【正文】 , 減少內(nèi)應(yīng)力 ； （ 3）把部件整體結(jié)構(gòu)劃分為若干個(gè)小部件 , 將小部件按要求焊接后再組裝成大部件 , 這樣就大大減少了總裝時(shí)的焊接量 , 減少一次受熱量。一般選用低錳低硅或者低錳中硅焊劑配合相應(yīng)鋼種焊絲。 （ 3）焊絲和焊劑的選用與配合 焊絲和焊劑的正確選用及二者之間的合理配合，是獲得優(yōu)質(zhì)焊縫的關(guān)鍵，也是埋弧焊工藝的重要環(huán)節(jié)。防止裂紋、氣孔、夾渣等缺陷的產(chǎn)生。埋弧焊焊接較厚焊件或?qū)αW(xué)性能要求高時(shí)，則可選用含 Mn較多的焊絲，如 H10Mn2 。 在選擇埋弧焊用絲時(shí)，主要考慮焊絲中錳和硅的含量。正確選擇焊絲和焊劑并合理配合使用，是埋 弧焊技術(shù)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。一般采用打底焊、填充焊和蓋面焊的焊接方式。焊條直徑、坡口形式和裝配間隙等來決定，可做如下的估算： n=δ /d 等式中， n為焊接層數(shù)，δ為焊件厚度（ mm）， d為焊條直徑（ mm）。對于低合金鋼的多層焊，每層焊縫的厚度過大時(shí)， 對焊縫金屬的塑性有不利影響。 低氫型焊條采用直流電源進(jìn)行焊接時(shí)，一般要用反接，因?yàn)榉唇与娏鞅容^穩(wěn)定。采用直流電源焊接時(shí)，電弧穩(wěn)定、柔順、飛濺少。需要注意的是，在保證不焊穿和成形良好的條件下，應(yīng)盡量采用較大的焊接電流，并且適當(dāng)提高焊接速度，以提高效率。 表 43 焊條直徑與電流的關(guān)系 焊條直徑 /mm 4 5 6 焊接電流 /A 25~40 40~65 50~80 100~130 160~210 200~270 260~300 結(jié)論：應(yīng)選擇 90A以上的焊接電流進(jìn)行焊接。 （ 2）焊接電流的選擇 選擇焊接電流時(shí)，應(yīng)根據(jù)焊條類型、直徑、焊件厚度、接頭形式、焊接位置和層數(shù)等綜合因素。一般情況下，焊條直徑與焊件厚度之間的關(guān)系的參考數(shù)據(jù)如表 42。在特殊條件下 , 如結(jié)構(gòu)的剛度很大、冷裂紋很難避免時(shí) , 選擇比母材強(qiáng)度稍低的材料作為填充金屬 , 即“低強(qiáng)匹配” , 在少許犧牲焊縫強(qiáng)度而提高韌性的情況下 , 對焊接接頭的性能更為有利。 選擇焊接材 料時(shí)一般要求所得焊縫金屬在焊態(tài)下應(yīng)具有接近于母材的機(jī)械性能 , 即“等強(qiáng)匹配”。另外，由于埋弧焊操作靈活性差，一般只適合焊接長焊縫或者大圓焊縫。 （ 2）對焊件裝配質(zhì)量要求高 埋弧焊時(shí)焊件裝配必須保證接口中間隙均勻、常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 20 / 48 焊件平整無錯(cuò)邊現(xiàn)象。由于焊接厚大焊件時(shí) ，可獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。焊劑的存在也使熔池金屬凝固速度減緩，液體金屬與融化焊劑之間有較多的時(shí)間進(jìn)行冶金反應(yīng)減少焊縫中產(chǎn)生氣孔、裂紋等焊接缺陷的可能性。另外，由于焊劑和熔渣的隔熱作用 ，降低了熱損耗，熱效率提高，因此焊接速度大大提高。 （ 4）焊縫質(zhì)量強(qiáng) 焊條電弧焊缺點(diǎn) （ 1）生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大 由于焊接電流小，焊完焊條后必須進(jìn)行更換，以及清渣而停止焊接。 （ 2）待焊接頭裝配要求低 焊接時(shí)可以隨時(shí)調(diào)整電弧的位置和運(yùn)條姿勢，修正焊接參數(shù)，保證跟蹤焊縫和均勻熔透。有關(guān) 局部脆性區(qū) 的研究很多，總的說來 局部脆性區(qū) 的韌性取決于 局部脆性區(qū) 的寬度， 局部脆性區(qū) 越寬， 裂紋尖端張開位移 值就越低，而 熱影響區(qū) 的韌性又是最低的，所以，在多層焊時(shí)焊道的布置和焊接工藝的控制十分重要。這些脆性的 “ 小島 ” 尺寸可達(dá) 5mm，在 再熱 粗晶區(qū) 中的相比例可達(dá) 5%，因此導(dǎo)致 再熱粗晶區(qū) 的韌性大幅度下降。 中間臨界再熱粗晶區(qū)往往是可能的低韌性區(qū)，尤其是形成 MA 組元的情況下。 粗晶區(qū)的相變組織是影響其韌性水平的主要因素。 粗晶區(qū)的組織與韌性 粗晶區(qū)因?yàn)閵W氏體長大和易形成脆性組織而倍受關(guān)注，在 1000176。 （ 3） 熱影響區(qū)的組織和韌性 常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 18 / 48 熱影響區(qū) 由不同區(qū)域的組織構(gòu)成，每一區(qū)域的組織都受加熱速度、峰值溫度和冷卻速度的影響。產(chǎn)生熱裂紋的主要原因是由于焊縫金屬中碳、硫元素含量偏高，在焊接過程中形成低熔點(diǎn)共晶物，當(dāng)液態(tài)金屬冷卻到結(jié)晶時(shí)聚集在晶界處，在焊接應(yīng)力的作用下沿晶界開裂，形成熱裂紋。 （ 2）熱裂紋傾向 在焊接過程中，焊縫和熱影響區(qū)金屬冷卻到固相線附近的高溫區(qū)產(chǎn)生的焊接裂紋。影響 焊縫 冷裂紋的還有殘余應(yīng)力值及其產(chǎn)生的時(shí)間，如果較早地產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，則有利于焊縫 冷 裂紋值?；诤负箅S時(shí)間變化氫對局部臨界開裂應(yīng)力的影響， 國際焊接聯(lián)合會 提出了判別高強(qiáng)鋼冷裂紋位置的基本方法，焊后焊縫中的氫含量隨時(shí)間單調(diào)減少，而熱影響區(qū) 的氫含量先從母材基礎(chǔ)值升高到峰值然后下降，整個(gè)過程只有幾分鐘，恰好與殘余應(yīng)力發(fā)生的過程同步，通過計(jì)算殘余應(yīng)力值 時(shí)間的變化、以及 熱影響區(qū) 和 焊縫 受實(shí)時(shí)擴(kuò)散氫含量影響的臨界開裂應(yīng)力，即可預(yù)測冷裂紋發(fā)生的位置。 為防止冷裂紋的產(chǎn)生，焊前應(yīng)嚴(yán)標(biāo)按照說明書的規(guī)定烘干焊條，將坡口清理干凈，并采取焊前預(yù)熱、焊后保溫緩冷及熱處理等措施。焊接時(shí)由于不均勻的加熱和冷卻以及構(gòu)件本身的拘束作用，在焊縫內(nèi)仍然會產(chǎn)生很大的殘余應(yīng)力。另外，焊接低合金高強(qiáng)度鋼的一個(gè)重要特點(diǎn)是熱影響區(qū)有較大的淬硬傾向，隨強(qiáng)度等級的提高、含碳元素或合金元素含量增多，其淬硬性也增大。 常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 17 / 48 焊接低合金高強(qiáng)度鋼時(shí)，氫的主要來源是焊條藥皮中的水分和破口表面的水分、油污等雜質(zhì)。冷裂紋又叫氫致裂紋或延遲裂紋，是指焊接接頭冷卻到較低溫度（ Ms 溫度以下）時(shí)產(chǎn)生的焊接裂紋冷裂紋一般產(chǎn)生在熱影響區(qū)，有時(shí)也產(chǎn)生在焊縫金屬內(nèi)。 值得注意的是焊縫金屬冷裂紋問題。 眾所周知，擴(kuò)散氫、脆性組織和殘余應(yīng)力是冷裂紋產(chǎn)生的三要素，碳當(dāng)量公式（如 IIW 的 CEN 公式）、 熱影響區(qū) 最大硬度等都被用來評價(jià)鋼材的冷裂敏感性。拆開后檢查底板的平面度及立板的氣割口弧形，如有問題應(yīng)進(jìn)行火焰矯正。安裝過程及方法也各不相同，但有些要求卻是共同的，即：支座底板應(yīng)保持在同一平面內(nèi)；底板螺栓也已距離的誤差應(yīng)予以嚴(yán)格控制，支座底平面不允許翹曲、傾斜。 根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定有四種類型的支座：鞍式支座、腿式支座、支承式支座及耳式支座。此外，支座與容器殼壁的裝配通常都處在該容器的總階段，因而將直接影響到容器的管口方位、標(biāo)高、軸線傾斜度等質(zhì)量要求素。 支座的裝配 壓力容器的安放或安裝都要通過各種支座再與基礎(chǔ)平面接觸。 常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 15 / 48 （ 5）角焊縫由于有補(bǔ)強(qiáng)圈而使得無損檢測難以實(shí)施，該角焊縫 的質(zhì)量主要取決于坡口的清潔度及尺寸精度。也可用樣板劃線預(yù)先將接管內(nèi)伸出余量割去。 （ 2）組對時(shí)注意法蘭對中安裝。法蘭不會被電弧擊傷，灶接過程在最佳位置下 完成，質(zhì)量容易保證。需要特別強(qiáng)調(diào)的是嚴(yán)禁將法蘭密封面直接與地面或裝配平臺接觸，以避免弄傷密封面。 人孔、接管與法蘭的裝配 法蘭有兩種類型，一種為平焊法蘭，此時(shí)只需控制接管與法蘭的垂直度偏差不大于 1%且不大于 3mm 即可。 常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 14 / 48 圖 35 檢查筒體中心線 人孔等大管口及殼壁 上的斜插管口，還應(yīng)按相貫線展開后制作開孔切割樣板。 對于長大塔器，尤其是分段發(fā)運(yùn)的塔器，每個(gè)分段的四條中收軸線、開孔位置線、塔盤支撐圈的裝配位置都要分別精確劃出 。 （ 4）按糾正后的中收線位置重表彈好粉線并做好標(biāo)記。 （ 2）在另一端的 A 心上吊線，與端口交點(diǎn) C 測得 C 心的偏移值 b，這說明由于環(huán)縫組裝后心線發(fā)生扭曲。 人孔、接管、支座等零部件與殼體的組裝 筒體劃線 在筒體總裝、焊接、無損檢測等工序完成后，作總體尺寸檢驗(yàn)，并找出筒體兩端的四條中心線，并核查是否等分，然后檢查筒體兩端中心線是否扭曲。此外組裝時(shí)還必須控制環(huán)縫的間隙，以滿足容器最終的總體尺寸要求。 常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 13 / 48 圖 34 棱角度 殼體環(huán)縫的組裝 環(huán)焊縫的組裝比縱焊縫困難。 圖 33 筒節(jié)的板料預(yù)彎質(zhì)量不佳還會造成縱縫棱角超差。 （ 6）封頭內(nèi)部的清理和整修 型材結(jié)構(gòu)的制作工藝 （ 1）型材的預(yù)處理，包括矯平、矯直和涂防護(hù)漆等 （ 2）熱切割和沖剪下料 （ 3）彎曲成形和折邊 （ 4）孔加工，可采用氣割、鉆、銑等方法 （ 5）總裝焊接 （ 6）結(jié)構(gòu)整體噴丸除銹 管材焊接的結(jié)構(gòu)的制作工藝 管材制作的工藝與型材相 似，不再進(jìn)行一一介紹。 成分 C Si Mn P S Cr Mo V B 含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） /％ 常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 12 / 48 （ 3）封頭板的無損檢測與正火處理 （ 4）熱沖壓成型或旋壓成型 （ 5） 正火或者進(jìn)行調(diào)制處理。根據(jù)焊接工藝應(yīng)采用埋弧焊焊接最為合適（具體參照第四章 《焊接工藝》 ） （ 4）筒體組裝前準(zhǔn)備，主要包括筒體縱縫邊緣的準(zhǔn)備、筒體的矯圓、組對環(huán)縫 （ 5）筒體組裝的后續(xù)工作，包括筒體內(nèi)壁的修磨和清理、筒體封頭接管的開口、筒體的的接管、 總裝和焊接。 14CrMoVB 鋼的化學(xué)成分見表 31。這種鋼的屈服比不大，但硬度較高（ 285HB），含錳量大，淬透性好，因此焊接性比較差。 第三 章 高壓儲罐的結(jié)構(gòu) 高壓儲罐的結(jié)構(gòu)參數(shù) 1250t 水壓的高壓儲罐的設(shè)計(jì)壓力為 32MPa，工作壓力為 21，儲罐主體為鍛焊結(jié)構(gòu)，設(shè)備內(nèi)徑為 7745mm，厚 60mm，總長度為 7745mm，由三節(jié)殼體和兩個(gè)端蓋組焊而成。從而達(dá)到矯形的目的。矯形就是使鋼材或工件在外力作用下產(chǎn)生與原來變形相反的塑性變形，以消除彎曲、扭曲、皺折、不平等現(xiàn)象，從而獲得正確形狀的過程。鋼材在加工過程中，也會由于受力不均等工藝原因和其他原因而使工件產(chǎn)生變形，為不影響下道工序的加工和確保加工質(zhì)量，也需進(jìn)行矯形。當(dāng)這些變形超過一定程度時(shí) ，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 后零件的尺寸和幾何形狀的精度，從而又會影響到裝配、焊接和整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量。 經(jīng)過表面處理后的鋼材 能較好的除去鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面的銹蝕及飛濺 ； 使鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面產(chǎn)生一定程度的凹凸不平的 壓花 效果 ，可以 消除應(yīng)力集中，增加表面硬度；改善表面密度，增加表面抗力； 增大構(gòu)件摩擦系數(shù)（主要用于高強(qiáng)摩擦栓）及涂料的附著力。化學(xué)法主要有酸洗、堿洗、鹽洗等。 （ 2）鋼材的表面凈化工作 鋼板的表面凈化是鋼板預(yù)處理的一個(gè)步驟，運(yùn)用特定的方法或設(shè)備祛除表面的油污、鐵銹、雜質(zhì)、氧化皮等。 通過實(shí)驗(yàn)表明，經(jīng)過表面處理后的鋼材抗腐蝕疲勞強(qiáng)度提高 80％，鋼材的疲勞源從表明轉(zhuǎn)移到亞表面，表明形變層的抗腐蝕能力增加，小孔腐蝕消失，疲勞裂紋減少。在工程應(yīng) 用中，許多構(gòu)件不可避免的收到水、氯離子以及其他介質(zhì)的侵蝕，同時(shí)還承受動(dòng)載荷的作用，也因此要求構(gòu)件還要具有較高的疲勞抗力。常用鋼材 Q235A、 Q235B等。 螺母常用的材料有 Q215A、 Q235A、 2 3 2Cr1 30CrMn 等。螺栓與螺母配對使用，通常螺栓的強(qiáng)度和硬度比螺母的稍高。由常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 9 / 48 于壓力容器工作時(shí)要承受較大的負(fù)荷，因此螺栓與螺母需要采用較高強(qiáng)度的材料制造，同時(shí)要求所選擇的材料具有較好的塑性、韌性以及良好的機(jī)械加工性能。 法蘭常用材料有板材 Q235A、 Q23 51 Q235C、 16Mn、 15MnVR，常用鍛件有 20MnMo、 15CrMo 等種類。此外，管道與法蘭不僅與介質(zhì)直接接觸，而且受力比較復(fù)雜，因此在選擇材料時(shí)應(yīng)考慮其力學(xué)性能要高于殼體材料。高合金鋼管材料有 0Cr1 0Cr18Ni 0Cr18Ni9Ti、 0Cr18Ni12Mo2Ti、 0Crl9Ni13Mo 00Cr19Ni00Cr17Ni14Mo2 等。它們的冶煉要求、性能要求與前面介紹的鋼板基本相同。 （ 2）接管與換熱管常用材料 壓力容器上有許多工藝接管，如進(jìn)料管、出料管、換熱管等，它們多為無縫鋼管，而切屬于受壓元件。 GB4237《不銹鋼軋制鋼板》提供了多種不銹鋼。 ④不銹鋼板 不銹鋼是指含鉻量在 12%~30%的鐵基合金。 常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 8 / 48 ③低溫壓力容器用低合金鋼板按 GB 1501998《鋼制壓力容器》規(guī)定，設(shè)計(jì)溫度≤ 20℃的容器即屬于低溫容器范疇；對于這類容器，應(yīng)選用耐低溫的專用鋼板，除強(qiáng)度要求外，更要求具有足夠的韌性，以防止壓力容器的低溫脆斷。如 20R、 16MnR、 15MnVR 等，此外在 GB 1501998《鋼制壓力容器》中還規(guī)定允許采用《壓力容器用鋼板》以外的其他鋼板，如07MnCrMoVR、 07MnCrMoVDR 等低合金鋼板。 F， Q235A， Q235C，其限制條件參見 GB 150—— 1998 《鋼制壓力容器》。 ①碳素結(jié)構(gòu)鋼板 此類材料只能用于一般用途的非壓力容器專用鋼板，由于價(jià)格便宜、來源廣泛、質(zhì)量穩(wěn)定，因此一定限制條件下可以用于壓力容器。 高壓儲罐的常用鋼 壓力容器用鋼的基本要求 壓力容器常用材料 （ l）殼體常用材料壓力容器的殼體是主要的受壓元件