紋的產生,確定預熱溫度為100 ,層間溫度為100150 .四、l245管線鋼的成型設計待添加的隱藏文字內容1螺旋埋弧

8、焊管的整過生產過程可以分為成型和精整兩個階段。從帶鋼開卷到火焰切割機前的各個工序為成型階段。成型階段的主要工序有開卷切頭焊頭切邊、清理邊緣成型螺旋縫內、外焊接定尺切割。在成型階段帶鋼成型焊接后制成鋼管胚。競爭階段的主要工序有平管端、水壓試驗、管端靠坡口、噴砂清理、內外涂層等，經過精整階段，得到合格的螺旋焊縫埋弧焊鋼管成品。下面是現(xiàn)代化生產流程圖。 在螺旋焊縫埋弧鋼管的整個過程中有多個質量監(jiān)測點，這些質量監(jiān)測點以及檢測標準的要求構成了螺旋縫埋弧鋼管質量保證體系。五、焊接方法與設備的選擇5.1、焊接方法的選擇焊接有內外焊縫兩部分組成，分別內焊和外悍兩個埋弧機組成。先焊接內焊縫，后焊接外焊縫。焊接的

9、位置，內焊在下部，外焊在上部，兩者相差約為半個螺距。焊接時，焊接機頭位置固定，即內、外焊接位置不變，而成型螺旋鋼管隨著成型過程1旋轉并直線移動。由于鋼管的成型和防止液化金屬的流溢，具體位置將根據生產時的帶鋼送進速度，也就是焊接速度確定，保證熔化金屬結晶時基本位置處于水平位置。此外，通過調整內位焊絲傾角，保證獲得理想的內外焊焊接成型系數。猶豫埋弧焊的熔深比較大大，在成型機組可成型的帶鋼厚度下，多數的螺旋埋弧焊鋼管（一般壁厚小于9mm）采用的是不開破口的無間隙對焊。螺旋埋弧焊鋼管采在不開破口的無間隙對焊時，必須注意將內焊（一次焊）的熔深控制在板厚的58%-62%范圍，焊縫的寬度控制在板厚的11.1

10、倍左右。因為，仔仔大量試驗后得知熔深和焊縫寬度在這個范圍內，焊瘤、氣孔、和其他缺陷的發(fā)生率最少的。外悍的熔深應在板厚的70%左右，以確保焊透。焊接位置示意圖見工藝圖。5.2焊接設備的選擇根據板厚為5.2mm，確定焊接電流為550600a，電壓為3335v，選擇焊機型號為mz2-1500焊機，3其參數如下表： 的參數項目送絲方式焊機結構特點焊接電流焊絲直徑送絲速度焊接速度焊接電流種類基本參數等速送絲懸掛式自動機頭40015001.6247.537522.5187直流或交流六、焊接材料及焊接規(guī)范（詳見焊接工藝卡）6.1 焊接材料的選擇6.1.1焊絲的選擇為保證焊接接頭的強韌性,采用h08mnnim

11、oa型焊絲4，采用sj101燒結焊劑。其中焊絲以及焊劑的化學成分如下表：h08mnnimoa型焊絲的化學成分型號cmncrmonisph08mnnimoa0.101.20-1.600.200.30-0.500.300.030.30 sj101堿性燒結焊劑的化學成分（%）型號sio2+tio2cao+mgoal2o3+mnocaf2spsj10115223035152020250.0160.036.1.2焊條直徑規(guī)范 板厚為2-8mm，焊接位置為平焊，熔滴過渡形式為短路過度，內焊絲都采用直徑為3mm的焊絲，外焊縫采用4mm的焊絲。此處如果選擇焊絲直徑為3mm，電流相同時，隨著焊絲直徑的減少，熔深

12、要增加。6.1.3焊接電流的選擇 焊接電流的作用是溶化焊絲和工件，同時也是決定熔深的決定因素。焊接電流隨著焊絲直徑和過渡形式的不同而發(fā)生變化，內焊電流選擇范圍為500-700a，外焊絲埋弧自動焊的電流為800a。6.1.4焊接電壓的選擇 電弧電壓是焊接一個重要的參數。電弧電壓的大小決定著電弧的長短和熔滴過渡形式，它對焊縫的成型，飛濺、焊接缺陷以及力學性能有有很大的影響。 電弧電壓對焊接過程及金屬間的冶金反映起著比焊接電流更大的作用，且隨著焊接直徑的減小，電壓的影響程度不多增大。6.1.5焊接速度的選擇 焊接速度主要根據根據生產率和焊接質量。速度大，保護變差，同時是冷卻速度增加，使焊縫塑性降低，

13、切不利于焊縫成形，易形成咬邊缺陷。焊接速度過慢，熔敷金屬在電弧下堆積，電弧熱和電弧力受阻礙，焊道不均勻且焊縫粗大。在實際生產過程中一般不超過0.5m/min6.1.6焊縫坡口的設計坡口型式及參數不僅直接影響到焊接結構的生產成本,而且將直接影響到焊接質量。坡口角度的作用是使電弧能深入焊縫根部,滿足操作要求,保證焊縫 根部焊透。間隙的尺寸要合適,太小則不易焊透,太大則容易燒穿。鈍邊是保證第一層能焊透,同時又防止燒穿。本處的焊縫坡口設計為詳見工藝圖。七、焊前準備及輔助設備7.1、焊前準備7.1.1坡口的制備 多數的螺旋埋弧焊鋼管（一般壁厚小于9mm）采用的是不開破口的無間隙對焊。螺旋埋弧焊鋼管采在不

14、開破口的無間隙對焊時，必須注意將內焊（一次焊）的熔深控制在板厚的58%-62%范圍，焊縫的寬度控制在板厚的11.1倍左右。因為，仔仔大量試驗后得知熔深和焊縫寬度在這個范圍內，焊瘤、氣孔、和其他缺陷的發(fā)生率最少的。外悍的熔深應在板厚的70%左右，以確保焊透。7.1.2焊材的準備 焊絲在150烘干2小時，焊劑烘干消除水分，烘干時間與溫度由焊劑生產廠家規(guī)定。7.2焊接輔助設備 焊接夾具、工件變位設備、焊機變?yōu)樵O備、焊縫成形設備、焊劑回收輸送設備八、熱處理分析及工藝分析58.1 根據母材的化學成分、焊接性能、厚度、焊接接頭的拘束程度、容器使用條 件和有關標準綜合確定是否需要進行焊后熱處理。8.2.1調

15、質鋼焊后熱處理應低于調質處理時的回火溫度。8.2.2不同鋼相焊時,焊后熱處理規(guī)范應按焊后熱處理溫度要求較高的鋼號執(zhí)行, 但溫度不應超過兩者中任一鋼號的下臨界點ac1.8.2.3非受壓元件與受壓元件相焊時,應按受壓元件的焊后熱處理規(guī)范.8.2.4 采用電渣焊焊縫、焊后必須進行正火+回火的熱處理.8.3. 對有再熱裂紋傾向的鋼,在焊后熱處理時應注意防止產生再熱裂紋.8.4 奧氏體高合金鋼制壓力容器一般不進行焊后消除應力熱處理.8.5 焊后熱處理應在補焊后和壓力試驗前進行.8.6 應盡可能采取整體熱處理.當分段熱處理時,熱重疊部份長度至少為1500mm, 加熱區(qū)以外部份應采取措施,防止產生有害的溫度

16、梯度.8.7 補焊和筒體環(huán)縫采取局部熱處理時,焊縫每側加熱帶寬度不得小于容器厚的2倍;接管與容器相焊整圈焊縫熱處理時,加熱帶寬度不得小于殼體厚度的6倍加熱區(qū)以外部位采取措施,防止產生有害的溫度梯度.8.8 焊后熱處理工藝8.8.1 焊件進爐時爐內溫度不得高于400.8.8.2 焊件升溫至400后,加熱區(qū)升溫速不得超過5000/h(-厚度, mm),且不得超過200/h,最小可為50/h.8.8.3 焊件升溫期間,加熱區(qū)內任意長度為5000mm內的溫差不得大于1208.8.4 焊件保溫期間,加熱區(qū)最高與最低溫度之差不宜大于65.8.8.5 升溫和保溫期間應控制加熱區(qū)氣體,防止焊件表面過度氧化.8

17、.8.6 焊件出爐時,爐溫不得高于400,加熱區(qū)降溫速度不得超過6500/h,且不得超過260/h.最小可為50/h.8.8.7 焊件出爐時,爐溫不得高于400,出爐后應在靜止的空氣中冷卻.九、焊接檢驗9.1 焊接檢驗主要方面9.1.1 焊前（1）焊接材料的選擇（2）焊接設備、儀表、工藝裝備;（3）焊接坡口、接頭裝置及清理;（4）焊工資格;（5）焊接工藝文件.9.1.2 施焊過程中（1）焊接規(guī)范參數;（2）執(zhí)行焊接工藝情況;（3）執(zhí)行技術標準情況;（4）執(zhí)行圖樣規(guī)定情況.9.1.3 焊后（1）實際施焊記錄;（2）焊縫外觀及尺寸;（3）后熱、焊后熱處理;（4）產品焊接試板、焊接工藝紀律檢查試板;

18、（5）無損檢驗;（6）致密性試驗.十、心得體會在這為期兩周時間的課程設即將結束了，由于剛剛在家度過春節(jié)剛剛回到學校，在前一段時間中遲遲不能進入狀態(tài)，在老師的督促下，經過自己的調整，慢慢進入了狀，開始認真分析課程設計的任務，查閱相關的資料，明壓力容器焊接技術、石油儲運設備及焊接以及在中國知網上查閱了大量的關于壓力管道焊接的文獻。 在這些文獻中了解到當前石油天然氣運輸管道的相關知識?；敬_定本次課程設計的方向定在螺旋焊縫埋弧焊鋼在接下的時間里根據自己的思路，完成了這篇關于壓力管道焊接工藝課程設計說明書。在這過程中獲得了一下幾方面的啟發(fā)。 第一自己的動手能力有待提高。對于一名即將走向社會的大四學生，

19、我們應該具備很強的動手能力，但是在這次課程設計的過程中充分感受到了自己動手能力的欠缺，很多東西心中很明白，但是當自己用文字或者圖片表現(xiàn)出來的時候，往往相差就十分巨大，只為以后的工作中的敲響了警鐘，希望在接下來的時間里能夠提高自己的動手能力，為以后的工作打下堅實的基礎。 第二專業(yè)基礎知識的欠缺。作為一名焊接專業(yè)的學生應該對機械，材料以及焊接專業(yè)知識具備相當高的水準，但是在這次課程設計過程中反映出來，自己對材料的性能，機械設計，繪圖以及工藝流程都十分的不熟悉，在設計的工程中只有通過不斷的學習相關知識，才能較好的完成課程設計。 第三明確了自學能力的重要性?！皶接新非跒閺?，學海無涯苦作舟?！敝R是無窮無盡的，只有我們掌握了好的學習知識的方法，在以后的工作中才能獲取新的知識，不斷來充實自己。所以培養(yǎng)一種良好的自學習慣以及學習方法是走向成功的基石。 第四良好的團隊合作精神是取得成功的保障。在這次課程設計中我們分為小組，一個小組的成員為了完成這個項目，我們必須相互分工合作，集思廣益，融合大家的思想，提出一些具有建設意義的意見和建議。這樣有利于創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，也為以后工作為快速融入新的團隊打下基礎。 最后，本次課程設計即將結束，也完成了自己擬定的目標和