【正文】 .......................... 21 附錄 D 回收油罐生產(chǎn)流程圖 ..................................................................................... 22 附錄 E 焊接工藝卡（一） ......................................................................................... 23 附錄 F 焊接工藝卡（二） .......................................................................................... 24 西安石油大學(xué)專業(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1 1. 概述 壓力容器 壓力容器的 簡(jiǎn)述 述 壓力容器是一種特殊的容器，但目前對(duì)于容器尚無(wú)一個(gè)嚴(yán)格的科學(xué)定義，容器是石油化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)工程中的一種設(shè)備，而壓力容器又是其中的一種設(shè)備，而壓力容器又是其中的一種特殊設(shè)備。從狹義上說(shuō)，容器是指內(nèi)部不進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)或其他物理，化學(xué)過程的那些設(shè)備。在石油化學(xué)工業(yè)中廣泛使用的容器，它主要用于儲(chǔ)存氣態(tài)，液態(tài)或固態(tài)的原料，中間產(chǎn)品或成品，如原油，氧氣及液氨貯罐，硫酸貯罐等。壓力容器 相對(duì)常壓容器而言，不僅在安全性能方面有較高的要求，而且在設(shè)計(jì)原理上也有很大的不同。壓力容器的機(jī)構(gòu)、選擇、壁厚要通過理論計(jì)算、強(qiáng)度校核而確定。 工業(yè)生產(chǎn)中具有特定的工藝功能并承受一定壓力的設(shè)備，稱壓力容器，壓力容器英文縮寫為 pressure vessel。貯運(yùn)容器、反應(yīng)容器、換熱容器和分離容器均屬壓力容器。壓力容器制造工序一般可以分為：原材料驗(yàn)收工序、劃線工序、切割工序、除銹工序、機(jī)加工（含刨邊等）工序、滾制工序、組對(duì)工序、焊接工序（產(chǎn)品焊接試板）、無(wú)損檢測(cè)工序、開孔劃線 工序、總檢工序、熱處理工序、壓 力試驗(yàn)工序、防腐工序。 壓力容器的分類 壓力容器的應(yīng)用廣泛，用途各異，因而有眾多的類型和不同的結(jié)構(gòu)以適應(yīng)不同的使用要求。對(duì)壓力容器可以從不同的角度進(jìn)行分類，分類的目的在于了解不同類型壓力容器有何特點(diǎn)，適用于何種場(chǎng)合，進(jìn)而能對(duì)各種容器的設(shè)計(jì)、制造及管理方面有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。 (1). 按制造分類：可分單層、鍛焊、多層包扎、繞帶、繞板、熱套、無(wú)縫容器等。 (2). 按材料分類：有鋼制容器、有色金屬容器和非金屬容器。 (3). 按壁厚分類：可分薄壁容器和厚壁容器兩種。容器外徑 與內(nèi)徑之比小于或等于；大于 。 (4). 按設(shè)計(jì)壓力 P 分類： 低壓容器： ≦ P MPa ； 中壓容器： ≦ P 10 MPa ； 高壓容器： 10≦ P MPa ； 超高壓容器： P ≧ MPa 。 (5). 按設(shè)計(jì)溫度分類： 西安石油大學(xué)專業(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 2 高溫容器： t≧ 450℃； 常溫容器： 20℃〈 t 450℃； 低溫容器： t ≦ 20℃； (6). 按形狀分類：有球形容器、圓筒形容器、圓錐形容器、 矩形容器、組合式容器。 (7). 按承壓方式分類：有內(nèi)壓容器和外壓容器。 (8). 按使用中工藝過程的作用原理分類：可分為反應(yīng)容器、換熱容器、分離容器和貯存容器四種。 (9). 按使用方式分類：有固定式容器和移動(dòng)式容器之分 [1]。 壓力容器組成 封頭：包括橢圓形封頭、碟形封頭、無(wú)折邊球面封頭、錐形封頭、帶法蘭凸形封頭及平蓋等等 .其形狀設(shè)計(jì)是否合理 ,影響壓力容器的安 全。 筒體：壓力容器最主要的組成部分。其主要作用是為貯藏物料或?yàn)橥瓿苫瘜W(xué)反應(yīng)提供所必須的壓力空間，因此，筒體的容積大小由工藝決定。 開孔與接管：根據(jù)制造工藝要求以及檢修時(shí)的需要，常在壓力容器的筒體或封頭上開設(shè)各種孔或安裝接管用作下列部件：人孔、手孔、視孔、物料進(jìn)出口接管以及安裝壓力表、液位計(jì)、流量計(jì)、安全閥等接管。 法蘭：如果容器有外接管時(shí)，必須采用法蘭來(lái)連接容器和管道。法蘭按其所連接的部件分為管法蘭和容器法蘭。 支座：壓力容器靠支座支撐固定在基礎(chǔ)上。支座有立式容器支座和臥式 容器兩類。主要用于固定筒體 ,便于運(yùn)輸。 密封裝置：分為半自緊式、自緊式、強(qiáng)制式三種類型 .主要有平墊密封、雙錐密封、橢圓墊密封等。 焊縫結(jié)構(gòu)的分類及設(shè)計(jì)與選用 焊接接頭分類 A 類：圓筒部分的縱向接頭（多層包扎容器層板層縱向接頭除外）、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拼焊接頭以及嵌入式接管與殼體對(duì)接連接的接頭。 B 類：殼體部分的環(huán)向接頭、錐形封頭小端與接管連接的接頭、長(zhǎng)頸法蘭與接管連接的接頭。但已規(guī)定為 A、 C、 D 類的焊接接頭除外。 C 類：平 蓋、管板與圓筒非對(duì)接連接的接頭，法蘭與殼體、接管連接的接頭，內(nèi)封頭與圓筒的搭接接頭以及多層包扎容器層板層縱向接頭。 西安石油大學(xué)專業(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 3 D 類：接管、人孔、凸緣、補(bǔ)強(qiáng)圈等與殼體連接的接頭。但已規(guī)定為 A、 B 類的焊接接頭除外。 注意：焊接接頭分類的原則僅根據(jù)焊接接頭在容器所處的位置而不是按焊接接頭的結(jié)構(gòu)形式分類，所以，在設(shè)計(jì)焊接接頭形式時(shí)，應(yīng)由容器 的重要性、設(shè)計(jì)條件以及施焊條件等確定焊接結(jié)構(gòu)。這樣，同一類別的焊接接頭在不同的容器條件下，就可能有不同的焊接接頭形式 [2]。 焊縫結(jié)構(gòu)的分類 （ 1）對(duì)接焊縫： 將兩快鋼板或一塊鋼板的兩個(gè)端面彎轉(zhuǎn)后 (如筒體縱焊縫 )對(duì)在一起進(jìn)行焊接的焊縫。 （ 2）角接焊縫：將兩快板互成直角的連接焊縫 ,常出現(xiàn)于容器封頭與接管的連接 ,法蘭的連接 ,夾套與筒體的連接等處。 （ 3）搭接焊縫：指一塊搭板在另一塊板上進(jìn)行焊接的焊縫 ,常用于壓力容器中的加強(qiáng)圈與筒體 ,坐墊板與器壁以及外壁上視孔凸緣與容器本體的連接焊縫。 焊縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與選用 （ 1）作為壓力容器的焊接應(yīng)盡量采用對(duì)接焊縫。不僅可以提高焊接質(zhì)量 ,而且便于對(duì)焊縫內(nèi)部進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。對(duì)于接管的焊縫 ,一般是角焊縫應(yīng)盡量采用全焊透的坡 口結(jié)構(gòu)。這樣既保證了焊縫質(zhì)量又可以減少應(yīng)力集中。采用的焊縫結(jié)構(gòu) ,應(yīng)減小焊縫的應(yīng)力集中 。 （ 2）焊縫處的應(yīng)力集中，是由焊縫內(nèi)部和外部?jī)蓚€(gè)方面引起的。內(nèi)部主要是由于焊縫未焊透，使焊縫的內(nèi)部造成幾何不連續(xù)，從而形成很高的焊縫應(yīng)力 ,這往往是導(dǎo)致容器脆性破壞的始裂點(diǎn)，從結(jié)構(gòu)上考慮 ,對(duì)于對(duì)接焊縫，當(dāng)采用 X 型 ,雙 V 型，雙 U 型以及 U 型 V 型組合坡口 ,由于是雙面焊，一般不會(huì)發(fā)生未焊透。飲泣焊縫應(yīng)力集中的外部原因，主要是焊縫的外部缺陷，如焊縫咬邊，焊縫角變形，接縫錯(cuò)邊等。 焊條的選取原則 根據(jù)工件的機(jī)械性 能和化學(xué)成分 （ 1）低碳鋼和低合金鋼按等強(qiáng)度原則選取，即按鋼的強(qiáng)度等級(jí)選取相應(yīng)的焊條。注意焊條是按抗拉強(qiáng)度分等級(jí)的，而鋼材是按屈服強(qiáng)度分等級(jí)的。另外 ,焊縫與鋼材強(qiáng)度應(yīng)相當(dāng) ,以免影響焊縫的塑性和韌性。 （ 2）對(duì)耐熱鋼和不銹鋼 ,應(yīng)按化學(xué)成分相近為原則 ,以保證焊縫的特殊性能。 根據(jù)工作性能 （ 1） 承受壓力或動(dòng)載的結(jié)構(gòu)，應(yīng)保證焊縫有良好的塑性和韌性 ,一般選用低氫焊條。 （ 2）對(duì)于形狀復(fù)雜 ,鋼性大，焊后殘余應(yīng)力大的工件 ,也應(yīng)選用抗裂性好的低氫焊條。 西安石油大學(xué)專業(yè)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 4 各種焊接方法的優(yōu)缺點(diǎn) 壓力容器的承壓能力和安 全可靠性，在很大程度上取決于容器的制造質(zhì)量。焊接是現(xiàn)代壓力容器制造中最常用的加工方法，也是關(guān)鍵的工藝手段。所以合格的焊接質(zhì)量是保證壓力容器的強(qiáng)度和安全可靠性的前提和基礎(chǔ)。在壓力容器制造過程中常用的焊接方法有手工電弧焊、埋弧焊、 TIG 焊、 CO2保護(hù)焊等方法。下面分別介紹： 手工電弧焊 與別的焊接方法相比較，手工電弧焊的設(shè)備簡(jiǎn)單、易于維護(hù)、使用靈活方便 ，便于在室內(nèi) 、室外和高空作業(yè)，并且對(duì)材料的適應(yīng)性廣，是壓力容器制造過程中廣泛使用的一種焊接方法。它具有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 要求不高，工藝靈活： 適合各種結(jié)構(gòu)形狀、各種位置的焊接并且對(duì)焊接接頭裝置精度要求較低。 （ 2） 適應(yīng)性強(qiáng)：設(shè)備簡(jiǎn)單，操作和維修方便，適用于不同厚度的金屬材料焊接。 （ 3） 易于通過工藝的調(diào)整（如對(duì)稱焊等）來(lái)控制工件的變形，改善應(yīng)力狀態(tài)。 （ 4） 與氣焊和埋弧焊相比，金相組織較細(xì)，熱影響區(qū)較小。 焊條電弧焊的不足：生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，對(duì)于焊工的操作技術(shù)要求較