石油液化氣儲氣罐焊焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、洛陽理工學(xué)院課 程 設(shè) 計 說 明 書課程名稱： 焊接結(jié)構(gòu)學(xué) 設(shè)計課題：液化石油氣儲氣罐焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計 專 業(yè)： 材料成型及控制工程 指導(dǎo)教師： 安俊超 班 級： B100306 姓 名： 李鵬輝 2013年 06月 16 日課 程 設(shè) 計 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 李鵬輝 班 級 B100306學(xué) 號 B10030618課程名稱： 焊接結(jié)構(gòu)學(xué) 設(shè)計題目： 液化石油氣儲氣罐焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計 課程設(shè)計內(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)劃分成幾個不同部分，按照課題設(shè)計相應(yīng)的焊接工藝流程；3、編寫課程

2、設(shè)計說明書指導(dǎo)教師 安俊超 設(shè)計（論文）開始日期 2013.06.10設(shè)計（論文）完成日期 2013.06.16 課 程 設(shè) 計 評 語 第 1 頁 機(jī)電工程 系 材料成型及控制工程 專業(yè) 學(xué)生姓名 李鵬輝 班級 B100306 學(xué)號 B10030618 課程名稱： 焊接結(jié)構(gòu)學(xué) 設(shè)計題目： 液化石油氣儲氣罐焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計 課程設(shè)計篇幅：圖 紙 1 張說明書 28 頁指導(dǎo)教師評語： 2013年06月16日 指導(dǎo)教師 安俊超 洛陽理工學(xué)院課 程 設(shè) 計 用 紙 目錄前言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

3、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)計的工藝過程22第四章液化石油氣儲罐檢驗方案244.1、設(shè)備概況及其基本參數(shù)244.2、檢驗依據(jù)244.3、檢驗準(zhǔn)備244.4、檢驗項目254.5、出具檢驗報告264.6、檢驗報告的審核簽發(fā)26總結(jié)27參考文獻(xiàn)28前言焊接

4、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)實現(xiàn)機(jī)械化和自動化，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"石油液化儲氣罐焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計"涉及多種

5、焊接相關(guān)知識,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)計的結(jié)構(gòu)圖和總裝圖.本次設(shè)計理論和實踐結(jié)合極為緊密。對專業(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此次設(shè)計內(nèi)容為一結(jié)構(gòu)形式為單層的第三類儲存壓力容器，是用來盛裝生產(chǎn)用的液化石油氣的容器。設(shè)計壓力為1.86Mpa，溫度在-1950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，且本液化石油氣儲罐必須在有遮陽和水

6、噴淋情況下使用。此液化石油氣臥式儲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)，焊接接頭的性能會直接影響儲存液化石油氣的質(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)圖1.1 石油液化氣罐的結(jié)構(gòu)1、組成 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:1） 封頭 圓形封頭的材料為整塊鋼板，當(dāng)封頭厚度較大時，均采用熱壓成形法，即將封頭坯料加熱至9001000。對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 本次筒體有三個大型筒節(jié)拼接而成，筒節(jié)采用半自動切割下料，下料前

7、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)計部分。2、容器的簡介及設(shè)計要求（1）結(jié)構(gòu)名稱：石油液化氣罐（2）內(nèi)徑：3000mm（3）長度：13200mm（4）壁厚：19mm（5）設(shè)計壓力：1.86Mpa（6）生產(chǎn)類型：單個生產(chǎn)1.3、石油液化氣罐材料的選擇石油液化氣罐是一種全焊結(jié)構(gòu)，且運行條件苛刻，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)計制造法規(guī)，以及相應(yīng)的材料標(biāo)準(zhǔn)都對壓力容器用鋼的性能做出了嚴(yán)格而

8、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，因此對于材料的焊接性能要求較高。材料中的碳、硫、磷等元

9、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，在保證材料強度的情況下，盡量減少碳、硫、磷的含量。2、強度要求 鋼材的強度一般是采用拉伸試驗測定的，故又稱抗拉強度。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。因此采用屈強比較高的低合金高強鋼已成為當(dāng)今容器制造中的必然趨勢，目前，我國現(xiàn)行鋼制壓力容器標(biāo)準(zhǔn)已容許采用抗拉強度達(dá)610Mpa的低合金高強鋼。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

10、，用于壓力容器的碳鋼和低合金高強鋼，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行，對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GB 6654-1996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等低合金高強鋼常溫V形缺口沖擊吸收功不得小于34J。5、對變形性能的要求 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

11、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180度，彎芯軸的直徑按鋼板的厚度和強度等級可分為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600650度的回火處理，則可全部或部分消除應(yīng)變時效傾向。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)性能鋼號標(biāo)準(zhǔn)號使用狀態(tài)厚度范圍抗拉強度/MPa屈服強度/MPaQ235AGB912-1989熱軋4.52037523516MnRGB6654-1996熱軋或正火

12、620510345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，檢測與驗收。由于石油液化氣罐是一種受壓容器，對鋼材的機(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。帶頸對焊法蘭、接管用16MnR應(yīng)符合JB4726-2000，殼體用16Mn

13、R鋼板應(yīng)逐張進(jìn)行沖擊試驗，方法按照GB/T229的規(guī)定，三個試樣的平均值大于等于54J。由于16MnR鋼比Q235具有良好的抗拉強度和屈服強度，同16MnR鋼在熱軋或正火的熱處理下，其厚度在6mm25mm之間的最低沖擊試驗溫度為-20，16MnR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1.2 16MnR鋼的化學(xué)成分鋼號化學(xué)成分（%）CSiMnSP16MnR020020055121。600030003516MnR鋼的機(jī)械性能如表1.3表1.3 16MnR鋼的機(jī)械性能鋼號機(jī)械性能Sb(10Mpa)Ss(10Mpa)Ss(10M

14、pa)%Akv(20攝氏度)16MnR510640345213116MnR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，對這類鋼來說主要是各類裂紋問題：二是焊接時材料性能的變化，對這類鋼來說主要是脆化問題。1 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

15、有害影響，增強了鋼的抗熱裂性能。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，而且隨鋼材強度級別的提高，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碳化物形成元素，因此對再熱裂紋不敏感，而且還可以通過提高預(yù)熱溫度和焊后立即后熱等措施

16、來防止再熱裂紋的產(chǎn)生。2 脆化問題過熱區(qū)脆化：熱軋鋼焊接時近縫區(qū)中被加熱到100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。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)生塑性變形使位錯增殖，同時誘發(fā)氮碳原子快速擴(kuò)散聚集在位錯區(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，焊接時消除熱應(yīng)變脆化的有效措施是焊后退火處理。

17、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，兩部分罐體通過對接后，采用焊接完成了整個罐體的制造。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封頭與三部分筒體對接形成的環(huán)焊縫是整個制造過程中最重要的環(huán)節(jié)，也是整個石油液化氣罐焊接自動化生產(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

18、進(jìn)行再結(jié)晶退火工藝。同時，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，尤其對承受內(nèi)壓力為1.610Mpa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、確定焊縫位置石油液化氣罐的焊縫位置：如圖2.1 圖2-1焊縫、為封頭與筒體的焊縫；焊縫、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（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，均采用對接接頭。這種接頭

19、的強度可以達(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68mm當(dāng)每層厚度約為焊條直徑的0.81.2倍時，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

20、2-2a和2-2b： 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： 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、鎢極氬弧焊、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，因此對效率的要求較高，埋弧自動焊至今仍然是工業(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)

21、形焊縫的焊接。根據(jù)所選選的接口形式，可以采用埋弧自動焊進(jìn)行焊接。埋弧自動焊的主要優(yōu)點是： （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510倍），因此，熔深大，生產(chǎn)率較高。對于20mm以下的對接焊可以不開坡口，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）勞動條件好 除了減輕手工操作的勞動強度外，電弧弧光埋在焊劑層下，沒有弧光輻射，勞動

22、條件較好。 埋弧自動焊的目的是為了保證焊縫質(zhì)量的穩(wěn)定，因為液化氣瓶是一種批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，只有埋弧自動焊才能保持焊縫質(zhì)量的持續(xù)穩(wěn)定。手工電弧焊的優(yōu)點 焊接設(shè)備價格低.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合，采用手工電弧焊比較方便、實用。 對于同樣的焊接設(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 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

23、更換焊條時，焊接過程也暫時中斷。 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2550mm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，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。(l)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，選用結(jié)構(gòu)鋼類型的焊條。 (

24、2)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。 (3)選擇焊條時還要考慮工藝方面，主要是操作方便，易獲得優(yōu)良的焊縫。 (4)從價格考慮，在滿足性能及施工要求的前提下，盡量選用熔敷效率高、價格低的焊條，從而提高生產(chǎn)率，降低成本。根據(jù)焊接手冊可選取焊條J507，直徑為5mm。3.2、焊絲的選擇藥芯焊絲國內(nèi)應(yīng)用尚不普遍，活性焊絲主要用于氣體保護(hù)焊，故選擇實芯焊絲。常用的低合金埋弧焊實芯焊絲有以下三類： (l)低錳焊絲（如H08A）：常配合高錳焊劑，用于低碳鋼和強度較低的低合金鋼焊接(2)中錳焊絲（如H08MnA，H1OMnSi）

25、：主要用于低合金鋼焊接，并可配低錳焊劑焊接低碳鋼(3)高錳焊絲（如H1OMn2，H08Mn2Si）：用于焊接低合金鋼。3.3、焊劑的選擇說明：JQ.SJl01是氟堿型燒結(jié)焊劑，堿度約為1.8，灰色圓形顆粒，粒度為2.00.28mm（1060日）。焊接時電弧燃燒穩(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

26、分SPSiO2+TiO2CaO+MgOAl2O3+MnOGaF20.0600.0801525253520301525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)性能項目配合焊絲b(Mpa)s(Mpa)5(%)AKV(J)室溫0-20-40H08MnA415550330221501108027H10Mn2480650400221501108027H08MnMoA55065042020907034_H08Mn2MoA62075050020907034_配合H1OMnSi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SJl01。根據(jù)焊接工藝要求，選

27、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，電弧擺動能力減弱，因此，這時熔寬增加不明顯，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，熔深反倒不再增加。當(dāng)焊接電流較高時，由于熔深增大，熔寬變化不大，這時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，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

28、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。圖3.1 焊接電流與熔深的關(guān)系（4.8mm）當(dāng)采用直流電源時，由于電弧較為穩(wěn)定，電弧對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，焊劑的熔化量也會相應(yīng)的增加，而焊縫余高和熔深反而會有所減小，因此，單一的過份增加電弧電壓

29、，容易造成未焊透，焊播粗糙，脫渣困難，嚴(yán)重時還會造成焊縫咬邊。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，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（如每小時超過40米左右），由于電弧對母材加熱時間縮短，故熔深會逐漸減小。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，但適當(dāng)?shù)奶岣吆附铀俣龋瑢p小焊接變形是有利的。圖3.2 焊接速度對焊縫形成的影響焊接速度過小，熔化金屬量

30、多，焊縫成形差：焊接速度較大時，熔化金屬量不足，容易產(chǎn)生咬邊。實際焊接時，為了提高生產(chǎn)率，在增加焊接速度的同時必須加大電弧功率，才能保證焊縫質(zhì)量對接焊接工藝參數(shù)如表3.4表3-4 對接焊接工藝參數(shù)焊接牌號及焊絲焊劑焊絲直徑（）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J507H10MnSi5直流反接200-27022-26>18外面埋弧焊J507H10MnSi5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/mm接頭方式焊絲直徑/mm焊接電流/A 焊接電壓/V 送絲速度/(cm/s)焊接速度/

31、(m/h)氣體流量/（L/min)預(yù)熱溫度/19角接頭1.6400430363818193545201503.5、工藝參數(shù)的確定1、裝配間隙組對間隙和接口錯變量是影響坡口對接焊質(zhì)量好壞的重要因素，可以通過嚴(yán)控，減少誤差，控制好組對質(zhì)量。組對間隙根據(jù)焊死直徑來確定，本設(shè)計中采用5的焊絲，則組對間隙在23mm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)備的選擇國產(chǎn)部分通用埋弧焊機(jī)技

32、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MZ400MZ11000結(jié)構(gòu)特點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/10045052403焊接電流/A80480直流200焊絲直徑/mm1.6,2.01.65焊接速度/157516126配用電源ZX400BX21000ZX1000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/V204044焊車重量/kg6045控制箱/kg3165焊車尺寸/mm500600800716346540控制箱/mm304370550600

33、450602用途薄板，對接、搭接、角接焊縫、筒體環(huán)縫和縱縫對接、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MZ11000埋弧自動焊設(shè)備。3.7、結(jié)構(gòu)設(shè)計的工藝過程、焊前準(zhǔn)備 焊接坡口形式的設(shè)計應(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，同時也可以減少焊接材料的消耗量。 坡口加工采用熱切割時應(yīng)注意防止母材邊緣會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。 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。 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。 裝備定位焊縫必須采用與正式焊

34、縫同一類型的焊條。、焊接過程(1)坡口清理(2)裝配點焊(3)內(nèi)面焊條電弧焊(4)外面清根并打磨(5)外面埋弧焊、焊后熱處理（1）熱件入爐或出爐時的溫度不得超過400，但對厚度差較大、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，其入爐或出爐時的爐內(nèi)溫度一般不宜超過300。（2）升溫至400后，加熱區(qū)升溫速度不得超過(5000/bs)/h，且不得超過200h，最小可為50h。（3）溫時，加熱區(qū)內(nèi)任意5000mm長度內(nèi)的溫差不得大于120。（4）溫時，加熱區(qū)內(nèi)最高一與最低溫度之差不宜超過65。（5）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。（6）爐溫高于400時，加熱區(qū)降

35、溫速度不得超過(6500/8s)l1，且不得超過260/h，最小可為50/h。（7）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 液化石油氣儲罐檢驗方案4.1、設(shè)備概況及其基本參數(shù)容器類別：第類壓力容器 設(shè)計壓力：1.86Mpa 設(shè)計溫度-1950，介質(zhì)：液化石油氣 材質(zhì)：封頭：16MnR 筒體：16MnR4.2、檢驗依據(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4.3、檢驗準(zhǔn)備1、檢驗人員：a、應(yīng)具備相應(yīng)項目檢驗資格；b、設(shè)置現(xiàn)場安全監(jiān)督（項目負(fù)責(zé)人）兼。2、檢驗儀器準(zhǔn)備：

36、a、磁探機(jī)；b、超探機(jī)；c、測厚儀、硬度計；d、焊縫檢驗尺、長度檢驗尺；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)督檢驗單位出具的安全質(zhì)量監(jiān)檢報告。c、設(shè)備的運行記錄，灌（充）裝記錄，有關(guān)運行參數(shù)記錄，質(zhì)成份，載荷變化情況，運行中出現(xiàn)的異常情況等資料。d、有關(guān)修理、改造、施工記錄、檢驗報告。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1821%（體積比）之間。c、打開人孔，清理罐

37、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、檢驗項目1、內(nèi)外部宏觀檢驗：(1)、表面檢驗：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、開孔與補強。d、排放裝置。e、安全附件及儀表。（3）、幾何尺寸檢驗：a、焊縫對口錯邊量、棱角度、咬邊。b、焊縫表面質(zhì)量，角焊縫的焊腳尺寸，對接焊縫余高。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、測厚檢驗：（1）

38、、殼體：每塊板測量5點、4個板角距板邊各lOOmm處各測1 點，板中心測1點。（2）、封頭：測9點，按Oo、90 0、1800、270 0四個方向，直邊段及過渡段各測1點，頂部測1點。（3）、人孔蓋：中心位置測1點。 除上述部位外，還應(yīng)著重測以下部位：易腐（沖）蝕部位，氣液面部位，制造時壁厚減薄部位和變形部位，表面檢測發(fā)現(xiàn)可疑部位，以及測厚時遇母材存在夾層部位，必要時UT檢查確定。另外遇“壁厚增值”現(xiàn)象時，應(yīng)給予足夠重視，并查明原因。3、無損檢測： 檢測方法選擇：MT、UT、PT(1)、罐內(nèi)對接焊縫IOO%MT檢查，接管角焊縫不能做MTPT檢查。(2)、罐內(nèi)對接焊縫應(yīng)力集中部位，如丁字接頭，三個方向各300m和上次檢驗有埋藏缺陷處進(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進(jìn)行擴(kuò)探。（3）、對接焊縫MT檢驗有缺陷部位，UT檢查，必要時RT復(fù)查確認(rèn)。4、硬度檢驗： 對罐內(nèi)對接焊縫及熱影響區(qū)、母材進(jìn)行硬度測試。5、缺陷處理：a、經(jīng)MT發(fā)現(xiàn)裂紋時，打磨消除，且圓滑過渡，裂紋深度超標(biāo)時，需樸焊應(yīng)由用戶委托有資格單位進(jìn)行。b、UT發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷部位需進(jìn)行修理，應(yīng)由用戶委托有資格單位進(jìn)行修理。c、修理后應(yīng)按要求進(jìn)行無損檢測。6、強度