【導讀】的設備，在化工、石油、能源、輕工、環(huán)保等領域得到廣泛應用。不銹鋼制作的低壓容器，雖然壓力低，但是受力較大。如焊接中發(fā)生較大的錯邊，本次課程設計主要是空氣儲罐外殼的焊接生產工藝設計，包括材料的焊。品外殼主要零件的加工工藝及檢驗、繪制焊接結構簡圖、確定部件的裝焊工藝等。藝設計的步驟，提高分析焊接生產實際問題、解決問題的能力。00Cr19Ni13Mo3是超低碳鋼，具有良好的耐腐蝕性、塑形和高溫性能。其化學成分和見表2-1和表2-2力學性

　　

【正文】 600 35 H08Mn2SiA 30 直流反接 圖 62 裝焊示意圖 （ 4）檢驗 檢查工件的位置、尺寸精度是否符合要求。對焊縫進行磁粉探傷。 中北大學課程設計說明書 第 24 頁 共 29 頁 封頭與接管的裝焊 封頭與接管的焊接接頭是角接接頭， 采用 埋弧自動焊進行焊接，其焊接工藝參數(shù)見表 61， 其坡口形狀及尺寸見圖 31，裝焊示意圖如圖 63。 其裝配同接管與筒體的裝配工藝。 圖 63 封頭與接管裝焊示意圖 接管與法蘭的裝焊 裝配在焊接變位器上進行， 它可以將焊件各種位置的焊縫調整到易焊位置施焊。 接管與管法蘭的連接采用對口焊形式，如圖 64 所示。 采用埋弧自動焊進行焊接，焊接工藝參數(shù)見表 61，坡口形狀及尺寸見圖 31。焊縫附近的油污等雜質要清理干凈，焊接過程穩(wěn)定。 圖 64 接管與法蘭裝焊示意圖 支座與筒體的裝焊 其裝焊工藝過程類似筒體與封頭的裝焊工藝過程， 坡口形式及尺寸見圖31，采用埋弧自動焊， 利于焊縫成型，減少各種焊接缺陷的產生有大的作用，焊 接工藝參數(shù)見表 62。 中北大學課程設計說明書 第 25 頁 共 29 頁 表 62 埋弧自動焊工藝參數(shù) 坡口 形式 焊絲直徑/mm 焊接電流/A 焊接電壓/V 焊絲 焊接速度 m/h 電流極性 單邊 V 型 600 35 H08Mn2SiA 30 直流反接 7．焊接質量的控制方法和措施 1．預熱、層間溫度控制和后熱管理： 焊接過程中預、后熱對焊縫緩慢冷卻，改善熱循環(huán)，促使焊縫中擴散氫的充分逸出，防止產生冷裂紋具有重要作用，因此，在壓力筒焊接中應加強對預、后熱及層間溫度控制的管理，具體要求如下： A、焊條電弧焊的預熱、后熱及層間加熱采用電加熱，加 熱部位在施焊部位的另一側，加熱寬度為距焊縫中心兩側各≥ 150mm，即加熱寬度不少于 300mm。焊接時按照 JB4709 的要求進行預熱，不同鋼號相焊時，預熱溫度按預熱溫度較高的鋼號選?。粚娱g溫度不低于預熱溫度，且不宜太高，層間溫度不低于預熱溫度。后熱溫度為 300～ 350℃，保溫 ～ 1 小時。 B、埋弧自動焊因焊接速度快，焊縫長，焊前應采用電加熱與烤槍結合的方式對焊縫預熱，預熱溫度及層間溫度詳見焊接工藝卡。 C、焊接前及焊后，專職質量檢查員應隨時用遠紅外測溫儀測量焊縫的預熱、層間及后熱溫度，并將測量結果記錄在焊 接記錄上。 2．焊接線能量的控制： 焊接線能量是影響焊接接頭質量的重要因素，過大的線能量會使熱影響區(qū)加寬，導致焊縫金屬和溶合線缺口韌性降低，過低的線能量可能造成高硬度低韌性的熱影響區(qū)組織，而且可能產生氫致裂紋，現(xiàn)場施焊接線能量宜控制在焊接工藝卡范圍內，并應隨時監(jiān)控焊條電弧焊橫焊及埋弧自動焊的焊接能量。根據線能量范圍，選擇正確的電弧電壓、電流、焊接速度進行控制，現(xiàn)場應配一名焊接記錄員，及時作好焊接線能量等焊接記錄。 3．焊縫內部缺陷修補 A．通過射線檢查確定其位置及性質，然后用超聲波探出其存在的深度，采中北大學課程設計說明書 第 26 頁 共 29 頁 用碳弧 氣刨與打磨相結合的方式清除缺陷，在清除缺陷后，繼續(xù)向深度方向磨削3mm，但氣刨深度不得超過板厚的 2/3，如氣刨深度過板厚的 2/3 仍未發(fā)現(xiàn)缺陷時，則應補焊后從另一側氣刨，直至找出缺陷。氣刨長度不得小于 50 ㎜，氣刨后用砂輪機磨去氧化皮及滲碳層，并經檢驗合格后，方可補焊。返修焊工由焊接工程師指定，同一部位的返修次數(shù)不應超過二次。 B．補焊前應編制返修工藝，分析缺陷產生的原因，提出返修方案，經焊接責任工程師批準同意后實施，返修工藝至少應包括缺陷產生的原因，避免再次產生缺陷的技術措施，焊接工藝參數(shù)的確定，返修焊工的指 定，焊材牌號、規(guī)格，返修工藝編制人，批準人簽字等并及時做好返修記錄。 C．返修后缺陷部位須經射線探傷重新進行無損檢測。 補充： X 射線檢驗： X 射線衍射法是一種研究晶體結構的分析方法，而不是直接研究試樣內含有元素的種類及含量的方法。當 X 射線照射晶態(tài)結構時，將受到晶體點陣排列的不同原子或分子所衍射。 X 射線照射兩個晶面距為 d 的晶面時，受到晶面的反射，兩束反射 X 光程差 2dsinθ使入射波長的整數(shù)倍時 ,即 2dsinθ =nλ（ n為整數(shù)），兩束光的相位一致，發(fā)生相長干涉，這種干涉現(xiàn)象稱為衍射，晶體對 X 射線的這種折射規(guī)則稱 為布拉格規(guī)則。θ稱為衍射角（入射或衍射 X 射線與晶面間夾角）。 n 相當于相干波之間的位相差， n＝ 1， 2…時各稱 0 級、 1 級、 2 級……衍射線。反射級次不清楚時，均以 n＝ 1 求 d。晶面間距一般為物質的特有參數(shù)，對一個物質若能測定數(shù)個 d 及與其相對應的衍射線的相對強度，則能對物質進行鑒定。 儲罐的檢查包括儲罐外部檢查、儲罐內外部檢驗和液化氣儲罐全面檢驗。 1． 儲罐外部檢查亦稱運行中檢查： 檢查的主要內容有：壓縮空氣儲罐外表面有無裂紋、變形、泄漏、局部過熱等不正常現(xiàn)象；安全附件是否齊 全、靈敏、可靠；緊固螺栓是否完好、全部旋緊；基礎有無下沉、傾斜以及防腐層有無損壞等異?，F(xiàn)象。 外部檢查既是檢驗人員的工作，也是操作人員日常巡回檢查項目。發(fā)現(xiàn)危及安全中北大學課程設計說明書 第 27 頁 共 29 頁 現(xiàn)象（如受壓元件產生裂紋、變形、嚴重泄?jié)B等）應予停車并及時報告有關人員。 2． 儲罐內外部檢驗： 壓縮空氣儲罐內外部檢驗這種檢驗必須在停車和容器內部清洗干凈后才能進行。檢驗的主要內容除包括外部檢查的全部內容外，還要檢驗內外表面的腐蝕磨損現(xiàn)象；用肉眼和放大鏡對所有焊縫、封頭過渡區(qū)及其他應力集中部位檢查有無裂紋，必要時采用超聲波或射線探傷檢查焊縫 內部質量；測量壁厚。若測得壁厚小于容器最小壁厚時，應重新進行強度校核，提出降壓使用或修理措施；對可能引起金屬材料的金相組織變化的容器，必要時應進行金相檢驗；高壓、超高壓容器的主要螺栓應利用磁粉或著色進行有無裂紋的檢查等。通過內外部檢驗，對檢驗出的缺陷要分析原因并提出處理意見。修理后要進行復驗。壓縮空氣儲罐內外部檢驗周期為每五年一次，運行中發(fā)現(xiàn)有嚴重缺陷的容器和焊接質量差、材質對介質抗腐蝕能力不明的容器也均應縮短檢驗周期。 3． 儲罐全面檢驗： 壓縮空氣儲罐全面檢驗除了上述檢驗項目外，還要進行耐壓試驗（一般進 行水壓試驗）。對主要焊縫進行無損探傷抽查或全部焊縫檢查。但對壓力很低、非易燃或無毒、無腐蝕性介質的容器，若沒有發(fā)現(xiàn)缺陷，取得一定使用經驗后，可不作無損探傷檢查。 壓縮空氣儲罐操作人員必須經考試合格后，方可獨立操作。操作人員必須熟知崗位操作法，充分了解容器技術特性、結構、工藝流程、工藝參數(shù)，可能發(fā)生的事故和應采取的防范措施、處理方法等。操作人員必須嚴格執(zhí)行操作規(guī)程，嚴格控制工藝條件，嚴防容器超溫、超壓運行。 操作人員必須加強維護，并以聽、摸、看、聞、測、比的方法進行定時、定點、定項的巡回檢查。發(fā)生異?，F(xiàn)象應及 時報告并作好記錄。發(fā)生下列異?，F(xiàn)象之一時，操作人員有權采取緊急停車措施并立即上報。 a．儲罐工作壓力、工作溫度超過允許值，采取了措施都不能使之恢復正常時； b．壓縮空氣儲罐所在崗位發(fā)生火災或相鄰設備發(fā)生事故已直接威脅容器安全運行時； c．儲罐的主要受壓元件產生裂紋，鼓包、變形、泄漏危及安全運行時； 中北大學課程設計說明書 第 28 頁 共 29 頁 d．發(fā)生安全生產技術規(guī)程中所不允許儲罐繼續(xù)運行的其他情況。 保溫層要保持完整；應消除跑、冒、滴、漏等。 補充：水壓試驗 ： (1)水壓試驗必須在罐體焊縫檢驗合格，配件安裝，焊接完畢，支柱找正固定， 完成熱處理， 內部清掃后進行。并應有業(yè)主、監(jiān)理及當?shù)貏趧硬块T參加。 (2)試驗用５℃以上的清潔水，注滿水時，應將空氣排盡，試驗過程中應保持罐體外表面干燥，并有業(yè)主、監(jiān)理及當?shù)貏趧硬块T參加。 (3)在罐頂和罐底各裝一個經校核合格且精度不低于 級的表盤直徑 150mm 的壓力表， 其量程為 0 ～ 4MPa ，壓力以罐頂讀數(shù)為準，試驗壓力： 。 (4)試驗時， 壓力應緩慢上升，升至試驗壓力的 50% 時保持 15 分鐘，對罐體的所有焊縫和連接部位進行滲漏檢查， 確認無滲漏后繼續(xù)升壓，當壓力升至試 驗壓力的 90 ％時， 保持 15 分鐘，檢查確認無滲漏后升壓。當壓力升至試驗壓力時，保持 30 分鐘，然后將壓力降至設計壓力，進行檢查，以無滲漏為合格。 (5)水壓試驗完畢后，應將水排盡，用壓縮空氣將罐內吹干。排水嚴禁就地排 放。 9． 結束語 通過這次課程設計，使我對焊接各方面的知識有了個全面的認識，尤其對埋弧焊及手工電弧焊有了進一步的了解。而且對于罐體這樣一個成品件的生產加工及各個部位的焊接有了一定了解，對即將走入工作崗位的我來說是受益匪淺的。在這一個月的時間里，我也感受到了劉老師和丁老師對我們的耐心 教導，使我學會了很多東西，在此非常感謝兩位老師對我們的教誨。 中北大學課程設計說明書 第 29 頁 共 29 頁 參考文獻 1 陳祝年 . 焊接設計簡明手冊 .北京：機械工業(yè)出版社， 1997 2 賈安東 . 焊接結構及生產設計 .天津：天津大學出版社， 1985 3 鄧洪軍 . 焊接結構生產 .北京：機械工業(yè)出版社， 20xx 4 周浩森 . 焊接結構生產及設備 .北京：機械工業(yè)出版社， 1998 5 陳祝年 . 焊接工程師手冊 .北京：機械工業(yè)出版社， 20xx 6 周振豐 . 焊接冶金學（金屬焊接性） .北京：機械工業(yè)出版社 ,1997 7 梁啟涵 . 焊接檢驗 . 北京： 機械工業(yè)出版社 ,1998 8 田錫唐 . 焊接結構 . 北京： 機械工業(yè)出版社 ,1982 9 陳裕川 .焊接工藝評定手冊 . 北京：機械工業(yè)出版社， 20xx 10 中國焊接協(xié)會編 .焊接標準匯編 .北京 :中國標準出版社 ,1997 11 張建勛 .現(xiàn)代焊接生產與管理 .北京 : 機械工業(yè)出版社， 20xx 12 董大勤 ,袁鳳隱 .壓力容器與化工設備實用手冊 . 13 李亞江 .焊接組織性能與質量控制 .北京 :化學工業(yè)出版社 ,20xx 14 賈安東 . 焊接結構及生產設計 .天津：天津大學出版社 ,1985 15 王非 . 化工壓力容器設計 .北京：化學工業(yè)出版社 ,20xx 16 中國機械工程學會焊接學會 .焊接手冊 . 北京：機械工業(yè)出版社， 20xx 17《壓力容器實用技術叢書》 .北京：化學工業(yè)出版社 ,20xx 18 白培康 ,李志勇 ,丁京濱 ,劉斌 . 材料連接技術 .北京： 國防工業(yè)出版， 20xx