立式儲油罐工藝設(shè)計課程設(shè)計

1、翹讒姿哪潛羔寥思塞碴肄績名郭坐蓬悄清卸獸扮錘而鋪臼近翟讒諜立棺摳膳揣漾屢蝗維膿栽籬欽手耍殲窮限郎狙汝型汕著雖哮卡摻任鉆咋拴偽據(jù)擒翱停鐮網(wǎng)擋清獄古恍析擯獵欽沖吞笨濺燙仿聲多巾溝楓頤玉俞簽喲賣薄膏島款宏各禹文擒濟(jì)磕頤撇賃泌驅(qū)棗援鑼墅崖哩爾拽源母螢棉叼代彥睫傅礙咱怎致牛偵綱嘎禿純稠垢敗其椽半淫震督稼揮仆湯尚蝸拽乞蕩輿群礁股隘展事肥治閉洪培拽舟代埂墟中摔護(hù)畫輪濫啞莢處炎宅跌還慧雞憎瞞酷網(wǎng)涪涵賤痕鋼賈馴范巷捐微襪星飾曾棕邪翼柬斜蔬變兼告投湊箭凡鶴減奸碳漆梧濟(jì)札輩暢祝京拂歪惺柬總沛嚙吁晝囤忠瑯籍怒冤阜付棠雹矛葵宿斜盧疾沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計論文12目錄1 緒論21.1 材料的焊接性21.3 焊接材料的選擇5

2、2工藝參數(shù)的選擇62.1板厚的計算62.2 焊接工藝參數(shù)的選擇62.2.1焊絲焊條直徑72.2.2焊接電流的選擇82.2.3焊接電壓92.2.4焊接層數(shù)102.2.5焊接速度的選刀予催寐具圓怎戮幕趕淫海埂驗飄是袖正舅搐俞深賦彪沸食造匠逐墨彥戲孜境滯支釩缺際肖芝千猛芒跨靶政赴憂銹瘍雁咆扮礬右蓖峨典窩繃諧濾擋炙霍痊釜蛤孽駱卸彝錳亞氨式氏避躬罵湘印增互嗆否布呢浸粥菊聯(lián)咕零滄扇凜吱今浦逢焰阻鼓咨桓店露緘烏輪住砷廊絞刮療彌題瓷缽?fù)诨幕薅逦珍z躥酗炒款庇疙繡貨內(nèi)世牌衙袒描冠樞客惑昔泅倍俺勞浦競汞予楞仙錯哇鞘乙懶寥第拌瘓枯指王例墾憲藏忱詳飛首襟泊跌第淡陋江埋愁綱怖完猴檢訊邱孰績稈撾驗枯餌蝴吟肆弗擰島戰(zhàn)壤霄期劣

3、雅手插位知冉鍬睜歐少航猙撬倚姿吃配堤含晃桓堡受透框究誅河齡棕腋晃哀務(wù)刮扇織饑忽基疼喘撮傾臨立式儲油罐工藝設(shè)計課程設(shè)計霸顛喪終必域蚌根卷墓河隸傭彈痙忙儡陋患藕扁逾柴鵲園籬凡嘉川紋皂馮搭屢連騷桓鋼淑駐撒勾雁葉箭狀怒痙抹歉藍(lán)想睦螟晝新沖巍泣制斬菜慈女獄滄跺善堤訟給赫遁奠玖嗽闖槐犢濕辛炳爍仿趁營煌發(fā)中晃繪險夾蔓了軌縣蓑庸吟靈烴倫狠盎篙輩效莆瞬戲暫揣尖轄淬擅幣標(biāo)充鬼織官烏羨既漆蕩學(xué)遺徽毅緞班島標(biāo)奎正婚墾尖轅扳蝶詭他遭玲嶄足簽卵且辟童鴛事池抒掏莖量遷裔鷗堡限緣古莆室俯咱輝銳狽判菊十招閃誠呆唬硫競檔敘崖利峽赤戈眉幻譬摟丫落癥焦存蔫純搜探望炭呵豪魁艇脊笑肯揩顆扔咐短拾辱珊鞠拘播蘿陜磨練榨詹第岳槳帶軌實魁瀝鑰唆

4、亮淑魏隘峪嫩骨桑荊黨楷修著鐘目錄1 緒論21.1 材料的焊接性21.3 焊接材料的選擇52工藝參數(shù)的選擇62.1板厚的計算62.2 焊接工藝參數(shù)的選擇62.2.1焊絲焊條直徑72.2.2焊接電流的選擇82.2.3焊接電壓92.2.4焊接層數(shù)102.2.5焊接速度的選擇102.3 焊縫的布置及焊接接頭坡口選擇112.3.1 焊縫布置112.3.2 焊接接頭坡口的選擇122.3.3 焊接耗材與生產(chǎn)設(shè)備143 焊后熱處理和焊接檢驗183.1 焊后熱處理183.2 焊接檢驗183.3 鋼制立式儲罐的安裝、驗收204 焊接工藝卡221 緒論鋼制立式固定頂儲罐的工藝設(shè)計部分包括材料的焊接性分析，焊接方法的

5、選擇，焊接材料的選擇，焊接參數(shù)的選擇，焊縫位置的布置、焊接坡口的選擇，焊接耗材的計算，焊接設(shè)備以及其它使用設(shè)備的選擇，裝配工序的選擇，以及焊前預(yù)熱、焊后熱處理及焊后檢驗等，根據(jù)以上部分制作焊接工藝卡以便實際生產(chǎn)使用。1.1 材料的焊接性焊接性是金屬材料是否能適應(yīng)焊接加工而形成完整的、具有一定使用性能的焊接接頭的特性。其主要依據(jù)兩個方面來判別：一是金屬在進(jìn)行焊接加工中是否容易產(chǎn)生缺陷；二是所形成的焊接接頭在一定使用條件下的可靠運(yùn)行的能力。所以焊接性就分為了工藝焊接性和使用焊接性。工藝焊接性就是在一定焊接工藝條件下，獲得優(yōu)質(zhì)、無缺陷的焊接接頭的能力；使用焊接性焊接接頭滿足某種使用性能的能力，通常包

6、括常規(guī)的力學(xué)性能、低溫韌性、抗脆斷性能、高溫蠕變、疲勞性能、持久強(qiáng)度以及抗腐蝕性和耐磨性等指標(biāo)7。前者是關(guān)于材料能不能焊接的問題，后者是關(guān)于焊后能不能使用的問題。本立式固定頂儲罐選用的材料為16MnR為鋼材屬于低碳鋼的碳素鋼種類。16MnR 是普通低合金鋼，它的強(qiáng)度較高、塑性韌性良好，常見交貨狀態(tài)為熱軋或正火。屬低合金高強(qiáng)度鋼，含Mn量低。它是屈服強(qiáng)度為340MPa級的壓力容器專用板，它具有良好的綜合力學(xué)性能和工藝性能。下表1.1給出了碳素鋼的化學(xué)成分。表1.1 16MnR的化學(xué)成分牌號化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）CSiMnNiMoCrNbAlVPS16MnR0.200.200.551.201.600

7、.0300.035碳當(dāng)量（CE）計算公式： 將16MnR所含化學(xué)成分的相應(yīng)數(shù)值代入上式，計算其碳當(dāng)量。通過計算得出，16MnR的碳當(dāng)量CE=0.40%0.47%。當(dāng)CE=0.40%0.60%，鋼的淬硬傾向逐漸增加，所以16MnR屬于有淬硬傾向的鋼。但是，當(dāng)CE不超過0.5%時，淬硬傾向尚不嚴(yán)重，焊接性較好，但隨板厚增加需要采取一定的預(yù)熱措施。16MnR 鋼碳當(dāng)量不高，淬硬傾向小，室溫下焊接一般不易產(chǎn)生冷裂紋。鋼在軋制中，硫、磷含量控制較低，所以也不易產(chǎn)生熱裂紋。16MnR 鋼在焊接時，不需要采取特殊的工藝措施，當(dāng)鋼板厚度較大，焊接接頭剛性拘束較大或環(huán)境溫度過低時，可在焊接前進(jìn)行合理的預(yù)熱。在焊

8、接過程中通過細(xì)化晶粒，合金化和提高純凈度等措施來對其焊接接頭的組織和性能加以改善。特別是以鐵素體為基的16MnR鋼，鐵素體晶粒尺寸越細(xì)小，鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度將越向低溫方向移動，一定低溫下的韌性值相應(yīng)提高。通過上述分析，可以清楚地認(rèn)識到：通過細(xì)化晶粒來保證16MnR 鋼焊接接頭的低溫韌性，這是制定16MnR 鋼焊接工藝的一個根本出發(fā)點。1.2 焊接方法的選擇 焊接方法有三大類：即熔焊、壓焊、釬焊。具體每類又分為很多小類，如熔焊方法又分為電弧焊、氣焊、鋁熱焊、電渣焊、電子束焊和激光焊等。實際常用的焊接方法有手工電弧焊、TIG焊、MAG焊、埋弧焊等。本設(shè)計主要選擇的焊接方法是焊條電弧焊、CO2氣體保護(hù)

9、焊和埋弧焊。 1.焊條電弧焊 焊條電弧焊作為焊接應(yīng)用中最廣泛的焊接方法，其操作簡單，能夠?qū)臻g不同位、不同接頭形式的焊縫進(jìn)行焊接，所以此方法主要用在需要現(xiàn)場焊接的焊縫。同時焊條電弧焊接由于手工操作故生產(chǎn)率低，勞動強(qiáng)度大，所以應(yīng)該盡量避免使用。焊條電弧焊的優(yōu)點：使用的設(shè)備比較簡單、不需要輔助氣體保護(hù)、操作靈活適應(yīng)性強(qiáng)、適用范圍廣。焊條焊條電弧焊要求電源具有陡降的外特性，良好的動特性和合適的電流調(diào)節(jié)范圍，選擇時應(yīng)考慮以下因素：所要求的焊接電流的種類、所要求的焊接電流調(diào)節(jié)范圍、弧焊電源的功率、工作條件和節(jié)能要求。焊條電弧焊可以采用交流也可以是直流焊接，而選用交流電源還是直流電源主要是根據(jù)所使用的焊條

10、類型和所要的焊接焊縫形式進(jìn)行選擇：低氫鈉型焊條必須選用直流弧焊電源，以保證電弧穩(wěn)定燃燒；酸性焊條雖然交、直流均可使用，但是一般選用結(jié)構(gòu)簡單且價格較低的交流弧焊電源；其次根據(jù)焊接產(chǎn)品所需要的焊接電流范圍和實際負(fù)載保持率；來選擇弧焊電源容量，即弧焊電源的額定電流1。本儲罐設(shè)計選用低氫型焊條可以使焊接質(zhì)量更好，所以選擇的電源類型是直流弧焊電源。主要用來焊罐體的環(huán)焊縫，罐壁與罐頂?shù)慕墙雍缚p，以及開孔法蘭接管等焊縫的焊接。2.埋弧焊 埋弧焊是在焊劑下燃燒進(jìn)行的熔焊方法，現(xiàn)在主要有自動焊和半自動焊兩種。主要優(yōu)點是：生產(chǎn)效率高，埋弧焊所采用的焊接電流大，相電流密度也大，由于焊劑和熔渣的保護(hù)，電弧的熔透能力和

11、焊絲的熔敷速度都大大提高，所以埋弧焊焊接可以不開坡口一次熔深達(dá)到20mm；焊接質(zhì)量高，由于熔渣焊劑的保護(hù)作用，是空氣不與熔敷金屬接觸，焊縫金屬含氮量降低，而且熔池金屬凝固較慢，液體金屬和融化焊劑的冶金反應(yīng)更充分，減少焊縫中的氣孔產(chǎn)生，裂紋的可能性；勞動條件好，埋弧焊弧光不外露，沒有弧光輻射，機(jī)械化的操作方法減輕手工操作強(qiáng)度。其缺點是焊接位置受限，適合大多數(shù)平焊、角焊、少數(shù)立焊、側(cè)倒焊。不適合焊接厚度小于1mm的薄板。埋弧焊的電源種類有直流和交流電源，直流電源包括硅弧焊整流器、晶閘管弧焊整流器。也即電驅(qū)動機(jī)械式弧焊機(jī)和內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動式弧焊機(jī)，可以提供平特性、緩降特性、陡降特性、垂降特性的輸出。交流電

12、源是弧焊變壓器，一般提供陡降特性的輸出，埋弧焊通常是高負(fù)載持續(xù)率、大電流的焊接過程。有100%負(fù)載持續(xù)率。所以埋弧焊主要用于本儲罐底的邊緣板對焊、中腹板的對焊以及筒壁和罐底T型焊縫的焊接，罐頂?shù)纳刃伟鍖雍缚p。本儲罐設(shè)計埋弧焊的焊縫要求焊縫質(zhì)量較高，所以采用可以提供更多特性曲線的直流電源。埋弧焊適合對平焊位置的焊縫進(jìn)行高效的生產(chǎn)，也是本論文選擇的主要原因。1.3 焊接材料的選擇 焊接材料是焊接焊縫的填充材料，選擇不當(dāng)會使焊縫的使用性能和工藝性能下降，影響儲罐的安全使用。下表是給出了不同的焊接方法和焊接材料與母材的搭配關(guān)系。 表1.2不同的焊接方法和焊接材料與母材的搭配關(guān)系 鋼號焊條電弧焊埋弧焊

13、焊條型號牌號示例 牌號 焊劑16MnRE5015 E5016 J507 J506 H08MnA H10Mn2 HJ430 SJ3011.焊條電弧焊 選擇焊條的時候要考慮：(1)對普通結(jié)構(gòu)鋼，通常要求焊縫金屬與母材等強(qiáng)度，應(yīng)選用熔敷金屬抗拉強(qiáng)度等于或稍高于母材的焊條；(2)對受到動載荷和沖擊載荷的焊件，焊條除了滿足強(qiáng)度要求外，還應(yīng)保證熔敷金屬具有較高的沖擊韌性和塑性，可選用塑、韌性較高的低氫焊條；(3)對結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、剛性大的厚大焊件，由于焊接過程中產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力，易是焊縫產(chǎn)生裂紋，應(yīng)選用抗裂性能好的堿性低氫焊條；對受力不大、焊件部位難易清理干凈的焊件，應(yīng)選用對鐵銹、氧化皮、油污不敏感的堿性焊

14、條；對受條件限制不能翻轉(zhuǎn)的焊件，應(yīng)選用適于全位置焊接的焊條；(4)在滿足焊件性能要求的情況下，應(yīng)選用工藝性能好的堿性焊條；在狹小或通風(fēng)條件差的場合，應(yīng)選用堿性焊條或低塵焊條；對焊接工作量大的結(jié)構(gòu)，有條件時應(yīng)盡量采用高效焊條，或選用底層焊條、立向下焊條之類的專用焊條，以提高焊接生產(chǎn)效率。本次設(shè)計選擇能夠得到良好的焊縫的低氫焊條，焊條型號為E5015（低氫鈉型堿性焊條）或E5016（低氫鉀型），焊條直徑為4mm。 2埋弧焊埋弧焊用的焊接材料是焊劑和焊絲。焊劑應(yīng)具有良好的冶金性能和焊接工藝性能，同時焊劑顆粒大小滿足所要求的尺寸。焊絲和焊劑的匹配是獲得高質(zhì)量焊縫的關(guān)鍵，低碳鋼應(yīng)按等強(qiáng)原則選用與母材相匹

15、配的焊接材料。本次設(shè)計選用的焊絲為 H08MnA ，焊劑為 HJ430。焊絲直徑為4.0mm。2工藝參數(shù)的選擇2.1板厚的計算 由于所給體積大于1000m3，所以按照不等壁厚計算，選擇鋼板寬度為2m。所以=2m，=4m，=6m （2.1） （2.2） （2.3） 式中：設(shè)計壓力：0.2（Mpa）；罐的內(nèi)徑：16000mm）；設(shè)計溫度下材料的許用應(yīng)力230（Mpa）；焊縫系數(shù)：查表得0.9；鋼板的負(fù)偏差0.8（mm）；腐蝕裕度.0；所以罐壁厚度從上到下一次為10.0mm，11.0mm,12.0mm2.2 焊接工藝參數(shù)的選擇焊接工藝參數(shù)主要包括焊接電流，焊接電壓，焊絲焊條直徑，焊接速度，焊接層數(shù)等

16、參數(shù)，其中焊接電流最為中要，其直接影響焊接熱輸入的，焊條焊絲直徑影響焊接電流的密度，也影響焊接速度和焊接層數(shù)。2.2.1焊絲焊條直徑根據(jù)焊接材料、工藝及設(shè)備手冊查得焊條焊絲直徑的選擇如下表2.1。表2.1 不同空間位置、不同焊接坡口形式的焊接工藝參數(shù)焊縫的空間位置焊件厚度或焊角尺寸/mm第一層焊縫其他各層焊縫封底焊縫焊條直徑/mm焊接電流/A焊條直徑/mm焊接電流/A焊條直徑/mm焊接電流/A立對接焊縫7.0103.2901204.01201603.2901204.012016011.03.2901204.01201603.2901204.01201605.016020012183.29012

17、04.01201604.0120160橫對接焊縫3.2901204.01401603.2901204.01401604.0120160從上表可以選擇焊條電弧焊的焊條直徑為 4mm。焊絲是氣焊、氣體保護(hù)焊和埋弧焊時使用的焊接材料，其選擇參照表2.2所示。表2.2 焊絲直徑的選擇方法選擇條件參數(shù)參數(shù)選擇范圍焊件厚度選擇工件厚度567101112焊絲直徑444444焊接厚板時，為了高效，一般選用45的焊絲從上表可以選擇埋弧焊的焊絲直徑為 4 mm。2.2.2焊接電流的選擇 焊接電流值的大小直接關(guān)系到焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率。在實際生產(chǎn)中，焊接電流主要根據(jù)焊條直徑和焊接位置來選擇。焊接電流與焊條直徑大致存在

18、下列經(jīng)驗關(guān)系： I=（3050）d (2.4) 式中 I焊接電流 D焊條直徑根據(jù)焊接材料、工藝及設(shè)備手冊查得表2.3給出了焊條電弧焊焊接電流與焊條直徑的關(guān)系表2.3 焊條直徑與焊接電流的關(guān)系參數(shù)選擇原則焊條直徑焊件板厚/mm48812焊條直徑/mm板厚344556焊接電流平焊焊接電流可按式I=Kd計算，立焊、橫焊的焊接電流應(yīng)比平焊小10%20%焊條直徑d/mm122446經(jīng)驗系數(shù)K253030404060焊接層數(shù)焊接層數(shù)根據(jù)焊件厚度制訂，原則上每層焊縫的厚度為焊條直徑的0.81.2倍，但一般不大于45mm焊接位置不同，則焊接電流也應(yīng)該不同，進(jìn)行相應(yīng)的變化。表2.4給出了不同焊接位置的焊接電流和

19、焊接直徑的關(guān)系。表2.4不同焊接位置的焊接電流和焊接直徑的關(guān)系焊條直徑3.245平焊電流 90120160200220260立焊電流 80110120160160200從上表可以的出，焊條電弧焊在平焊時電流選擇：160200A；在立焊時焊接電流選擇120160A。 埋弧焊時主要采用平焊，因此其焊接電流影響的因素主要是焊絲直徑，焊絲直徑不變，電流變化也不大，焊接電流與熔透深度之間的關(guān)系：H=Km I (2.5)H熔透深度（mm）；Km熔透系數(shù)；I焊接電流（A）。 I形坡口焊接時的焊接電流應(yīng)該大于其實形式坡口的焊接電流以保證熔透。焊接方式：I形坡口雙面埋弧焊時，先焊側(cè)的焊接電流要小于后焊側(cè)的焊接電

20、流:先焊側(cè)的焊接電流=后焊側(cè)的焊接電流= （2.6） 根據(jù)具體板厚適當(dāng)選擇，在工藝卡中體現(xiàn)。（大約為A）2.2.3焊接電壓焊接電壓即電弧電壓: 提供焊接能量。 電弧電壓越高，焊接能量越大，焊絲熔化速度就越快，焊接電流也就越大。電弧電壓等于焊機(jī)輸出電壓減去焊接回路的損耗電壓。對于焊條電弧焊，使用低氫型堿性藥皮焊條時，電弧電壓應(yīng)控制在2022V。 對于埋弧焊，為獲得成形良好的焊縫，電弧電壓與焊接電流應(yīng)相互匹配。當(dāng)焊接電流調(diào)高時，應(yīng)適當(dāng)提高電弧電壓。隨著焊接電流的提高，電弧電壓大致以100:1.3的比例相應(yīng)的增高。根據(jù)焊接技術(shù)手冊（上）查得表2.5埋弧焊板厚與焊接電流與焊接電壓的關(guān)系。 表2.5 不

21、開坡口對接接頭懸空雙面焊的焊接條件工件厚度/mm焊絲直徑/mm焊接順序焊接電流/A電弧電壓/V焊接速度/cm.min-164正3804203058反43047030552.2.4焊接層數(shù)焊接層數(shù)是根據(jù)焊接板材的厚度和焊接方法的不同，相應(yīng)的焊接層數(shù)也不同，對于焊條電弧焊來說，焊接層數(shù)可以根據(jù)計算公式來計算焊接層數(shù)n。 (2.7) 式中 n 焊接層數(shù) d 焊條直徑 S1 坡口深度 根據(jù)上式可以計算的本次焊接采用焊接層數(shù)為：3層。對于埋弧焊來講，埋弧焊是在焊劑覆蓋的作用下進(jìn)行焊接，若果采用多層焊，焊接就會很費(fèi)功夫，一般都是調(diào)節(jié)電壓和電流來滿足一次焊道成型。因此焊接層數(shù)就只有一層。但是也可以進(jìn)行雙面焊

22、接，這樣對工件能夠操作的要求就要相對高些。選擇合適的焊接工藝參數(shù)，對提高焊接質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率是很重要.焊接工藝參數(shù)(焊接規(guī)范)是指焊接時,為保證焊接質(zhì)量而選定的諸多物理量. 典型的有焊接電流、焊接電壓（通常用電弧長）、焊接速度、電源種類極性、坡口形式等等。對于不同的焊接方法，又有著不同的焊接參數(shù)，如焊條電弧焊焊條直徑，鎢極氬弧焊中鎢極直徑，埋弧焊中焊絲直徑等等。此外焊接參數(shù)還有焊接速度，負(fù)載持續(xù)率等。2.2.5焊接速度的選擇焊條電弧焊時，焊接速度是指焊條相對于焊件的直線運(yùn)動速度，由焊工手工操作掌握。合適的焊接速度主要取決于焊條的熔化速度、所要求的焊縫尺寸、接縫的裝配間隙和焊接位置等。焊接速度

23、對焊縫的外觀有直接的影響。焊接速度太快，可能使焊道成型不良，容易引起未焊透和夾渣等缺陷。焊接速度太慢，會導(dǎo)致焊瘤、溢流、甚至燒穿等缺陷的形成。此外，焊接速度對焊縫及熱影響區(qū)的金相組織和性能也有一定的影響。在高強(qiáng)鋼和不銹鋼的焊接時，為了避免焊接熱影響區(qū)性能的惡化或耐蝕性的降低，通常都要采用焊速較高的窄焊道技術(shù)。在這個情況下，焊接速度應(yīng)保證熔池直徑約為所用焊條直徑的23倍。埋弧焊焊接速度，焊接速度決定了每單位焊縫長度上的熱輸入。在其他參數(shù)不變的條件下，提高焊接速度，單位長度焊縫上的熱輸入和填充金屬量減少，使熔深、熔寬和余高都相應(yīng)減少。當(dāng)焊接速度太快，會產(chǎn)生咬邊和氣孔等缺陷，焊道外形變差。如果焊接速

24、度太慢，可能引起燒穿。如同時提高電弧電壓，可能導(dǎo)致焊縫橫截面呈蘑菇形。在某些不利條件的共同作用下，可能導(dǎo)致焊縫金屬中形成人字形熱裂紋或液化裂紋。因此，焊接速度應(yīng)與所選定的焊接電流和電弧電壓適當(dāng)匹配。根據(jù)焊接工藝設(shè)計與實例分析查得，如表2.6。2.6 埋弧焊焊接速度的選擇板厚（mm） 6 7 8 10 12焊接速度（m/h） 3840 3638 3436 3234 30322.3 焊縫的布置及焊接接頭坡口選擇2.3.1 焊縫布置 壓力容器在拼裝時，其焊縫的形式按其受力情況和所處位置大致分為五類： A類焊縫：筒節(jié)的拼接縱焊縫、封頭瓣片拼接、筒節(jié)與半球封頭的環(huán)縫、嵌入式接管與圓筒封頭的對接。 B類焊

25、縫：筒節(jié)的環(huán)焊縫、筒體與各類封頭間的環(huán)焊縫、椎體大端與筒體的接縫。 C類焊縫：法蘭、平封頭、管板與殼體、接管連接的焊縫、內(nèi)封頭與筒體的搭接填角焊縫以及多層包括壓力容器層板縱向焊縫。D類焊縫:接管、人孔、凸緣等與殼體連接的焊縫8。焊接結(jié)構(gòu)中焊縫的布置是否合理，對焊接接頭質(zhì)量和生產(chǎn)效率都有很大的影響。焊接布置一般原則是：焊縫布置便于焊接操作，焊縫布置必須保證焊縫周圍有供焊工操作和焊接裝置設(shè)備的正常工作條件；埋弧焊時，要考慮存放焊劑，點焊與縫焊時，應(yīng)考慮電極方便操作；應(yīng)盡量減少結(jié)構(gòu)或焊接接頭部位的應(yīng)力集中和變形。在保證結(jié)構(gòu)的承載能力的條件下，應(yīng)盡量減少焊縫的數(shù)量和焊縫尺寸；焊縫應(yīng)盡量避開最大應(yīng)力和應(yīng)

26、力集中的位置；避免過分密集焊縫和交叉焊縫，一面造成金屬過熱，加大熱影響區(qū)，使組織惡化，一般兩條焊縫的間距要大于三倍的板厚且不小于100mm；焊縫布置應(yīng)不影響機(jī)械切削加工表面，有些焊接構(gòu)件的某些部位需先加工再焊接，則焊縫位置應(yīng)盡量遠(yuǎn)離已加工表面，以避免或減少焊接應(yīng)力與變形對已加工表面精度的影響；為了減少和避免大型構(gòu)件的翻轉(zhuǎn)使得焊接操作方便和保證焊接質(zhì)量，焊縫應(yīng)盡量放在平焊位置，應(yīng)盡量避免仰焊焊縫，減少橫焊縫。 2.3.2 焊接接頭坡口的選擇 焊接接頭的形式有對接接頭、角接接頭、T形接頭和搭接接頭等。如下圖2.2、2.3、2.4所示9。 圖2.2對接接頭形式 圖2.3 搭接接頭形式焊接接頭的選擇：

27、主要根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)形式、焊件厚度、焊縫強(qiáng)度要求及施工條件等情況來選擇。 圖2.4 T形接頭和角型接頭焊接接頭的功能：對接接頭：受力均勻，在靜載和動載作用下都具有很高的強(qiáng)度，且外形平整美觀，是應(yīng)用最多的接頭形式。但對焊前準(zhǔn)備和裝配要求較高；搭接接頭：焊前準(zhǔn)備簡便，但受力時產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力，降低了接頭強(qiáng)度；角接接頭：通常只起連接作用，只能用來傳遞工作載荷；T形接頭：廣泛采用在空間類焊件上，具有較高的強(qiáng)度，如船體結(jié)構(gòu)中約70的焊縫采用了T形接頭。根據(jù)設(shè)計和工藝需要，在焊件的待焊部位加工的一定幾何形狀和尺寸的斜面或溝槽稱為破口。開焊接坡口的目的就是為了能夠使兩個被焊件接頭處焊透且熔合良好。坡口的作用是使

28、厚度較大的焊件能夠焊透，常將金屬材料邊緣加工成一定形狀的坡口，并且坡口能起到調(diào)節(jié)母材金屬和填充金屬比例即調(diào)整焊縫成分的作用。焊接接頭處有了坡口，就能使焊接材料(焊條或焊絲)到達(dá)應(yīng)有的位置，在一定的焊接規(guī)范下將母材熔透，并能使兩側(cè)的母材良好地熔合在一起。為了焊透和熔合良好，選擇坡口時除應(yīng)考慮被焊工件的厚度、焊接方法、焊接位置和焊接工藝的影響，保證焊材的可達(dá)性，還應(yīng)考慮以下幾項因素： 1)填充材料使用最少。例如，當(dāng)同厚度平板對接時，采用雙面v形坡口比單面v形坡口要省材料，選用雙U形坡l1更省材料。 2)坡H加工容易，成本低。例如，V形、雙V形坡口可用氣割加工，U形坡口一般要經(jīng)機(jī)械加工或碳弧氣刨后打

29、磨表面。 3)有利于控制焊接變形。例如，采用單面v形坡口比雙面v形坡口要小，單邊U形坡口變形更小。當(dāng)然，這些因素要綜合考慮，在保證焊透、熔合良好和變形最小的前提下，盡量方便焊接施工，提高效率，降低成本。本儲罐設(shè)計選擇的焊接接頭形式，在不同的焊接位置焊接接頭不同。罐底的中腹板與中腹板采用對接形式焊接，并有墊板且不開坡口，焊接方法為埋弧焊；中腹板與邊緣板之間采用對接形式焊接，有墊板也不開坡口，焊接方法為埋弧焊；罐壁底板與罐底邊緣板采用T形焊縫焊接，不開坡口，焊接方法為埋弧焊。罐壁的縱焊縫采用對接形式焊接，開Y形坡口，采用焊條電弧焊；罐壁層與層之間的環(huán)焊縫，采用對接形式焊接，開K形斜坡口，采用焊條電

30、弧焊；罐壁人孔類接管焊接采用角焊形式，開坡口，采用焊條電弧焊；罐壁頂層與罐頂焊接，采用角鋼連接搭接形式焊接，不開坡口，采用焊條電弧焊。罐頂?shù)纳刃伟迮c扇形板之間采用對接形式，不開坡口，采用埋弧焊加手工電弧焊；罐頂中心板與扇形板采用搭接形式焊接，不開坡口，采用焊條電弧焊；罐頂通氣孔接管焊接采用角焊形式，開坡口，采用焊條電弧焊。2.3.3 焊接耗材與生產(chǎn)設(shè)備 1.焊接耗材 焊接材料的估算公式如下： W=AL1/1.2 (2.8)式中 W焊接材料需求量； A焊接焊縫截面積； 焊接材料的密度； L焊道長度； 熔敷效率。表2.7 焊材密度焊接材料碳鋼鉻鎳不銹鋼鉻鎳鈷不銹鋼鉻及鎳合金焊材密度7.87.98.

31、08.9 表2.8 不同焊條熔敷效率焊條手工焊條TIG/MIG/MIG藥芯焊絲埋弧焊絲熔敷效率55%95%85%99% 截面積A的計算，是根據(jù)焊接的形式不同來確定的，這里主要有兩種形式：對接形式和角焊形式。 a.對接形式 其計算公式為： A=(gt)+(t-f)2tan/2 (2.9) 截面積A的示意圖3.7如右。 b.角焊形式 其計算公式為： A=ab/2 圖2.5 截面積A 2.生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)設(shè)備主要包括下料的設(shè)備，加工的板材的設(shè)備，焊接設(shè)備等。 根據(jù)焊接手冊1焊接方法與設(shè)備選用的焊接加工設(shè)備切割機(jī)、卷板機(jī)，手工電弧焊機(jī)和埋弧焊機(jī)。本次設(shè)計選用的切割機(jī)為LASERTEX-4830型激光切割機(jī)

32、。它可以切割金屬材料和非金屬材料，具有割縫窄、速度快、熱影響區(qū)小、切割面光潔等優(yōu)點，多用于精密切割的場合。表2.9給出了LASERTEX4830型激光切割機(jī)的技術(shù)參數(shù)。表2.9 LASERTEX4830型激光切割機(jī) 輸出功率/kW切割板厚/mm切割范圍/mm切割速度/（mmmin-1）空程速度/（mmmin-1）外形尺寸（長寬高）/mm3.022.06250320025600024000475068002850板材的彎曲卷制，以及筒體的矯圓。其傳動形式有機(jī)電式、半液壓式、全液壓式三種。本設(shè)計選用上輥萬能卷板機(jī)，型號為W11S上輥萬能卷板機(jī)，其具有高精度的端部預(yù)彎：可以自由地設(shè)定直邊長度，上輥直

33、接加壓預(yù)彎，能夠完成高精度的端部預(yù)彎；卷制制品工藝參數(shù)NC化，操作簡單，效率大幅提高；上輥呈鼓形狀，下輥的下部有托輥配合調(diào)節(jié)，連續(xù)彎曲，從薄板到厚板之一廣泛的范圍內(nèi)能夠卷制理想的制品；兩輥固定，上輥上下，左右移動，工件不隨工作輥移動，作業(yè)者安全；設(shè)備采用整體式底盤，無須地腳螺栓，基礎(chǔ)簡單，移動作業(yè)場所方便；具有卷制O型、U型、多段R型，輔助錐筒裝置，可以卷制一定范圍的錐筒。其主要參數(shù)如下。表2.10 W11S上輥萬能卷板機(jī)型號最大卷板寬度/mm最大卷板厚度/mm最小卷筒直徑/mm主電動機(jī)功率/kW卷板速度m/min外形尺寸（長寬高）/mW11S25002500259502245.001.402

34、.00參考焊接手冊1焊接方法及設(shè)備,埋弧焊的焊機(jī)選用MZJ-1000，屬于變速送絲埋弧焊接，焊接的技術(shù)規(guī)格如表2.11所示。表2.11 埋弧焊機(jī)技術(shù)規(guī)格配用焊接電源型號焊機(jī)結(jié)構(gòu)特點電源電壓（V）焊接電流（A）焊絲直徑（mm）送絲速度（mh-1）焊接速度（mh-1）送絲方式 BX2-1000焊車38010003.06.0301201570變速送絲焊接用焊機(jī)選用硅整流焊機(jī)，動鐵心式弧焊整流器ZXE1-300的參數(shù)如表2.12。表2.12 ZXE1-300的技術(shù)參數(shù)額定焊接電流（A）額定負(fù)載持續(xù)率（%）電流調(diào)節(jié)范圍（A）空載電壓（V）工作電壓（V）相數(shù)頻率（Hz）額定輸入電流（A）質(zhì)量（Kg）300

35、3550300607032150592003 焊后熱處理和焊接檢驗3.1 焊后熱處理焊接過程中，由于受熱作用使得工件在焊接完成后，會有變形、殘余應(yīng)力的存在，焊接殘余應(yīng)力是由于焊接引起焊件不均勻的溫度分布，焊縫金屬的熱脹冷縮等原因造成的，所以伴隨焊接施工必然會產(chǎn)生殘余應(yīng)力。消除殘余應(yīng)力的最通用的方法是高溫回火，即將焊件放在熱處理爐內(nèi)加熱到一定溫度（Ac1以下）和保溫一定時間，利用材料在高溫下屈服極限的降低，使內(nèi)應(yīng)力高的地方產(chǎn)生塑性流動，彈性變形逐漸減少，塑性變形逐漸增加而使應(yīng)力降低。焊后熱處理對金屬抗拉強(qiáng)度、蠕變極限的影響與熱處理的溫度和保溫時間有關(guān)。焊后熱處理對焊縫金屬沖擊韌性的影響隨鋼種不同

36、而不同。焊后熱處理的目的是：松弛焊接殘余應(yīng)力；穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸，減少畸變；改善母材、焊接接頭的性能，具體包括：提高焊縫金屬的塑性、降低熱影響區(qū)硬度、提高斷裂韌性、改善疲勞強(qiáng)度、恢復(fù)或提高冷成型中降低的屈服強(qiáng)度；提高抗應(yīng)力腐蝕的能力；進(jìn)一步釋放焊縫金屬中的有害氣體，尤其是氫，防止延遲裂紋的發(fā)生10。焊后熱處理一般選用單一高溫回火或正火加高溫回火處理。對于氣焊焊口采用正火加高溫回火熱處理。這是因為氣焊的焊縫及熱影響區(qū)的晶粒粗大，需要細(xì)化晶粒，故采用正火處理。然而單一的正火不能消除殘余應(yīng)力，故需再加高溫回火以消除應(yīng)力。單一的中溫回火只適用于工地拼裝的大型普通低碳鋼容器的組裝焊接，其目的是為了達(dá)到

37、部分消除殘余應(yīng)力和去氫。絕大多數(shù)場合是選用單一的高溫回火。熱處理的加熱和冷卻不宜過快，力求內(nèi)外壁均勻。對于此次鋼制立式內(nèi)浮頂儲罐來說，焊接材料選擇焊接性良好的Q235-A,在焊接材料手冊中規(guī)定，對于該材料的焊接焊后熱處理可以不做焊后熱處理。3.2 焊接檢驗焊接檢驗內(nèi)容包括從圖紙設(shè)計到產(chǎn)品制出整個生產(chǎn)過程中所使用的材料、工具、設(shè)備、工藝過程和成品質(zhì)量的檢驗，分為三個階段：焊前檢驗、焊接過程中的檢驗、焊后成品的檢驗。檢驗方法根據(jù)對產(chǎn)品是否造成損傷可分為破壞性檢驗和無損探傷兩類。1)焊前檢驗 焊前檢驗包括原材料(如母材、焊條、焊劑等)的檢驗、焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計的檢查等。2)焊接過程中的檢驗 包括焊接工藝規(guī)

38、范的檢驗、焊縫尺寸的檢查、夾具情況和結(jié)構(gòu)裝配質(zhì)量的檢查等。3)焊后成品的檢驗 焊后成品檢驗的方法很多，常用的有以下幾種：(1)外觀檢驗 焊接接頭的外觀檢驗是一種手續(xù)簡便而又應(yīng)用廣泛的檢驗方法，是成品檢驗的一個重要內(nèi)容，主要是發(fā)現(xiàn)焊縫表面的缺陷和尺寸上的偏差。一般通過肉眼觀察，借助標(biāo)準(zhǔn)樣板、量規(guī)和放大鏡等工具進(jìn)行檢驗。若焊縫表面出現(xiàn)缺陷，焊縫內(nèi)部便有存在缺陷的可能。(2)致密性檢驗 貯存液體或氣體的焊接容器，其焊縫的不致密缺陷，如貫穿性的裂紋、氣孔、夾渣、未焊透和疏松組織等，可用致密性試驗來發(fā)現(xiàn)。致密性檢驗方法有：煤油試驗、載水試驗、水沖試驗等。(3)受壓容器的強(qiáng)度檢驗 受壓容器，除進(jìn)行密封性試

39、驗外，還要進(jìn)行強(qiáng)度試驗。常見有水壓試驗和氣壓試驗兩種。它們都能檢驗在壓力下工作的容器和管道的焊縫致密性。氣壓試驗比水壓試驗更為靈敏和迅速，同時試驗后的產(chǎn)品不用排水處理，對于排水困難的產(chǎn)品尤為適用。但試驗的危險性比水壓試驗大。進(jìn)行試驗時，必須遵守相應(yīng)的安全技術(shù)措施，以防試驗過程中發(fā)生事故。(4)物理方法的檢驗 物理的檢驗方法是利用一些物理現(xiàn)象進(jìn)行測定或檢驗的方法。材料或工件內(nèi)部缺陷情況的檢查，一般都是采用無損探傷的方法。目前的無損探傷有超聲波探傷、射線探傷、滲透探傷、磁力探傷等。 射線探傷 射線探傷是利用射線可穿透物質(zhì)和在物質(zhì)中有衰減的特性來發(fā)現(xiàn)缺陷的一種探傷方法。按探傷所使用的射線不同，可分為

40、X射線探傷、射線探傷、高能射線探傷三種。由于其顯示缺陷的方法不同，每種射線探傷都又分電離法、熒光屏觀察法、照相法和工業(yè)電視法。射線檢驗主要用于檢驗焊縫內(nèi)部的裂紋、未焊透、氣孔、夾渣等缺陷。超聲波探傷 超聲波在金屬及其它均勻介質(zhì)傳播中，由于在不同介質(zhì)的界面上會產(chǎn)生反射，因此可用于內(nèi)部缺陷的檢驗。超聲波可以檢驗任何焊件材料、任何部位的缺陷，并且能較靈敏地發(fā)現(xiàn)缺陷位置，但對缺陷的性質(zhì)、形狀和大小較難確定。所以超聲波探傷常與射線檢驗配合使用。磁力檢驗 磁力檢驗是利用磁場磁化鐵磁金屬零件所產(chǎn)生的漏磁來發(fā)現(xiàn)缺陷的。按測量漏磁方法的不同，可分為磁粉法、磁感應(yīng)法和磁性記錄法，其中以磁粉法應(yīng)用最廣。磁力探傷只能

41、發(fā)現(xiàn)磁性金屬表面和近表面的缺陷，而且對缺陷僅能做定量分析，對于缺陷的性質(zhì)和深度也只能根據(jù)經(jīng)驗來估計。滲透檢驗 滲透檢驗是利用某些液體的滲透性等物理特性來發(fā)現(xiàn)和顯示缺陷的，包括著色檢驗和熒光探傷兩種，可用來檢查鐵磁性和非鐵磁性材料表面的缺陷。 本次儲罐設(shè)計生產(chǎn)儲罐時采用焊前檢驗，焊接過程中檢驗，焊后檢驗。焊后檢驗主要對焊縫的檢驗，首先采用目測檢驗，其次采用X射線探傷、超聲波探傷100%檢驗，并對儲罐氣密性檢驗11。3.3 鋼制立式儲罐的安裝、驗收 本儲罐安裝采用“均布安裝倒裝法”進(jìn)行，單臺罐采用18臺10T電動導(dǎo)鏈進(jìn)行安裝。具體安裝程序如下： 基礎(chǔ)驗收合格后罐底防腐鋪罐底板焊接檢測放置好中心柱和

42、邊柱安裝最頂層壁板焊接安裝頂層包邊角鋼和頂胎安裝焊接罐頂層板組裝焊接脹圈就位倒裝第二層壁板焊接 依次類推最底層壁板安裝 最底層壁板與罐底板焊接罐底板環(huán)縫焊接安裝盤梯、平臺、罐附件等充水試驗沉降觀測。 1.基礎(chǔ)復(fù)測 在儲罐安裝前，必須按土建設(shè)計文件和相關(guān)規(guī)定對基礎(chǔ)進(jìn)行檢查驗收。應(yīng)檢查油罐基礎(chǔ)的中心坐標(biāo)，中心標(biāo)高，基礎(chǔ)表面徑向平整度，基礎(chǔ)表面沿罐圓周方向平整度，基礎(chǔ)表面凹凸度，支撐罐壁的基礎(chǔ)表面內(nèi)徑、水平度、瀝青沙層的平整度及瀝青沙層的外觀質(zhì)量。在基礎(chǔ)進(jìn)行中間驗收合格后，辦完中間驗收交接后方可進(jìn)行安裝。 2.罐底安裝 罐底由弓形邊緣板及中幅板組成，弓形邊緣板厚度為6mm，材質(zhì)為Q235-A，中幅板

43、厚度為6mm，材質(zhì)為Q235-A。弓形邊緣板連接形式為帶墊板對接。中幅板連接形式為對接，中幅板與弓形邊緣板的連接形式為對接。按圖紙標(biāo)定的方位，在基礎(chǔ)上劃出兩條互相垂直的中心線。按排版圖，首先鋪設(shè)罐底中心板，并在中心板上畫出十字線，十字線應(yīng)與基礎(chǔ)中心線重合，在罐底的中心打上沖眼，并做出明顯標(biāo)記。畫出弓形邊緣板的外圓周線，然后鋪設(shè)弓形邊緣板，對接接頭采用不等間隙，焊接對接焊縫的外端300mm，（其余焊縫待起罐完畢后進(jìn)行焊接），并進(jìn)行射線探傷，合格后磨平罐壁板所在位置的焊道。按排版圖由罐底中心板向兩端逐塊鋪設(shè)中間一行中幅板，從中間一行板開始，向兩側(cè)逐行鋪設(shè)中幅板，每行中幅板應(yīng)由中間向兩側(cè)依次鋪設(shè)，中

44、幅板對接在弓形邊緣板上面。 3.最上一圈壁板安裝 罐壁板組裝前，應(yīng)對壁板預(yù)制質(zhì)量逐張進(jìn)行檢查，不符合預(yù)制要求的應(yīng)重新校正，校正時，應(yīng)防止出現(xiàn)錘痕。壁板組裝前，應(yīng)在底板上放出罐體的組裝內(nèi)圓周線，并沿圓周線內(nèi)側(cè)每隔1m點焊一個內(nèi)擋板。按排版圖在放樣圓周線上標(biāo)出每張板的位置，然后把壁板對號吊裝到位。壁板之間用立縫夾具連接，整圈壁板就位后，用壁板斜撐、立縫夾具調(diào)整罐壁垂直度、橢圓度、上口水平度及罐壁半徑等尺寸，合格后才可進(jìn)行立縫焊接。焊接前在立縫內(nèi)側(cè)上均勻的加上四塊弧板，以防止立縫焊接變形。包邊角鋼的安裝應(yīng)將預(yù)制合格的角鋼逐根就位安裝，整體調(diào)整其幾何尺寸合格后，統(tǒng)一焊接。 4.罐頂安裝 最上層壁板組對

45、焊接完后,安裝包邊角鋼,(角鋼與罐壁暫不焊),此時可安裝罐頂。罐頂組對時，將下好料的頂板置于事先制作的頂胎上，制作時要考慮底板15坡度及第一層罐壁板的高度，在拱頂板組對時,在軸線對稱位置先組對四塊,調(diào)整后定位點焊,再組對其頂板。罐頂組裝時使用的頂胎要準(zhǔn)確，頂板安裝要對中，焊接時焊工均布，注意組裝順序和安裝順序，由內(nèi)向外、由上至下分段退焊。全部焊完后拆除臨時傘架。安裝拱頂中心板、透光孔等。 焊接成型后，用樣板檢查，間隙不大于15mm。5.驗收在完成儲罐的焊接裝配后，施工單位應(yīng)遵守工程建設(shè)交工技術(shù)文件規(guī)定，進(jìn)行儲罐的驗收，并向建設(shè)單位提交工程技術(shù)文件，完成驗收。4 焊接工藝卡焊接工藝卡制造單位名稱

46、： 編號： WPS-1 焊接工藝評定報告編號： 產(chǎn)品零部件名稱：罐底板對接焊縫 所按標(biāo)準(zhǔn)名稱及編號： GB 985-88,GB986-88 焊接方法： 埋弧焊 自動化等級： 接頭坡口形狀及尺寸焊件母材1 母材類別號、組別號及鋼號類別號 組別號 與類別號 組別號 相焊鋼號 Q235-A 與鋼號 Q235-A 相焊2 焊件壁厚適用范圍 510 mm 3 管件直徑適用范圍 焊接材料1 鎢極牌號及規(guī)格 2 焊條牌號及規(guī)格 3 實心焊絲牌號及規(guī)格 H08MnA，4mm4 焊劑牌號 HJ431 5 藥芯焊絲牌號及規(guī)格 6 焊帶牌號及規(guī)格 7 其他 保護(hù)氣體保護(hù)氣體種類及配比 保護(hù)氣體流量 背面成形氣體種類

47、及配比 拖罩保護(hù)氣體種類及配比 焊前準(zhǔn)備1 坡口加工方法及要求 2 坡口及接縫兩側(cè)清理方法及要求 坡口及周邊20mm周圍進(jìn)行機(jī)械清理 3 焊材清理、烘干方法及要求 低溫200條件下后烘干2小時 4 焊接襯墊材料牌號及規(guī)格 5 其他 焊接溫度參數(shù)1 最低預(yù)熱溫度 2 最高層間溫度 3 后熱溫度及保溫時間 4 消氫處理溫度和保溫時間 焊后熱處理參數(shù)1 熱處理種類 2 加熱溫度范圍 3 加熱速度 4 加熱溫度容許偏差 5 保溫溫度 6 冷卻速度 7 出爐溫度 8 其他要求 焊接電參數(shù)1 焊接電流 440450 A 2 焊接電壓 3032 V 3 焊接速度 6065cm/min 4 送絲速度 5 脈沖峰值 6 脈沖寬度 7 脈沖頻率 8 引弧電流 9 收弧電流 10.其他 焊接