【正文】 球瓣的成型曲率和尺寸精度的檢查是不能放松的。對不合格的地方必須在組裝前進(jìn)行校正。 第六章 焊接與檢查 鋼材的可焊性 鋼材的可焊性，即指材料在焊接時，在一定的設(shè)備、工藝（如預(yù)熱、后熱、焊條、焊絲、焊劑、焊后熱處理）條件下，其焊接接頭呈現(xiàn)的質(zhì)量和性能。球罐建造中使用較多的是碳鋼、碳錳鋼及低合金高強度鋼。對于這類鋼材，常采用的可焊性試驗方法有：碳當(dāng)量方法，Y型坡口對接裂紋試驗，窗型拘束對接裂紋試驗。 焊接工藝的確定 焊接工藝的確定主要在于保證焊接接頭的質(zhì)量與母材的性能相當(dāng)。因而必須根據(jù)母材的要求進(jìn)行焊接工藝的選擇。焊接工藝的選擇 。在選擇時主要考慮材料的性能，特別是韌性，以及焊接位置。對以熱處理來獲得缺口人性的鋼，為了保證熱影響區(qū)的韌性，常選用熱輸入量低的焊接方法。此外，球館的現(xiàn)場安裝需要全位置焊接，故一般都選用手工電弧焊。 、焊絲、焊劑的選擇要求填充金屬能得出良好的焊縫，其強度和韌性不亞于母材，一般就要求焊縫金屬有與母材相適應(yīng)的化學(xué)成分。 對低合金高強度鋼的焊接，推薦采用低氫焊條甚至超低氫焊條。但這時，對焊條的烘烤保管特別重要。否則適得其反。本設(shè)計中選用結(jié)507焊條。焊絲及焊劑的選擇原則也類似于焊條。 ，把焊接工件加熱到比環(huán)境溫度更高的某一溫度，并以此溫度下進(jìn)行焊接。預(yù)熱目的為：防止焊縫金屬或熱影響區(qū)裂紋產(chǎn)生；減少變形量；防止焊縫金屬或熱影響區(qū)的塑性，韌性降低。預(yù)熱減少了溫度梯度，降低了冷卻速度，因此減小了焊縫收縮的應(yīng)力及變形，避免了裂紋。通常預(yù)熱溫度隨母材的厚度、含碳量、合金元素量的增加而提高。余熱溫度不夠高，因而對降低殘余應(yīng)力作用不大，當(dāng)介質(zhì)及環(huán)境有可能產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕時，就得進(jìn)行焊后熱處理。 ，中間層選用Ф5mm焊條。焊接電流底層和面層應(yīng)小些，中間層應(yīng)大些。球罐焊接一般均采用多人對稱的方法，每人在焊接時使用電流也基本相同。為了減少清根工作量，減少氣孔，減少焊接內(nèi)應(yīng)力，頭兩層的焊接電流應(yīng)盡量小。在同樣電流的情況下，Ф4mm電流密度要比Ф5mm大，與此相適應(yīng)，其根部熱影響區(qū)也大。如果根部有缺陷就容易向上延伸；故中間層使用Ф5mm焊條更合理。 ，最容易引起返修的缺陷是焊接氣孔，而堿性焊條產(chǎn)生氣孔很重要的原因就是焊條烘干不好。焊條烘干應(yīng)注意烘干溫度和烘干時間外，還應(yīng)注意到是施焊，還應(yīng)采用小電流，短弧焊，接頭回焊，施焊氣候不能有大風(fēng)或大雪。 ，焊接時作橫向擺動。焊接線能量較大。焊環(huán)縫時，基本上處于橫焊位置，焊接時焊條不作橫向擺動，焊接線能量較小。對于剛度叫大的球殼板和強度級別較高的鋼種，盡可能采用小線能量的焊接規(guī)范，這對減少焊接內(nèi)應(yīng)力是有好處的。 焊后熱處理是指將焊接構(gòu)件均勻加熱至奧氏體轉(zhuǎn)變點下某一溫度，使大部分殘余應(yīng)力得以釋放，或使金相組織發(fā)生某種變化，從而改善焊接結(jié)構(gòu)的性能。按以下幾方面考慮a） 依據(jù)現(xiàn)行的壓力容器設(shè)計規(guī)范各壓力容器設(shè)計規(guī)范對材料在制作過程中的冷變形量超過某一值時都要求作中間熱處理。其次，壓力容器設(shè)計規(guī)范也對材料超過某一厚度范圍時要求作焊后熱處理。b） 按貯存介質(zhì)的要求如貯存介質(zhì)在操作條件下有應(yīng)力腐蝕傾向時，則應(yīng)考慮焊后熱處理，以防出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕開裂。c） 對結(jié)構(gòu)部件的考慮在球罐制作時存在人孔結(jié)構(gòu)與球瓣的焊接結(jié)構(gòu)，支柱與球瓣的焊接結(jié)構(gòu)，開孔補強與球瓣的焊接結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)由于施焊截面大，拘束應(yīng)力大，有必要對這些結(jié)構(gòu)單獨進(jìn)行焊后熱處理。 焊后熱處理除結(jié)構(gòu)部件的熱處理可考慮采用爐內(nèi)熱處理外，由于球罐的體積較大，故一般球罐的整體熱處理都采用現(xiàn)場內(nèi)燃法熱處理。 ，對球瓣用鋼板的碳當(dāng)量值以及硫、磷等含量要求有較嚴(yán)格的控制。因為它們對焊接性能起著相當(dāng)大的影響。 鋼板的屈服強度σS，抗拉強度極限σb，伸長率δ5，斷面收縮率φ按GB22876《金屬拉力試驗法》試驗，應(yīng)符合要求。 鋼板的冷彎性能按GB23263《金屬冷彎彎曲試驗法》。其彎心直徑d根據(jù)YB5366P《壓力容器用碳素鋼及普通低合金鋼熱軋厚鋼板技術(shù)條件》規(guī)定。 鋼板的沖擊韌性試驗按GB22963《金屬常溫沖擊韌性試驗法》及YB1964《金屬低溫沖擊韌性試驗法》。球罐在常溫下時用可以采用U形缺口，主要驗證材料常溫沖擊、時效沖擊以及熱處理厚鋼板沖擊值之間的關(guān)系。 ，也會引起或加重腐蝕。 球殼用鋼板的超聲波探傷檢查按JB115073《壓力容器用鋼板超聲波探傷》進(jìn)行，碳素鋼板以3級為合格，低合金鋼板以2級為合格。 球瓣鋼板一般均是厚板，為保證鋼板質(zhì)量及良好的焊接性能，可按GB71372《制造鍋爐用碳素鋼及普通低合金鋼板技術(shù)條件》中的規(guī)定進(jìn)行斷口檢驗。球罐商人孔及其他接管、法蘭、法蘭蓋等按JB75573《壓力容器鍛件技術(shù)條件》的規(guī)定以三級為合格，其他鍛件以二級為合格。鍛件的超聲波探傷除按JB75573要求外，鍛件內(nèi)不允許存在缺陷密集區(qū)，并且單個缺陷不應(yīng)大于φ4當(dāng)量。應(yīng)用于球罐上肢作支柱及工藝接管以及液面計的無縫鋼管和其他鋼材亦應(yīng)按以上相應(yīng)要求檢驗化學(xué)成分，機械性能，在低溫下使用時也需檢查沖擊韌性。 焊接檢驗 焊接工作是決定球罐質(zhì)量的關(guān)鍵之一，因此，對于焊工，焊接材料、焊接工藝必須作嚴(yán)格的檢查。 球瓣的檢驗 ①球瓣經(jīng)向及緯向德曲率檢查當(dāng)球瓣弦長C≥2000mm時，用弦長≥2000的樣板檢查；當(dāng)球瓣弦長C≥1500mm，且2000mm時，用弦長≥1500mm的樣板檢查；當(dāng)球瓣弦長1500mm時，用弦長1000mm的樣板檢查。任何部位處。樣板和球瓣間的間隙之差≤3mm。 ②球瓣的幾何尺寸檢查（赤道和溫帶板） 、緯向任意寬度方向弦長之差≤177。2mm?！?。≤177。3mm；≤5mm。球瓣檢查時應(yīng)放在特別的胎架上，以免由于自重變形影響測量。 上、下極板的檢查上、 上、下極板尺寸公差圖 人孔及其他工藝接管應(yīng)盡量設(shè)置在上、下極板上。由于它們的開孔附近有很大的毅力集中，因此，在所有接管焊完后應(yīng)進(jìn)行消除盈利處理。各焊縫間的距離應(yīng)小于球瓣厚度的三倍，且需大于或等于100mm。除設(shè)計另有要求外，接管中心線應(yīng)平行或垂直于球殼主軸線，且接管安裝的最大傾斜度≤3mm。 1).支柱總長度和不直度檢查支柱總長度公差30mm ，支柱全長的不直度應(yīng),且10mm。有兩節(jié)焊成的支柱其上、下兩端支柱的不直度均需控制。支柱下部離端點1500mm 處應(yīng)標(biāo)以基準(zhǔn)點符號，供安裝時使用。 2).支柱和赤道板焊接后其垂直度檢查 ①支柱正切誤差檢查：要求支柱中心線正切方向的垂直度偏差 ② 測量P1至PP1至P3間的距離。在標(biāo)準(zhǔn)值A(chǔ)的177。2mm內(nèi)為合格。PPP3的位置根據(jù)瓣片及支柱高度決定。 ③支柱赤道板間的焊縫檢查 它需做滲透探傷或磁粉探傷。該寒風(fēng)邊緣距球瓣的對接寒風(fēng)邊緣的距離應(yīng)大于三倍球瓣厚度且需大于或等于100mm。 。氣制坡口表面應(yīng)平滑、熔渣、氧氣皮應(yīng)清除干凈，表面的局部凹凸應(yīng)≤2mm。高強度的坡口不允許存在氣割引起的硬化層，應(yīng)在氣割后打磨去除23mm。坡口及其附近100mm區(qū)域應(yīng)經(jīng)100%超聲波探傷檢查，坡口表面需做100%磁粉或滲透檢查。不允許存在裂紋、分層等缺陷。 支柱與赤道線垂直度檢查 坡口尺寸檢查 預(yù)組裝檢驗 預(yù)組裝前需對基礎(chǔ)尺寸及地腳螺栓孔位置進(jìn)行檢查。起初標(biāo)高公差177。3mm,盡可能達(dá)到1mm。 預(yù)組裝點固焊應(yīng)如正式焊道同樣地嚴(yán)格遵守焊接工藝規(guī)范，所有點固焊縫均需用滲透探傷檢查，不得有裂縫存在。以免點固焊的裂紋傳向反面的正式焊縫。支柱全長L的不垂直度應(yīng)小于1/1000，且≤10mm。支柱安裝時要檢查其安裝垂直度。在兩個互相垂直的方向測定A1及A2。當(dāng)l’8000mm163。時，10mm,其中=。在全部赤道板組裝點焊后，檢察赤道板上、下弦口直徑D1的相同圓度。%，而上、下弦口的水平度公差177。2mm。 在上、下溫帶板組裝點焊后，檢查上、下溫帶板小口處直徑D2的橢圓度。%，水平度公差是4mm。在上、下極板組裝點焊后，檢查球的橢圓度。在水平方向測量直徑34次，垂直方向測量1次，%。檢查各部位坡口間隙是否符合設(shè)計圖紙要求。般的錯邊量允許為板厚的5%。錯邊量及坡口間隙每縫需測量3處，所有測量位置均需離開T形接頭處約50mm。 焊接質(zhì)量檢驗如無適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施當(dāng)環(huán)境出現(xiàn)下列情況時，不能施焊。① 風(fēng)速≥10m/s② 相對溫度〉90%③ 下雨、下雪、起霧。 當(dāng)焊件的溫度低于0癈時，應(yīng)先在始焊處100mm范圍內(nèi)預(yù)熱至約15癈，在行引弧。焊接前后仔細(xì)檢查焊條牌號，規(guī)格是否符合要求。為減少焊道中氫的含量避免產(chǎn)生延遲裂紋，焊條在使用前應(yīng)在高溫箱中經(jīng)350450癈，哄1小時左右，再放入低溫烘箱中繼續(xù)保溫。 焊前應(yīng)對坡口進(jìn)行認(rèn)真清理，去除油垢，水銹等。焊前應(yīng)對預(yù)熱溫度進(jìn)行檢查。預(yù)熱范圍由焊縫中心至兩側(cè)為球瓣厚的三倍，且≥100mm。 焊接時應(yīng)嚴(yán)格遵守制訂好的順序。 球瓣因厚度均較厚，一般都是雙面對接焊，一次一面焊完后，必須對背面進(jìn)行碳弧氣刨清根。之后用砂輪打磨。 焊接工作完成后的檢查 1 焊縫內(nèi)外表面質(zhì)量檢查 2 角焊縫檢查 3 錯邊量檢查 4 球內(nèi)徑及橢圓度公差 5 球瓣及受壓件對接焊縫的射線或超聲波探傷檢查 6 焊縫的磁粉或滲透探傷 結(jié) 論 在本次設(shè)計中我通過網(wǎng)絡(luò)初步了解了我國球形儲罐的現(xiàn)狀，并對CAD技術(shù) 特點和工程應(yīng)用有了更深一步的認(rèn)識。 在老師的悉心指導(dǎo)下，針對球形容器的特點，我設(shè)計了4003丙烯球形儲罐。在設(shè)計過程中，我查閱了大量的資料更好的溫習(xí)了大學(xué)四年的專業(yè)知識，并知曉了球罐的特點和和設(shè)計要點，通過大量的試算和檢驗，從而得到了理想的設(shè)計方案。然后用CAD將球罐進(jìn)行描述。在整個工作過程中我更加熟練的掌握了CAD軟件的使用方法，提高了我的實際工作能力。 從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過程，我對球罐的認(rèn)識過程亦是如此。經(jīng)過三個月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計一定能為四年的大學(xué)生涯劃上一個圓滿的句號，為將來的事業(yè)奠定堅實的基礎(chǔ)。 由于經(jīng)驗所限，做出來的球罐設(shè)計可能存在一些問題，請各位老師多多指正，我將受益匪淺。 致 謝 在這次設(shè)計過程中得到了老師以及許多同學(xué)的幫助，特別是指導(dǎo)老師李晶老師的悉心指導(dǎo)，使我受益匪淺。感謝李老師在論文設(shè)計期間的全力指導(dǎo)，李老師的辛勤輔導(dǎo)給我這次設(shè)計明確了方向，并且在各個階段都提出了寶貴的修改意見，是這次畢業(yè)論文設(shè)計能順利完成的最大保障。并且，對關(guān)心和指導(dǎo)過我的各位老師和幫助過我的同學(xué)表示衷心的感謝！ 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