高壓氮?dú)鈨?chǔ)罐的焊接工藝一，設(shè)計(jì)背景儲(chǔ)罐作為儲(chǔ)存設(shè)備，重要是指用于儲(chǔ)存或盛裝氣體、液體、液化氣體等介質(zhì)的設(shè)備，在化工、石油、能源、輕工、環(huán)保、制藥及食品等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，如本設(shè)計(jì)中的高壓氮?dú)鈨?chǔ)罐，儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)形式重要有臥式儲(chǔ)罐、立式儲(chǔ)罐和球形儲(chǔ)罐，，本設(shè)計(jì)中采用立式儲(chǔ)罐。二，材料選擇對(duì)受內(nèi)壓的筒體，由于其工作介質(zhì)為氮?dú)猓紤]其腐蝕性小，再綜合其經(jīng)濟(jì)效益考慮，選擇16MnR作為材料。元素CSiMnSPCrNi質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）0.160.361.530.0030.00616MnR材料性能分析：16Mn鋼的基體組織為鐵素體+珠光體，是低合金高強(qiáng)鋼中應(yīng)用最廣泛的鋼，有比較成熟的經(jīng)驗(yàn)，屈服強(qiáng)度為294～343MPa,基本屬于熱軋的低合金鋼，其綜合性能、焊接性及加工工藝性能均優(yōu)于普通碳素鋼，且質(zhì)量穩(wěn)定，其使用溫度在-40～450℃范圍內(nèi)，16Mn鋼作為低溫壓力容器時(shí)，為改善低溫性能，可以在正火解決后使用。16Mn鋼是在低碳鋼的基礎(chǔ)上加入了少量合金，其加工性能與低碳鋼相似，具有較好的塑性和焊接性。由于加入了少量合金元素，其強(qiáng)度增長(zhǎng)，淬硬傾向比低碳鋼大，所以在較低溫度下或剛性大、壁厚結(jié)構(gòu)的焊接時(shí)，需要考慮采用預(yù)熱措施，防止冷裂紋的產(chǎn)生，本設(shè)計(jì)中板厚62mm,均預(yù)熱100～150℃。由《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》單層圓筒厚度計(jì)算公式得其厚度為54mm，加上鋼板負(fù)偏差以及腐蝕余量選擇厚度為62mm，可達(dá)成設(shè)計(jì)規(guī)定。三，技術(shù)特性及規(guī)定：3.1技術(shù)特性：高壓氮?dú)鈨?chǔ)罐材料16MnR,工作壓力12.1MPa，屬于第三類壓力容器，設(shè)計(jì)壓力13MPa，工作溫度-12.6～68℃，設(shè)計(jì)溫度70℃，腐蝕裕度1.5mm，焊接接頭系數(shù)1.0，液壓實(shí)驗(yàn)壓力16.47MPa(臥放)，全容積21.7m3，充裝系數(shù)1.0，安全閥啟動(dòng)壓力13MPa3.2技術(shù)規(guī)定：設(shè)備的施工與驗(yàn)收應(yīng)符合《工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文》中的相關(guān)規(guī)定焊接采用電弧焊，焊條型號(hào)，低合金鋼之間E5016，碳鋼間E4303焊接接頭的形式及尺寸按圖規(guī)定，角焊縫的焊腳高度為較薄件的厚度，法蘭的焊接按相應(yīng)的法蘭標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)接接頭與角接接頭需全焊透，接管焊縫成形表面均應(yīng)圓滑過渡，不得有裂紋、咬邊、及棱角.殼體鋼板按GB6654-1996《壓力容器鋼板》及修改單中正火狀態(tài)供貨，且逐張進(jìn)行超聲檢測(cè)，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)不低于JB/T4730.3-2023中規(guī)定的II級(jí)，殼體的A類縱向焊接接頭制備產(chǎn)品焊接試板，按《容規(guī)》第25條進(jìn)行材料復(fù)驗(yàn)，坡口表面進(jìn)行100％磁粉檢測(cè)，并符合JB4730.4-2023中規(guī)定的I級(jí)塔體直線度允差25mm,安裝垂直度允差為25mm裙座螺栓孔中心圓直徑允差以及任意兩孔弦長(zhǎng)允差均為2mm殼體用鋼板軋制，逐張進(jìn)行-15℃夏比(V型缺口)沖擊實(shí)驗(yàn)（橫向），三個(gè)試樣沖擊平均值不得低于20J，允許其中一個(gè)試樣沖擊功小于平均值，但不得小于14J鋼管應(yīng)逐根按JB/T4730.3-2023中I級(jí)為合格裙座筒體與底封頭的焊接接頭必須采用全焊透連續(xù)焊，并進(jìn)行磁粉檢測(cè)，符合JB/T4730.4-2023中I級(jí)為合格設(shè)備壓力實(shí)驗(yàn)合格后對(duì)所有焊縫按JB/T4730.4-2023進(jìn)行磁粉檢測(cè)，符合I級(jí)為合格，復(fù)驗(yàn)焊縫總長(zhǎng)的20％11）熱解決后，設(shè)備本體不得再行施焊四，焊接工藝設(shè)計(jì)4.1焊縫編號(hào)及示意圖4.2接管與殼體,封頭的焊接（1D,2D,3D）由GB150-1998《鋼制壓力容器》規(guī)定，接管，人孔，凸緣，補(bǔ)強(qiáng)圈等與殼體連的接頭。為D類焊縫。由此選擇焊縫類型為D類焊縫。金屬牌號(hào)及規(guī)格：16MnR4.2.1焊接方法的選擇手工電弧焊的優(yōu)點(diǎn)①焊接設(shè)備價(jià)格低。②可以焊接多種不同的金屬，涉及最常用的金屬和合金。③在狹窄空間焊接的場(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)立，獲得滿足使用規(guī)定的焊縫。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。手工電弧焊的缺陷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足運(yùn)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長(zhǎng)了焊接缺陷的產(chǎn)生埋弧自動(dòng)焊的優(yōu)點(diǎn)是：①生產(chǎn)效率高。埋弧自動(dòng)焊的生產(chǎn)率可比手工焊提高5～10倍。由于埋弧自動(dòng)焊時(shí)焊絲上無藥皮，焊絲可很長(zhǎng)，并能連續(xù)送進(jìn)而無需更換焊條。故可采用大電流焊接（比手工焊大6～8倍），電弧熱量大，焊絲熔化快，熔深也大，焊接速度比手工焊快的多。板厚30毫米以下的自動(dòng)焊可不開坡口，并且焊接變形小。②焊劑層對(duì)焊縫金屬的保護(hù)好，所以焊縫質(zhì)量好。③節(jié)約鋼材和電能。鋼板厚度一般在30毫米以下時(shí)，埋弧自動(dòng)焊可不開坡口，這就大大節(jié)省了鋼材，并且由于電弧被焊劑保護(hù)著，使電弧的熱得到充足運(yùn)用，從而節(jié)省了電能；④改善了勞動(dòng)條件。除減少勞動(dòng)量之外，由于自動(dòng)焊時(shí)看不到弧光，焊接過程中發(fā)出的氣體量少，這對(duì)保護(hù)焊工眼睛和身體健康是很有益。埋弧自動(dòng)焊的缺陷是適應(yīng)能力差,只能在水平位置焊接長(zhǎng)直焊縫或大直徑的環(huán)焊縫。綜合考慮，由于進(jìn)行的是雙面焊接，手工電弧焊設(shè)備簡(jiǎn)樸，操作方便適合全位焊接的呢個(gè)特點(diǎn)，因而內(nèi)面采用手工電弧焊。而外面為加大熔深，提高生產(chǎn)率，采用埋弧焊。最終擬定焊接方法為：手工電弧焊+埋弧焊4.2.2坡口形式由于焊接厚度為62mm，因而需要開坡口，由于厚度比較厚，若開V型坡口的話，產(chǎn)生叫大的開口，一方面會(huì)浪費(fèi)較多的焊條，并且焊接費(fèi)時(shí)間，若開U型坡口的話，可以減小開口，并且U型坡口有助于焊劑的流入，同時(shí)可以減小焊接應(yīng)力，減少裂紋的產(chǎn)生。因而最終選擇U型坡口，具體的坡口形式如下圖所示：4.2.3焊接姿勢(shì)：平焊4.2.4焊接材料的選擇1）焊條的選擇：焊條的選用重要考慮焊縫的使用性和施焊的工藝性，焊條選擇的重要原則有以下幾點(diǎn)。(1)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，重要是操作方便，易獲得優(yōu)良的焊縫。(4)從價(jià)格考慮，在滿足性能及施工規(guī)定的前提下，盡量選用熔敷效率高、價(jià)格低的焊條，從而提高生產(chǎn)率，減少成本。2）焊絲的選擇：藥芯焊絲國(guó)內(nèi)應(yīng)用尚不普遍，活性焊絲重要用于氣體保護(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：（1）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,H10MnSi）：重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H10Mn2,H08Mn2Si）：用于焊接低合金鋼。3）焊劑的選擇：說明:JQ.SJ101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目）。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性，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、H10Mn2、H08MnMoA、H08Mn2MoA等），可焊接多種低合金結(jié)構(gòu)鋼，如船體、鍋爐壓力容器、管道等。可用于多層焊、雙面單道焊、多絲焊及窄間隙埋弧焊。

焊劑參考成分(%)SPSiO2+TiO2CaO+MgOAl2O3+MnOCaF2≤0.060≤0.08015~2525~3520~3015~25

熔敷金屬力學(xué)性能（按GB/T5293-1999）項(xiàng)目σbσsδ5AKV(J)配合焊絲(Mpa)(Mpa)(%)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H10MnSi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SJ101根據(jù)焊接工藝規(guī)定，選用焊條J507，并查常用焊絲焊劑表，選用焊絲H10MnSi焊劑SJ101。工藝規(guī)定（1）預(yù)熱溫度的擬定為保證母材的材質(zhì)不會(huì)受到影響并且具有很好的焊接性能，選擇預(yù)熱溫度為≥130℃（2）坡口加工：機(jī)加工坡口解決方法：為步影響焊接質(zhì)量，在施焊前應(yīng)當(dāng)清除坡口以及母材兩側(cè)表面20mm范圍內(nèi)（以離坡口邊沿的距離計(jì)算）的氧化物，油污，熔渣以及其他由害物質(zhì)。（3）層間溫度：100-250℃（4）清根方法：碳弧氣爆并打磨(5)焊后熱解決及時(shí)間根據(jù)《過程裝備制造與檢測(cè)》表5-67得回火溫度為580-620℃，由于厚度為62mm，因此得出熱解決時(shí)間約為2小時(shí)。焊后熱解決目的是：a松弛焊接應(yīng)力b穩(wěn)定結(jié)構(gòu)形狀和尺寸c改善母材，焊接接頭和結(jié)構(gòu)件的性能工藝順序(1)坡口清理(2）預(yù)熱：裝配點(diǎn)焊(3)預(yù)熱：內(nèi)面焊條電弧焊（4）預(yù)熱：外面清根并打磨（5）預(yù)熱：外面埋弧焊（6）焊后熱解決3）焊接規(guī)范內(nèi)面焊接—焊條電弧焊1）擬定焊條直徑由被焊工件的厚度選擇焊條直徑為5mm2）焊接電流的擬定根據(jù)焊條直徑查《過程裝備制造與檢測(cè)》表5-15，擬定焊接電流為200-270A3）焊接電壓的擬定手工電弧焊，焊接電壓選擇為22-30V，其電壓重要由電弧長(zhǎng)度決定，電弧長(zhǎng)則電弧電壓高，反之則電壓低。電弧過長(zhǎng)則不穩(wěn)定，熔深淺，熔寬增長(zhǎng)，易產(chǎn)生咬邊等缺陷，同時(shí)空氣容易侵入，易產(chǎn)氣憤孔，飛濺嚴(yán)重，浪費(fèi)焊條，電能，效率低。生產(chǎn)中盡量采用短弧焊接，電弧長(zhǎng)度一般為2-6mm4）焊接速度V的擬定由書本查得焊接線能量約為qv=18KJ/cm;由焊接線能量公式qv=0.7UI/v得焊接速度為v=0.7*（20～30）*（200～270）/18KJ·cm-1=15～20cm/min選擇焊接速度約為18cm/min5)電源種類以及極性的擬定由J507焊條相應(yīng)國(guó)標(biāo)為E5015，即說明熔敷金屬抗拉強(qiáng)度為50MPa，焊條適應(yīng)焊接位置為平焊，藥皮類型為低氫鈉型，焊接電源為直流反接。6）焊接層數(shù)的擬定厚板焊接一般要開坡口，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表達(dá)）得焊接層數(shù)n=62/5=13層7）焊鉗，焊接電纜的擬定由《過程裝備制造與檢測(cè)》表5-9得，選擇G325可以滿足焊接規(guī)定焊工護(hù)目遮光鏡片選用由《過程裝備制造與檢測(cè)》表5-11以及焊接電流為200-270A，選擇電弧鏡片號(hào)為11-12；碳弧氣爆鏡片為12-14外面焊接—埋弧焊選擇焊絲直徑為5mm以及焊接速度規(guī)定選擇MZ-1000型焊機(jī)根據(jù)手工電弧焊工藝參數(shù)的擬定方法依次擬定各參數(shù)如下表格焊接牌號(hào)及焊絲焊劑焊絲直徑(mm)電源種類及極性焊接電流（A）焊接電壓（V）焊接速度（cm/min）J507H10MnSi+SJ1015直流反接400-120032-36>22接管與封頭，其中各種設(shè)計(jì)角度及尺寸來源于《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》附表，表B3中內(nèi)容。筒體的焊接詳圖如下，（圖二）接管與殼體焊縫詳圖（圖三）接管與底封頭焊接詳圖4.3各筒節(jié)縱向焊縫焊接工藝分析由GB150-1998《鋼制壓力容器》規(guī)定，圓筒部分的縱向接頭，球形封頭與圓筒連接的環(huán)向接頭，各類凸形封頭中的所有焊接接頭以及嵌入式接管與殼體對(duì)接連接的接頭均屬A類焊接接頭。因而擬定為A類接頭，4.3.1工藝規(guī)定：1）預(yù)熱溫度120℃2)坡口加工方法：機(jī)加工坡口，并清除油銹3）層間溫度：100-250℃4）后熱溫度及保溫時(shí)間：250-300℃*2hr5）清根方法：碳弧氣刨并打磨6）焊接接頭如圖示：（圖四）筒體縱向焊接接頭詳圖4.3.2工藝順序：1.清理坡口，并進(jìn)行磁粉檢測(cè)（MT）2．預(yù)熱，并進(jìn)行裝配點(diǎn)焊3．預(yù)熱，內(nèi)部進(jìn)行埋弧焊4．預(yù)熱，外部清根并打磨，進(jìn)行MT檢測(cè)5．預(yù)熱，外部進(jìn)行埋弧焊6．焊后熱解決4.3.3焊接規(guī)范：焊接牌號(hào)及焊絲焊劑直徑（mm）電源類型及極性焊接電流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200-27022-2618外面埋弧焊J507H10MnSi5直流反接400-100032-36>224.4各筒節(jié)環(huán)向焊縫焊接工藝分析由國(guó)標(biāo)150-1998《鋼制壓力容器》規(guī)定，殼體部分的環(huán)向焊接接頭，錐形封頭與接管連接的接頭等均屬于B焊頭,已經(jīng)規(guī)定的除外。因而經(jīng)擬定筒節(jié)環(huán)向焊縫為B類焊縫。4.4.1工藝規(guī)定：（前面已經(jīng)具體敘述過擬定過程，不再贅述）1）預(yù)熱溫度120℃2)坡口加工方法：機(jī)加工坡口，并清除油銹3）層間溫度：100-250℃4）后熱溫度及保溫時(shí)間：250-300℃*2hr5）清根方法：碳弧氣刨并打磨6）焊接接頭如圖所示：4.4.2工藝順序：1.清理坡口，并進(jìn)行磁粉檢測(cè)（MT）2．預(yù)熱，并進(jìn)行裝配點(diǎn)焊3．預(yù)熱，內(nèi)部進(jìn)行埋弧焊4．預(yù)熱，外部清根并打磨，進(jìn)行MT檢測(cè)5．預(yù)熱，外部進(jìn)行埋弧焊6．焊后熱解決4.4.3焊接規(guī)范：焊接牌號(hào)及焊絲焊劑直徑（mm）電源類型及極性焊接電流（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200-27022-2618外面埋弧焊J507H10MnSi5直流反接400-100032-36>224.5焊后熱解決工藝參數(shù)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)定性規(guī)定較高、殘余應(yīng)力值規(guī)定較低的被加熱件，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/δs）℃/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/δs)℃/h，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)冷卻五，心得體會(huì)通過這次生產(chǎn)實(shí)習(xí)，為這次課程設(shè)計(jì)提供了依據(jù)以及很好的實(shí)踐基礎(chǔ)，在生產(chǎn)實(shí)習(xí)當(dāng)中，我們學(xué)到了很多理論以外的東西，通過這次課程設(shè)計(jì)使理論與實(shí)際相結(jié)合起來，當(dāng)然，在這過程當(dāng)中也碰到了不少麻煩，幸虧有老師的指導(dǎo)才得以在半個(gè)月當(dāng)中將其圓滿完畢，雖然這個(gè)過程很累，但也給自己增添了不少知識(shí)。參考資料：1，化工出版社，過程裝備制造與檢測(cè)，鄒廣華、劉強(qiáng)、龍占云。2023年8月2，化工出版社，過程設(shè)備設(shè)計(jì)，鄭竟洋、董其伍、桑芝富。2023年6月3，高等教育出版社，工程材料，2023年7月4，中國(guó)焊接資源網(wǎng)(.cn)目錄TOC\o"1-3"\h\u8757一，制造背景 2276671.2設(shè)計(jì)參數(shù) 248381.3技術(shù)規(guī)定 3313861.4儲(chǔ)氣罐的結(jié)構(gòu)分析 4129661.4.1筒體結(jié)構(gòu)分析 429178二，筒體材料 57882三．筒體具體制造工藝 5134131.材料的進(jìn)廠入庫(kù)檢測(cè) 5189782.放樣，劃線與號(hào)料 7177102.1筒節(jié)下料 880513，簡(jiǎn)體的卷制成形 9281224，筒節(jié)坡口加工與焊接 10278314,1.1簡(jiǎn)體縱焊縫坡口加工 10278664,1.2簡(jiǎn)體環(huán)焊縫坡口 1113944,1.3焊接 117885，校圓 12155196，檢測(cè) 1478377，組對(duì) 1469058，焊接 1552009，檢測(cè) 167351四，心的體會(huì) 16一，制造背景1.1液化石油氣，英文名稱：Liquefiedpetroleumges，重要成分：乙烯、乙烷、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等。隨著石油化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，液化石油氣作為一種化工基本原料和新型燃料，已愈來愈受到人們的重視。在化工生產(chǎn)方面，液化石油氣通過度離得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等，用來生產(chǎn)合塑料、合成橡膠、合成纖維及生產(chǎn)醫(yī)藥、炸藥、染料等產(chǎn)品。用液化石油氣作燃料，由于其熱值高、無煙塵、無炭渣，操作使用方便，已廣泛地進(jìn)入人們的生活領(lǐng)域。此外，液化石油氣還用于切割金屬，用于農(nóng)產(chǎn)品的烘烤和工業(yè)窯爐的焙燒等。而液化石油氣儲(chǔ)罐是具有較大危險(xiǎn)性的儲(chǔ)存容器，一旦出現(xiàn)問題，將給人民的生命、財(cái)產(chǎn)帶來極大的損失。吉林、西安等地的液化氣儲(chǔ)罐事故給人們以深刻的教訓(xùn)。為了保證液化石油氣儲(chǔ)罐的安全運(yùn)營(yíng)，避免事故發(fā)生，必須從個(gè)方面嚴(yán)格把關(guān)，其中，筒節(jié)的制作過程是關(guān)鍵中的關(guān)鍵。 產(chǎn)品名稱：40M3液化石油氣臥式儲(chǔ)罐 產(chǎn)品類別：三 按照《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》的規(guī)定，該臺(tái)產(chǎn)品經(jīng)制造單位監(jiān)督檢查，安全性能符合《壓力容器安全基數(shù)監(jiān)察規(guī)程》，《GB150-1998鋼制壓力容器標(biāo)準(zhǔn)》及設(shè)計(jì)圖樣的規(guī)定。1.2設(shè)計(jì)參數(shù)技術(shù)特性表容器類別類三設(shè)計(jì)壓力MPa1.86設(shè)計(jì)溫度℃-19～50最高工作壓力MPa1.86水壓實(shí)驗(yàn)壓力MPa2.33氣密性實(shí)驗(yàn)壓力MPa1.86焊接接頭系數(shù)1腐蝕余量量mm2操作介質(zhì)液化石油氣充裝系數(shù)0.9設(shè)備容積立方米401.3技術(shù)規(guī)定（1）本設(shè)備按照GB150-1998《鋼制壓力容器》進(jìn)行制造，檢測(cè)與驗(yàn)收，并接受《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的監(jiān)督。（2）制造筒體、封頭、人孔接管、用16MnR鋼板符合GB6654-1996及第二次改造告知單的規(guī)定，人孔法蘭蓋用鋼板正火狀態(tài)供貨。帯頸對(duì)焊法蘭、接管用16MnR應(yīng)符合JB4726-2023，殼體用16MnR鋼板應(yīng)逐張進(jìn)行沖擊實(shí)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。（3）設(shè)備焊接工藝規(guī)程按照J(rèn)B/T4709-2023，焊接工藝評(píng)估按照J(rèn)B4708-2023.所有角接接頭的焊接表面須打磨圓滑過渡。（4）設(shè)備中每條A、B類焊接接頭應(yīng)進(jìn)行100%射線檢測(cè)，按照J(rèn)B/T4730.2-2023的規(guī)定，二級(jí)合格。所用D類焊劑接頭、DN<250的接管與法蘭的B類焊接接頭及所有與承壓件相焊接的角接接頭，應(yīng)進(jìn)行100%表面磁粉檢測(cè)，按照J(rèn)B/T4730.4-2023的規(guī)定，一級(jí)合格。（5）設(shè)備應(yīng)進(jìn)行整體焊后消除應(yīng)力熱解決，熱解決后不得在設(shè)備本體上進(jìn)行施焊。（6)最終熱解決后，對(duì)設(shè)備中A。B、D類焊接接頭進(jìn)行硬度檢測(cè)，其硬度應(yīng)小于等于200HB。檢測(cè)數(shù)量按照每條A、D類焊接接頭測(cè)一組，每條B類焊接接頭每隔120度測(cè)一組，每組涉及母材、熱影響區(qū)和焊縫各一處。(7）未注明角接接頭焊腳高度均等于兩相焊件中之較薄件的厚度，且須為連續(xù)焊。（8)設(shè)備制造完畢后進(jìn)行水壓實(shí)驗(yàn)。水壓實(shí)驗(yàn)應(yīng)力見技術(shù)規(guī)定表。水壓實(shí)驗(yàn)合格后應(yīng)將積水排凈吹干。(9）水壓實(shí)驗(yàn)合格后，應(yīng)進(jìn)行氣密性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)應(yīng)力見技術(shù)特性表。（10)設(shè)備制造完畢后除銹涂鐵紅醇酸底漆一遍，再涂銀粉醇酸清漆一遍，沿罐體水平中心線用紅漆刷一道紅色色帶，寬度為150mm，在筒體兩側(cè)的重心處用紅色油漆噴印重新標(biāo)志，應(yīng)在重心標(biāo)志上方噴印LPG字樣，重心標(biāo)志的左側(cè)噴應(yīng)嚴(yán)禁煙火字樣，右側(cè)噴應(yīng)嚴(yán)禁施焊的字樣，標(biāo)志、字樣高度不得小于200mm。(11)設(shè)備的油漆、包裝、運(yùn)送按照J(rèn)B/T4711-2023《壓力容器涂覆與運(yùn)送包裝》的規(guī)定。(12)本儲(chǔ)罐安裝時(shí)，其縱軸應(yīng)向排污方向傾斜千分之三。(13)固定支座的連接采用一個(gè)螺母擰緊；活動(dòng)支座用兩個(gè)螺母，第一個(gè)螺母不擰緊，與支座的距離為1至3毫米，用第二個(gè)螺母鎖緊。(14)本儲(chǔ)罐必須在有遮陽(yáng)和水噴淋裝置的條件下合用。1.4儲(chǔ)氣罐的結(jié)構(gòu)分析儲(chǔ)氣罐的結(jié)構(gòu)儲(chǔ)氣罐是一個(gè)承受內(nèi)壓的鋼制焊接壓力容器。在規(guī)定的使用溫度和相應(yīng)的工作壓力下，應(yīng)保證安全可靠，罐體的基本結(jié)構(gòu)部件應(yīng)涉及人孔、封頭、筒體、法蘭、支座。1.4.1筒體結(jié)構(gòu)分析筒體材料為16MnR,公稱內(nèi)徑為2600mm，長(zhǎng)度的6500mm.名義壁厚為18mm。整個(gè)筒體是用3個(gè)筒節(jié)組對(duì)拼焊而成，這時(shí)的簡(jiǎn)體有縱環(huán)焊縫。，縱焊縫采用埋弧焊方式焊接。查相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，焊縫形式采用Y形。其筒節(jié)間環(huán)焊縫亦可采用U形焊縫。應(yīng)合理設(shè)計(jì)筒節(jié)坡口形式及尺寸。設(shè)計(jì)焊縫的相對(duì)位置。二，筒體材料對(duì)受內(nèi)壓的筒體，由于其工作介質(zhì)為液化石油氣，考慮其腐蝕性以及易燃易爆，選擇16MnR作為材料。三．筒體具體制造工藝1.材料的進(jìn)廠入庫(kù)檢測(cè)筒體結(jié)構(gòu)材料16MnR，按技術(shù)規(guī)定符合GB6654-1996及第二次改造告知單的規(guī)定驗(yàn)收合格后，應(yīng)按公司標(biāo)準(zhǔn)入庫(kù)存放。1.1結(jié)構(gòu)材料預(yù)解決鋼材進(jìn)入車間加工之前進(jìn)行表面預(yù)解決，是金屬結(jié)構(gòu)制造中最重要的首要工序。可增強(qiáng)裝備耐腐蝕能力延長(zhǎng)其使用壽命。預(yù)解決工藝1，鋼板表面凈化鋼板的表面凈化是鋼板預(yù)解決一個(gè)環(huán)節(jié)，運(yùn)用特定的方法或設(shè)備祛除表面的油污、鐵銹、雜質(zhì)、氧化皮等。表面凈化的方法大體分兩類：機(jī)械法和化學(xué)法。化學(xué)法重要有酸洗、堿洗、鹽洗等。機(jī)械法重要有砂輪打磨、噴沙、噴丸解決。本鋼板選用噴沙作為表面凈化的解決方式，除去鐵銹和氧化皮。用噴砂法做表面凈化，所得鋼板質(zhì)量好，且效率高，但是，粉塵太大，所以一般都是在密閉的噴砂室里進(jìn)行操作。需要注意的是，近年來鋼板出廠時(shí)，大都會(huì)噴一層防護(hù)漆，來避免它的腐蝕，防護(hù)漆不影響以后的加工和焊接，此時(shí)，表面凈化這一工序就可省略。矯形鋼材在軋制、運(yùn)送、裝卸和堆放過程中，由于自重、支承不妥或裝卸條件不良及其他因素，也許會(huì)產(chǎn)生彎曲、扭曲、翹曲、波浪變形及表面不平等變形。當(dāng)這些變形超過一定限度時(shí)，會(huì)給尺寸的度量、劃線、剪裁及其他加工帶來困難，并且會(huì)影響到成形后零件的尺寸和幾何形狀的精度，從而又會(huì)影響到裝配、焊接和整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量。所以在劃線下料前應(yīng)予以矯形。鋼材在加工過程中，也會(huì)由于受力不均等工藝因素和其他因素而使工件產(chǎn)生變形，為不影響下道工序的加工和保證加工質(zhì)量，也需進(jìn)行矯形。此外，在裝配一焊接之后，工件也會(huì)因焊接等因素，產(chǎn)生某些變形，亦需矯形，此為成品矯形。矯形就是使鋼材或工件在外力作用下產(chǎn)生與本來變形相反的塑性變形，以消除彎曲、扭曲、皺折、不平等現(xiàn)象，從而獲得對(duì)的形狀的過程。矯形的實(shí)質(zhì)就是將被拉長(zhǎng)的纖維縮短或?qū)⒖s短的纖維拉長(zhǎng)，以恢復(fù)原狀，或是使其他部分的纖維也拉長(zhǎng)或縮短，產(chǎn)生與局部纖維相同的變形。從而達(dá)成矯形的目的。矯形的方法按操作方法的不同，可分為手工矯形、機(jī)械矯形和火焰矯形三種。本設(shè)計(jì)采用多輥矯平機(jī)進(jìn)行機(jī)械矯形。多輥矯板機(jī)矯平鋼板，是使板料通過矯板機(jī)的上下兩列輥?zhàn)又g，在輥?zhàn)訅毫Φ淖饔孟?，受到多次反?fù)彎曲，整個(gè)鋼板得到均勻的拉長(zhǎng)，使多種原始曲率逐步趨向一致變?yōu)閱我?，并不斷減小，最終得到矯平。此處采用GYX-3M鋼材預(yù)解決裝置。運(yùn)用拋丸機(jī)械除銹的先進(jìn)大型機(jī)械設(shè)備，鋼材經(jīng)此解決，并經(jīng)噴保護(hù)底漆，烘干解決等工序后，即可保證鋼材在生產(chǎn)和使用過程中不在生銹，有不影響機(jī)械加工和焊接質(zhì)量。2，矯形鋼材在軋制、運(yùn)送、裝卸和堆放過程中，由于自重、支承不妥或裝卸條件不良及其他因素，也許會(huì)產(chǎn)生彎曲、扭曲、翹曲、波浪變形及表面不平等變形。當(dāng)這些變形超過一定限度時(shí)，會(huì)給尺寸的度量、劃線、剪裁及其他加工帶來困難，并且會(huì)影響到成形后零件的尺寸和幾何形狀的精度，從而又會(huì)影響到裝配、焊接和整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量。所以在劃線下料前應(yīng)予以矯形。鋼材在加工過程中，也會(huì)由于受力不均等工藝因素和其他因素而使工件產(chǎn)生變形，為不影響下道工序的加工和保證加工質(zhì)量，也需進(jìn)行矯形。此外，在裝配一焊接之后，工件也會(huì)因焊接等因素，產(chǎn)生某些變形，亦需矯形，此為成品矯形。矯形就是使鋼材或工仵在外力作用下產(chǎn)生與本來變形相反的塑性變形，以消除彎曲、扭曲、皺折、不平等現(xiàn)象，從而獲得對(duì)的形狀的過程。矯形的實(shí)質(zhì)就是將被拉長(zhǎng)的纖維縮短或?qū)⒖s短的纖維拉長(zhǎng)，以恢復(fù)原狀，或是使其他部分的纖維也拉長(zhǎng)或縮短，產(chǎn)生與局部纖維相同的變形。從而達(dá)成矯形的目的。矯形的方法按操作方法的不同，可分為手工矯形、機(jī)械矯形和火焰矯形三種。本設(shè)計(jì)采用多輥矯平機(jī)進(jìn)行機(jī)械矯形。多輥矯板機(jī)矯平鋼板，是使板料通過矯板機(jī)的上下兩列輥?zhàn)又g，在輥?zhàn)訅毫Φ淖饔孟?，受到多次反?fù)彎曲，整個(gè)鋼板得到均勻的拉長(zhǎng)，使多種原始曲率逐步趨向一致變?yōu)閱我唬⒉粩鄿p小，最終得到矯平。下圖為多輥式矯平機(jī)的工作原理圖。本設(shè)計(jì)中，鋼材16MnR，板厚為18mm。選用九輥矯正機(jī)，其參數(shù)情況見下表矯正機(jī)參數(shù)表輥數(shù)輥距（mm)鋼板最小厚度（mm)輥徑（mm)最大矯正度（m/s)主電機(jī)最大功率（kw)925052200.3180應(yīng)注意的是，不是所有的鋼板都能一次矯平，是否容易矯平除與矯平機(jī)有關(guān)外，還與其自身的性質(zhì)和厚度有關(guān)。2.放樣，劃線與號(hào)料放樣，劃線與號(hào)料是決定焊接坯料形狀與尺寸公差的重要工藝，也是焊接過程中重要的質(zhì)量控制點(diǎn)之一。放樣是在制造金屬結(jié)構(gòu)之前，按照設(shè)計(jì)圖樣，在放樣平臺(tái)上用1：1的比例尺寸，劃出結(jié)構(gòu)或者零件的圖形和平面展開尺寸。號(hào)料和劃線采用劃針或者磨尖的石筆、粉線作線。三部分操作內(nèi)容和環(huán)節(jié)：放樣，展開、制作樣桿樣板、在鋼材上進(jìn)行號(hào)料。號(hào)料尺寸公差是反映鋼板的劃線、號(hào)料劃線和號(hào)料就是根據(jù)施工圖樣及工藝上的規(guī)定，對(duì)的地?cái)M定一個(gè)欲加工零件的配料尺寸和形狀，并用劃線的方法在鋼材上號(hào)料，同時(shí)標(biāo)注上必要的加工符號(hào)及其他必要內(nèi)容，用以指導(dǎo)以后各道工序的加工。它直接決定著零件的尺寸和幾何形狀的精度，并且對(duì)以后的裝配和焊接工序也有很大的影響?？傮w來看，劃線和號(hào)料大體可以分為以下整個(gè)劃線工序的最終允許公差，根據(jù)GB/T9019-2023，壓力容器公稱直徑標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，長(zhǎng)×寬及其他外廓尺寸線為+lmm，超過一米的為L(zhǎng)/lOOO，但不超過3mm;中心線、基準(zhǔn)線為士0.5mm;正方形或長(zhǎng)方形，其對(duì)角線Ll-L2之差<2mm。應(yīng)注意的是，放樣展開最后獲得的尺寸是零件的設(shè)計(jì)尺寸或者說是零件加工后應(yīng)得的尺寸，而樣板是用來號(hào)料的，其外部尺寸應(yīng)當(dāng)是零件加工前坯料尺寸，這兩者是不同樣的。零件的坯料尺寸是由零件展開尺寸、工藝余量和加工余量三部分組成的。工藝余量是零件加工過程中由于工藝條件和工藝因素的影響而導(dǎo)致的尺寸變化和偏差。在焊接結(jié)構(gòu)制造中，重要是焊接受縮量和成型后的修邊余量。本設(shè)計(jì)中，16MnR板厚18mm。焊縫橫向收縮余量為2.1--2.6mm.(參照過程設(shè)備制造與檢測(cè)-表6-26）。縱向收縮余量為0.15-0.3mm。(參照過程設(shè)備制造與檢測(cè)-表6-27)。加工余量加工余量重要包含切割余量，邊沿加工余量?jī)身?xiàng)。氣割時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定寬度的割縫，但是當(dāng)沿外側(cè)切割時(shí)可不考慮工藝余量。切割后尚需進(jìn)行邊沿機(jī)械加工，留3mm的加工余量，號(hào)料劃線公差圖如下圖所示。2.1筒節(jié)下料筒節(jié)的劃線是在鋼板上劃出展開圖。筒節(jié)的展開計(jì)算比較簡(jiǎn)樸，即以筒節(jié)的平均直徑為基準(zhǔn)。由于鋼板在卷板機(jī)上彎卷是受輥?zhàn)拥哪雺?，厚度?huì)減薄，長(zhǎng)度會(huì)伸長(zhǎng)。因此，下料尺寸應(yīng)比計(jì)算出來的尺寸短一些。筒節(jié)展開長(zhǎng)按下式計(jì)算：L=πDm-ΔL=π(Di+S)-ΔL1+ΔL2+ΔL3式中，L—筒節(jié)展開式，mmDm—筒節(jié)平均直徑，mmDi——筒節(jié)內(nèi)徑，mmS—板厚，mmΔL1—鋼板伸長(zhǎng)量，mmΔL2—鋼板加工余量，mmΔL3—焊縫橫向收縮余量,mm通常ΔL=(1-K)πDmK—修正系數(shù)，K=0.9931-0.9960綜合考慮ΔL2取5mm所以將數(shù)據(jù)帶入公式可得：L=8204m由于整個(gè)筒體是用3個(gè)筒節(jié)組對(duì)拼焊而成，因此筒節(jié)下料單個(gè)鋼板的長(zhǎng)度為：具體尺寸為（長(zhǎng)x寬×高）：8204x2170x18mm筒節(jié)鋼板的下料選擇機(jī)械剪切下料。常用的機(jī)械剪切下料多采用圓板剪和龍門剪板機(jī)，而以龍門剪板機(jī)的應(yīng)用最為廣泛，通常只能做直線剪切。本次選擇的剪板機(jī)的型號(hào)為：Q11-50x3200型Q11-50x3200型剪板機(jī)參數(shù)最大板厚最大板寬板料強(qiáng)度喉口深度剪切角度可剪次數(shù)行程次數(shù)飛輪轉(zhuǎn)速刀片長(zhǎng)度50320049070054/Min8/Min82r42003，簡(jiǎn)體的卷制成形筒節(jié)的彎卷成型是用鋼板，在卷板機(jī)上彎卷而成的。根據(jù)鋼板的材質(zhì)，厚度彎曲半徑，卷板機(jī)的形式和能力，在實(shí)際彎卷過程中分為冷卷和熱卷。本設(shè)計(jì)中鋼板為18mm厚的16MnR。根據(jù)：ε=δ/2Rm(1-Rm/Ro)×100%(單向拉伸）式中ε——彎卷變形率，100%;δ——鋼板名義厚度，mm;Rm——筒節(jié)中性層半徑，mm;Ro——鋼板彎曲前的中性層半徑，mm代入數(shù)值計(jì)算的ε=0.69%<3%（16MnR單向拉伸是的臨界變形率）故此處選擇冷卷，卷制成形通常在三輥筒或四輥筒卷板機(jī)上進(jìn)行的。所選卷板機(jī)型號(hào)為：CDWII-(數(shù)控制上調(diào)式)40x4000。對(duì)稱式三輥卷板機(jī)CDWII參數(shù)規(guī)格最大寬度×最大厚度上輥直徑/mm下輥直徑/mm下輥中心距/mm主電動(dòng)機(jī)功率/kW40×400055053061080根據(jù)Dmin=d1+(0.15-0.20)d1式中d1——卷板機(jī)的上輥直徑計(jì)算得Dmin=600mm<2600mm故可知所選卷板機(jī)滿足規(guī)定。鋼板在卷板機(jī)上卷制時(shí)，鋼板的兩端總有一段長(zhǎng)為a的直邊無法卷制，其長(zhǎng)度取決與兩下輥的中心距。為消除此剩余直邊，在鋼板卷圓錢應(yīng)作板邊預(yù)彎曲。通常采用水壓機(jī)在專用模具上預(yù)彎。4，筒節(jié)坡口加工與焊接焊接接頭坡口形狀和幾何尺寸的設(shè)計(jì)，應(yīng)遵循以下原則：(1)保證焊接質(zhì)量(2)坡口加工簡(jiǎn)易(3)便于焊接加工(4)節(jié)省焊接材料按焊接技術(shù)規(guī)定加工坡口，坡口兩側(cè)30mm范圍內(nèi)清理污物，然后按焊接工藝施焊；4,1.1簡(jiǎn)體縱焊縫坡口加工簡(jiǎn)體是由鋼板卷制而成，其邊沿部分由于變形和冷作硬化作用其性能已發(fā)生變化，不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定，應(yīng)此需將此區(qū)域除去。筒節(jié)卷制成形后，按圖樣規(guī)定的筒體名義直徑測(cè)量簡(jiǎn)節(jié)的實(shí)際周長(zhǎng)，并劃二次線，割去余量后按焊接工藝規(guī)定加工坡口。簡(jiǎn)體的縱縫的焊接采用埋弧焊，根據(jù)埋弧焊坡口加工規(guī)定其坡口形式為V形坡口，具體尺寸如下：縱縫對(duì)接坡口根據(jù)具體尺寸，可選擇氧氣切割加工坡口，氧氣切割的加工方法具有設(shè)備簡(jiǎn)樸投資費(fèi)用少，操作靈活方便的一系列特點(diǎn)，切割質(zhì)量好。4,1.2簡(jiǎn)體環(huán)焊縫坡口壓力容器筒身環(huán)焊縫坡口形式，取決于其壁厚及所選用的焊接工藝方法。對(duì)于薄壁容器，殼體環(huán)焊縫多采用V形坡口；而對(duì)于厚壁容器殼體環(huán)焊縫，為了減少焊縫的橫截面，通常采用U形坡口。對(duì)于本次所設(shè)計(jì)的容器，屬于厚壁型。其環(huán)焊縫涉及簡(jiǎn)節(jié)對(duì)接焊縫和簡(jiǎn)體與封頭的對(duì)接焊縫，都采用相同的坡口形式。如下圖：環(huán)焊縫坡口示意圖該類型坡口也可采用氣割工藝加工，氣割加工幣機(jī)械方法加工效率高，周期短，且不需要投資高的機(jī)床設(shè)備。U形坡口的下部有圓弧段在具體加工過程中，鐵的氧化反映不能像一般氣割時(shí)那樣垂直向下，當(dāng)達(dá)成一定深度后應(yīng)轉(zhuǎn)向側(cè)面方向。為此需要多割炬同時(shí)加工，如可使用三割炬U型坡口板自動(dòng)切割機(jī)。4,1.3焊接此處焊接采用埋弧自動(dòng)焊，焊機(jī)型號(hào)（MZA-1000）按技術(shù)規(guī)定中對(duì)焊接工藝規(guī)定施焊，并進(jìn)行焊后熱解決。具體參數(shù)擬定：a焊接電流根據(jù)H=KmI式中H——焊縫熔深，mmI——焊接電流，AKm——系數(shù)，mm/AKm根據(jù)設(shè)計(jì)中具體條件取1.25×10-2mm/Ab電弧電壓電壓與電弧長(zhǎng)度成正比，且隨電弧電壓增高焊縫寬深顯著增大而熔深與余高略有減小。c焊縫速度對(duì)熔深與熔寬均有影響。最終參數(shù)擬定如下焊絲直徑/mm焊接電流/A電弧電壓/V焊接速度/m*h-1線能量/kj*cm-15700-75036-4037.521.53-23.075，校圓筒體規(guī)定最大與最小直徑差e以及棱角度E最小值以及對(duì)口錯(cuò)邊量b不得超過以下規(guī)定。a.棱角度E≦δ/10+2mm,且≦5mmE=3.8mm用弦長(zhǎng)為1/6Dn，且不小于300mm的內(nèi)樣板或外樣板檢查如下圖示b.最大與最小直徑差ee應(yīng)不大于即全面直徑的1%，且不大于25mm，有開孔補(bǔ)強(qiáng)時(shí)應(yīng)離補(bǔ)強(qiáng)圈邊沿100mm以外的位置測(cè)量此處e=25mm如下圖所表達(dá)c.對(duì)口錯(cuò)邊量b厚度相同的單層鋼板縱焊縫的對(duì)口錯(cuò)邊量b≦10%δ且不大于3mmb=10%×18mm=1.8mm如下圖所表達(dá)6，檢測(cè)按技術(shù)規(guī)定中探傷工藝對(duì)A,B類焊縫進(jìn)行100%RT檢測(cè)，按照J(rèn)B/T4730.2-2023的規(guī)定，二級(jí)合格。7，組對(duì)按筒體布板圖規(guī)定組對(duì)各節(jié)筒節(jié)，定位焊規(guī)定同4；筒體B類焊縫組對(duì)錯(cuò)邊量b，棱角度E；筒體直線度應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定。a.對(duì)錯(cuò)邊量b≦10%δ+1(δ>10mm)b=2.8mm如下圖所表達(dá)b.棱角度E≦δ/10+2mm,且≦5mmE=3.8mm用長(zhǎng)度不小于300mm的檢查尺檢查。如下圖所表達(dá)c.筒體直線度ΔW筒體長(zhǎng)度≦20230mm時(shí)，ΔW≦2L/1000且不大于20mm本設(shè)計(jì)中L=6500mm計(jì)算得ΔW≦13mm8，焊接此處焊接采用埋弧自動(dòng)焊，焊機(jī)型號(hào)（MZA-1000）按技術(shù)規(guī)定中對(duì)焊接工藝規(guī)定施焊，并進(jìn)行焊后熱解決。最終參數(shù)擬定如下焊絲直徑/mm焊接電流/A電弧電壓/V焊接速度/m*h-1線能量/kj*cm-15700-75036-4037.521.53-23.079，檢測(cè)按技術(shù)規(guī)定中探傷工藝對(duì)A.B類焊縫進(jìn)行100%RT檢測(cè)，按照J(rèn)B/T4730.2-2023的規(guī)定，二級(jí)合格。四，心得體會(huì)通過本次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多，對(duì)過程設(shè)備制造與檢測(cè)，特別是制造方面的工藝設(shè)計(jì)結(jié)識(shí)進(jìn)一步加深。雖然說對(duì)于這門課程自己尚有許多不，是太多要學(xué)習(xí)和提高的方面，但通過本次課設(shè)中李老師得悉心指導(dǎo)和與同學(xué)們得協(xié)作交流真正感受到了這門課程魅力。學(xué)習(xí)到了如何把書本中學(xué)習(xí)到得理論知識(shí)，應(yīng)用到實(shí)際的過程設(shè)備制造與檢測(cè)中去。真正感受到了理論與實(shí)際，課堂與工廠間的距離。在此再感謝李老師的教導(dǎo)，指出了課設(shè)中的局限性，與錯(cuò)誤。通過這一次的洗禮，我相信自己在以后的課程設(shè)計(jì)吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，一定會(huì)做出更好課程設(shè)計(jì)！參考文獻(xiàn)資料：《過程裝備制造與檢測(cè)》《壓力容器設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)》《最新壓力容器優(yōu)化設(shè)計(jì)與制造工藝及無損檢測(cè)實(shí)用手冊(cè)》遼寧石油化工大學(xué)實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)本專業(yè)班級(jí)：焊接0932姓名：郭臻學(xué)號(hào)：實(shí)習(xí)名稱：無損檢測(cè)課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)地點(diǎn)：遼寧石油化工大學(xué)實(shí)習(xí)時(shí)間：2023年11月21日至2023年12月11日指導(dǎo)老師：郭淑娟閆偉成績(jī)：評(píng)閱人：

前言無損檢測(cè)（Non-DestructiveTesting,NDT）技術(shù)已成為控制產(chǎn)品質(zhì)量、保證設(shè)備安全運(yùn)營(yíng)等方面極為重要的技術(shù)手段，在現(xiàn)代航空工業(yè)生產(chǎn)過程中，越來越多地規(guī)定對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行更加有效和準(zhǔn)確的檢測(cè)，而我本次的課程設(shè)計(jì)的課題是中厚板對(duì)接焊縫超聲波檢測(cè)，其重要任務(wù)是在掌握焊縫焊接缺陷及其產(chǎn)生因素的基礎(chǔ)上，研究超聲波探傷技術(shù)在鋼制壓力容器對(duì)接焊接接頭探傷檢測(cè)中的應(yīng)用，并給出焊縫檢測(cè)的具體方案。超聲波無損檢測(cè)是在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的非常廣泛的一種無損檢測(cè)方法，它對(duì)于提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性有著重要的意義。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了一些數(shù)字化超聲檢測(cè)儀器，以脈沖反射式超聲探傷儀為代表研制完畢一個(gè)良好的數(shù)字化的檢測(cè)平臺(tái)，該系統(tǒng)具有測(cè)量，數(shù)字顯示，工作穩(wěn)定，性能好等優(yōu)點(diǎn)。本文也重要介紹了超聲波檢測(cè)技術(shù)的原理、性能及優(yōu)缺陷，超聲波檢測(cè)設(shè)備與器材的類型等。本文還具體介紹了超聲波探傷技術(shù)及其在焊縫無損探傷中的應(yīng)用及評(píng)估等級(jí)和注意事項(xiàng)。文中針對(duì)給定的中厚板焊縫，通過實(shí)驗(yàn)檢測(cè)該焊縫的缺陷，具體介紹試塊選用，設(shè)備調(diào)試，現(xiàn)場(chǎng)探傷中的常見問題及解決方法。還介紹了現(xiàn)場(chǎng)探傷，缺陷定位和長(zhǎng)度測(cè)量的具體方法，并通過標(biāo)準(zhǔn)對(duì)檢測(cè)中的缺陷進(jìn)行了等級(jí)評(píng)估并得出了檢測(cè)工藝卡。目錄緒論····················································31.超聲波檢測(cè)的原理及其特點(diǎn)······························41.1設(shè)計(jì)任務(wù)書·········································41.2超聲波檢測(cè)的原理····································51.3超聲波檢測(cè)的特點(diǎn)·····································62.超聲波檢測(cè)儀器型號(hào)和一些基本設(shè)備·····················72.1超聲波檢測(cè)儀型號(hào)····································72.1.1UFD-X5超聲波探測(cè)儀功能簡(jiǎn)介····················72.2超聲波探頭·········································82.3超聲波試塊·········································102.4耦合劑·············································123.焊縫的選擇及常見缺陷類型介紹··························143.1焊縫的選擇·········································143.2常見的焊縫缺陷類型簡(jiǎn)樸介紹····························144.超聲波檢測(cè)的過程······································164.1檢測(cè)前的準(zhǔn)備········································164.2探頭測(cè)定與儀器的調(diào)節(jié)·································174.3距離-波幅（dB）曲線的繪制與應(yīng)用·························214.4掃查方式···········································234.5缺陷的測(cè)定與評(píng)估····································244.6清理現(xiàn)場(chǎng)···········································275.超聲波檢測(cè)工藝卡······································28結(jié)論····················································29參考文獻(xiàn)················································30緒論過程設(shè)備是各個(gè)工業(yè)部門不可缺少的重要生產(chǎn)設(shè)備，用于供電，供熱，和儲(chǔ)存各種工業(yè)原料及產(chǎn)品，完畢工業(yè)生產(chǎn)過程必須的各種物理過程和化學(xué)反映，因此它成為石油，化工，電站，核能和軍工等工業(yè)部門的重要生產(chǎn)裝備。其制造工藝以焊接為主，質(zhì)量規(guī)定比較高。焊縫質(zhì)量直接決定著壓力容器的使用安全和使用壽命，因此在制造和使用過程中的焊縫檢測(cè)顯得尤為重要，故需要尋找一種高效，經(jīng)濟(jì)，簡(jiǎn)便可行的無損檢測(cè)技術(shù)及缺陷評(píng)估的方法。無損檢測(cè)技術(shù)重要涉及超聲檢測(cè)，射線檢測(cè)，磁粉檢測(cè)，滲透檢測(cè)，渦流檢測(cè)和聲發(fā)射等檢測(cè)技術(shù)。其中超聲波探傷和射線探傷是檢測(cè)壓力容器焊縫內(nèi)部缺陷的重要手段。超聲波探傷以其探傷距離大，探傷裝置體積小，重量輕，便于攜帶，檢測(cè)速度快，檢測(cè)費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)，在過程設(shè)備制造和檢測(cè)工作中得到越來越多的應(yīng)用。如今，一些過程設(shè)備的檢查，檢測(cè)及缺陷評(píng)估仍存在很大問題，其檢查、檢測(cè)規(guī)定難以統(tǒng)一，制造質(zhì)量難以保證。給設(shè)備的維護(hù)和管理帶來很大難度。焊接缺陷的類型重要涉及未焊透，未熔合，裂紋，氣孔及夾渣等。這些缺陷如不進(jìn)行定期檢查及有效的安全評(píng)估而盲目使用勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致重大惡性事故，給公司帶來重大的經(jīng)濟(jì)損失，因此如何實(shí)現(xiàn)對(duì)焊縫內(nèi)部缺陷精擬定位，定量和定性分析及缺陷評(píng)估，是需迫切解決的課題。在焊縫缺陷檢測(cè)中，超聲檢測(cè)是目前公認(rèn)的最有效的常規(guī)無損檢測(cè)方法之一，與其它常規(guī)檢測(cè)相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)?；谝陨弦蛩?，本文重點(diǎn)研究焊縫內(nèi)部缺陷的超聲波檢測(cè)方法，從而對(duì)焊接缺陷進(jìn)行有效的安全評(píng)估。1超聲波檢測(cè)的原理及其特點(diǎn)1.1設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)目的：為了讓我們充足了解超聲波檢測(cè)的方法及原理，以及操作環(huán)節(jié)和注意事項(xiàng)，并為我們以后工作打好良好的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)內(nèi)容：具體介紹了超聲波檢測(cè)的原理及特點(diǎn)，并以中厚板橫焊縫為例介紹了超聲波檢測(cè)的儀器設(shè)備，以及檢測(cè)過程和缺陷評(píng)估等內(nèi)容，最后還介紹了現(xiàn)場(chǎng)探傷，缺陷定位和長(zhǎng)度測(cè)量的具體方法，并通過標(biāo)準(zhǔn)對(duì)檢測(cè)中的缺陷進(jìn)行了等級(jí)評(píng)估并得出了檢測(cè)工藝卡。任務(wù)與規(guī)定：1．根據(jù)規(guī)定對(duì)中厚板焊縫進(jìn)行掃查及缺陷的評(píng)估。2.掌握超聲檢測(cè)儀的基本結(jié)構(gòu)和使用方法。3.能進(jìn)行超聲檢測(cè)儀的調(diào)試和對(duì)一般故障分析及排除。1.2超聲波檢測(cè)的原理超聲檢測(cè)的原理如圖1-1所示?？赡鎵菏綁弘姄Q能器通過瞬間電激發(fā)能產(chǎn)生機(jī)械振蕩并形成脈沖超聲波，該聲波在金屬中傳播時(shí)假如碰到缺陷就會(huì)產(chǎn)生反射并能返回到換能器處，由于壓電傳感器是可逆的，于是能把聲脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成電脈沖信號(hào)。測(cè)量出該信號(hào)的幅值及傳播時(shí)間就可評(píng)估工件中缺陷的嚴(yán)重限度。圖1-1脈沖超聲檢測(cè)的原理運(yùn)用超聲波對(duì)材料中的宏觀缺陷進(jìn)行探測(cè)，依據(jù)的是超聲波在材料中傳播時(shí)的一些特性，如：超聲波在通過材料時(shí)能量會(huì)有損失，在碰到兩種介質(zhì)的分界面時(shí)，會(huì)發(fā)生反射等等，常用的頻率為0.5~25MHz。以脈沖反射技術(shù)為例，由聲源產(chǎn)生的脈沖波被引入被檢測(cè)的試件中后，若材料是均質(zhì)的，則聲波沿一定的方向，以恒定的速度向前傳播。隨著距離的增長(zhǎng)，聲波的強(qiáng)度由于擴(kuò)散和材料內(nèi)部的散射和吸取而逐漸減少。當(dāng)碰到兩側(cè)聲阻抗有差異的界面時(shí)，則部分聲能被反射。這種界面也許是材料中某種缺陷（不連續(xù)），如裂紋、分層、孔洞等，也也許是試件的外表面與空氣活水的界面。反射的限度取決于界面兩側(cè)聲阻抗差異的大小，在金屬與氣體的界面上幾乎所有反射。通過探測(cè)和分析反射脈沖信號(hào)的幅度、位置等信息，可以擬定缺陷的存在，評(píng)估其大小、位置。通過測(cè)量入射波和接受聲波之間聲傳播的時(shí)間可以得知反射點(diǎn)距入射點(diǎn)的距離。通常用以發(fā)現(xiàn)缺陷并對(duì)缺陷進(jìn)行評(píng)估的重要信息為：來自材料內(nèi)部各種不連續(xù)的反射信號(hào)的存在及其幅度；入射信號(hào)與接受信號(hào)之間的聲傳播時(shí)間；聲波通過材料以后能量的衰減。1.3超聲波檢測(cè)的特點(diǎn)（1）超聲波檢測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)1）合用于金屬、非金屬、復(fù)合材料等多種材料制件的無損評(píng)價(jià)。2）穿透能力強(qiáng)，可對(duì)較大厚度范圍的試件內(nèi)部缺陷進(jìn)行檢測(cè)，可進(jìn)行整個(gè)試件體積的掃查。如對(duì)金屬材料，既可檢測(cè)厚度1~2mm的薄壁管材和板材，也可檢測(cè)幾米長(zhǎng)的鋼鍛件。3）靈敏度高，可檢測(cè)材料內(nèi)部尺寸很小的缺陷。4）可較準(zhǔn)確地測(cè)定缺陷的深度位置，這在很多情況下是十分需要的。5）對(duì)大多數(shù)超聲技術(shù)的應(yīng)用來說，僅需從一側(cè)接近試件。6）設(shè)備輕便，對(duì)人體及環(huán)境無害，可作現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。（2）.超聲波檢測(cè)方法的局限性1）由于縱波脈沖反射法存在的盲區(qū)，以及缺陷取向?qū)z測(cè)靈敏度的影響，對(duì)位于表面和非常近表面的延伸方向平行于表面的缺陷經(jīng)常難于檢測(cè)。2）試件形狀的復(fù)雜性，如小尺寸、不規(guī)則形狀、粗糙表面、小曲率半徑等，對(duì)超聲檢測(cè)的可實(shí)行性有較大影響。3）材料的某些內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如晶粒度、相組成、非均勻性、非致密性等，會(huì)使小缺陷的檢測(cè)靈敏度和信噪比變差。4）對(duì)材料及制件中的缺陷作定性、定量表征，需要檢查者較豐富的經(jīng)驗(yàn)，且經(jīng)常是不準(zhǔn)確的。5）以常用的壓電換能器為聲源時(shí)，為使超聲波有效地進(jìn)入試件一般需要有耦合劑。2超聲波檢測(cè)儀器型號(hào)和一些基本設(shè)備2.1超聲波檢測(cè)儀器型號(hào)圖2-1UFD-X5型超聲波探傷儀UFD-X5數(shù)字式超聲波探傷儀是一款便攜式、數(shù)字式超聲波探傷儀，它可以快速便捷、無損傷、精確地進(jìn)行工件內(nèi)部多種缺陷（裂紋、夾雜、氣孔等）的檢測(cè)、定位、評(píng)估和診斷。

碩德的X系列：經(jīng)濟(jì)實(shí)用性能與價(jià)格的完美結(jié)合，既要有速度，還要有靈活性；既要輕便，又要堅(jiān)固；既要有準(zhǔn)確性，還要有吸引力。X系列超聲波探傷儀專為成長(zhǎng)型公司量身定制，是追求性價(jià)比的首選。即插即用U盤存儲(chǔ)，直觀B掃動(dòng)態(tài)顯示，準(zhǔn)確回波編碼技術(shù)，精確10位AD采樣，所有常用功能一鍵直達(dá)，無不站立于超聲波探傷儀技術(shù)的最前沿，均詮釋著X系列對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的孜孜求，沒有任何其他經(jīng)濟(jì)型探傷儀能如此輕松地融合眾多非凡的特性。2.1.1UFD-X5超聲波探測(cè)儀功能簡(jiǎn)介

（1）、二維編碼B掃描直觀顯示缺陷位置。高端探傷儀常用的二維色彩編碼B掃描功能。B掃描功能圖像式的觀測(cè)缺陷模式，可以產(chǎn)生很好的對(duì)比效果，更便于缺陷的分析判斷。通過:灰度/彩色調(diào)色板還可以自動(dòng)顯示缺陷危害限度，也可實(shí)時(shí)對(duì)比觀測(cè)A掃波形和B掃圖像

（2）、超大容量數(shù)據(jù)儲(chǔ)存：2023個(gè)數(shù)據(jù)組

（3）、探傷與高精測(cè)厚一體

（4）、5條智能DAC曲線，符合JIS和API標(biāo)準(zhǔn)

（5）、實(shí)用DGS曲線:大平底、平底孔、通孔三種參考類型2.2超聲波探頭超聲波探頭是用來產(chǎn)生與接受超聲波的器件，是組成檢測(cè)系統(tǒng)的最重要的組件之一。超聲波探頭的性能也是直接影響到發(fā)射的超聲波的特性，影響到超聲波的檢測(cè)能力。圖2-2斜探頭示意圖可以在材料中產(chǎn)生超聲波的方式有多種，其原理均涉及將某種其他形式的能量轉(zhuǎn)換為超音頻的振動(dòng)能量。而在超聲檢測(cè)中最常用是與超聲探傷儀相匹配的超聲探頭，是運(yùn)用材料的壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電聲能量轉(zhuǎn)換的壓電換能器探頭。這類探頭中的關(guān)鍵部位的壓電換能器，又稱為壓電晶片，是一個(gè)具有壓電特性的單晶或多晶薄片或薄膜。其作用是將電能轉(zhuǎn)換為聲能，并將聲能轉(zhuǎn)換為電能。（1）探頭的結(jié)構(gòu)及各部分的作用探頭的重要組成部分有壓電晶片、阻尼塊、電纜線、接頭、保護(hù)膜和外殼。斜探頭中通常尚有一使晶片與入射面成一定角度的斜楔。1)晶片:壓電晶片是以壓電效應(yīng)發(fā)射并接受超聲波的元件，是探頭中最重要的元件。晶片的性能決定著探頭的性能。晶片的尺寸和諧振頻率，決定著發(fā)射聲場(chǎng)的強(qiáng)度、距離幅度特性與指向性。晶片制作質(zhì)量的好壞，也關(guān)系到探頭的聲場(chǎng)對(duì)稱性、分辨率、信噪比等特性。晶片可制成圓形、方形、矩形或曲面。2）阻尼塊和吸聲材料：阻尼塊是由環(huán)氧樹脂和鎢粉等按一定比例配成德阻尼材料，粘附在晶片或斜楔后面。阻尼塊的作用一是對(duì)壓電晶片的振動(dòng)起阻尼作用；二是吸取晶片向其背面發(fā)射的超聲波；三是對(duì)晶片起支撐作用。3）保護(hù)膜：壓電陶瓷晶片通常都很脆，在用與試件直接接觸的方式沿試件表面進(jìn)行掃查，晶片很容易損壞。為此，常在晶片前面粘附一層薄保護(hù)膜，以保護(hù)晶片和電極層不被磨損或破壞，某些情況下，也能改善探頭與試件的耦合效果。但保護(hù)膜也會(huì)使始波寬度增大，分辨率變差，靈敏度減少。4）斜楔：斜楔是斜探頭中為了使超聲波傾斜入射到檢測(cè)面而裝在晶片前面的楔塊。楔塊使探頭的晶片和試件表面形成一個(gè)嚴(yán)格的夾角，以保證晶片發(fā)射的超聲波按照設(shè)定的入射角傾斜入射到斜楔與試件的界面，從而可以在界面處產(chǎn)生所需要的波形轉(zhuǎn)換，在試件內(nèi)形成特定波形和角度聲束。有斜楔就一般不用保護(hù)膜。（2）探頭的分類常用探頭種類有直探頭和斜探頭兩大種，但假如按波型分，又分為橫波探頭、表面波（瑞利波）探頭、縱波探頭及蘭姆波探頭等。按晶片數(shù)分，又分為單晶探頭，雙晶探頭。1）直探頭（縱波探頭）直探頭用于發(fā)射和接受縱波。直探頭重要用于探測(cè)晶片正下方與聲束方向垂直的缺陷，其探測(cè)深度較大，合用范圍較廣；檢測(cè)靈敏度高。2）斜探頭斜探頭重要用于探測(cè)斜下方不同角度方向的缺陷，其探測(cè)深度較小，合用直探頭難以探測(cè)的部位；檢測(cè)靈敏度較高。其中常用的有橫波斜探頭等。橫波斜探頭是入射角在第一臨界角與第二臨界角之間且折射波為純橫波的探頭，適宜探測(cè)與檢測(cè)面成一定角度的缺陷，廣泛用于焊縫、管材、鍛件的檢測(cè)。橫波斜探頭的標(biāo)稱方式常用兩種：①一種是以橫波折射角來標(biāo)稱。如=40o，45o，60o等；②另一種是以折射角的正切值（）來標(biāo)稱。=1.0，1.5，2.0，2.5等。3）雙晶探頭雙晶片聲場(chǎng)重疊區(qū)域靈敏度最高，一般用于定向定位檢測(cè)，探測(cè)深度較??；檢測(cè)靈敏度較高。常用探頭型號(hào)：（1）2.5B20Z；

（2）5P6×6K3。2.3超聲波試塊（1）試塊的分類為了保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性與可反復(fù)性、可比性，必須用一個(gè)具有已知固定特性的試樣（試塊）對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。超聲檢測(cè)用試塊通常分為兩種類型，即標(biāo)準(zhǔn)試塊（校準(zhǔn)試塊）和對(duì)比試塊（參考試塊）。（2）標(biāo)準(zhǔn)試塊標(biāo)準(zhǔn)試塊具有規(guī)定的材質(zhì)、表面狀態(tài)、幾何形狀與尺寸，可用以評(píng)估和校準(zhǔn)超聲檢測(cè)設(shè)備。標(biāo)準(zhǔn)試塊通常由權(quán)威機(jī)構(gòu)討論通過，其特性與制作規(guī)定有專門的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。1)標(biāo)準(zhǔn)試塊的基本規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)試塊的材料、熱解決狀態(tài)、表面粗糙度、外形和尺寸規(guī)定均有嚴(yán)格規(guī)定。材料應(yīng)易于加工，不易變形和腐蝕，具有良好的聲學(xué)性質(zhì)。制作時(shí)，應(yīng)確認(rèn)材質(zhì)均勻、無雜質(zhì)、無影響使用的缺陷。圖2-3標(biāo)準(zhǔn)試塊標(biāo)準(zhǔn)試塊外形加工的平行度、垂直度與尺寸精度均應(yīng)通過嚴(yán)格檢查并符合圖樣規(guī)定。尺寸允許公差一般在±0.1mm以內(nèi)。檢測(cè)面的表面粗糙度一般應(yīng)優(yōu)于Ra1.6um。試塊中的平底孔應(yīng)經(jīng)硅橡膠覆型并檢查其直徑、孔底表面粗糙度、平面度等。檢查后，平底孔應(yīng)清洗干燥后進(jìn)行永久性封堵。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)試塊，還應(yīng)測(cè)量其聲學(xué)性能。2）CSK-IA試塊的重要用途CSK-IA試塊是JB1152-1981《鍋爐和鋼制壓力容器對(duì)接焊縫超聲檢測(cè)》中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)試塊。CSK-IA試塊較多用于焊縫橫波檢測(cè)，也是本課設(shè)所使用的試塊。=1\*GB3①校驗(yàn)超聲檢測(cè)儀的水平線性、垂直線性和動(dòng)態(tài)范圍：用50mm或100mm尺寸。=2\*GB3②調(diào)節(jié)橫波時(shí)基線比例和范圍，用50mm和100mm尺寸。=3\*GB3③測(cè)定斜探頭在深度方向的分辨力。圖2-4對(duì)比試塊=4\*GB3④可直接測(cè)出橫波斜探頭的k值。(3）對(duì)比試塊的重要用途CSK-IIIA試塊使用壁厚范圍為6mm~120mm的焊接接頭。=1\*GB3①調(diào)節(jié)時(shí)基線比例和探測(cè)范圍。=2\*GB3②測(cè)定斜探頭的k值。=3\*GB3③測(cè)定橫波AVG曲線。=4\*GB3④調(diào)節(jié)檢測(cè)靈敏度。=5\*GB3⑤進(jìn)行缺陷定量。2.4耦合劑（1)耦合劑的作用為了改善探頭與試件間聲能的傳遞而加在探頭和檢測(cè)面之間的液體薄層稱為耦合劑。當(dāng)探頭和試件之間有一層空氣時(shí)，超聲波的反射率幾乎為100%，即使很薄的一層空氣也可以阻止超聲波傳入試件。耦合劑可以填充探頭與試件間的空氣間隙，使超聲波可以傳入試件，這是使用耦合劑的重要目的。除此之外，耦合劑有潤(rùn)滑作用，可以減少探頭和試件之間的摩擦，防止試件表面磨損探頭，并使探頭便于移動(dòng)。(2）常用耦合劑常用耦合劑有水、甘油、全損耗系統(tǒng)用油、變壓器油、化學(xué)漿糊等。=1\*GB3①水的優(yōu)點(diǎn)是來源方便；缺陷是容易流失，容易使試件生銹，有時(shí)不易潤(rùn)濕試件。液浸檢測(cè)中最常使用水作耦合劑，使用時(shí)可加入潤(rùn)濕劑和防腐劑等。=2\*GB3②甘油的優(yōu)點(diǎn)是聲阻抗大、耦合效果好；缺陷是要用水稀釋，容易使試件形成腐蝕坑，價(jià)格較貴。=3\*GB3③全損耗系統(tǒng)用油（俗稱機(jī)油）和變壓器油的附著力、粘度、潤(rùn)濕性都較適當(dāng)，也無腐蝕性，價(jià)格不貴，因此是最常用的耦合劑。本文焊縫檢測(cè)也是使用此機(jī)油作為耦合劑。=4\*GB3④化學(xué)漿糊的耦合效果比較好，也是一種常用的耦合劑。3焊縫的選擇及常見缺陷類型介紹3.1焊縫的選擇隨著工業(yè)和科技的不斷發(fā)展,焊縫超聲波檢測(cè)的重要方法和技術(shù)要點(diǎn)也日益提高，焊接接頭形式有等厚平板對(duì)接、變截面平板對(duì)接、角型接、T型接等。本文檢測(cè)的零件為對(duì)接接頭式的焊縫，實(shí)物圖如圖3-1所示。焊接接頭的缺陷涉及外部缺陷和內(nèi)部缺陷，外部缺陷有：焊縫尺寸不符合規(guī)定、未焊透、咬邊、焊瘤、表面氣孔、表面裂紋等，通常采用目視檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)等方法對(duì)這些缺陷進(jìn)行檢測(cè)；內(nèi)部缺陷有：氣孔、夾渣、未焊透、未熔合和裂紋等，如圖3-2所示，圖3-1厚度為16mm鋼板焊縫超聲檢測(cè)重要目的是為了檢測(cè)出焊接接頭中存在的內(nèi)部缺陷。3.2常見的焊縫缺陷類型簡(jiǎn)樸介紹(1)氣孔氣孔是在焊接過程中焊接熔池高溫時(shí)吸取了過量的氣體或冶金反映產(chǎn)生的氣體，在冷卻凝固之前來不及逸出而殘留在焊縫金屬內(nèi)所形成的空穴。產(chǎn)氣憤孔的重要因素是焊條或焊劑在焊前未烘干，焊件表面污物清理不凈等。氣孔大多呈球形或橢圓形。氣孔分為單個(gè)氣孔、鏈狀氣孔和密集氣孔。(2)未焊透未焊透是指焊接接頭部分金屬未完全熔透的現(xiàn)象。產(chǎn)生未焊透的重要因素是焊接電流過小，運(yùn)條速度太快或焊接規(guī)范不妥（如坡口角度過小，根部間隙過小或鈍邊過大等）。未焊透分為根部未焊透、中間未焊透和層間未焊透等。(3)未熔合未熔合重要是指填充金屬與母材之間沒有熔合在一起或填充金屬層之間沒有熔合在一起。產(chǎn)生未熔合的重要因素是坡口不干凈，運(yùn)條速度太快，焊接電流過小，焊條角度不妥等。未熔合分為坡口面未熔合和層間未熔合圖3-2焊接中常見缺陷(4)夾渣夾渣是指焊后殘留在焊縫金屬內(nèi)的熔渣或非金屬夾雜物。產(chǎn)生夾渣的重要因素是焊接電流過小，速度過快，清理不干凈，致使熔渣或非金屬夾雜物來不及浮起而形成的。夾渣分為點(diǎn)狀和條狀。(5)裂紋裂紋是指在焊接過程中或焊后，在焊縫或母材的熱影響區(qū)局部破裂的縫隙。按裂紋的取向可分為縱向裂紋和橫向裂紋。焊縫中的氣孔、夾渣是立體型缺陷，危害性較小。而裂紋、未熔合是平面缺陷，危害性大。在焊縫探傷中，由于余高的影響及焊縫中裂紋、未焊透、未熔合等危害性大的缺陷往往與檢測(cè)面垂直或成一定的角度，因此一般采用斜射橫波接觸法，在焊逢兩側(cè)進(jìn)行掃查。4超聲波檢測(cè)的過程4.1檢測(cè)前的準(zhǔn)備(1)選擇探頭1）K值的選擇探頭K值的選擇應(yīng)從以下三個(gè)方面考慮：使聲束能掃查到整個(gè)焊縫截面；使聲束中心線盡量與重要危險(xiǎn)性缺陷垂直；保證有足夠的探傷靈敏度設(shè)工件厚度為T，焊縫上下寬度的一半分別為a和b，探頭K值為K，探頭前沿長(zhǎng)度為L(zhǎng)0，則有：K≤（a+b+L0）/T一般斜探頭K值可根據(jù)工件厚度來選擇，較薄厚度采用較大K值，如8～14厚度可選K3.0～K2.0探頭,以便避免近場(chǎng)區(qū)探傷，提高定位定量精度；較厚工件采用較小K值，以便縮短聲程，減小衰減，提高探傷靈敏度。如15～46厚度可選K2.0～K1.5探頭，同時(shí)還可減少打磨寬度。在條件允許的情況下，應(yīng)盡量采用大K值探頭。探頭K值常因工件中的聲速變化和探頭的磨損而產(chǎn)生變化，所以探傷前必須在試塊上實(shí)測(cè)K值，并在以后的探傷中經(jīng)常校驗(yàn)。2）頻率選擇焊縫的晶粒比較細(xì)小，可選用比較高的頻率探傷，一般為2.5～5.0MHz。對(duì)于板厚較小的焊縫，可采用較高的頻率；對(duì)于板厚較大，衰減明顯的焊縫，應(yīng)選用較低的頻率。(2)探頭移動(dòng)區(qū)寬度焊縫兩側(cè)探測(cè)面探頭移動(dòng)區(qū)的寬度P一般根據(jù)母材厚度而定。圖4-1探頭移動(dòng)區(qū)和檢測(cè)區(qū)厚度為8～46mm的焊縫采用單面兩側(cè)二次波探傷，探頭移動(dòng)區(qū)寬度為： P≥2KT+50(mm)厚度為大于46mm的焊縫采用雙面兩側(cè)一次波探傷，探頭移動(dòng)區(qū)寬度為： P≥KT+50(mm)式中K探頭的K值； T工件厚度。工件表面的粗糙度直接影響探傷結(jié)果，一般規(guī)定表面粗糙度不大于6.3mm，否則應(yīng)予以修整(3)耦合劑的選擇在焊縫探傷中，常用的耦合劑有機(jī)油、甘油、漿糊、潤(rùn)滑脂和水等，實(shí)際探傷中用的最多的是漿糊和機(jī)油。而本次設(shè)計(jì)用到的耦合劑是機(jī)油。4.2探頭測(cè)定與儀器的調(diào)節(jié)(1)探頭測(cè)試1）斜探頭入射點(diǎn)的測(cè)試斜探頭的入射點(diǎn)是指其主聲束軸線與探測(cè)面的交點(diǎn)。入射點(diǎn)至探頭前沿的距離稱為探頭的前沿長(zhǎng)度。測(cè)定探頭的入射點(diǎn)和前沿長(zhǎng)度是為了便于對(duì)缺陷定位和測(cè)定探頭的K值。將斜探頭放在CSK-IA試塊上，使R100的圓弧面反射回波達(dá)成最高時(shí)斜楔底圖4-2用CSK-IA試塊斜探頭入射點(diǎn)的測(cè)試面與試塊圓心的重合點(diǎn)就是該探頭的入射點(diǎn)。這時(shí)探頭的前沿長(zhǎng)度L0為：L0=R-MR為試塊圓弧的半徑；M為探頭前端部至試塊圓弧面邊沿的距離。2）測(cè)定斜探頭K值斜探頭K值是指被探工件中橫波折射角的正切值:K=tgβsK值的測(cè)定一般常用CSK-IA試塊上的Ф50孔來進(jìn)行，具體方法是將探頭對(duì)準(zhǔn)試塊上的Ф50孔，找到最大反射回波，并測(cè)出探頭前沿至試塊端面的距離L，則：K=tgβs=（L+l0-35）/30圖4-3用CSK-IA試塊測(cè)定斜探頭K值斜探頭K值的測(cè)定，也可以用CSK-IIIA試塊在調(diào)節(jié)儀器掃描線比例時(shí)同時(shí)進(jìn)行。具體方法是在測(cè)定某一深度的ф1*6短橫孔時(shí)，找到孔的最大反射回波后用入射點(diǎn)至該孔的水平距離除以該孔的深度值，商即為K值。可用不同深度的孔測(cè)得數(shù)值反復(fù)計(jì)算幾次求得平均值，這樣較為精確。(2)掃描線比例的調(diào)節(jié)1）按水平調(diào)節(jié)水平調(diào)節(jié)是使示波屏的水平刻度值直接顯示反射體的水平投影距離。該方法多用于較薄厚度（8～24）焊縫的檢測(cè)。圖4-4調(diào)節(jié)儀器使兩弧面反射波B1和B2同時(shí)分別對(duì)準(zhǔn)水平距離刻度常用CSK-IA或CSK-IIIA試塊進(jìn)行調(diào)節(jié)。CSK-IA試塊調(diào)節(jié)方法如下：根據(jù)所用探頭的實(shí)測(cè)K值，先計(jì)算出R50，R100相應(yīng)的水平距離l1和l2：l1=KR50/2l2=2l1然后將探頭同時(shí)對(duì)準(zhǔn)CSK-IA試塊上的R50和R100，調(diào)節(jié)儀器使兩弧面反射波B1和B2同時(shí)分別對(duì)準(zhǔn)水平距離刻度l1和l2如圖4。則水平距離掃描速度為1：1。CSK-IIIA試塊調(diào)節(jié)方法如下：a.先將始脈沖對(duì)準(zhǔn)零點(diǎn)再左移10mm，使入射點(diǎn)大體對(duì)零點(diǎn)；b.將探頭對(duì)準(zhǔn)試塊上20深的橫孔，找到最高反射回波A，量出水平距離l1，調(diào)整微調(diào)旋鈕使A波前沿對(duì)準(zhǔn)水平刻度l1，并記住讀數(shù)；c.將探頭對(duì)準(zhǔn)試塊上40深的橫孔，找到最高反射回波B，量出水平距離l2，若此時(shí)示波屏上的B波讀數(shù)與水平距離l2不符應(yīng)計(jì)算出兩者的水平讀數(shù)差值ΔΔ=l2–X若Δ為