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1、40立方米液化石油气卧式储罐一.设计背景此次设计内容为一结构形式为单层的第三类储存压力容器，是用来盛装生产用的液化石油气的容器。设计压力为1.86Mpa，温度在-1950摄氏度范围内，设备空重约为11000Kg，体积为40立方米，属于中压容器。石油液化气为易燃易爆介质，且有毒，因此选材基本采用16MnR，且本液化石油气储罐必须在有遮阳和水喷淋情况下使用。此液化石油气卧式储罐是典型的重要焊接结构，焊接接头是其最重要的连接结构，焊接接头的性能会直接影响储存液化石油气的质量和安全。因此合理地制定焊接工艺规程非常必要。故针对焊接工艺及焊后热处理部分，我做了以下分析设计。二.总的技术特性：技术特性表三.
2、储气罐基本构成储气罐是一个承受内压的钢制焊接压力容器。在规定的使用温度和对应的工作压力下，应保证安全可靠，罐体的基本结构部件应包括人孔、封头、筒体、法兰、支座。图1储气罐的结构简图1.1筒体本产品的简体是用钢板卷焊成筒节后组焊而成，这时的简体有纵环焊缝。1.2封头按几何形状不同，有椭圆形封头，球形封头，蝶形封头，锥形封头和平盖等各种形式。封头和简体组合在一起构成一台容器壳体的主要部分，也是最主要的受压元件之一。此储气罐选择的是椭圆形封头。从制造方法分，封头有整体成形和分片成形后组焊成一体的两种。当封头直径较大，超出生产能力时，多采用分片成形方法制造，分片成形控制难度大，易出现不合格产品。对整体
3、成形的封头尺寸、形状，虽然易控制但一般需要有大型冲压模具的压力机或大型旋压设备，工艺设备庞大，制造成本高。从封头成形方式讲，有冷压成形、热压成形和旋压成形。对于壁厚较薄的封头，一般采用冷压成形。采用调质钢板制造的封头或封头瓣片，为不破坏钢板调质状态的力学性能，节省模具制造费用，往往采用多点冷压成形法制造。当封头厚度较大时，均采用热压成形法，即将封头坯料加热至9001000。钢板在高温下冲压产生塑性变形而成形，此时对于有些材料（如正火态钢板），由于改变了原始状态的力学性能，为恢复和改善其力学性能，封头冲压成形后还要做正火、正火+回火或淬火+回火等相应的热处理。对于直径大且厚度薄的封头，采用旋压成
4、形法制造是最经济最合理的选择。1.3接管和法兰接管和法兰作用是连接或供人进入容器内部的，是容器的主要组成部分。接管与壳体间的焊接接头一般为角接接头或T形接头，但对于连接二者之间的焊缝，如果是壳体上开坡口时，则称为对接焊缝，壳体上不开坡口时称为角接焊缝。1.4密封元件密封元件是两法兰之间保证容器内部介质不发生泄漏的关键元件。对于不同的工件条件要求有不同的密封结构形式和不同材质及形式的垫片，在制造时对于密封垫材料和形式不得随意更改。2.1.6支座立式容器主要采用鞍式支座。四.技术要求（1）本设备按照GB150-1998钢制压力容器进行制造，检测与验收，并接受压力容器安全技术监察规程的监督。（2）制
5、造筒体、封头、人孔接管、用16MnR钢板符合GB6654-1996及第二次改造通知单的规定，人孔法兰盖用钢板正火状态供货。帯颈对焊法兰、接管用16MnR应符合JB4726-2000，壳体用16MnR钢板应逐张进行冲击试验，方法按照GB/T229的规定，三个试样的平均值大于等于54J。（3）设备焊接工艺规程按照JB/T4709-2000，焊接工艺评定按照JB4708-2000.所有角接接头的焊接表面须打磨圆滑过渡。（4）设备中每条A、B类焊接接头应进行100%射线检测，按照JB/T4730.2-2005的规定，二级合格。所用D类焊剂接头、DN22接管与封头，其中各种设计角度及尺寸来源于过程设备设
6、计附表，表B3中内容。筒体体的焊接详图如下，（图二）接管与壳体焊缝详图（图三）接管与底封头焊接详图ID，接管专底封头焊接详图 7.3各筒节纵向焊缝焊接工艺分析由GB150-1998钢制压力容器规定，圆筒部分的纵向接头，球形封头与圆筒连接的环向接头，各类凸形封头中的所有焊接接头以及嵌入式接管，与壳体对接连接的接头均属A类焊接接头。因而确定为A类接头，7.3.1工艺要求：1）坡口加工方法：机加工坡口，并清除油锈2) 后热温度及保温时间：250-300C *2hr3) 清根方法：碳弧气刨并打磨4) 焊接接头如图示：（图四）筒体纵向焊接接头详图7.3.2工艺顺序：1清理坡口，并进行磁粉检测(MT)2进
7、行装配点焊3内部进行焊条电弧焊4外部清根并打磨，进行MT检测5外部进行埋弧焊6焊后热处理7.3.3焊接规范：焊接牌号及焊丝焊剂焊丝直径（）电源种类及极性焊接电流（A）焊接电压(V)焊接速度(cm/min)内面手工电弧焊J507H10MnSi5直流反接200-27022-2618外面埋弧焊J507H10MnSi5直流反接400-100032-36227.4各筒节环向焊缝焊接工艺分析由同标GB150-1998钢制压力容器规定，壳体部分的环向焊接接头，锥形封头与接管连接的接头等均属于B焊头，已经规定的除外。因而经确定筒节环向焊缝为B类焊缝。7.4.1工艺要求：（前面已经详细叙述过确定过程，不再赘述）
8、1坡口加工方法：机加工坡口，并清除油锈)2) 后热温度及保温时间：250-3002hr3) 清根方法：碳弧气刨并打磨4) ) 焊接接头如图所示：筒体环向焊接接头详图4.4.2工艺顺序：1清理坡口，并进行磁粉检测( VIT)2并进行装配点焊3内部进行焊条电弧焊4外部清根并打磨，进行MT检测5外部进行埋弧焊7.4.3焊接规范：焊接牌号及焊丝焊剂焊丝直径（）电源种类及极性焊接电流（A）焊接电压(V)焊接速度(cm/min)内面手工电弧焊J507H10MnSi5直流反接200-27022-2618外面埋弧焊J507H10MnSi5直流反接400-100032-36227.5焊后热处理工艺参数1)热件入
9、炉或出炉时的温度不得超过400，但对厚度差较大、结构复杂、尺寸稳定性要求较高、残余应力值要求较低的被加热件，其入炉或出炉时的炉内温度一般不宜超过300。2)升温至400后，加热区升温速度不得超过(5000/bs)/h，且不得超过200h，最小可为50h。3)温时，加热区内任意5000mm长度内的温差不得大于120。4)温时，加热区内最高一与最低温度之差不宜超过65。5)温保温期间，应控制加热区气氛，防止焊件表面过度氧化。6)炉温高于400时，加热区降温速度不得超过(6500/8s)l1，且不得超过260/h，最小可为50/h。7)焊件按1）炉温度出炉后应在静止空气中继续冷却八.液化石油气储罐检
10、验方案一、设备概况及其基本参数：容器类别：第类压力容器 设计压力：1.86Mpa 设计温度-1950，介质：液化石油气 材质：封头：16MnR 筒体：16MnR二、 检验依据：1、压力容器安全技术监察规程2、在用压力容器检验规则3、压力容器使用登记管理规则4、GB150-1998钢制压力容器5、JB4730-94压力容器无损检测三、检验准备：1、检验人员：a、应具备相应项目检验资格；b、设置现场安全监督（项目负责人）兼。2、检验仪器准备：a、磁探机；b、超探机；c、测厚仪、硬度计；d、焊缝检验尺、长度检验尺；e、照明灯（应急灯）；f、带漏电保护器的电线盘；g、角向磨光机、砂轮片；h、着色探伤剂
11、。以上检验仪器需在检定期内，且处于完好状态。3、审查资料：a、设备的竣工图，质量证明书。b、锅炉压力容器监督检验单位出具的安全质量监检报告。c、设备的运行记录，灌（充）装记录，有关运行参数记录，介质成份，载荷变化情况，运行中出现的异常情况等资料。d、有关修理、改造、施工记录、检验报告。4、设备准备：a、罐内介质排除干净，盲死隔断（气）液体来源。b、罐内残余液（气）体必须进行置换、清洗，氧含量应在1821%（体积比）之间。c、打开人孔，清理罐内杂质，将所有焊缝及两侧（包括接管角焊缝）各150mm范围打磨除锈至露出金属光泽。四：检验项目：(1):内外部宏观检验：1、表面检验：a、罐体表面质量，接口
12、部位，焊接接头的裂纹、过热、变形、泄漏。b、表面腐蚀、机械损伤。c、支撑或支座的损坏，基础下沉、倾斜、开裂，紧固螺栓。2、结构检查：a、封头形式、简体与封头的连接方式。b、焊缝布置、支座形式与布置。c、开孔与补强。d、排放装置。e、安全附件及仪表。3、几何尺寸检验：a、焊缝对口错边量、棱角度、咬边。b、焊缝表面质量，角焊缝的焊脚尺寸，对接焊缝余高。c、同断面最大最小直径差。d、封头表面凹凸量，直边高度和纵向皱折。(2):测厚检验：a、壳体：每块板测量5点、4个板角距板边各lOOmm处各测1点，板中心测1点。b、封头：测9点，按Oo、90 0、1800、270 0四个方向，直边段及过渡段各测1点
13、，顶部测1点。c、人孔盖：中心位置测1点。除上述部位外，还应着重测以下部位：易腐（冲）蚀部位，气液面部位，制造时壁厚减薄部位和变形部位，表面检测发现可疑部位，以及测厚时遇母材存在夹层部位，必要时UT检查确定。另外遇“壁厚增值”现象时，应给予足够重视，并查明原因。(3)无损检测：检测方法选择：MT、UT、PTa、罐内对接焊缝IOO%MT检查，接管角焊缝不能做MT时，PT检查。b、罐内对接焊缝应力集中部位，如丁字接头，三个方向各300mm和上次检验有埋藏缺陷处进行UT检查，检查比例不小于焊缝总长的20%，发现缺陷或原埋藏缺陷有延长倾向时进行扩探。c、对接焊缝MT检验有缺陷部位，UT检查，必要时RT
14、复查确认。(4)、硬度检验：对罐内对接焊缝及热影响区、母材进行硬度测试。(5)、缺陷处理：a、经MT发现裂纹时，打磨消除，且圆滑过渡，裂纹深度超标时，需朴焊应由用户委托有资格单位进行。b、UT发现超标缺陷部位需进行修理，应由用户委托有资格单位进行修理。c、修理后应按要求进行无损检测。(5)、强度校核与安全评定经过检验，如存在严重腐蚀减薄应做强度校核，强度校核在GB150的基础上，同时参照原设计标准进行。需做安全评定时由用户委托有资格的单位进行。(6)、水压试验完成上述工作后，由受检单位准备试压设备，加注满清水，排气并封罐后加压，试验压力为最高压力的1. 25倍。罐体外表面保持干燥，环境温度5以
15、上，缓慢升压至设计压力，确认无泄漏后升压到规定试验压力，保压30分钟，然后降压至设计压力，保压进行检查，保压时间3040分钟。检查期间压力保持不变，不得采用连续加压维持压力不变，不得带压紧固螺栓，以无渗漏、无压降、无异常响声、无可见异常变形为合格。(7)、安全附件检验：a、安全阀、压力表、温度表（计）液位计是否在校验期内，且完好。b、紧急切断阀及其它与罐体连接阀门是否完好。五、出具检验报告：对储罐进行安全状况等级评定，并确定下次检验日期。六、检验报告的审核签发。九.心得体会通过这次课程设计让我了解了焊接.检测.热处理对压力容器制造的重要性。焊接的方法多种多样，但必须考虑壁厚和材料性能，选择合适的方法，进而确定焊机和焊条等有关焊接的参数。检测和热处理都要看焊接而定，完全做好这些是非常困难的。经过一段时间的努力，我基本上完成了老师所要求的任务。 总体来说，这次课程设计完成的还是较为理想，各方面该做的都做了，从中也学到了很多知识，在以后的学习中我会再接再厉，希望我的个人素养有更大的提升。十.参考资料：l，化工出版社，过程装备制造与检测，邹广华、刘强、龙占云。2007年8月2，化工出版社，过程设备设计，郑竞洋、黄其伍、桑芝富。2007年6月3，高等教育出版社，工程材料，2005年7月4，中国焊接资源网5，钢制压力容器焊接工艺第二版
