焊接結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)—壓力容器

1、<p><b>　　前　言１</b></p><p>　　第1部分 儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)分析2</p><p>　　第1章 儲(chǔ)罐總體分析2</p><p>　　1.1 儲(chǔ)罐基本設(shè)計(jì)要求2</p><p>　　1.2 儲(chǔ)罐材料2</p><p>　　1.３ 儲(chǔ)罐用鋼板3</p>

2、<p>　　1.4 配用鍛件5</p><p>　　1.5 配用螺栓、螺母5</p><p>　　第2章 儲(chǔ)罐罐底設(shè)計(jì)6</p><p>　　2.1 儲(chǔ)罐罐底板尺寸6</p><p>　　2.2 罐底結(jié)構(gòu)7</p><p>　　第3章 罐壁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10</p><p>

3、　　3.1 罐壁的排板與連接10</p><p>　　3.2 罐壁厚度11</p><p>　　3.3 罐壁加強(qiáng)圈12</p><p>　　第4章 罐頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)13</p><p>　　第2部分 儲(chǔ)罐的焊接工藝分析14</p><p>　　第5章 壓力容器的焊接接頭14</p><p&g

4、t;　　5.1 壓力容器焊接接頭的分類14</p><p>　　5.2 圓筒形容器焊接接頭的設(shè)計(jì)15</p><p>　　第6章 壓力容器的焊接方法17</p><p>　　6.1 熔化極氬弧焊17</p><p>　　6.2 氣體保護(hù)焊17</p><p><b>　　6.3埋弧焊19</

5、b></p><p>　　第7章 壓力容器的焊接工藝21</p><p>　　第3部分 儲(chǔ)罐的組裝與檢驗(yàn)22</p><p>　　第8章 儲(chǔ)罐的安裝施工順序22</p><p>　　8.1儲(chǔ)罐底板的焊接順序22</p><p>　　8.2儲(chǔ)罐壁板的焊接順序22</p><p>　

6、　8.3儲(chǔ)罐固定頂?shù)暮附禹樞?3</p><p>　　第9章 儲(chǔ)罐焊縫的檢驗(yàn)與修補(bǔ)24</p><p>　　9.1焊縫檢測(cè)24</p><p>　　9.2焊縫修補(bǔ)25</p><p><b>　　設(shè)計(jì)體會(huì)26</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)27</b>

7、;</p><p><b>　　前　言</b></p><p>　　大型油氣儲(chǔ)罐是油氣產(chǎn)品儲(chǔ)存運(yùn)輸最方便、廉價(jià)的方式之一。儲(chǔ)罐的形式可跟據(jù)蓋頂?shù)臉邮讲煌譃楦№斒絻?chǔ)罐（包括氣柜）和固定頂式儲(chǔ)罐（包括內(nèi)浮頂式儲(chǔ)罐），而固定頂式儲(chǔ)罐又包括錐頂式儲(chǔ)罐和拱頂式儲(chǔ)罐兩種。目前原油的儲(chǔ)罐使用中浮頂式儲(chǔ)罐在不斷減少，液化氣儲(chǔ)運(yùn)主要是球罐和立式筒形低壓儲(chǔ)罐。</p>&

8、lt;p>　　常用的幾種灌頂形式為雙子午線網(wǎng)客機(jī)構(gòu)拱頂、輻射網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)拱頂、短程線網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)拱頂和梁柱支撐結(jié)構(gòu)拱頂，見(jiàn)圖1。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)主要討論立式固定頂筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐的施工工藝。其中包括儲(chǔ)罐的材料選擇、加工工藝路線選擇、相關(guān)組件形式選擇、機(jī)械加工裝配、施焊成型、焊后檢測(cè)調(diào)試等相關(guān)生產(chǎn)內(nèi)容。</p><p>　　第1部分 儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)分析</p><

9、;p>　　第1章 儲(chǔ)罐總體分析</p><p>　　1.1 儲(chǔ)罐基本設(shè)計(jì)要求</p><p>　　由石油化工立式筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)規(guī)范SH 3046-1992， 儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)條件不得少于以下內(nèi)容：</p><p>　　地震設(shè)防烈度、風(fēng)載、雪載等氣候條件及地質(zhì)條件；</p><p>　　儲(chǔ)罐的操作溫度及操作壓力（正負(fù)壓）；</p&g

10、t;<p><b>　　介質(zhì)的種類及密度；</b></p><p><b>　　腐蝕裕量；</b></p><p><b>　　儲(chǔ)罐的容積；</b></p><p><b>　　灌頂形式；</b></p><p>　　開(kāi)口接管尺寸、形式、數(shù)量

11、及法蘭規(guī)格；</p><p><b>　　附件的安裝位置。</b></p><p>　　對(duì)于固定頂式儲(chǔ)罐，設(shè)計(jì)壓力范圍一般為-490Pa~6000Pa，設(shè)計(jì)溫度不超過(guò)250°C，而最低設(shè)計(jì)溫度應(yīng)大于-2°C。</p><p><b>　　1.2 儲(chǔ)罐材料</b></p><p>

12、　　儲(chǔ)罐用鋼的選擇必須考慮到儲(chǔ)罐的使用條件，材料的焊接性能、加工制造工藝以及經(jīng)濟(jì)的合理性.</p><p>　　由液化石油氣鋼瓶國(guó)標(biāo)GB 5842-2006一般規(guī)定鋼瓶主體（指筒體、封頭等受壓元件）材料，必須采用平爐、電爐或氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉的鎮(zhèn)靜鋼，具有良好的沖壓和焊接性能。材料必須有相關(guān)制造許可證書(shū)和質(zhì)量合格證書(shū)（原件）。主體材料力學(xué)性能應(yīng)符合國(guó)標(biāo)</p><p>　　GB 6654《壓力容

13、器用碳素鋼和低合金鋼厚鋼板》的規(guī)定，主體材料的屈強(qiáng)比不得大于0.80。主體材料的化學(xué)成分應(yīng)符合下列范圍：</p><p>　　碳C ……… 不大于0.18% 硅Si ……… 不大于0.10%</p><p>　　錳Mn ……… 0.70~1.50% 硫S ……… 不大于0.020%</p><p>　　磷P ………不大于0.025% 硫S+磷P……不大于0.0

14、40%</p><p>　　根據(jù)上述要求并考慮儲(chǔ)罐壓力不是很大和制造成本的問(wèn)題，選擇16MnR鋼代替焊接鋼瓶專用鋼板。它是一種普通低合金鋼,是鍋爐壓力容器專用鋼，鍋爐壓力容器的常用材料。它的強(qiáng)度較高、塑性韌性良好。常見(jiàn)交貨狀態(tài)為熱軋或正火。屬低合金高強(qiáng)度鋼，含Mn量較低。性能與20G（412-540）近似，抗拉強(qiáng)度為（450-655）稍強(qiáng)，伸長(zhǎng)率為19-21%，比20G的大于24%差。它的主要化學(xué)成分如表1-1。

15、</p><p>　　表1-1 16MnR低合金結(jié)構(gòu)鋼的主要化學(xué)成分</p><p><b>　　1.３ 儲(chǔ)罐用鋼板</b></p><p>　　儲(chǔ)罐用鋼板的適用范圍應(yīng)符合表1-2.</p><p>　　表 1-2 鋼板的適用范圍</p><p>　　16MnR鋼的屈服強(qiáng)度見(jiàn)表1-3。</

16、p><p>　　表 1-3 鋼板的許用應(yīng)力</p><p><b>　　1.4 配用鍛件</b></p><p>　　儲(chǔ)罐用鍛件應(yīng)符合JB 755《壓力容器用鍛件技術(shù)條件》的要求。見(jiàn)表1-4。</p><p>　　表 1-4 鍛件的許用應(yīng)力</p><p>　　1.5 配用螺栓、螺母</p&

17、gt;<p>　　螺栓、螺母的用鋼標(biāo)準(zhǔn)及許用溫度標(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)表1-5。</p><p>　　表 1-5 螺栓螺母材料的許用溫度</p><p>　　第2章 儲(chǔ)罐罐底設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 儲(chǔ)罐罐底板尺寸</p><p>　　儲(chǔ)罐罐底板尺寸不包括腐蝕裕量的罐底中幅板的鋼板規(guī)格厚度應(yīng)不小于一定尺寸，見(jiàn)表2-1。</p&

18、gt;<p>　　表 2-1 螺栓螺母材料的許用溫度</p><p>　　不包括腐蝕裕量的罐底邊緣鋼板規(guī)格厚度應(yīng)不小于表2-2的規(guī)定，其材質(zhì)應(yīng)與底圈罐壁相同。</p><p>　　表 2-2 螺栓螺母材料的許用溫度</p><p>　　罐底邊緣板沿罐半徑方向的尺寸應(yīng)不小于700mm，對(duì)于軟弱地基，邊緣板的徑向尺寸應(yīng)適當(dāng)加大。</p>

19、<p><b>　　2.2 罐底結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　罐內(nèi)徑小于12.5m時(shí)，罐底宜采用條形排板，如圖4-1。</p><p>　　圖 2-1 條形排板罐底</p><p>　　罐內(nèi)徑大于或等于12.5m時(shí)，罐底宜采用弓形邊緣板，如圖4-2。</p><p>　　圖2-3 弓形邊緣板罐底<

20、/p><p>　　罐底邊緣板伸出罐壁外表面的寬度應(yīng)不小于50mm。</p><p>　　罐底板的焊接接頭可采用搭接、對(duì)接或者搭接與對(duì)接組合，如圖4-3。</p><p>　　圖 2-4(a) 罐底板的搭接接頭</p><p>　　圖 2-4(b) 罐底板的對(duì)接接頭</p><p>　　邊緣板與罐壁相焊接的部分應(yīng)做成平滑

21、支撐面，如圖4-5。</p><p>　　圖2-5(a) 搭接罐底邊緣板</p><p>　　圖2-5(b) 對(duì)接罐底邊緣板</p><p>　　三層底板重疊處，應(yīng)將上層底板切角，如圖4-6.</p><p>　　圖2-6 對(duì)接罐底邊緣板</p><p>　　罐底板任意兩個(gè)相鄰焊接接頭之間的距離以及邊緣板焊接接頭距底

22、圈罐壁焊縫的距離均不應(yīng)小于300mm。底圈罐壁板與邊緣板之間的鏈接應(yīng)采用兩側(cè)連續(xù)角焊，焊腳高度等于二者中較薄件的厚度，且不應(yīng)大于13mm。如圖2-7</p><p><b>　　圖2-7 焊腳</b></p><p>　　第3章 罐壁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 罐壁的排板與連接</p><p>　　上層壁板的厚

23、度不得大于下層壁板的厚度，相鄰兩層壁板的縱向接頭應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)，最小間距應(yīng)大于下層壁板厚度的5倍，且不得小于100mm。罐壁縱向接頭、環(huán)向接頭均應(yīng)采用全熔透的對(duì)接形式，頂部包邊角鋼與最上一圈罐壁板之間可采用搭接接頭連接。</p><p>　　對(duì)于固定頂罐及內(nèi)浮頂罐的罐壁上端，應(yīng)設(shè)的包邊角鋼的選用最小尺寸見(jiàn)表3-1。</p><p>　　表3-1 包邊角鋼最小尺寸</p><

24、p>　　包邊角鋼自身的對(duì)接焊縫必須全焊透、全熔合，接頭對(duì)接、搭接均可。對(duì)于浮頂罐，角鋼的水平肢必須向外，而固定頂罐不做嚴(yán)格要求。如圖3-1</p><p><b>　　圖3-1 包邊角鋼</b></p><p><b>　　3.2 罐壁厚度</b></p><p>　　罐壁設(shè)計(jì)厚度按下列公式計(jì)算，且取其中較大值。&l

25、t;/p><p>　　t1=0.0049 +C1+C2 （3.2-1）</p><p>　　t2=4.9 +C1 （3.2-2）</p><p>　　式中 t1 ——儲(chǔ)存介質(zhì)時(shí)的設(shè)計(jì)厚度（mm）</p><p>　　t2 ——儲(chǔ)存水時(shí)的設(shè)計(jì)厚度（mm）</p><p&g

26、t;　　ρ——儲(chǔ)液密度（kg/m3）</p><p><b>　　H ——罐高（m）</b></p><p>　　D ——儲(chǔ)罐內(nèi)徑（m）</p><p>　　[σ]t——設(shè)計(jì)溫度下罐壁鋼板許用應(yīng)力（MPa）</p><p>　　[σ]——常溫下罐壁鋼板許用應(yīng)力（MPa）</p><p>　　φ —

27、—焊縫系數(shù)，一般取0.9</p><p>　　罐壁的設(shè)計(jì)厚度應(yīng)向上圓整至鋼板的規(guī)格厚度，且不小于</p><p><b>　　表3-2中的規(guī)定。</b></p><p>　　表3-2 罐壁最小壁厚</p><p><b>　　3.3 罐壁加強(qiáng)圈</b></p><p>　　罐

28、壁筒體的臨界壓力計(jì)算：</p><p>　　Pcr=16000 ( )2.5 (3.3-1)</p><p>　　HE=ΣHei (3.3-2)</p><p>　　Hei=hi( )2.5 (3.3-3)</p><p>　　式中 Pcr

29、——罐壁筒體的臨界壓力（Pa）</p><p>　　HE——罐壁筒體的當(dāng)量高度（m）</p><p>　　tmin——頂層罐壁板的規(guī)格厚度（mm）</p><p>　　Hei——第i圈罐壁板的當(dāng)量高度（m）</p><p>　　hi——第i圈罐壁板的實(shí)際高度（m）</p><p>　　ti——第i圈罐壁板的規(guī)格厚度（m

30、m）</p><p><b>　　加強(qiáng)圈取數(shù)目：</b></p><p>　　n=INT(P0/Pcr) （3.3-4）</p><p>　　設(shè)置加強(qiáng)圈后每段罐壁高度：</p><p>　　Le=HE/（n+1） （3.3-5）</p><p&g

31、t;　　加強(qiáng)圈的最小截面，見(jiàn)表3-3.</p><p>　　表3-3加強(qiáng)圈的最小截面尺寸</p><p>　　第4章 罐頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　常用固定頂按其支柱可分為自支承拱頂、自支撐錐頂和柱支撐錐頂，頂板的規(guī)格厚度（不包括腐蝕裕量）和支撐構(gòu)件的規(guī)格厚度不應(yīng)小于4.5mm，罐頂和罐壁連接處的有效面積應(yīng)滿足下式要求：</p><p>

32、　　A>0.001PD2/tanθ (4.1-1)</p><p>　　式中 A—罐頂與罐壁連接處的有效面積（mm2）</p><p>　　P—罐頂?shù)脑O(shè)計(jì)壓力（Pa）</p><p><b>　　θ—罐頂起始角。</b></p><p>　　若選取的包邊角鋼不符合上式的要求應(yīng)加大包邊角鋼的截面尺寸

33、，或在距離角鋼16倍罐壁厚度范圍內(nèi)的罐壁上增加環(huán)形加強(qiáng)構(gòu)件，環(huán)形加強(qiáng)構(gòu)件自身的拼接焊縫應(yīng)全熔透。如圖4-1。</p><p>　　圖4-1 罐頂與包邊角鋼連接處的有效面積</p><p>　　罐頂板與包邊角鋼之間的連接應(yīng)采用薄弱連接，外側(cè)采用連續(xù)焊，焊腳高度不應(yīng)大于頂板厚度的3/4，且不得大于4mm，內(nèi)側(cè)不得施焊。頂板本身的拼接可采用對(duì)接，若搭接厚度不可超過(guò)5倍板厚，且不得小于25mm，罐

34、頂板外表面的搭接焊縫應(yīng)采用連續(xù)焊。</p><p>　　第2部分 儲(chǔ)罐的焊接工藝分析</p><p>　　第5章 壓力容器的焊接接頭</p><p>　　5.1 壓力容器焊接接頭的分類</p><p>　　圖5-1 壓力容器焊接接頭的分類</p><p>　　A類接頭：圓柱形殼體筒節(jié)的縱向?qū)咏宇^，球形容器和凸形封頭瓜

35、片之間的對(duì)接接頭，球形容器的環(huán)向?qū)咏宇^，與筒體封頭之間的對(duì)接接頭，大直徑焊接三通支管與母管相接的對(duì)接接頭。</p><p>　　B類接頭：圓柱形、錐形筒節(jié)之間的環(huán)向?qū)咏宇^，接管與筒節(jié)間及其與法蘭相接的環(huán)向?qū)咏宇^，除球形封頭外的各種凸形封頭與筒身相接的環(huán)形接頭。</p><p>　　C類接頭：法蘭、平封頭、端蓋、管板與筒身、封頭和接管相連的角接接頭，內(nèi)凹封頭與筒身間的搭接接頭以及多層包

36、扎容器層板間縱向接頭等。</p><p>　　D類接頭：接管、人孔圈、手孔蓋、加強(qiáng)圈、法蘭與筒身及封頭相連接的T形或角接接頭。</p><p>　　E類接頭：包括吊耳、支撐、制作及各種內(nèi)奸與筒身或封頭相接的角接接頭。</p><p>　　F類接頭：在筒身、封頭、接管、法蘭和管板表面上的堆焊接頭。</p><p>　　5.2 圓筒形容器焊接接頭

37、的設(shè)計(jì)</p><p>　　圖5-2 立式儲(chǔ)油罐</p><p>　　圓筒形容器的縱向焊縫必須與母材等強(qiáng)度，環(huán)向焊縫的工作應(yīng)力只有縱向焊縫的一半，故對(duì)于環(huán)向焊縫的強(qiáng)度要求較低，可以采用較軟的填充金屬材料。各筒節(jié)之間的環(huán)向焊縫以及筒節(jié)和封頭間的環(huán)向焊縫一般都采用埋弧焊方法。</p><p>　　對(duì)于容器上的支管連接，支管連接處開(kāi)口后應(yīng)力集中較大，對(duì)于大壁厚圓筒可采取貫

38、穿型直接插入式，雙面焊縫焊透為佳；也可以采取平置式安放支管，焊縫單面焊透。</p><p>　　管板連接的焊接接頭經(jīng)常承受交變載荷。在大多數(shù)焊接時(shí)是把管子插入管板的孔中，從外面施焊。為了降低焊縫的拘束度，在管板上加工一個(gè)環(huán)形溝槽。衛(wèi)士管接頭與管板更緊密結(jié)合，在施焊前吧管子前段向外擴(kuò)張，焊后管子端部在進(jìn)行一次擴(kuò)張以消除殘余應(yīng)力。</p><p>　　由于工藝要求和檢修方便，石油化工的容器的筒

39、體或封頭上會(huì)開(kāi)設(shè)很多孔洞，會(huì)減弱縱向斷面的強(qiáng)度，則一般會(huì)對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。為提高材料的利用率，空可以補(bǔ)強(qiáng)?？籽a(bǔ)強(qiáng)措施有管補(bǔ)強(qiáng)（增加管子壁厚）、基體補(bǔ)強(qiáng)（基體材料壁厚全部增加）、增設(shè)補(bǔ)強(qiáng)圈（外加鋼圈）和孔補(bǔ)強(qiáng)（孔周邊材料基體壁厚增加）。如果不采取孔的補(bǔ)強(qiáng)措施，就必須增加壁厚才能保證生產(chǎn)要求。在工作溫度超過(guò)300°C或壁厚超過(guò)40mm的容器上不宜采用補(bǔ)強(qiáng)圈形式?？讖皆诔^(guò)一定尺寸時(shí)必須進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，否則無(wú)法保證其強(qiáng)度，且此時(shí)增加壁厚效果不

40、大。如果管過(guò)于密集而必須避開(kāi)A、B兩類接頭時(shí)，則必須對(duì)開(kāi)孔部位的焊縫作探傷檢測(cè)。壁厚大于50mm時(shí)，在焊接接管之前應(yīng)將開(kāi)孔區(qū)焊縫作消應(yīng)力處理。</p><p>　　第6章 壓力容器的焊接方法</p><p>　　6.1 熔化極氬弧焊</p><p>　　焊絲通過(guò)絲輪送進(jìn)，導(dǎo)電嘴導(dǎo)電，在母材與焊絲之間產(chǎn)生電弧，使焊絲和母材熔化，并用惰性氣體氬氣保護(hù)電弧和熔融金屬來(lái)進(jìn)行

41、焊接。</p><p>　　與其它焊接方法相比，熔化極氬弧焊的特點(diǎn)有：</p><p>　?。?）可以焊接幾乎所有的金屬。既可以焊接碳鋼、合金鋼、不銹鋼，還可以焊接鋁及鋁合金、銅及銅合金、鈦合金等容易被氧化的非鐵金屬；</p><p>　?。?）焊絲和電弧的電流密度大，焊絲熔化速度快，對(duì)母材的熔敷效率高，焊接生產(chǎn)率高；</p><p>　　（

42、3）與電弧焊相比，熔化極氬弧焊電弧狀態(tài)穩(wěn)定，容地過(guò)渡平穩(wěn)，幾乎不產(chǎn)生飛濺，熔透也較深；</p><p>　?。?）由于惰性氣體本質(zhì)上不與熔化金屬產(chǎn)生冶金反應(yīng)。</p><p>　　熔化極氬弧焊的不足：</p><p>　?。?）由于使用氬氣保護(hù)，焊接成本比電弧焊高，生產(chǎn)效率也低于電弧焊；</p><p>　?。?）焊接準(zhǔn)備工作要求嚴(yán)格，包括對(duì)

43、焊接材料的清理和焊接區(qū)的清理等。</p><p>　　（3）厚板焊接中的封底焊焊縫成形質(zhì)量不是很好。</p><p><b>　　6.2 氣體保護(hù)焊</b></p><p>　　以二氧化碳?xì)鉃楸Ｗo(hù)氣體，進(jìn)行焊接的方法。在應(yīng)用方面操作簡(jiǎn)單，適合自動(dòng)焊和全方位焊接。在焊接時(shí)不能有風(fēng)，適合室內(nèi)作業(yè),由于它成本低，二氧化碳?xì)怏w易生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于各大小企

44、業(yè)。由于二氧化碳?xì)怏w的0熱物理性能的特殊影響，使用常規(guī)焊接電源時(shí)，焊絲端頭熔化金屬不可能形成平衡的軸向自由過(guò)渡，通常需要采用短路和熔滴縮頸爆斷，因此與MIG焊自由過(guò)渡相比，飛濺較多。但如采用優(yōu)質(zhì)焊機(jī)，參數(shù)選擇合適，可以得到很穩(wěn)定的焊接過(guò)程，使飛濺降低到最小的程度。由于所用保護(hù)氣體價(jià)格低廉，采用短路過(guò)渡時(shí)焊縫成形良好，加上使用含脫氧劑的焊無(wú)內(nèi)部缺的劉質(zhì)量焊接接頭。因此這種焊接方法目前已成為黑色金屬材料最重要焊接方法之一。</p>

45、;<p>　　與其它焊接方法相比，氣體保護(hù)焊的特點(diǎn)有：</p><p>　?。?）焊接生產(chǎn)率高；</p><p><b>　?。?）焊接成本低；</b></p><p><b>　?。?）焊接能耗低；</b></p><p>　　（4）適用范圍廣，可采用自動(dòng)焊或半自動(dòng)焊對(duì)任何角度、任何

46、位置、任何長(zhǎng)度及復(fù)雜的曲面焊縫都可焊接；</p><p>　?。?）焊縫含氫量低，抗裂紋性好；</p><p>　?。?）焊后不需清渣，明弧焊接便于監(jiān)視，有利于機(jī)械化操作；</p><p>　?。?）焊接保護(hù)效果好。</p><p>　　氣體保護(hù)焊的缺點(diǎn)和不足：</p><p>　?。?）焊不能用于非鐵金屬的焊接，只能

47、用于低碳鋼和低合金鋼等黑色金屬的焊接；</p><p>　?。?）焊熔滴過(guò)渡不如MIG焊穩(wěn)定，飛濺量較大；</p><p>　　（3）焊產(chǎn)生很大的煙塵，操作環(huán)境不好。</p><p><b>　　6.3埋弧焊</b></p><p>　　利用在焊劑層下燃燒的電弧進(jìn)行焊接的方法，如圖6-1。在焊接過(guò)程中,焊劑熔化產(chǎn)生的液態(tài)

48、熔渣覆蓋電弧和熔化金屬，起保護(hù)、凈化熔池、穩(wěn)定電弧和滲入合金元素的作用。埋弧焊分為自動(dòng)埋弧焊和半自動(dòng)埋弧焊兩種。前者應(yīng)用較廣泛,焊接電流可達(dá)600～2000安，焊接效率很高。埋弧焊是一種適于大量生產(chǎn)的焊接方法，廣泛用于焊接各種碳鋼、低合金鋼和合金鋼，也用于不銹鋼和鎳合金的焊接和表面堆焊。為了提高焊接效率和擴(kuò)大使用范圍，埋弧焊的電極可采用雙絲、三絲、帶極(用于堆焊)，還可在焊劑中添加金屬粉等。焊劑層下的電弧與焊件接口的對(duì)正和調(diào)整，可用工業(yè)

49、電視觀察或用激光跟蹤等方法探測(cè)。</p><p><b>　　圖6-1 埋弧焊</b></p><p>　　與其它焊接焊接方法相比，埋弧焊有如下優(yōu)勢(shì)：</p><p>　　（1）焊接生產(chǎn)率高；</p><p>　?。?）焊接金屬的品質(zhì)良好、穩(wěn)定；</p><p>　　（3）焊接外觀非常美觀；<

50、;/p><p><b>　?。?）焊接成本低；</b></p><p><b>　　（5）操作環(huán)境好。</b></p><p><b>　　埋弧焊存在的問(wèn)題：</b></p><p><b>　?。?）設(shè)備費(fèi)用高；</b></p><p&g

51、t;　　（2）對(duì)坡口精度要求高；</p><p>　　（3）焊接姿勢(shì)受到限制；</p><p>　?。?）適用于碳素鋼、低合金鋼、不銹鋼等材料的焊接，有色金屬焊接困難；</p><p>　?。?）焊縫金屬的沖擊韌性普遍不好；</p><p>　?。?）主要用于自動(dòng)焊、長(zhǎng)縫焊、中等以上厚度板的焊接。</p><p>　　

52、通過(guò)上面三種焊接方法的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比，熔化極氬弧焊對(duì)焊接坡口精度要求較高而且成本較高，焊需要焊前打底焊較麻煩而且焊接生產(chǎn)環(huán)境不好，相比之下選擇埋弧自動(dòng)焊接比較合適，在內(nèi)部加襯墊焊接，適合于大批量生產(chǎn)而且焊縫質(zhì)量較好。</p><p>　　第7章 壓力容器的焊接工藝</p><p>　　上、下封頭的焊接采用對(duì)接接頭，為保證環(huán)焊縫開(kāi)設(shè)60°的正面V形坡口，在鋼瓶?jī)?nèi)部裝上襯墊，用手工電弧焊

53、完成封頭的定位焊接和襯墊與筒體的連接，裝配時(shí)間隙為0~1mm，如圖7-1。然后清理干凈手工電弧焊藥皮，并且將焊點(diǎn)用磨光機(jī)打磨平整。</p><p>　　圖7-1 瓶體焊坡口及襯墊</p><p>　　焊前，坡口兩側(cè)各10mm范圍內(nèi)的鐵銹，應(yīng)打磨干凈，露出金屬光澤。用丙酮清洗坡口附近的油污。</p><p>　　焊劑和焊條按規(guī)定烘干，300~350℃保溫2h。注意焊劑

54、中不要混入鐵屑、碎石等雜物。</p><p>　　不要強(qiáng)行組裝，避免應(yīng)力過(guò)大；引弧板要對(duì)齊焊縫，地線連接牢固。</p><p>　　埋弧自動(dòng)焊時(shí)焊絲選用H10Mn2，直徑Ø4mm；定位焊及襯墊的焊接的焊條為J507.埋弧焊焊劑選用SJ101燒結(jié)焊劑。</p><p>　　筒體開(kāi)V形坡口，由于埋弧焊焊接板厚較厚，可只焊接一道。</p><

55、p>　　第3部分 儲(chǔ)罐的組裝與檢驗(yàn)</p><p>　　第8章 儲(chǔ)罐的安裝施工順序</p><p>　　定頂立式圓筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐的安裝普遍采用倒裝法施工工藝，即在罐底鋪設(shè)、焊接之后，先組裝焊接頂層壁板及包邊角鋼，再組裝焊接罐頂，然后自下而上依次組裝焊接每層壁板，直至底層壁板。</p><p>　　8.1儲(chǔ)罐底板的焊接順序</p><p&g

56、t;　　邊緣板對(duì)接焊縫中第一圈壁板底部80mm焊縫先焊接（供組裝用）→中幅板短焊縫焊接→第一圈壁板與底板間環(huán)角焊縫焊接→邊緣板其余對(duì)接焊縫焊接→中幅板封閉焊縫焊接→邊緣板與中幅板間龜甲焊縫焊接。</p><p>　　相互平行的焊縫采用隔行焊接法，各焊條均采用從中間向兩端施焊，各焊縫均采用分段退焊法施焊，長(zhǎng)焊縫由兩名焊工同時(shí)施焊，罐底角焊縫焊接，應(yīng)由數(shù)對(duì)焊工從罐內(nèi)外沿同一方向進(jìn)行分段焊接。</p>&

57、lt;p>　　8.2儲(chǔ)罐壁板的焊接順序</p><p>　　壁板立縫焊接→組對(duì)第一圈與第二圈壁板間的環(huán)縫→組對(duì)立縫焊接活口→第一二圈間環(huán)縫焊接→立縫焊接活口→下一圈壁板立縫焊接，依次類推。</p><p>　　分段退焊法，立縫可分三段分段退焊，第一段至焊縫頂端預(yù)留150mm暫不施焊，將環(huán)焊縫焊接后將其補(bǔ)焊完成。</p><p>　　采用交叉焊接的方法，減小焊接

58、角變形，先焊大坡口后焊小坡口，為了控制變形應(yīng)將大坡口填平后清根，再焊小坡口，小坡口完成后再將大坡口蓋面焊完。</p><p>　　8.3儲(chǔ)罐固定頂?shù)暮附禹樞?lt;/p><p>　　先焊短焊縫，后焊長(zhǎng)焊縫；先焊內(nèi)側(cè)焊縫，后焊外側(cè)焊縫，徑向的長(zhǎng)焊縫宜采用隔縫對(duì)稱施焊法，并由中心向外分段退焊；頂板與包邊角鋼焊接時(shí)，焊工應(yīng)對(duì)稱均勻分布，并沿圓周同一方向分段退焊。</p><p&g

59、t;　　第9章 儲(chǔ)罐焊縫的檢驗(yàn)與修補(bǔ)</p><p><b>　　9.1焊縫檢測(cè)</b></p><p><b>　　1.外觀檢查：</b></p><p>　?、贆z查前將熔渣、飛濺物清理干凈，焊縫及熱影響區(qū)不得有裂紋、氣孔、夾渣或弧坑等缺陷；</p><p>　?、诤缚p表面質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)縫合設(shè)計(jì)要求，見(jiàn)

60、表9-1。</p><p>　　表9-1 焊縫表面質(zhì)量</p><p>　　③屈服點(diǎn)大于390MPa或厚度大于25mm的低合金鋼的地圈壁板縱縫不得有咬邊；</p><p>　　④屈服點(diǎn)大于390MPa的鋼板，表面焊疤應(yīng)在磨平后進(jìn)行滲透探傷或磁粉檢測(cè)，無(wú)裂紋為合格。</p><p><b>　　2.無(wú)損檢測(cè)</b><

61、/p><p><b>　　9.2焊縫修補(bǔ)</b></p><p>　?、偕疃瘸^(guò)0.5mm的劃傷、電弧擦傷、焊疤等有害缺陷，應(yīng)打磨平滑，打磨修補(bǔ)后的鋼板厚度用大于等于鋼板名義厚度扣除負(fù)偏差；缺陷深度或打磨深度查過(guò)1mm時(shí)應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)焊并打磨。</p><p>　?、谇c(diǎn)大于390MPa的低合金鋼缺陷清理后應(yīng)進(jìn)行探傷，確認(rèn)無(wú)缺陷后進(jìn)行補(bǔ)焊，修補(bǔ)后打磨平

62、滑再做探傷；焊縫修補(bǔ)宜采用回火焊道。</p><p>　?、鄹鶕?jù)缺陷的探測(cè)埋深確定缺陷的清除面，清除深度不宜大于板厚的2/3.</p><p>　?、芎缚p的修補(bǔ)必須嚴(yán)格按焊接工藝，嚴(yán)格控制線能量，修補(bǔ)長(zhǎng)度不應(yīng)小于50mm。</p><p>　　⑤頂板的焊縫缺陷因其板材較薄可直接修補(bǔ)。</p><p>　　⑥同一部位返修次數(shù)不宜超過(guò)2次。<

63、;/p><p><b>　　設(shè)計(jì)體會(huì)</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實(shí)際問(wèn)題，鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程。在現(xiàn)在的各項(xiàng)領(lǐng)域中焊接裝置的應(yīng)用試非常常見(jiàn)的，可以說(shuō)是無(wú)處不在，因此我覺(jué)得掌握好焊接這門(mén)技術(shù)是很有必要的，這次對(duì)鋼制儲(chǔ)罐的課程設(shè)計(jì)是對(duì)以前學(xué)習(xí)的知識(shí)的一次檢驗(yàn)和理論與實(shí)踐的結(jié)合，更是

64、一次工作的前奏。</p><p>　　在這次對(duì)儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了不少的問(wèn)題，更學(xué)到了很多知識(shí)。</p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)基本接近尾聲，在指導(dǎo)老師的幫助和組員的共同努力下，這次課程設(shè)按期完成了，再次對(duì)給予我們幫助的老師和同學(xué)表示忠心的感謝，由于我的水平有限，設(shè)計(jì)難免會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤之處，希望老師給予批評(píng)指正。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b

65、></p><p>　　《石油化工立式筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)規(guī)范》SH 3046-1992</p><p>　　《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB700</p><p>　　《壓力容器用碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼厚鋼板》GB6654</p><p>　　《壓力容器鍛件技術(shù)條件》JB755</p><p>　　《碳鋼焊條》GB5117&l

66、t;/p><p>　　《低合金鋼焊條》GB5118</p><p>　　《焊接用鋼絲》GB1300</p><p>　　《壓力容器用鋼板超聲波探傷》ZBJ 74003-88</p><p>　　《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB J 17-88</p><p>　　《立式筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50128-2005<

67、/p><p>　　《固定頂油罐的罐頂結(jié)構(gòu)》孔昭瑞</p><p>　　《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》 吳宗澤 羅圣國(guó)</p><p>　　《焊接冶金學(xué)》 張文鉞</p><p>　　《焊接結(jié)構(gòu)學(xué)》 方宏淵</p><p>　　《焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及應(yīng)用》 張延華</p><p>　　《鋼結(jié)構(gòu)焊接制造》 王國(guó)凡

68、張?jiān)?</p><p>　　《焊接結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)》 賈安東</p><p>　　《長(zhǎng)輸管道焊接技術(shù)》 李頌宏</p><p>　　《立式筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐焊接變形的控制》韓繼東 王麗</p><p>　　《不等厚板對(duì)接焊疲勞壽命結(jié)構(gòu)形狀影響分析》李其朋 陳國(guó)華 </p><p>　　《焊縫對(duì)拼焊板縱向拉伸成形性能的影響規(guī)律