【文章內(nèi)容簡介】 /mm 主電動機(jī)功率 /kW 卷板速度m/min 外形尺寸 （長 寬 高） /m W11S252020 B 2020 25 850 30 5 埋弧焊的焊機(jī)選用 MZJ1000，屬于變速送絲埋弧焊接，焊接的技術(shù)規(guī)格如表 所示。 表 埋弧焊機(jī)技術(shù)規(guī)格 ??15 配用焊接電源型號 焊機(jī)結(jié)構(gòu)特點 電源電壓（ V） 焊接電流（ A） 焊絲直徑（ mm） 送絲速度 （ m h1） 焊接速度（ m h1） 送絲方式 BX21000 焊車 380 1000 ~ 30~120 15~70 變速送絲 焊接用焊機(jī)選用硅整流焊機(jī)，動鐵心式弧焊整流器 ZXE1300 的參數(shù)如表。 表 ZXE1300 的技術(shù)參數(shù) ??16 額定焊接電流（ A） 額定負(fù)載持續(xù)率（ %） 電流調(diào)節(jié)范圍（ A） 空載電壓（ V） 工作電壓（ V） 相數(shù) 頻率（ Hz） 額定輸入電流（ A） 質(zhì)量（ Kg） 300 35 50~300 60~70 32 1 50 59 200 下料 1 鋼板的矯正 鋼板在軋制、吊裝、運輸和存放過程中，由于自重、支撐不當(dāng)、或裝卸條件不良及其他原因，可能會產(chǎn)生彎曲、扭曲、波浪及表面凹凸不平沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計論文 14 等變形。當(dāng)這些變形超過一定程度時，會給尺寸的度量、劃線、剪裁及其他加工帶來困難，而且會影響到成形零件的尺寸和幾何形狀的精度，從而影響到裝配、焊接和整個產(chǎn)品的質(zhì)量。所以，劃線、下料前必須進(jìn)行鋼板的矯平。 鋼板的矯正通常采用機(jī)械、火焰和手工矯正。由于 立式儲油罐罐壁 毛坯厚度 最厚為 22mm，寬度為 2020mm，所以選用 CDW43S40 2500 輥式板材矯平機(jī)進(jìn)行矯平，其具體參數(shù)見表 。 表 CDW43S402500 輥式板材矯平機(jī)技術(shù)參數(shù) 產(chǎn)品 規(guī)格 最大矯平厚度/mm 最大矯平寬度/mm 最小矯平厚度/mm 板材屈服點/MPa 工作輥輥距 /mm 工作輥直徑 /mm 工作輥輥數(shù) /n 矯平速度/(m min1) 主電動機(jī)功率/kW 402500 40 2500 10 360 400 340 7 7 132 2 鋼材的表面處理 鋼材表面的氧化物、鐵銹和油污，對焊縫的質(zhì)量會產(chǎn)生不利的影響，焊前必須將其清除，目前已成為焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中不可缺少的重要工序之一。 鋼材的表面處理采用噴砂進(jìn)行表面除銹。 3 放樣、劃線、 下 料 按照 儲油罐壁 板下料板幅的板長和板寬，同時考慮下料的切割余量、二次下料的坡口加工余量和焊縫收縮量，在放樣平臺上用 1:1 的比例，劃出板 材 的圖形和平面展開尺寸，并以直線代替圖形中的圓弧劃線。最后按放樣的形狀和尺寸制作樣板。 表 儲油罐各個部位下料尺寸表 項目 板材分類 頂板 壁板 中腹板 邊緣板 瓜片 外形尺寸 D=2100mm 2020 ? 5000mm 6 10 弧長 AB=5m；CD=。?L 數(shù)量 1 114 — — 20 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計論文 15 3 焊前準(zhǔn)備、 焊后熱處理和焊接檢驗 焊前準(zhǔn)備 1 焊條烘干 烘干焊條可去除焊條因受潮而存留在藥皮中的水分 ，減少熔池及焊縫中的氫，防止氣孔和冷裂紋的產(chǎn)生。烘干焊條要嚴(yán)格按照規(guī)定的工藝參數(shù)進(jìn)行，預(yù)熱溫度 350~400℃。 2 工件焊件預(yù)處理 用低氫型焊條焊接時，工件坡口及兩側(cè)各 20cm范圍內(nèi)的銹、水、油污、油漆等必須清除干凈，才能有效的防止氣孔和冷裂紋的產(chǎn)生。 3 組裝 組裝工件時，除保證焊接結(jié)構(gòu)的形狀尺寸外，要按工藝規(guī)定在接縫處留下根部間隙和反變形量，將對接的兩工件對平齊，使錯邊量在允許的范圍內(nèi)，然后按照規(guī)定的位置和尺寸對焊件進(jìn)行點固。 4 預(yù)熱處理 預(yù)熱是焊接開始前對被焊工件的局部或全部進(jìn)行適當(dāng)加熱的工藝措施一般只對剛性大或焊接性能差容易裂的結(jié)構(gòu)采用。 焊后熱處理 焊接過程中，由于受熱作用使得工件在焊接完成后，會有變形、殘余應(yīng)力的存在，焊接殘余應(yīng)力是由于焊接引起焊件不均勻的溫度分布，焊縫金屬的熱脹冷縮等原因造成的，所以伴隨焊接施工必然會產(chǎn)生殘余應(yīng)力。 消除殘余應(yīng)力的最通用的方法是高溫回火，即將焊件放在熱處理爐內(nèi)加熱到一定溫度（ Ac1以下）和保溫一定時間，利用材料在高溫下屈服極限的降低，使內(nèi)應(yīng)力高的地方產(chǎn)生塑性流動，彈性變形逐漸減少，塑性變形逐漸增加而使應(yīng)力降低。焊后熱處理對金屬抗拉強(qiáng)度、蠕變極限的影響與熱處理的溫度和保溫時間有關(guān)。焊后熱處理對焊縫金屬沖擊韌性的影響隨鋼 種不同而不同。 焊后熱處理的目的是： 松弛焊接殘余應(yīng)力 ； 穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸，減少畸變 ； 改善母材、焊接接頭的性能， 具體 包括 ： 提高焊縫金屬的塑性 、 降低熱影響區(qū)硬度 、 提高斷裂韌性 、 改善疲勞強(qiáng)度 、 恢復(fù)或提高冷成型中降低的屈服強(qiáng)度 ；提高抗應(yīng)力腐蝕的能力 ； 進(jìn)一步釋放焊縫金屬中的有害氣體，尤其是氫，防止延遲裂紋的發(fā)生 [10]。 焊后熱處理一般選用單一高溫回火或正火加高溫回火處理。對于氣焊焊口采沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計論文 16 用正火加高溫回火熱處理。這是因為氣焊的焊縫及熱影響區(qū)的晶粒粗大，需要細(xì)化晶粒，故采用正火處理。然而單一的正火不能消除殘余應(yīng)力，故需 再加高溫回火以消除應(yīng)力。單一的中溫回火只適用于工地拼裝的大型普通低碳鋼容器的組裝焊接，其目的是為了達(dá)到部分消除殘余應(yīng)力和去氫。絕大多數(shù)場合是選用單一的高溫回火。熱處理的加熱和冷卻不宜過快，力求內(nèi)外壁均勻。 對于此次鋼制立式儲罐來說，焊接材料選擇焊接性良好的 16MnR,在焊接材料手冊中規(guī)定，對于該材料的焊接焊后熱處理可以不做焊后熱處理。 焊接檢驗 焊接檢驗內(nèi)容包括從圖紙設(shè)計到產(chǎn)品制出整個生產(chǎn)過程中所使用的材料、工具、設(shè)備 、 工藝過程和成品質(zhì)量的檢驗，分為三個階段：焊前檢驗、焊接過程中的檢驗、焊后成品的檢驗。檢驗方法根據(jù)對產(chǎn)品是否造成損傷可分為破壞性檢驗和無損探傷兩類。 1)焊前檢驗 焊前檢驗包括原材料 (如母材、焊條、焊劑等 )的檢驗、焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計的檢查等。 2)焊接過程中的檢驗 包括焊接工藝規(guī)范的檢驗、焊縫尺寸的檢查、夾具情況和結(jié)構(gòu)裝配質(zhì)量的檢查等。 3)焊后成品的檢驗 焊后成品檢驗的方法很多，常用的有以下幾種： (1)外觀檢驗 焊接接頭的外觀檢驗是一種手續(xù)簡便而又應(yīng)用廣泛的檢驗方法，是成品檢驗的一個重要內(nèi)容，主要是發(fā)現(xiàn)焊縫表面 的缺陷和尺寸上的偏差。一般通過肉眼觀察，借助標(biāo)準(zhǔn)樣板、量規(guī)和放大鏡等工具進(jìn)行檢驗。若焊縫表面出現(xiàn)缺陷，焊縫內(nèi)部便有存在缺陷的可能。 (2)致密性檢驗 貯存液體或氣體的焊接容器，其焊縫的不致密缺陷，如貫穿性的裂紋、氣孔、夾渣、未焊透和疏松組織等，可用致密性試驗來發(fā)現(xiàn)。致密性檢驗方法有：煤油試驗、載水試驗、水沖試驗等。 (3)受壓容器的強(qiáng)度檢驗 受壓容器，除進(jìn)行密封性試驗外，還要進(jìn)行強(qiáng)度試驗。常見有水壓試驗和氣壓試驗兩種。它們都能檢驗在壓力下工作的容器和管道的焊縫致密性。氣壓試驗比水壓試驗更為靈敏和迅速，同時試 驗后的產(chǎn)品不用排水處理，對于排水困難的產(chǎn)品尤為適用。但試驗的危險性比水壓試驗大。進(jìn)行試驗時，必須遵守相應(yīng)的安全技術(shù)措施，以防試驗過程中發(fā)生事故。 (4)物理方法的檢驗 物理的檢驗方法是利用一些物理現(xiàn)象進(jìn)行測定或檢驗沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計論文 17 的方法。材料或工件內(nèi)部缺陷情況的檢查，一般都是采用無損探傷的方法。目前的無損探傷有超聲波探傷、射線探傷、滲透探傷、磁力探傷等 。 ① 射線探傷 射線探傷是利用射線可穿透物質(zhì)和在物質(zhì)中有衰減的特性來發(fā)現(xiàn)缺陷的一種探傷方法。按探傷所使用的射線不同，可分為 X 射線探傷、 γ射線探傷、高能射線探傷三種。由于其顯 示缺陷的方法不同，每種射線探傷都又分電離法、熒光屏觀察法、照相法和工業(yè)電視法。射線檢驗主要用于檢驗焊縫內(nèi)部的裂紋、未焊透、氣孔、夾渣等缺陷。 ② 超聲波探傷 超聲波在金屬及其它均勻介質(zhì)傳播中，由于在不同介質(zhì)的界面上會產(chǎn)生反射，因此可用于內(nèi)部缺陷的檢驗。超聲波可以檢驗任何焊件材料、任何部位的缺陷，并且能較靈敏地發(fā)現(xiàn)缺陷位置，但對缺陷的性質(zhì)、形狀和大小較難確定。所以超聲波探傷常與射線檢驗配合使用。 ③ 磁力檢驗 磁力檢驗是利用磁場磁化鐵磁金屬零件所產(chǎn)生的漏磁來發(fā)現(xiàn)缺陷的。按測量漏磁方法的不同，可分為磁粉法、磁感應(yīng)法 和磁性記錄法，其中以磁粉法應(yīng)用最廣。磁力探傷只能發(fā)現(xiàn)磁性金屬表面和近表面的缺陷，而且對缺陷僅能做定量分析，對于缺陷的性質(zhì)和深度也只能根據(jù)經(jīng)驗來估計。 ④ 滲透檢驗 滲透檢驗是利用某些液體的滲透性等物理特性來發(fā)現(xiàn)和顯示缺陷的，包括著色檢驗和熒光探傷兩種，可用來檢查鐵磁性和非鐵 磁性材料表面的缺陷。 本次儲罐設(shè)計生產(chǎn)儲罐時采用焊前檢驗，焊接過程中檢驗，焊后檢驗。焊后檢驗主要對焊縫的檢驗，首先采用目測檢驗，其次采用 X 射線探傷 、 超聲波探傷 100%檢驗，并對儲罐氣密性檢驗。 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計論文 18 4 鋼制立式儲罐的裝 配 、 檢驗 本儲罐安裝采用“均布安裝倒裝法”進(jìn)行，單臺罐采用 18臺 10T 電動導(dǎo)鏈進(jìn)行安裝。具體安裝程序如下： 基礎(chǔ)驗收→合格后罐底防腐→鋪罐底板→焊接→檢測→放置好中心柱和邊柱→安裝最頂層壁板→焊接→安裝頂層包邊角鋼和頂胎安裝焊接→罐頂層板組裝焊接→脹圈就位→倒裝第二層壁板→焊接→ 依次類推→最底層壁板安裝 →最底層壁板與罐底板焊接→罐底板環(huán)縫焊接→安裝盤梯、平臺、罐附件等→充水試驗→沉降觀測。 在儲罐安裝前，必須按土建設(shè)計文件和相關(guān)規(guī)定對基礎(chǔ)進(jìn) 行檢查驗收。應(yīng)檢查油罐基礎(chǔ)的中心坐標(biāo)，中心標(biāo)高，基礎(chǔ)表面徑向平整度，基礎(chǔ)表面沿罐圓周方向平整度，基礎(chǔ)表面凹凸度，支撐罐壁的基礎(chǔ)表面內(nèi)徑、水平度、瀝青沙層的平整度及瀝青沙層的外觀質(zhì)量。在基礎(chǔ)進(jìn)行中間驗收合格后，辦完中間驗收交接后方可進(jìn)行安裝。 罐底由弓形邊緣板及中幅板組成，弓形邊緣板厚度為 6mm，材質(zhì)為 16MnR，中幅板厚度為 6mm，材質(zhì)為 16MnR。弓形邊緣板連接形式為帶墊板對接。中幅板連接形式為對接，中幅板與弓形邊緣板的連接形式為對接。按圖紙標(biāo)定的方位，在基礎(chǔ)上劃出兩條互相垂 直的中心線。按排版圖，首先鋪設(shè)罐底中心板，并在中心板上畫出十字線，十字線應(yīng)與基礎(chǔ)中心線重合，在罐底的中心打上沖眼，并做出明顯標(biāo)記。畫出弓形邊緣板的外圓周線，然后鋪設(shè)弓形邊緣板，對接接頭采用不等間隙，焊接對接焊縫的外端 300mm，（其余焊縫待起罐完畢后進(jìn)行焊接），并進(jìn)行射線探傷，合格后磨平罐壁板所在位置的焊道。按排版圖由罐底中心板向兩端逐塊鋪設(shè)中間一行中幅板，從中間一行板開始，向兩側(cè)逐行鋪設(shè)中幅板，每行中幅板應(yīng)由中間向兩側(cè)依次鋪設(shè)，中幅板對接在弓形邊緣板上面。 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計論文 19 罐壁板組 裝前，應(yīng)對壁板預(yù)制質(zhì)量逐張進(jìn)行檢查，不符合預(yù)制要求的應(yīng)重新校正，校正時，應(yīng)防止出現(xiàn)錘痕。壁板組裝前，應(yīng)在底板上放出罐體的組裝內(nèi)圓周線，并沿圓周線內(nèi)側(cè)每隔 1m點焊一個內(nèi)擋板。按排版圖在放樣圓周線上標(biāo)出每張板的位置，然后把壁板對號吊裝到位。壁板之間用立縫夾具連接，整圈壁板就位后，用壁板斜撐、立縫夾具調(diào)整罐壁垂直度、橢圓度、上口水平度及罐壁半徑等尺寸，合格后才可進(jìn)行立縫焊接。焊接前在立縫內(nèi)側(cè)上均勻的加上四塊弧板，以防止立縫焊接變形。包邊角鋼的安裝應(yīng)將預(yù)制合格的角鋼逐根就位安裝，整體調(diào)整其幾何尺寸合格后，統(tǒng)一焊接。 最上層壁板組對焊接完后 ,安裝包邊角鋼 ,(角鋼與罐壁暫不焊 ),此時可安裝罐頂。 罐頂組對時，將下好料的頂板置于事先制作的頂胎上，制作時要考慮底板 15‰坡度及第一層罐壁板的高度，在拱頂板組對時 ,在軸線對稱位置先組對四塊 ,調(diào)整后定位點焊 ,再組對其頂板。罐頂組裝時使用的頂胎要準(zhǔn)確，頂板安裝要對中，焊接時焊工均布，注意組裝順序和安裝順序，由內(nèi)向外、由上至下分段退焊。全部焊完后拆除臨時傘架。安裝拱頂中心板、透光孔等。 焊接成型后，用樣板檢查，間隙不大于 15mm。 在完成儲罐的焊接裝配后，施工單位應(yīng)遵守《工程建設(shè)交工技術(shù)文件規(guī)定》，進(jìn)行儲罐的驗收，并向建設(shè)單位提交工程技術(shù)文件，完成驗收。 沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計論文 20 參考文獻(xiàn) [1] 王宗杰 .熔焊方法及設(shè)備 .北京 .機(jī)械工業(yè)出版社， [2] 方洪淵 .焊接結(jié)構(gòu)學(xué) .北京 .機(jī)械工業(yè)出版社， [3] 劉會杰 .焊接冶金與焊接性 .北京 .機(jī)械工業(yè)出版社， [4] 趙熹華 .焊接檢驗 .北京 .機(jī)械工業(yè)出版社， [5] 徐英，楊一凡等 .球罐和大型儲罐 .北京 .化學(xué)工業(yè)出版社， [6] 中國機(jī)械工程學(xué)會焊接學(xué)會 .焊接手冊 .第 1卷 焊接方法與設(shè)