石油液化氣儲(chǔ)氣罐焊焊接結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)

aaaa理工學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書課程名稱： 焊接結(jié)構(gòu)學(xué)設(shè)計(jì)課題：液化石油氣儲(chǔ)氣罐焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專業(yè)：材料成型及控制工程指導(dǎo)教師： 班級(jí)： 姓名：2013年06月16日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書機(jī)電工程系 材料成型及控制工程 專業(yè)學(xué)生姓名班級(jí) 學(xué)號(hào) 課程名稱： 焊接結(jié)構(gòu)學(xué)設(shè)計(jì)題目：液化石油氣儲(chǔ)氣罐焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求： 1、 選擇不同的梁柱桁架類或壓力容器類結(jié)構(gòu)，并完成整體裝備圖；2、 將梁柱桁架類結(jié)構(gòu)或壓力容器結(jié)構(gòu)劃分成幾個(gè)不同部分，按 照課題設(shè)計(jì)相應(yīng)的焊接工藝流程；3、 編寫課程設(shè)計(jì)說明書指導(dǎo)教師 設(shè)計(jì)（論文）開始日期設(shè)計(jì)（論文）完成日期2013.06.102013.06.16課程設(shè)計(jì)評(píng)語 機(jī)電工程系材料成型及控制工程專業(yè)學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)號(hào) 課程名稱： 焊接結(jié)構(gòu)學(xué) 設(shè)計(jì)題目： 液化石油氣儲(chǔ)氣罐焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)篇幅：圖紙1張說明書28頁指導(dǎo)教師評(píng)語：2013年2013年06月16日指導(dǎo)教師 理工學(xué)院aaa目錄TOC\o"1-5"\h\z前言 2第一章石油液化氣罐的分析 31.1、 石油液化氣罐的使用背景 31.2、 石油液化氣罐的結(jié)構(gòu)及尺寸參數(shù) 31.3、 石油液化氣罐材料的選擇 4第二章石油液化氣罐工藝分析 92.1、 石油液化氣罐的成形工藝 92.2、 確定焊縫位置 92.3、 焊接接頭形式以及坡口的設(shè)計(jì) 102.4、 石油液化氣罐的焊接方法的選擇 13第三章石油液化氣罐焊接參數(shù)的選擇及工藝 163.1、 焊條的選擇 163.2、 焊絲的選擇 163.3、 焊劑的選擇 163.4、 焊接電流、電壓和焊接速度的選擇 173.5、 工藝參數(shù)的確定 203.6、 焊接設(shè)備的選擇 213.7、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工藝過程 22aaaa第四章液化石油氣儲(chǔ)罐檢驗(yàn)方案 244.1、 設(shè)備概況及其基本參數(shù) 244.2、 檢驗(yàn)依據(jù) 244.3、 檢驗(yàn)準(zhǔn)備 244.4、 檢驗(yàn)項(xiàng)目 254.5、 出具檢驗(yàn)報(bào)告 264.6、 檢驗(yàn)報(bào)告的審核簽發(fā) 26\o"CurrentDocument"總結(jié) 27\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 28刖言焊接也是一種制造技術(shù)，它是適應(yīng)工業(yè)發(fā)展的需要，以現(xiàn)代工業(yè)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，并且直接服務(wù)于機(jī)械制造工業(yè)。焊接技術(shù)的發(fā)展與制造工業(yè)的需要緊密相關(guān)，許多設(shè)備中的大型結(jié)構(gòu)，幾乎都是焊接結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，生產(chǎn)規(guī)模的日益擴(kuò)大，焊接結(jié)構(gòu)正朝著大型、高容量、高參數(shù)、耐磨、耐蝕、耐低溫、耐動(dòng)載的方向發(fā)展，這就是不僅需要為焊接生產(chǎn)提供質(zhì)量更高、性能更好的各種焊機(jī)、焊接材料和焊接工藝，而且要求提供各種性能優(yōu)異的焊接工裝設(shè)備，使焊接生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，減少人為因素干擾，達(dá)到保證和穩(wěn)定焊接質(zhì)量、改善焊工勞動(dòng)條件、提高生產(chǎn)率、促進(jìn)文明生產(chǎn)的目的。本次”石油液化儲(chǔ)氣罐焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”涉及多種焊接相關(guān)知識(shí),包括焊接結(jié)構(gòu)、焊接材料，焊接方法及焊接工藝制定等各方面內(nèi)容.其中還附有設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)圖和總裝圖.本次設(shè)計(jì)理論和實(shí)踐結(jié)合極為緊密。對(duì)專業(yè)的學(xué)習(xí)和以后的工作打下了良好的基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)過程中參閱有關(guān)同類資料、書籍和網(wǎng)絡(luò)資料，并得到老師的指導(dǎo)和幫助，在此致以深深的謝意！第一章石油液化氣罐的分析1.1、石油液化氣罐的使用背景口此次設(shè)計(jì)內(nèi)容為一結(jié)構(gòu)形式為單層的第三類儲(chǔ)存壓力容器，是用來盛裝生產(chǎn)用的液化石油氣的容器。設(shè)計(jì)壓力為1.86Mpa，溫度在-19~5。攝氏度范圍內(nèi)，設(shè)備空重約為11000Kg，體積為100立方米，屬于中壓容器。石油液化氣為易燃易爆介質(zhì)，且有毒，且本液化石油氣儲(chǔ)罐必須在有遮陽和水噴淋情況下使用。此液化石油氣臥式儲(chǔ)罐是典型的重要焊接結(jié)構(gòu)，焊接接頭是其最重要的連接結(jié)構(gòu)，焊接接頭的性能會(huì)直接影響儲(chǔ)存液化石油氣的質(zhì)量和安全。因此合理地制定焊接工藝規(guī)程非常必要。1.2、石油液化氣罐的結(jié)構(gòu)及尺寸參數(shù)口主要有筒體、封頭、法蘭和接管、密封元件等組成，其中筒體、封頭是石油液化氣罐制造的關(guān)鍵部分。制造關(guān)鍵點(diǎn)：1）封頭 圓形封頭的材料為整塊鋼板，當(dāng)封頭厚度較大時(shí)，均采用熱壓成形法，即將封頭坯料加熱至900C—1000C。對(duì)于直徑大且厚度薄的封頭，采用旋壓成形法制造是最經(jīng)濟(jì)最合理的選擇。2）筒體 本次筒體有三個(gè)大型筒節(jié)拼接而成，筒節(jié)采用半自動(dòng)切割下料，下料前先劃線。筒體在卷板機(jī)上成型，筒節(jié)的坡口加工見下面的坡口設(shè)計(jì)部分。2、容器的簡介及設(shè)計(jì)要求結(jié)構(gòu)名稱：石油液化氣罐內(nèi)徑：3000mm長度：13200mm壁厚：19mm設(shè)計(jì)壓力：1.86Mpa生產(chǎn)類型：單個(gè)生產(chǎn)1.3、石油液化氣罐材料的選擇口石油液化氣罐是一種全焊結(jié)構(gòu)，且運(yùn)行條件苛刻，制造工藝復(fù)雜。液化氣罐一旦開裂，后果極其嚴(yán)重，不但造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且可能遭受人身傷亡災(zāi)難。因此液化氣罐的運(yùn)行必須安全可靠。毋庸置疑，液化氣罐的工作的可靠性首先以選用的鋼材有著密切的關(guān)系。我國和世界各工業(yè)國的壓力容器設(shè)計(jì)制造法規(guī)，以及相應(yīng)的材料標(biāo)準(zhǔn)都對(duì)壓力容器用鋼的性能做出了嚴(yán)格而明確的規(guī)定。石油液化氣罐壓力容器材料作為一種受壓部件的結(jié)構(gòu)材料，應(yīng)具有足夠優(yōu)異的力學(xué)性能，包括抗拉強(qiáng)度、塑性和韌性。其次，壓力容器在制造過程中，必須經(jīng)過各種成形加工。因此，所用材料應(yīng)具有良好的冷成形加工和熱成形性能。此外，壓力容器用鋼還應(yīng)具有良好的焊接性、耐蝕性、抗氫能力以及適應(yīng)各種熱處理的特性。由此可見，為確保壓力容器長期安全可靠的運(yùn)行，必須從材料著手，選用優(yōu)質(zhì)的符合法規(guī)和規(guī)程要求的鋼材制造液化氣罐壓力容器。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求：液化氣瓶承載壓力為1.86MPa,厚度為19mm。1、 焊接性要求石油液化氣罐在生產(chǎn)制造過程中涉及大量的焊接工作，因此對(duì)于材料的焊接性能要求較高。材料中的碳、硫、磷等元素都是嚴(yán)重影響材料焊接性的成分，尤其是硫磷元素是十分有害的，在焊縫中容易誘發(fā)裂紋。因此，在保證材料強(qiáng)度的情況下，盡量減少碳、硫、磷的含量。2、 強(qiáng)度要求鋼材的強(qiáng)度一般是采用拉伸試驗(yàn)測(cè)定的，故又稱抗拉強(qiáng)度。隨著工業(yè)化發(fā)展，石油液化氣罐的工作壓力越來越高，對(duì)某些大型高壓和超高壓容器，殼壁厚度可能增加到無法生產(chǎn)和加工的程度。因此采用屈強(qiáng)比較高的低合金高強(qiáng)鋼已成為當(dāng)今容器制造中的必然趨勢(shì)，目前，我國現(xiàn)行鋼制壓力容器標(biāo)準(zhǔn)已容許采用抗拉強(qiáng)度達(dá)610Mpa的低合金高強(qiáng)鋼。3、 塑性要求壓力容器的主要部件，如封頭，筒體等，都采用冷熱沖壓，卷制和彎曲加工成形，要求剛才具有較好的塑性。按現(xiàn)行壓力容器用鋼標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，用于壓力容器的碳鋼和低合金高強(qiáng)鋼，其最低伸長率不得小于17%，而20R優(yōu)質(zhì)壓力容器鋼的最低斷后伸長率為25%。4、 沖擊韌度要求從材料角度來講，鋼材的缺口沖擊韌度愈高，焊接結(jié)構(gòu)抗脆斷的能力愈高。為確保壓力容器的安全運(yùn)行，對(duì)壓力容器用鋼的缺口沖擊韌度提出了較高的要求。按現(xiàn)行GB6654---1996《壓力容器用鋼板》標(biāo)準(zhǔn)，20R和16MnR鋼的常溫V形缺口試樣沖擊吸收功應(yīng)不小于31J,15MnVNR和18MnMoNbR等低合金高強(qiáng)鋼常溫V形缺口沖擊吸收功不得小于34J。5、 對(duì)變形性能的要求壓力容器各部件在制造過程中需經(jīng)過較復(fù)雜的加工工藝，如冷彎、冷卷、冷校、冷沖、熱沖壓和熱卷成形等，這就要求壓力容器用鋼具有良好的變形性能。按GB6654---1996《壓力容器用鋼板》標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，壓力容器用鋼的合格標(biāo)準(zhǔn)是冷彎角為18。度，彎芯軸的直徑按鋼板的厚度和強(qiáng)度等級(jí)可分為d=2a和d=3a（a為鋼板的厚度）。壓力容器部件如冷變形度超過5%，則應(yīng)在進(jìn)行下道工序之前作一次回火處理。如壓力容器的工作溫度高于350度或冷加工變形后作600~650度的回火處理，則可全部或部分消除應(yīng)變時(shí)效傾向。壓力容器用鋼的常溫力學(xué)性能如表1.1：表1.1壓力容器用鋼的常溫力學(xué)性能鋼號(hào)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)使用狀態(tài)厚度范圍抗拉強(qiáng)度氣/MPa屈服強(qiáng)度€s/MPaQ235AGB912-1989熱軋4.5~2037523516MnRGB6654-1996熱軋或正火 6?20 510 345石油液化氣罐屬于一種常溫下的壓力容器，其主體材料應(yīng)按照GB150-1998《鋼制壓力容器》進(jìn)行制造，檢測(cè)與驗(yàn)收。由于石油液化氣罐是一種受壓容器，對(duì)鋼材的機(jī)械性能和化學(xué)成份有較高的要求，石油液化氣罐的制造過程中封頭要進(jìn)行沖壓成型，封頭與筒體之間用焊接方式進(jìn)行連接，因此，對(duì)于石油液化氣罐的主體（指封頭等受壓元件）材料，必須采用平爐、電爐或吹氧轉(zhuǎn)爐冶煉的鎮(zhèn)靜鋼，要求具有良好的沖壓和焊接性能。制造筒體、封頭、入孔接管、用16MnR鋼板符合GB6654-1996及第二次改造通知單的規(guī)定，入孔法蘭蓋用鋼板正火狀態(tài)供貨。帶頸對(duì)焊法蘭、接管用16MnR應(yīng)符合JB4726-2000,殼體用16MnR鋼板應(yīng)逐張進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，方法按照GB/T229的規(guī)定，三個(gè)試樣的平均值大于等于54J。由于16MnR鋼比Q235具有良好的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，同16MnR鋼在熱軋或正火的熱處理下，其厚度在6mm?25mm之間的最低沖擊試驗(yàn)溫度為-20C，16MnR的材料性能符合家庭常用液化氣瓶的使用環(huán)境，故石油液化氣罐的材料選用16MnR。16MnR鋼的化學(xué)成分如表1.2表1.216MnR鋼的化學(xué)成分鋼號(hào)化學(xué)成分（%）

CSiMnSP16MnR<0.200.20~0.551.2~1。600.0300.03516MnR鋼的機(jī)械性能如表1.3表1.316MnR鋼的機(jī)械性能鋼號(hào)機(jī)械性能Sb(10Mpa)Ss(10Mpa)Ss(10Mpa)%Akv（20攝氏度）16MnR510~640345213116MnR的焊接性分析16MnR屬于低合金結(jié)構(gòu)鋼中的熱軋鋼，這類鋼價(jià)格便宜，而且具有滿意的綜合力學(xué)性能和加工工藝性能，首先來分析一下這類鋼的焊接性，焊接性通常變?yōu)閮煞矫娴膯栴}：一是焊接引起的各種缺陷，對(duì)這類鋼來說主要是各類裂紋問題：二是焊接時(shí)材料性能的變化，對(duì)這類鋼來說主要是脆化問題。⑴裂紋問題熱裂紋：熱軋鋼一般含碳量較低，而含錳量較高，因此它們Mn/S比較大，具有良好的抗熱裂性能。正常情況下焊縫中不會(huì)出現(xiàn)熱裂紋，但當(dāng)材料成分不和格或有嚴(yán)重偏析，使碳，硫含量偏高，Mn/S比較低，易出現(xiàn)熱裂紋。錳在鋼中可與硫形成硫化錳，減少了硫的有害影響，增強(qiáng)了鋼的抗熱裂性能。增大焊縫成形系數(shù)，減小母材在焊縫中的融合比都防止熱裂紋的產(chǎn)生。冷裂紋：鋼材冷裂紋主要取決于鋼材的淬硬傾向，而鋼材的淬硬傾向又主要取決于它的化學(xué)成分。熱軋鋼由于含有少量合金元素，其碳當(dāng)量比低碳鋼碳當(dāng)量略高些，所以這種鋼淬硬傾向比低碳鋼要大些，而且隨鋼材強(qiáng)度級(jí)別的提高，合金元素的增大，它的淬硬傾向逐漸增大，應(yīng)根據(jù)接頭形式和鋼材厚度來調(diào)整線能量，預(yù)熱和后熱溫度，以控制熱影響區(qū)的冷卻速度，同時(shí)降低焊縫金屬的含氫量等措施，防止冷裂紋的產(chǎn)生。再熱裂紋：從鋼材的化學(xué)成分考慮，由于熱軋鋼中不含強(qiáng)碳化物形成元素，因此對(duì)再熱裂紋不敏感，而且還可以通過提高預(yù)熱溫度和焊后立即后熱等措施來防止再熱裂紋的產(chǎn)生。⑵脆化問題①過熱區(qū)脆化：熱軋鋼焊接時(shí)近縫區(qū)中被加熱到100°C以上粗晶區(qū),易產(chǎn)生晶粒長大現(xiàn)象，是焊接接頭中塑性最差的部位，往往會(huì)承受不住應(yīng)力的作用而破環(huán)。防止過熱區(qū)脆化的措施是提高冷卻速度，尤其是提高奧氏體最小穩(wěn)定性范圍內(nèi)的冷卻速度，縮短在這一溫度區(qū)間停留時(shí)間，減少或防止奧氏體組織的出現(xiàn)，以提高鋼的沖擊韌度，而且為防止過熱區(qū)粗晶脆化，也不宜采用過大線能量。②熱應(yīng)變脆化：熱應(yīng)變脆化是由于焊接過程中熱應(yīng)力產(chǎn)生塑性變形使位錯(cuò)增殖，同時(shí)誘發(fā)氮碳原子快速擴(kuò)散聚集在位錯(cuò)區(qū)，出現(xiàn)熱應(yīng)變脆化。16MnR和15MnV這兩類鋼具有一定的熱應(yīng)變脆化傾向，焊接時(shí)消除熱應(yīng)變脆化的有效措施是焊后退火處理。第二章石油液化氣罐工藝分析2.1、石油液化氣罐的成形工藝口石油液化氣罐的材料是19mm的中厚板經(jīng)過卷制，沖壓形成的筒體和封頭兩部分組成，兩部分罐體通過對(duì)接后，采用焊接完成了整個(gè)罐體的制造。石油液化氣罐的封頭可根據(jù)不同的直徑、厚度與材料，將預(yù)先割好的圓形鋼板坯料，在液壓機(jī)或旋壓機(jī)上以冷成形或熱成形方法制成所需形狀的封頭。其中石油液化氣罐兩個(gè)封頭與三部分筒體對(duì)接形成的環(huán)焊縫是整個(gè)制造過程中最重要的環(huán)節(jié)，也是整個(gè)石油液化氣罐焊接自動(dòng)化生產(chǎn)所要解決的重要問題。罐體左右封頭拉伸成形后，由于開口端變形大，冷變形強(qiáng)化嚴(yán)重，加上板材纖維組織的影響，在殘余應(yīng)力作用下很容易發(fā)生裂紋。為防止裂紋的產(chǎn)生，拉伸后應(yīng)立即進(jìn)行再結(jié)晶退火工藝。同時(shí)，為減少焊縫氣孔和夾渣等焊接缺陷，焊接接縫附近必須嚴(yán)格清除氧化皮，鐵銹及油污等，尤其對(duì)承受內(nèi)壓力為1.6~10Mpa的中壓容器要求更為嚴(yán)格。為去除焊接殘余應(yīng)力，并改善焊接接頭的組織與性能，這類瓶體焊后應(yīng)立即進(jìn)行熱處理，至少要進(jìn)行去應(yīng)力退火。2.2、確定焊縫位置口石油液化氣罐的焊縫位置：如圖2.1圖2-1焊縫I、w為封頭與筒體的焊縫；焊縫n、m、w、V、卩為筒體的焊縫。焊縫1、2、3、4、5、6、7、8為附件與筒體的焊縫。2.3、焊接接頭形式以及坡口的設(shè)計(jì)口（1）焊接的接頭選擇在壓力容器中，焊接接頭的主要形式有對(duì)接接頭、角接接頭和搭接接頭。上下封頭等重要受壓部件的連接，均采用對(duì)接接頭。這種接頭的強(qiáng)度可以達(dá)到與母材相等，受力也比較均勻。角接接頭多用于管接頭與殼體的連接。搭接接頭主要用于非受壓部件與受壓殼體的連接，如支座、附件與殼體的連接。由于焊接厚度為19mm，因而需要開坡口，同時(shí)采用多層多道焊，每層焊接厚度步超過5mm，手工電弧焊一次最大熔深約為6?8mm當(dāng)每層厚度約為焊條直徑的。.8?1.2倍時(shí)，生產(chǎn)效率高。由公式n=D/d（此處厚度用D表示）得焊接層數(shù)n=19/5=4層。石油液化氣罐是一種密閉整體性容器，因此筒體與封頭之間應(yīng)滿足等強(qiáng)度原則，故筒體與封頭，各筒節(jié)之間的焊接接頭；法蘭、接管與罐體的焊接接頭都采用對(duì)接接頭。底座與罐體的接頭采用角接接頭。坡口形式的選擇罐體與附件坡口形式如圖2-2a和2-2b:aaaaaaaa圖2-2a圖2-2b罐體焊縫坡口形式：(a)各筒節(jié)縱向焊接的接頭其坡口形式如圖2-3:

(b)筒體環(huán)向焊接接頭坡口形式如圖2-4如圖2-42.4、石油液化氣罐的焊接方法的選擇卩目前在生產(chǎn)中常用的焊接方法有焊條電弧焊、埋弧焊、電渣焊、CO2氣體保護(hù)焊、鴇極氬弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊等。焊接方法的選擇主要是依據(jù)焊件材料、焊件厚度、焊縫厚度及坡口形式等因素來確定，此外還要考慮生產(chǎn)效率及經(jīng)濟(jì)性。由于此焊接結(jié)構(gòu)為大型焊接結(jié)構(gòu)，在焊接生產(chǎn)中焊縫總長度很長，因此對(duì)效率的要求較高，埋弧自動(dòng)焊至今仍然是工業(yè)生產(chǎn)中最常用的一種焊接方法。適于批量較大，較厚較長的直線及較大直徑的環(huán)形焊縫的焊接。根據(jù)所選選的接口形式，可以采用埋弧自動(dòng)焊進(jìn)行焊接。埋弧自動(dòng)焊的主要優(yōu)點(diǎn)是：（1）生產(chǎn)率高埋弧焊的焊絲伸出長度（從導(dǎo)電嘴末端到電弧端部的焊絲長度）遠(yuǎn)較手工電弧焊的焊條短，一般在50mm左右，而且是光焊絲，不會(huì)因提高電流而造成焊條藥皮發(fā)紅問題,即可使用較大的電流（比手工焊大5—1。倍），因此，熔深大，生產(chǎn)率較高。對(duì)于20mm以下的對(duì)接焊可以不開坡口，不留間隙，這就減少了填充金屬的數(shù)量。（2） 焊縫質(zhì)量高對(duì)焊接熔池保護(hù)較完善，焊縫金屬中雜質(zhì)較少，只要焊接工藝選擇恰當(dāng)，較易獲得穩(wěn)定高質(zhì)量的焊縫。（3） 勞動(dòng)條件好除了減輕手工操作的勞動(dòng)強(qiáng)度外，電弧弧光埋在焊劑層下，沒有弧光輻射，勞動(dòng)條件較好。埋弧自動(dòng)焊的目的是為了保證焊縫質(zhì)量的穩(wěn)定，因?yàn)橐夯瘹馄渴且环N批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，只有埋弧自動(dòng)焊才能保持焊縫質(zhì)量的持續(xù)穩(wěn)定。手工電弧焊的優(yōu)點(diǎn)①焊接設(shè)備價(jià)格低.簡單。焊條品種齊全，可以焊接多種不同的金屬，包括最常用的金屬和合金。在狹窄空問焊接的場(chǎng)合，采用手工電弧焊比較方便、實(shí)用。對(duì)于同樣的焊接設(shè)備，采用不同的電流設(shè)置，獲得滿足使用要求的焊縫。適合各種位置的焊接。與氣體保護(hù)焊相比，不易受到風(fēng)的影響。對(duì)焊接金屬的最大厚度沒有限制在大多數(shù)天氣情況下都可以進(jìn)行焊接。手工電弧焊的缺點(diǎn)不適合焊接厚度小于1.5mm的薄板。負(fù)載率和總的熔敷效率一般比送絲焊接方法低，當(dāng)焊條消耗完畢或需要更換焊條時(shí)，焊接過程也暫時(shí)中斷。并非整根焊條都可以充分利用，焊鉗中被夾持的部分必須丟棄，一般要浪費(fèi)25?50mm長度的焊條。頻繁地更換焊條也增加了焊接缺陷的產(chǎn)生綜合考慮由于進(jìn)行的是雙面焊縫，手工電弧焊設(shè)備簡單，操作方便適合全位焊接的特點(diǎn)，因而內(nèi)面采用手工電弧焊而外面采用加入熔深，提高生產(chǎn)率，采用埋弧焊。最終采用焊接方法為：手工電弧焊+埋弧焊。第三章石油液化氣罐焊接參數(shù)的選擇及工藝3.1、焊條的選擇口焊條的選擇：焊條的選用主要考慮焊縫的使用性和施焊的工藝性，焊條選擇的主要原則有以下幾點(diǎn)。根據(jù)被焊金屬材料的類型，選擇相應(yīng)焊條種類的大類。如焊接母材是普通低合金鋼時(shí)，選用結(jié)構(gòu)鋼類型的焊條。根據(jù)被焊母材的性能，選用與其性能相同的焊條，或選用熔敷金屬與母材化學(xué)成分類型相同的焊條，以保證母材性能與焊縫相同。選擇焊條時(shí)還要考慮工藝方面，主要是操作方便，易獲得優(yōu)良的焊縫。從價(jià)格考慮，在滿足性能及施工要求的前提下，盡量選用熔敷效率高、價(jià)格低的焊條，從而提高生產(chǎn)率，降低成本。根據(jù)焊接手冊(cè)可選取焊條J507，直徑為5mm。3.2、焊絲的選擇口藥芯焊絲國內(nèi)應(yīng)用尚不普遍，活性焊絲主要用于氣體保護(hù)焊，故選擇實(shí)芯焊絲。常用的低合金埋弧焊實(shí)芯焊絲有以下三類：低錳焊絲(如H08A)：常配合高錳焊劑，用于低碳鋼和強(qiáng)度較低的低合金鋼焊接中錳焊絲(如H08MnA，HlOMnSi):主要用于低合金鋼焊接，并可配低錳焊劑焊接低碳鋼高錳焊絲(如H1OMn2,H08Mn2Si)：用于焊接低合金鋼。3.3、焊劑的選擇口說明：JQ.SJ101是氟堿型燒結(jié)焊劑，堿度約為1.8,灰色圓形顆粒,粒度為2.0?0.28mm（10?60日）。焊接時(shí)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惟，可交直流兩用，直流焊接時(shí)焊絲接正極。用途：配合適當(dāng)?shù)暮附z（如H08MnA、H1OMn2、H08MnMoA>H08Mn2MoA等），可焊接多種低合金結(jié)構(gòu)鋼，如船體、鍋爐水力容器、管道等?？捎糜诙鄬雍?、雙面單道焊、多絲焊及窄問隙埋弧焊。焊劑參考成分（%）如表3-1:表3-1焊劑成分SPSiO2+TiOCaO+MgA12O3+MGaF2M0.060M0.08015~2525~3520~3015~25融敷金屬力學(xué)性能（按GB/T5293-1999），如表3-2:表3-2融敷金屬力學(xué)性能項(xiàng)目配合焊絲ob(Mpa)os(Mpa)o5(%)AKV(J)室溫0°C-20C-40CH08MnA415~550M330M22M150M110M80M27H10Mn2480~650M400M22M150M110M80M27H08MnMoA550~650M420M20M90M70M34—H08Mn2MoA620~750M500M20M90M70M34—配合HlOMnSi等焊絲可焊接低碳鋼和某些低合金鋼(16Mn)結(jié)構(gòu)。故選擇焊劑SJ1O1。根據(jù)焊接工藝要求，選用焊條J507,并查常用焊絲焊劑表，選用焊絲H1OMnSi，焊劑SJIOI。3.4、焊接電流、電壓和焊接速度的選擇卩焊接電流是決定熔深的主要參數(shù)，一般情況下，電流越大，熔深越深。隨著電流的增加，由于電弧潛入熔池的深度增加，使電弧縮短，電弧擺動(dòng)能力減弱，因此，這時(shí)熔寬增加不明顯，若繼續(xù)增加電流，電弧產(chǎn)生的熱量大，焊絲熔化量增加，這時(shí)，熔深反倒不再增加。當(dāng)焊接電流較高時(shí)，由于熔深增大，熔寬變化不大，這時(shí)焊縫截面的形狀系數(shù)變小，這樣的焊縫結(jié)晶方向不利于氣體和雜質(zhì)上浮逸出，容易產(chǎn)生氣孔、夾渣和裂紋，為了改善這一情況，在增加焊接電流的同時(shí)，還必須相應(yīng)的提高電弧電壓，以利于得到較為合適的焊縫形狀。焊接電流與熔深的關(guān)系如圖3.1所示。電流小，熔深淺，余高和寬度不足；電流過大，熔深大，余高過大，易產(chǎn)生高溫裂紋。當(dāng)采用直流電源時(shí)，由于電弧較為穩(wěn)定，電弧對(duì)母材的加熱較為集中,因此，其熔深在采用相同電流值的情況下比交流電源要深，另外，在直流電源時(shí)采用反極性（工件接負(fù)）接法要比正極性接法要深，它與手工電弧焊時(shí)相反。隨著電弧電壓的增加，焊縫的寬度將明顯增加，而熔深和余高則有所下降。電弧電壓的增加，實(shí)際上就是電弧長度的增加，這樣母材加熱面積增加，從而焊縫的熔寬也增加。當(dāng)電弧拉長后，焊劑的熔化量也會(huì)相應(yīng)的增加，而焊縫余高和熔深反而會(huì)有所減小，因此，單一的過份增加電弧電壓，容易造成未焊透，焊播粗糙，脫渣困難，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成焊縫咬邊。

電弧電壓與焊接電流的配合關(guān)系可參考下表3-3：表3-3電弧電壓與焊接電流的配合關(guān)系焊接電流（A）600-700700-850850-10001000-1200電弧電壓（V）36-3838-4040-4242-44增加焊接速度時(shí)，焊縫的線能量將減小，焊縫寬度明顯變窄，而余高則稍有增加。當(dāng)焊接速度過快時(shí)（如每小時(shí)超過4。米左右），由于電弧對(duì)母材加熱時(shí)間縮短，故熔深會(huì)逐漸減小。不適當(dāng)?shù)奶岣吆附铀俣?，有發(fā)生母材未焊透和邊緣未熔合的危險(xiǎn)，但適當(dāng)?shù)奶岣吆附铀俣?，?duì)減小焊接變形是有利的。 JIl且?■..一4 一175100125150vw/cm^mur1圖3.2焊接速度對(duì)焊縫形成的影響

焊接速度過小，熔化金屬量多，焊縫成形差：焊接速度較大時(shí)，熔化金屬量不足，容易產(chǎn)生咬邊。實(shí)際焊接時(shí)，為了提高生產(chǎn)率，在增加焊接速度的同時(shí)必須加大電弧功率，才能保證焊縫質(zhì)量對(duì)接焊接工藝參數(shù)如表3.4表3-4對(duì)接焊接工藝參數(shù)焊接牌號(hào)及焊絲焊劑焊絲直徑(mm)電源種類及極性焊接電流(A)焊接電壓(V)焊接速度(cm/min)內(nèi)面手工電弧焊J507HlOMnSi5直流反接200-27022-26>18外面埋弧焊J507HlOMnSi5直流反接400-100032-36>22角接焊接工藝參數(shù)如表3-5：表3-5角接接工藝參數(shù)板厚接頭方焊絲直焊接電焊接電送絲速焊接速氣體流預(yù)熱溫/mm式徑流/A壓/V度度量/度/°c/mm/(cm//(m/h(L/

19角接頭1.6400~43036~3818~1935~4520>1503.5、工藝參數(shù)的確定口1、裝配間隙組對(duì)間隙和接口錯(cuò)變量是影響坡口對(duì)接焊質(zhì)量好壞的重要因素，可以通過嚴(yán)控，減少誤差，控制好組對(duì)質(zhì)量。組對(duì)間隙根據(jù)焊死直徑來確定，本設(shè)計(jì)中采用€5的焊絲，則組對(duì)間隙在2~3mm之間。3、筒體環(huán)縫埋弧焊焊絲的偏距e表3.6筒體直徑與偏離距離的關(guān)系筒體直徑>219-426800-1000<1500<2000<3000偏離距離10-2015-25303540由于罐體的直徑為3000mm，所以選用的偏距為40mm。3.6、焊接設(shè)備的選擇口國產(chǎn)部分通用埋弧焊機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)如表3-7：表3-7國產(chǎn)部分通用埋弧焊機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)MZ—400MZ1—1000結(jié)構(gòu)特點(diǎn)焊車式焊車式送絲方式等速等速焊接電流直流交、直兩用送絲速度調(diào)節(jié)方法晶閘管調(diào)速換齒輪送絲速度/m-h-i100—45052—403焊接電流/A80~480直流200焊絲直徑/mm1.6,2.01.6~5焊接速度/m-h-115~7516~126配用電源ZX—400BX2—1000ZX—1000電源電壓/V380380頻率/Hz5050額定電流/A4001000額定負(fù)載持續(xù)率％60空載電壓/V80工作電壓/V20~4044焊車重量/kg6045控制箱/kg3165焊車尺寸/mm500x600x800716x346x540控制箱/mm304x370x550600x450x602用途薄板，對(duì)接、搭接、角接焊縫、筒體環(huán)縫和縱縫對(duì)接、搭接，船形焊縫，容器的環(huán)縫和直縫根據(jù)以上的分析和焊接參數(shù)的確定，決定選用MZ1-1000埋弧自動(dòng)焊設(shè)備。3.7、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工藝過程口1、 焊前準(zhǔn)備⑴焊接坡口形式的設(shè)計(jì)應(yīng)避免采用焊不透或局部焊透的坡口，還要盡量減少焊縫的橫截面積，以降低接頭的殘余應(yīng)力，同時(shí)也可以減少焊接材料的消耗量。⑵坡口加工采用熱切割時(shí)應(yīng)注意防止母材邊緣會(huì)形成一定深度的淬硬層，這種低塑性的淬硬層往往成為冷加工的開裂源。⑶焊前必須消除焊接區(qū)鋼板表面的水分，坡口表面的氧化皮，銹斑，油脂以及其他污物。⑷焊接材料在使用前應(yīng)按生產(chǎn)廠推薦的規(guī)范進(jìn)行烘干。⑸裝備定位焊縫必須采用與正式焊縫同一類型的焊條。2、 焊接過程⑴坡口清理(2)裝配點(diǎn)焊內(nèi)面焊條電弧焊外面清根并打磨外面埋弧焊3、焊后熱處理熱件入爐或出爐時(shí)的溫度不得超過400C，但對(duì)厚度差較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸穩(wěn)定性要求較高、殘余應(yīng)力值要求較低的被加熱件，其入爐或出爐時(shí)的爐內(nèi)溫度一般不宜超過300C。升溫至400C后，加熱區(qū)升溫速度不得超過(5000/bs)C/h,且不得超過200C/h,最小可為50C/h。溫時(shí)，加熱區(qū)內(nèi)任意5000mm長度內(nèi)的溫差不得大于120C。溫時(shí)，加熱區(qū)內(nèi)最高一與最低溫度之差不宜超過65C。溫保溫期間，應(yīng)控制加熱區(qū)氣氛，防止焊件表面過度氧化。爐溫高于400C時(shí)，加熱區(qū)降溫速度不得超過(6500/8s)C/11，且不得超過260C/h，最小可為50C/h。焊件按(1)爐溫度出爐后應(yīng)在靜止空氣中繼續(xù)冷卻第四章液化石油氣儲(chǔ)罐檢驗(yàn)方案4.1、 設(shè)備概況及其基本參數(shù)容器類別：第m類壓力容器設(shè)計(jì)壓力：1.86Mpa設(shè)計(jì)溫度-19~50°C,介質(zhì)：液化石油氣材質(zhì)：封頭：16MnR筒體：16MnR4.2、 檢驗(yàn)依據(jù)1、 《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》2、 《在用壓力容器檢驗(yàn)規(guī)則》3、 《壓力容器使用登記管理規(guī)則》4、 GB150-1998《鋼制壓力容器》5、JB4730-94《壓力容器無損檢測(cè)》4.3、檢驗(yàn)準(zhǔn)備□1、 檢驗(yàn)人員：a應(yīng)具備相應(yīng)項(xiàng)目檢驗(yàn)資格；b、設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)督（項(xiàng)目負(fù)責(zé)人）兼。2、 檢驗(yàn)儀器準(zhǔn)備：a磁探機(jī)；b、 超探機(jī)；c、 測(cè)厚儀、硬度計(jì)；d、 焊縫檢驗(yàn)尺、長度檢驗(yàn)尺；e、 照明燈（應(yīng)急燈）；f、 帶漏電保護(hù)器的電線盤；g、 角向磨光機(jī)、砂輪片；h、 著色探傷劑。以上檢驗(yàn)儀器需在檢定期內(nèi)，且處于完好狀態(tài)。3、 審查資料：a設(shè)備的竣工圖，質(zhì)量證明書。b、 鍋爐壓力容器監(jiān)督檢驗(yàn)單位出具的安全質(zhì)量監(jiān)檢報(bào)告。c、 設(shè)備的運(yùn)行記錄，灌（充）裝記錄，有關(guān)運(yùn)行參數(shù)記錄，質(zhì)成份，載荷變化情況，運(yùn)行中出現(xiàn)的異常情況等資料。d、有關(guān)修理、改造、施工記錄、檢驗(yàn)報(bào)告。4、設(shè)備準(zhǔn)備：a罐內(nèi)介質(zhì)排除干凈，盲死隔斷（氣）液體來源。b、罐內(nèi)殘余液（氣）體必須進(jìn)行置換、清洗，氧含量應(yīng)在18?21%（體積比）之間。c、打開人孔，清理罐內(nèi)雜質(zhì)，將所有焊縫及兩側(cè)（包括接管角焊縫）各150mm范圍打磨除銹至露出金屬光澤。4.4、檢驗(yàn)項(xiàng)目口1、內(nèi)外部宏觀檢驗(yàn)：（1） 、表面檢驗(yàn)：a罐體表面質(zhì)量，接口部位，焊接接頭的裂紋、過熱、變形泄漏。b、 表面腐蝕、機(jī)械損傷。c、 支撐或支座的損壞，基礎(chǔ)下沉、傾斜、開裂，緊固螺栓。（2） 、結(jié)構(gòu)檢查：a、 封頭形式、簡體與封頭的連接方式。b、 焊縫布置、支座形式與布置。c、 開孔與補(bǔ)強(qiáng)。d、排放裝置。e、安全附件及儀表。、幾何尺寸檢驗(yàn)：a焊縫對(duì)口錯(cuò)邊量、棱角度、咬邊。b、 焊縫表面質(zhì)量，角焊縫的焊腳尺寸，對(duì)接焊縫余高。c、 同斷面最大最小直徑差。d、 封頭表面凹凸量，直邊高度和縱向皺折。2、測(cè)厚檢驗(yàn)：、殼體：每塊板測(cè)量5點(diǎn)、4個(gè)板角距板邊各lOOmm處各測(cè)1點(diǎn)，板中心測(cè)1點(diǎn)。、封頭：測(cè)9點(diǎn)，按Oo、900、1800、270。四個(gè)方向，直邊段及過渡段各測(cè)1點(diǎn)，頂部測(cè)1點(diǎn)。、人孔蓋：中心位置測(cè)1點(diǎn)。除上述部位外，還應(yīng)著重測(cè)以下部位：易腐(沖)蝕部位，氣液面部位，制造時(shí)壁厚減薄部位和變形部位，表面檢測(cè)發(fā)現(xiàn)可疑部位，以及測(cè)厚時(shí)遇母材存在夾層部位，必要時(shí)UT檢查確定。另外遇“壁厚增值”現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)給予足夠重視，并查明原因。3、無損檢測(cè)：檢測(cè)方法選擇：MT、UT、PT、罐內(nèi)對(duì)接焊縫IOO%MT檢查，接管角焊縫不能做MTPT檢查。、罐內(nèi)對(duì)接焊縫應(yīng)力集中部位，如丁字接頭，三個(gè)方向各300m和上次檢驗(yàn)有埋藏缺陷處進(jìn)行UT檢查，檢查比例不小于焊縫總長的20%，發(fā)現(xiàn)缺陷或原埋藏缺陷有延長傾向時(shí)進(jìn)行擴(kuò)探。、對(duì)接焊縫MT檢驗(yàn)有缺陷部位，UT檢查，必要時(shí)RT復(fù)查確認(rèn)。4、 硬度檢驗(yàn)：對(duì)罐內(nèi)對(duì)接焊縫及熱影響區(qū)、母材進(jìn)行硬度測(cè)試。5、 缺陷處理：a、 經(jīng)MT發(fā)現(xiàn)裂紋時(shí)，打磨消除，且圓滑過渡，裂紋深度超標(biāo)時(shí)，需樸焊應(yīng)由用戶委托有資格單位