溶硫釜焊接工艺设计

1、溶硫釜焊接工艺设计目录一、溶硫釜的用途-2二、溶硫釜的组成-2三、溶硫釜的工艺分析-2四、内筒体、夹套筒体、内筒体封头、夹套封头的制作-3五、内封头与内筒体的组装要求，夹套封头与夹套筒体的组装要求-5六、组装工艺及焊接-8七、焊接工艺设计-9八、心得体会-15九、参考文献 -15一、 溶硫釜的用途广泛用于焦化、城市煤气、油田气、中小型氮肥企业气体脱硫等化工行业二、 溶硫釜的组成 溶硫釜主要由筒体、封头、接管、人孔等组成。其中筒体分为内筒体，夹套筒体，内筒体由厚度为10mm的Q235-AF板材焊制而成，夹套筒体由厚度为8mm的板材焊制而成。内筒体两端封头是厚度为10mm的Q235-AF板材压制而

2、成（冷压），夹套封头是厚度为8mm的Q235-AF板材压制而成（冷压）。容器容积为2.94m³。结构如图所示： 三、溶硫釜的工艺分析设计中所选用的材料为Q235-AF，其化学成分为：元素CSiMnSPCrNi质量分数（%）0.140.220.300.300.650.0500.045-Q235-AF材料性能分析：Q235-AF的基体组织为铁素体+珠光体,抗拉强度 b (MPa)：375460,屈服强度 s (MPa)：16时:235,伸长率 5 ()：16时, Q235A韧性和塑性较好，有一定的伸长率，具有良好的焊接性能和热加工性。Q235A一般在热轧状态下使用，用其轧制的型钢、钢筋、

3、钢板、钢管可用于制造各种焊接结构件、桥梁及一般不重要的机器零件，如螺栓、拉杆、铆钉、套环和连杆等。 1技术特性： 溶硫釜材料Q235-AF,内筒工作压力0.2MPa，夹套工作压力为0.4MPa，属于第类压力容器，设计压力0.4MPa，工作温度120140，设计温度140，腐蚀裕度1.5mm，焊接接头系数0.85，内筒液压试验压力0.4MPa，夹套液压试验压力0.4MPa，全容积 2.94m3，充装系数1.0。2技术要求：1) 设备的施工与验收应符合钢制压力容器GB150-98中的相关规定;并按劳动部压力容器安全技术监察规程的监督；2) 焊接采用电弧焊，焊条型号E4316；3) 焊接接头的形式及

4、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，接管焊缝成形表面均应圆滑过渡，不得有裂纹、咬边、及棱角.四、内筒体、夹套筒体、内筒体封头、夹套封头的制作1 . 下料材料检验合格后进行画线下料。展图因为内筒体为正圆柱，展开图形为矩形查化工机械制造技术，展开尺寸为: L×B=×（DN+）×H 内筒展开尺寸:L×B=×（DN+）×H =3.14×（1300+10）×1700 =4113.5×1700 夹套筒体展开尺寸：L×B=×（DN

5、+）×H =3.14×（1500+8）×1300 =4735.12×1300（注：DN为筒体公称直径，H为高度）经查化工机械制造技术，封头的展开尺寸Da=1.2DN+2h+内筒体展开尺寸：Da=1.2DN+2h+=1.2×1300+40×2+10=1650夹套封头展开尺寸：Da=1.2DN+2h+=1.2×1500+25×2+8 =1850 （注：DN为封头公称直径，h为直边高度） 号料 经计算得到筒体，封头展开尺寸，但在画线时还应该考虑加工过程中的加工余量，经查化工机械制造技术划线尺寸为：A划=A展+割+加+收内

6、筒体划线尺寸：L划=A展+割+加+收=4113.5+2+5+1.5=4122mmH划=A展+割+加+收=1700+2+5+1.5=1708.5夹套筒体划线尺寸：L划=A展+割+加+收=4735.12+2+5+1.5=4744.624745mmH划划=A展+割+加+收=1300+2+5+1.5=1308.5mm内筒封头划线直径D划=A展+割+加+收=1650+2+5+1.5=1658.5mm夹套封头划线尺寸：D划=A展+割+加+收=1848+2+5+1.5=1856.5mm（注：=割为切割余量加为加工余量收为焊缝收缩量） 切割 考虑材料为Q235-AF为低碳结构钢以及加工的经济性等，所以切割选用

7、氧-乙炔切割。2边缘加工 因材料厚度不是很厚，内筒体与夹套筒体的坡口加工采用刨边机加工；内筒体封头与夹套封头在成型后采用封头切割机加工。3.4筒体的卷弯与封头成型内筒体与夹套筒体的卷制 因板材不是很厚筒体的卷圆在非对称三辊卷板记上进行。 内封头与夹套封头的制作 因板材厚度不大所以封头的成型采用冷冲压成型。五、内封头与内筒体的组装工艺，夹套封头与夹套筒体的组装工艺1.筒体与封头组装的技术要求焊接接头的对口错边量 内筒体纵绗缝接头的错边量 根据GB158-1998规定内筒体纵焊缝接头为A类焊接接头 图1根据焊缝对口错边量规定内筒体的错变边量b1/4=1/4×10=2.5mm夹套筒体纵焊缝

8、对口错边量b1/4=1/4×8=2mm内筒体与内封头焊缝对口错边量为B类焊接接头 图2根据焊缝对口错边量规定内筒体与内封头焊缝错变量b1/4=1/4×10=2.5mm夹套筒体与夹套封头焊缝错边量b1/4=1/4×8=2mm2.棱角度 环向棱角图 图3 轴向棱角 图4根据GB150-1998规定，在焊接接头环向形成的棱角E，用弦长等于1/6Di,且不小于300mm的内样板或外样板检查（图三），其E值不得大于（s/10+2）mm，且不大于5mm。 在焊接接头轴向形成的棱角E（图4），用长度不小于300mm的直尺检查，其E值不得大于（s/10+2)mm,且不大于5mm。

9、内筒体环向棱角检查 检查样板弦长L=1/6×1300=216.66666mm，根据规定取300mm 其弦长E不得大于（s/10+2）mm=(10/10+2) =3mm夹套筒体环向棱角检查 检查样板弦长L=1/6×1500=250mm，根据规定取300mm 其弦长E不得大于（s/10+2）mm=（8/10+2) =2.8mm内筒体轴向棱角检查 用长度为300mm的直尺检查，其轴向棱角不得大于 （s/10+2）mm=(10/10+2) =3mm夹套筒体轴向棱角检查 用长度为300mm的直尺检查，其轴向棱角不得大于 （s/10+2）mm=(10/10+2) =3mm3.筒体直线度

10、 通过筒体中心线和垂直面的测量，沿圆周0o、90o、180o、270o四个部位拉0.5mm的钢丝测量。 根据GB150-1998壳体直线度允差应不大于壳体长度的10/00。 内筒体直线度允差为：1700×10/00=1.7mm 夹套筒体直线度允差为：1300×10/00=1.3mm六、组装工艺及焊接1.内筒体与夹套筒体的纵缝组装焊接 （1）内筒体纵缝组对 内筒体的组对采用螺栓拉紧器，因考虑到筒体的壁厚不是很大，所以在筒体卷圆后直接在卷板机上进行组对焊接。 （2）夹套筒体纵缝组对 夹套筒体的组对采用螺栓拉紧器，因考虑到筒体的壁厚不是很大，所以在筒体卷圆后直接在卷板机上进行组对

11、焊接。2.内筒体与封头、夹套筒体与封头的环缝组装焊接（1）内筒体与封头的环缝组对 因考虑内筒体的刚性差，在组对前利用调整筒节端面，对齐板边。在利用四个L形铁均布在圆周上来调整环缝间隙，进行焊接。 （2） 因考虑夹套筒体的刚性差，在组对前利用螺旋推撑器调整筒节端面，对齐板边。在利用四个L形铁均布在圆周上来调整环缝间隙，进行焊接。3.附件组装 （1）筒体开孔 首先在筒体上找中心孔，画好中心线并用色漆写上中心线编号，按图纸画出接管的孔，在中心和圆周上打冲印，然后切出孔，同时切出焊接坡口。各接管、人孔的孔中心位置的允许误差为±10mm，对直径在150mm以下的孔，其偏差为-0.51.5mm，

12、直径在150300mm之间，偏差为-0.52.0mm，直径在300mm以上，偏差为-0.53.0mm。开孔采用氧-乙炔切割。(2) 接管组焊 法兰与接管的组焊 在组对对焊法兰接管时，先将法兰密封面朝下，放在组装平台上。在法兰上放置短管，用垫板保持12mm间隙。注意保持管中心线对法兰密封面的垂直度，并防止短管短管与法兰焊接坡口相错的现象。短管定位点焊后再与法兰焊牢。 接管与筒体的组焊 接管在设备筒体上的安装和对焊。先用磁性装配手进行安装，当把接管插在筒体上时，接管应垂直，各有关尺寸应与图纸符合。按筒体内表面形状在短管上划相惯线作为切断线，把接管从筒体上取下，按划的线切去多余部分，然后重新把接管插

13、到筒体上，在进行焊接。为了防止筒节变形，先在筒体内预先装入一个支承环。七、 焊接工艺设计1.对焊材的要求 焊接材料应按国家标准的焊材采购和验收。确认各项性能合格后才能用于生产。 焊接材料的存放仓库，室温应保持在5oC上，相对湿度不应超过60%，并根据气候状况，适当放置防潮剂/或去湿器。焊材应在货架上分类存放，并加显明的标志。 焊材在使用前应在烘箱内，用350oC下烘干2h，其焊条药皮的水的质量分数不应超过0.2%。2. 对坡口的要求坡口表面应光洁整齐，不得有深度大于1.0mm的凹坑。3.焊接方法的选择（1） 焊接方法的选择 手工电弧焊的优点焊接设备价格低。可以焊接多种不同的金属，包括最常用的金

14、属和合金。在狭窄空间焊接的场合，采用手工电弧焊比较方便、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，焊钳中被夹持的部分必须丢弃，一般要浪费2550mm长度的焊条。频繁地更换焊条也增加了焊接缺陷的产生综合考虑，由于进行的是单面焊接，双面成型，手工电弧焊设备简单，操作方便适合全位焊接

15、的这个特点，因而采用手工电弧焊。4.对焊工资格的要求 (1)焊工应经过专门的培训，并按国家技术监督局颁发的锅炉压力容器焊工考试规则的规定进行考试。焊工应过规定项目的考试合格，并取得焊工资格证书后，才允许承担焊接工作。 （2）对进行焊接的所有焊工，都必须有自己的钢印，并对所焊的焊缝负责。焊接作业完成后，应在焊缝附近打上焊工代号钢印。5. 内筒体、夹套筒体纵缝的焊接由GB150-1998钢制压力容器规定，圆筒部分的纵向接头（多层包扎容器层板层纵向接头除外）、球形封头与圆筒连接的环向接头、 各类凸形封头中的所有拼焊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。 材料牌号：Q235-AF（

16、1） 焊接方法的选择：焊条电弧焊（2）坡口形式由于焊接厚度为810，因而需要开坡口，开V型坡口。具体的坡口形式如下图所示： 图5要求:坡口处理方法：为不影响焊接质量，在施焊前应当清除坡口以及母材两侧表面30mm范围内（以离坡口边缘的距离计算）的氧化物，油污，以及其他由害物质（3) 焊接姿势：平焊 (4) 焊接材料的选择：根据焊接工艺要求，选用焊条J426，焊条直径为3.2mm，打底焊采用的焊条直径为2.5mm。（5） 清根方法：碳弧气爆并打磨（6）焊接电流的确定根据焊条直径查现代焊接生产实用手册，确定焊接电流为110A。（7） 焊接电压的确定手工电弧焊，焊接电压选择为18-20V，其电压主要由

17、电弧长度决定，电弧长则电弧电压高，反之则电压低。电弧过长则不稳定，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1.5-2mm（8） 电源种类以及极性的确定由J426 焊条对应国标为E4316，即说明熔敷金属抗拉强度为420MPa，焊条适应焊接位置为平焊，药皮类型为低氢钾钙型，焊接电源采用直流反接。（9） 焊接层数的确定应要开坡口，同时采用多层多道焊，每层焊接厚度不超过5mm，手工电弧焊一次最大熔深约为68mm当每层厚度约为焊条直径的0.81.2倍时，生产效率高。由公式n=D/d （此处厚度用D表示）得

18、焊接层数n=3层6.内筒体、夹套筒体与封头的焊接由GB150-1998钢制压力容器规定，圆筒部分的纵向接头（多层包扎容器层板层纵向接头除外）、球形封头与圆筒连接的环向接头、 各类凸形封头中的所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接的接头，均属B类焊接接头。 材料牌号：Q235-AF（1） 焊接方法的选择：焊条电弧焊 （2）坡口形式由于焊接厚度为810，因而需要开坡口，开V型坡口。具体的坡口形式如下图所示： 图6 要求:坡口处理方法：为步影响焊接质量，在施焊前应当清除坡口以及母材两侧表面30mm范围内（以离坡口边缘的距离计算）的氧化物，油污，以及其他由害物质（3) 焊接姿势：平焊 (4) 焊接材

19、料的选择：根据焊接工艺要求，选用焊条J426，焊条直径为3.2mm，打底焊采用的焊条直径为2.5mm。（5） 清根方法：碳弧气爆并打磨（6）焊接电流的确定根据焊条直径查现代焊接生产实用手册，确定焊接电流为110A。（7） 焊接电压的确定手工电弧焊，焊接电压选择为18-20V，其电压主要由电弧长度决定，电弧长则电弧电压高，反之则电压低。电弧过长则不稳定，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1.5-2mm（8） 电源种类以及极性的确定由J426 焊条对应国标为E4316，即说明熔敷金属抗拉强度为4

20、20MPa，焊条适应焊接位置为平焊，药皮类型为低氢钾钙型，焊接电源为直流反接。（9） 焊接层数的确定应要开坡口，同时采用多层多道焊，每层焊接厚度不超过5mm，手工电弧焊一次最大熔深约为68mm当每层厚度约为焊条直径的0.81.2倍时，生产效率高。由公式n=D/d （此处厚度用D表示）得焊接层数n=3层7. 接管、人孔与筒体的焊接由GB150-1998钢制压力容器规定，接管、人孔圈、手孔盖、加强圈、法兰与筒身及封头相接的T形接头或角接接头为D类焊接接头。 材料牌号：Q235-AF（1） 焊接方法的选择：焊条电弧焊 （2）坡口形式由于焊接接头为角接接头，厚板需要开坡口，开V型坡口。具体的坡口形式如

21、下图所示： 图7 要求:坡口处理方法：为步影响焊接质量，在施焊前应当清除坡口以及母材两侧表面30mm范围内（以离坡口边缘的距离计算）的氧化物，油污，以及其他由害物质（3) 焊接姿势：平焊 (4) 焊接材料的选择：根据焊接工艺要求，选用焊条J426，焊条直径为2.5mm。（5） 清根方法：碳弧气爆并打磨（6）焊接电流的确定根据焊条直径查现代焊接生产实用手册，确定焊接电流为70A。（7） 焊接电压的确定手工电弧焊，焊接电压选择为1820vV，其电压主要由电弧长度决定，电弧长则电弧电压高，反之则电压低。电弧过长则不稳定，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11.5mm（8) 电源种类以及极性的确定由J426 焊条对应国标为E4316，即说明熔敷金属抗拉强度为420MPa，焊条适应焊接位置为平焊，药皮类型为低氢钾钙型，焊接电源为直流反接。（9） 焊接层数的确定应要开坡口，同时采用多层多道焊，每层焊接厚度不超过5mm，手