中壓容器加工工藝設(shè)計(jì)(已修改)
2025-08-22 11:57 本頁(yè)面
【正文】 課程設(shè)計(jì)——中壓容器加工工藝設(shè)計(jì) 2 2 3（一）.壓力容器焊接接頭分類 2 （二）.焊接坡口 4 4（一）焊接材料的選擇原則 4（1）.選擇焊接材料等強(qiáng)行原則 4（2）.對(duì)工藝因素的考慮 4（3）.按各種焊接方法的冶金特點(diǎn)選擇焊接材料 4（二）電焊條的選擇 5 5（一）. 手工電弧焊的優(yōu)缺點(diǎn) 5（二）手工電弧焊的工作原理 6（三）.對(duì)焊接設(shè)備的基本要求 8（四）.弧焊電源的選用 9（五）. 手工電弧焊的焊接工藝 11 112. 焊接操作技術(shù) 15 161．準(zhǔn)備工作 162．安全技術(shù) 16 17 17 17課程設(shè)計(jì)——中壓容器加工工藝設(shè)計(jì)【摘要】隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，石油化工及空分產(chǎn)品被大規(guī)模使用，大容 量貯存低溫低壓液體的貯罐被視為優(yōu)先開發(fā)生產(chǎn)的重要產(chǎn)品。結(jié)合實(shí)際，論述 了貯罐工藝設(shè)計(jì)中的材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及焊接制造焊接工藝焊后熱處理等 方面的問題。結(jié)構(gòu)名稱：中壓容器主要組成：筒身、封頭、管接頭、入孔圈材 料：16MnR壁 厚：筒身 12mm、封頭14mm、管接頭7mm、人孔圈20mm生產(chǎn)類型：小批量生產(chǎn) 圖 1 焊接結(jié)構(gòu)如上圖所示 注：筒身直徑為824mm、長(zhǎng)為3000mm、為保證焊接質(zhì)量，分割成均長(zhǎng)為1000mm的三段鋼制壓力容器是典型的焊接結(jié)構(gòu)，主要的制造方法就是焊接，焊接質(zhì)量直接關(guān)系到壓力容器的質(zhì)量。有必要在這里了解一下基本的焊接知識(shí)。（一）.壓力容器焊接接頭分類 壓力容器的焊接接頭分成四類，目的是在設(shè)計(jì)、制造、維修、管理時(shí)可以分別對(duì)待，從而保證焊接質(zhì)量。 ①容器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，均屬Ⅰ類焊接接頭。 ②殼體部分的環(huán)向焊縫接頭，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，均屬Ⅱ類焊接接頭，但已規(guī)定為Ⅰ、Ⅲ、Ⅵ類的焊接接頭除外。 ③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，均屬Ⅲ類焊接接頭。 ④接管、人孔、凸緣等與殼體連接的接頭，均屬Ⅵ類焊接接頭，但已規(guī)定為Ⅰ、Ⅱ類的焊接接頭除外。 Ⅰ類焊縫是壓力容器中受力最大的接頭，因此一般要求采用雙面焊或保證全焊透的單面焊縫； Ⅱ類焊縫的工作應(yīng)力一般為Ⅰ類的一半。除了可采用雙面焊的對(duì)接焊縫以外，也可采用帶襯墊的單面焊；在中壓焊縫中，Ⅲ類接頭的受力較小，通常采用角焊縫聯(lián)接。 Ⅲ類焊縫是接管與容器的交叉焊縫。受力條件較差，且存在較高的應(yīng)力集中。這種焊縫的拘束度相當(dāng)大，殘余應(yīng)力亦較大，易產(chǎn)生裂紋等缺陷。因此在這種容器中Ⅳ類焊縫應(yīng)采取全焊透的焊接接頭。 鋼制壓力容器焊接接頭的基本形式：有對(duì)接接頭、T形（十字形）接頭、角接頭和搭接接頭。對(duì)接接頭是最基本的一種接頭形式，其強(qiáng)度可以達(dá)到與材相同，受力均勻，筒體與封頭等重要部件的連接均采用對(duì)接接頭。厚度小時(shí)不開坡口，當(dāng)厚度超過(guò)8mm是要有坡口。對(duì)接接頭中的應(yīng)力分布比較復(fù)雜，焊縫與母材交界處有應(yīng)力集中現(xiàn)象。應(yīng)力集中系數(shù)的大小和焊縫的幾何尺寸相關(guān)，如果通過(guò)打磨將余高磨平，應(yīng)力的分配情況就有明顯改善。以前叫余高為加強(qiáng)高是從受力橫斷面面積增大角度考慮的。（二）.焊接坡口 （1）.焊接坡口應(yīng)根據(jù)圖樣要求或工藝條件選用標(biāo)準(zhǔn)坡口或自行設(shè)計(jì)。 選擇坡口形式和尺寸應(yīng)考慮下列因素： a)焊接方法； b)焊縫填充金屬盡量少； c)避免產(chǎn)生缺陷； d)減少殘余焊接變形與應(yīng)力； e)有利于焊接防護(hù)； f)焊工操作方便；（2）.焊接接頭和坡口的設(shè)計(jì)a）對(duì)于手工電弧焊，由于熔深較淺，6mm以上的鋼板就需要開V形坡口，由于手工電弧焊焊接時(shí)焊條直徑較粗，焊縫表面覆蓋較厚的熔渣層，較大的坡口角能使焊條伸入坡口底部，便于脫渣，因此V形坡口角度必須大于60176。（一）焊接材料的選擇原則（1）.選擇焊接材料等強(qiáng)行原則 對(duì)于低合金中壓容器用焊接材料，同時(shí)應(yīng)注意焊接材料熔敷金屬的抗拉強(qiáng)度不能大大高于母材的抗拉強(qiáng)度，而導(dǎo)致焊縫塑性性能降低，硬度增大，不利于隨后的制造成型。盡管強(qiáng)度計(jì)算僅考慮材料的抗拉強(qiáng)度，各種工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)焊縫的屈服強(qiáng)度均無(wú)要求，但選擇焊接材料時(shí)也應(yīng)考慮焊接材料熔敷金屬的屈服強(qiáng)度不應(yīng)低于母材的屈服強(qiáng)度，并注意保證一定的屈強(qiáng)比。（2）.對(duì)工藝因素的考慮在薄壁容器的制造中，筒節(jié)大都采用冷卷成型，組焊成的整臺(tái)容器，由于壁薄，應(yīng)力容易松弛，不必做消除應(yīng)力處理，只要焊縫在焊后狀態(tài)能滿足設(shè)計(jì)要求就可以了. 滿足焊接接頭制造工藝性能和焊接工藝性能的要求。焊接接頭組成的構(gòu)件，在制造過(guò)程中不可避免要進(jìn)行各種成型和切削加工，例如沖壓、車、刨等，要求焊接接頭具有一定的塑性變形能力和切削性能、高溫綜合性能等。（3）.按各種焊接方法的冶金特點(diǎn)選擇焊接材料由于是小批量生產(chǎn)，屬于薄壁焊接，從經(jīng)濟(jì)性和焊接工藝特點(diǎn)方面分析選擇手工電弧焊比較適合，因此要求選用低氫性的堿性焊條（與酸性焊條相
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