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压力容器制造课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握压力容器的基本概念、分类及结构特点；2. 使学生了解压力容器制造的材料选择、工艺流程及质量控制要求；3. 帮助学生掌握压力容器设计中涉及的关键参数计算方法。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析压力容器制造过程中出现的问题，并提出解决方案的能力；2. 提高学生查阅相关标准、规范和资料的能力，为压力容器设计提供依据；3. 培养学生使用专业软件或工具进行压力容器设计和计算的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生热爱专业，树立正确的专业思想；2. 增强学生的工程意识，培养严谨、认真、负责的工作态度；3. 培养学生的团队协作精神，提高沟通与交流能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在使学生在掌握压力容器基本知识的基础上，通过实践操作和案例分析，提高解决实际问题的能力。
课程目标具体、可衡量，便于学生和教师在教学过程中明确预期成果，为教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 压力容器概述- 压力容器定义、分类及结构特点- 压力容器在工业中的应用2. 压力容器材料- 压力容器常用材料及其性能要求- 材料选择原则及影响因素3. 压力容器设计基础- 设计原理及设计规范- 压力容器关键参数计算方法4. 压力容器制造工艺- 制造工艺流程及质量控制- 常见制造缺陷及其防治措施5. 压力容器安全评定- 安全评定标准及方法- 压力容器事故案例分析6. 压力容器设计实践- 压力容器设计步骤及方法- 专业软件或工具的应用教学内容根据课程目标进行科学性和系统性的组织，确保学生能够循序渐进地掌握压力容器制造相关知识。
教学大纲详细规定了教学内容的安排和进度，与教材章节相对应，便于教师教学和学生自学。
三、教学方法本课程将采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：- 对于压力容器的基本概念、材料性能、设计原理等理论性较强的内容，采用讲授法进行系统讲解，使学生建立完整的知识体系。
学号：※※※※常州大学毕业设计（论文）（2012届）题目燃料气稳压罐设计学生※※※学院※※※※※专业班级※※※校内指导教师※※※专业技术职务※※校外指导老师专业技术职务二○一二年六月燃料气稳压罐的设计摘要：本设计说明书是关于燃料气温压罐的设计，主要进行储罐的材料选择、结构设计、强度计算、焊接工艺评定及检验。
本设计说明书是依据设计内容的的顺序所编制。
首先根据任务书对设计的基本参数进行了确定，根据基本参数及介质特性对储罐筒体、封头及主要附件的材料进行了选取，然后确定了储罐的基本尺寸及结构，接下来是对设计中所需要的附件进行选取及校核，如人孔、支座、法兰、盘管等。
强度校核是对筒体、封头、支座等进行应力校核，以确保设计的合理性及安全性。
最后是焊接工艺评定任务书及预焊接工艺规程的编制，检验、压力试验的一般规定说明。
关键词：基本参数；强度校核；焊接工艺评定；压力试验The design of the fuel gas stabilization tankThe design specification is about fuel temperature pressure tank design, material selection, structural design of the tanks, strength calculation, welding procedure qualification and inspection. The design specification of the tank is prepared according to the order of the design content. According to the mission statement on the basic parameters of the design to determine the basic parameters and media characteristics of the tank cylinder, head and main attachment materials selected, and then determine the size and structure of the tank, followed by selecting and checking the design of the required accessories, such as manhole, bearings, flange coil, etc.. The strength check of stress on the cylinder, head, bearing checking ensure that the rationality of the design and safety. Finally, it is the general provisions of welding procedure assignment, preliminary welding procedure specification, inspection and pressure testing.Keywords:basic parameters; strength check; welding procedure qualification;pressure test目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)目次 (Ⅲ)1 引言 (1)1.1 储罐概述 (1)1.1.1 储罐分类 (1)1.1.2 储罐结构 (2)1.2 液化石油气概述 (2)1.2.1 主要用途 (2)1.2.2 主要成分 (3)2 设计参数确定及材料选择 (3)2.1 设计参数确定 (3)2.1.1设计压力的确定 (3)2.1.2 设计温度的确定 (3)2.1.3 工作介质性质确定 (3)2.1.4 压力容器类别 (4)2.2 材料选择 (4)2.2.1 筒体、封头材料选择 (4)2.2.2 附件材料选择 (4)3 结构设计 (4)3.1 设计厚度计算 (4)3.1.1 液柱静压力计算 (4)3.1.2 筒体设计厚度计算 (4)3.1.3 封头选型 (5)3.1.4 封头设计厚度计算 (5)3.2 基本尺寸设计 (5)3.2.1 设计结构草图 (5)3.3附件设计及选择 (6)3.3.1 接管法兰选型 (6)3.3.2 紧固件选配 (8)3.3.3 接管选型及校核 (10)3.3.4 垫片选配 (10)3.3.5 人孔选型 (12)3.3.6 盘管及其固定结构 (13)3.3.7 支座选型 (15)4 强度计算 (16)4.1 筒体应力校核 (16)4.2 封头应力校核 (17)4.3 支座应力校核 (19)5 焊接工艺评定，无损检测及压力试验 (20)5.1 焊接工艺评定 (20)5.1.1 焊接工艺评定一般过程 (20)5.1.2 预焊接工艺规程评定表 (21)5.2 无损检测 (31)5.2.1 基本检测 (31)5.2.2 重复检测 (31)5.3 压力试验 (31)5.3.1 试验介质 (31)5.3.2 试验压力 (31)5.3.3 应力校核 (31)5.3.4试验温度 (31)5.3.5 试验方法 (31)5.3.6 合格标准 (31)6.结论 (32)参考文献 (35)致谢 (36)1 引言1.1 储罐概述用于储存液体或气体的钢制密封容器即为钢制储罐[1]，防腐储罐工程是石油、化工、粮油、消防、交通、冶金、国防等行业必不可少的、重要的基础设施，我们的经济生活总是离不开大大小小的钢制储罐，钢制储罐在国民经济发展中所起的重要作用是无可替代的。
安徽理工大学课程设计（论文）任务书机械院（部）过控教研室2012年6月目录一．计划任务书--------------------------------------------------------------1二．目录-----------------------------------------------------------------------2三．概述-----------------------------------------------------------------------4 3.1容器的分类---------------------------------------------4 3.2压力容器的结构特点-------------------------------------5 3.3压力容器筒体的结构型式---------------------------------5 四．总体结构设计-----------------------------------------------------------9 4.1设计技术参数-------------------------------------------9 4.2容器材料的选择-----------------------------------------9 4.3筒体壁厚设计------------------------------------------10 4.4封头厚度设计------------------------------------------10 4.5鞍座结构设计------------------------------------------11 4.5.1容器总质量与支座反力计算---------------------------11 4.5.2鞍座的选型-----------------------------------------12 4.5.3确定鞍座安装位置-----------------------------------13 五．应力校核--------------------------------------------------------------13 5.1筒体的轴向应力验算------------------------------------13 5.1.1轴向弯矩-------------------------------------------13 5.1.2轴向应力-------------------------------------------14 5.1.3轴向应力校核---------------------------------------15 5.2鞍座处的切向剪应力------------------------------------155.3验算筒体在支座横截面上的周向应力----------------------16 5.4鞍座尺寸校核------------------------------------------17 六．设计结果汇总表---------------------------------------18 七．参考文献---------------------------------------------20三．概述压力容器的用途十分广泛。
永远不说永远，从来不说重来，生命不相信如果，不要让每一次过错与错过都重新来过目录第1章引言1第2章概述32.1 分析设计直接法概述32.2 术语和定义52.2.1 与失效相关的术语52.2.2 与载荷有关的术语92.2.3 与模型有关的术语132.2.4 与厚度相关的术语152.2.5 与响应相关的术语152.2.6 与设计校核有关的术语172.3 载荷特征值和特征函数概述212.3.1 承压设备指令中的要求212.3.2 根据PED要求得到的载荷特征值和特征函数222.4 设计模型和本构关系概述242.4.1 设计模型242.4.2 材料本构关系概述26第3章设计校核与载荷工况333.1 设计校核333.2 载荷工况343.3 步骤383.3.1 步骤一建立载荷工况清单383.3.2 步骤二建立设计校核表393.3.3 步骤三建立设计模型403.3.4 步骤四进行校核403.3.5 步骤五结论413.4 工程实际案例41第4章总体塑性变形设计校核(GPD-DC)424.1 前言424.2 步骤444.3 设计模型454.4 载荷设计值484.5 原理494.6 应用准则514.7 工程实际案例51第5章渐增塑性变形设计校核(PD-DC)525.1 引言525.2 步骤575.3 设计模型585.4 载荷设计函数605.5 原理605.6 应用准则615.7 工程实际案例63第6章稳定性设计校核(S-DC)646.1 引言646.2 步骤736.3 设计模型736.4 载荷设计值与载荷设计函数756.5 原理766.6 应用准则766.7 工程实际案例76第7章疲劳设计校核(F-DC)777.1 引言777.1.1 疲劳设计校核概述777.1.2 未焊接区域循环疲劳设计校核概述79 7.1.3 焊接区域疲劳设计校核(F-DC)概述84 7.2 步骤887.3 设计模型897.3.1 焊接区的要求897.3.2 未焊接区要求897.3.3 焊接区与非焊接区的通用要求897.4 载荷设计值和设计函数907.5 原理917.6 未焊接区的修正系数917.6.1 塑性修正系数917.6.2 有效应力集中系数937.6.3 表面粗糙度修正系数947.6.4 厚度修正系数947.6.5 平均应力修正系数957.6.6 温度修正系数957.7 焊接区域的修正系数967.7.1 塑性修正系数967.7.2 厚度修正系数967.7.3 温度修正系数977.8 设计疲劳曲线977.8.1 焊接区域的设计疲劳曲线977.8.2 非焊接区域的设计疲劳曲线987.9 循环计数987.9.1 概述987.9.2 水库循环计数法997.10 疲劳损伤累积1017.11 疲劳设计校核方法评述1017.12 焊接区域及表面热点的疲劳设计校核方法1027.13 焊接区域和内部热点的疲劳设计校核方法1037.14 非焊接区域的疲劳设计校核方法1047.15 工程实际案例107第8章静平衡设计校核(SE-DC)1088.1 引言1088.2 步骤1088.3 设计模型1098.4 载荷设计值1098.5 原理1118.6 工程实际案例111附录A 一些实用的安定定理112附录E 实例115附录E.3 如何建立设计校核表115E.3.1 建立夹套快开门容器设计校核表115附录E.4 总体塑性变形设计校核(GPD-DC)118E.4.1 加氢裂化反应器的总体塑性变形设计校核119E.4.2 圆柱壳和半球壳连接过渡区的设计校核125E.4.3 空气冷却器封头的总体塑性变形设计校核(GPD-DC)133E.4.4 半球形封头上接管的总体塑性变形设计校核(GPD-DC)143附录E.5 渐增塑性变形设计校核(PD-DC)151E.5.1 加氢裂化反应器的渐增塑性变形设计校核(PD-DC)151E.5.2 空气冷却器封头的渐增塑性变形设计校核(PD-DC)158E.5.3 带接管的半球形封头的渐增塑性变形设计校核(PD-DC)163附录E.6 稳定性设计校核(S-DC)169E.6.1 夹套搅拌容器的第一次稳定性设计校核(S-DC)169E.6.2 夹套搅拌容器的第二次稳定性设计校核(S-DC)173附录E.7 疲劳设计校核(F-DC)175E.7.1 圆柱壳与半球形壳体过渡区的疲劳设计校核(F-DC)175E.7.2 空气冷却器封头的疲劳设计校核(F-DC)178附录E.8 静平衡设计校核(SE-DC)182E.8.1 裙座支承的重型反应塔的静平衡设计校核(SE-DC)182E.8.2 裙座支承的轻型压力容器的静平衡设计校核(SE-DC)186E.8.3 腿式支承的立式贮存容器静平衡设计校核(SE-DC)192附录L：ANSYS输入命令流198L.4.1 加氢裂化反应器的总体塑性变形设计校核(GPD-DC)198L.4.2 圆柱壳与半球形封头连接处的总体塑性变形设计校核(GPD-DC)201L.4.3 空气冷却器封头的总体塑性变形设计校核(GPD-DC)202L.4.4 半球形封头上接管的总体塑性变形设计校核(GPD-DC)209L.5.1 加氢裂化反应器的渐增塑性变形设计校核(PD-DC)(模型同L.4.1 模型)210L.5.2 空气冷却器封头的渐增塑性变形设计校核(PD-DC)210L.5.3 半球形封头上接管的渐增塑性变形设计校核(PD-DC)(模型关键点同L.4.4 )216L.6.1 夹套快开容器的第一次稳定性设计校核(S-DC)216L.6.2 夹套快开容器的第二次稳定性设计校核(S-DC)219后记221参考文献222序言欧洲标准化委员会技术委员会第54工作组C小组(CEN TC 54 WG C)首次发表分析设计中所使用的新方法草案已有12年之久，该方法被压力容器设计应用的法定基础［即承压设备指令［1］(PED)］所采纳已有7年，《分析设计手册》［3］(一本基于新方法草案的手册)发布也已有5年。
本科毕业设计说明书3000m3液化气球罐的优化设计THE OPTIMAL DESIGN OF 3000m3 LPG SPHERICALTANK学院（部）：专业班级：学生姓名：指导教师：年月日3000m3液化气球罐的优化设计摘要球形储罐作为一种有压储存容器，相对于一般圆筒形储存容器，具有用材少、受力情况好、占地面积小等显著优点，在石油、化工、冶金等领域广泛用于储存气体、液体或者液化气体。
本文设计了在常温下工作的3000m3的液化气球罐及其相应附件。
查阅相关资料后，确定采用16MnR钢作为球壳用钢，对其储罐形式进行了优化设计，计算比较后确定采用混合式三带球罐，支柱形式为赤道正切式，支柱根数为10根，拉杆采用可调式拉杆，根据相关设计标注进行结构设计和强度校核，最后完成相关附件的设计。
最终的成果为一张装配图和三张主要零件的零件图。
关键字：球形储罐，材料选择，结构优化，强度校核THE OPTIMAL DESIGN OF 3000m3 LPG SPHERICALTANKABSTRACTCompared to the general cylindrical storage container, the spherical tank is a kind of pressure storage containers with less material, good force, cover a small area, etc, which is widely used in storage of gases, liquids, or liquefied gas in petroleum, chemical industry, metallurgy and other fields.This paper designs the 3000㎡LPG spherical tank working at room temperature and its corresponding accessories. Referring to relevant data, I determine using 16 MnR steel as the steel spherical shell. The optimization design is carried out on the form of storage tank. After computation and comparison, I determine using hybrid three zones spherical tank with the pillar form of the equator tangent type, prop root number of 10, and adjustable draw-pole. The structure is designed and the strength is checked according to related design marks, and finally the design of the related accessories is completed. The final result of this study is a assembly drawing and three parts drawing of major parts.KEYWORDS: the spherical tank, material selection, structure optimization,strength chec目录摘要................................................ 错误!未定义书签。
压力容器设计
摘要
压力容器作为承受高压气体或液体的设备，在工业生产中扮演着重要的角色。
本文将介绍压力容器的设计原理、材料选取、结构设计以及安全性考虑等内容，从而帮助读者更好地了解压力容器的设计过程。
引言
压力容器是用于存储和传输气体或液体的设备，常见于化工、石油、航空航天等领域。
其设计涉及到材料力学、流体力学等多个学科，具有较高的技术要求。
本文将围绕压力容器设计展开详细的介绍。
压力容器的设计原理
在设计压力容器时，需要考虑到承受的压力、温度、介质等因素。
根据理想气体状态方程和安全系数要求等，可以确定压力容器的设计压力等参数。
同时，还需考虑到容器的结构形式，如球形、圆柱形等，以及容器的连接方式等因素。
压力容器的材料选择
压力容器的材料选择至关重要，常见的材料包括碳钢、不锈钢、铝合金等。
选择合适的材料可以提高容器的承压能力和耐腐蚀性能，从而确保容器的安全运行。
压力容器的结构设计
压力容器的结构设计需要考虑到容器的强度、刚度、稳定性等因素。
通过有限元分析等方法，可以优化容器的结构形式，提高容器的整体性能。
压力容器的安全性考虑
在设计压力容器时，安全性是至关重要的考虑因素。
除了满足设计要求外，还需要考虑到容器的泄漏、爆炸等安全问题。
通过完善的安全防护装置和监控系统，可以提高压力容器的安全性。
结论
压力容器作为重要的工业设备，在设计时需要考虑到多个因素，如材料选择、结构设计、安全性等。
通过本文对压力容器设计的介绍，希望读者能够更好地理解压力容器的设计原理和要求，为工程实践提供参考。
毕业设计(论文) 题目超声TOFD技术在压力容器检测中的应用系别材料工程系专业焊接质量检测技术班级姓名学号指导教师（职称）日期2014年3月5日毕业设计（论文）任务书材料工程系2014届焊接质量检测技术专业毕业设计（论文）任务书（2）注：本任务书要求一式两份，一份系部留存，一份报教务处实践教学科。
摘要介绍了TOFD超声成像检测技术的基本工作原理 ,详细阐述了其在压力容器检测中的各项要求 ,对TOFD超声成像检测仪器的调校方法 ,以及软、硬件中主要检测参数的设置进行了研究 ,分析了检测数据的处理方法 ,并举例说明了TOFD超声成像检测技术在压力容器检验中的应用 ,最后对TOFD超声成像检测技术的优点进行了论述。
关键词: TOFD;超声成像;压力容器检验Application s of TOFD of Ultra sonic Imaging Detection Technologyin Pressure Vessels InspectionAbstract: This paper introduces the TOFD ultrasound imaging detection technology′s basic working p rin2ciple, and elaborates the requirements of the TOFD ultrasound imaging detection technology in pressurevessel inspection . The TOFD ultrasound imaging detection equipment modification, as well as main pa2rameters setting was studied . The data processing methods was analyzed the application of TOFD ultra2sound imaging detection technology in pressure vessels inspection was described, and the merits of Ultra2sound imaging TOFD detection technology .Key words: TOFD; ultrasound imaging; pressure vessel inspection目录绪论 ------------------------------------------------------------------------------------- 8第一章TOFD超声成像检测技术的原理 ------------------------------------------------------------------------------------ 91.1 TOFD定义------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 91.2 TOFD技术的来源 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 91.3 TOFD 历史背景----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 91.4 TOFD技术的物理原理 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 10 第二章检测 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 112.1 被检设备要求 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 112.2 检测仪器----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 112.3 设备调校----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 122.4 软件、硬件设置------------------------------------------------------------------------------------------------------ 122.5 检测实施----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 13 第三章数据分析-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 14 第四章 TOFD检测图像的信号特征和检测优缺点以及应用实例-------------------------------------------------------- 154.1 TOFD检测图像显示的缺陷信号的主要特征如下: ------------------------------------------------------------ 154.2 TOFD检测缺陷自身高度测量方法和精度分析 ----------------------------------------------------------------- 194.3 TOFD检测优点和局限性 --------------------------------------------------------------------------------------------- 224.4 应用实例----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 234.5 结论----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 23 第五章结语 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 24 致谢---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 26 参考文献------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 27绪论超声波检测技术是应用最广泛的无损检测方法之一。
压力容器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解压力容器的基本概念，掌握其结构、分类和工作原理；2. 学生能够掌握压力容器设计中涉及的力学原理，如应力、应变、强度等；3. 学生能够了解压力容器设计的相关标准和规范，熟悉安全系数的确定方法；4. 学生能够运用所学知识分析压力容器的失效原因，并提出改进措施。
技能目标：1. 学生能够运用计算软件进行压力容器的力学分析和设计；2. 学生能够根据实际需求，制定合理的压力容器设计方案，并进行初步的设计计算；3. 学生能够通过实验和观察，分析压力容器的性能，提出优化方案；4. 学生能够运用所学知识，解决实际工程中压力容器设计的相关问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据和事实；2. 培养学生对工程设计的兴趣，激发创新意识，提高实践能力；3. 培养学生的团队协作精神，学会与他人共同解决问题；4. 增强学生的安全意识，认识到压力容器设计在工程中的重要性。
本课程旨在使学生在掌握压力容器基本知识和设计原理的基础上，具备实际工程设计能力，同时培养严谨的科学态度和良好的团队协作精神。
课程针对高中年级学生的认知水平和兴趣特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实践操作能力和创新能力。
通过本课程的学习，为学生未来从事相关领域工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 压力容器概述：介绍压力容器的基本概念、结构特点、分类及应用领域，对应教材第一章内容。
- 压力容器的基本概念与结构特点- 压力容器的分类及应用2. 压力容器设计原理：讲解力学原理在压力容器设计中的应用，对应教材第二章内容。
- 应力、应变、强度等基本概念- 压力容器设计中的力学原理3. 压力容器设计规范与标准：学习压力容器设计的相关法规、标准和规范，对应教材第三章内容。
- 压力容器设计规范与标准简介- 安全系数的确定方法4. 压力容器设计计算：通过实例讲解压力容器的设计计算方法，对应教材第四章内容。
1.设计说明本次课程设计中的压力容器是高效酒精回收装置中的夹套罐。
夹套罐由内外两个容器套在一起构成，内置容器是由竖直圆筒和上下两个椭球封头组成的罐体；在罐体的外面有一个比罐体稍大的夹套容器，夹套下部是一个椭球封头，上部在适当高度采用圆弧过渡结构与罐体连接；在罐体和夹套之间形成一个约50mm左右的间隔。
在内置容器上设置有进料口、出料口、搅拌器口、温度表口、压力表口、安全阀口、观察口等工艺接口，在夹套上设置两个蒸汽入口，夹套的下部设有一个冷凝水出口。
蒸汽通过入口进入夹套后，对罐体内的酒精溶液进行加热，蒸汽冷凝成水后从冷凝水出口流出。
压力容器设备上共开有11个孔，连接有不同的接管。
设备管口情况如表1.1所示：表1.1 设备管口表2.设计参数的选取2.1设计压力设计压力是指设定的容器顶部允许达到的最高表压力，对于装有安全阀的压力容器，设计压力P 等于或略高于安全阀的开启压力P 0，而P 0大于或等于1.05～1.10P w ，取P=1.1P w ，其中P w 为工作压力。
求得容器和夹套的设计压力分别为： 罐内的设计压力:55.05.01.11.1=⨯==w P P MPa夹套内的设计压力：66.06.01.11.1=⨯==w P P MPa2.2设计温度设计温度是指容器在正常工作中，在相应设计压力下，壳壁或元件金属可能达到的最高或最低温度。
根据设计条件及上面计算结果可得：罐内的工作温度为100℃；夹套内饱和水蒸气的绝对压力2/6.71.01.01.066.01.01.01.0'cm kgf P P =+=+=(其中MPa cm kgf 1.0/12≈;表压力与绝对压力相差MPa 1.0)；查表得：t=167.4℃；圆整后得到t=200℃。
2.3材料的选择及许用应力确定此压力容器选择Q —235B 号钢，该号钢材厚度为4.5—16mm ，钢板标准为GB3274，MPa MPa s b 235,375==σσ，此号钢板在100℃时的许用应力MPa b 113=σ，在200℃时许用应力为MPa 105=σ。
摘要本次设计中的低压储罐为容积为400m3球罐，其用途为贮存氮气，壳体材料为Q345。
本文对其母材及其焊接性做了简要的分析，并以此为基础选择了球罐焊前的预热温度、焊接方法、焊机型号和焊接材料。
预热温度为120～140℃，焊接方法为手工电弧焊，焊机型号为ZXG-400，焊条为E5015。
本文根据球罐上每条焊缝的特点，结合所选用的焊接方法、设备及材料，制定了针对各条焊缝的合理可行的焊接工艺。
围绕着球罐的焊接过程，作者分析了可能出现的缺陷并提出了避免或减少这些缺陷产生的方法和措施。
在焊接完成之后，还需进行一系列的焊后处理，包括焊后热处理、无损检测等。
关键词：低压储罐；球罐；装配；焊接；工艺。
目录前言 (5)1球罐的概况 (7)1.1主要技术参数 (7)1.2结构形式图 (7)1.3壳体材料分析 (8)1.4球罐的主要焊接缺陷 (8)2焊接初步分析 (10)2.1焊接性分析 (10)2.2 Q345钢在焊接时易出现的问题 (10)2.3焊接方法的选择 (8)2.4焊接材料的选择 (8)2.5施焊环境 (8)2.6焊工资格 (11)3焊前准备 (12)3.1焊条的干燥和选择 (12)3.2焊接电流的选择 (12)3.3焊接速度 (13)3.4电弧电压 (13)3.5焊接层数的选择 (14)3.6坡口形式 (14)3.7焊机的选择 (14)3.8焊前预热 (14)4球罐的装配 (15)4.1球罐的组装方法 (15)4.2球罐零部件复验 (16)4.3壳板定位块及吊点的布置和焊接 (16)4.4操作脚手架形式 (16)4.5球壳板的组装过程及组装后球罐的调整 (17)5焊接操作 (18)5.1预制片组装焊接 (18)5.2定位焊 (19)5.3球罐的焊接顺序 (20)5.4焊缝的焊接工艺 (20)6焊后处理和焊后检验 (22)6.1焊后球罐整体热处理 (22)6.2焊后检验 (22)总结 (23)致谢 (24)参考文献 (25)前言随着锅炉、压力容器和管道工作参数的大幅度提高及运用领域的不断扩展，对焊接技术提出了愈来愈高的要求。
毕业设计（论文）任务书3000立方米LPG球罐设计摘要：本设计以《GB12337-89钢制球形储罐》和《GB150-89钢制压力容器》为设计依据，综合国内外现有的制造技术设计了3000m3LPG储罐。
在以安全为原则的基础上综合考虑经济适用性、产品质量、施工建造可行性、国内现有的建造技术等方面的因素，设计出公称直径为18000mm、壁厚为44mm的大型球罐。
本设计在选材方面考虑了多种材料的特性，最后确定07CrMnMoVR为本球罐的材料。
同样，本设计在球罐选型及支撑方式的选择上也应用多种形式作比较最终确定混合式结构、可调式拉杆支撑最合理。
最后进行强度及稳定性校核，校核结果显示本设计的结构既安全又经济。
关键词：球罐，安全，经济The Design Of 3000m3 LPG Spherical TankAbstract: the design Of 3000m3 LPG spherical tank is basis on both the GB12337-89 《steel spherical tanks 》and GB150-89 《design of steel pressure vessel》, considering the existing manufacturing technology of tanks both at home and abroad. In the principles of safety ，consideration of the economic applicability, product quality and construction feasibility, the existing building technology and other factors, at last the spherical tank is designed for nominal diameter 18000mm、wall thickness 44mm. The selection of materials in this design is in consideration, compared with some different properties of materials，finally the 07MnCrMoVR has be choosen.Also, the design and selection of the spherical support is in consideration，finally hybrid strucure and adjustable tension support seems to be the most reasonable. Finally the strength and stability test, the result shows this design of structure is safe and economic.Keywords: spherical tank, safety, economy目录1绪论................................................. 错误!未定义书签。
邮电与信息工程学院课程设计说明书课题名称：压力容器及过程设备课程设计学生学号： 6202170123 专业班级：学生姓名：涂程学生成绩：指导教师：卢霞课题工作时间： 2015/12/11 至 2015 /12/25过程装备与控制工程《过程装备设计》课程设计任务书一、设计目的1、复习巩固《过程装备设计》中的理论内容；2、掌握设备设计的步骤、方法。
熟悉常用设备设计的标准。
二、设计题目及设计任书课程设计题目：（ 10 ）M3（ 1.65 )Mpa,D(1800)mm液化石油气储罐设计N每人一题，从表中依次选取。
1、液化石油气储罐设计见卧罐参数表，每人一组数据2、设备简图见附件。
3、设计内容与要求（1）概述简述储罐的用途、特点、使用范围等主要设计内容设计中的体会（2）工艺计算根据安装地点的气象记录确定容器的操作温度；根据操作温度、介质特性确定操作压力；筒体、封头及零部件的材料选择；（3）结构设计与材料选择封头与筒体的厚度计算封头、法兰、接管的选型和结构尺寸拟定；根据容器的容积确定总体结构尺寸。
支座选型和结构确定各工艺开孔的设置；各附件的选用；（4）容器强度的计算及校核水压试验应力校核卧式容器的应力校核开孔补强设计焊接接头设计（5）设计图纸总装配图一张A1一、课程设计的任务的基本要求：（1）概述简述储罐的用途、特点、使用范围等；主要设计内容；设计中的体会。
（2）工艺计算根据安装地点的气象记录确定容器的操作温度；根据操作温度、介质特性确定操作压力；筒体、封头及零部件的材料选择。
（3）结构设计与材料选择封头与筒体的厚度计算；封头、法兰、接管的选型和结构尺寸拟定；根据容器的容积确定总体结构尺寸。
支座选型和结构确定；各工艺开孔的设置；各附件的选用。
（4）容器强度的计算及校核水压试验应力校核；卧式容器的应力校核；开孔补强设计；焊接接头设计。
（5）设计图纸总装配图一张A1指导教师签字：2015 年 12 月 25 日二、进度安排：布置课程设计任务，查阅相关资料（1天）。
沈阳航空工业学院课程设计用纸-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------夹套罐设计何欣勇 5405102班目录绪论11 设计说明21.1 设备用途21.2 工作原理21.3 主要管口用途22 设计参数的选取32.1 设计压力32.2 设计温度32.3 材料的选择及许用应力确定32.4焊缝系数32.5 附加厚度33 几何参数的确定43.1 描述设备的总体结构43.2 确定各封头参数43.3 筒体高度及设备容积43.3.1 筒体高度43.3.2 设备容积43.4 夹套高度及传热面积43.4.1 夹套高度计算43.4.2 传热面积的计算53.5 搅拌口法兰尺寸的确定53.6 窥镜规格的确定53.7 其他法兰接口尺寸的确定63.7.1 温度表口尺寸确定63.7.2 压力表口尺寸确定63.7.3 进料口与出料口尺寸确定63.7.4 蒸汽入口尺寸确定63.7.5 冷凝水出口尺寸确定63.7.6 安全阀口确定73.8 夹套罐主要工艺参数74 罐体强度设计84.1 罐体载荷特点8沈阳航空工业学院课程设计用纸------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4.2 罐体筒体压强度设计84.3 罐体封头压强度设计84.4 罐体筒体外压稳定性设计94.5 罐体封头外压稳定性设计95 夹套罐强度设计105.1 夹套的载荷特点105.2 夹套筒体压强度设计105.3 夹套封头压强度设计106 罐体与夹套连接处的剪切强度设计116.1 罐体质量计算116.2 罐体介质质量计算116.3 罐体上法兰及其他附属件质量计算116.4 总负荷计算116.5 焊缝连接处环形面积计算116.6 焊缝连接处剪切应力校核127 开孔补强计算137.1 需进行补强的最大孔径确定137.2 搅拌器连接口补强面积计算137.3 蒸汽入口补强计算148 水压试验压力确定158.1 罐体水压试验压力计算158.1.1 罐体筒体水压试验压力确定158.1.2 罐体封头在水压试验压力下的强度校核158.1.3 罐体筒体在水压试验压力下的稳定性校核168.1.4 罐体封头在水压试验压力下的稳定性校核168.2 夹套水压试验压力计算168.2.1 夹套水压试验压力确定168.2.2 夹套筒体在水压试验压力下的强度校核168.2.3 夹套封头在水压试验压力下的强度校核169 支座选取189.1 容器总质量计算189.2 支座选取1810 总结19参考文献20-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------绪论压力容器使用广泛，用途广、数量大。
课程设计压力容器一、教学目标本课程的学习目标包括：1.知识目标：学生能理解压力容器的定义、基本原理和主要部件；掌握压力容器的计算方法和设计规范；了解压力容器在工业中的应用和维护。
2.技能目标：学生能运用所学知识对简单的压力容器进行设计和计算；能阅读和理解压力容器的图纸和技术文件；具备压力容器的操作和维护能力。
3.情感态度价值观目标：学生培养对压力容器行业的兴趣和责任感，形成严谨、细致的学习态度，培养团队协作和创新精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括：1.压力容器的基本原理：介绍压力容器的定义、工作原理和分类，重点讲解容器的设计和计算方法。
2.压力容器的主要部件：讲解容器壳体、密封件、支撑件等的主要功能和结构特点。
3.压力容器的应用和维护：介绍压力容器在工业中的应用，讲解维护保养的基本知识和方法。
4.压力容器的图纸阅读和技术文件理解：通过实际案例，讲解如何阅读图纸和技术文件，理解其中的技术要求。
三、教学方法本课程的教学方法包括：1.讲授法：教师讲解压力容器的基本原理、计算方法和设计规范。
2.讨论法：学生通过小组讨论，深入理解压力容器的结构和应用。
3.案例分析法：教师提供实际案例，学生分析并解决问题，提高实际操作能力。
4.实验法：学生动手进行实验，验证理论知识，培养实践能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统、全面的知识体系。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识储备。
3.多媒体资料：制作精美的课件、视频等，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：配置完善的实验设备，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本课程的评估方式包括：1.平时表现：评估学生的课堂参与度、提问回答等情况，以考察学生的学习态度和积极性。
2.作业：布置适量的作业，评估学生的理解和应用能力，及时纠正学生的错误。
3.考试：定期进行考试，全面考察学生的知识掌握和应用能力。
评估方式应客观、公正，能够全面反映学生的学习成果。
压力容器设计示例压力容器是一种用于贮存和输送气体、液体或固体的装置。
它们广泛应用于化工、石油、制药、食品加工和其他工业领域中。
压力容器的设计必须符合相关的安全标准和法规，以确保其在工作条件下的安全运行。
下面是一个压力容器设计的示例，包括设计原则、材料选择、结构设计和安全措施。
设计原则：1.了解容器的使用场景和工作条件，包括所含物质的性质、温度、压力和环境条件等。
2.选择合适的材料，并进行材料的物理、化学和机械性能测试，以确保其耐受工作条件。
3.采用适当的公式和标准进行计算，包括蠕变、蠕变疲劳、开裂和冲击等因素。
4.考虑材料疲劳和蠕变的影响，选择合适的几何形状和尺寸，以确保容器的寿命。
5.考虑操作和维护过程中的便利性，包括容器的安装、清洗和维修等方面。
材料选择：1.根据容器的工作条件，选择具有良好耐腐蚀性能的材料，如不锈钢、钛合金、镍基合金等。
2.对于高温和高压条件下的容器，应选择高温合金或陶瓷材料，以保证其稳定性和耐用性。
3.根据容器的尺寸和形状，选择合适的材料加工方法，包括锻造、铸造、焊接和冷加工等。
结构设计：1.根据容器的工作压力和体积，选择合适的结构形式，包括球形、圆柱形和椭圆形等。
2.在容器的设计中，考虑应力分布的均匀性，并采取相应的结构加强措施。
3.在容器的口和底部设置合适的出口和进口，以便于液体或气体的输入和输出。
4.对于液体容器，添加适当的补偿装置，如液位计、流量计和压力计等，以监测和控制液位和压力变化。
安全措施：1.在容器上设置适当的安全阀和爆破盘，以防止因过压而导致容器爆炸。
2.对容器进行定期的检查和维护，包括检测和清洗内部的腐蚀物、杂质和沉积物等。
3.在容器的周围设置阻燃和隔热材料，以减少火灾和爆炸的风险。
4.当容器在高温或高压下工作时，应采取相应的防护措施，如绝热层和散热设备等。
总结：压力容器的设计需要充分考虑使用条件、材料选择、结构设计和安全措施等方面的因素。
合理的设计可以保证容器的安全、耐久和高效运行。
引言压力容器是容器的一种，是指最高工作压力大于等于0.1MPa，容积大于等于25Ｌ，工作介质为气体、液化气体或最高工作温度高于或等于标准沸点液体的容器。
这类结构大都在一定的温度和压力下工作，且相当一部分结构的工作介质或内部充装物为易燃易爆，或具有强烈腐蚀性，或有毒的物质，一旦发生泄露或者断裂破坏，就可能产生灾难性的后果，造成人民生命财产的严重损失。
因此，必须保证该类结构在工作和运行中的安全可靠性，必须按照产品设计的技术要求中专门的技术规范来进行制造生产，严格控制质量，并且要由专设机构来进行监督和检查。
世界各国对于压力容器的制造和使用都非常重视，均设有专门机构，制定了详细的技术规范和检查标准。
压力容器产业的发展离不开机械、冶金、石油化工、电脑信息、经济管理和安全防护等诸多工程技术的改革创新，或者说它是在多项新材料、新技术、新工艺综合开发的基础上发展的工业产品。
在科学技术不断提高的今天，压力容器行业的发展当然也离不开先进技术的使用。
一.现代先进设计技术的开发应用压力容器设计单位必须持有国家质量技术监督部门颁发的相应类别“压力容器设计单位批准书”。
设计人员的资格取证不仅需对应于第一、二类或第三类压力容器的要求，而且还将区分能胜任“按应力分析设计”，或只能担任“按规则设计”。
现代先进设计技术在压力容器领域的开发应用，主要是指“按应力分析设计”范畴。
除了已较普及的计算机辅助计算（CAC）和计算机辅助设计（CAD）外，有待进一步开发的如有限元设计、并行设计、虚拟设计和计算机辅助工程（CAE）等现代先进技术均将在21世纪取得不同程度的进展。
二.先进制造技术理念的推广普及压力容器制造单位必须持有国家质量技术监督部门颁发的“压力容器制造许可证”，并应建立健全的质量保证体系。
但我国已取证的压力容器制造企业的人均GDP值和产品附加值都还很低，技术装备、技术素质和管理水平也都很落后。
为了面对21世纪的挑战和机遇，达到优化产品质量、降低生产成本、提高劳动生产率、提升国际竞争力，有必要在压力容器产业推广“先进制造技术”理念。
所谓先进制造技术（AMT）是美国在上世纪80年代提出的新概念，它是一项集具体制造技术与经营管理技术两个层面于一体的系统工程。
AMT的特点为：以市场为导向，以系统观念、工业工程为指导，以全面数字化技术为依托，合理使用先进技术，精心组织经营管理。
作为压力容器的生产模式，主要包含三个技术群，即主体技术群如备料、滚卷、锻压、成形、组装、焊接、热处理、检验测试和压力试验、爆破试验、疲劳试验等；支撑技术群如自动控制技术、信息处理技术、生产物流技术和标准化规范化技术等；及管理技术群如质量控制、人员培训、市场电子商务技术和售后服务等。
其中尤以焊接（含现场组焊）和热处理两个环节是保证产品质量的关键。
当前国内外都着眼于电脑自动化，特别是自动控制式焊接设备和热处理设备的改进创新更是发展神速，一些便携式自动焊接和热处理设备也已在大型球罐和塔设备等现场组焊中得到推广应用。
传统的脏乱差、噪音污染、质量失控的锻焊钣金车间势将退出产业历史舞台。
总之，面临着机械制造业全球化挑战和机遇的历史时期，压力容器产业也应尽快提高自己对市场的快速响应能力，开发节能、节材、绿色制造的成形与改性技术，实现产品和工艺研究自动化。
如果还使用落后的生产模式和产业机制将最终被时代淘汰。
而在压力容器的制造过程中对焊接技术的应用是非常重要的。
在科学技术飞速发展的当今时代，焊接已经成功地完成了自身的蜕变。
很少有人注意到这个过程何时开始，何时结束。
但它确确实实地发生在过去的某个时段。
我们今天面对着这样一个事实：焊接已经从一种传统的热加工技术发展到了集材料、冶金、结构、力学和电子等多门类科学为一体的工程工艺学科。
而且，随着相关学科技术的发展和进步，不断有新的知识融合在焊接之中。
剖析现代的焊接，不难发现其愈发显现出的几大特征：1、焊接已成为最流行的连接技术；2、焊接显现了极高的技术含量和附加值；3、焊接已成为关键的制造技术；4、焊接已成为现代工业不可分离的组成部分。
在工业化发达的美国，焊接被视为“美国制造业的命脉，而且是美国未来竞争力的关键所在”。
其主要根源就是基于这样一个事实：许多工业产品的制造已经无法离开焊接技术。
1 产品结构以及材料性能1.1产品结构分析压力容器有多种结构形式，最常见的结构为圆柱形、球形和锥形三种。
而直径2000mm熔化槽槽体属于圆柱形。
其结构简图如图1-1所示，下面简单介绍其结构特点。
图1-1 产品结构简图（1）筒体是压力容器的重要组成部分，由它构成储存物料或完成化学反应所需要的大部分压力空间。
当筒体直径较小（小于500mm）时，可用无缝钢管制作。
当直径较大时，一般用钢板卷制或压制后焊接而成，由于熔化槽槽体长5122 mm所以采用第二种方法。
（2）封头据几何形状的不同，压力容器的封头可分为凸形封头、锥形封头和平盖封头三种，该罐体属于凸形封头中的椭圆形封头。
（3）法兰法兰按其所连接的部分分为管法兰和容器法兰。
用于管道连接和密封的法兰叫管法兰；用于容器顶盖与筒体连接的法兰叫容器法兰，而该罐体的法兰属于容器法兰。
（４）开孔与接管由于工艺要求和检修时的需要，要在石油化工容器的筒体和封头上开设各种孔或安装接管，如人孔、手孔、视镜孔、物料进出接管等。
（5）支座压力容器靠支座支撑并固定在基础上。
对于该罐体可采用鞍式支座。
1.2母材性能分析本次罐体所用的材料主要是16MnR，属于热轧钢，是压力容器的常用钢。
是通过Mn、Si等合金元素的固溶强化作用来保证钢的强度，属于C-Mn或Mn-Si系钢。
1.2.1材料化学成分及力学性能材料的化学成分主要包括C、Si、Mn 、S、 P等化学元素，而其力学性能也主要受这几种元素含量的变化的影响而发生变化。
表1材料化学成分碳（C）决定了母材的淬硬倾向和冷裂纹倾向，与碳当量有关。
碳当量越大，则母材淬硬倾向和冷裂纹倾向增大。
如果碳当量很小，不需要热处理的情况下，焊接性能也非常好。
硅（Si）起到固溶强化的作用，增加钢的强度。
如果硅的质量分数超过0.6%使韧性不利，使韧脆转变温度提高。
锰(Mn) 起到固溶强化的作用，增加钢的强度。
如果锰的质量分数超过1.6%，焊接时易出现裂纹，在热影响区还会出现淬硬组织。
硫(S) 危害性元素。
如果锰硫比升高，含碳量降低则不会出现冷热裂纹。
磷（P）危害性元素。
对钢材的焊接性有不利的影响。
表2力学性能1.2.2 母材焊接性16MnR 属于热轧钢，在焊接时主要注意的问题是冷裂纹的产生和热影响区脆化。
（1）冷裂纹 16MnR 钢含有少量的合金元素，碳当量比较低，一般情况下（除环境温度低或钢板厚度很大时）冷裂倾向不大。
淬硬倾向主要取决于钢的化学成分，其中以碳的作用最明显。
可以通过碳当量公式来大致估算16MnR 钢的冷裂敏感性，碳当量越高，冷裂敏感性越大。
国际焊接学会推荐的碳当量公式为(%)6515Mn Cr Mo V Cu Ni CE C +++=+++ （1-1） 一般认为CE ≤0.4%时，钢材在焊接过程中基本无淬硬倾向，冷裂敏感性小。
CE=0.4%～0.6%时钢的淬硬倾向逐渐增加，属于有淬硬倾向的钢。
16MnR的碳当量为0.4%，所以在焊接过程中焊接热影响区基本无淬硬倾向，冷裂敏感性小。
（2）热影响区脆化由于16MnR钢的热影响区脆化主要是粗晶区脆化，所以我们只介绍粗晶区脆化，而热应变脆化基本上不发生。
粗晶区脆化钢材被加热到1200℃以上的热影响区过热区可能产生粗晶区脆化，韧性明显降低，这是由于热轧钢焊接时，采用过大的焊接热输入所致。
粗晶区将因晶粒长大或出现魏氏组织而降低韧性，焊接热输入过小，粗晶区中马氏体组织所占的比例增大而降低韧性，这在焊接含碳量偏高的热轧钢时较明显。
2产品工艺流程以及焊接材料选取2.1产品工艺流程图↓↓↓↓↓↓↓2.2 焊缝位置分布主要焊缝位置如图2-2所示，内筒分为两节有两道纵缝、两道环缝，夹套分为上夹套和下夹套，上夹套有一道纵缝，下夹套有一道纵缝一道环缝，夹套与筒节间有四道环缝。
图2-2 焊缝位置分布图1-筒节纵缝2-筒节环缝3-夹套纵缝4-夹套与筒节环缝5-筒节与封头的环缝2.3 焊前准备焊前准备工作主要包括熟悉图样和技术要求。
除了对产品结构、形状及尺寸进行审核和分析外，还要综合考虑与加工制造有关的国家技术标准和规范。
压力容器的可靠性与所选用材料有密切关系，首先要考虑所选材料有足够的强度、塑性、韧性及稳定性；其次应具有良好的冷、热加工性能，尤其保证焊接性良好。
1）生产图纸和工艺焊前必须熟悉生产图纸和工艺，这是保证焊接产品顺利生产的重要环节。
主要内容如下：①熟悉沥青熔化槽的结构形式、采用的材料种类及技术要求。
②熟悉沥青熔化槽的焊接部位的尺寸、焊接接头及坡口的结构形式。
③熟悉采用的焊接方法、焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊接顺序、焊前预热温度及层间温度等。
④熟悉焊后热处理工艺、焊接检验方法及焊接产品的质量要求。
2）材料检验材料检验包括母材和焊接材料的检验，这也是焊前准备的重要组成部分。
①母材检验母材检验包括焊接产品母材和外协委托加工件的检验。
母材检验的内容如下：a 材料入库要有材质证明书，要有符合规定的材料标记符号。
要对材料的数量和几何尺寸进行检验复核。
对材料的表面质量进行检查验收（如表面光洁情况、生锈腐蚀情况、变形情况和表面机械损伤情况等）。
b 根据有关规定，对材料进行化学成分复验。
c 对母材进行力学性能复验，包括拉伸试验、弯曲试验、脆性试验、断裂试验、蠕变试验等。
②焊接材料检验对焊条、焊丝的化学成分、力学性能（主要指熔敷金属）的检验及腐蚀检验等。
对焊剂和保护气体的成分和纯度进行检验。
③操作人员资格审核在焊接产品制造之前，必须检查该焊工所持合格证的有效性，包括审核焊工考试记录表上的焊接方法、试件形式、焊接位置及材料类别等是否与焊接产品要求的一致，所有考试项目是否合格。
2.4 钢材预处理金属材料预处理是指在下料、装配、焊接前，进行矫正、材料表面除锈清理、喷涂防护层和烘干等加工工序。
它是提高产品质量，延长产品使用寿命，减少环境污染，提高零件气割下料质量，尤其有利于数控切割机正常工作和设备保养的有效措施。
2.4.1钢材的矫正1）钢材矫正目的钢材在轧制、运输、装卸和堆放过程中，由于自重、支撑不当，或装卸不良及其他原因，可能会产生弯曲、扭曲、波浪及表面不平等变形。
当这些变形超过一定程度时，会给尺寸的度量、划线、剪裁及其他加工带来困难，而且会影响到成形零件的尺寸和几何形状的精度，从而影响到装配、焊接和整个产品的质量。
所以划线、下料前应予以矫正。
2）矫正的基本原理矫正的基本原理是使钢板在外力的作用下产生与原来变形相反的塑性变形，以消除弯曲、扭曲、皱折、表面不平等变形，从而获得正确形状的过程。
