立式储油罐工艺设计_论文.docVIP

目录 1 绪论 2 1.1 材料的焊接性 2 1.3 焊接材料的选择 5 2工艺参数的选择 6 2.1板厚的计算 6 2.2 焊接工艺参数的选择 6 2.2.1焊丝焊条直径 7 2.2.2焊接电流的选择 8 2.2.3焊接电压 9 2.2.4焊接层数 10 2.2.5焊接速度的选择 10 2.3 焊缝的布置及焊接接头坡口选择 11 2.3.1 焊缝布置 11 2.3.2 焊接接头坡口的选择 12 2.3.3 焊接耗材与生产设备 14 3 18 3.1 焊后热处理 18 3.2 焊接检验 18 3.3 钢制立式储罐的安装、验收 20 4 22 1 绪论 钢制立式固定顶储罐的工艺设计部分包括材料的焊接性分析，焊接方法的选择，焊接材料的选择，焊接参数的选择，焊缝位置的布置、焊接坡口的选择，焊接耗材的计算，焊接设备以及其它使用设备的选择，装配工序的选择，以及焊前预热、焊后热处理及焊后检验等，根据以上部分制作焊接工艺卡以便实际生产使用。 1.1 材料的焊接性 焊接性是金属材料是否能适应焊接加工而形成完整的、具有一定使用性能的焊接接头的特性。其主要依据两个方面来判别：一是金属在进行焊接加工中是否容易产生缺陷；二是所形成的焊接接头在一定使用条件下的可靠运行的能力。 所以焊接性就分为了工艺焊接性和使用焊接性。工艺焊接性就是在一定焊接工艺条件下，获得优质、无缺陷的焊接接头的能力；使用焊接性焊接接头满足某种使用性能的能力，通常包括常规的力学性能、低温韧性、抗脆断性能、高温蠕变、疲劳性能、持久强度以及抗腐蚀性和耐磨性等指标[7]。前者是关于材料能不能焊接的问题，后者是关于焊后能不能使用的问题。 本立式固定顶储罐选用的材料为16MnR为钢材属于低碳钢的碳素钢种类。 16MnR 是普通低合金钢，它的强度较高、塑性韧性良好，常见交货状态为热轧或正火。属低合金高强度钢，含Mn量低。它是屈服强度为340MPa级的压力容器专用板，它具有良好的综合力学性能和工艺性能。下表1.1给出了碳素钢的化学成分。 表.1 16MnR的化学成分 化学成分（质量分数）∕﹪ Si Mn Ni Mo Cr Nb Al V P S 16MnR ≤0.20 0.20~0.55 1.20~1.60 — — — — — — ≤0.030 ≤0.035 碳当量（CE） 将16MnR所含化学成分的相应数值代入上式，计算其碳当量。通过计算得出，16MnR的碳当量CE=0.40%～0.47% 当CE=0.40%～0.60%16MnR属于有淬硬倾向的钢。但是，当CE不超过0.5%时，淬硬倾向尚不严重，焊接性较好，但随板厚增加需要采取一定的预热措施。16MnR 钢碳当量不高，淬硬倾向小，室温下焊接一般不易产生冷裂纹。钢在轧制中，硫、磷含量控制较低，所以也不易产生热裂纹。 16MnR 钢在焊接时，不需要采取特殊的工艺措施，当钢板厚度较大，焊接接头刚性拘束较大或环境温度过低时，可在焊接前进行合理的预热。在焊接过程中通过细化晶粒，合金化和提高纯净度等措施来对其焊接接头的组织和性能加以改善。特别是以铁素体为基的16MnR钢，铁素体晶粒尺寸越细小，钢的脆性转变温度将越向低温方向移动，一定低温下的韧性值相应提高。通过上述分析，可以清楚地认识到：通过细化晶粒来保证16MnR 钢焊接接头的低温韧性，这是制定16MnR 钢焊接工艺的一个根本出发点。 1.2 焊接方法的选择 焊接方法有三大类：即熔焊、压焊、钎焊。具体每类又分为很多小类，如熔焊方法又分为电弧焊、气焊、铝热焊、、电渣焊、电子束焊和激光焊等。实际常用的焊接方法有手工电弧焊、TIG焊、MAG焊、埋弧焊等。本设计主要选择的焊接方法是焊条电弧焊、CO2气体保护焊和埋弧焊。 1.焊条电弧焊 焊条电弧焊作为焊接应用中最广泛的焊接方法，其操作简单，能够对空间不同位、不同接头形式的焊缝进行焊接，所以此方法主要用在需要现场焊接的焊缝。同时焊条电弧焊接由于手工操作故生产率低，劳动强度大，所以应该尽量避免使用。焊条电弧焊的优点：使用的设备比较简单、不需要辅助气体保护、操作灵活适应性强、适用范围广。 焊条焊条电弧焊要求电源具有陡降的外特性，良好的动特性和合适的电流调节范围，选择时应考虑以下因素：所要求的焊接电流的种类、所要求的焊接电流调节范围、弧焊电源的功率、工作条件和节能要求。焊条电弧焊可以采用交流也可以是直流焊接，而选用交流电源还是直流电源主要是根据所使用的焊条类型和所要的焊接焊缝形式进行选择：低氢钠型焊条必须选用直流弧焊电源，以保证电弧稳定燃烧；酸性焊条虽然交、直流均可使用，但是一般选用结构简单且价格较低的交流弧焊电源；其次根据焊接产品所需要的焊接电流范围和实际负载保持