储气罐的焊接工艺说明书

1、储气罐的焊接工艺说明书 20、概述21、任务分析31.1、设计要求32、焊接工艺准备 32.1、 制造材料的选取32.2、 设计图样及焊缝位置如下图所示 42.3、 筒体及封头的厚度确定 52.4、 板材的成形52.5、 焊接坡口 62.6、 焊接材料的选择73、工艺评定83.1、 预焊接工艺规程 PWPS 83.2、 焊接工艺评定评定报告 124、焊接工艺规程154.1、 焊接顺序154.2、 焊接方案154.3、 工艺参数174.4、 焊接注意事项 184.5、 焊接时具体要求185、无损检测195.1、射线和超声波探伤 196、水压试验与气密性试验196.1、 水压试验196.2、 气密

2、性试验 207、心得体会21参考文献22储气罐的焊接工艺说明书0、概述储气罐是指专门用来储存气体的设备，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。按照压力分：低压储气罐、中压 储气罐、高压储气罐。储气罐（压力容器）一般由筒体、封头、法兰、接管、密封元件和支 座等零件和部件组成。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。储气罐是气源系统中一个重要设备，设置储气罐通常有以下几个目的：1、储存气量，一方面解决系统内短时间里可能出现的用气量的矛盾，另一方面可在空压机出现故障或其他突发性事件（如停电）时做临时急用 ；2、消除或减弱活塞式空

3、压机输出气流的脉动，稳定起源压力，保证输出气流连续平稳；3、提供一个较的系统容量，延长空压机“启动一停止”或“加载一卸载”的循环周 期，减少电器设备和阀门的切换频度。4、进一步冷却空气，分离和清除压缩空气的水分、油污等杂质，减轻管网下游其他 后处理设备的工作负荷， 使各类用气设备获得所需质量的气源；小型空压机自带的储气罐还用来兼作压缩机本体与其他附件的安装基架。焊接是压力容器制造中的一种主要加工方法之一，如平板拼接、筒节与筒节、筒节与封头、人孔、接管与壳体及法兰的连接，内件的组焊以及支座与壳体的连接等等，大多有焊接 的方法完成。压力容器的安全性与材料选择、焊接工艺过程、焊接质量管理有很大的关系

4、。焊接工艺设计最终产生的工艺文件具有法令性，将成为生产制造活动中所必须遵循的规范和依据。目前，国内也早就形成了一套较为健全的焊接工艺规范及评定相关的国标和行业标准，如GB150-2011 固定式压力容器、 NB_T47014-2011（JB-T 4708） 承压设备焊接工艺评定、 NB_T47015-2011 压力容器焊接规程、NB-T47018.1-7-2011 承压设备用焊接材料订货技 术条件（1）、TSG R0003-2007 简单压力容器安全技术监察规程、 TSG R0004-2009 XGD-1 固定式压力容器安全技术监察规程 、TSG Z6002-2010 特种设备焊接操作人员考核

5、细则1、任务分析1.1、设计要求1、设计压力 P=1.375MPa2、最高允许运行温度 T=150 C3、设计体积约5m34、工作介质：压缩空气5、筒身、封头、人孔、和加强板材料选择Q245R,接管选择20#钢管。2、焊接工艺准备2.1、 制造材料的选取本次储气罐的设计要求，工作压力为1.25MPa ,最高工作温度为150 C,所以要求使用材料具有一定的强度、塑性、韧性、硬度和较高的韧脆转变温度；由于工作介质为压缩空 气，所以不需要具有很高的抗腐蚀能力，综合考虑其焊接性， 冷、热加工性、经济性，筒体、封头、人孔选用 Q245R钢，接管选用20#钢管，Q245R钢，接管选用20#钢管的主要化学

6、成分以及力学性能如下：2.1.1、Q245R钢化学成分如下表格所示:CSiMnPSCrNiMoVTiNb0.20.350.50 1.000.0250.0150.350.350.130.100.060.06Q245R钢力学性能如下表格所示:钢号试件 规格屈服强度 (MPa)抗拉强度(MPa)冲击功(Akv J)延伸 率(%)冷弯标准Q245R122454003125d=1.5aGB7132.1.2、 20#钢管钢化学成分如下表格所示:CSiMnPSCrNiMoVTiNb0.500.20.31.00.0250.0150.350.350.130.100.060.065020#钢管力学性能如下表格所示

7、:钢号屈服强度 (MPa)抗拉强度(MPa)冲击功(Akv J)延伸 率 (%)标准20#2454103120GB7132.1.3、 Q245R钢，20#钢管焊接性分析Q245R钢是碳钢，C%<0.2% ,其硅、镒良含量也比较少，故其焊接性在室温下一般很好，焊接时无需进行特殊的工艺措施的处理。20#钢管碳、镒、硅含量都较少，焊接性良好,焊接时也无需进行特殊的工艺措施的处理。N Ak2.2、 设计图样及焊缝位置如下图所示A12.3、 筒体及封头的厚度确定2.3.2、 筒体的壁厚计算公式- 27下族一五Pc=1.375MPa Di=1500mmbt=138MPa=1.0计算得出 8 =7.5

8、mm筒体设计厚度=S+C2 （C2为腐蚀裕量，取 C2=1）=8.5mm取筒体的名义厚度为 S=12mm校核筒体的有效厚度 8 e :有效厚度必须大于等于设计厚度。8 e=S-C1-C2=10.2 >8.5经校核可以取 S=12mm为筒体的名义厚度。2.3.3、 封头的壁厚计算公式J/比口3一0.5仇封头的形状系数Di=1500mm hi=400mm 计算 K=1.0Pc=1.375MPa （r t=138MPa=1.0 计算 8 h=7.5mm封头设计厚度=S+C2 （C2为腐蚀裕量，取 C2=1）=8.5mm取封头体的名义厚度为 S=12mm校核封头的有效厚度 8 e :有效厚度必须

9、大于等于设计厚度。8 e=S-C1-C2=10.5 >8.5经校核可以取 S=12mm为封头的名义厚度。2.4、 板材的成形1.1、 1、引用标准GB150-2011固定式压力容器GB709-2006热轧钢板和钢带的尺寸外形重量及允许偏差GB713GB8163-2008-T输送流体用无缝钢管GB17395-2008-T无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差HG2059220635-2009T钢制管法兰、垫片和紧固件1.2、 2、技术要求2.421、 准备a、对于冷卷成型的筒体、封头的制造，材料选用低碳钢Q245R钢，接管选用20#钢管。b、在卷板前，应先清理板材表面，确认材料标记移植，使之位

10、于工件外表面。并检查焊缝破口的方向是否符合焊接工艺要求。2.422、 成型a、预弯：坡口朝外，卷板前对接侧200mm左右，以内R为750mW半径先用折弯机进行预弯。b、卷板：在进行整圆加工按工艺规程要求滚卷钢板，筒体纵焊缝组对错边量bwimmc、焊接：按如下步骤进行1）、按焊接工艺要求加工坡口，坡口两侧30mm范围内清理污物2）、按焊接工艺施焊，筒体先点焊，在把引弧板焊接在筒体上，然后纵缝焊接，清除熔渣及焊接飞溅，补焊凹坑、咬边、弧坑等缺陷并修磨；焊后做好焊工记号3）、切割引弧板并填写施焊记录；检验员检查外观质量4）、筒体纵缝延长部位点固引弧板，定位焊长度15 mm,间断150 mm5）、焊缝

11、间隙23mm对接错边量w 1mm周长偏差 ±96）、棱角度w 2.8mm;最大和最小内径w 3mmd、检测：按探伤工艺对纵焊缝、环焊缝进行100%RT佥测，按JB/T4730-2005标准RT-III级合格。2.5、 焊接坡口焊接坡口应根据图样要求或工艺文件选用标准坡口。选择坡口形和尺寸应考虑下列因素：a、焊缝填充金属在满足要求的情况下尽量少；b、避免产生缺陷；c、减少残余焊接应力与变形；d、有利焊工操作与防护。2.6、 焊接材料的选择2.6.2、 焊接材料选用原则1、考虑焊件材料的物理性能、力学性能和化学成分2、考虑焊件的工作条件和使用性能3、考虑焊件的复杂程度和结构特点、焊接接头

12、型式等4、考虑焊缝的空间位置5、考虑施焊工作条件、操作环境6、考虑焊接的经济性7、考虑焊接效率2.6.3、 焊条电弧焊焊接材料：E4300焊条：使用说明：E4300焊条是低氢钠型药皮焊条。一般采用直流反接，可进行全位置焊接。打底焊时须用短弧操作，以窄焊道最好，焊前需在380-400 C 1-2h ,焊接时要用保温桶保温。具有优良的塑性、冲击性能及抗裂性能。E4300焊条熔敷金属化学成分CSiMnPSCrNiMoVTiNb0.120.90.50 1.000.030.025/E4300熔敷金属力学性能屈服强度 (MPa)抗拉强度(MPa)冲击功(Akv J)延伸 率(%)3304203130参考电

13、流焊条直径(mm)2.53.24.05.05.8焊条长度(mm)300350350400400焊接电流(A)60-8090-120140-180170-210220-2602.6.3、埋弧焊焊焊接材料:焊丝H08MnA广泛用于造船、压力容器等行业，更适用于中厚板的焊接， 焊丝H08MnA中镒中硅型焊丝，所以必须与中镒、硅的焊剂相匹配，对母材的锈迹不敏感，焊道成型及脱渣性能优良。单、双极，交直流焊接均可。其主要焊接参数如下：牌号/成分Mn%C%Si%S%P%Ni%Cu%Cr%H08MnA0.3-0.55<0.1<0.03< 0.030< 0.030< 0.30<

14、;0.20<0.20熔敷金属机械性能牌号/成分屈服强度MPa抗拉强度MPa延伸率（）冲击值J（C）H08MnA>330>410>22>27规格与参考电流直径（mm）2.02.53.24.05.0电流（A）300-400350-450425-525475-575550-650焊剂F4A2-H08MnA是氟碱型烧结焊剂，碱度约为1.8,灰色圆形颗粒，粒度为 2.00.28mm。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性，可交直流两用，直流焊接时焊丝接正极配合适当的焊丝（如 H08MnA、H10Mn2、H08MnMoA、H08Mn2MoA

15、等），可焊接多种低合金结构钢，如船体、锅炉压力容器、管道等。可用于多层焊、双面单道焊、多丝焊及窄间隙埋弧焊其主要成分如下：焊齐I F4A2-H08MnA 的化学成分（）SPSiO2+TiO2CaO+MgOAl 2O3+MnOCaF2W 0.060< 0.08015-2525-3520-3015-253、工艺评定3.1、 预焊接工艺规程PWPS单位名称：昆工城市学院预焊接工艺规程编号：日期焊接方法：焊条电弧焊与埋弧焊焊接接头：对接接头坡口形式：单V型坡口衬垫材料及规格：龙其他道布置及顺序5t ± 5=，->« 工+, 7- "L母材类别号：Fe-1 组别

16、号：Fe-1-1 与类别号:Fe-1组别号:Fe-1-1 相焊 或 标准号GB713材料代号Q235R 与标准号 GB713 材料代号 Q235R 相焊对接焊缝焊件母材厚度范围：12mm角焊缝焊件母材厚度范围：无平板角焊缝 管子直径、壁厚范围：对接焊缝：无管子对接焊缝 角焊缝：32 X4,50 X4 ,100X 5 , 426 X 16 其他 焊材类别：焊条焊丝与焊剂NB/T47018.2NB/T47018.43.24.0焊材型号：E4300焊丝H08MnA焊齐ij F4A2-H08MnA焊材牌号（金属材料代号）：FeT-1-1焊丝FeMS-1-1 ,焊齐【J FeG-1焊条焊丝与焊剂其他CS

17、iMnPSCrNiMoVTiNb0.20.350.50 1.000.0250.0150.350.350.130.100.060.06焊条电弧焊电特性电 流 种 类：直流 极性：焊接电流范围（A） :90-110A 电弧电压（V） 埋弧焊电特性电 流 种 类：直流 极性：焊接电流范围（A） :440-460A 电弧电压（V） （按所焊位置和厚度，分别列出电流和电压范围，记入下表）直流反接17-19V直流反接33-37V焊道/ 焊层焊接方法填充材料焊接电流电弧电压（V）焊接速度（cm/min）线能量(KJ/cm)牌号直径极性电流（A）1焊条电弧焊FeT-1-13.2直流反接90-10017-19V

18、18-224-62埋弧焊FeMS- 1-1, FeG-14.0直流反接440-46033-3770-8011-15焊接位置：对接焊缝白位置 1G（平焊）焊接方向：角焊缝位置焊接方向：（向上、向下）/（向上、向下）预热：不进行预热预热温度（C）层间温度（C）保持预热时间加热方式（允许最低值）（允许最高值）/焊后热处理：不进行热处理温度范围（C）/保温时间（h）/气体:气体种类混合比流重（L/min ）保护气/尾部保护气/背面保护气/不需气体保护角磨机打磨背面清根方法：碳弧气刨清根）:单道焊单丝焊或多丝焊：/mm /锤击. /鸨极类型及直径埋弧焊熔滴过渡形式喷射过渡焊丝送进速度（cm/min） :

19、70-80不摆动/喷嘴直径（mm：焊条电弧焊技术措施：摆动焊或不摆动焊： 焊前清理和层间清理: 单道焊或多道焊（每 导电嘴至工件距离（ 其他：25埋弧焊技术措施：摆动焊或不摆动焊：不摆动摆动参数： 焊前清理和层间清理：角磨机打磨背面清根方法： _单道焊或多道焊（每面）：单道焊单丝焊或多丝焊：_导电嘴至工件距离（mm：/锤击：其他：/碳弧气刨清根单丝/编制日期审核日期批准日期焊评试验施焊记录表焊评编号焊 工钢 印施焊时间记录者母 材名 称钢号尺寸（mm）炉批号材质证明其他筒体Q245R12焊材牌 号尺寸,mm烘干炉批号材质证明其他FeT-1-13.21hFeM S-1- 14.0FeG-12h焊

20、接位 置平焊施焊技 术单面双面成型预热温 度/层间温 度/焊后热 处理/后热处 理/接头形式简图：2±+1川清根方 法碳弧气刨清根保护气 体/脉冲频 率/脉宽比,/焊 道/ 焊 层焊接 方法焊材 牌号焊材 规格电流种类 及极性电流 （A）1焊条电弧焊FeT-1-13.2直流反接90-1002埋弧焊焊丝FeMS- 1-1，焊 剂FeG-14.0直流反接440-460电压（V）焊接 速度 (cm/min)热输入鸨极 直径喷嘴 直径17-1918-224-6 KJ/cm/33-3770-8011-15KJ/cm3.2、 焊接工艺评定评定报告单位名称：_昆工城市学院焊接工艺评定报告编号： 焊

21、接工艺指导书编号： 焊接方法： 焊条电弧焊与埋弧焊机械化程度：（手工、机械化、口自动）接头简图：（坡口形式、尺寸、衬垫、每种焊接方法或焊接工艺、焊缝金属厚度）母材：材料标准：GB713焊后热处理：热处理温度（C） : / 保温时间（h）: /钢号：Q245R保护气体：气体混合比流量（L/min ）保护气体：/类、组别号：Fe-1-1与类、组别号Fe-1-1相焊厚度：8mm直径：/尾部保护气/其他：/背面保护气/焊条电弧焊填充金属：焊材标准：NB/T47018.2焊条电弧焊电特性：电流种类：直流焊材牌号：FeT-1-1极性：直流反接焊材规格：3.2mm鸨极尺寸：/焊缝金属厚度：2mm焊接电流（A

22、）: 90-100其他：/电弧电压（V）:17-19埋弧焊填充金属：焊材标准：NB/T47018.4其他：/埋弧焊电特性：电流种类：直流焊材牌号：焊丝FeMS-1-1,焊剂FeG-1焊材规格：4.0mm极性：直流反接焊缝金属厚度： 6mm其他：/鸨极尺寸：/焊接电流（A）: 440-460电弧电压（V）:33-37其他： /焊接位置：对接焊缝位置：/方向：（向上、问卜）角焊缝位置：/方向：（向上、焊条电弧焊技术措施：焊接速度（cm/min ） 18-22摆动或不摆动：不摆动问卜）摆动参数：/多道焊或单道焊（每面）：单道焊预热：预热温度（C）:/层间温度（C）:/其他：/多丝焊或单丝焊：/埋弧焊

23、技术措施：焊接速度（cm/min ） 70-80摆动或不摆动：不摆动_摆动参数：/多道焊或单道焊（每面）：单道焊多丝焊或单丝焊：单丝焊其他：/拉伸试验试3亚报口编力试样编号试样宽度（mm ）试样厚度（mrm横截回积（mrm）断裂载荷（kN）抗拉强度（Mpa）断裂部位和 特征0120816040410呈阶梯型0220816040410呈阶梯型弯曲试验试验报告编号：试样编号试样类型试样厚度(mm弯心直径(mm弯曲角度 (0 )试验结果03方形832180A> 20%04方形832180A) 20%05方形832180A> 20%06方形832180A> 20%冲击试验试验报告编号

24、：试样编号试样尺寸缺21>缺口位置试验温度 (C)冲击吸收功(J)备 注018mmV型缺口距熔合线1-2mm2020028mmV型缺口距熔合线1-2mm2025038mmV型缺口距熔合线1-2mm2027金相检验：根部：(焊透、未焊透)小透,焊缝：(熔合、未熔合)烯合焊缝、热影响区：(有裂纹、无裂纹) 无裂纹。检验截面IIIIIIIVV焊脚差（mm ）-无损检验RT:合格UT:合格MT: 合格PT: 其他： VT外观检验合格耐蚀堆焊金属化学成分（重量为4、焊接工艺规程4.1、 焊接顺序坡口准备一焊纵焊缝（A1） 一焊上封头环焊缝（B1）一焊人孔焊缝（D5） 一焊筒体与接管的 焊缝（D1-

25、D2） 一焊封头与接管焊缝（D3-D4） 一焊人孔法兰焊缝（C5） 一焊筒体上的接管与法 兰的焊缝（C1-C2） 一焊封头上的接管与法兰的焊缝（C3-C4） 一焊下封头环焊缝（B2）一检验一涂漆。4.2、 焊接方案焊缝坡口形式焊接方法焊材规格预执 八、与后执 八、执 八、处理检验A1 B1 (筒焊条电弧焊E4300 ?3.2+焊 丝 ：100炽T探伤出级体纵缝，筒号关:i -(SMAW ) +H08MnA 无无合格体与封头环缝焊接）r l * t埋 弧 焊(SAW)4.0 焊剂：F4A2-H08MnA+100%T探伤出级 合格D1D2(筒体接管焊条电弧焊(SMAW ) +E4300 ?3.2

26、与?4.0+焊丝：H08MnA 无无100炽T探伤出级合格J dLh1相焊)埋 弧 焊(SAW)4.0 焊剂：F4A2-H08MnA+100%T探伤出级合格C1-C5 (法兰接管相焊)j焊条电弧焊(SMAW )E4300 ?3.2 与?4.0无无100%RT探伤出级合格+100%T探伤出级合格D3D4(封头接管相焊)1了-i4广- -§1v焊条电弧焊(SMAW )E4300 ?3.2 与?4.0无无100%RT探伤出级合格+100%T探伤出级合格B2(筒体、 封头相 焊)65A7/i焊条电弧焊(SMAW )E4300 ?3.2 与?4.0无无100%RT4 23 >探伤出级0%

27、合格+100%T探伤出级合格D5 (筒体 接管相焊)IL1 r焊条电弧焊(SMAW )E4300 ?3.2 与?4.0无无100%RT探伤出级合格 -T-+100%T探伤出级4.3、 工艺参数4.3.1、埋弧焊工艺参数材料厚度(mm)焊丝直径(mm)焊道数电压(V)电流(A)焊接速度(cm/min)641235353003508384123535450500771041235355005507012512353560070063145123535650750581651235367008005818612363885085050206123638925850454.3.2、焊条电弧参数工件厚度

28、(mm)<1.5234-56-12>12焊条直径(mm)1.523.23.2-44-54-6电流(A)5060-8070-90100-200180-270220-360电弧电压(V)1616-1716-1818-2022-2422-264.3.3、本次试验参数的确定母材钢号规格(mm)焊接方法焊接材料电流（A）电压（V）焊 速(cm/min)电流极性Q245R6 =12SWAWE4300 ?3.280-11017-1918-22直流反接+SAWH08MnA+F4A2280-30030-3575-80直流反接Q245R 与20#6 =128 =5SMAWE4300?3.2+ ?490

29、-12017-2418-22直流反接20#8 =58 =4SMAWE4300?3.2+ ?480-12017-2418-22直流反接Q245R 与20#6 =12+ 8 =5SMAWE4300?3.2+ ?480-16017-2420-22直流反接Q245R6 =12SMAWE4300?3.2+ ?480-19020-2620-22直流反接Q245R 与20#6 =128 =16SMAWE4300?3.2+ ?480-19017-2618-22直流反接4.4、 焊接注意事项4.4.1、 、坡口处理。焊前坡口表面和两侧至少20mm范围内的油污、水分及其它有害杂质清理干净。4.4.2、 层间温度。在焊接过程中，层间温度不应低于120 C。4.4.3、 角变形。在焊前应适当控制线能量，多层多道焊时不作横向摆动。4.5、 焊接时具体要求4.5.1、 焊接大坡口面第一层焊缝，焊接时背面成型，尽可能焊透。4.5.2、 大坡口面喊完后，采用