卧式压缩空气储气包结构及焊接工艺设计（DOC38页）

1目录一、焊接技术的发展概况及在压力容器领域的应用现状.....................二、主要技术指标.....................................................三、结构工艺性分析，确定装焊方法.....................................四、母材焊接性分析...................................................五、储气包的结构形式设计.............................................(一)封头制造.........................................................1.下料尺寸计算.......................................................2.封头加工工艺过程...................................................（二）筒节制造.......................................................1.下料尺寸计算.......................................................2.筒节加工工艺过程...................................................六、附件选用.........................................................(一)人孔的选择.......................................................（二）接管、法兰、螺栓（柱）选择.....................................1.钢管、管法兰的选择.................................................2.螺栓（螺柱）的选择.................................................七、基座结构设计及制造...............................................（一）基座设计.......................................................（二）基座制造.......................................................1.下料尺寸...........................................................2.基座加工工艺过程...................................................八、总装焊接.........................................................（一）筒体与封头装配焊接.............................................1.筒体与封头的装配...................................................2.筒体与封头焊接.....................................................（二）附件与罐体的焊接...............................................1.人孔与罐体焊接.....................................................2.出气孔、进气孔、安全阀孔法兰焊接...................................23.排污孔法兰焊接.....................................................4.温度计孔、压力表孔法兰焊接.........................................(三)底座与罐体的焊接.................................................1.底座位置确定.......................................................2.底座焊接装配.......................................................九、致密性检验.......................................................（一）水压试验.......................................................1.试验压力...........................................................2.试验方法...........................................................（二）气压试验.......................................................1.试验压力...........................................................2.试验方法...........................................................十、工艺文件.........................................................3卧式压缩空气储气包结构及焊接工艺设一、焊接技术的发展概况及在压力容器领域的应用现状焊接方法是19世纪末和20世纪初现代科学技术发展的产物。1885年发现了气体放电现象，1930年发明了涂药焊条电弧焊方法，并在此基础上发明了埋弧焊、钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊以及二氧化碳气体保护焊等自动或者半自动的焊接方法。电阻焊则是1886年发明的，此后逐渐完善为电阻点焊、缝焊和对焊方法，它几乎与电弧焊同时推向工业应用，逐渐取代铆接，成为工业中广泛应用的两种焊接方法。到目前为止，又相继发明了电子束焊、激光焊接等20余种基本方法和成百种派生方法，并且仍处于继续发展之中。一方面，材料学进入21世纪已显示出以下的变化趋势，即从黑色金属向有色金属变化；从多维材料向低维材料变化；从单一材料向复合材料变化。新材料的连接对焊接技术提出了更高的要求。另一方面，基于计算机技术的先进制造技术如计算机辅助焊接（CAM）、焊接机器人、计算机集成制造系统（CIMS）等蓬勃发展，正从信息化、集成化、系统化、柔性化等几个方面改变着焊接技术的生产面貌。压力容器广泛应用于石油、化工、锅炉等各工业部门，是国民经济生产中重要的特种设备。焊接质量和机械自动化水平对于压力容器乃至整个焊接行业都具有十分重要的意义。压力容器是承受内外压力的设备，具有多种结构形式，基本组成由壳体、封头、法兰、接管、支座等构成，这些部件均需要通过焊接组装成为一个整体。因此，焊接过程是压力容器生产制造过程中的核心内容。压力容器最常见到的接头形式为对接接头、角接接头和搭接接头，其焊缝形式有对接焊缝、角焊缝和组合焊缝三种。目前，国内外石油化工行业广泛使用的大型立式油罐，其主要焊缝均不同程度采用了自动焊接技术罐底、罐壁环向焊缝和罐壁下节点大脚焊缝主要采用埋弧焊自动焊接技术，罐壁纵向焊缝主要采用气电立焊技术。早在20世纪70年代国外就开始研究球罐全位置自动焊技术，目前美国、日本等工业发达国家在球罐4全位置自动焊中相继应用了药芯焊丝自保护焊及MIG焊等方法。国内曾于加世纪80年代就MIG焊用于球罐全位置自动焊进行过试验研究，但未能达到实际应用水平。通过引进和开发研究，目前我国球罐压力容器的施工已经逐渐向自动焊方向发展。大型球罐横缝自动焊机的研究，已成功应用于厚度30mm以上的浮顶式球罐的横缝焊接。通用型自动弧焊机的发展，在压力容器行业可以应用于环缝等焊接。对于50000m3的立式储罐采用CO2气体保护焊机和埋弧自动焊机相结合的方式．能够降低生产成本，提高劳动效率，具有良好的应用前景。焊接过程已成为现代工业生产中的一种重要的金属加工工艺，直接制约着其它各个行业的发展。二、主要技术指标储气包压力：0.8MPa，外径1200mm，总长2800mm，壁厚10mm，材料Q235，单间小批量生产，水压试验压力：120×104Pa，卧式安装，安装总高度1800mm三、结构工艺性分析，确定装焊方法封头制造——筒体制造——基座制造——筒体与封头装配焊接——罐体与附件装配焊接——罐体与基座的装配焊接装焊方法：随装随焊四、母材焊接性分析Q235属于低碳钢，由于低碳钢含碳量低，锰、硅含量也少，所以，通常情况下不会因焊接而产生严重硬化组织或淬火组织，这种钢材的塑性和冲击韧性优良，焊后的接头塑性和冲击韧度良好，焊接时，一般不需预热、控制层间温度和后热，焊后也不必采用热处理改善组织，整个焊接过程不必采取特殊的工艺措施，焊接性优良。但在少数情况下，焊接时也会出现困难：（1)采用旧冶炼方法生产的转炉钢含氮量高，杂质含量多，从而冷脆性大，时效敏感性增加，焊接接头质量降低，焊接性变差。（2)沸腾钢脱氧不完全，含氧量较高，P等杂质分布不均，局部地区含量会超标，时效敏感性及冷脆敏感性大，热裂纹倾向也增大。（3)采用质量不符合要求的焊条，使焊缝金属中的碳、硫含量过高，会导致产生裂纹。如某厂采用酸性焊条焊接Q235-A钢时，因焊条药皮中锰铁的含碳量过高，会引起焊缝产生热裂纹。5（4)某些焊接方法会降低低碳钢焊接接头的质量。如电渣焊，由于线能量大，会使焊接热影响区的粗晶区晶粒长得十分粗大，引起冲击韧度的严重下降，焊后必需进行细化晶粒的正火处理，以提高冲击韧度。总之，低碳钢是属于焊接性最好、最容易焊接的钢种，所有焊接方法都能适用于低碳钢的焊接。五、储气包的结构形式设计(一)封头制造1.下料尺寸计算（1）标准椭圆封头的选取以外径为公称直径查JB／T4746-2002选取标准椭圆封头，由封头设计直径为D=1200mm，查JB/T4746-2002知:H=325mm根据公式022DHh,D0=1200mm,H=325mm得出：h=25mm选取的标准椭圆封头如图1：图1其参数见表1：表1直径D0厚度δn高度H高度h质量m容积V1200mm10mm325mm25mm128.3kg0.2545m3（2）封头毛坯尺寸计算D1=1.2×（Dg+δ）+2.5hD1=1.2×（1180+10）+2.5×25=1490.5mm钢板预留出20mm加工余量，则封头毛坯直径为：D=Di+△=1490.5+20=1510.5mm6根据D1查《实用钢铁材料手册》表6-1，选取钢板规格为：2400×4000钢板一块2.封头加工工艺过程原材料检验——划线——下料——拼板坡口加工——拼板装焊——加热——压制成形——二次划线——封头余量切割——热处理——检验——装配成形（1）原材料检验a材料入库要有材质证明书，要有符合规定的材料标记符号。要对材料的数量和几何尺寸进行检验复核。对材料的表面质量进行检查验收（如表面光洁情况、生锈腐蚀情况、变形情况和表面机械损伤情况等）。b根据有关规定，对材料进行化学成分复验。c对母材进行力学性能复验，包括拉伸试验、弯曲试验、脆性试验、断裂试验、蠕变试验等。（2）放样、划线按照计算出的封头毛坯尺寸，在放样台上用1:1的比例尺寸，画出封头的图形和平面展开尺寸。图2（3）下料封头切割下料采用火焰切割，气割机型号为：FG-4000表2切割最大厚度切割最大直径切割速度升降速度升降最