25立方液化石油气储罐设计方案

1、25立方液化石油气储罐一.设计背景该储罐由荷泽锅炉厂设计,是用来盛装生产用的液化石油气的容器.设计压力为,温度在-1952摄氏度范围内,设备空重约为5900Kg,体积为25立方米,属于中压容器.石油液化气为易燃易爆介质,且有毒,因此选材根本采用Q345R此液化石油气卧式储罐是典型的重要焊接结构,焊接接头是其最重要的连接结构,焊接接头的性能会直接影响储存液化石油气的质量和平安.:.总的技术特性:技术特性表容器类别类三设计压力MPa设计温度C-19 52最局,作压力MPa水压试验压力MPa气密性试验压力MPa焊接接头系数1尺寸mmDN2000*7250厚度mm12操作介质液化石油气充装系数设备容积

2、立方米25三.储气罐根本构成储气罐是一个承受内压的钢制焊接压力容器.在规定的使用温度和对应的工作压力下,应保证平安可靠,罐体的根本结构部件应包括人孔、封头、筒体、法兰、支座.图1储气罐的结构简图 筒体本产品的简体是用钢板卷焊成筒节后组焊而成,这时的简体有纵环焊缝. 封头按几何形状不同,有椭圆形封头,球形封头,蝶形封头,锥形封头和平盖等各种形式.封头和简体组合在一起构成一台容器壳体的主要局部,也是最主要的受压元件之一.此储气罐选择的是椭圆形封头.从制造方法分,封头有整体成形和分片成形后组焊成一体的两种.当封头直径较大,超出生产水平时,多采用分片成形方法制造,分片成形限制难度大,易出现不合格产品.

3、对整体成形的封头尺寸、形 状,虽然易限制但一般需要有大型冲压模具的压力机或大型旋压设备,工艺设备庞大,制造本钱高.从封头成形方式讲, 有冷压成形、热压成形和旋压成形. 对于壁厚较薄的封头, 一般采用冷压成形.采用调质钢板制造的封头或封头瓣片,为不破坏钢板调质状态的力学性能,节省模具制造费用,往 往采用多点冷压成形法制造.当封头厚度较大时,均采用热压成形法,即将封头坯料加热至900c1000C.钢板在高温下冲压产生塑性变形而成形,此时对于有些材料(如正火态钢板),由于改变了原始状态的力学性能,为恢复和改善其力学性能,封头冲压成形后还要做正火、正火+回火或淬火+回火等相应的热处理.对于直径大且厚度

4、薄的封头,采用旋压成形法制造是最经济最合理的选择. 接管和法兰接管和法兰作用是连接或供人进入容器内部的,是容器的主要组成局部. 接管与壳体间的焊接接头一般为角接接头或 T形接头,但对于连接二者之间的焊缝,如果是壳体上开坡口时,那么称为对接焊缝, 壳体上不开坡口时称为角接焊缝.密封元件密封元件是两法兰之间保证容器内部介质不发生泄漏的关键元件.对于不同的工件条件要求有不同的密封结构形式和不同材质及形式的垫片,在制造时对于密封垫材料和形式不得随意更改.2.1.6支座立式容器主要采用鞍式支座.25立方液化石油气储罐(25立方液化气储罐-25立方石油液化气储罐)荷泽锅炉厂 联系方式：400-0767-1

5、10,四.技术要求(1)本设备根据GB150-1998?钢制压力容器?进行制造,检测与验收,并接受?压力容器平安技术 监察规程?的监督.(2)制造筒体、封头、人孔接管、用Q345R钢板符合GB6654-1996及第二次改造通知单的规定,人孔法兰盖用钢板正火状态供货.带颈对焊法兰、接管用Q345M符合JB4726-2000 ,壳体用Q345R钢板应逐张进行冲击试验,方法根据GB/T229的规定,三个试样的平均值大于等于54J.(3)设备焊接工艺规程根据JB/T4709-2000 ,焊接工艺评定根据 JB4708-2000.所有角接接头的焊接外表须打磨圆滑过渡.(4)设备中每条 A B类焊接接头应

6、进行100幅寸线检测,根据JB/的规定,二级合格.所用D类焊剂接头、DN<250的接管与法兰的 B类焊接接头及所有与承压件相焊接的角接接头,应进行 100诙面磁 粉检测,根据JB/的规定,一级合格.(5)设备应进行整体焊后消除应力热处理,热处理后不得在设备本体上进行施焊.(6)最终热处理后,对设备中Ao B、D类焊接接头进行硬度检测,其硬度应小于等于200HR检测数量按口每条A、D类焊接接头测一组,每条 B类焊接接头每隔120度测一组,每组包括母材、热影响区和焊缝各一处.(7 )未注明角接接头焊脚高度均等于两相焊件中之较薄件的厚度,且须为连续焊.(8)设备制造完毕后进行水压试验.水压试验

7、应力见技术要求表.水压试验合格后应将积水排净吹 干.荷泽锅炉厂 联系方式：400-0767-110,(9)水压试验合格后,应进行气密性试验,试验应力见技术特性表.(10)设备制造完毕后除锈涂铁红醇酸底漆一遍,再涂银粉醇酸清漆一遍,沿罐体水平中央线用红漆 刷一道红色色带,宽度为 150mm在筒体两侧的重心处用红色油漆喷印重新标志,应在重心标志上方喷印LPG字样,重心标志的左侧喷应严禁烟火字样,右侧喷应禁止施焊的字样,标志、字样高度不得小于200mm(11) 设备的油漆、包装、运输根据JB/T4711-2003?压力容器涂覆与运输包装?的规定.(12) 本储罐安装时,其纵轴应向排污方向倾斜千分之三

8、.(13) 固定支座的连接采用一个螺母拧紧；活动支座用两个螺母,第一个螺母不拧紧,与支座的距离为1至3毫米,用第二个螺母锁紧.(14) 本储罐必须在有遮阳和水喷淋装置的条件下适用.4.焊接工艺规程：此液化石油气卧式储罐是典型的重要焊接结构,焊接接头是其最重要的连接结构,焊接接头的性能会直接影响储存液化石油气的质量和平安.因此合理地制定焊接工艺规程非常必要.根据GB150-1998?钢制压力容器?对压力容器主要受压部位的焊接接头分为以下四类,结合实际工程的需要, 分类如下：焊缝编号和分布位置示意图其中A、日D分别表示焊接接头的形式5 .材料选择Q345R 钢是屈服强度为340Mp敏的压力容器专用

9、板,它具有良好的综合力学性能和工艺性能. 磷、 硫含量略低于低合金高强度钢板 Q345(Q345R押J,除抗拉强度、延伸率要求比 Q345(Q345R)钢有所提升 外,还要求保证冲击韧性.它是目前我国用途最广、用量最大的压力容器专用钢板.Q345R材料性能分析:70ftCSiMnPSAlt质量分数()材料特性分析：Q345R钢的基体组织为铁素体 +珠光体,是低合金高强钢中应用最广泛的钢,有比拟成熟的经验,屈服强度为294343MPa根本属于热轧的低合金钢,其综合性能、焊接性及加工工艺性能均优于普通碳素钏,且质量稳定,其使用温度在-40452c范刖内,Q345R钢作为低温压力容器时,为改善低温性

10、能,可以在正火处理后使用.Q345R钢是在低碳钢的根底上参加了少量合金,其加工性能.与低碳钢相似,具有较好的塑性和焊接性.由于参加了少量合金元素,其强度增加,淬硬倾向比低碳钢大,所以在较低温度下或刚性大、壁厚结构的焊接时,需要考虑采取预热举措,预防冷裂纹的产生,本设计中板厚18mm 壁厚较薄,小于30mm均不用预热焊后亦不必作消除应力处理.25立方液化石油气储罐(25立方液化气储罐-25立方石油液化气储罐)荷泽锅炉厂 联系方式：400-0767-110,6 .焊接技术特性及要求技术特性：液化石油气储罐材料 Q345R工作压力在 MPa,属于第三类压力容器,工作温度 -1952 C,设计温 度5

11、2 C,腐蚀裕度,焊接接头系数,液压试验压力(卧放) ,全容积10m3,充装系数,平安阀开启压力 技术要求：1设备的施工应符合 GB150-1998?钢制压力容器?,验收应接受?压力容器平安技术监督规程?中的 相关规定2焊接采用电弧焊,焊条型号,低合金钢之间E5016,碳钢间E43033焊接接头的形式及尺寸按图要求,角焊缝的焊脚高度为较薄件的厚度,法兰的焊接按相应的法兰标准规定,对接接头与角接接头需全焊透,接管焊缝成形外表均应圆滑过渡,不得有裂纹、咬边、及棱角.4壳体钢板按 GB6654-1996?压力容器钢板?及修改单中正火状态供货,且逐张进行超声检测,质量标准应不低于JB/T4730. 3

12、-2005中规定的II级,壳体的A类纵向焊接接头制备产品焊接试板,按?容规?第25条进行材料复验,坡口外表进行IOO嘱粉检测,并符合 JB4730. 4-2005中规定的I级5筒体长度小于15ml塔体直线度允差偏差不大于1000+8, 12mm安装垂直度允差为 12mm6裙座螺栓孔中央圆直径允差以及任意两孔弦长允差均为2mm7壳体用钢板轧制,逐张进行 -19C夏比V型缺口冲击试验横向,三个试样冲击平均值不得低于20J,允许其中一个试样冲击功小于平均值,但不得小于14J8钢管应逐根按 JB/T4730. 3-2005 中I级为合格9支座简体与封头的焊接接头必须采用全焊透连续焊,并进行磁粉检测,符

13、合JB/T4730. 4-2005 中I级为合格10设备压力试验合格后对全部焊缝按JB/T4730. 4-2005进行磁粉检测,符合I级为合格,复验焊缝II热处理后,设备本体不得再行施焊25立方液化石油气储罐25立方液化气储罐-25立方石油液化气储罐荷泽锅炉厂联系方式：400-0767-110,7 .焊接工艺设计焊缝编号及示意图其中A、B、C D分别表示焊接接头的形式接管与壳体.封头的焊接D1, ,D2A3B3由GB150-1998?钢制压力容器?规定,接管,人孔,凸缘补强圈等与壳体连接的接头.为D类焊缝.由此选择焊缝类型为 D类焊缝.金属牌号及规格：Q345R7.2.1 焊接方法的选择手工电

14、弧焊的优点焊接设备价格低.简单.焊条品种齐全,可以焊接多种不同的金属,包括最常用的金属和合金.在狭窄空问焊接的场合,采用手工电弧焊比拟方便、实用.对于同样的焊接设备,采用不同的电流设置,获得满足使用要求的焊缝.适合各种位置的焊接.与气体保护焊相比,不易受到风的影响.对焊接金属的最大厚度没有限制在大多数天气情况下都可以进行焊接.手工电弧焊的缺点不适合焊接厚度小于1.5mm的薄板.负载率和总的熔敷效率一般比送丝焊接方法低,当焊条消耗完毕或需要更换焊条时,焊接过程也暂时中断.并非整根焊条都可以充分利用,焊钳中被夹持的局部必须丢弃,一般要浪费2550mm|£度的焊条.频繁地更换焊条也增加了焊

15、接缺陷的产生埋弧自动焊的优点是：生产效率高.埋弧自动焊的生产率可比手工焊提升510倍.由于埋弧自 动焊时焊丝上无药皮,焊丝可很长,并能连续送进而无需更换焊条.故可采用大电流焊接 (比手工焊大68倍),电弧热量大,焊丝熔化快,熔深也大,焊接速度比手工焊快的多.板厚 30毫米以下的自动焊可 1不开坡口,而且焊 接变形小.焊剂层对焊缝金属的保护好,所以焊缝质量好.节约钢材和电能.钢板厚度一般在30毫米以下时,埋弧自动焊可不开坡口,这就大大节省了钢材,而且由于电弧被焊剂保护着,使电弧的热得到充分利用,从而节省了电能.改善了劳动条件.除减少劳动量以外,由于自动焊看不到弧光,焊接过程中发出的气体量少,这对

16、保 护焊工眼睛和身体健康是有益的.埋弧自动焊的缺点是适应水平差,只能在水平位置焊接长直焊缝或大直径的环焊缝.综合考虑由于进行的是双面焊缝,手工电弧焊设备简单,操作方便适合全位焊接的特点,因而内面采用手工电弧焊而外面采用参加熔深,提升生产率,采用埋弧焊.最终采用焊接方法为：手工电弧焊+埋弧焊.荷泽锅炉厂 联系方式：400-0767-110,7.2.2 坡口形式由于焊接厚度为18mm因而需要开坡口,由于厚度比拟厚,假设开 V型坡口的话,产生较大的开口,一 方面会浪费较多的焊条,而且焊接费时间,假设开 U型坡口的话,可以减小开口,而且U型坡口有利于焊剂的流入,同时可以减小焊接应力,减少裂纹的产生.因

17、而最终选择U型坡口,具体的坡口形式如下列图所示：7.2.3 焊接姿势：平焊7.2.4 焊接村料的选择1)焊条的选择：焊条的选用主要考虑焊缝的使用性和施焊的工艺性,焊条选择的主要原那么有以下几点°(l)根据被焊金属材料的类型,选择相应焊条种类的大类.如焊接母材是普通低合金钢时,选用结 构钢类型的焊条.(2) 根据被焊母材的性能,选用与其性能相同的焊条,或选用熔敷金属与母材化学成分类型相同的 焊条,以保证母材性能与焊缝相同.(3) 选择焊条时还要考虑工艺方面,主要是操作方便,易获得优良的焊缝.(4) 从价格考虑,在满足性能及施工要求的前提下,尽量选用熔敷效率高、价格低的焊条,从而提升生产

18、率,降低本钱.2)焊丝的选择：药芯焊丝国内应用尚不普遍,活性焊丝主要用于气体保护焊,应选择实芯焊丝.常用的低合金埋弧焊实芯焊丝有以下三类：(l)低镒焊丝(如H08A):常配合高镒焊剂,用于低碳钢和强度较低的低合金钢焊接(2)中镒焊丝(如 H08MnA HIOMnSi):主要用于低合金钢焊接,并可配低镒焊剂焊接低碳钢(3)高镒焊丝(如 HIOMn2, H08Mn2Si):用于焊接低合金钢.3)焊剂的选择：说明：是氟碱型烧结焊剂,碱度约为,灰色圆形颗粒,粒度为(1060日).焊接时电弧燃烧稳定,脱渣容易,焊接成型美观,熔敷金属具有较高的低温冲击韧惟,可交直流两用,直流焊接时焊丝接正极.用途：配适宜

19、当的焊丝(如 H08MnA HIOMn2 H08MnMoA H08Mn2MoA等),可焊接多种低合金结构钢,如船体、锅炉水力容器、管道等.可用于多层焊、双面单道焊、多丝 焊及窄问隙埋弧焊.焊剂参考成分()SPSiO2+TiO2GaO+MgOAl2O3+MnOGaF2三三1525253520301525熔拂金属力学性能(按 GB/T5293-1999)工程配合 焊丝(T b(Mpa)s s(Mpa)b 5(%)AKV(J)室温0C-20 C-40 CH08MnA415550三330三22三150三110三80三27H10Mn2480650三400三22三150三110三80三27H08MnMoA

20、550650三420三20三90三70三34H08Mn2MoA620750三500三20三90三70三34配合HIOMnSi等焊丝可焊接低碳钢和某些低合金钢(Q345R)结构.应选择焊齐ij SJl01根据焊接丁艺要求,选用焊条J507,并查常用焊丝焊剂表,选用焊丝HlOMnSi焊齐ij SJIOI o 1)工艺要求： 坡口加工：机加工坡口处理方法：为不影响焊接质量,在施焊前应当去除坡口以及母材两侧外表 20mm范围内(以离坡口边缘的距离计算)的氧化物,油污,熔渣以及其他由害 物质.(2)层间温度：100-252 C(3)清根方法：碳弧气爆并打磨2)工艺顺序坡口清理(2)装配点焊(3)内面焊条

21、电弧焊(4)外面清根并打磨(5)外面埋弧焊3)焊接标准内面焊接一焊条电弧焊1)确定焊条直径根据?过程装备制造与检测?表 5-24得：由被焊工件的厚度选择焊条直径为5mm2)焊接电流确实定根据焊条直径查?过程装备制造与检测?表5-15 ,确定焊接电流为 200-270A3)焊接电压确实定手工电弧焊,焊接电压选择为22-30V,其电压主要由电弧长度决定,电弧长那么电弧电压高,反之那么电压低.电弧过长那么不稳定,熔深浅,熔宽增加,易产生咬边等缺陷,同时空气容易侵入,易产生气孔,飞溅严重,浪费焊条,电能,效率低.生产中尽量采用短弧焊接,电弧长度一般为2-6mm4)焊接速度V确实定由书本查得焊接线能量约

22、为qv=18KJ/cm ：由焊接线能量公式 qv=0. 7UI/v得焊接速度为v=O. 7*(20 30)*(200 270)/=15 20cm/min选择焊接速度约为 18cm/min5)电源利-类以及极性确实定由J507焊条对应国标为 E5015,即说明熔敷金属抗拉强度为 50MPa焊条适应焊接位置为平焊,药皮类型为低氢钠型,焊接电源为直流反接.6)焊接层数确实定厚板焊接一般要开坡口,同时采用多层多道焊,每层焊接厚度步超过5mm手工电弧焊一次最大熔深约为68mml每层厚度约为焊条直径的倍时,牛产效率高.由公式 n=D/d (此处厚度用 D表示)得焊接层数 n=18/5=4层7)焊钳,焊接电

23、缆确实定由?过程装备制造一与检测?表 5-9得,选择G325可以满足焊接要求8)焊工护目遮光镜片选用由?过程装备制造与检测?表5-11以及焊接电流为200-270A ,选择电弧镜片号为11-12;碳弧气爆镜片为 12-14外面焊接一埋弧焊选择焊丝直径为 5mml及焊接速度要求选择MZ-IOOE1焊机根据手工电弧焊工艺参数确实定方法依次确定各参数如下表格焊接牌号及焊 丝焊剂焊丝直径 (mm)电源种类及 极性焊接电流 (A)焊接电压(V)焊接速度 (cm/min)J507H10MnSi+SJ1015直流反接400-120032-36>22接管.与封头,其中各种设计角度及尺寸来源于?过程设备设

24、计?附表,表 内容.筒体体的焊接详图如下,(图二)接管与壳体焊缝详图B3中图三接管与底封头焊接详图ID,接管专底封头焊接详图各筒节纵向焊缝焊接工艺分析由GB150-1998?钢制压力容器?规定,圆筒局部的纵向接头,球形封头与圆筒 连接的环向接头,各类凸形封头中的所有焊接接头以及嵌入式接管,与壳体对接连 接的接头均属A类焊接接头.因而确定为A类接头,7.3.1 工艺要求：1坡口加工方法：机加工坡口,并去除油锈2后热温度及保温时间：250-300'C *2hr3)清根方法：碳弧气刨并打磨4)焊接接头如图示：(图四)筒体纵向焊接接头详图7.3.2 工艺顺序：1.清理坡口,并进行磁粉检测(MT

25、)2 .进行装配点焊3 .内部进行焊条电弧焊4 .外部清根并打磨,进行 MT检测5 .外部进行埋弧焊6 .焊后热处理7.3.3焊接标准:焊接牌号 及焊丝焊 剂焊丝直径 (mm)电源种类 及极性焊接电流 (A)焊接电压(V)焊接速度(cm/min)内面手工 电弧焊J507H10MnSi5直流反接200-27022-26>18外面埋弧 焊J507H10MnSi5直流反接400-100032-36>22各筒节环向焊缝焊接工艺分析由同标GB150-1998?钢制压力容器?规定,壳体局部的环向焊接接头,锥形封头与接管连接的接头等均属于 B焊头,已经规定的除外.因而经确定筒节环向焊缝为B类焊缝

26、.7.4.1工艺要求：(前面已经详细表达过确定过程,不再赘述)1坡口加工方法：机加工坡口,并去除油锈 )2)后热温度及保温时间：250-300 C2hr3)清根方法：碳弧气刨并打磨4)焊接接头如下图：筒体环向焊接接头详图4.4.2工艺顺序：1 .清理坡口,并进行磁粉检测VIT2 .并进行装配点焊3 .内部进行焊条电弧焊4 .外部清根并打磨,进行MT检测5 .外部进行埋弧焊7.4.3焊接标准：焊接牌号 及焊丝焊 剂焊丝直径 mm电源种类 及极性焊接电流 A焊接电压V焊接速度cm/min内面手工 电弧焊J507H10MnSi5直流反接200-27022-26>18外面埋弧 焊J507H10M

27、nSi5直流反接400-100032-36>22焊后热处理工艺参数1热件入炉或出炉时的温度不得超过400C,但对厚度差较大、结构复杂、尺寸稳定性要求较高、剩余应力值要求较低的被加热件,其入炉或出炉时的炉内温度一般不宜超过 300 Co2升温至400 c后,加热区升温速度不得超过5000/bs C/h,且不得超过200 c/h,最小可为52C/h.3温时,加热区内任意5000mm长度内的温差不得大于120C.4温时,加热区内最高一与最低温度之差不宜超过65 Co5温保温期间,应限制加热区气氛,预防焊件外表过度氧化.6炉温高于400c时,加热区降温速度不得超过6500/8s C/11 ,且不

28、得超过260c/h ,最小可为 52 C /h.7焊件按1炉温度出炉后应在静止空气中继续冷却荷泽锅炉厂联系方式：400-0767-110,八.液化石油气储罐检验方案一、设备概况及其根本参数：容器类别：第 m类压力容器设计压力：设计温度-1952C,介质：液化石油气材质：封头：Q345R 筒体：Q345R二、检验依据：1、?压力容器平安技术监察规程?2、?在用压力容器检验规那么?3、?压力容器使用登记治理规那么?4、GB150-1998?钢制压力容器?5、JB4730-94?压力容器无损检测?三、检验准备：1、检验人员：a、应具备相应工程检验资格；b、设置现场平安监督工程负责人兼.2、检验仪器准

29、备：a、磁探机；b、超探机；c、测厚仪、硬度计；d、焊缝检验尺、长度检验尺；e、照明灯应急灯；f、带漏电保护器的电线盘；g、角向磨光机、砂轮片；h、着色探伤剂.以上检验仪器需在检定期内,且处于完好状态.3、审查资料：a、设备的竣工图,质量证实书.b、锅炉压力容器监督检验单位出具的平安质量监检报告.c、设备的运行记录,灌充装记录,有关运行参数记录,介质成份,载荷变化情况,运行中出现的异常情况等资料.d、有关修理、改造、施工记录、检验报告.4、设备准备：a、罐内介质排除干净,盲死隔断气液体来源.b、罐内剩余液气体必须进行置换、清洗,氧含量应在1821%体积比之间.c、翻开人孔,清理罐内杂质,将所有

30、焊缝及两侧包括接管角焊缝各150mmg围打磨除锈至露出金属光泽.四：检验工程：1:内外部宏观检验：1、外表检验：a、罐体外表质量,接口部位,焊接接头的裂纹、过热、变形、泄漏.b、外表腐蚀、机械损伤.c、支撑或支座的损坏,根底下沉、倾斜、开裂,紧固螺栓.2、结构检查：a、封头形式、简体与封头的连接方式.b、焊缝布置、支座形式与布置.c、开孔与补强.d、排放装置.e、平安附件及仪表.3、几何尺寸检验：a、焊缝对口错边量、棱角度、咬边.b、焊缝外表质量,角焊缝的焊脚尺寸,对接焊缝余高.c、同断面最大最小直径差.d、封头外表凹凸量,直边高度和纵向皱折.(2):测厚检验：a、壳体：每块板测量 5点、4个板角距板边各lOOmmt各测1点,板中央测1点.b、封头：测 9点