天然气储气罐设计说明书

1、 液化石油气储气罐的 设计说明书 姓名：任慧波 班级：08材料 学号：1 指导老师：魏雷 目录绪论. .2第一章 设计参数的选择1.1 设计题目. .31.2 数据. .31.3 设计压力. .31.4 设计温度. .31.5 主要元件材料的选择. .3第二章 容器的结构设计2.1 圆筒厚度的设计. .42.2 封头壁厚的设计. .42.3 筒体和封头的结构设计. .52.4 人孔的选择. .62.5 接管，法兰，垫片和螺栓（柱）. .62.6 鞍座选型和结构设计. .92.7 接管工艺的选择第三章 开孔补强设计3.1 补强方法判别 . .113.2 有效补强范围. .113.3 有效补强面积

2、. .123.4 补强面积. .12第四章 强度计算4.1 水压试验校核. .13 第五章 储气罐的生产工艺流程5.1 灌板的备料与工艺5.2 主要零部件的加工制造5.3 椭圆封头的制造5.4接管的制造5.5底座的制造第六章 储气罐的组装工艺6.1 零部件的组装6.2 储气罐的焊接工艺：6.3焊接工艺6.4零部件的组焊6.5 整灌组装6.6 焊缝外观质量检测6.7 焊后修补参考文献. .22结束语 绪论 液化石油气储罐是储存液化石油气的常用设备，由于该气体的特殊性（即易燃易爆的特性)，所以在设计时应特别注意与别的储藏罐罐的不同。除此之外，还要注意制造和安装时的安全问题。 储气罐是指专门用来储存

3、气体的设备，同时起稳定系统压力的作用，根据储气罐的承受压力不同可以分为高压储气罐，低压储气罐，常压储气罐。储气罐的主要荷载是内部气体压力、风荷载及地震作用。在风荷载中应考虑风振系数。高压球形罐的风荷载体型系数一般可取0.300.35。湿式罐的水平地震作用包括水槽和各塔节自重所产生的地震力，以及水槽内的水因振动所引起的动水压力。干式罐的水平地震作用包括筒身自重和活塞重量所产生的地震力。计算雪荷载时要考虑雪在罐顶的局部堆积所引起的偏心力矩。 在各种荷载和内压作用下，罐的外壳壁板及顶板按薄壳结构无矩理论分析其内力。低压储气罐的壁板和顶板厚度一般并不由强度决定，而是由构造和防腐要求决定。导柱式储气罐的

4、导柱架承受由导轮传来的塔节上的风力和水平地震力，可按平面桁架分析方法将导轮压力分解到各个平面，求出其杆件内力。螺旋导轨式储气罐塔节上的内立柱、上下圈板和导轨构成空间框架，承受导轮传来的风荷载和地震力的水平分力。干式储气罐的筒体在风荷载、水平地震力和内压作用下要验算其局部和整体稳定。球形罐在内压作用下抗拉能力较强，但在负压下其稳定性很差，因此需要规定最低使用压力，以保证在气温下降而内压随之下降时不致出现负压。 制作低压储气罐时，将罐体分为若干部件在加工厂内预制，然后进行现场总安装，这样可减少现场安装焊缝。从部件放样、制作，到总体安装各个阶段都要严格检查，以保证最后整体的精确度。安装干式罐的罐体时

5、，首先铺焊底板，在底板上组装活塞，并在活塞上面支顶桁架，铺焊顶板。同时，安罐体最下一段壁板和柱。然后向活塞下面鼓风使其升起，利用活塞作为施工平台来安装上部各段的壁板。逐段抬升活塞，逐段安装立柱和壁板，待达到设计高度以后，将罐顶桁架与顶部立柱固定,然后放下活塞,全部安装即告完成。容积较大的高压储气罐可用预先压制的分块壳板，在现场焊接而成。在焊接后，全部焊缝需进行质量检查 第一章 设计参数的选择1.1、设计题目：液化石油气储罐1.2、数据根据各种力学性能以及储气罐的工作环境，选取一套数据：序号项目数值单位备注1名称液化石油气储罐2用途液化石油气储配站3最高工作压力2.16MPa4工作温度505公称

6、直径2000mm6公称容积607装量系数0.98工作介质液化石油气（易燃）9其他要求100%探伤1.3、设计压力：设计压力取工作压力的1.1倍，即1.4、设计温度：设计温度取。1.5、主要元件材料的选择：1.5.1 筒体材料的选择：根据GB150-1998表4-1，选用筒体材料为16MnR（钢材标准为GB6654）。1.5.2 鞍座材料的选择：根据JB/T4731,鞍座选用材料为Q235-B，其许用应力1.5.3 地脚螺栓的材料选择：地脚螺栓选用符合GB/T 700规定的Q235，Q235的许用应力第二章 容器的结构设计2.1、圆筒厚度的设计该容器需100%探伤，所以取其焊接系数为。假设圆筒的

7、厚度在616mm范围内，查GB150-1998中表4-1，可得：疲劳极限强度，屈服极限强度，下利用中径公式，查标准HG20580-1998钢制化工容器设计基础规定表7-1知，钢板厚度负偏差为0.25mm，而有GB150-1998中3.5.5.1知，当钢材的厚度负偏差不大于0.25mm，且不超过名义厚度的6%时，负偏差可以忽略不计，故取。查标准HG20580-1998钢制化工容器设计基础规定表7-5知，对于有轻微腐蚀的介质，腐蚀裕量。则筒体的名义厚度圆整后，取2.2、封头壁厚的设计查标准JB/T4746-2002钢制压力容器用封头中表1，得公称直径选用标准椭圆形封头,型号代号为EHA，取 ，根据

8、GB150-1998中椭圆形封头计算中式7-1计算：同上，取，。封头的名义厚度圆整后，取封头的名义厚度封头记做 2.3、筒体和封头的结构设计由，得封头的容积：查标准JB/T4746-2002钢制压力容器用封头中表B.1 EHA和B.2 EHA表椭圆形封头内表面积、容积，质量，见表1和图1。表1 封头尺寸表公称直径DN mm总深度H mm内表面积A 容积质量Kg20005254.49301.1257556.6 而充装系数为0.9即算得圆整后，取图12.4、人孔的选择根据HG/T 21518-2005回转盖带颈对焊法兰人孔，查表3-3，选用凹凸面的法兰，其明细尺寸见下表： 表2 人孔尺寸表 单位：

9、mm密封面型式凹凸面MFMD6703920公称压力PN MPa2.560044螺柱数量26公称直径DN450250A375螺母数量4048012119B175螺柱尺寸M332175d450b46L250总质量kg2452.5、接管，法兰，垫片和螺栓（柱）2.5.1、接管和法兰液化石油气储罐应设置排污口，气相平衡口，气相口，出液口，进液口，人孔，液位计口，温度计口，压力表口，安全阀口，排空口。 图2 查HG/T 20592-2009钢制管法兰中表8.2 3-3 PN带颈对焊钢制管法兰，选取各管口公称直径，查得各法兰的尺寸。查HG/T 20592-2009钢制管法兰中附录D中表D-5,得各法兰的质

10、量。查HG/T 20592-2009钢制管法兰中表3.2.2，法兰的密封面均采用MFM（凹凸面密封）。2.5.2、垫片查HG/T 20609-2009钢制管法兰用金属包覆垫片，得：表3 垫片尺寸表符号管口名称公称直径内径D1外径D2a排污口80109.5142b气相平衡口80109.5142c气相口80109.5142d出液口80109.5142e进液口80109.5142f人孔500561624g1-2液位计口3261.582h温度计口2045.561m压力表口2045.561n安全阀口80109.5142s排空口5077.5107注：1：包覆金属材料为纯铝板，标准为GB/T 3880，代号

11、为L3。 2：填充材料为有机非石棉纤维橡胶板。3：垫片厚度均为3mm。2.5.3、螺栓（螺柱）的选择查HG/T 20613-2009 钢制管法兰用紧固件中表5.0.7-11和附录中表A.0.1,得螺柱的长度和平垫圈尺寸：表4 螺栓及垫片紧固件用平垫圈 mm公称直径螺纹螺柱长Ha80M169217303b80M169217303c80M169217303d80M169217303e80M169217303f500g1-232M168517303h20M127513242.5m20M127513242.5n80M169217303s50M169017303表5 各管口法兰尺寸表序号名称公称直径DN

12、钢管外径法兰焊端外径法兰外径D螺栓孔中心圆直径K螺栓孔直径L螺栓孔数量n（个）螺栓Th法兰厚度C法兰颈法兰高度法兰质量NRa排污口8089B200160188M16241053.2128585.0b气相平衡口8089B200160188M16241053.2128585.0c气相口8089B200160188M16241053.2128585.0d出液口8089B200160188M16241053.2128585.0e进液口8089B200160188M16241053.2128585.0f人孔500g1-2液位计口3238B140100184M1618562.666422.0h温度计口20

13、25B10575144M1218402.364401.0m压力表口2025B10575144M1218402.364401.0n安全阀口8089B200160188M16241053.2128585.0s排空口5057B165125184M1620752.986483.02.6、鞍座选型和结构设计2.6.1、鞍座选型该卧式容器采用双鞍式支座，初步选用轻型鞍座，材料选用Q235-B。估算鞍座的负荷：储罐总质量筒体质量：单个封头的质量：查标准JB/T4746-2002钢制压力容器用封头中表B.2 EHA椭圆形封头质量，可知，充液质量：，水压试验充满水，故取介质密度为则附件质量：人孔质量为302kg

14、，其他接管总和为300kg，即综上所述，则每个鞍座承受的质量为14556.6kg，即为145.6kN。 表6 鞍座尺寸表公称直径DN2000腹板10垫板430允许载荷QkN300筋板33010鞍座高度h250190e80底板1420260螺栓间距12602208鞍座质量Kg16012垫板弧长2330增加100mm增加的高度Kg17该对鞍座标记为JB/T4712.1-2007 鞍座A2000-S和JB/T4712.1-2007 鞍座A2000-F。2.6.2、鞍座的安装位置根据JB/T4731-2005钢制卧式容器中6.1.1规定，应尽量使支座中心到封头切线的距离A小于等于，当无法满足A小于等于

15、时，A值不宜大于0.2L。圆筒的平均内径。即取A=0.5m鞍座的安装位置如图3所示：图42.7接管工艺的选择 材料：容器接管一般应采用无缝钢管，所以液体进料口接管材料选择无缝钢管，采用无缝钢管标准GB8163-87。材料为16MnR。 结构：接管伸进设备内切成45度，可避免物料沿设备内壁流动，减少物料对壁的磨损与腐蚀。 接管的壁厚要求：接管的壁厚除要考虑上述要求外，还需考虑焊接方法、焊接参数、加工条件、施焊位置等制造上的因素及运输、安装中的刚性要求。一般情况下，管壁厚不宜小于壳体壁厚的一半，否则，应采用厚壁管或整体锻件，以保证接管与壳体相焊部分厚度的匹配。 不需另行补强的条件：当壳体上的开孔满

16、足下述全部要求时，可不另行补强。 设计压力小于或等于2.5Mpa。 两相邻开孔中心的距离应不小于两孔直径之和的2倍。 接管公称外径小于或等于89。 接管最小壁厚满足以下要求。2.7.1选择液面计：液化石油气储罐常用玻璃液面计,由储罐公称直径2000选择长度为1600mm 液面计二支，体材料(针形阀)为碳钢,体温型, 液面计接管为无缝钢管，液面计相配的接口管尺寸为:2.7.2 选择压力计： 量程装在锅炉、压力容器上的压力表，其最大量程（表盘上刻度极限值）应与设备的工作压力相适应。压力表的量程一般为设备工作压力的1.53倍，最好取2倍。若选用的压力表量程过大，由于同样精度的压力表，量程越大，允许误

17、差的绝对值和肉眼观察的偏差就越大，则会影响压力读数的准确性；反之，若选用的压力表量程过小，设备的工作压力等于或接近压力表的刻度极限，则会使压力表中的弹性元件长期处于最大的变形状态，易产生永久变形，引起压力表的误差增大和使用寿命降低。另外，压力表的量程过小，万一超压运行，指针越过最大量程接近零位，而使操作人员产生错觉，造成更大的事故。因此，压力表的使用压力范围，应不超过刻度极限的6070。 测量精度压力表的精度是以允许误差占表盘刻度极限值的百分数来表示的。精度等级一般都标在表盘上，选用压力表时，应根据设备的压力等级和实际工作需要来确定精度。额定蒸汽压力小于2.45MPa的锅炉和低压容器所用的压力

18、表，其精度不应低于2.5级；额定蒸汽压力大于2.45MPa的锅炉和中、高压容器的压力表，精度不应低于1.5级。 表盘直径为了使操作人员能准确地看清压力值，压力表的表盘直径不应过小。在一般情况下，锅炉和压力容器所用压力表的表盘直径不应小于100mm，如果压力表装得较高或离岗位较远，表盘直径还应增大。测量范围：（1）液化石油气进料管采用无缝钢管 804mm ,管的一端伸入罐切成45,管长400 mm。（2）液化石油气出料管 采用可拆的压出管804mm,伸入到罐内离罐底约100 mm,外套无缝钢管896mm(管壁加厚，具有补强作用)。（3）排污管在罐的右端最底部设个排污管，规格是504mm，管端焊有

19、与截止阀相配的管法兰HG 5010-58 Pg16Dg70。排污管与罐体连接处焊有一厚度为10mm的补强圈.(4）安全阀接口管 安全阀接口管尺寸由安全阀泄放量决定。本贮罐选用804mm的无缝钢管。(5)压力表接口管 压力表接口管由最大工作压力决定, ,因此选用采用203.5mm无缝钢管。各接管外伸高度都是150mm。 第三章 开孔补强设计根据GB150中8.3，知该储罐中只有人孔需要补强。3.1、补强设计方法判别其中开孔直径 故可以采用等面积法进行开孔补强计算接管材料选用16MnR，其许用应力根据GB150-1998中式8-1，壳体开孔处的计算厚度接管的有效厚度强度削弱系数， 所以3.2、 有

20、效补强范围3.2.1有效补强B按GB150中式8-7，得：3.2.2外侧有效高度根据GB150中式8-8，得：3.2.3内侧有效高度根据GB150-1998中式8-9，得：3.3、有效补强面积根据GB150中式8-10 式8-13，分别计算如下：3.3.1 筒体多余面积3.3.2接管的多余面积3.3.3焊缝金属截面积焊角去6mm3.4、补强面积因为，所以开孔需另行补强另行补强面积为3.4 强度计算3.41、水压试验应力校核试验压力圆筒的薄膜应力即， 所以水压试验合格。 第五章 储气罐的生产工艺流程 储气罐的生产工艺流程同替他焊接产品的工艺流程大体相同，主要包括:生产前的准备，金属材料的加工，装

21、配与焊接以及焊后的成品加工四部分组成。5.1 灌板的备料与工艺5.1.1备料根据设计图纸，对每块罐板用计算机放大样，根据放大后的实样，提出板料的备料计划。要求备料罐板的同时，要考虑到罐板焊接产品的试板用料，需复验的材质要求和安装用胎具用量以及罐板所需的工艺余量和加工余量，并且尽可能节省材料。罐板的备料除外形尺寸准确无误外，同时要求各项技术参数必须写清楚，方便备料。5.1.2材料复验与入库 无论是罐板用钢板，外购件以及焊材等必须按图纸及相关技术标准进行原材料的复验或外构件的进厂检验，确保原材料的各项性能指标符合要求后方能使用。 对罐体钢板的具体要求如下：钢板几何尺寸必须要求计划要求，每块板均不得

22、拼接，罐板的材质为0Cr18Ni9并要求在正火状态下提货，厚度保证 ，钢板减薄量不大于0.25，必须符合GB6654-96压力容器用板中的规定。并在交货状态下逐张进行超声波检测，按JB4730-94压力容器无损检测规定III级为合格，并在-19度做V型缺口实验，冲击功不小于20J.当材料经检验合格后，存入仓库，并做好标记，妥善保管。5.1.3钢材的预处理钢材的预处理包括钢板的校平和钢板的表面除锈俩各方面。5.1.4钢板的矫平钢板在轧制，运输和装卸和堆放的过程中，由于自重和支撑不当或装卸条件不良和替他原因，可能会产生扭转，弯曲，波浪及表面不平等变形。但这些变形超过一定程度时会给尺寸的度量，划线，

23、剪裁及替他方面带来困难。而且还会影响到成型零件的尺寸和几何形状精度，从而影响到装配，焊接和整个整个产品的质量，所以，划线与下料前必须进行钢板的矫平。5.1.5钢板的表面除锈钢板的表面除锈采用喷丸的方法，喷丸是用高速喷出的压缩空气流带出来的高速的高速运动沙粒冲击工件表面，打落铁锈，使工件表面形成均匀光洁的金属表面并进一步释放出钢板的残余应力。钢板经此处理，并进喷涂保护底漆，烘干处理等工序后，即可保护钢材在生产和使用过程中不再生锈，又不影机械加工和焊接质量。5.2 主要零部件的加工制造5.1储气罐罐体的制造罐体的制造工艺流程如下：1. 钢板复检：对钢板进行复检，内容包括钢的化学成分、各种力学性能、

24、表面缺陷及外形尺寸（主要是厚度）的检验。一般采用抽检法，抽检的百分比15%。2.预处理：复检合格后对钢板进行矫正，原理如图5所示。矫正后对钢板进行喷丸、喷漆等表面处理。原理：将淬硬钢丸,以压缩空气喷出或离心式喷丸机借离心力甩到金属表面, 利用钢丸对金属表面的冲击作用使零件表面硬化。钢丸冲击金属表面:第一使零件表面生成0.1-0.4mm 深的硬化层, 增加零件表面对塑性变形和断裂的抵抗能力,并使表层产生压应力,提高其疲劳强度;第二使零件表面上的缺陷和由于机械加工所带来的损伤减少, 从而降低应力集中。图5 3. 划线：划线前应展开，可采用计算展开法。具体展开公式如下： L=（Dg+）+S 式中 L

25、-筒节毛坯展开长度（mm） Dg-容器公称直径（mm） -容器壁厚（mm） S-加工余量（包括切割余量、刨边余量和焊接收缩量等）（mm），如两侧均需刨边，则取1015mm。筒体展开后，其实就是一块矩形金属板。毛坯宽度为筒节的长度，其大小取决于原材料的宽度和容器上焊缝的分布情况（焊缝不允许十字交叉）。注意，毛坯实际宽度也要包括加工余量S。 4.下料：采用QH11剪板机下料，分别下宽2000mm长3150mm一块和宽2200mm长3150mm两块。 5.边缘加工：采用刨边机进行钢板的直线边缘加工和开坡口，加工精度高，坡 口尺寸准确。坡口为X型。角焊缝为V型坡口。 6.卷制：采用对称式三辊卷板机来卷

26、制钢板。 （1）预弯 采用对称式三辊卷板机弯卷钢板时，钢板两端各有一平直段无法弯卷。为使钢板都能弯曲成同一曲率，在卷板前要先将其两端弯曲成所需要的曲率，称为预弯。 本次设计利用压力机预弯。受模具长度限制，板料的压弯需逐段进行，且在压制过程中需要随时用样板检查曲率半径的大小，以保证成形尺寸满足要求。如图6所示。图6 利用压弯机预弯（2）对中 板料预弯后，放入卷板机上下辊之间进行辊卷前必须使板料的母材与辊的轴线平行，使板料的纵向中心线与辊的轴线保持相互垂直，即对中，其目的是防止钢板在滚卷过程中产生扭斜变形。（3）卷圆 钢板对中后，即可用上辊压住板料并使之产生一定弯曲，开动机床进行滚卷。 每滚卷一次

27、行程，便适当下调上辊一次，这样经过多次滚卷就可将板料弯曲成所要求的曲率。在滚卷过程中要注意：随时用卡样板测量，看是否达到曲率要求，不可过卷量太多，因为过卷要比曲率不足难以修正，且易使金属性能变坏。在冷卷时要考虑到回弹的影响，必须施加一定的过卷量。当卷制达到曲率要求时，还应在此曲率下多卷几次，以使其变形均匀和释放内应力，减少回弹。卷板机辊子的位置关系如图7所示。图7 三辊卷板机辊子的位置关系 7纵缝装焊：筒节的装配一般在V形铁或焊接滚轮上进行。带铁的螺旋压紧器和斜楔式压紧器可以防止错边，螺旋拉紧器可以调整间隙。如图8所示。 带铁的螺旋压紧器 图8 辅助夹具 通过采用夹具保证纵缝边缘齐整，且沿着整

28、个长度方向上间隙均匀一致后，可进行定位焊。定位焊时，焊点要有一定尺寸，且焊点间距300mm。并将三段圆筒在夹紧装置上夹紧后焊接成为一体选用二氧化碳气体保护焊。板厚/mm坡口形式气体流量L/min焊丝直径/mm焊接电流/A焊接电压/V焊丝焊接速度m/h电流极性16X型23251.21401601820H08Mn2MoA22直流反接 表7 筒节纵缝焊接工艺参数罐体纵缝采用CO2气体保护焊焊接，采用NBC-160 CO2半自动焊机，其焊接工艺参数见表7： 表7 筒节纵缝焊接工艺参数5.3 椭圆封头的制造 按JB/T 4746-2002钢制压力容器用封头，标准椭圆形封头由半个椭球和一个高度为h的圆柱形

29、短节（封头直边部分）构成，如图9所示。其型式参数关系为： Di4（H-h） DNDi 图9 椭圆形封头封头外形尺寸如下：公称直径：DN2000mm封头壁厚：a14mm直边高度：h25mm封头总深度：H500mm封头制造工艺如下：1.钢材复检：复检材料成分、规格、牌号。2.预处理：矫正，喷丸处理。3.划线：椭圆形封头毛坯尺寸的计算：式中： P封头椭圆部分的半周长a椭圆的长半轴b椭圆的短半轴。由于a=400mm，b=200mm，得出P=980.5mm。考虑加工余量后，封头毛坯直径可按下式计算：D0=P+2hk0+2S式中：封头冲击成形是的拉伸系数，取k0=1S封头边缘加工余量h直边高度4. 下料：

30、采用等离子弧切割下料。5.热冲压：先加热至1000，再1000t水压机压制成形并预留直边加工余量。6.二次划线：量取直边高度25mm划线。7.切割：LGK8等离子弧切割机切出25mm直边。5.4接管的制造 采用与母材相同材质的无缝钢管。尺寸与法兰公称直径相匹配，其制造工艺过程如下：1.钢管复检：检查钢管材质、圆度、型号。2.预处理：清除管表面杂质。3.划线：在钢管上按需要长度划线4.下料：采用等离子弧切割切出相应长度钢管。利用等离子弧的热能实现被切割材熔化的方法称等离子弧切割，它是利用高速、高温和高能的等离子体来迅速加热熔化被切割的材料，并借助内部或外部的高速气流。将熔化的材料排开，直至等离子

31、气流束穿透工件背面而形成切口，从而达到切割的目的。5.车加工：在车床上加工切割断面，使其达到标准要求；6.清理：表面清洗，使其表面不得有油污等杂质；7.检验：另取相同钢管，按GB/T 3091-2008进行拉伸、弯曲、盛水试漏试验。5.5底座的制造 底板和地脚螺栓座的制造工艺进行设计如下： （1） 底板制造工艺过程：钢材复检预处理划线、标记下料钻孔制螺栓孔（2） 地脚螺栓座的制造工艺过程 其结构如图10所示，其主要结构为压板、圆筒和两块筋板。地脚螺栓座尺寸见表5。图10 地脚螺栓座结构图 第六章 储气罐的组装工艺6.1 零部件的组装 装配焊接就是将已加工好的零件按图样规定的相互位置加以固定组装

32、成零部件或结构，并焊接成形的过程。采取分部件装配，在装配过程中，允许偏差值要小于2mm。在夹具上定好位置的工件，必须进行夹紧，否则无法保证它的既定位置，即始终使工件的定位基准与工件的定位元件紧密接触。为此，夹紧所需的力应能克服操作过程在红产生的各种力，如工件的重力、惯性力、因控制焊接变形而产生的拘束力等。夹紧力应该指向定位基准，而且其指向应有利于减少夹紧力，通过传动机构而使夹紧元件与工件受压面直接接触而完成夹紧。在焊接过程中，由于焊接是局部加热和局部冷却成型过程，局部区域各部分金属处于从液态到塑性状态在到弹性状态的不同状态，并随热源的变化而变化。其在焊接受热的过程中，受热大的部分，在随后的冷却

33、过程中会产生较大的焊接应力，使其在焊接后产生较大的焊接应变，这是焊接应力变形的根本原因。在工艺设计中要采用适当的方法去尽量减少焊接应力和变形。减少变形措施有：(1)设计时，避免焊缝的十字交叉，避免其应力集中，保持较好的焊接操作可适性。(2)焊接前采取预热，减缓其冷却速度过大而产生较大的应力。焊接采取了合理的焊接顺序和方向，调整了其应力分布。装焊过程中采取了降低焊缝拘束度的工艺措施，补偿焊缝的缩量。（3）焊后采取锤击法，能在金属表面层内产生局部双向塑性延展，补偿焊缝区的不协调应变达到释放焊接残余应力的目的。6.2 储气罐的焊接工艺：6.2.1施焊环境： 当施焊环境出现下列任一情况时，且无任何防护

34、措施时，应该严禁施焊；1. 雨天或者雪天；2. 风速超过8米每秒时，相当于V级风；3. 环境温度在-5以下时；4. 相对湿度在90以上；尤其指出，焊接环境温度和相对湿度在距离罐体表面5001000米测得。6.2.2焊前准备 （1）焊接工艺的评定 罐体焊接前，应按国家标准钢制压力容器焊接工艺评定GB4708进行焊接工艺评定，并且按立焊和横焊俩种焊接位置分别评定，然后做出有效的焊接工艺评定报告。 （2）焊条的干燥焊条储存应保持干燥，相对湿度不大于60，焊条使用前应按要求进行烘干，对于E5015焊条，烘干温度为350380，烘干时间为1小时；对于E4303焊条，烘干温度为100150，烘干时间为0.

35、5小时，烘干后的焊条应保存在100150的恒温箱中，药皮应无脱落和明显裂纹。焊条在保温桶内应超过4小时，超过后应按原烘干规范从新烘干，从新烘干次数不超过2次。（3）预热 焊前对灌板进行预热，预热的目的是：减缓焊接接头加热时的温度梯度及冷却速度，适当延长在800500区间的冷却时间，改善焊缝金属和热影响区的纤维组织，从而减少和避免产生淬硬性组织，有利于氢的逸出，可以防止冷裂纹的产生。热源采用液化石油气，定位焊和临时焊缝采用点状加热器，且应放在焊缝小坡口的一方。注意保证加热的均匀性，预热温度为120140，实测温度不得低于120，温度的测量点应距焊缝50处，俩侧对称测量，在整个焊接过程中应保留此温

36、度。预热宽度为焊缝中心线俩侧各3倍板厚，预热长度须在施焊长度俩端各延伸150以上。据速度较高的焊缝节点或环境温度低于5时，应采用较高的预热温度，且适当扩大预热范围。6.3焊接工艺6.3.1焊接顺序总的焊接顺序是：先焊横缝，后焊环缝；先焊大破口面焊缝，后焊小破口面焊缝；6.3.2焊接注意事项 坡口处理。焊前将坡口两侧和表面至少20范围内的油污，水分及其他有害杂质除尽。所有焊缝施焊前，均须对施焊处坡口及边缘进行预热，预热温度为120140.焊接方法。采用二氧化碳气体保护焊，焊机选用ZXG-400型弧焊整流器。 （1）二氧化碳气体价廉易得，而且消耗电能少，是一种既经济，又便于自动化生产的焊接方法。一

37、般情况下，二氧化碳气体保护焊的成本仅为手工电弧焊的37%-42%，为埋弧焊的40%。 （2）生产效率高。焊接电流密度大，焊丝熔化率高，母材熔透深度大，对于10毫米左右的钢板，可以不开坡口直接焊接，焊后渣很少，一般可不清渣，焊接质量稳定。 （3）电流密度大，电弧热量集中，焊接后工件变形较小。 （4）对油、锈的敏感程度较小，可减少工件和焊丝的清理工作量。 （5）二氧化碳焊的焊缝金属含氢量小，焊接低合金高强度钢时，产生冷裂纹的倾向小。 （6）飞溅较多，焊缝成形不够美观，清理飞溅费时间。 （7）二氧化碳属于弱氧化性，故不能用于焊接铝、镁等化学活性强的金属。焊条选用E5015与E4303焊条。焊工布置。

38、要求对称均匀分布焊工，所有焊工均在统一指挥下同步施焊。焊接要点。施焊时，引弧和吸弧都应在坡口焊道上，所有焊缝焊接时都采用短弧操作。尽量控制焊接电压，使其稳定。每段焊缝应一次连续完成，如有特殊情况中断时，则第一次焊接的焊缝层数不得少于2层。再次施焊前，必须仔细检查，确认无误后方可继续焊接，每一层的接头至少错开50.层间温度。在焊接过程中，层间温度应不低于120.焊接线能量的控制。 如果焊接线能量较大，使得热影响区的晶粒粗大，则焊缝中的柱状晶也粗大，焊接线能量大，必然会引起结晶时的冷却速度较慢，最高加热温度Tm升高和Ac3以上停留的时间长，从而导致焊缝金属的晶粒就更粗大。线能量较小，焊速过快，焊工

39、操作困难，而且易产生夹渣等焊接缺陷，所以焊接线能量一般应以812kJ/cm为宜。角变形控制。消氢处理。为了使氢充分溢出，防止延迟裂纹，所有焊接焊缝应焊后应立即进行消氢处理，后热温度为200250，后热时间为0.51小时，加热方法与预热方法相同。6.4零部件的组焊封头与接管的组焊：封头与接管的焊接接头是角接接头，采用CO2气体保护焊进行焊接，其焊接工艺参数见表7，装焊示意图如图11 图11 封头与接管装焊示意图表8 CO2气体保护焊焊接工艺参数坡口形式气体流量L/min焊丝直径/mm焊接电流/A焊接电压/V焊丝焊接速度m/min电流极性单边V型8251.2801201015H08Mn2MoA0.

40、4直流反接6.5 整灌组装支座与罐体的组焊：其装焊工艺过程类似筒体与封头的装焊工艺过程，采用CO2气体保护焊，焊接工艺参数见表9。表9 CO2气体保护焊工艺参数坡口形式气体流量L/min焊丝直径/mm焊接电流/A焊接电压/V焊丝焊接速度m/h电流极性单边V型23251.21201401315H08Mn2MoA直流反接 6.6 焊缝外观质量检测焊缝外观质量先有焊工自检，合格后再有专职人员进行检查，合格后，焊工方可离开现场。焊缝表面不得有裂纹气孔夹杂咬边弧坑焊瘤以及飞溅物。焊缝接头应过度圆滑，焊缝边缘与母材熔合处也必须过度圆滑。焊缝余高大小坡口面全部不得大于2.5.6.7 焊后修补 罐板局部表面和

41、焊缝表面的缺陷及夹具痕迹，必须用砂轮打磨，打磨范围内的斜度至少3 比1，打磨后的罐壳厚度不能太小，当小于某个数值时，应进行补焊。当补焊厚度超过3时，还应进行超声波探伤。 对罐壳板表面进行补焊时，每处的补焊面积控制在5000以内。如果有两处以上补焊时，任何两处的净距离应大于50.每块罐壳板上补焊面积总和，必须小于该板面积的5，补焊后的表面须修模平滑，焊补长度应大于50对焊缝内部超标缺陷补焊时，为控制角变形，缺陷的清除深度不应超过罐壳板厚度的23，当清除到板厚的23处还有缺陷时，应在该状态下进行补焊，然后在其背面再次进行清除缺陷，确认缺陷已清除，将其补满。为防止再次防锈，应对其进行超声波探伤，以确

42、保缺陷已清除。返修焊缝的工艺应与主体焊缝相同，须预热时，以修补处为中心在直径300范围内加热，预热温度取上限，为140，补焊后立即进行消氢处理。6.8 焊接质量检验 焊接检验过程，基本上由焊前检验、焊接过程检验、焊后检验、安装调试质量检验和产品服役质量检验等五个环节。 焊前检验主要是对焊前准备的检查，包括检验母材、焊接材料、焊接坡口及清理，焊条、焊剂按规定烘干和保温，焊丝需去除油锈，保护气体应干燥等，是以预防为主，最大限度避免和减少焊接缺陷的产生。焊接过程检验，不仅包括按焊接参数、焊接工艺进行焊接，还包括后热和焊接热处理过程。焊后焊接接头缺陷，通过无损检测、压力试验和致密性试验等方法来检测。安

43、装调试质量检验主要包括对现场组装的焊接质量进行检验和对产品制造时的焊接质量进行现场复查。产品服役质量检验主要包括产品运行期间的质量监控和产品检修质量的复查等。 无损探伤：对A类焊缝接头，进行百分之百的射线或超声检测。对有无损检测要求的角接接头，T形接头，不能进行射线或超声波检测时，应做100%的表面检测。无损检测应在其外观质量检验合格后进行。焊缝外观形状检验：焊缝外观形状尺寸检验是用肉眼或者借助样板，或用低倍放大镜观察焊件的外形尺寸的检验方法。在测量焊缝外形尺寸时，可采用标准样板和量规。 焊接成品的密闭性检验：载水试验，适用于不受压的容器或敞口焊接的密封性试验。试验时，仔细清理容器焊缝表面，并用压缩空气吹净，吹干。在气温不低于0度的条件下，在容器内灌入温度不低于5度的净水，然后观察焊缝，其待续时间不得少于1小时。在试验时间内，焊缝不出现水流，水滴状况渗出，焊缝