【正文】 Symmetrical welding。 Mechanical tensile method. After welding to load stretching of artifacts, the residual deformation and pression deformation direction instead, reducing the welding residual stress then synchronization。 The impact on the stress corrosion cracking: Stress corrosion cracking is produced under the action of tensile residual stress and chemical corrosion crack phenomena, under certain binations of materials and media. The time needed for stress corrosion cracking and the size of the residual stress, the bigger the tensile residual stress, the shorter the time of stress corrosion cracking。 Welding residual stress and residual deformation of pression member bearing capacity decrease。最后，我要向百忙之中抽時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行審閱，評(píng)議和參與本人論文答辯的各位老師表示誠摯謝意。在這么久的設(shè)計(jì)過程中，我們發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題，一路走來真的很不容易，所以我要感謝他們。還要感謝其他代課老師能從繁忙的工作中抽出時(shí)間對(duì)我進(jìn)行指導(dǎo)以改善我的各方面的不足。我要感謝我的導(dǎo)師xxx老師。3 在人孔設(shè)計(jì)時(shí)，除了要設(shè)計(jì)符合實(shí)用的結(jié)構(gòu)尺寸外，還要對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)。本文主要是對(duì)38m3液化石油儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)，通過對(duì)儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)和工藝性的分析，在分析和總結(jié)大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)探討了實(shí)際儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)的方法和步驟，論述了儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)合理性實(shí)用性的設(shè)計(jì)原則，基于儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及在焊接工藝方面的設(shè)計(jì)原則，對(duì)儲(chǔ)罐的封頭、筒體、人孔、鞍座、通用件等部位進(jìn)行了結(jié)構(gòu)及尺寸設(shè)計(jì)，并對(duì)其進(jìn)行了應(yīng)力校核。7 焊件在爐溫度出爐后應(yīng)在靜止空氣中繼續(xù)冷卻。3 升溫時(shí)，加熱區(qū)內(nèi)任意5000mm長度內(nèi)的溫差不得大于120℃。因而確定為A類接頭，1 工藝要求：（1）加工方法：機(jī)加工坡口，并清除油銹（2）清根方法：碳弧氣刨并打磨（3）焊接接頭如圖示： 圖45 筒體縱向焊接接頭詳圖2 工藝順序：（1）清理坡口，并進(jìn)行磁粉檢測(cè)(MT)進(jìn)行裝配點(diǎn)焊（2）內(nèi)部進(jìn)行焊條電弧焊（3）外部清根并打磨，進(jìn)行MT檢測(cè)（4）外部進(jìn)行埋弧焊（5）焊后熱處理表45 焊接規(guī)范焊接牌號(hào)及焊絲焊劑焊絲直徑（㎜）電源種類及極性焊接電流（A）焊接電壓(V)焊接速度(cm/min)內(nèi)面手工電弧焊J507H10MnSi5直流反接200270222618外面埋弧焊J507H10MnSi5直流反接4001000323622 各筒節(jié)環(huán)向焊縫焊接工藝分析由同標(biāo)GB1501998《鋼制壓力容器》規(guī)定，殼體部分的環(huán)向焊接接頭，錐形封頭與接管連接的接頭等均屬于B焊頭，已經(jīng)規(guī)定的除外。由公式n=D/d（此處厚度用D表示）得焊接層數(shù)n=18/5=4層。生產(chǎn)中盡量采用短弧焊接，電弧長度一般為2~6mm。（2）層間溫度：100~250℃（3）清根方法：碳弧氣刨并打磨6 工藝順序（1）坡口清理（2）裝配點(diǎn)焊（3）內(nèi)面焊條電弧焊（4）外面清根并打磨（5）外面埋弧焊7 焊接規(guī)范：內(nèi)面焊接—焊條電弧焊（1）確定焊條直徑根據(jù)《過程裝備制造與檢測(cè)》得由被焊工件的厚度選擇焊條直徑為5mm?？捎糜诙鄬雍浮㈦p面單道焊、多絲焊及窄問隙埋弧焊。常用的低合金埋弧焊實(shí)芯焊絲有以下三類：低錳焊絲（如H08A）：常配合高錳焊劑，用于低碳鋼和強(qiáng)度較低的低合金鋼焊接；中錳焊絲（如H08MnA，H10MnSi）：主要用于低合金鋼焊接，并可配低錳焊劑焊接低碳鋼；高錳焊絲（如H10Mn2，H08Mn2Si）：用于焊接低合金鋼。因而最終選擇U型坡口，具體的坡口形式如下圖所示： 圖43 U型坡口示意圖3 焊接姿勢(shì)的選擇：平焊4 焊接材料的選擇（1）焊條的選擇：焊條的選用主要考慮焊縫的使用性和施焊的工藝性，焊條選擇的主要原則有以下幾點(diǎn)。埋弧自動(dòng)焊的缺點(diǎn)是適應(yīng)能力差，只能在水平位置焊接長直焊縫或大直徑的環(huán)焊縫。故可采用大電流焊接（比手工焊大6～8倍），電弧熱量大，焊絲熔化快，熔深也大，焊接速度比手工焊快的多。手工電弧焊的缺點(diǎn)：不適合焊接厚度小于1. 5mm的薄板；負(fù)載率和總的熔敷效率一般比送絲焊接方法低，當(dāng)焊條消耗完畢或需要更換焊條時(shí)，焊接過程也暫時(shí)中斷；并非整根焊條都可以充分利用，焊鉗中被夾持的部分必須丟棄，一般要浪費(fèi)25～50mm長度的焊條；頻繁地更換焊條也增加了焊接缺陷的產(chǎn)生。 焊接工藝流程 焊縫編號(hào)及示意圖圖42 焊縫分布示意圖（其中A、B、D、E分別表示焊接接頭形式） 接管與殼體封頭的焊接由GB1501998《鋼制壓力容器》規(guī)定，接管，人孔，凸緣補(bǔ)強(qiáng)圈等與殼體連接的接頭。8 鋼管應(yīng)逐根按JB/T473032005中I級(jí)為合格。4 殼體鋼板按GB66541996《壓力容器鋼板》及修改單中正火狀態(tài)供貨，且逐張進(jìn)行超聲檢測(cè)，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)不低于JB/T473032005中規(guī)定的II級(jí)， 殼體的A類縱向焊接接頭制備產(chǎn)品焊接試板，按《容規(guī)》第25條進(jìn)行材料復(fù)驗(yàn)，坡口表面進(jìn)行100%磁粉檢測(cè)，并符合JB473042005中規(guī)定的I級(jí)。由于加入了少量合金元素，其強(qiáng)度增加，淬硬傾向比低碳鋼大，所以在較低溫度下或剛性大、壁厚結(jié)構(gòu)的焊接時(shí)，需要考慮采取預(yù)熱措施，預(yù)防冷裂紋的產(chǎn)生，本設(shè)計(jì)中板厚18mm，壁厚較薄，小于30mm，均不用預(yù)熱焊后亦不必作消除應(yīng)力處理。14 本儲(chǔ)罐必須在有遮陽和水噴淋裝置的條件下適用。10 設(shè)備制造完畢后除銹涂鐵紅醇酸底漆一遍，再涂銀粉醇酸清漆一遍，沿罐體水平中心線用紅漆刷一道紅色色帶，寬度為150mm，在筒體兩側(cè)的重心處用紅色油漆噴印重新標(biāo)志，應(yīng)在重心標(biāo)志上方噴印LPG字樣，重心標(biāo)志的左側(cè)噴應(yīng)嚴(yán)禁煙火字樣，右側(cè)噴應(yīng)禁止施焊的字樣，標(biāo)志、字樣高度不得小于200mm。 8 設(shè)備制造完畢后進(jìn)行水壓試驗(yàn)。 6 最終熱處理后，對(duì)設(shè)備中A。所有角接接頭的焊接表面須打磨圓滑過渡。 技術(shù)要求1 本設(shè)備按照GB1501998《鋼制壓力容器》進(jìn)行制造，檢測(cè)與驗(yàn)收，并接受《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的監(jiān)督。接管與殼體間的焊接接頭一般為角接接頭或T形接頭，但對(duì)于連接二者之間的焊縫，如果是殼體上開坡口時(shí)，則稱為對(duì)接焊縫，殼體上不開坡口時(shí)稱為角接焊縫。當(dāng)封頭厚度較大時(shí)，均采用熱壓成形法，即將封頭坯料加熱至900℃～1000℃。對(duì)整體成形的封頭尺寸、形狀，雖然易控制但一般需要有大型沖壓模具的壓力機(jī)或大型旋壓設(shè)備，工藝設(shè)備龐大，制造成本高。封頭和簡體組合在一起構(gòu)成一臺(tái)容器殼體的主要部分，也是最主要的受壓元件之一。σbt=＜[σ]t=170=204 MPa 合格τbt=＜[σ]t=170=136 MPa 合格36第4章 焊接工藝設(shè)計(jì) 儲(chǔ)罐的基本構(gòu)成儲(chǔ)氣罐是一個(gè)承受內(nèi)壓的鋼制焊接壓力容器。即 τ≤[σ]t=182= MPa 合格圓筒被封頭加強(qiáng)（）時(shí)，其最大剪應(yīng)力τh=K4== MPa （312）由內(nèi)壓引起的拉伸應(yīng)力（K=）σh=== MPa （313）τh+σh=+= ＜[σ]t= 合格 鞍座應(yīng)力計(jì)算并校核1 水平應(yīng)力 由包角θ=120176。 圓筒軸向彎矩計(jì)算 圓筒中間截面上的軸向彎矩圓筒的平均半徑Ra=Di/2+δn/2=1159mm，座反力F=679895N根據(jù)JB/T 47312005得：M1= （33） = 化簡得：M1=F（C1LA）其中C1=.006 Mi=F（C1LA）= 其中，剪力彎矩圖如下圖所示：圖31剪力彎矩示意圖 支座截面處的彎矩M2== （34）式中： C2=2 C3= M2== 圓筒軸向應(yīng)力計(jì)算并校核 圓筒中間截面上的軸向應(yīng)力計(jì)算截面最高點(diǎn)（壓應(yīng)力） σ1= （35） == MPa截面最低點(diǎn)（拉應(yīng)力） σ2== MPa （36） 由壓力及軸向彎矩引起的軸向應(yīng)力計(jì)算并校核鞍座平面上，由壓力及軸向彎矩引起的軸向應(yīng)力，按下式計(jì)算：1當(dāng)圓筒在鞍座平面上或靠近鞍座處有加強(qiáng)圈或被封頭加強(qiáng)（即）時(shí)，軸向應(yīng)力位于橫截面最高點(diǎn)處. 取鞍座包角，查資料得，.則：鞍座橫截面最高點(diǎn)軸向應(yīng)力（拉應(yīng)力） σ3== （37）= 2 在橫截面最低點(diǎn)處的軸向應(yīng)力鞍座很截面最低點(diǎn)處軸向應(yīng)力（壓應(yīng)力）σ4== （38）= MPa 圓筒軸向應(yīng)力校核A==103 （39）查《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》得,則B=EA=2105103= （310）壓應(yīng)力不應(yīng)超過[σ]tcr=min（[σ]t，B）=min（）= MPa在操作工況條件下，軸向拉應(yīng)力不得超過材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力φ[σ]t，壓應(yīng)力不應(yīng)超過軸向許用臨界應(yīng)力[σ]cr和材料的[σ]t。 安全閥的設(shè)計(jì) 由操作壓力P=，工作溫度為20~48℃，盛放介質(zhì)為液化石油氣體。綜上述：A=570 mm （A為封頭切線至封頭焊縫間距離，L為筒體和兩封頭直邊段的總長） 人孔補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)圖28 補(bǔ)強(qiáng)圈查《壓力容器與化工設(shè)備實(shí)用手冊(cè)》，人孔接管直徑為500mm，選取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑840mm，內(nèi)徑510mm，補(bǔ)強(qiáng)圈厚度為16mm,。此外，由于封頭的抗彎剛度大于圓筒的抗彎剛度，故封頭對(duì)于圓筒的抗彎剛度具有局部的加強(qiáng)作用。選取輕型，焊制A，包角為120176。選擇螺栓材料為Q345。金屬材料為純鋁板L3，標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 3880，最高工作溫度200℃，最大硬度40HB。根據(jù)設(shè)計(jì)壓力PN=，查HG/T 2059297《鋼制管法蘭》，（SO），由介質(zhì)特性和使用工況，查密封面型式的選用。由使用地為太原市室外，確定人孔的公稱直徑DN=500mm，以方便工作人員的進(jìn)入檢修。 δn=δ+C1+C2=+2+0= mm （25）圓整后取名義厚度為δn=18mm跟筒體一樣，選擇厚度為18mm的16MnR材料合適。且不超過名義厚度的6%時(shí)，負(fù)偏差可以忽略不計(jì)，故取C1=0。根據(jù)GB1501998表41，選用筒體材料為低合金鋼16MnR（鋼材標(biāo)準(zhǔn)為GB6654）[σ]t=170MPa。 地腳螺栓的材料選擇根據(jù)密封所需壓緊力大小計(jì)算螺栓載荷，選擇合適的螺柱材料。所以有Pc==。工作壓力為相應(yīng)溫度下的飽和蒸氣壓。為保證正常工作，對(duì)設(shè)計(jì)溫度留一定的富裕量。第1章 設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇 液化石油氣參數(shù)的確定液化石油氣的主要組成部分由于石油產(chǎn)地的不同，各地石油氣組成成分也不同。因?yàn)樵谶@些企業(yè)中，液化石油氣的儲(chǔ)罐儲(chǔ)存能力一般為7天~10天的生產(chǎn)量。對(duì)于汽油、噴氣燃料和柴油等大宗油料的儲(chǔ)罐，隨著石油和石油化工企業(yè)生產(chǎn)加工裝置的大型化，也正朝著大型化發(fā)展。由于大容量儲(chǔ)罐的單位容量的耗鋼量、投資及運(yùn)營費(fèi)用較低，為了適應(yīng)我國原油進(jìn)口和適當(dāng)儲(chǔ)備的形勢(shì)，我們面臨建造更大容量儲(chǔ)罐的任務(wù)。以上情況迫切要求我們大力增加石油儲(chǔ)存能力，發(fā)展大型儲(chǔ)罐。38m 3液化石油儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)工藝及焊接工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文前　言隨著科技發(fā)展的日新月異，由于我國石油資源的限制，必須充分利用國外石油資源。目前(10~15)萬m3的浮頂罐是世界各國儲(chǔ)存原油的主體罐型。 在選材方面，根據(jù)介質(zhì)的易燃易爆、有毒、有一定的腐蝕性等特性，存放溫度為20~48℃，最高工作壓力等條件。深圳某些石化企業(yè)已建成了一批(2~5)萬m3的內(nèi)浮頂成品油料儲(chǔ)罐。由于油料周轉(zhuǎn)快，要采用常壓低溫儲(chǔ)存，就必須設(shè)置龐大的致冷設(shè)備，將生產(chǎn)裝置生產(chǎn)的溫度為40℃左右的液化石油氣降至4℃(丁烷)~42℃(丙烷)，而液化石油氣的出廠手段一般為鐵路罐車、汽車罐車或水運(yùn)裝船，用戶都不要求進(jìn)低溫的液化石油氣，這樣就會(huì)造成能量的巨大浪費(fèi)和作業(yè)困難，所以在這些液化石油氣的生產(chǎn)企業(yè)中采用大容量常壓低溫儲(chǔ)罐在經(jīng)濟(jì)上是不可行的。取其大致比例如下：表11 液化石油氣組成成分組成成分異辛烷乙烷丙烷異丁烷正丁烷異戊烷正戊烷乙炔各成分百分比對(duì)于設(shè)計(jì)溫度下各成分的飽和蒸氣壓力如下：表12 各溫度下各組分的飽和蒸氣壓力溫度/℃飽和蒸汽壓力/MPa異辛烷乙烷丙烷異丁烷正丁烷異戊烷正戊烷乙炔2500200000