23/26洛陽理工學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書課程名稱：焊接結(jié)構(gòu)學(xué)設(shè)計(jì)課題:液化石油氣儲(chǔ)氣罐焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專業(yè):材料成型及控制工程指導(dǎo)教師:班級(jí)：姓名：······２0１３年06月16日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書機(jī)電工程系材料成型及控制工程專業(yè)學(xué)生姓名班級(jí)學(xué)號(hào)課程名稱：焊接結(jié)構(gòu)學(xué)設(shè)計(jì)題目：液化石油氣儲(chǔ)氣罐焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)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(gè)不同部分，按照課題設(shè)計(jì)相應(yīng)的焊接工藝流程；３、編寫課程設(shè)計(jì)說明書指導(dǎo)教師安俊超設(shè)計(jì)（論文)開始日期2０13.０6.１０設(shè)計(jì)（論文）完成日期2013．０6.1６課程設(shè)計(jì)評(píng)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(jí)Ｂ10０306學(xué)號(hào)B100３0618課程名稱：焊接結(jié)構(gòu)學(xué)設(shè)計(jì)題目：液化石油氣儲(chǔ)氣罐焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)篇幅：圖紙1張說明書28頁指導(dǎo)教師評(píng)語：20１３年0６月1６日指導(dǎo)教師安俊超洛陽理工學(xué)院目錄TOC\o"1—4＂\h\z\u前言?PＡGEREF_Toc359085414＼ｈ２第一章石油液化氣罐的分析?PＡGＥRＥF_Tｏc3５90854１５\h31。1、石油液化氣罐的使用背景 ＰAGEREＦ_Toc35908５416\h31。２、石油液化氣罐的結(jié)構(gòu)及尺寸參數(shù) ＰＡＧEREF_Tｏｃ３5９08５４17\h31。3、石油液化氣罐材料的選擇?ＰAGＥＲEF_Ｔoc359０85４1８\h4第二章 石油液化氣罐工藝分析?ＰAGEREF_Toｃ3５90854１９\h９2。1、石油液化氣罐的成形工藝?PAＧEREF＿Toc3590854２０＼ｈ92。2、確定焊縫位置?ＰAGEＲEＦ_Toc３５90８5421\h92。3、焊接接頭形式以及坡口的設(shè)計(jì)?PAGＥＲEＦ＿Tｏc3５9085422\h102.4、石油液化氣罐的焊接方法的選擇?PAＧＥREF＿Toc359０８5423\h１3第三章石油液化氣罐焊接參數(shù)的選擇及工藝?PAGEREF＿Tｏc3５9０854２４＼h163．１、焊條的選擇 ＰＡGERＥF_Ｔoc3５9０85４２5＼h163．2、焊絲的選擇?PAGＥREＦ_Toc３59０8542６＼ｈ1６3。３、焊劑的選擇 ＰAGEREF_Toc359085427\h163．4、焊接電流、電壓和焊接速度的選擇?５908５428＼ｈ１73．5、工藝參數(shù)的確定?PAＧERＥＦ_Ｔｏｃ359０854２9\h２０3．6、焊接設(shè)備的選擇 ＰAGEREF_Ｔoc359085４30\h２13.7、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工藝過程?PAGEＲEＦ_Tｏｃ3590８5４31\ｈ２2第四章 液化石油氣儲(chǔ)罐檢驗(yàn)方案?PAGEＲEF_Ｔｏc3５９０８５432\h244。1、設(shè)備概況及其基本參數(shù)?PAGEREＦ_Ｔoc３5908543３＼h２44．2、檢驗(yàn)依據(jù)?PＡGEREF＿Toc359０８５434＼h２4４。3、檢驗(yàn)準(zhǔn)備?ＰAＧEREF_Ｔoc３５９085４３5\h２44.４、檢驗(yàn)項(xiàng)目?ＰＡGＥREF_Tｏｃ３5908５4３6\h２54．5、出具檢驗(yàn)報(bào)告?ＰAGEREF＿Ｔｏｃ35９08５43７\ｈ264.6、檢驗(yàn)報(bào)告的審核簽發(fā) PＡGＥRＥF_Ｔｏc３59０8５４３8\ｈ26總結(jié)?PＡGＥＲＥF_Tｏc359085439\h２7參考文獻(xiàn)?PAGEREF_Ｔoｃ359０８５4４0＼h２8前言焊接也是一種制造技術(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).現(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(dòng)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(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)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(dòng)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(chǔ)氣罐焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”涉及多種焊接相關(guān)知識(shí)，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(jì)的結(jié)構(gòu)圖和總裝圖。本次設(shè)計(jì)理論和實(shí)踐結(jié)合極為緊密。對(duì)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(jì)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(jì)內(nèi)容為一結(jié)構(gòu)形式為單層的第三類儲(chǔ)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(jì)壓力為１。86Mｐa，溫度在-1９~５０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(chǔ)罐必須在有遮陽和水噴淋情況下使用。此液化石油氣臥式儲(chǔ)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(huì)直接影響儲(chǔ)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(diǎn):封頭圓形封頭的材料為整塊鋼板,當(dāng)封頭厚度較大時(shí)，均采用熱壓成形法，即將封頭坯料加熱至900℃—1０00℃。對(duì)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。筒體本次筒體有三個(gè)大型筒節(jié)拼接而成，筒節(jié)采用半自動(dòng)切割下料，下料前先劃線。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(jì)部分。2、容器的簡(jiǎn)介及設(shè)計(jì)要求（１)結(jié)構(gòu)名稱:石油液化氣罐(２）內(nèi)徑:3０00mm(3）長(zhǎng)度：132０0mm(4）壁厚:19ｍm（5）設(shè)計(jì)壓力：1．8６Mpａ(6）生產(chǎn)類型：?jiǎn)蝹€(gè)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(yùn)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(yùn)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(guó)和世界各工業(yè)國(guó)的壓力容器設(shè)計(jì)制造法規(guī)，以及相應(yīng)的材料標(biāo)準(zhǔn)都對(duì)壓力容器用鋼的性能做出了嚴(yán)格而明確的規(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(qiáng)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(zhǎng)期安全可靠的運(yùn)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(jì)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(duì)于材料的焊接性能要求較高.材料中的碳、硫、磷等元素都是嚴(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(qiáng)度的情況下，盡量減少碳、硫、磷的含量。2、強(qiáng)度要求鋼材的強(qiáng)度一般是采用拉伸試驗(yàn)測(cè)定的，故又稱抗拉強(qiáng)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(duì)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(qiáng)比較高的低合金高強(qiáng)鋼已成為當(dāng)今容器制造中的必然趨勢(shì),目前，我國(guó)現(xiàn)行鋼制壓力容器標(biāo)準(zhǔn)已容許采用抗拉強(qiáng)度達(dá)610Mｐa的低合金高強(qiáng)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，用于壓力容器的碳鋼和低合金高強(qiáng)鋼，其最低伸長(zhǎng)率不得小于17％，而20R優(yōu)質(zhì)壓力容器鋼的最低斷后伸長(zhǎng)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(yùn)行,對(duì)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GB6654－-—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(qiáng)鋼常溫Ｖ形缺口沖擊吸收功不得小于34J。５、對(duì)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(qiáng)度等級(jí)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60０~６50度的回火處理,則可全部或部分消除應(yīng)變時(shí)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(hào)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)使用狀態(tài)厚度范圍抗拉強(qiáng)度/MPａ屈服強(qiáng)度/MＰａQ235ＡGB９１2-１９8９熱軋４．5～2０37523516MnRGB6６5４—1996熱軋或正火6～20５１０345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(cè)與驗(yàn)收。由于石油液化氣罐是一種受壓容器，對(duì)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(duì)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(duì)焊法蘭、接管用16MnR應(yīng)符合ＪB4726—2000，殼體用16MｎＲ鋼板應(yīng)逐張進(jìn)行沖擊試驗(yàn),方法按照GＢ/Ｔ2２9的規(guī)定，三個(gè)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(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，同１6MnR鋼在熱軋或正火的熱處理下，其厚度在6mｍ～25mm之間的最低沖擊試驗(yàn)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1.２１6MｎR鋼的化學(xué)成分鋼號(hào)化學(xué)成分(%)CSｉMｎSP16MnR＜０．200.20~０．551.2～1。6０0。0300．0３51６MｎR鋼的機(jī)械性能如表1。3表1。３１6MnＲ鋼的機(jī)械性能鋼號(hào)機(jī)械性能Ｓｂ（１0Ｍpa）Ss(10Mpa）Ss(1０Ｍｐa）%Ａkｖ（2０攝氏度）１6MnＲ5１０～６4０34521３11６ＭnR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(jià)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(duì)這類鋼來說主要是各類裂紋問題：二是焊接時(shí)材料性能的變化，對(duì)這類鋼來說主要是脆化問題。裂紋問題①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(huì)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,減少了硫的有害影響,增強(qiáng)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.②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(qiáng)度級(jí)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(shí)降低焊縫金屬的含氫量等措施,防止冷裂紋的產(chǎn)生。③再熱裂紋：從鋼材的化學(xué)成分考慮,由于熱軋鋼中不含強(qiáng)碳化物形成元素，因此對(duì)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來防止再熱裂紋的產(chǎn)生。脆化問題①過熱區(qū)脆化:熱軋鋼焊接時(shí)近縫區(qū)中被加熱到1０0℃以上粗晶區(qū),易產(chǎn)生晶粒長(zhǎng)大現(xiàn)象,是焊接接頭中塑性最差的部位，往往會(huì)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(shí)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.②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(cuò)增殖,同時(shí)誘發(fā)氮碳原子快速擴(kuò)散聚集在位錯(cuò)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(shí)消除熱應(yīng)變脆化的有效措施是焊后退火處理。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(duì)接后,采用焊接完成了整個(gè)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(gè)封頭與三部分筒體對(duì)接形成的環(huán)焊縫是整個(gè)制造過程中最重要的環(huán)節(jié),也是整個(gè)石油液化氣罐焊接自動(dòng)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(qiáng)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)立即進(jìn)行再結(jié)晶退火工藝。同時(shí),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(duì)承受內(nèi)壓力為1．６～10Mｐa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Ⅰ、Ⅶ為封頭與筒體的焊縫；焊縫Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ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(jì)焊接的接頭選擇在壓力容器中，焊接接頭的主要形式有對(duì)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(duì)接接頭。這種接頭的強(qiáng)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(shí)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6～8mm當(dāng)每層厚度約為焊條直徑的0.８～1.2倍時(shí)，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(qiáng)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(duì)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2—２a和2－2b:圖2－2ａ圖2-２b罐體焊縫坡口形式：各筒節(jié)縱向焊接的接頭其坡口形式如圖2-3：圖2—3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(zhǎng)度很長(zhǎng)，因此對(duì)效率的要求較高，埋弧自動(dòng)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(zhǎng)的直線及較大直徑的環(huán)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(dòng)焊進(jìn)行焊接。埋弧自動(dòng)焊的主要優(yōu)點(diǎn)是:(１）生產(chǎn)率高埋弧焊的焊絲伸出長(zhǎng)度（從導(dǎo)電嘴末端到電弧端部的焊絲長(zhǎng)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(huì)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5－10倍），因此,熔深大,生產(chǎn)率較高。對(duì)于20ｍm以下的對(duì)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(duì)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(dòng)條件好除了減輕手工操作的勞動(dòng)強(qiáng)度外,電弧弧光埋在焊劑層下，沒有弧光輻射,勞動(dòng)條件較好。埋弧自動(dòng)焊的目的是為了保證焊縫質(zhì)量的穩(wěn)定，因?yàn)橐夯瘹馄渴且环N批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，只有埋弧自動(dòng)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(diǎn)①焊接設(shè)備價(jià)格低．簡(jiǎn)單。②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。③在狹窄空問焊接的場(chǎng)合，采用手工電弧焊比較方便、實(shí)用。④對(duì)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。⑤適合各種位置的焊接。⑥與氣體保護(hù)焊相比，不易受到風(fēng)的影響。⑦對(duì)焊接金屬的最大厚度沒有限制⑧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(diǎn)①不適合焊接厚度小于1．５mｍ的薄板.②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更換焊條時(shí)，焊接過程也暫時(shí)中斷.③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(fèi)２5～50mm長(zhǎng)度的焊條。④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(jiǎn)單,操作方便適合全位焊接的特點(diǎn)，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(diǎn).(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(shí)，選用結(jié)構(gòu)鋼類型的焊條。（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(shí)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(jià)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(jià)格低的焊條，從而提高生產(chǎn)率，降低成本。根據(jù)焊接手冊(cè)可選取焊條Ｊ50７，直徑為5mm.3。2、焊絲的選擇藥芯焊絲國(guó)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(shí)芯焊絲。常用的低合金埋弧焊實(shí)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(qiáng)度較低的低合金鋼焊接(2)中錳焊絲（如Ｈ0８MｎA(yù)，Ｈ1OＭnSi）：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H１O(jiān)Mn２，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。０~0。2８mm（10～6０日)。焊接時(shí)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(shí)焊絲接正極。用途:配合適當(dāng)?shù)暮附z（如H０８MnA、H１O(jiān)Mn２、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?？捎糜诙鄬雍浮㈦p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焊劑成分SPSiＯ2+ＴiO2CaＯ+MgOAl2Ｏ3+MnOGａF2≦０。0６0≦0.０８01５~２525～3520～３015~２5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(xiàng)目配合焊絲σｂ（Mpａ)σs(Mpａ）σ５（％）AKV（J）室溫0℃-20℃-40℃H０8MnA4１5～５５０≧330≧２２≧150≧1１０≧80≧27Ｈ10Ｍn2480~650≧400≧22≧1５0≧110≧８0≧27H0８MｎMｏA550～6５0≧420≧20≧９0≧70≧３４＿Ｈ08Ｍn2MoA６20~750≧5０0≧2０≧90≧７０≧34_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(dòng)能力減弱，因此,這時(shí)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(shí)，熔深反倒不再增加。當(dāng)焊接電流較高時(shí)，由于熔深增大，熔寬變化不大，這時(shí)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(shí),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(φ4．８mm）當(dāng)采用直流電源時(shí),由于電弧較為穩(wěn)定，電弧對(duì)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(shí)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(shí)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(shí)際上就是電弧長(zhǎng)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(zhǎng)后，焊劑的熔化量也會(huì)相應(yīng)的增加，而焊縫余高和熔深反而會(huì)有所減小，因此，單一的過份增加電弧電壓,容易造成未焊透,焊播粗糙，脫渣困難,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)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(shí)，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(shí)(如每小時(shí)超過４0米左右）,由于電弧對(duì)母材加熱時(shí)間縮短，故熔深會(huì)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(xiǎn)，但適當(dāng)?shù)奶岣吆附铀俣?對(duì)減小焊接變形是有利的.?圖3．2焊接速度對(duì)焊縫形成的影響焊接速度過小，熔化金屬量多,焊縫成形差:焊接速度較大時(shí),熔化金屬量不足,容易產(chǎn)生咬邊。實(shí)際焊接時(shí)，為了提高生產(chǎn)率,在增加焊接速度的同時(shí)必須加大電弧功率，才能保證焊縫質(zhì)量對(duì)接焊接工藝參數(shù)如表３。４表３－4對(duì)接焊接工藝參數(shù)焊接牌號(hào)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/（ｍ/ｈ）氣體流量/(L/min）預(yù)熱溫度/℃19角接頭1。64０0~4303６～３818~１935～４520≥１503.5、工藝參數(shù)的確定１、裝配間隙組對(duì)間隙和接口錯(cuò)變量是影響坡口對(duì)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(duì)質(zhì)量。組對(duì)間隙根據(jù)焊死直徑來確定，本設(shè)計(jì)中采用５的焊絲,則組對(duì)間隙在２~３mm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(guó)產(chǎn)部分通用埋弧焊機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)如表３－７：表3－7國(guó)產(chǎn)部分通用埋弧焊機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)MZ—400ＭZ1—１000結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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/100-450５２—4０３焊接電流/Ａ80～48０直流20０焊絲直徑/mm１。6,2．０1。６～5焊接速度/15~75１６～126配用電源ZX-400BX2—1００0ZX—1000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/V２0～4０４4焊車重量／kｇ60４5控制箱／ｋg３165焊車尺寸／ｍｍ5００60０80０７１63４6５40控制箱／mｍ304３７0５５06０045０6０2用途薄板，對(duì)接、搭接、角接焊縫、筒體環(huán)縫和縱縫對(duì)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MZ１—1000埋弧自動(dòng)焊設(shè)備.3。7、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工藝過程１、焊前準(zhǔn)備⑴焊接坡口形式的設(shè)計(jì)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(shí)也可以減少焊接材料的消耗量。⑵坡口加工采用熱切割時(shí)應(yīng)注意防止母材邊緣會(huì)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.⑶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.⑷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.⑸裝備定位焊縫必須采用與正式焊縫同一類型的焊條。２、焊接過程（１）坡口清理（２)裝配點(diǎn)焊(3）內(nèi)面焊條電弧焊(4）外面清根并打磨(5)外面埋弧焊３、焊后熱處理（１)熱件入爐或出爐時(shí)的溫度不得超過40０℃,但對(duì)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(shí)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2０0℃／h,最小可為50℃/h。(３）溫時(shí),加熱區(qū)內(nèi)任意5000mm長(zhǎng)度內(nèi)的溫差不得大于1２0℃。（4）溫時(shí),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(shí)，加熱區(qū)降溫速度不得超過(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)冷卻液化石油氣儲(chǔ)罐檢驗(yàn)方案4。1、設(shè)備概況及其基本參數(shù)容器類別:第Ⅲ類壓力容器設(shè)計(jì)壓力:１。8６Mpａ設(shè)計(jì)溫度-１9~50℃，介質(zhì)：液化石油氣材質(zhì):封頭:16ＭnR筒體：16MnＲ４。2、檢驗(yàn)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(yàn)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(cè)》４.3、檢驗(yàn)準(zhǔn)備1、檢驗(yàn)人員：a、應(yīng)具備相應(yīng)項(xiàng)目檢驗(yàn)資格；b、設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)督(項(xiàng)目負(fù)責(zé)人）兼。2、檢驗(yàn)儀器準(zhǔn)備：a、磁探機(jī)；b、超探機(jī)；c、測(cè)厚儀、硬度計(jì);d、焊縫檢驗(yàn)尺、長(zhǎng)度檢驗(yàn)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(yàn)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(yàn)單位出具的安全質(zhì)量監(jiān)檢報(bào)告.c、設(shè)備的運(yùn)行記錄，灌（充）裝記錄,有關(guān)運(yùn)行參數(shù)記錄,質(zhì)成份,載荷變化情況，運(yùn)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(yàn)報(bào)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18～21％（體積比）之間.c、打開人孔，清理罐內(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(yàn)項(xiàng)目１、內(nèi)外部宏觀檢驗(yàn)：（1)、表面檢驗(yàn):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(jiǎn)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(bǔ)強(qiáng)。d、排放裝置。e、安全附件及儀表.(3）、幾何尺寸檢驗(yàn)：ａ、焊縫對(duì)口錯(cuò)邊量、棱角度、咬邊。ｂ、焊縫表面質(zhì)量，角焊縫的焊腳尺寸，對(duì)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(cè)厚檢驗(yàn)：(１）、殼體:每塊板測(cè)量5點(diǎn)、4個(gè)板角距板邊各lOOｍm處各測(cè)1點(diǎn),板中心測(cè)1點(diǎn).(２）、封頭：測(cè)9點(diǎn)，按Oo、90０、1800、2700四個(gè)方向，直邊段及過渡段各測(cè)1點(diǎn)，頂部測(cè)1點(diǎn)。(３)、人孔蓋：中心位置測(cè)1點(diǎn)。除上述部位外，還應(yīng)著重測(cè)以下部位:易腐（沖）蝕部位,氣液面部位，制造時(shí)壁厚減薄部位和變形部位，表面檢測(cè)發(fā)現(xiàn)可疑部位，以及測(cè)厚時(shí)遇母材存在夾層部位，必要時(shí)UT檢查確定。另外遇“壁厚增值”現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)給予足夠重視,并查明原因。3、無損檢測(cè)：檢測(cè)方法選擇：MT、ＵT、ＰT(1)、罐內(nèi)對(duì)接焊縫IOO％ＭT檢查，接管角焊縫不能做MＴPT檢查.(2)、罐內(nèi)對(duì)接焊縫應(yīng)力集中部位，如丁字接頭,三個(gè)方向各３0０m和上次檢驗(yàn)有埋藏缺陷處進(jìn)行UT檢查，檢查比例不小于焊縫總長(zhǎng)的2０％,發(fā)現(xiàn)缺陷或原埋藏缺陷有延長(zhǎng)傾向時(shí)進(jìn)行擴(kuò)探。（３）、對(duì)接焊縫MT檢驗(yàn)有缺陷部位,UＴ檢查，必要時(shí)RT復(fù)查確認(rèn)。4、硬度檢驗(yàn)：對(duì)罐內(nèi)對(duì)接焊縫及熱影響區(qū)、母材進(jìn)行硬度測(cè)試。5、缺陷處理：a、經(jīng)MＴ發(fā)現(xiàn)裂紋時(shí),打磨消除，且圓滑過渡,裂紋深度超標(biāo)時(shí)，需樸焊應(yīng)由用戶