焊接结构课程设计—压力容器

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1、 第第 I 页页 前 言 第 1 部分 储罐设计分析 2 第 1 章 储罐总体分析 2 1.1 储罐基本设计要求 2 1.2 储罐材料 2 1. 储罐用钢板 3 1.4 配用锻件 5 1.5 配用螺栓、螺母 5 第 2章 储罐罐底设计 6 2.1 储罐罐底板尺寸 6 2.2 罐底结构 7 第 3章 罐壁结构设计 10 3.1 罐壁的排板与连接 10 3.2 罐壁厚度 11 3.3 罐壁加强圈 12 第 4章 罐顶结构设计 13 第 2部分 储罐的焊接工艺分析 14 第 5章 压力容器的焊接接头 14 5.1 压力容器焊接接头的分类 14 5.2 圆筒形容器焊接接头的设计 15 第 6章 压力容

2、器的焊接方法 17 6.1 熔化极氩弧焊 17 第第 II 页页 6.2 2 CO气体保护焊 17 6.3 埋弧焊 19 第 7章 压力容器的焊接工艺 21 第 3部分 储罐的组装与检验 22 第 8章 储罐的安装施工顺序 22 8.1 储罐底板的焊接顺序 22 8.2 储罐壁板的焊接顺序 22 8.3 储罐固定顶的焊接顺序 23 第 9章 储罐焊缝的检验与修补 24 9.1 焊缝检测 24 9.2 焊缝修补 25 设计体会 26 参考文献 27 第第 页页 前 言 大型油气储罐是油气产品储存运输最方便、廉价的方式之一。 储罐的形式可跟据盖顶的样式不同分为浮顶式储罐（包括气柜）和 固定顶式储罐

3、（包括内浮顶式储罐） ，而固定顶式储罐又包括锥顶 式储罐和拱顶式储罐两种。目前原油的储罐使用中浮顶式储罐在不 断减少，液化气储运主要是球罐和立式筒形低压储罐。 常用的几种灌顶形式为双子午线网客机构拱顶、辐射网壳结构 拱顶、短程线网壳结构拱顶和梁柱支撑结构拱顶，见图 1。 本次课程设计主要讨论立式固定顶筒形钢制焊接储罐的施工 工艺。其中包括储罐的材料选择、加工工艺路线选择、相关组件形 式选择、 机械加工装配、 施焊成型、 焊后检测调试等相关生产内容。 第第 2 页页 第 1 部分 储罐设计分析 第 1 章 储罐总体分析 1.1 储罐基本设计要求 由石油化工立式筒形钢制焊接储罐设计规范 SH 30

4、46-1992， 储罐的设计条件不得少于以下内容： （一） 地震设防烈度、风载、雪载等气候条件及地质条件； （二） 储罐的操作温度及操作压力（正负压） ； （三） 介质的种类及密度； （四） 腐蚀裕量； （五） 储罐的容积； （六） 灌顶形式； （七） 开口接管尺寸、形式、数量及法兰规格； （八） 附件的安装位置。 对于固定顶式储罐，设计压力范围一般为-490Pa6000Pa，设 计温度不超过 250C，而最低设计温度应大于-2C。 1.2 储罐材料 储罐用钢的选择必须考虑到储罐的使用条件，材料的焊接性 能、加工制造工艺以及经济的合理性. 由液化石油气钢瓶国标 GB 5842-2006 一般规

5、定钢瓶主体（指 筒体、封头等受压元件）材料，必须采用平炉、电炉或氧气转炉冶 炼的镇静钢，具有良好的冲压和焊接性能。材料必须有相关制造许 第第 3 页页 可证书和质量合格证书（原件） 。主体材料力学性能应符合国标 GB 6654压力容器用碳素钢和低合金钢厚钢板的规定，主体材 料的屈强比 e Lm RR不得大于 0.80。 主体材料的化学成分应符合 下列范围： 碳 C 不大于 0.18% 硅 Si 不大于 0.10% 锰 Mn 0.701.50% 硫 S 不大于 0.020% 磷 P 不大于 0.025% 硫 S+磷 P不大于 0.040% 根据上述要求并考虑储罐压力不是很大和制造成本的问题，选

6、择 16MnR 钢代替焊接钢瓶专用钢板。它是一种普通低合金钢,是锅 炉压力容器专用钢，锅炉压力容器的常用材料。它的强度较高、塑 性韧性良好。常见交货状态为热轧或正火。属低合金高强度钢，含 Mn量较低。性能与 20G（412-540）近似，抗拉强度为（450-655） 稍强，伸长率为 19-21%，比 20G 的大于 24%差。它的主要化学成 分如表 1-1。 表 1-1 16MnR 低合金结构钢的主要化学成分 钢号 化学成分（%） C Si Mn S 1. 储罐用钢板 储罐用钢板的适用范围应符合表 1-2. 第第 4 页页 表 1-2 钢板的适用范围 序 号 钢号 钢板 标准 适用范围 机械性能 检测 项目 许用温度 （C） 许用板厚 （mm） 1 Q235-AF GB700 GB3274 -20 8 bs5 0 12 2 Q235-A GB700 GB3274 -20 16 bs5 0 34