压力锅炉的锅筒制造工艺与焊接工艺设计3—陈春光—20081937.docVIP

焊 接 专 业 技 能 训 练 姓名： 陈春光 学号： 班级： 材0802-2 指导教师：朱浩 压力锅炉的锅筒制造工艺与焊接工艺设计 1.前言 我国锅炉发展至今,已经历了半个多世纪,由最初的直接进口锅炉,逐步转向自行设计、制造,这期间经历了10多年的历程。中国地域辽阔、人口众多,占据世界五分之一的人口,经济发展经过了多次高潮,特别是进入20世纪80年代以后,中国的经济发生了突飞猛进的变化,锅炉行业更加突出,全国锅炉制造企业增加近二分之一,并形成了独立开发研制一代又一代新产品的能力,产品的技术性能已接近发达国家水平。锅炉是经济发展时代不可缺少的商品,未来将如何发展,是非常值得研究的。同时，随着国际焊接技术的高速发展，目前国内的焊接技术已经取得引人瞩目的成就，这就为锅炉的发展提供了有力的发展基础，满足了当代高效、低耗、低污染的发展要求，确实提高了锅炉的质量，使锅炉应用更加广泛，尤其是一些极端的工作条件。 本次设计的课题是综合应用以前学过的焊接理论相关知识及机械设计相关知识，设计压力锅炉的锅筒制造工艺与焊接工艺设计，按照实习实施计划表，我首先查阅了相关资料，了解压力容器锅炉锅筒的制造与设计工艺流程，然后对指定锅炉的工作压强大小选择合适的材料及板材的厚度，并运用强度理论对该材料进行强度校核，设计及计算流程下文详细列出；采用埋弧焊对所选材料进行焊接，确定合理的焊接工艺，制定详细的焊接工艺卡，对焊缝外观进行评定，明确焊缝外观评定的主要项目，并写出焊缝外观评定结果，对焊接接头不同区域进行微观组织观察及显微硬度测试，对焊接接头力学性能进行评定。参照国家标准对焊接接头进行取样，画出式样图。 由于锅炉的工作条件，要求其各方面的能力比较高，尤其是承受压力的能力和耐腐蚀性，我比较了各种国标中提及的材料及焊接技术，综合本题中的工作条件，择优选取了锅炉材料及焊接工艺。 2.锅炉锅筒简介 锅筒是锅炉受热面中最主要的部件，也是最重要的部件，锅筒安装是其他受热面安装的基础，锅筒安装质量直接影响整个工程的进度和机组运行的安全性与经济性。 安装中应注意的安全事项 1）严禁在锅筒壁上和吊挂装置上引弧，加热和施焊。 2）锅筒起吊统一指挥，严禁起吊过程中两台起吊设备不同步，保持锅筒与钢架间距离，防止锅筒和钢架发生碰撞。 3）高空作业必须系好安装带，戴安全帽，身体合格。 4）因上下交叉作业较多，施工人员带到高空的小型工机具要放置稳妥，防止高空坠物伤人。 5）下雨和刮大风时不得吊装。 6）锅筒人孔封闭以前，应由有关人员全面检查认可，进出锅筒人员必须进行登记，并有专人监护。 7）锅筒安装平台要搭设牢固，四周要设安全栏杆。 3.选材及下料 3.1 选材 20g属优质碳素结构钢，是锅炉用材质，其含碳量为0.16-0.24%，抗拉强度为410Mpa，屈服点230-250Mpa。而Q235材质的钢材属普通碳素结构钢，含碳量含硅量都要比20g的低，抗拉强度与屈服点也要相对低。 显然，Q235与20g材质的钢板虽在用途上许多时候可以相互替换，但因为20g材质的力学性能更好，市场价格也相对要高一些，许多对抗拉抗冲击要求比较高的场合，应当选用20g材质钢板=123Mpa 查 JBT4746-2002压力钢制容器用封头-表B.1得： DN=1000mm H=275mm V1=0.1505立方米 故有筒体容积v2=2-0.1505×2=1.699立方米 则有 从而得L=2.16m 宽 3.14m 取计算压力为Pc=1.25P 理论厚度： 附加厚度：按GB709去钢板厚度负偏差C1=0.8mm S=C1+C2=3.3mm 设计厚度: C=S+=11.84mm 3.3 校核 3.3.1安全校核 锅炉的抗拉强度安全系数为nb = 2.7 查GB 150-1998钢制压力容器-表4-3得：σb = 410MPa 此时， σb/nb = 151.85MPa ，故所选钢板满足安全条件 3.3.2 强度校核 锅筒内直径1000mm，厚度t = 12mm，故锅筒可按薄壁圆筒进行校核： 纵截面应力： σ1 = PcDi/2t = 78.125 MPa 横截面应力： σ2 = PcDi/4t = 39.063 MPa 不计气体对筒壁的直接压力，即认为：σ3 = 0 按第三强度理论： σr3 =σ1-σ3 = 78.125MPa 按第四强度理论： 故板材强度满足要求。 3.4 椭圆形封头 设计条件： 设计内压 P=1.5*1.25=1.875MPa， 设计温度 t=200℃ 封