柴油儲罐制作工藝精編版

1、最新資料推薦標準與規(guī)范課程設計學院：機械工程學院班級:13焊接一班 姓名：劉利指導教師：楊芙最新資料推薦標準與規(guī)范課程設計考核表姓名劉利|性別|男|學號| A1352129時 間2015.8.312015.11.6 （下午 13:3016:30）課程設計內(nèi)容：1、掌握使用焊接標準和規(guī)范制造壓力容器；2、掌握圭寸頭和筒節(jié)制造工藝規(guī)程；3、采用CAD繪制產(chǎn)品裝配圖。指導教師評語：課程設計成績：指導教師簽字：年月日11柴油儲罐結(jié)構分析12壓力設計標準23 材料復查標準33.1成分性能標準 34.1矯正標準44.2表面清理54.4下料64.4.1加工余量包括切割余量、刨邊余量、收縮余量。 65筒節(jié)與封

2、頭計算標準75.1橢圓形封頭：7（如圖4所示）75.2封頭的制作規(guī)范：8鋼板焊接時條件85.3成型86筒體卷制96.1預彎97裝配108焊接過程128.1坡口清潔度138.2焊前準備13最新資料推薦1柴油儲罐結(jié)構分析圖1柴油儲罐結(jié)構圖由設計要求以及標準查詢設計柴油儲罐的結(jié)構圖如圖1所示，儲罐臥放,由圓柱形筒體及兩端的橢圓形封頭構成，具體結(jié)構包括法蘭等。設計母材為Q235-B,總長度為8750mm,筒體高2800mm,儲罐壁厚12mm,設計壓力為常 壓，設計溫度為常溫。其中涉及到的標準如下HG/T20678-2000襯里冗設計技術規(guī)疋HG20538-1994焊縫結(jié)構HG20594-1997法蘭

3、SO80-1.6RFHG2060-97墊片20-1.0GB/T21584-95螺栓 M12-Zn.DHG/T21584-95液位計GB/T41-2000螺母 M12x55-Zn.DGB/T25198-2010對頭 EHA2800X12JB2732-92按座 B12800-SJB/T25198-2010橢圓形封頭的規(guī)定標準2壓力設計標準盛裝液化氣體的壓力容器設計儲存量，應符合下列規(guī)定及表介質(zhì)為液化氣體(含液化石油氣)的固定式壓力容器設計儲存量，應按照下 式計算：w 二 >VptW-儲存量，-裝量系數(shù)，一般取0.9,對容器容積經(jīng)實際測定者，可取大于0.9，但不得大于0.95;V-壓力容器的容

4、積，m3;pt -設計溫度下的飽和液體密度，t/m3。表1常見介質(zhì)的涉及壓力、腐蝕裕量、單位容積沖裝量介質(zhì)設計壓力MPa罐體腐蝕裕量> mm單位容積充裝量(t/m )液氧2.1620.52液氯1.6241.20液態(tài)二氧化硫0.9841.20丙稀2.1610.43丙烷1.7710.42石油液化氣50 r飽和蒸汽壓大于 1.62MPa2.1610.42其余情況1.7710.42止丁烷0.7910.51異丁烷0.7910.49丁稀、異丁稀0.7910.50丁二稀0.7910.553 材料復查標準3.1成分性能標準1）使用材料的成分標準，性能標準：母材Q235B性能標準其化學成 分如表3、力學性

5、能如表4Q235B性 能Q235B有 一定的伸長率、強度，良好的韌性和鑄造性，易于沖壓 和焊接，廣泛用于一般機械零件的制造。主要用于建筑、橋梁工程上 質(zhì)量要求較高的焊接結(jié)構件。Q235B由 Q+數(shù)字+質(zhì)量等級符號+脫氧方法符號組成。它的鋼號冠 以“ Q',代表鋼材的屈服點，后面的數(shù)字表示屈服點數(shù)值，單位是 MPa例如Q235表示屈服點（° s）為235 MPa的碳素結(jié)構鋼。必要 時鋼號后面可標出表示質(zhì)量等級和脫氧方法的符號。質(zhì)量等級符號分別為A、B、C D。脫氧方法符號：F表示沸騰鋼；b表有一定的伸長 率、強度，良好的韌性和鑄造性，易于沖壓和焊接，廣泛用于一般機 械零件的制造

6、。主要用于建筑、橋梁工程上質(zhì)量要求較高的焊接結(jié)構 件。在國家標準GB70（示半鎮(zhèn)靜鋼；Z表示鎮(zhèn)靜鋼；TZ表示特殊鎮(zhèn)靜鋼，鎮(zhèn) 靜鋼可不標符號，即Z和TZ都可不標。沸騰鋼執(zhí)行標準：外部標準為：GB/T709-2006熱軋鋼和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差 ，內(nèi)部標準為：GB/T3274-2007碳素結(jié)構鋼和低合金結(jié)構鋼熱軋 厚鋼板和鋼帶。設計壓力p< 1.6MPa使用溫度為0350C;鋼板厚度>=20mmQ235B元素含量碳 C: < 0.20%硅 Si : < 0.35%錳 Mn 0.3 0.7%硫 S:< 0.045%磷 P:< 0.045%鉻Cr：允許殘

7、余含量w 0.30% 鎳Ni:允許殘余含量w 0.30% 銅Cu允許殘余含量w 0.30% 注：脫氧方法:F、b、Z表3Q235B化學成分鋼種化學成分CSiMnSF不大于0.30-0.70不大于不大于Q235B0.12-0.200.300.450.045表2Q235B力學性能鋼種力學性能屈服強度抗拉強度伸長率Q235BMPaKg/m m2MPaKg/m m2min23524375-46038-47264預處理GB/T8923-1998涂裝前鋼材表面處理規(guī)范4.1矯正標準鋼材在軋制、運輸、裝卸和堆放過程中，由于自重、支撐不當，或裝卸條 件不良及其它原因，可能會產(chǎn)生彎曲、扭曲、波浪及表面不平等變形

8、。當這 些變形超過一定程度時，會給尺寸的度量、劃線、剪裁及其他加工帶來困難, 而且會影響到成型零件的尺寸和幾何形狀的精度，從而影響到裝配、焊接和 整個產(chǎn)品的質(zhì)量。所以，劃線、下料前應予以矯正。因此，矯正有關標準規(guī) 準。矯正方法：根據(jù)設計要求及鋼材的尺寸，對木材應采用整平機進行矯正，整平機按輥數(shù)分可分為5軸輥、七軸輥、九軸輥二一軸輥。按相對位 置可分為平行式和不平行式，還有成對導向軸的整平機和單列成對導向輥整 平機及矯正原理如圖2所示：圖2整平機矯正鋼板的原理1、2、3、4工作滾軸，5、7進料導向軸，6出料導向軸。當板料被送入 上下軋輥之間時，1、2、4三軸輥組成一組，使板料向上彎曲，2、3、4

9、三軸輥組成一組，使板料向下彎曲，鋼板經(jīng)多次的超過屈服極限的拉伸彎曲， 使原來緊的那些部位被拉伸，與原來松的部位相均衡，即所謂產(chǎn)生了塑性變 形，達到矯正鋼板的目的。矯正后對于鋼板的局部不平度使用長度為1m平尺檢查。要求：在任意1川范圍內(nèi)，當鋼板厚度大于 14mm時，見習應小于等于 1mm。對于已矯正好的鋼板，應根據(jù)規(guī)定的技術標準進行檢驗。矯正后鋼板 允許翹曲度如表4所示表4矯正后鋼板允許翹曲度鋼板厚度（mm）356891112以上允許翹曲度（mm/m）3.02.52.01.54.2表面清理型鋼彎曲矢高L/1000不應大于5.0O對于表面有劃痕的板材，在保證其 最低厚度的前提下將劃痕打磨掉。由于鋼

10、材表面的油污、銹蝕和氧化皮等都 會影響產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，在進行材料劃線、下料之前必須先進行表面預處 理。工業(yè)生產(chǎn)中常用的機械除銹法包括：風動或電動砂輪、鋼絲刷、噴丸、 噴沙等。其中噴丸是目前工廠應用較多的大面積凈化方法之一。根據(jù)涂裝前鋼材表面處理規(guī)范GB/T8923-1998所示標準，除銹等級應選用 Sa3:鋼板 表面無可見的油脂，污垢，氧化皮，鐵銹和油漆圖層等附著物。該表面應顯示均勻，有金屬光澤4.3號料根據(jù)圖紙上的圖樣或樣板在鋼板和型鋼上劃線的過程稱為號料。號料時，要求把所有結(jié)構零件的真實形狀、加工要求、裝配用線、孔洞等均標記 在鋼板上面，并用文字和符號注寫清楚。號料的質(zhì)量直接影響下道工序

11、的質(zhì) 量，必須十分認真?？傮w來看，劃線和號料大致可以分為以下三部分操作內(nèi) 容和步驟：放樣展開、制作樣桿樣板、在鋼材上進行號料。號料尺寸公差是 反映整個劃線工序的最終允許公差，根據(jù)GB/T9019-2001,壓力容器公稱直徑標準的規(guī)定，長x寬及其他外廓尺寸線為士 1mm超過一米的為L/1000,但 不超過3mm中心線、基準線為士 0.5mm;長方形或正方形，其對角線 L1-L2之 差w 2mm應注意的是，放樣展開最后獲得的尺寸是零件的設計尺寸或者說是 零件加工后應得的尺寸，而樣板是用來號料的，其外部尺寸應該是零件加工 前胚料尺寸，這兩者是不一樣的。零件的胚料尺寸是有零件展開尺寸、工藝 余量和加工

12、余量三部分組成。4.4下料4.4.1加工余量包括切割余量、刨邊余量、收縮余量。本實驗中Q235B板厚12mm。焊縫橫向收縮余量為1.5-1.6mm,縱縫收縮 余量為0.2-0.35mm。加工余量主要包括切割余量，邊緣加工余量，氣割時會 產(chǎn)生一定寬度的焊縫，但是當沿外側(cè)切割時可不考慮工藝余量，切割后尚需 進行邊緣機械加工，留3mm的加工余量。4.4.2零件標識號料后標示工程號、零件編號、加工符號、孔的位置等，便于切割及后續(xù)工序工作，避免造成混亂。4.4.3標記移植鋼種、厚度、爐批號等移植到下料配套裝和余料上。由于整個下弦桿板厚不一，有的需要坡口，有的薄板不需要開坡口，并有些 地方要求全焊透，所以

13、下料時不同。4.4.4切割主要方法有：機械剪裁、氣體火焰切割和等離子弧切割等。 由于氣割設備簡單、使用靈活方便；切割速度快、生產(chǎn)效率高；成本低，使 用范圍廣。因此采用氣割下料，如圖 3所示。圖3氣體切割機選用 CG1-30小車式半自動切割機5筒節(jié)與封頭計算標準由于筒體尺寸比較小，且設計壓力比較?。ǔ海?，故可采用臥式圓筒形容器，方形和矩形容器大多在很小設計體積時采用，因其承壓能力較小且使 用材料較多；而球形容器雖承壓能力強且節(jié)省材料，但制造較難且安裝內(nèi)件 不方便，立式圓筒形容器承受自然原因引起的應力破壞較弱，故選用圓筒形 臥式容器。采用標準橢圓形封頭最為合理。橢圓形封頭的型號及尺寸按 JB/T

14、4737橢 圓形封頭的規(guī)定標準橢圓形封頭的長短比為2.封頭與筒體一樣外Q235B5.1橢圓形封頭：（如圖4所示）圖4橢圓形封頭Do =1.1（Di+2S） +2h+ °Do為橢圓形封頭展開直徑Di為封頭內(nèi)徑s為板厚h為直邊高度(T為余量(包括切割余量、刨邊余量、收縮余量)Do =1.1(Di+2S) +2h+ ®即 Do =1.19(2800+2x12)+2x40+20=3460.56下料用Q235b鋼板進行冷壓制作，需要采用壓力機，需要上模具和下模 具。將管胚放入外模中，上下模合后，在推桿的推動下，管胚沿內(nèi)模和外模 預留的間隙運動而完成成型過程。其中在選料時要加厚1.2毫

15、米，因為外弧處處于拉伸狀態(tài)，沒有其他部位多余的金屬進行補償，沖壓封頭后，邊緣不 整齊，需要二次切割，弧邊處的壁厚約減少10注右。因此下料前要預留切割余量。5.2封頭的制作規(guī)范鋼板焊接時條件先用焊條電弧焊進行點固焊， 焊條用E5015、焊條直徑4.0mm、焊接電流 I=kd=40x4=160A。焊點可在鋼板焊道上均勻分布，每隔一米焊大約 300mm 長的焊縫。節(jié)下來要用埋弧焊把鋼板拼接完整。封頭拼接完成進行 X涉嫌探 傷，按JB4730-94標準，皿級合格。由拼接標準：公稱直徑Dg不大于1800mm時，拼接焊縫不多于2條；公稱直徑Dg大于1800mm時，拼接焊縫不多于3條；每一筒體的縱向焊縫中心

16、線間的弧長應不小于300mm。相鄰筒體的縱向焊縫間互相錯開，并且兩焊縫中心間的弧長不應小于 100mm。因此，三條拼接焊縫。5.3成型成型溫度：冷壓，熱壓溫壓，熱壓。成型溫度選擇：當鋼板厚度低于圓筒內(nèi)徑的 2.5% (需要的壓力較大)時，冷 卷后通常進行退火處理，以消除冷加工硬化現(xiàn)象。板厚為12小于圓內(nèi)徑2.5%x2800=70m m,所以冷卷后要進行退火處理。溫度為室溫，壓制后有回彈，選用模具是應考慮。溫壓：經(jīng)過正火，正火加回火，調(diào)質(zhì)處理的鋼材，宜采用回火溫度一下的溫 成型或冷成型。本產(chǎn)品易采用沖壓成型，沖壓過程中彎曲較大的部位會產(chǎn)生 收縮，6筒體卷制筒體卷制的工序一般為預彎一對中一卷圓一矯

17、圓6.1預彎在三輥卷板機卷制時，鋼板兩端一般應預彎。預彎在壓力機上進行，應 采用專用的預彎模具壓制，預彎長度應大于三輥卷板機兩個下輥中心距尺寸 的二分之一，在預彎內(nèi)，預彎圓弧與檢查樣板間隙hv=1.0mm.如圖5所示圖5預彎圓弧與檢查樣板間隙L：展開長度 Di :封頭內(nèi)徑s：板厚5 :余量厶=拆(£> +$)+/=3.14 (2800+12) +20=8849.68mm對中當鋼板彎好之后，即可將鋼板放入卷板機上下輥之間，進行輥卷，但首 先注意將鋼板放正，也就是對中，其目的是工件的母線要與輥子軸線平行， 以防止產(chǎn)生扭斜。對中常用方法有：四輥機對中，傾斜進料對中，按輥中槽對中。本設

18、計 選用三輥機對中即可。卷圓鋼板對中以后，就可以調(diào)上下輥壓住鋼板并使之機床進行滾卷，每滾卷一次行程便適當向下調(diào)上輥以卷就可以將鋼板彎曲成所需要的曲率。矯圓圓筒應封閉表面工件，當進行點裝和縱縫焊接之后，一般還要進行一次 校圓。校圓多是在原卷板機上進行。校圓大致有以下三個步驟：1）工件放入卷板機上輥之后，首先是根據(jù)經(jīng)驗或計算將輥調(diào)到所需要 的最大矯正曲率位置，進行加載。2）使工件在矯正曲率下，多次滾卷并著重與焊縫區(qū)的滾卷，使整圈曲 率均勻一致，并經(jīng)測量，直至合乎要求為止。逐漸卸除載荷，并使工件在逐漸減少的載荷下多次滾卷。注意：內(nèi)筒矯 圓前，先要將縱縫加強高磨平，并用，砂輪磨光到內(nèi)筒圓弧度相平齊，然

19、后 到卷板機上進行矯圓。接管和法蘭接管和法蘭作用是連接或供人進入容器內(nèi)部的，是容器的主要組成部分。 接管和殼體之間的焊接接頭一般為角接接頭或T形接頭，但對于連接二者之間的焊縫，如果是殼體上開坡口是，則稱為對接焊縫，殼體上不開坡口時稱 為角接焊縫。根據(jù)HG/T21517-2005回轉(zhuǎn)蓋帶頸平焊法蘭人孔，查表，選用凹凸面的法 蘭，其明細尺寸如表5所示表5法蘭尺寸明細欄密封面形式凹凸面MFRD730b143D030公稱壓力PNMPa2.5D1660B248螺柱數(shù)量20公稱直徑500H2280A405螺母數(shù)量40Dw x s530x12H2123B200螺柱尺寸M33x2x170d506b44L300

20、總質(zhì)量Kg3027裝配7.1組對在輥輪架上組焊上下封頭一一筒節(jié)一一筒節(jié)和封頭組焊筒節(jié)之間的組焊一一裙座與下封頭組焊一一分段殼體組焊縱縫組對：組對時坡口間隙、錯標量、棱角等應符合規(guī)定。如表6所示表6組對時坡口間隙、錯標量、棱角項目殼體x Ss樣板弦長不小于300mmm（直尺）錯邊量縱縫<=1mm環(huán)縫S s<10mm錯邊量 <=1/5 SsS s>=100mm800mm,錯邊量 <=2mmS s>30mm錯邊量 <=2.5mm楞角（焊前/焊后）焊前<=1/10 S s焊后<=1+1/10 Ss,且不大于 2.5mm端面不平度<=1%Di,

21、且 <=2mm圓度<=1%Di,且 <=2mm相鄰筒節(jié)周長偏差<=1%Di,且 <=25mm殼體直線度（計入封頭、裙座等）除圖紙另有規(guī)定外，殼體直線度允差應大于殼體長度的1%，當直立容器殼體長度L超過15m時，其殼體長度允差應不大于0.5L/1000+8mm直線度（分段交貨的容器）除圖紙另有規(guī)定外，任意3m內(nèi)的筒體直線度允差為3 m,當筒體長度L<15m 時，直線度應允為 L/1000mm,筒體長度L>15m 時，直線度允差為 0.5L/1000+8mm組對時嚴格控制錯邊，間隙，并保持錯邊，間隙均勻一致。組對封頭時，保證瓜瓣下口平齊，控制理論拱高，組對

22、間隙均勻23mm. 筒體環(huán)縫組對：組對時，縱縫布置按排位板所給出的方位，坡口間隙、錯變量、菱角度 等應符合規(guī)定。具體如表7所示：表7坡口間隙、錯變量、菱角度殼體項目x Ss樣板弦長>=1/6Di,且不小于300mm縱縫<=1mm錯邊量S s<10mm 錯邊量=1/5 Ss環(huán)縫S s>=1G30mmS s>30mm錯邊量 <=2.5mm楞角（焊前/焊后）焊前<=1/10 S s焊后<=1.5+1/10 S s且不大于 3mm端面不平度<=1%Di,且 <=2mm圓度<=1%Di,且 <=25 （卷制管 <=1%Di,且

23、<=5mm相鄰筒節(jié)周長偏差<=6mm組對時，盡量少用工卡具，確需點焊碼鐵等工具時，應盡量避免機械損傷。組對前須找正筒節(jié)圓度，對剛性較差的筒節(jié)，盡量采用專用撐圓組對夾 具，并測量端口周長，根據(jù)周長進行修復，調(diào)整。用焊接方法制造的壓力容器，其焊接接頭系數(shù)應按JB4732標準設計時,焊接接頭系數(shù)取1.0.8焊接過程焊縫坡口設計及規(guī)范 坡口形式如圖6所示由板厚及板材決定的焊縫形狀及尺寸如表8中所示表8焊縫形狀及尺寸圖6焊接坡口形式8.1坡口清潔度嚴禁在接頭間隙中填塞焊條頭、鐵塊等雜物。施焊前，焊工應檢查焊接部位的組裝和表面清理的質(zhì)量，如不符合要求，應 修磨補焊合格后方能施焊。坡口組裝間隙超

24、過允許偏差規(guī)定時，可在坡口單 側(cè)或兩側(cè)堆焊、修磨使其符合要求，但當坡口組裝間隙超過較薄板厚度2倍或大于20mm時，不應用堆焊方法增加構件長度和減小組裝間隙；焊接坡口可用火焰切割或機械方法加工。缺棱為13mm時，應修磨平整；缺棱超過3mm時，應用直徑不超過3.2mm的低氫型焊條補焊，并修磨平整。 當采用機械方法加工坡口時，加工表面不應有臺階；8.2焊前準備施焊前檢查焊縫及鄰近2050mm區(qū)域內(nèi)是否存在影響焊接質(zhì)量的缺陷存在，對存在的缺陷應通過補焊修磨等方法進行去除，確保焊接質(zhì)量。施焊前在焊縫及鄰近2050mm區(qū)域用丙酮或酒精等易揮發(fā)性溶劑清洗， 以去除其表面油脂，污漬、標記、氧化皮的其它雜質(zhì)。檢

25、查焊機電路接線是否正常，接地是否良好。4.3焊接過程點固焊：使用焊條電弧焊將工件點焊連接，焊條使用E5015，直徑5,焊接電流150A。每間隔300mm之間一個點固焊，一般點固焊長度為50mm。填充焊：采用埋弧自動焊完成填充，焊絲選用H10Mn2，焊劑選用HJ402-H08A。焊絲直徑 3.2焊接電流 350370 (A)，焊接電壓 323 (V)，焊接速度2830 (m/h )。圖7處理間隙條整方式示意圖表9間隙不均勻的調(diào)整方法焊接方法焊接材料及規(guī)格電源種類焊接電流/A焊接速度/V焊接速度/(cm/min)手工電弧焊E5015/ 5交流150埋弧焊H10Mn2/ 3.2交流350-37032

26、-3828-30表9為處理間隙不均勻的常用方法。當下部或水平位置間隙合適而上部間隙 大時，可在間隙適合處先點焊一點，然后利用吊車使上部間隙縮小，如圖7所示；當中部間隙合適而下部間隙大時，可在間隙合適處先點焊一點，然后 用吊車使下部間隙縮小，上部間隙自然擴大，如圖7所示。431焊縫的焊接經(jīng)上述措施調(diào)整，各焊縫點焊之后?？蛇M行懸臂式焊接操作機，埋弧自 動焊完成焊接。焊接參數(shù)如表 6所示。8.3焊后矯正8 對于對接接頭、T形接頭和十字接頭坡口焊接，在工件放置條件允許或易于翻身的情況下，宜采用雙面坡口對稱順序焊接； 對于有對稱截面的構件， 宜采用對稱于構件中和軸的順序焊接；對雙面非對稱坡口焊接，宜采用先焊深坡口側(cè)部分焊縫、 后焊淺坡口側(cè)、 最后焊完深坡口側(cè)焊縫的順序；對長焊縫宜采用分段退焊法或與多人對稱焊接法同時運用；宜采用跳焊法，避免工件局部加熱集中；在節(jié)點形式、焊縫布置、焊接順序確定的情況下，宜采用熔化極氣體保 護電弧焊或藥芯焊絲自保護電弧焊等能量密度相對較高的焊接方法，并采用 較小的熱輸入；宜采用反變形法控制角變形；對于大型結(jié)構宜采取分部組裝焊接、分別矯正變形后再進行總裝焊接或連 接的施工方法。對一般構件可用定位焊固定同時限制變形；對大型、厚板構件宜用剛性 固定法增加結(jié)構