【導(dǎo)讀】的設(shè)備，在化工、石油、能源、輕工、環(huán)保等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)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(cuò)邊，本次課程設(shè)計(jì)主要是空氣儲(chǔ)罐外殼的焊接生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)，包括材料的焊。品外殼主要零件的加工工藝及檢驗(yàn)、繪制焊接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖、確定部件的裝焊工藝等。藝設(shè)計(jì)的步驟，提高分析焊接生產(chǎn)實(shí)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(xué)成分和見表2-1和表2-2力學(xué)性

　　

【正文】 600 35 H08Mn2SiA 30 直流反接 圖 62 裝焊示意圖 （ 4）檢驗(yàn) 檢查工件的位置、尺寸精度是否符合要求。對(duì)焊縫進(jìn)行磁粉探傷。 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)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(dòng)焊進(jìn)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(jìn)行， 它可以將焊件各種位置的焊縫調(diào)整到易焊位置施焊。 接管與管法蘭的連接采用對(duì)口焊形式，如圖 64 所示。 采用埋弧自動(dòng)焊進(jìn)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(zhì)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(dòng)焊， 利于焊縫成型，減少各種焊接缺陷的產(chǎn)生有大的作用，焊 接工藝參數(shù)見表 62。 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 第 25 頁 共 29 頁 表 62 埋弧自動(dòng)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(zhì)量的控制方法和措施 1．預(yù)熱、層間溫度控制和后熱管理： 焊接過程中預(yù)、后熱對(duì)焊縫緩慢冷卻，改善熱循環(huán)，促使焊縫中擴(kuò)散氫的充分逸出，防止產(chǎn)生冷裂紋具有重要作用，因此，在壓力筒焊接中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)預(yù)、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(yù)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(cè)，加熱寬度為距焊縫中心兩側(cè)各≥ 150mm，即加熱寬度不少于 300mm。焊接時(shí)按照 JB4709 的要求進(jìn)行預(yù)熱，不同鋼號(hào)相焊時(shí)，預(yù)熱溫度按預(yù)熱溫度較高的鋼號(hào)選??；層間溫度不低于預(yù)熱溫度，且不宜太高，層間溫度不低于預(yù)熱溫度。后熱溫度為 300～ 350℃，保溫 ～ 1 小時(shí)。 B、埋弧自動(dòng)焊因焊接速度快，焊縫長(zhǎng)，焊前應(yīng)采用電加熱與烤槍結(jié)合的方式對(duì)焊縫預(yù)熱，預(yù)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(zhì)量檢查員應(yīng)隨時(shí)用遠(yuǎn)紅外測(cè)溫儀測(cè)量焊縫的預(yù)熱、層間及后熱溫度，并將測(cè)量結(jié)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(zhì)量的重要因素，過大的線能量會(huì)使熱影響區(qū)加寬，導(dǎo)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(chǎn)生氫致裂紋，現(xiàn)場(chǎng)施焊接線能量宜控制在焊接工藝卡范圍內(nèi)，并應(yīng)隨時(shí)監(jiān)控焊條電弧焊橫焊及埋弧自動(dòng)焊的焊接能量。根據(jù)線能量范圍，選擇正確的電弧電壓、電流、焊接速度進(jìn)行控制，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配一名焊接記錄員，及時(shí)作好焊接線能量等焊接記錄。 3．焊縫內(nèi)部缺陷修補(bǔ) A．通過射線檢查確定其位置及性質(zhì)，然后用超聲波探出其存在的深度，采中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 第 26 頁 共 29 頁 用碳弧 氣刨與打磨相結(jié)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(shí)，則應(yīng)補(bǔ)焊后從另一側(cè)氣刨，直至找出缺陷。氣刨長(zhǎng)度不得小于 50 ㎜，氣刨后用砂輪機(jī)磨去氧化皮及滲碳層，并經(jīng)檢驗(yàn)合格后，方可補(bǔ)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(yīng)超過二次。 B．補(bǔ)焊前應(yīng)編制返修工藝，分析缺陷產(chǎn)生的原因，提出返修方案，經(jīng)焊接責(zé)任工程師批準(zhǔn)同意后實(shí)施，返修工藝至少應(yīng)包括缺陷產(chǎn)生的原因，避免再次產(chǎn)生缺陷的技術(shù)措施，焊接工藝參數(shù)的確定，返修焊工的指 定，焊材牌號(hào)、規(guī)格，返修工藝編制人，批準(zhǔn)人簽字等并及時(shí)做好返修記錄。 C．返修后缺陷部位須經(jīng)射線探傷重新進(jìn)行無損檢測(cè)。 補(bǔ)充： X 射線檢驗(yàn)： X 射線衍射法是一種研究晶體結(jié)構(gòu)的分析方法，而不是直接研究試樣內(nèi)含有元素的種類及含量的方法。當(dāng) X 射線照射晶態(tài)結(jié)構(gòu)時(shí)，將受到晶體點(diǎn)陣排列的不同原子或分子所衍射。 X 射線照射兩個(gè)晶面距為 d 的晶面時(shí)，受到晶面的反射，兩束反射 X 光程差 2dsinθ使入射波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí) ,即 2dsinθ =nλ（ n為整數(shù)），兩束光的相位一致，發(fā)生相長(zhǎng)干涉，這種干涉現(xiàn)象稱為衍射，晶體對(duì) 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(dāng)于相干波之間的位相差， n＝ 1， 2…時(shí)各稱 0 級(jí)、 1 級(jí)、 2 級(jí)……衍射線。反射級(jí)次不清楚時(shí)，均以 n＝ 1 求 d。晶面間距一般為物質(zhì)的特有參數(shù)，對(duì)一個(gè)物質(zhì)若能測(cè)定數(shù)個(gè) d 及與其相對(duì)應(yīng)的衍射線的相對(duì)強(qiáng)度，則能對(duì)物質(zhì)進(jìn)行鑒定。 儲(chǔ)罐的檢查包括儲(chǔ)罐外部檢查、儲(chǔ)罐內(nèi)外部檢驗(yàn)和液化氣儲(chǔ)罐全面檢驗(yàn)。 1． 儲(chǔ)罐外部檢查亦稱運(yùn)行中檢查： 檢查的主要內(nèi)容有：壓縮空氣儲(chǔ)罐外表面有無裂紋、變形、泄漏、局部過熱等不正?，F(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(chǔ)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(yàn)人員的工作，也是操作人員日常巡回檢查項(xiàng)目。發(fā)現(xiàn)危及安全中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 第 27 頁 共 29 頁 現(xiàn)象（如受壓元件產(chǎn)生裂紋、變形、嚴(yán)重泄?jié)B等）應(yīng)予停車并及時(shí)報(bào)告有關(guān)人員。 2． 儲(chǔ)罐內(nèi)外部檢驗(yàn)： 壓縮空氣儲(chǔ)罐內(nèi)外部檢驗(yàn)這種檢驗(yàn)必須在停車和容器內(nèi)部清洗干凈后才能進(jìn)行。檢驗(yàn)的主要內(nèi)容除包括外部檢查的全部?jī)?nèi)容外，還要檢驗(yàn)內(nèi)外表面的腐蝕磨損現(xiàn)象；用肉眼和放大鏡對(duì)所有焊縫、封頭過渡區(qū)及其他應(yīng)力集中部位檢查有無裂紋，必要時(shí)采用超聲波或射線探傷檢查焊縫 內(nèi)部質(zhì)量；測(cè)量壁厚。若測(cè)得壁厚小于容器最小壁厚時(shí)，應(yīng)重新進(jìn)行強(qiáng)度校核，提出降壓使用或修理措施；對(duì)可能引起金屬材料的金相組織變化的容器，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行金相檢驗(yàn)；高壓、超高壓容器的主要螺栓應(yīng)利用磁粉或著色進(jìn)行有無裂紋的檢查等。通過內(nèi)外部檢驗(yàn)，對(duì)檢驗(yàn)出的缺陷要分析原因并提出處理意見。修理后要進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。壓縮空氣儲(chǔ)罐內(nèi)外部檢驗(yàn)周期為每五年一次，運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重缺陷的容器和焊接質(zhì)量差、材質(zhì)對(duì)介質(zhì)抗腐蝕能力不明的容器也均應(yīng)縮短檢驗(yàn)周期。 3． 儲(chǔ)罐全面檢驗(yàn)： 壓縮空氣儲(chǔ)罐全面檢驗(yàn)除了上述檢驗(yàn)項(xiàng)目外，還要進(jìn)行耐壓試驗(yàn)（一般進(jìn) 行水壓試驗(yàn)）。對(duì)主要焊縫進(jìn)行無損探傷抽查或全部焊縫檢查。但對(duì)壓力很低、非易燃或無毒、無腐蝕性介質(zhì)的容器，若沒有發(fā)現(xiàn)缺陷，取得一定使用經(jīng)驗(yàn)后，可不作無損探傷檢查。 壓縮空氣儲(chǔ)罐操作人員必須經(jīng)考試合格后，方可獨(dú)立操作。操作人員必須熟知崗位操作法，充分了解容器技術(shù)特性、結(jié)構(gòu)、工藝流程、工藝參數(shù)，可能發(fā)生的事故和應(yīng)采取的防范措施、處理方法等。操作人員必須嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，嚴(yán)格控制工藝條件，嚴(yán)防容器超溫、超壓運(yùn)行。 操作人員必須加強(qiáng)維護(hù)，并以聽、摸、看、聞、測(cè)、比的方法進(jìn)行定時(shí)、定點(diǎn)、定項(xiàng)的巡回檢查。發(fā)生異?，F(xiàn)象應(yīng)及 時(shí)報(bào)告并作好記錄。發(fā)生下列異?，F(xiàn)象之一時(shí)，操作人員有權(quán)采取緊急停車措施并立即上報(bào)。 a．儲(chǔ)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(fù)正常時(shí)； b．壓縮空氣儲(chǔ)罐所在崗位發(fā)生火災(zāi)或相鄰設(shè)備發(fā)生事故已直接威脅容器安全運(yùn)行時(shí)； c．儲(chǔ)罐的主要受壓元件產(chǎn)生裂紋，鼓包、變形、泄漏危及安全運(yùn)行時(shí)； 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 第 28 頁 共 29 頁 d．發(fā)生安全生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程中所不允許儲(chǔ)罐繼續(xù)運(yùn)行的其他情況。 保溫層要保持完整；應(yīng)消除跑、冒、滴、漏等。 補(bǔ)充：水壓試驗(yàn) ： (1)水壓試驗(yàn)必須在罐體焊縫檢驗(yàn)合格，配件安裝，焊接完畢，支柱找正固定， 完成熱處理， 內(nèi)部清掃后進(jìn)行。并應(yīng)有業(yè)主、監(jiān)理及當(dāng)?shù)貏趧?dòng)部門參加。 (2)試驗(yàn)用５℃以上的清潔水，注滿水時(shí)，應(yīng)將空氣排盡，試驗(yàn)過程中應(yīng)保持罐體外表面干燥，并有業(yè)主、監(jiān)理及當(dāng)?shù)貏趧?dòng)部門參加。 (3)在罐頂和罐底各裝一個(gè)經(jīng)校核合格且精度不低于 級(jí)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(zhǔn)，試驗(yàn)壓力： 。 (4)試驗(yàn)時(shí)， 壓力應(yīng)緩慢上升，升至試驗(yàn)壓力的 50% 時(shí)保持 15 分鐘，對(duì)罐體的所有焊縫和連接部位進(jìn)行滲漏檢查， 確認(rèn)無滲漏后繼續(xù)升壓，當(dāng)壓力升至試 驗(yàn)壓力的 90 ％時(shí)， 保持 15 分鐘，檢查確認(rèn)無滲漏后升壓。當(dāng)壓力升至試驗(yàn)壓力時(shí)，保持 30 分鐘，然后將壓力降至設(shè)計(jì)壓力，進(jìn)行檢查，以無滲漏為合格。 (5)水壓試驗(yàn)完畢后，應(yīng)將水排盡，用壓縮空氣將罐內(nèi)吹干。排水嚴(yán)禁就地排 放。 9． 結(jié)束語 通過這次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)焊接各方面的知識(shí)有了個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，尤其對(duì)埋弧焊及手工電弧焊有了進(jìn)一步的了解。而且對(duì)于罐體這樣一個(gè)成品件的生產(chǎn)加工及各個(gè)部位的焊接有了一定了解，對(duì)即將走入工作崗位的我來說是受益匪淺的。在這一個(gè)月的時(shí)間里，我也感受到了劉老師和丁老師對(duì)我們的耐心 教導(dǎo)，使我學(xué)會(huì)了很多東西，在此非常感謝兩位老師對(duì)我們的教誨。 中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書 第 29 頁 共 29 頁 參考文獻(xiàn) 1 陳祝年 . 焊接設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1997 2 賈安東 . 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