焊接結(jié)構(gòu)學(xué)課程設(shè)計(jì)不銹鋼壓力容器

液氬儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)說明書PAGE5PAGE36液氬儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)說明書學(xué)院：山西大同大學(xué)工學(xué)院專業(yè)：材料成型及控制工程班級(jí)：11材料一班姓名：王佳楠指導(dǎo)教師：魏雷目錄TOC\o"1-3"\h\u902緒論 47456第一章設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇 5168701.1設(shè)計(jì)題目 5255411.2設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 5242561.3設(shè)計(jì)壓力 5226471.4設(shè)計(jì)溫度 5179341.5主要元件材料的選擇 523814第二章設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6268992.1圓筒厚度的設(shè)計(jì) 6167662.2封頭厚度的設(shè)計(jì) 6133722.3筒體和封頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6212392.4鞍座選型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 743712.5接管、法蘭的選擇 82.6容器保冷層設(shè)計(jì) 1119012第三章開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì) 12155663.1補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法判別 12247793.2有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 12164393.3有效補(bǔ)強(qiáng)面積 12177233.4補(bǔ)強(qiáng)面積 13第四章強(qiáng)度計(jì)算 134.1水壓試驗(yàn)應(yīng)力校核 134.2圓筒軸向彎矩計(jì)算 134.3圓筒軸向應(yīng)力計(jì)算并校核 154.4切向剪應(yīng)力的計(jì)算及校核 164.5圓筒周向應(yīng)力的計(jì)算和校核 184.6鞍座應(yīng)力計(jì)算并校核 1931750第五章液氬儲(chǔ)罐的焊接 22140955.1坡口加工 2253515.2焊接順序 2217815.3筒體縱焊縫 2294035.4筒體環(huán)焊縫 23275335.5接管與筒體焊接 237265.6人口及補(bǔ)償圈焊接 23218035.7接管與法蘭處焊接（排空口、液位計(jì)、溫度計(jì)、壓力表） 24172305.8接管與法蘭焊接處（進(jìn)料口、出料口、排污口、安全閥） 24198585.9鞍座底板與肋板和腹板的焊接 24181795.10焊縫坡口尺寸 2511488第六章備料加工工藝 28262826.1原材料的儲(chǔ)備 2844426.2板材的預(yù)處理 286.3下料、邊緣加工及夾具的選擇 28313786.4裝配的焊接次序 29283546.5焊后熱處理 3032659第七章焊縫的無損檢驗(yàn)與耐壓氣密性檢驗(yàn) 3020015參考文獻(xiàn) 31緒論隨著我國(guó)化學(xué)工業(yè)的蓬勃發(fā)展，各地建立了大量的液化氣儲(chǔ)配站。對(duì)于儲(chǔ)存量小于500或單罐容積小于150時(shí)。一般選用臥式圓筒形儲(chǔ)罐。液化氣儲(chǔ)罐是儲(chǔ)存易燃易爆介質(zhì)．直接關(guān)系到人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要設(shè)備。因此屬于設(shè)計(jì)、制造要求高、檢驗(yàn)要求嚴(yán)的三類壓力容器。本次設(shè)計(jì)的為100液化石油氣儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)即為此種情況。工業(yè)生產(chǎn)中具有特定的工藝功能并承受一定壓力的設(shè)備，稱壓力容器。設(shè)計(jì)溫度為-20℃以下的壓力容器被稱為低溫壓力容器，對(duì)于低溫壓力容器首先要選用合適的材料，材料在使用溫度下應(yīng)具有良好的韌性。經(jīng)細(xì)化晶粒處理的低合金鋼可用到-45℃，2.5％鎳鋼可用到-60℃，3.5％鎳鋼可用到-104℃,9％鎳鋼可用到-196℃。低于-196℃時(shí)可選用奧氏體不銹鋼等。因此鑒于本次課題低溫液氬儲(chǔ)罐為單層絕熱儲(chǔ)罐。內(nèi)膽材質(zhì)采用奧氏體不銹鋼（0Cr18Ni10Ti），外層保冷材料為泡沫玻璃。同時(shí)采用了雙組分快速固化液體涂料。由筒體、封頭、法蘭和密封元件、開孔和接管、支座、絕熱保冷層六大部組成。筒體是圓筒形壓力容器的主要承壓元件，它構(gòu)成了完成化學(xué)反應(yīng)或儲(chǔ)存物所需的最大空間。筒體一般是由鋼板卷制或壓制成型后組裝焊接而成。當(dāng)筒體直徑較小是，可采用無縫鋼管制作。對(duì)于即軸向尺寸較大的筒體，采用環(huán)焊縫將幾個(gè)筒節(jié)拼焊制成。根據(jù)筒體的承載要求和鋼板厚度，其縱焊縫和環(huán)向焊縫可采用開坡口或不坡口的對(duì)接接頭。對(duì)于承受高壓的厚壁容器筒體，除了采用單層厚鋼板制作外，也可以采用層板包扎、熱套、繞帶或繞板等工藝制作多層筒體結(jié)構(gòu)。封頭即是容器的端蓋。根據(jù)形狀的不同，分為球形封頭、橢圓形封頭、蝶形封頭和平板封頭等結(jié)構(gòu)形式。為了避免在低溫壓力容器上產(chǎn)生過高的局部應(yīng)力，在設(shè)計(jì)容器時(shí)應(yīng)避免有過高的應(yīng)力集中和附加應(yīng)力；在制造容器時(shí)嚴(yán)格檢驗(yàn)，以防止容器中存在危險(xiǎn)的缺陷。對(duì)于因焊接而引起的過大殘余應(yīng)力，在焊后應(yīng)進(jìn)行消除焊接殘余應(yīng)力處理。為保證壓力容器的安全使用，在制造嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，對(duì)壓力容器的原材料和加工制造過程進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)，因此，對(duì)投入運(yùn)行的壓力容器也需要進(jìn)行定期檢驗(yàn)。壓力容器的檢驗(yàn)內(nèi)容主要有：對(duì)材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能的常規(guī)理化檢驗(yàn)；對(duì)焊接接頭的各種性能檢驗(yàn)；對(duì)壓力容器各部分存在的各類缺陷的無損檢測(cè)；用高于操作壓力的液體對(duì)容器進(jìn)行耐壓試驗(yàn)等。質(zhì)量檢驗(yàn)在壓力容器制造過程中占重要的地位。在有些反應(yīng)堆壓力容器的生產(chǎn)周期中，有一半的時(shí)間都是用于質(zhì)量檢驗(yàn)。第一章設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇1.1設(shè)計(jì)題目液氬儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(12m3)1.2設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)如下表1：表1：設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)序號(hào)項(xiàng)目數(shù)值單位備注1名稱液氬儲(chǔ)罐（6m3）2最大工作壓力1.2MPa3工作溫度20℃4公稱直徑1600mm5容積66單位容積充裝量0.42t/7裝量系數(shù)0.98其他要求100%無損檢測(cè)1.3設(shè)計(jì)壓力設(shè)計(jì)壓力取最大工作壓力的1.1倍，即Pc=1.1×1.2=1.321.4設(shè)計(jì)溫度設(shè)計(jì)溫度為室溫，即20℃。1.5主要元件材料的選擇1.筒體材料的選擇：根據(jù)GB150-1998表4-1，選用筒體材料為不銹鋼1Cr18Ni9Ti（鋼材標(biāo)準(zhǔn)為GB13296）。2.鞍座材料的選擇：根據(jù)JB/T4731,鞍座選用材料為1Cr18Ni9Ti，其許用應(yīng)力。3.地腳螺栓的材料選擇：由于工作溫度為超低溫，地腳螺栓選用1Cr18Ni8Ti，其許用應(yīng)力。第二章設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1圓筒厚度的設(shè)計(jì)該容器需100%探傷，所以取其焊接系數(shù)為。圓筒的厚度在6~16mm范圍內(nèi)，查GB150-1998中表4-1，可得：溫度在20℃下，許用應(yīng)力利用中徑公式，計(jì)算厚度：δ=PDi∕（2Φ[σ]t-Pc）=7.74mm查標(biāo)準(zhǔn)HG20580-1998《鋼制化工容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)規(guī)定》表7-1知，鋼板厚度負(fù)偏差0.8mm。查標(biāo)準(zhǔn)HG20580-1998《鋼制化工容器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)規(guī)定》表7-5知,不銹鋼在無特殊腐蝕情況下，腐蝕裕量取0。本例取=0。則筒體的設(shè)計(jì)厚度δn=δ+C1+C2=7.74+0.8+0=8.54圓整后，取名義厚度δn=9。筒體的有效厚度δE=δn-C1-C2=82.2封頭厚度的設(shè)計(jì)查標(biāo)準(zhǔn)JB/T4746-2002《鋼制壓力容器用封頭》中表1，得公稱直徑。選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭,型號(hào)代號(hào)為EHA，則，根據(jù)GB150-1998中橢圓形封頭計(jì)算中式7-1計(jì)算：δ=PDi∕（2Φ[σ]t-Pc）=7.74mm同上，取，。圓整后，取名義厚度δn=9。封頭型記做EHA1600×12-1Cr18Ni9TiJB/T4746-2002。2.3筒體和封頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.封頭的結(jié)構(gòu)尺寸（封頭結(jié)構(gòu)如下圖1）由，得。查標(biāo)準(zhǔn)JB/T4746-2002《鋼制壓力容器用封頭》中表B.1EHA橢圓形封頭內(nèi)表面積、容積，如下表2：表2：EHA橢圓形封頭內(nèi)表面積、容積公稱直徑DN/mm總深度H/mm內(nèi)表面積A/容積/16004252.90070.58642.筒體的長(zhǎng)度計(jì)算由封頭長(zhǎng)短軸之比為2，即QUOTE，得QUOTE查標(biāo)準(zhǔn)[4]中表B.1EHA和B.2EHA表橢圓形封頭內(nèi)表面積、容積，質(zhì)量，見表3-1和圖3-1。取裝料系數(shù)為0.9，則即QUOTE算得L0=2.74圓整后取為QUOTEL0=2.8筒體分為兩段，每段長(zhǎng)度為1.4米，筒體為兩瓣組焊而成。2.4鞍座選型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.鞍座選型該臥式容器采用雙鞍式支座，初步選用輕型鞍座，材料選用Q235-B。估算鞍座的負(fù)荷：儲(chǔ)罐總質(zhì)量（3-3）—筒體質(zhì)量：m1=πDL0δρ=3.14×1.6×2.8×0.009×7.9×103=1000kg—單個(gè)封頭的質(zhì)量，—充液質(zhì)量：，水壓試驗(yàn)充滿水，故取介質(zhì)密度為，V=6.67則m3=6670kg—附件質(zhì)量：人孔質(zhì)量為，其他接管總和為200kg，即綜上所述，m=m1+2m2+m3+m4=1000+2×133.4+6670+353=8289.8則每個(gè)鞍座承受的質(zhì)量為4144.9kg，重量為41.5KN查JB4712.1-2007[9]表1，優(yōu)先選擇輕型支座。查[9]中表2，得出鞍座尺寸如表3-6：表3-6鞍座尺寸表公稱直徑DN1600腹板8墊板390允許載荷QkN275筋板2258鞍座高度h250170e70底板1120240螺栓間距4402008鞍座質(zhì)量Kg11612墊板弧長(zhǎng)1870增加100mm增加的高度Kg122.鞍座位置的確定因?yàn)楫?dāng)外伸長(zhǎng)度A=0.207L時(shí)，雙支座跨距中間截面的最大彎矩和支座截面處的彎矩絕對(duì)值相等，從而使上述兩截面上保持等強(qiáng)度，考慮到支座截面處除彎矩以外的其他載荷，面且支座截面處應(yīng)力較為復(fù)雜，故常取支座處圓筒的彎矩略小于跨距中間圓筒的彎矩，鞍座中心與封頭切線的距離A滿足（L為兩封頭切線間的距離），最后使（為圓筒的平均半徑）。鞍座的安裝位置如圖3所示：故，取。2.5接管、法蘭的選擇液氬儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置出液口，進(jìn)液口，人孔，液位計(jì)口，排空口，安全閥，溫度計(jì)，壓力表。1.小直徑接管和法蘭查HG/T20592-2009《鋼制管法蘭》中表8.23-1PN10帶頸對(duì)焊鋼制管法蘭，選取各管口公稱直徑，查得各法蘭的尺寸。查HG/T20592-2009《鋼制管法蘭》中附錄D中表D-3,得各法蘭的質(zhì)量。查HG/T20592-2009《鋼制管法蘭》中表3.2.2，法蘭的密封面均采用MFM（凹凸面密封）。整體鋼制法蘭尺寸表mm人孔法蘭設(shè)計(jì)mmDN400B150H1230dw×s426×10L200H2107D580b32d24D1525b127A320b2323.法蘭標(biāo)記法蘭標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)記包括法蘭名稱及代號(hào)、密封面形式代號(hào)、公稱直徑、公稱壓力、法蘭厚度、法蘭總高度、標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)。當(dāng)法蘭厚度、法蘭高度采用標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)在標(biāo)記中可省略。例如，公稱壓力1.6MPa、公稱直徑80mm的帶頸對(duì)焊法蘭，法蘭材料1Cr18Ni10Ti，其標(biāo)記為：法蘭C-T80-1.60HG20575-97。2.6容器保冷層設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)溫度，選擇可以在-190℃條件下正常使用的材料——泡沫玻璃板。

泡沫玻璃板具體參數(shù)如下：使用溫度-191℃，容積密度150kg/m3，平均溫度-86℃，熱導(dǎo)率0.0515，抗壓強(qiáng)度0.5MPa，吸水率0.15%。優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械強(qiáng)度好，用于較寬的溫度范圍，吸水性差，透濕率低，防水抗堿抗酸。不易腐蝕，不易燃，是比較理想的保冷材料，特別市對(duì)于火災(zāi)危險(xiǎn)性較大的化工廠選用此種材料更為好。缺點(diǎn)：在溫度突然變化時(shí)易碎，價(jià)格高，需要安排膨脹節(jié)、伸縮節(jié)。厚度計(jì)算：按照GB

50264-97《工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)范，保冷厚度應(yīng)采用最大允許冷損失量進(jìn)行計(jì)算。并用經(jīng)濟(jì)厚度調(diào)整。圓形容器保冷厚度計(jì)算公式：d0——絕熱層內(nèi)壁直徑，1624mm

d1——絕熱層外壁直徑，待定

——絕熱層表面放熱系數(shù)，允許最大冷損失量的厚度計(jì)算中取8.141[W/(㎡·℃)]

Q——絕熱層外殼單位面積的最大允許冷損失量

當(dāng)時(shí)，

T0——介質(zhì)溫度，-191℃

Ta——絕熱層外環(huán)境溫度，取常溫20℃故求得d1=2132mm，保溫層厚度δ=254mm。第三章開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)根據(jù)GB150中8.3，當(dāng)設(shè)計(jì)壓力小于或等于2.5MPa時(shí)，在殼體上開孔，兩相鄰開孔中心的間距大于兩孔直徑之和的兩倍，且接管公稱外徑不大于89mm時(shí)，接管厚度滿足要求，不另行補(bǔ)強(qiáng)，故該儲(chǔ)罐中只有DN=500mm的人孔需要補(bǔ)強(qiáng)。3.1補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法判別按HG/T21518-2005,選用回轉(zhuǎn)蓋帶頸對(duì)焊法蘭人孔。開孔直徑。，故可以采用等面積法進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。接管材料選用與筒體材料相同的0Cr18Ni10Ti不銹鋼，其許用應(yīng)力。根據(jù)GB150-1998中式8-1，。殼體開孔處的計(jì)算厚度，接管的有效厚度，強(qiáng)度削弱系數(shù)。所以開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積3.2有效補(bǔ)強(qiáng)范圍1.有效寬度B的確定按GB150中式8-7，得，，。2.有效高度的確定(1）外側(cè)有效高度的確定根據(jù)GB150中式8-8，得：，，。(2）內(nèi)側(cè)有效高度的確定根據(jù)GB150-1998中式8-9，得：，，3.3有效補(bǔ)強(qiáng)面積1.筒體多余面積2.接管的多余面積接管計(jì)算厚度：3.焊縫金屬截面積焊角取10.0mm，3.4補(bǔ)強(qiáng)面積，因?yàn)?，所以開孔需另行補(bǔ)強(qiáng)。所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積：。補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)：根據(jù)DN500取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑D=840mm。因?yàn)锽>D，所以在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍。選擇C型坡口，補(bǔ)強(qiáng)圈內(nèi)徑，取。補(bǔ)強(qiáng)圈厚度：，圓整取名義厚度。第四章強(qiáng)度計(jì)算4.1、水壓試驗(yàn)應(yīng)力校核試驗(yàn)壓力圓筒的薄膜應(yīng)力=0.9*1*550=495MPa即，所以水壓試驗(yàn)合格。圓筒軸向彎矩計(jì)算圓筒的平均半徑鞍座反力4.2.1圓筒中間截面上的軸向彎矩根據(jù)JB/T4731-2005中式7-2，得：4.2.2鞍座平面上的軸向彎矩根據(jù)JB/T4731-2005中式7-3，得：4.3、圓筒軸向應(yīng)力計(jì)算并校核根據(jù)JB/T4731-2005中式7-4~式7-7計(jì)算4.3.1圓筒中間截面上由壓力及軸向彎矩引起的軸向應(yīng)力最高點(diǎn)處：最低點(diǎn)處：4.3.2由壓力及軸向彎矩引起的軸向應(yīng)力計(jì)算并校核鞍座平面上，由壓力及軸向彎矩引起的軸向應(yīng)力，按下式計(jì)算：a).當(dāng)圓筒在鞍座平面上或靠近鞍座處有加強(qiáng)圈或被封頭加強(qiáng)（即）時(shí)，軸向應(yīng)力位于橫截面最高點(diǎn)處.取鞍座包角，查表7-1（JB/T4731-2005）得，.則b).在橫截面最低點(diǎn)處的軸向應(yīng)力：4.3.3.圓筒軸向應(yīng)力校核查《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》中圖4-8得，,則滿足條件4.4、切向剪應(yīng)力的計(jì)算及校核4.4.1圓筒切向剪應(yīng)力的計(jì)算根據(jù)JB/T4731-2005中式7-9計(jì)算查JB/T4731-2005中表7-2，得：4.4.2圓筒被封頭加強(qiáng)（）時(shí)，其最大剪應(yīng)力根據(jù)JB/T4731-2005中式7-10，計(jì)算得：4.4.3切向剪應(yīng)力的校核圓筒的切向剪應(yīng)力不應(yīng)超過設(shè)計(jì)溫度下材料許用應(yīng)力的0.8倍，即封頭的切向剪應(yīng)力，應(yīng)滿足而即故圓筒滿足強(qiáng)度要求。即故封頭滿足強(qiáng)度要求。4.5、圓筒周向應(yīng)力的計(jì)算和校核所以鞍座墊片作為加強(qiáng)用的鞍座。4.5.1在橫截面的最低點(diǎn)處其中k=0.1(容器焊在支座上)查,表7-3知，,,,4.5.2在鞍座邊角處查,表7-3知，4.5.3鞍座墊板邊緣處圓筒中的周向應(yīng)力當(dāng)4.5.4周向應(yīng)力校核根據(jù)JB/T4731-2005中7.3.4.3進(jìn)行校核由于所以故均滿足強(qiáng)度要求4.6、鞍座應(yīng)力計(jì)算并校核4.6.1腹板水平分力及強(qiáng)度校核鞍座包角，查表中表7-5相應(yīng)則當(dāng)墊板起加強(qiáng)作用時(shí)：其中，，，則查JB/T4731-2005中表5-1，得：滿足要求即其強(qiáng)度合格。4.6.2鞍座壓縮應(yīng)力及強(qiáng)度校核查表7-6，因大同地震發(fā)生幾率小，取則鋼底板對(duì)水泥基礎(chǔ)顯然所以壓力按下式計(jì)算：筋板面積腹板面積形心腹板與筋板組合截面斷面系數(shù)：代入公式由溫度變化引起圓筒體伸縮時(shí)產(chǎn)生的支座腹板與筋板組合截面的壓應(yīng)力為根據(jù)JB/T4731-2005中式7-32進(jìn)行校核滿足式和式，即滿足強(qiáng)速要求。第五章液氬儲(chǔ)罐的焊接5.1坡口加工焊接接頭坡口形狀和幾何尺寸的設(shè)計(jì)，應(yīng)遵循以下原則：（1）保證焊接質(zhì)量（2）坡口加工簡(jiǎn)易（3）便于焊接加工（4）節(jié)省焊接材料5.2焊接順序焊接順序：?jiǎn)蝹€(gè)筒節(jié)的焊接——筒節(jié)間的對(duì)接——筒體與封頭的對(duì)接——接管、支座等相關(guān)構(gòu)件的焊接。5.3筒體縱焊縫筒體的厚度為σ=9mm筒體的縱焊縫的焊接采用I形坡口的接頭設(shè)計(jì)。留有一定間隙且背面采用某種形式的襯墊。采用埋弧焊，焊絲型號(hào)為H0Cr21Ni10焊劑對(duì)應(yīng)牌號(hào)HJ260焊劑——銅墊單面焊雙面成形的埋弧焊工藝參數(shù)鋼板厚度/mm裝配間隙/mm焊絲直徑/mm焊接電流/A電弧電壓/V焊接速度/m.h-193~44720~78036~3827.55.4筒體環(huán)焊縫壓力容器筒體環(huán)焊縫坡口形式，取決于其壁厚及所選用的焊接工藝方法。對(duì)于薄壁容器，殼體環(huán)焊縫多采用V形坡口；對(duì)于厚壁殼體環(huán)焊縫，為減少焊縫橫截面，通常采用U形坡口。對(duì)于此次設(shè)計(jì)的容器，屬于薄壁形，其環(huán)焊縫包括筒節(jié)對(duì)接焊縫和筒體與封頭的對(duì)接焊縫，都采用相同的坡口形式。即采用V形坡口。采用焊條電弧焊，焊條型號(hào)為E347-16板厚/mm焊腳L/mm焊接位置焊接層數(shù)坡口尺寸焊接電流/A焊接速度/mm*min-1焊條直徑/mm備注間隙c/mm鈍邊f(xié)/mm92立焊20～20～380～10040～803.25.5接管與筒體焊接采用焊條電弧焊，焊條型號(hào)為E347-16板厚/mm焊腳L/mm焊接位置焊接層數(shù)坡口尺寸焊接電流/A焊接速度/mm.min-1焊條直徑/mm備注間隙c/mm鈍邊f(xié)/mm92立焊20～20～380～10040～803.25.6人口及補(bǔ)償圈焊接采用焊條電弧焊，焊條型號(hào)為E347-16板厚/mm焊腳L/mm焊接位置焊接層數(shù)坡口尺寸焊接電流/A焊接速度/mm.min-1焊條直徑/mm備注間隙c/mm鈍邊f(xié)/mm92立焊20～20～380～10040～803.25.7接管與法蘭處焊接（排空口、液位計(jì)、溫度計(jì)、壓力表）采用焊條電弧焊，焊條型號(hào)為E347-16焊縫空間位置焊件厚度（mm）第一層焊縫第二層焊縫封底焊縫焊條直徑（mm）焊接電流（mm）焊條直徑（mm）焊接電流（mm）焊條直徑（mm）焊接電流（mm）橫對(duì)接焊縫6.53.290~1203.290~1203.290~1205.8接管與法蘭焊接處（進(jìn)料口、出料口、排污口、安全閥）采用焊條電弧焊，焊條型號(hào)為E347-16焊縫空間位置焊件厚度（mm）第一層焊縫第二層焊縫封底焊縫焊條直徑（mm）焊接電流（mm）焊條直徑（mm）焊接電流（mm）焊條直徑（mm）焊接電流（mm）橫對(duì)接焊縫7.53.290~1204140~1604120~1605.9鞍座底板與肋板和腹板的焊接采用焊條電弧焊，焊條型號(hào)為E347-16板厚（mm）焊腳L(mm)焊焊接位置焊接層數(shù)間隙c（mm）鈍邊f(xié)（mm）焊接電流（A）焊接速度（mm.min-1）焊條直徑（mm）82全全位置221180~11040~803．25.10焊縫坡口尺寸第六章備料加工工藝6.1原材料的儲(chǔ)備根據(jù)壓力容器的結(jié)構(gòu)，購進(jìn)材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti的不銹鋼鋼板和焊接材料。入庫前對(duì)母材及焊接材料進(jìn)行化學(xué)成分和技術(shù)性能的檢驗(yàn)，檢驗(yàn)合格的原材料入庫，并對(duì)材料分類標(biāo)記、合理存放和保管，防止混雜、受潮、生銹、損傷。鋼板厚度：15mm數(shù)量：2鋼板尺寸:4396×18004396×15006.2板材的預(yù)處理6.2.1板材的矯正：鋼材的矯正主要有以下方法：機(jī)械矯正：利用各種矯正的機(jī)械設(shè)備對(duì)鋼材進(jìn)行矯正的方法，使鋼材的纖維發(fā)生變形，達(dá)到矯正的目的?；鹧娉C正：利用氣焊和氣割的焊，割炬或?qū)Ｓ玫幕鹧娉C正加熱槍，加熱被矯正鋼材或工件的變形部位。手工矯正：用錘擊鋼材的變形有關(guān)區(qū)域，使短纖維部分伸長(zhǎng)，從而進(jìn)行矯正。對(duì)于板厚為15mm的鋼板，由于厚度較大，采用火焰矯正，火焰矯正方法簡(jiǎn)單，靈活，快速，效率高，效果好，適用于單件及小批量結(jié)構(gòu)件的二次矯正。[1]中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì)編著.焊接手冊(cè)第2版第3卷.機(jī)械工業(yè)出版社.2001.P8796.2.2鋼材的表面清理：清理方法主要有兩類：機(jī)械法：包括噴砂和噴丸，手工風(fēng)砂輪或鋼絲刷，砂布打磨，刮光或拋光等。化學(xué)法：即用溶液進(jìn)行清理，此法效率高，質(zhì)量均勻而且穩(wěn)定，但成本高，對(duì)環(huán)境也造成污染。常用酸洗方法是將鋼板質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%~4%的硫酸槽內(nèi)一定時(shí)間后，取出后置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%~2%溫石灰液槽內(nèi)，經(jīng)石灰液中和鋼板上的酸，取出干燥，板上留有一層薄石灰粉，以防止金屬再氧化，在切割前和焊前可將其擦去。1Cr18Ni9Ti是不銹鋼，比較適合化學(xué)法進(jìn)行表面清理。6.2.3放樣，劃線與號(hào)料在制造金屬結(jié)構(gòu)之前，按照設(shè)計(jì)圖樣，在放樣平臺(tái)上用1：1的比例尺寸，劃出結(jié)構(gòu)的圖形和平面展開尺寸，并制作樣板，在根據(jù)樣板來劃線。6.3下料，邊緣加工以及夾具的選擇制造焊接結(jié)構(gòu)的金屬材料在劃線與號(hào)料的基礎(chǔ)上，進(jìn)行機(jī)械切割，熱切割下料。切割的邊緣，特別是裝配焊接邊緣，通常要進(jìn)行邊緣加工（破口加工）。6.3.1切割機(jī)選擇：機(jī)械切割包括使用剪床，圓盤剪床，沖床，聯(lián)合沖剪機(jī)和鋸床等。熱切割包括氣割，等離子弧切割，電弧切割和激光切割等。對(duì)于1Cr18Ni9Ti不銹鋼的切割，一般采用等離子弧切割下料，切口較窄，比較光潔，變形和熱影響區(qū)也較小。選擇OMNIMAT系列切割機(jī)下料，軌距2500mm，切割寬度1900mm，整機(jī)寬度3000mm.[1]中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì)編著.焊接手冊(cè)第2版第3卷.機(jī)械工業(yè)出版社.2001.P921表21-136.3.2卷板機(jī)選擇選擇對(duì)稱式三輥卷板機(jī)CDW11――（對(duì)稱上調(diào)式）16×2000A型，最大卷板寬度2000mm，最小卷板厚度16，電動(dòng)機(jī)功率15kw,外形尺寸長(zhǎng)×寬×高4.5×1.56×1.86.3.3坡口加工機(jī)選擇：坡口加工常用的方法有機(jī)械切削和熱切割兩類，機(jī)械切削加工坡口，常采用刨邊機(jī)，坡口加工機(jī)和銑床，刨床，車床等各種通用機(jī)床。在此選用型號(hào)為HP-10,技術(shù)數(shù)據(jù)為被加工鋼板的抗拉強(qiáng)度390～750MPa、坡口最大寬度12～7mm、工件最大厚度30mm、坡口角度調(diào)整范圍30°～45°、最小鈍邊高1mm、加工坡口速度2.6～3.4m/min。[1]中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì)編著.焊接手冊(cè)第2版第3卷.機(jī)械工業(yè)出版社.2001.P942表21-456.3.4焊接工裝夾具的選擇：焊接工裝夾具是將焊件準(zhǔn)確定位并夾緊，用于裝配和焊接的工藝裝備。選擇手動(dòng)加緊機(jī)構(gòu)中的手動(dòng)螺旋撐圓器，其主要作用是用于筒形工件的對(duì)接，矯正其不圓柱度，防止變形消除局部變形。[1]中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì)編著.焊接手冊(cè)第2版第3卷.機(jī)械工業(yè)出版社.2001.P948表21-486.3.5彎曲成形選擇對(duì)稱式三輥卷板機(jī)CDW11――（對(duì)稱上調(diào)式）16×2000A型，最大卷板寬度2000mm，最小卷板厚度16，電動(dòng)機(jī)功率15kw,外形尺寸長(zhǎng)×寬×高4.5×1.56×1.8[1]中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì)編著.焊接手冊(cè)第2版第3卷.機(jī)械工業(yè)出版社.2001.P934表21-326.4裝配的焊接次序選擇隨裝隨焊，立式儲(chǔ)氣罐的裝配是先將板材加工成5024X3000的圓筒，用定位焊給予定位。再將封頭與筒體進(jìn)行定位焊。筒體的縱向焊縫用手工電弧焊進(jìn)行焊接，封頭和筒體的焊縫用埋弧焊進(jìn)行焊接。筒體的裝配焊接：清理焊口，在焊劑墊上埋弧自動(dòng)焊接底板內(nèi)環(huán)縫，爾后焊外環(huán)縫；在縱向焊劑墊上埋弧自動(dòng)焊接罐筒內(nèi)縱縫，爾后焊外縱縫；裝配焊接大小筋板，氣切罐筒上各孔（如排油孔，空氣包處人孔等），并進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，裝配端板，手工焊接端板內(nèi)環(huán)縫，外部清根；埋弧自動(dòng)焊接兩條外環(huán)縫。焊成罐體將裝配焊接好且檢驗(yàn)合格的罐筒裝配焊接罐體托、排油閥和空氣包，以及內(nèi)外梯、走抬架，經(jīng)水壓試驗(yàn)，合格的罐體。6.5焊后熱處理焊后應(yīng)該對(duì)工件進(jìn)行熱處理，以減小在焊接過程中產(chǎn)生的局部應(yīng)力，很應(yīng)變，從而達(dá)到焊件抗壓以及各方面力學(xué)性能的提高。消除熱應(yīng)變的有效措施是焊后退火處理，經(jīng)600℃左右消除應(yīng)力，退火后，材料的韌性基本能恢復(fù)到原來水平。最后對(duì)焊道修光，按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收。第七章焊縫的無損檢驗(yàn)與耐壓氣密性檢驗(yàn)容器在制造和運(yùn)行過程中需要對(duì)殼板及焊縫進(jìn)行嚴(yán)格的無損檢測(cè)，這是確保容器質(zhì)量，防止事故發(fā)生的重要手段之一。容器的無損檢驗(yàn)包括對(duì)原材料﹑制造安裝﹑最終成品及運(yùn)行中檢驗(yàn)等。目前容器常用無損檢測(cè)方法有：射線探傷，超聲波探傷，磁粉探傷，液體滲透探傷，有條件的地方采用聲發(fā)射技術(shù)。對(duì)焊縫熱影響區(qū)和破口等區(qū)域的表面，一般還要進(jìn)行100%磁粉探傷或100%液體滲透探傷。我的在焊接過成中可能出現(xiàn)如下的缺陷：裂紋、氣孔、夾渣、未熔合、未容透等現(xiàn)象希望在用手弧焊加工時(shí)，給予重視。Ⅰ，Ⅱ類焊縫進(jìn)行射線照透檢測(cè)，檢測(cè)長(zhǎng)度為每條焊縫長(zhǎng)的20%，且不小于250mm，相交焊縫必須檢測(cè)，合格標(biāo)準(zhǔn)均按JB4730-94中三級(jí)。檢測(cè)方法：檢測(cè)對(duì)象鐵素體鋼焊縫內(nèi)部缺陷采用射線探傷、超聲波探傷表面缺陷采用磁粉探傷、滲透探傷射線探傷：有利于檢出夾渣、氣孔等體積形的缺陷超聲波探傷：有利于檢出裂紋類面積形缺陷磁粉探傷:可檢表面與近面缺陷滲透探傷：光潔與清潔工件表面形缺陷另外容器的壓力試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)是熱處理之后進(jìn)行，常采用水壓試驗(yàn)。設(shè)備制造完畢后應(yīng)在4MPa表進(jìn)行水壓實(shí)驗(yàn)10分鐘無滲漏，冒汗現(xiàn)象,檢查檢查容器是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，驗(yàn)證其是否能保證在沒計(jì)壓力下安全運(yùn)行所必須的承壓能力，同時(shí)也可以通過局部滲透現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)其潛在的局部缺陷。參考文獻(xiàn)方洪淵.焊接結(jié)構(gòu)學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.方書起.化工設(shè)備課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.唐爾鈞,詹長(zhǎng)福.化工設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1994.丁伯民,黃正林.化工容器[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2010.中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)焊接學(xué)會(huì)．焊接手冊(cè),第三卷,焊接結(jié)構(gòu)-3版[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.黃振仁,魏新利.過程裝備成套技術(shù)設(shè)計(jì)指南[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2002.國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.GB150-1998鋼制壓力容器[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社.1998.國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程[S].北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社.1999.國(guó)家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì).JB/T4736-2002補(bǔ)強(qiáng)圈[S].2002.焊接工藝卡1坡口型式V型焊接部位筒體縱向和環(huán)焊縫焊接以及筒體和封頭焊縫的焊接相焊件號(hào)工藝評(píng)定編號(hào)01焊接方法焊條電弧焊焊接位置水平固定焊工資格代號(hào)SMAW-Ⅲ-6G-10/114-F3JGTAW-Ⅲ-6G-3/60-02預(yù)熱溫度層間溫度后熱熱處理類別退火6000C工藝母材類組別號(hào)I鋼號(hào)1Cr18Ni9Ti規(guī)格δ=9mm與類組別號(hào)I鋼號(hào)1Cr18Ni9Ti規(guī)格δ=9mm相焊清根方法檢查焊材焊條：H0Cr21Ni10規(guī)格Ф4烘干350-4000C1小時(shí)，焊劑:HJ260鋼印標(biāo)記焊接記錄√焊接規(guī)范層次焊接方法焊材電源種類及極性焊接電流（A）電壓（V）焊接速度（cm/min）備注牌號(hào)規(guī)格2手弧焊H0Cr21Ni10φ4直流反接80~11036~388~15說明1、焊接遵照本工藝要求執(zhí)行。焊縫探傷按產(chǎn)品焊接工藝說明書要求執(zhí)行。2、焊縫及熱影響區(qū)表面不得有裂紋、氣孔、弧坑和肉眼可見夾渣等缺陷。3、焊縫咬邊深度不得大于0.5mm，連續(xù)咬肉長(zhǎng)度≯100mm，兩邊咬邊總長(zhǎng)不得大于該焊縫總長(zhǎng)10%（或不得有咬邊）。焊縫熔渣及飛濺物必須清理干凈。4、用打磨方法（或焊補(bǔ)打磨）消除焊縫缺陷時(shí)，修磨后的厚度不得小于母材厚度減鋼厚度負(fù)偏差。