焊接结构课程设计_压力容器

《焊接技术》课程标准课程编码：课程类别：一门专业主干课适用专业：机械设计与制造授课单位：机械设计与制造专业团队学分：2 学时：36编写执笔人及编写日期：审定负责人及审定日期：1．课程定位和课程设计1.1课程性质与作用本课程是一门专业主干课程。

其任务主要是讲述常用的各种焊接方法的过程本质、焊接工艺、焊接方法、质量控制，使学生了解各种焊接方法的特点和应用，从而进一步掌握常用金属材料的焊接性及焊接工艺，掌握焊条电弧焊等常用焊接方法与焊接工艺。

本课程是以《工程材料与热处理》、《电工电子》等为专业前导课，教学中要求学生对这几门专业课程知识点的衔接，注意融会贯通。

1.2课程设计思路1.这门课内容上有难度，经反复讨论研究，觉得在“够用、实用”的前提下，开展教学。

在具体教学中注意讲清楚概念，要避免涉及过多过深的理论叙述和复杂的公式推导，在课堂上要充分利用多媒体PPT、录像等手段，以提高课堂的教学效果；必要时可在现场教学，以增加学生的感性认识。

2.焊接的冶金基础、焊接的方法、焊接的材料、焊接的工艺是本课程的基础，要重点讲解，对焊接应力与变形、焊接的缺陷防止、典型焊接钢结构等作必要的介绍。

3.为了使学生更好的掌握本课程的内容，除课堂教学外，应重视实验，实验课应有意识地培养学生分析问题和实际动手能力。

4.本课程的课外作业，应明确和巩固所学的基本知识和概念为主，不应过偏、过难；为培养学生的应用所学知识解决问题的能力，应注意选择一些实际问题作为习题，供学生分析探讨。

2．课程目标（1）专业能力①培养学生理解掌握常见的焊接原理、冶金基础、焊接工艺，具备对焊接图纸一定识读能力；②培养能正确的选择焊接方法、选择焊接材料、确定焊接工艺，能分析常见焊接缺陷产生原因及防止措施；③培养具有电弧焊接、气体保护焊等焊接的一定操作能力；④能正确查阅相关资料、手册选择用焊接结构、焊接材料、焊接设备、焊接工艺等能力。

（2）方法能力①具有较好的学习新知识和技能的能力；②具有较好的分析问题和解决问题的能力；③具备查阅相关资料、手册选用焊接结构、焊接材料、焊接设备、焊接工艺等能力。

《焊接结构》课程设计说明一、课程基本信息课程名称：焊接结构学时：60授课对象：焊接专业学分：2课程性质：专业必修课二、课程定位《焊接结构》是焊接技术专业的一门主干专业课程，主要介绍焊接结构生产及现场管理方面的知识，要求具备一定的管理水平，又有较强的焊接结构现场生产实践性。

本课程采用“项目导向、任务驱动”理论实践一体化的教学方法，不单独开设实验课程，强调围绕企业生产为主，积累经验，学会在生产现场进行独立分析、创新设计各种焊接辅助设备，主要内容包括：引导项目：焊接结构（梁、柱、桁架、支架）的生产与管理，主导项目：焊接接头的质量控制（包括变形与应力控制）；焊接接头的结构设计；焊接结构件的装配、定位、检测、焊接的全过程；焊接工艺的审定；典型案例的分析等。

通过对焊接结构件的生产管理，学会钢结构类、承压类设备的焊接设计、焊接工艺思路与程序，注重焊前准备、焊接过程控制、焊后检测等环节，生产中体现各种准备要素（包括相应文件资料），焊接结构生产的装配与焊接之间的关系，保证学生的实际动手能力三、课程设计1.能力目标（1）熟悉焊接结构课程的主题框架（2）能对焊缝、焊接接头的各种类型进行优势比较（3）熟悉焊接梁、柱、桁架等结构件的生产流程（4）熟悉焊接生产中注意的问题（焊接应力与变形）进行分析与控制（5）熟悉焊接结构件生产的装配、定位、检测要求（6）熟悉焊接工艺性审查的主要内容2、知识目标（1）熟悉各种焊接接头、基本符号、各种焊缝特点的基本知识（2）掌握焊接结构生产的工作流程与步骤（3）掌握控制焊接应力与变形的方法，了解形成的主要原因（4）熟悉焊接结构件装配、定位器的使用3、态度目标（1）具有勤奋学习的态度，良好的职业道德和爱岗敬业精神（2）具有认真、严谨、耐心、细致的工作作风4、工作目标能进行焊接生产项目的管理，利用各种知识形成体系，具备生产中设计简单夹具、定位机构、旋转机构的能力，对各种焊缝、焊接接头的布局能严格按照工艺要求进行合理的装配—焊接的顺序选择，熟悉承压类设备焊缝的代码编号，焊接工艺编码语言，能根据焊接装配图纸掌握焊缝、焊接位置的全局关系。

《焊接结构与生产》课程标准湘西民族职业技术学院课程标准课程名称：焊接结构与生产适用专业：焊接技术学时数：140学分： 72013年5月《焊接结构与生产》课程标准一、适用对象三年制高等职业教育层次的学生。

二、课程的性质《焊接结构与生产》是焊接专业的主要专业课程之一。

通过学习，使学生具备焊接及相关职业应用性人才所必需的关于焊接结构生产的国家基础技术标准知识，了解锅炉、压力容器、核电容器生产的常用标准和规程，了解造船、建筑工程、水利、电力、铁路桥梁、机车车辆、石油天然气及其它等行业常用标准及规程知识。

通过课程学习具备分析和控制焊接应力和变形的能力，熟练掌握预防和消除应力、变形、断裂的工艺手段，了解典型焊接结构的生产工艺过程及质量控制方法，具备布置一般焊接生产车间、组织管理生产和安全的能力。

本课程是《焊接工艺技术》、《焊接方法与设备》、《焊接电工》、《焊接检验》等课程知识综合运用的专业技术课程，是《船舶原理》等选修课程的前修课程。

三、参考学时 140学时四、学分 6五、课程教学目标通过本课程的学习，使学生在掌握焊接应力、变形和断裂等基本理论和预防、控制、消除它们的设计与工艺方法的基础上，具备处理焊接结构生产过程中常见问题的能力；通过对焊接结构生产工艺过程相关知识的学习，具备制定焊接工艺评定、工艺性审查等焊接工艺文件的能力，具备布置一般焊接车间、组织管理生产和安全的能力。

通过学习，使学生养成严格遵守工艺纪律的习惯、认真对待生产过程中的所有细节的基本态度。

1.能正确分析焊接应力和变形产生的原因，会制定预防、控制和消除焊接应力和变形的设计与工艺措施。

2.能正确分析焊接结构发生断裂的材料、工艺、环境因素，会制定防止断裂事故发生的材料选择与处理措施和焊接结构生产工艺措施。

3.能正确识读焊缝代号和焊接结构图，会正确选择焊接接头的组成、种类和形式以保证焊接结构产品的生产质量。

4.能根据产品图样、技术要求和生产性质，制定焊接结构生产工艺流程，会选择焊接工艺评定项目、焊接方法与设备、工艺装备等。

前言１第1局部储罐设计阐发2第1章储罐总体阐发21.1 储罐底子设计要求21.2 储罐材料21.３储罐用钢板31.4 配用锻件51.5 配用螺栓、螺母5第2章储罐罐底设计62.1 储罐罐底板尺寸62.2 罐底布局7第3章罐壁布局设计103.1 罐壁的排板与连接103.2 罐壁厚度113.3 罐壁加强圈12第4章罐顶布局设计13第2局部储罐的焊接工艺阐发14第5章压力容器的焊接接头145.1 压力容器焊接接头的分类145.2 圆筒形容器焊接接头的设计15第6章压力容器的焊接方法176.1 熔化极氩弧焊17CO气体庇护焊186.22埋弧焊19第7章压力容器的焊接工艺21第3局部储罐的组装与查验22第8章储罐的安装施工挨次22储罐底板的焊接挨次22储罐壁板的焊接挨次22储罐固定顶的焊接挨次23第9章储罐焊缝的查验与修补24焊缝检测24焊缝修补25设计体会26参考文献27前言大型油气储罐是油气产物储存运输最便利、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〔包罗气柜〕和固定顶式储罐〔包罗内浮顶式储罐〕，而固定顶式储罐又包罗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竭减少，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、辐射网壳布局拱顶、短程线网壳布局拱顶和梁柱支撑布局拱顶，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。

此中包罗储罐的材料选择、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出产内容。

第1局部储罐设计阐发第1章储罐总体阐发1.1 储罐底子设计要求由石油化工立式筒形钢制焊接储罐设计尺度SH 3046-1992，储罐的设计条件不得少于以下内容：（一）地动设防烈度、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。

《焊接结构与工艺》课程设计实训内容一、加氢反应器的焊接焊接结构设计简介1、加氢反应器结构的简介及设计要求该设计题目是：加氢反应器的焊接结构设计，压力容器的设计参数如表1所示。

表1. 设计数据2、加氢反应器结构的组成加氢反应器的结构如图1所示。

有顶部弯管、封头、筒节、热偶法兰、底部弯管、卸料管、冷氢法兰、裙底等几部分组成图1.加氢反应器压力容器结构示意图此压力容器焊缝有A、B、C、D类，各类焊缝的特点及要求；各焊缝的布置原则。

二、加氢反应器焊接结构材料选择及强度校核1、筒体及封头材料的选择、材料特点、力学性能、焊接性1）筒体及封头材料的选择序号项目数值单位备注1 名称加氢反应器的焊接结构设计2 用途普通低压压力容器3 最大工作压力0.8 MPa4 工作温度150 ℃5 公称直径600 mm6 壁厚8-10 mm2.9钢板厚度超过100毫米卷制时，需在加热炉升温到200度，出炉采用吊车4只板钩吊装，板钩在吊装过程中易发生滑脱现象，需要人工量尺寸或找吊装位置来掌握平衡。

卷制时，先进行板端压头，用样板测量弧度，板的两端达到标准要求后进行中间部位卷制。

卷制时开始水平部位使用普通钢管管辅助，吊车配合进行，板材的强度和厚度达到支持拱高塌陷幅度最小为止，卷制到可以合口的部位，吊车配合进行纵缝的点焊加固，吊装到焊接架上进行埋弧焊焊接。

3.1 钢板 80 毫米以下钢板卷制成筒节纵缝焊接好后，回圆时要比组对纵缝时多向下压。

2毫米，在卷板机上多转几圈，通过应力释放达到圆度值，回圆样板检查尤为重要，椭圆度最大值在焊道部分，直径超过4.5米的需要拼板形成两道纵缝，进行回圆必须进行焊道位置多方测量和压力调整，达到圆度值要求。

3.2 钢板厚度超过 100 毫米筒节焊接后还要进行二次加热，回圆时卷板机压力非常大,对钢板产生的外力会作用在筒体其它部位，所以要在钢板200度时尽快利用很短的时间回正、找圆。

3.3圆度达到标准规定(筒节内径的1%，尽量不大于15mm）或图样要求。

压力容器通常是由板、壳组合而成的焊接结构。

受压元件中，圆柱形筒体、球罐(或球形封头)、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于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4种板可以组合成各种压力容器结构形式，再加上密封元件、支座、安全附件等就构成了一台完整的压力容器。

图1-1为一台卧式压力容器的总体结构图，下面结合该图对压力容器的基本组成作简单介绍。

筒体筒体的作用是提供工艺所需的承压空间，是压力容器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构。

筒体直径较小(一般小于1000mm)时，圆筒可用无缝钢管制作，此时筒体上没有纵焊缝；直径较大时，可用钢板在卷板机上卷成圆筒或用钢板在水压机上压制成两个半圆筒，再用焊缝将两者焊接在一起，形成整圆筒。

由于该焊缝的方向和圆筒的纵向(即轴向)平行，因此称为纵向焊缝，简称纵焊缝。

若容器的直径不是很大，一般只有一条纵焊缝；随着容器直径的增大，由于钢板幅面尺寸的限制，可能有两条或两条以上的纵焊缝。

另外，长度较短的容器可直接在一个圆筒的两端连接封头，构成一个封闭的压力空间，也就制成了一台压力容器外壳。

但当容器较长时，由于钢板幅面尺寸的限制，就需要先用钢板卷焊成若干段筒体(某一段筒体称为一个筒节)，再由两个或两个以上筒节组焊成所需长度的筒体。

筒节与筒节之间、筒体与端部封头之间的连接焊缝，由于其方向与筒体轴向垂直，因此称为环向焊缝，简称环焊缝。

圆筒按其结构可分为单层式和组合式两大类。

1、单层式筒体筒体的器壁在厚度方向是由一整体材料所构成，也就是器壁只有一层(为防止内部介质腐蚀,衬上的防腐层不包括在内)。