卧式储罐焊接结构和工艺设计
1 产品介绍
工业生产中具有特定的工艺功能并承受一定压力的设备，称压力容器。贮运容器、反应容器、换热容器和分离容器均属压力容器。压力容器的用途十分广泛。它是在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。压力容器一般由筒体、封头、法兰、密封元件、开孔和接管、支座等六大部分构成容器本体。此外，还配有安全装置、表计及完成不同生产工艺作用的内件。压力容器由于密封、承压及介质等原因，容易发生爆炸、燃烧起火而危及人员、设备和财产的安全及污染环境的事故。目前，世界各国均将其列为重要的监检产品，由国家指定的专门机构，按照国家规定的法规和标准实施监督检查和技术检验。
为保证压力容器的安全使用，在制造时就必须按照有关标准、规范，对压力容器的原材料和加工制造过程进行严格的质量检验，因此，对投入运行的压力容器也需要进行定期检验。压力容器的检验内容主要有：对材料的化学成分和力学性能的常规理化检验；对焊接接头的各种性能检验；对压力容器各部分存在的各类缺陷的无损检测；用高于操作压力的液体对容器进行耐压试验等。质量检验在压力容器制造过程中占重要的地位。在有些反应堆压力容器的生产周期中，有一半的时间都是用于质量检验。
筒体是圆筒形压力容器的主要承压元件，它构成了完成化学反应或储存物所需的最大空间。筒体一般是由钢板卷制或压制成型后组装焊接而成。当筒体直径较小是，可采用无缝钢管制作。对于即轴向尺寸较大的筒体，采用环焊缝将几个筒节拼焊制成。根据筒体的承载要求和钢板厚度，其纵焊缝和环向焊缝可采用开坡口或不坡口的对接接头。对于承受高压的厚壁容器筒体，除了采用单层厚钢板制作外，也可以采用层板包扎、热套、绕带或绕板等工艺制作多层筒体结构。
封头即是容器的端盖。根据形状的不同，分为球形封头、椭圆形封头、蝶形封头和平板封头等结构形式。
2 结构计算
本次设计的容器为卧式压力容器，其容积为310m 。结构设计为筒体和椭圆封头。
2.1筒体长度的计算
设筒体直径为D ， 筒体长度为H=2D ， 选用标准椭圆封头， 则其体积可表示为:
4002224
223
321=+?+?=++=i h R D R D
V V V V πππ
由此可求得mm D 6000=。
由以上尺寸将筒体分为三段式，其中每一段的长度为m 0.4，筒体为两瓣组焊而成。
2.2容器壁厚的计算
筒体壁厚计算公式为：
=
1δ[]mm P D P c t
i c 312
.185.013720
.62.12=-???=-Φσ 式中：c P 为设计压力，根据压力容器设计标准在本试验中其值为MPa 2.1 []t
σ为材料的许用应力
本次所用材料为20G 其屈服极限为205=s σMPa ，抗拉强度极限为410=b σMPa
[]1375.1205==s σMPa []1373
410==b
σMPa 在式中选用[]s
σ作为本材料的许用应力。 双面含或相当于双面焊的全焊透对接焊缝 100%无损检测 φ=1.0 局部无损检测 φ=0.85 不做无损检测 φ=0.70
单面焊的对接焊缝，沿焊缝根部有紧贴的垫板 100%无损检测 φ=0.9
局部无损检测 φ=0.8 单面焊的环向对接焊缝（无垫板） 局部无损检测 φ=0.7 不做无损检测 φ=0.6
此容器选择焊接方法为双面全焊透，局部无损检测，因此焊缝系数选择为0.85。 实际厚度公式为:c +=1δδ
c 为附加壁厚其值为:21c c c +=
1c 为板材厚度偏差取为mm 1，2c 为材料腐蚀裕量，本结构为微腐蚀其取值为mm 0。
因此筒体实际厚度为：mm 320131=++=δ
2.3封头厚度计算
椭圆封头壁厚计算公式为：
[]mm p D Kp s c t
i c 312
.15.085.013726
2.115.021=?-????=-=
φσ 式中K=1；
实际厚度为：mm c c s S 32211=++=
2.4标准件的选择
2.4.1椭圆封头的选取
以内径为公称直径选取封头，由计算得到的封头的设计内径为D=6000mm ，根据JB/T 4737—95椭圆封头标准选取椭圆封头如下图：
封头结构示意图（图1）
其参数见下表：
直径Di 厚度δ高度h1 高度h2 质量m
6000 32 1500 50 8591.41
表（一）
2.4.2支座的选择：
卧式容器用支座支撑。其中主要有鞍式支座、圈式支座和腿式支座三种。
按座的结构和尺寸，除特殊情况需要另设计外，一般可根据设备的工程直径选用标准形式支座，目前常用的鞍式支座标准为JB/T4712——92。因为卧式贮运罐对于卧式贮运罐，除了考虑容器重量在壳体上引起的弯曲应力，所以，即使选用标准鞍座后，也要对容器进行强度和稳定习性的校核。一般卧式容器最好采用双支座。
根据容器的公称直径DN=6000和鞍式支座标准（JB/T 4712——92）选取支座结构如下图所示：
支座结构示意图（图2）
其具体数据为：
鞍座高度250 底板总长L1:1280 筋板厚度 8
包角角度 120 垫板厚度8 底板厚度12
垫板弧长2100 腹板厚度10 螺栓间距1120
2.4.3视镜的选择：
视镜的标准结构采用带颈和不带颈两种。不带颈视镜结构简单，便于窥视，但缺乏制造经验，容易引起视镜焊后密封面变形，另外在不宜把视镜直接焊在设备上时，也有带颈视镜供选用。本容器上为带颈视镜(HGJ 502-86).其结构简图如下所示：
视镜结构示意图(图3)
3焊接结构制造工艺
3.1材料的进厂入库检验
结构材料和焊接材料验收合格后，应按企业标准，分别存放在金属材料库和焊接材料库。金属材料主要存放各种钢材、有色金属和外购铸、锻件等，不允许露天堆放。不锈钢板、钢管和有色金属材料，应分别单独存放并妥善保管。
3.1.1 结构材料预处理
钢材进入车间加工之前进行表面预处理是金属结构制造中最重要的首道工序。一搬钢材经过预处理比手工或风动钢丝刷清理钢材耐腐蚀寿命要长5倍多。
钢材的预处理有机械除锈和化学除锈方法两种。
本容器选用GYX-3M钢材预处理装置。利用抛丸机械除锈的先进大型设备，钢材经此处理，并经喷保护底漆，烘干处理等工序后，既可保护钢材在生产和使用过程中不再生锈，又不影响机械加工和焊接质量。
矫正是利用材料的塑性变形能力，在力的作用下，使工件得到正确形状的过程。
钢材的的矫正分手工、机械、火焰等三种矫正方法。本容器结构所选用钢板厚度为32mm，属于厚板。选用矫正方法为机械矫正，选用矫正机型号为：CDW43S（35x2500）；其具体参数见下表：
CDW43S板材矫平机数据（表二）
3.2 放样、划线与号料
放样、划线与号料是决定焊接坯料形状与尺寸公差的重要工艺，亦是焊接结构过程主要质量控制点之一。
放样是在制造金属结构之前，按照设计图样，在放样平台上用1：1的比例尺寸，划出结构或者零件的图形和平面展开尺寸。号料和划线采用划针或者磨尖的石笔、粉线作线。
3.2.1 筒节下料
筒节的划线是在钢板上划出展开图。筒节的展开计算比较简单，即以筒节的平均直径为基准。由于钢板在卷板机上弯卷是受辊子的碾压，厚度会减薄，长度会伸长。因此，下料尺寸应比计算出来的尺寸短一些。筒节展开长按下式计算：
()L D L D L i m ?+=?-=-S ππ
式中 -L 筒节展开式，mm -m D 筒节平均直径，mm -i D 筒节内径，mm -S 板厚，mm -?L 钢板伸长量，mm 通常()i
m
D S
D L π12.0~10.0=? 所以将数据带入公式可得：
()()mm L D L D L i m 57141023180014.3-S =-+?=?+=?-=ππ
由于单个筒节是由两个半圆筒焊接而成的，因此筒节下料单个钢板的长度为：
mm 2857 其实具体尺寸为（长x 宽x 高）:mm 2312002857??
筒节钢板的下料选择机械剪切下料。常用的机械剪切下料多采用圆板剪和龙门剪板机，而以龙门剪板机的应用最为广泛，通常只能做直线剪切。 本次选择的剪板机的型号为：Q11—50 x3200型。其具体参数见下表：
Q11-50x3200型剪板机（表三）
3.2.2 封头的下料
封头的展开较筒节复杂，有些封头如椭圆封头、球形封头和折边锥形封头，属于不可展开的零件，它们从坯料制成零件后中性层尺寸发生变化，因此这类零件的坯料计算较为复杂。
本结构选择的封头为椭圆形标准封头，其毛坯展开尺寸计算公式为：
0102223.1hK d D +=
式中-0K 封头冲压成形拉伸系数，通常取0.75；
mm hK d D 227675.05021800223.12223.
1010=??+?=+=
封头由于其尺寸较大，且其形状为圆形，不能使用龙门剪板机。所以对封头的切割选择火焰切割。气割机型号为：FG-4000
封头气割机参数（表四）
3.3 成形和弯曲加工
大多数焊接结构，如锅炉、压力容器、船舶、车辆、桥梁及起重机的许多构件，为了达到产品设计图样形状的要求，在焊接之前都经过成形加工。成形工艺包括冲压、卷
制、弯曲和旋压等。
3.3.1 筒体的卷制成形
圆筒形和圆锥形构件，都是采用不同厚度的钢板卷制而成。卷制成形通常在三辊筒或四辊筒卷板机上进行的，实际上是一种弯曲工艺。卷筒可以分为热卷和冷卷。通常对厚度小于60mm的钢板可采用冷卷；本次设计的容器筒体钢板厚度为32mm，因此选择冷卷。卷板机型号为：CDW11-(数控制上调式)25x4000。其具体参数为：
对称式三辊卷板机参数（表五）
钢板在卷板机上卷制时，钢板的两端总有一段长为a的直边无法卷制，其长度取决与两下辊的中心距。为消除此剩余直边，在钢板卷圆钱应作板边预弯曲。通常采用水压机在专用模具上预弯。
3.3.2 封头的冲压成形
封头成型法主要有冲压成型法、旋压成型、爆炸成型等三种方法。冲压成型就是用水压机或油压机借助冲模把毛坯冲压成所需形状。其成型质量好，生产效率高适用于批量生产。由于冲压过程毛坯塑性变形较大，对于壁厚较大或冲压深度较大的封头，为了提高材料变形能力，保证封头成型质量，一般都采用热冲压成型。由于本次所选用的封头壁厚为32mm，壁厚较大，因此封头的冲压成形选用热冲压一次冲压成形。选用液压机型号为：125T油压机。
其具体参数为：
油压机参数（表六）
3.4 坡口加工
焊接接头坡口形状和几何尺寸的设计，应遵循以下原则:
（1）保证焊接质量（2）坡口加工简易（3）便于焊接加工（4）节省焊接材料
3.4.1 筒体纵焊缝坡口加工
筒体是由钢板卷制而成，其边缘部分由于变形和冷作硬化作用其性能已发生变化，不能满足设计要求，应此需将此区域除去。筒节卷制成形后，按图样规定的筒体名义直径测量筒节的实际周长，并划二次线，割去余量后按焊接工艺要求加工坡口。
筒体的纵缝的焊接采用双面埋弧焊，根据埋弧焊坡口加工要求其坡口形式为双面V 形坡口，即X形坡口。具体尺寸如下：
纵缝对接坡口（图4）
根据具体尺寸，可选用HP-10系列坡口加工机。
3.4.2 筒体环焊缝坡口
压力容器筒身环焊缝坡口形式，取决于其壁厚及所选用的焊接工艺方法。对于薄壁容器，壳体环焊缝多采用V形坡口；而对于厚壁容器壳体环焊缝，为了减少焊缝的横截面，通常采用U形坡口。对于此次所设计的容器，属于厚壁型。其环焊缝包括筒节对接焊缝和筒体与封头的对接焊缝，都采用相同的坡口形式。如下图：
环焊缝坡口示意图（图5）
该类型坡口可采用半自动切割机加工，生产经验表明，如果坡口的加工尺寸不符合图样的要求，且严重超差，则必将导致各种焊接缺陷的形成。
4装配与焊接
在各类焊接结构生产中，装配焊接是决定产品最终质量的关键性工序，是质量保证体系中重要的质量控制点。为此，生产企业必须为每一部件编制装配工艺卡，为每一中接头编制焊接工艺规程。
4.1部件焊接
筒体压力容器结构复杂，拥有较多的部件，为了达到设计的要求必须采用合理的部件焊接顺序和总装顺序。根据具体要求，本次设计的焊接顺序为：首先是单个筒节的焊接，其次是筒节间的对接，然后是筒体与封头的连接，最后是接管、支座等相关构件的焊接。
4.1.1 筒节的装配与焊接
筒节纵缝的焊接工艺方法需根据壁厚和材料本身的性能选定的。壁厚50mm以下的筒节纵缝，通常采用单丝或多丝埋弧焊。本次焊接材料为20G,属于铁素体不锈钢，其具体成分为：
C Si Mn S P Cr Ni
<0.30 ≤0.75 ≤1.00 ≤0.03 ≤0.035 16～18 0.6
20G化学成分（表七）
筒节钢板的壁厚为32mm，属于较厚板材，为了确保焊接质量和提高焊接效率，选择埋弧焊作为筒节纵焊缝的焊接方法。
埋弧焊具有以下优点：
1 焊接效率高
2 焊缝质量优异；
3接头坡口制备简易；
4 改善焊接环境；
焊接材料和参数的选择
影响埋弧焊焊接质量的主要参数有：焊接电流、电弧电压、焊接速度、电流种类及其极性等。
根据板厚和所开坡口形式，埋弧焊的焊接工艺参数为：焊接电流1000A ，电弧电压39V, 焊接速度30.1m/h, 电流种类为直流电，极性为直流反接；在焊缝的两端需添加引弧板和收弧板，以获得相同质量的焊缝。
根据母材成分，和焊缝等强原则，埋弧焊所选用的焊丝牌号为：H08MnA 焊剂牌号为：HJ431 焊丝直径为5毫米。焊机的选择为MZ---1000型埋弧焊机。它是根据电弧电压反馈调节原理设计的变速送丝式焊机，有交流和直流两种，适合与焊接水平位置会与水平面倾斜不大于15度的开坡口和不开坡口的平板对接、角接和搭接的焊缝，借助于轮胎或滚轮架等辅助设备也可以焊接圆筒件的内、外焊缝。
焊件的装配不仅要求组件的尺寸与配合符合设计图样的要求，而且要保证接头的装配及定位焊缝的质量符合工艺规范的要求。对于筒节的焊接，可将卷制好的板材放置在滚轮架上，并与其他夹具相配合以保证结构的精度。
4.2 筒体环焊缝的焊接
环焊缝包括筒节的对接和筒体与封头的焊接。由于筒体和封头的壁厚材料都相同，可采用相同的焊接工艺进行焊接。
薄壁容器筒体环缝，可以采用焊条电弧焊、熔化极气体保护焊、钨极氩弧焊机等离子弧焊等。壁厚大于20mm的筒体环缝，通常采用埋弧焊，可以达到较高的焊接效率。厚壁容器筒体环缝的焊接，基本上都是采用单丝或双丝埋弧焊。
根据筒体材料20G和壁厚32mm，焊缝坡口如图5所示。
坡口类型为单侧U形坡口，其正面采用埋弧焊，反面采用手工电弧焊。
焊机可和纵缝一样选择MZ—1000型埋弧焊机，埋弧焊丝型号为H08MnA 焊剂牌号为HJ431 焊丝直径为5mm；手工电弧焊焊条型号为 E 4303 牌号为J422；
焊接参数选择为：焊接电流160A ，电弧电压38V，焊接速度23m/h，焊接电源为直流电，采用直流反接。
4.3容器壳体接管的焊接
由于化工工艺流程或工作介质循环的需要，在压力容器壳体上，总需要设置各种不同直径的接管。本次设计的卧式储罐上附件主要有：人孔与法兰、进料口、出料口、视镜、液面计等。这些接管的焊缝质量往往是决定容器运行特性和使用寿命的重要因素之一。因此必须重视接管焊接及相关工序的加工。
接管焊接工艺方案有两种：第一种是每个筒节焊接和无损检测合格后，或者若干筒节相接并无损检测合格后，进行划线、钻孔、割孔，再装焊接管；第二种是容器壳体总装焊接并无损检测合格后，整体划线、钻孔、割孔再装焊接管。接管组装方案的选择，取决于接管的数量规格、布置方式，以及壳体本身的总长和重量；同时也取决于容器生产单位的厂房设施、工艺装备和加工能力等。
为装焊接管，在筒体或封头上必须按图样所标位置和尺寸划线、开孔。开孔可采用钻削、扩孔、气割、镗孔等方法加工。通常直径在100mm以下的管孔，可采用钻、扩加工；而直径在100mm以上的则采用手工或自动切割；
接管焊缝的接头和坡口形式，取决于容器的工作参数。本容器为中压容器允许才用局部焊透的坡口形式。
根据以上原则，筒体上的接管中直径大于100mm的只有人孔与法兰的接管，其公称直径为500mm，接管壁厚为15mm；其余接管直径都小于100mm；
应此对大直径的人孔接管采用马鞍形管自动切割机进行开孔，根据材料和壁厚其坡口形式如下图所示：
人孔接管坡口示意图（图6）
由于接管直径较大为了提高生产效率和保证焊接质量焊接采用埋弧焊；
对于其他直径小于100mm的接管，由于其直径较小，可以采用局部焊透。焊接方法也应选择手工电弧焊，以适应在小范围内的焊接。
4.4支座组焊
本课设卧式设备采用鞍式支座。在底板上划好线，焊上腹板和纵向立肋，组焊时需保证各零件与底板垂直。然后将弯制好的托板与腹板和纵向立肋组焊，最后，将支座组合件焊在筒体预先划好的支座位置线上。
5焊后热处理
20g锅炉板是一种综合力学性能要求较高，钢质较为纯净、熔炼成分的构成及微合金化元素对各性能影响较为敏感的钢种。因此20g生产工艺关键在于优化熔炼成分，降低钢中的夹杂物总量，选用合适的微合金化元素，采用控制轧制，提高板面质量，稳定时效冲击等技术的应用。在焊接工艺上应采用以下措施：
1、焊前预热 100～200°C 左右。
2、焊后热处理 750～800°C退火处理。
3、采用小的热输入。
6 焊件的质量检查
6.1焊接接头的无损检测
焊接接头无损检测的作用，是探测目视检查不能发现的的各种缺陷。例如：焊缝表层的微裂纹，夹渣，以及各种内部缺陷。焊接接头的无损检测方法有:磁粉检测、渗透检测、涡流检测、超声波检测和射线检测等。
X射线检测是一种波长短，能量大，穿透能力强的电磁波，由胶片观察缺陷的位置、形状、大小及分布情况；可发现的缺陷为：气孔、夹杂物、未焊透、未熔合等。
超声波探伤检测利用声波通过对有缺陷的金属时会有不同的渗透性。根据讯号指示可测定缺陷的位置、大小和分布情况；可发现任何部位的气孔、夹杂、裂缝等缺陷。
6.2致密性检验
储存液体或气体的焊接容器，其焊缝的不致密缺陷，如贯穿性的裂纹、气孔、夹渣、未焊透等，可用致密性实验来发现。致密性实验法有:水压试验、气压试验和煤油试验。
6.2.1水压试验
水压试验常被用来检查管子、油箱、水箱以及各种容器，目的是测定这些容器的水密性的构件在承受一定压力下的致密性。具体方法：
（1）用水把容器灌满，并堵塞好容器的一切孔和眼，用水泵把容器内的水压提高到技术要求规定的数值，在此压力下保持一段时间，然后把压力降低到工作压力，用圆头
小锤在距焊缝15-20处沿着焊缝轻轻敲打；
（2）用水将容器灌满，不加压力，检测是否漏水；
（3）在焊缝的一侧用高压水流喷射，而在焊缝的另一侧观察是否漏水。
若在焊接接头上发现有水滴或细水纹，则表面焊接接头不致密。
6.2.2 气压试验
（1）将压缩空气通入密闭的容器内，在焊接接头表面涂抹上肥皂水；
（2）较小的容器可全部进入水中；
（3）用压缩空气对着焊缝的一面猛吹，焊缝的另一面涂上肥皂水。
当焊缝有穿透性的缺陷时，容器内的气体就会从这些缺陷中逸出，使焊接接头处的肥皂水起泡或浸在水中的容器冒水泡，表面焊接接头不致密。
6.2.3 产品焊接试板的力学性能检验
按相应的标准或产品技术条件的要求，截取拉力、弯曲、冲击试样。截取的最好方法采用铣、锯等机械加工方法。试样的加工和试验，应严格按相应的国家标准来执行。
7 焊接结构的涂装和发运
焊接结构的涂装是成品出厂前的最后一道工序。它是在运输、安装和使用过程中，防止大气腐蚀和意外碰撞而受损的重要措施。产品涂装不仅决定产品的表面质量，而且也可以反映生产单位的企业形象。因此，应从涂层选料、颜色、涂刷工艺、以及包装设计各方面采取必要的措施，确保涂装的质量。最后由专职检查员验收入库。
8参考文献
【1】中国机械工程学会焊接学会编。焊接手册机械工业出版社
【2】压力容器制造和修理。压力容器实用技术丛书编写委员会
【3】熔焊方法及设备。沈阳工业大学王宗杰主编
课程设计任务书
目录 一工程概况 二现场焊接执行标准、规范三坡口加工与接头形式 四一般要求 五焊接施工要点 六防变形措施 七质量检验 八无损探伤程序 九安全技术措施
一、工程概述 上海孚宝漕泾罐储罐区共计47台储罐，详见储罐安装工艺方案： 二、现场焊接执行标准、规范 1、API650标准 2、《立式圆桶形钢制焊接油罐施工及验收规范》GBJ128-90 三、坡口加工与接头形式 坡口加工与接头形式应符合施工图纸的要求，其中坡口、碳钢采用半自动氧烟切割机、不锈钢采用等离子切割机加工，加工后用角向磨光机打磨表面硬化层。碳钢用砂轮片不得与不锈钢混用。 四、一般要求： 1、焊工必须持有技术监督局颁发的焊工证（在有效期内），并通过孚宝现场检验考试，取得孚宝发放的合格证书。焊工施焊的相应位置应与此次考试合格证的合格项目相符。上岗必须佩戴专用标识，并在焊缝附近用记号笔标出焊工编号。 2、焊接设备完好，接线牢固。 3、严格遵守所给定的工艺参数施焊，不得改变和随意突破。 4、储罐主体主要使用三种焊材 碳钢Q235-A采用J422酸性焊条（不需烘烤） 不锈钢304、304L采用A002焊条 碳钢+不锈钢（Q235-A+304L）采用 焊条的烘烤、发放、回收由我公司负责。焊条烘烤温度150℃，烘烤时间1小时。各焊工班组应于前一天下班提出焊条用量，并负责
领出新焊条，放入焊条烘箱内，现场使用焊条（包括J422）必须采用保温筒携带，焊条放在保温筒最多6个小时。当天未用完的焊条应交回焊条库保管或复烘。 5、焊前应将坡口表面及其周边不小于20mm范围内的油、锈迹、漆、垢、水分、毛刺等清理干净，并检查确认其坡口角度、对口间隙、错边量等。 6、引弧、收弧均应在焊道上或用引弧板，禁止随意在母材上打火，试电流。 7、点固焊、工卡具焊接应采用与正式焊接相同的焊条和焊接工艺。工卡具及其他临时焊点拆除时，严禁用大锤强力打下，宜采用氧-乙炔焰切割或砂轮机打磨，避免损伤母材。 8、焊接环境出现下列任一情况时，无有效防护措施，禁止施焊： 风速大于8m/s； 相对湿度大于90%； 气温低于0℃； 雨、雪天气。 附：储罐WPS选用图（见图1） 储罐焊接用WPS
课程设计任务书 课程设计任务书 1. 设计题目：液氨储罐机械设计 2. 课程设计要求及原始数据（资料）： (1)、课程设计要求： ①.使用国家最新压力容器和换热器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。 ②.广泛查阅和综合分析各种文献资料，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。 ③.设计计算要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠。 ④.设计说明书可以手写，也可打印，但工程图纸要求手工绘图。 ⑤.课程设计全部工作由学生本人独立完成。 (2). 设计数据： 1
3. 工艺条件图 4. 计算及说明部分内容（设计内容）： 第1章绪论： （1）液氨储罐的设计背景 （2）液氨贮罐的分类及选型； （3）主要设计参数的确定及说明。 第2章材料及结构的选择与论证 （1）材料选择与论证； （2）结构选择与论证：封头型式的确定、人孔选择、法兰型式、液面计的选择、鞍座的选择确定。 第3章工艺尺寸的确定 第4章设计计算 （1）计算筒体的壁厚； （2）计算封头的壁厚； （3）水压试验压力及其强度校核； （4）选择人孔并核算开孔补强； （5）选择鞍座并核算承载能力； （6）选择液位计； （7）选配工艺接管。 设计小结 参考文献 5．绘图部分内容： 总装配图一张（A1图纸） 2
课程设计任务书 6．设计期限：1周（ 2013 年 06月 24 日～ 2013 年 07 月 05 日） 7、设计参考进程： (1)设计准备工作、选择容器的型式和材料半天 (2)设计计算筒体、封头、选择附件并核算开孔补强等一天 (3)绘制装配图二天 (4)编写计算说明书一天 (5)答辩半天 8．参考资料： (一)国家质量技术监督局，GB150-1998《钢制压力容器》，中国标准出版社，1998； (二)国家质量技术监督局，《压力容器安全技术监察规程》，中国劳动社会保障出版社，1999 (三)《金属化工设备·零部件》第四卷 (四)中华人民共和国化学工业部，中华人民共和国待业标准《钢制管法兰、垫片、紧固件》，1997 (五)《化工设备机械基础课程设计指导书》（图书馆借阅书号：TQ 05/51） (六)刁玉纬王立业，《化工设备机械基础》，大连理工大学出版社，2003年第五版； (七)李多民俞惠敏，《化工过程设备机械基础》，中国石化出版社，2007； (八)董大勤，《化工设备机械基础》，化学工业出版社，1994年第二版； (九)汤善甫朱思明，《化工设备机械基础》，华东理工大学出版社，2004年第二版； 发给学生（签名）：指导教师： 年月日 （注：此任务书应附于所完成的课程设计说明书封面后） 3
§1施工方案
§1.1 总体施工方案 １、液压提升倒装自动焊工艺 a、本工程二台20000m3浮顶罐采用液压提升倒装自动焊工艺进行施工，施工工艺流程图如 后图所示。 b、罐底板、罐壁板在本部生产基地进行深度工厂化预制,利用进口的龙门自动切割机,切割 下料和坡口加工一次成型。 c、油罐纵缝和环缝外口采用CO2气体保护自动焊，口采用CO2气体保护半自动焊；油 罐底板采用埋弧焊+碎丝焊。 ２、液压提升倒装自动焊施工工艺流程图
§1.2 油罐预制方案 １、罐底预制 a、罐底预制主要是弓形边缘板和中幅板的切割。罐底中幅板、边缘板采用净料预制技术， 用龙门自动切割机切割钢板的直边和坡口，罐底边缘板弧线采用半自动火焰切割机切割。 b、罐底板预程序如下： c、底板预制前应绘制排板图，并应符合下列规定 ●罐底的排板直径，宜按设计直径放大0.1％-0.2％; ●边缘板沿罐底半径方向的最小尺寸，不得小于700mm； ●弓形边缘板的对接接头，宜采用不等间隙，外侧间隙宜为6-7mm；侧间隙宜为 8-12mm； ●中幅板的宽度不得小于1000mm，长度不得小于2000mm； ●底板任意相邻焊逢之间的距离不得小于200mm。 d、中幅板的尺寸允许偏差应符合下表的规定
２、壁板预制 a、壁板预制主要为板料检验、切割下料和滚圆三个过程，进行工厂化施工，壁板预制工艺 流程如下： b、壁板预制前，根据设计要求、施工规及钢板实际到货规格绘制排板图，报设计及监理单 位批准，并应符合下列要求： ●底圈壁板纵缝，宜向同一方向逐圈错开，其间距不得小于500mm； ●底圈壁板纵向焊缝与罐底边缘板的对接缝之间的间距不得小于200mm； ●罐壁开孔接管或开孔接管补强板外缘与罐壁纵向焊缝之间的距离，不得小于200 mm； 与环向焊缝之间的距离，不得小于100 mm； ●包边槽钢对接接头与罐板纵向焊缝之间的距离不得小于200mm； ●壁板宽度为1800mm，长度不得小于6000mm。 ●壁板尺寸的允许偏差应符合下表：
第一章 课程设计任务书 设计条件表 液氯进口管DN50；液氯出口管DN50；空气进口管DN50；空气出口管DN50；安全阀接口DN50；压力表接口DN25. 液位计接口人孔按需设置。 第二章 绪论 （一）设计任务： 综合运用所学的专业课知识，设计一个第一类压力容器中的高度危险性内压容器——液氯储罐。 （二）设计思想： 综合运用所学的专业课知识，以《课程设计指导书》为根，以《过程装备基础》为本，结合所学的专业课知识，对储罐进行设计。在设计过程中综合考虑了经济效益，适用性，安全可靠性。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准。 第三章 材料及结构的选择与论证 (一)材料选择 纯液氯是高危害性的介质，但其腐蚀性小,贮罐可选用一般钢材,有因为使用 温度为C 。 ～4520 ，根据《课程设计指导书》中钢板的使用条件，应选用Q245R 或Q345R 。常用的有20R 和16MnR 两种。如果纯粹从技术角度看，建议选用20R 类的低碳钢板， 16MnR 钢板的价格虽比20R 贵，但在制造费用方面，同等重量设备的计价，16MnR 钢板为比较经济。所以在此选择16MnR 钢板作为制造筒体和封头材料。
（二）结构选择与论证 （1）封头的选择 从受力与制造方面分析来看，球形封头是最理想的结构形式。但缺点是深度大，冲压较为困难；椭圆封头浓度比半球形封头小得多，易于冲压成型，是目前中低压容器中应用较多的封头之一。平板封头因直径各厚度都较大，加工与焊接方面都要遇到不少困难。从钢材耗用量来年：球形封头用材最少，比椭圆开封头节约，平板封头用材最多。因此，从强度、结构和制造方面综合考虑，采用椭圆形封头最为合理。 （2）人孔的选择 压力容器人孔是为了检查设备的内部空间以及安装和拆卸设备的内部构件。人孔主要由筒节、法兰、盖板和手柄组成。一般人孔有两个手柄。本次设计在综合考虑公称压力、公称直径工作温度以及人孔的结构和材料等诸方面因素的情况下，选用回转盖带颈对焊法兰人孔。 （3）容器支座的选择 容器支座有鞍式支座、腿式支座、支撑式支座、耳式支座、裙式支座等，用来支撑容器的重量。鞍式支座是应用最广泛的一种卧式支座。因为本次设计的容器直径在mm 1000以上，所以选用轻型鞍座，又因为容器有热胀冷缩的位移要求，所以应选两个轻型鞍座分别为固定式和滑动式。 （4）法兰型式的选择 法兰连接主要优点是密封可靠、强度足够及应用广泛。压力容器法兰分平焊法兰与对焊法兰。平焊法兰又分为甲型与乙型两种。法兰设计优化原则：法兰设计应使各项应力分别接近材料许用应力值，即结构材料在各个方向的强度都得到较充分的发挥。在考虑到本次储存的介质为高度毒性介质，所以应选用带颈对焊法兰。 （5）液面计的选择 液面计是用以指示容器内物料液面的装置，其类型很多，大体上可分为：玻璃管液面计、透光式玻璃板液面计、反射式玻璃板式玻璃板液面计、浮标式玻璃板液面计、防霜液面计、磁性液位计等。应为本次设计要成装毒性为高度介质的容器，所以不能选用玻璃管液面计。又因为要储存的介质稍有色泽，所以不能选用透光式玻璃板液面计。本次设计的设计高度小于m 3，因而不能选用浮标式玻 璃板液面计。本次设计的工作温度为C 。 ～4520 ，所以不能用防霜液面计。综合
储罐焊接方案 珠海恒基达鑫国际仓储有限公司 储罐焊接施工方案 编制:刘体义 审核:杨建满 批准:刘冰 中国化学工程第十一建设公司 2003年7月 审批表 建设单位审批意见: 签章: 年月日监理单位审批意见: 签章: 年月日 珠海恒基达鑫二期工程储罐焊接施工方案中国化学工程第十一建设公司 1 编制说明和依据 1.1 编制说明 3由我公司承建的珠海恒基达鑫二期工程罐制作安装工程共有5万米储罐2台，该罐为内浮顶型式，工作介质为成品油。 由于该储罐制安工作量大、施工工期短(约6个月)，而储罐的焊接质量是内在质量的关键，也是影响整个工程的质量和进度的重点。为确保本工程储罐制安的焊接质量和进度，特编制本焊接方案。 本方案经审批通过后，即可用于指导本工程的焊接工作，其所述内容与其它文件不符时，一律以本方案为准，各有关人员要严格依照执行，以确保焊接质量和进度。
在工程实施过程中，将以焊接工艺卡的形式对本方案进行进一步细化，并向工人进行技术交底，用于具体地指导具体部位的焊接施工。 本方案在实施过程中若有不合适之处，也将以焊接工艺卡的形式对之进行修改、补充完善，并下发指导施工。 1.2 编制依据 1)工程施工合同 2)设计施工图纸 3)施工组织设计 4)《立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范》 GBJ128-90 5)《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》 GB50236-98 6)《钢制压力容器焊接工艺评定》 JB/T4708-2000 7)《钢制压力容器焊接规程》 JB/T4709-2000 8)《锅炉压力容器焊工考试规则》劳人锅[1988]1号 第1页共21页 珠海恒基达鑫二期工程储罐焊接施工方案中国化学工程第十一建设公司 9)《焊接材料质量管理规程》 JB/T3223-96 10)《炼油、化工施工安全规程》 SHJ505/HGJ233-87 11)评定合格的焊接工艺评定 2 工程概况 储罐名称:成品油储罐台数:2 储罐直径:50m 罐壁高度:23.5m 结构形式:内浮盘拱顶罐 罐体详细情况: 厚度板幅序号名称材质备注 mm mm 1 16MnR 34 1980 罐壁第1带板
目录 第1章绪论 (1) 第2章工艺设计 (3) 2.1 储罐存储量 (3) 2.2 储罐设备的选型 (3) 第3章结构设计 (5) 3.1 筒体及封头设计 (5) 3.1.1材料的选择 (5) 3.1.2 筒体壁厚设计 (5) 3.1.3 封头壁厚设计 (6) 3.2 接管的选取 (6) 3.3 法兰的选取 (7) 3.4 垫片的选取 (8) 3.5 螺栓的选取 (9) 3.6 人孔的选取 (9) 3.6.1 人孔的结构设计 (9) 3.6.2 核算开孔补强 (11) 3.7 安全阀、液位计和压力表的选取 (12) 3.8 容器支座的设计 (14) 3.8.1 支座的选择 (14) 3.8.2 鞍座位置的确定 (16) 3.9 总体布局 (17) 第4章强度计算 (18) 4.1 弯矩和剪力的计算 (18) 4.2 圆筒轴向应力计算及校核 (19) 4.2.1 圆筒轴向应力计算 (19) 4.2.2 圆筒轴向应力校核 (20) 4.3 圆筒和封头切应力计算及校核 (20) 4.4 鞍座截面处圆筒的周向应力计算及校核 (21) 第5章焊接结构设计 (23) 5.1 焊接接头设计 (23) 5.2 焊条的选择 (25) 设计心得 (25) 参考文献 (26)
第1章绪论 在固定位置使用、以介质储存为目的的容器称为储罐，如加氢站用高压氢气储罐、液化石油气储罐、战略石油储罐、天然气接收站用液化天然气储罐等； 储罐有多种分类方法，按几何形状分为卧式圆柱形储罐、立式平底筒形储罐、球形储罐；按温度划分为低温储罐(或称为低温储槽)、常温储罐(＜90℃) 和高温储罐(90～250℃ )；按材料可划分为非金属储罐、金属储罐和复合材料储罐；按所处的位置又可分为地面储罐、地下储罐、半地下储罐和海上储罐等。单罐容积大于1000m3 的可称为大型储罐。金属制焊接式储罐是应用最多的一种储存设备，目前国际上最大的金属储罐的容量已达到2×105m3。 储罐通常是由板、壳组合而成的焊接结构。圆柱形筒体、球形封头、椭圆形封头、碟形封头、球冠形封头、锥形封头和膨胀节所对应的壳分别是圆柱壳、球壳、椭球壳、球冠+环壳、球冠、锥壳和环形板+环壳，而平盖（或平封头）、环形板、法兰、管板等受压元件分别对应于圆平板、环形板(外半径与内半径之差大10倍的板厚)、环(外半径与内半径之差小于10倍的板厚）以及弹性基础圆平板。上述7种壳和板可以组合成各种储罐结构形式，再加上密封元件、支座、安全附件等就构成了一台完整的储罐。图1.1为一台卧式储罐的总体结构图，下面结合该图对储罐的基本组成作简单介绍。 图1.1储罐总体结构 (1) 筒体 筒体的作用是提供工艺所需的承压空间，是储罐最主要的受压元件之一，其内直径和容积往往需由工艺计算确定。圆柱形筒体(即圆筒) 和球形筒体是工程中最常用的筒体结
施工方案报审表 注：本表一式三份，建设单位、项目监理机构、承包单位各一份。
太仓中石油润滑油添加剂有限公司建设工程储罐安装技术方案 编制： 审核： 批准： 大庆油田建设集团有限责任公司 二零一四年六月
目录 一、工程概况： (1) 二、编制依据 (1) 三、储罐工程施工方案 (2) 施工作业流程 (2) 储罐预制 (3) 储罐主体安装 (5) 储罐焊接方案 (11) 储罐试压沉降 (13) 储罐罐壁支撑件、三角架劳动保护措施 (15) 四、储罐防腐保温方式 (17) 、储罐防腐施工流程及工艺 (17) 保温施工工艺及流程 (19) 五、质量保证措施 (21) 六、HSE安全技术管理措施 (22) 七、机械设备计划 (23) 八、本工程所必须的工装、卡具制作计划表 (24)
一、工程概况： 太仓中石油润滑油添加剂有限公司建设工程拟建的场地位于江苏省太仓港口开发区内，其场地为空地，地势平坦，开阔，四周均为开发区工业地块，东临随塘河、北临新塘河、南侧紧靠虹桥路，交通十分便利。 本工程共有各类小型储罐制作安装77台，其中301单元润滑油组分罐区储罐60台（其中50m3储罐23台、75m3储罐2台、100m3储罐12台、150m3储罐23台），201单元调合罐区16台（20m3储罐8台、50m3储罐3台、100m3储罐3台、150m3储罐2台），502单元1000m3消防水罐1台。为保证工程质量和工程进度，特对此部分工程编制详尽的施工技术措施以指导施工。 二、编制依据 1.建设单位提供的储罐基础及罐体设计施工图纸及概况说明。 2.招标文件、各类招标答疑会议纪要及其他相关资料。 3.国家和上级单位以及公司有关安全生产，文明施工的法规，规定。 4.施工现场的自然条件和具体情况（水文地质、气象环境、交通运输、供水供电等）。 5.现行的国家有关工程建设强制性标准。 6.省、行业规程、规范；质量验收规范、标准。 7.我国现行的其他有关施工验收规范和操作规程。 8.我公司现有的技术、装备以及多年积累的类似建设工程的施工经验资料。具体规范、标准详表如下：
储罐焊接施工方案 1.0 工程概况..................... .. (2) 1.1 工程简介 (2) 1.2 储罐金属材质、厚度一览表 (2) 2.0 编制依据..................... .. (5) 3.0 储罐焊接方案.................... .. (6) 3.1 焊接方法 (6) 3.2 焊工资格管理 (6) 3.3 焊接工艺评定 (6) 3.4 焊材及管理 (7) 3.5 焊接的基本要求 (7) 3.5 储罐主体焊接方法 (7) 3.6 焊缝无损检测要求 (11) 3.7 焊缝返工管理 (12) 3.8 焊接质量保证措施 (13) 4.0 施工安全措施.................... .. (16) 5.0 人员计划..................... .. (18)
6.0 施工机具计划.................... .. (18) 1.0 工程概况 1.1 工程简介 罐区储罐安装工程包括MTBE 及苯类罐组、裂解燃料油罐组、乙二醇罐组3 个罐组，其中MTBE 及苯类罐组包括2 台1500m 3裂解轻燃料油储罐、2 台2000m 3C9 储罐、2 台2000m 3MTBE储罐、2台2000m 3二甲苯储罐、2台2000m 3甲苯储罐、3台3000 m3苯储罐共计13台储罐。裂解燃料油罐组包括2台1500m 3裂解燃料油储罐；乙二醇罐组包括2台8000m 3乙二醇储罐、2台1100m 3二乙二醇储罐、1台110m3三乙二醇储罐、1台110m3多乙二醇储罐。 裂解轻燃料油、C9、MTBE、二甲苯、甲苯、苯储罐为内浮顶碳钢罐，其中苯储罐带加热盘管。裂解燃料油储罐为带加热盘管的固定拱顶碳钢罐。乙二醇、二乙二醇为固定拱顶碳钢罐（内喷铝），三乙二醇底板边缘板及第一、二、三、四圈壁板为低合金钢，中幅板及其余壁板为碳钢的固定拱顶罐（内喷铝），多乙二醇储罐为固定拱顶不锈钢罐，带加热盘管。 1.2 储罐金属材质、厚度一览表 储罐金属材质、厚度见下表所示:
目录 1．编制说明 1 2．工程概况 1 3．编制依据 2 4．施工方法 2 5．焊接工艺及主要焊接顺序15 6．质量保证措施21 7．资源配置计划23 8．质量保证措施23 9．HSE施工管理计划26
1、编制说明 1.1 为了保证产品罐区及中间罐区17台储罐的施工质量，满足设计和生产对工艺的要求，特编制本方案。 1.2本方案经监理审查通过后，即可用于指导储罐的安装工艺作业，其所规定的内容与其它方案不符时，一律以本方案为准。各有关人员要严格依照执行，加强工艺纪律，以确保储罐的质量和进度。 1.3质量目标计划：单位工程检验合格率100%；分部、分项工程交验合格率90%；设备封闭合格率100%；零质量事故。 2、工程概况 2.1本工程为多伦世腾15万吨/年煤制烯烃副产品芳构项目，储罐制作安装工程包括50m3罐4台、100m3罐2台、200m3罐2台、300m3罐1台、330m3罐1台、500m3罐1台、1000m3罐3台以及2000m3罐3台，其中15台罐结构为固定顶圆筒形立式储罐（内设浮盘），2台罐结构为固定顶圆筒形立式储罐（未设浮盘）。罐体安装采用倒装法，焊接采用手工电弧焊。 设备实物量清单 序号设备位 号 设备名称 规格型号 mm 材质重量Kg 单位数量 1 TK-1352A /B 苯产品检验 罐 DN3800X5400 Q245R 9114 台 2 2 TK-1304 抽余油储罐DN3800X5400 Q235B 8638 台 1 3 TK-1101 甲醇储罐DN3800X5400 Q235B8682 台 1 4 TK-1353A /B 甲苯产品检 验罐 DN5200X5250Q235B11513 台 2 5 TK-1351混合芳烃缓 冲罐 DN5500X1026 Q235B16743 台 1 6 TK-1302新鲜溶剂罐DN5500X1026 Q235B16659 台 1 7 V-1807混合芳烃储 罐 DN7750X7130Q235B18004 台 1 8 TK-1303湿溶剂罐DN6600X1065 Q235B24438 台 1
一、绪论 1、任务说明 设计一个容积为153m的液氯储罐，采用常规设计方法，综合考虑环境条件、液体性质等因素并参考相关标准，按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、鞍座、人孔、接管进行设计，然后采用SW6-2011对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。 Cl）的性质 2、液氯（2 分子量 70.91 黄绿色有刺激性气味的气体。密度：相对密度(水=1)1.47；相对密度(空气=1)2.48； 稳定性：稳定；危险标记：6(有毒气体)； 在工业上，液氯是一种很有用的化学物质。氯可用于造纸、纺织工业的漂白；用作水和废水的消毒、杀菌剂；且可用于制造无机、有机氯化物，如：金属氯化物、氯溶剂、染料中间体、杀虫剂、合成橡胶、塑料等。但由于液氯属高毒性，是一种强烈的刺激性气体。它对人体、环境都有很强的危害，因此液氯的存储、运输都是一个值得深思的问题。 设计储存设备，首先必须满足各种给定的工艺要求，考虑存储介质的性质、容量、钢材的耗费量等等。而且液化气体必须考虑它的膨胀性和压缩性，液化气体的体积会因温度的改变而变化，所以必须严格控制储罐的充装量（指装量系数与储罐实际容积和设计温度下介质的饱和液体密度的乘积）。目前我国普遍采用常温压力贮罐一般有两种形式：球形贮罐和圆筒形贮罐。因为圆筒形贮罐加工制造安装简单，安装费用少，但金属耗量大占地面积大，所以在总贮量小于5003m，单罐容积小于1003m时选用卧式贮罐比较经济。
二、 设计参数的确定 1、设计压力为压力容器的设计载荷条件之一，其值不得低于最高工作压力，通常可取最高工作压力的1.05~1.1倍。经过查表我们取设计压力为1.62Mpa 。 2、设计温度 设计温度也是压力容器的设计载荷条件之一，指容器在正常工作情况下，设定元件的金属温度。当元件金属温度不低于0℃时，设计温度不得低于元件可能达到的最高温度;当元件金属温度低于0℃时，其值不得高于元件金属可能达到的最高温度。所以设计温度选择为50℃。 3、主要元件材料的选择 筒体材料的选择： 根据液氯的特性，查GB150-1998选择16MnR 。16MnR 是压力容器专用钢，适用范围：用于介质具有一定腐蚀性,壁厚较大（8mm ≥）的压力容器。50℃时的许用应力Mpa t 170][=σ,钢板标准GB6645。 钢管材料的选择： 根据JB/T4731,钢管的材料选用20号钢，其许用应力[]137sa MPa σ= 三、 压力容器结构设计 1、 筒体和封头 筒体的公称直径Di 有标准选择，而它的长度L 可以根据容积要求来决定。 根据公式 2 3154 Di L m =π(1+5%) 取 L/D=4 将L/D=4代入得： 1.69Di =m 。 圆整后，1700mm Di ≈ 采用标准椭圆封头，查标准JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中表1，得公称直径i DN=D =1700mm ，封头深度H=450mm ，容积为0.6999 3 m 。
吉林众鑫化工集团有限公司12万吨/年生物法环氧乙烷装置和动力厂及配套公用工程 乙醇储罐焊接施工方案 1、编制说明 1.1 为了保证储罐焊接工程质量，满足设计和生产对工艺的要求，特编制本方案。 1.2 本方案作为施焊过程中必须遵守的焊接技术文件和合格焊接工艺评定一起作为编制焊接工艺卡的依据。 1.3本方案经监理审查通过后，即可用于指导储罐制作的焊接工作，其所规定的内容与其它方案不符时，一律以本方案为准。各有关人员要严格依照执行，加强工艺纪律，以确保储罐焊接质量和进度。 1.3在储罐安装焊接过程中，将以焊接工艺卡的形式对本方案进行进一步细化，并下发作业班组进行技术交底，用于具体地指导具体部位的焊接施工。 1.4本方案在实施过程中若有设计修改或不合适之处，也将以焊接工艺卡的形式对之进行修改，补充完善，并下发指导施焊。 2、工程概况 2.1本工程为吉林众鑫化工集团有限公司12万吨/年生物法环氧乙烷装置和动力厂及配套公用工程项目。制作安装乙醇储罐2台，外形尺寸为φ21000×18375*14/6，重量为139.47吨、材质为Q245R/Q235B。 2.2设计参数一览表
材质：Q245R/Q235B 3、编制依据 3.1. 设计院设计蓝图。 3.2 相关规范 《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》GB50341-2003 《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》GB50128-2005 《压力容器焊接规程》JB/T47019-2011 《承压设备无损检测》JB/T4730-2005 《焊接工艺评定规程》 DL/T 868-2004 3.3企业工艺标准的名称及编号： 《施工技术方案管理规定》 Q/JH223.22101.02-2013 《施工技术通用管理标准》 Q/JH222·21100.01-2013 《施工质量通用管理标准》 Q/JH223·21500.01-2013 《质量、环境、职业安全健康综合管理手册》 Q/JH223·20001.2007 《安全生产责任管理规定》 Q/JH223·21801.01 4、施工方法 4.1施工顺序
T03、T04主要焊接案 根据母材化学成份和力学性能分析和焊缝使用性能要求結合我单位施工的技术力量和以往施工的经验z罐主体焊接法选择如下： 罐壁板焊缝全部采用自动焊接工艺：纵缝采用C02药芯双保护自动焊接，焊机为VEGA-VB-AC 型气电立焊机；横缝采用美国林肯AGWISINGLE型埋弧自动焊机;罐底中幅板的焊接采用半自动焊打底+碎焊丝+高速埋弧自动焊盖面成型；罐底大角缝采用手工焊外打底,角缝自动焊填充盖面；浮顶及附件的焊接采用C02半自动焊和手工电弧悍相结合的焊接法，其中浮顶底板必须采用手工电弧焊。 6.1罐底的悍接 为减少罐底的焊接变形，采用自由收缩法施工，罐底组对焊接顺序为：边缘板组对、点焊-焊接边缘板夕bW 300mm焊缝-中幅板短焊缝组对焊接-长焊缝组对焊接-组对焊接通长缝-边缘板与壁板大角缝组对焊接-边缘板剩余对接焊缝焊接-边缘板与中幅板收缩缝组对焊接。 6.1.1罐底中幅板的焊接 1、罐底中幅板全部为对接加垫板的结构形式。罐底施焊两遍,初层焊的焊肉为7mm ,凸出部分采用砂轮机打磨至6mm,并进行看色检查，合格后再施焊第二遍。中幅板的焊接法为：打底焊采用CO2气体保护半自动焊，盖面采用添加碎焊丝的高速埋弧自动焊。焊接工艺如下： 2、中幅板的组对点焊要格按焊接作业指导书规定的程序执行。 3、中幅板组对完后,应用钢丝刷清除干净坡口及两侧25mm的锈、赃物,可进行施焊。 4、罐底中幅板焊接时应采用分段退步施焊。先焊短缝，后焊长缝，最后施焊通长缝。通长缝焊前应使用大型槽钢及龙门板进行加固，以减少焊接变形。通长缝的焊接,由中心开始向两侧分段退步施焊,焊至葩边缘板300mm处停止施焊。 5、对较多平行排列的焊缝（长缝）,应由二台焊机从中心向外对称隔缝施焊，施焊程序如附圏2 :
中北大学 课程设计说明书 学生姓名：学号： 学院：机械与动力工程学院 专业： 题目：（50）M3液氯储罐设计 指导教师：职称: 2014年06月16日
中北大学 课程设计任务书 2013/2014 学年第二学期 学院：机械与动力工程学院 专业： 学生姓名：学号： 课程设计题目：（50）M3液氯储罐设计 起迄日期： 课程设计地点：校内 指导教师： 基层教学组织负责人： 下达任务书日期: 2014年06月16日
课程设计任务书 1．设计目的： 设计目的 1)使用国家最新压力容器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。 2)掌握查阅和综合分析文献资料的能力，进行设计方法和设计方案的可行性研究和 论证。 3)掌握电算设计计算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠，且正确掌握计算 机操作和专业软件的使用。 4)掌握工程图纸的计算机绘图。 2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：1．原始数据 设计条件表 序号项目数值单位备注 1 名称液氯储罐 2 用途液氯储存站 3 最高工作压力 1.466 MPa 由介质温度确定 4 工作温度-20～4 5 ℃ 5 公称容积（V g）50 M3 6 工作压力波动情况可不考虑 7 装量系数(υV) 0.9 8 工作介质液氯（高度危害） 9 使用地点室内 10 安装与地基要求 11 其它要求 管口表 接管代号公称尺寸连接尺寸标准连接面形式用途或名称 a DN65 HG20595-1997FM液氯进口管 b DN50 HG20595-1997FM安全阀接口 c DN500 HG/T21523-2005FM人孔 d DN50 HG20595-1997FM空气进口管 e DN50 HG20595-1997FM空气出口管 f DN25 HG20595-1997FM压力表接口 g DN20 HG20595-1997FM液位计接口 h DN65 HG20595-1997FM液氯出口管
安徽机电职业技术学院课程设计焊接结构工艺及实施 系别：机械工程系 专业：焊接技术及自动化 班级: 焊接3121 姓名: 徐平 学号: 1203123041 2013～2014学年第二学期
目录 前言 (1) 1、焊接结构工艺及实施实训 (2) 1.1实训的目的及意义 (2) 1.2实训的主要内容 (2) 1.3实训所要准备的工具 (2) 1.4实训的步骤 (2) 二测量与绘图 (4) 2.1测量的基本要求 (4) 2.2测量注意的事项 (4) 2.3实际测量 (4) 2.4绘图的基本要求 (4) 2.5绘图注意的事项： (4) 三备料与板材初加工 (6) 3.1领料 (6) 3.2矫正 (6) 3.3实际矫正 (6) 3.4放样与号料 (6) 3.5划线 (7) 3.6号料 (7) 3.7钢材的切割 (8) 3.8氧气切割 (8) 四、装配与焊接 (10) 4.1装配与焊接顺序 (10) 4.2装配时注意的问题 (10) 4.3装配顺序 (10) 4.4解说这样装配的原因： (11) 4.5焊接 (11) 五焊接检测 (13) 5.1外观检测 (13) 5.2无损检测的好处 (13) 5.3超声波检测原理 (13) 产品检测工艺卡 (14) 产品检测报告 (15) 结束语 (16) 参考书目 (17)
前言 《焊接结构制造与工艺实施》是一门涉及多种焊接相关知识及多种工程技术，理论与实际结合极为紧密的课程。其任务是学习焊接结构的基本知识，并以焊接结构、接头形式、焊接变形与应力，通过本次实训，使我们认识到了在具体工作中认识到了如何有效的减小应力与变形对焊接结构的影响，及从原材料的控制与矫正，设计时的预留余量，合理的装配顺序，合理的焊接方法与参数等。通过本次实训可以使我们对关于焊接方面的书有一个很好的复习与巩固，同时，也检验了我们所学的知识。 通过本次实训让我们更加了解实际生产过程，也让我们了解了如何设计一个合格的产品。
1.0 工程概况 1.1 工程简介： 乐山宏亚化工有限公司新增4×500m3甲醛储罐、12×100m3储罐。本工程涉及的设备是以甲方（乐山宏亚化工）提供的尺寸及容积为依据，我项目部承担现场制造。储罐主体材质为国产0Cr18Ni9钢板，罐体爬梯材质为Q235，储罐结构为立式锥顶平底。单条焊缝施工完毕立即进行渗透探伤，坚决执行探伤工作严肃认真、不合格焊缝必须返修原则。因此，我公司项目部决定精心挑选优秀持证焊工，采用手工电弧焊施焊，确保焊接质量。储罐施工焊接工作量大，易产生焊接变形。故编写此施工方案，严格按照焊接工艺进行施工，以确保施工质量。 1.2 500m3立式锥顶平底储罐设计参数 1.2.1设计容积：502m3 1.2.2公称直径：8000mm 1.2.3设计高度：10000mm 1.2.4设计压力：常压 1.2.5使用介质：甲醛 1.2.6结构形式：立式锥顶平底 1.2.7主体材质：0Cr18Ni9 2.0 工程特点 本工程的施工工期位于春末夏初。该时期雨水较多，天气潮湿，焊接环境较为复杂；另外储罐施工焊接工程量巨大，技术要求较高；必须采取有效的的焊接环境保护措施和选用高素质的焊接作业人员，以确保储罐焊接质量和工程按时如期交付。 3.0 编制依据 3.1《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》 GB50128-2005 3.2《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》 GB50236-2008 3.3《压力容器安全技术监察规程》 TSG2004-2009 3.4《钢制压力容器》 GB150-2011 3.5《钢制压力容器制造技术要求》 HG20584-1998 3.6《钢制压力容器焊接工艺评定》 JB/T4708-2000 3.7《钢制压力容器焊接规程》 JB/T4709-2000 3.8《不锈钢焊接容器》 JB/T4730-2005 3.10《304不锈钢焊接工艺评定报告》 PQR0201
焊接结构与生产工艺课程设计指导书通用桥式起重机金属结构和生产工艺设计 曹永胜李慕勤曹丽杰 佳木斯大学材料工程学院
通用桥式起重机金属结构和生产工艺课程设计指导书 一、设计目的 1.培养学生综合运用所学知识的技能.通过对典型焊接结构和生产工艺的设计,使学生能针对产品使用性能和使用条件，制定焊接结构的设计方案及生产工艺方案。在具体的设计过程中，应根据结构的特点和技术要求,提出问题,分析问题产生的原因,并找到解决问题的途径和具体措施,制定合理的结构设计方案和生产工艺方案,从而得到一次解决实际工程问题的锻炼. 2.培养学生自学能力.使学生熟悉工具书,参考书的查找与使用方法,在学习前人的设计经验的基础上,发挥主观能动性,有所创新. 3.了解焊接工程技术人员的主要任务,工作内容和方式方法. 二、设计内容与计划 （一）设计内容 1. 5～50T通用桥式起重机主梁箱型结构设计。 2. 5～50T通用桥式起重机主梁生产工艺指定。 3．5～50T通用桥式起重机主梁结构生产图纸绘制。 （二）设计计划 1．接受设计任务、查阅资料和制定设计方案。（2天） 2．主梁结构设计计算；（7天） 3．主梁结构生产图纸绘制；（1天） 4．主梁结构生产工艺分析；（2天） 5．主梁生产工艺规程制定。（2天） 6．总结和考核。（1天） （三）任务完成 课程设计完成后，学生应交付以下材料： 1 主梁结构设计计算说明书； 2 主梁结构生产工艺分析报告； 3 主梁结构生产用施工图纸; 4 主梁生产工艺规程.
通用桥式起重机主梁结构及生产工艺设计 §1 通用桥式起重机简介 通用桥式起重机是指用吊钩或抓斗（有的也有用电磁盘）吊取货物的一般用途的桥式起重机，它桥架（大车）和起重小车两大部分组成，桥架横跨于厂房或露天货物上空，沿吊车梁上的起重机轨道纵向运行。通用桥式起重机有大车运行机构（装在桥架上），起升机构和小车运行机构（装在小车上）等三种工作性机构，皆为电动。通用桥式起重机的起重量可达500吨，跨度50～60米。 1.1 通用桥式起重机的基本组成 1.2 通用桥式起重机的基本参数 1额定起重量Q（tf） 2 跨度L（m） 3大车运行速度（m/min） 4 小车运行速度（m/min） 5 起升高度（m） 6 起升速度（m/min） 7 接电持续率JC JC = 100t i /T % t i —在起重机的一个工作循环中该机的总运转时间。 T --起重机一个工作循环所需的时间。 T = 360/N h （s） 通用桥式起重机 大车 小车桥架 大车运行机构 主梁 端梁小车架 小车运行机构 起升机构 图 1 通用桥式起重机组成
2000m3储罐拆除方案 一、编制依据 1、施工合同 2、200001、化工储罐施工图。 3、GBJ128-1990《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》； 5、SH3046-1992《石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计标准》； 6、JISG3115-1990《压力容器用钢板》； 7、GB3274-1988《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》； 二、工程概况 1、工程概述 中蓝化储罐搬迁建设工程V9106A罐1台罐体拆除、修整、运输堆放。旧储罐结构形式为碳钢拱顶罐1座，新罐设计有中国天辰工程有限公司设计，结构形式为碳钢2000M3拱顶罐1座。 1.1碳钢储罐主要设计参数： 储罐直径为e 1400，高度为H=15892,材质为Q235B容积为2000立方米，工作介质：苯酚，设计压 力:0.3Mpa，设计温度:60 C钢储罐综合总重量约为：60T。 1.2、施工范围 本项工程包括碳钢储罐主体钢结构及相应附件拆除、等部分。 1.3、工期要求 开工日期：2012年3月1日；竣工日期：2012年4月30日。 2、施工条件 1、工期紧、质量要求高。 2、罐群施工，施工作业区域狭小，禁火区施工不安全因素多。 3、工程施工指导思想及管理目标 3.1、工程施工指导思想 坚持精心组织、合理拆除施工，确保工程安全、可靠完成。 3.2、管理目标 3.2.1、安全管理目标 杜绝死亡事故和重大交通、机械设备、火灾事故，避免高空坠落、触电事故，重伤事故为零，轻伤频率控制在2%o以下。 3.2.2、质量管理目标 ☆单位工程合格率100%工程设备、材料质量合格率100% 三、施工技术方案 1、施工方案 考虑到本工程施工储罐体积较小，拟采用手动葫芦倒装法进行储罐施工。 2、储罐清洗置换方案 2.1、清洗前的准备:
一、 绪论 1、任务说明 设计一个容积为703 m 的液氯储罐，采用常规设计方法，综合考虑环境条件、液体性质等因素并参考相关标准，按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、鞍座、人孔、接管进行设计，然后采用SW6-1998对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。 2、液氯（2Cl ）的性质 分子量 70.91 黄绿色有刺激性气味的气体。密度：相对密度(水=1)1.47；相对密度(空气=1)2.48；稳定性：稳定； 危险标记：6(有毒气体)； 在工业上，液氯是一种很有用的化学物质。氯可用于造纸、纺织工业的漂白；用作水和废水的消毒、杀菌剂；且可用于制造无机、有机氯化物，如：金属氯化物、氯溶剂、染料中间体、杀虫剂、合成橡胶、塑料等。但由于液氯属高毒性，是一种强烈的刺激性气体。它对人体、环境都有很强的危害，因此液氯的存储、运输都是一个值得深思的问题。 设计储存设备，首先必须满足各种给定的工艺要求，考虑存储介质的性质、容量、钢材的耗费量等等。而且液化气体必须考虑它的膨胀性和压缩性，液化气体的体积会因温度的改变而变化，所以必须严格控制储罐的充装量（指装量系数与储罐实际容积和设计温度下介质的饱和液体密度的乘积）。在总贮量小于5003 m ，单罐容积小于1003m 时选用卧式贮罐比较经济。
二、设计参数的确定表1：设计参数表
1、 设计压力 设计压力为压力容器的设计载荷条件之一，其值不得低于最高工作压力，通常可取最高工作压力的 1.05~1.1倍。经过查 我们取设计压力为 1.1 1.4327 1.576d P MPa =?= 2、设计温度 设计温度也是压力容器的设计载荷条件之一，指容器在正常工作情况下，设定元件的金属温度。当元件金属温度不低于0℃时，设计温度不得低于元件可能达到的最高温度;当元件金属温度低于0℃时，其值不得高于元件金属可能达到的最高温度。所以设计温度选择为50℃。 3、主要元件材料的选择 筒体材料的选择： a 、 压力容器的选择： 根据液氯的特性，查GB150-1998选择16MnR 。16MnR 是压力容器专用钢，适用范围：用于介质具有一定腐蚀性,壁厚较大（8mm ≥）的压力容器。50℃时的许用应力[]170t Mpa σ=,钢板标准GB6645。 b 、钢管材料的选择： 根据JB/T4731,钢管的材料选用20钢，其许用应力[]133sa MPa σ=
T03、T04 主要焊接方案 根据母材化学成份和力学性能分析和焊缝使用性能要求，结合我单位施工的技术力量和以往施工的经验，罐主体焊接方法选择如下： 罐壁板焊缝全部采用自动焊接工艺：纵缝采用CO2药芯双保护自动焊接，焊机为VEGA-VB-AC型气电立焊机；横缝采用美国林肯AGWISINGLE型埋弧自动焊机；罐底中幅板的焊接采用半自动焊打底+碎焊丝+高速埋弧自动焊盖面成型；罐底大角缝采用手工焊内外打底，角缝自动焊填充盖面；浮顶及附件的焊接采用CO2半自动焊和手工电弧焊相结合的焊接方法，其中浮顶底板必须采用手工电弧焊。 6.1 罐底的焊接 为减少罐底的焊接变形，采用自由收缩法施工，罐底组对焊接顺序为：边缘板组对、点焊→焊接边缘板外侧300mm焊缝→中幅板短焊缝组对焊接→长焊缝组对焊接→组对焊接通长缝→边缘板与壁板大角缝组对焊接→边缘板剩余对接焊缝焊接→边缘板与中幅板收缩缝组对焊接。 6.1.1罐底中幅板的焊接 1、罐底中幅板全部为对接加垫板的结构形式。罐底施焊两遍，初层焊的焊肉为7mm，凸出部分采用砂轮机打磨至 6 mm，并进行着色检查，合格后再施焊第二遍。中幅板的焊接方法为：打底焊采用CO2气体保护半自动焊，盖面采用添加碎焊丝的高速埋弧自动焊。焊接工艺如下： 2、中幅板的组对点焊要严格按焊接作业指导书规定的程序执行。 3、中幅板组对完后，应用钢丝刷清除干净坡口及两侧25mm内的锈、赃物，方可进行施焊。 4、罐底中幅板焊接时应采用分段退步施焊。先焊短缝，后焊长缝，最后施焊通长缝。通长缝焊前应使用大型槽钢及龙门板进行加固，以减少焊接变形。通长缝的焊接，由中心开始向两侧分段退步施焊，焊至距边缘板300mm处停止施焊。 5、对较多平行排列的焊缝（长缝），应由二台焊机从中心向外对称隔缝施焊，施焊程序如附图2： 6．为减少中幅板短缝和长缝在焊接后两端产生的下凹变形，中幅板短缝和长缝的端部应在焊道两侧加短背杠，同时端部焊接预留长度尽量短，以不焊至垫板为原则。 6.1.2边缘板的焊接 1、边缘板的焊接采用手工电弧焊，顺序为：先焊外侧500mm，由外向内施焊，注意层间接头相互错开30-50mm，外侧加引弧板防止起弧产生缺陷。剩余焊缝用半自动焊机打底，埋弧自动焊+碎丝填充盖面。焊接工艺如下：