30立方液化石油气储罐设计方案(30立方液化气储罐30立方石油液化气储罐)

立方液化石油气储罐一.设计背景该储罐由菏泽锅炉厂有限公司设计来装生产用的液化石油气的容器压为，温度在19~52摄氏度范围内，设备空重约为，体积为30立米，属于中压容。石油液化气为易燃易爆介质，且有毒，因此选材基本采用。此液化石油气卧式储罐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安全。二.总的技术性：容器类别

类

三设计压力MPa

1.77设计温度

-19～52最高工作压力MPa水压试验压力MPa气密性试验压力MPa焊接接头系数尺寸mm厚度mm操作介质充装系数

77251.771DN2200*710012/14液化石油气0.9设备容积

立方米

30三.储气罐基构成储气罐是一个承受内压的钢制焊接压力容器规定的使用温度和对应的工作压力下保安可靠，罐体的基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1.1筒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。1.2封按几何形状不同，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。封头和体组合在一起构成一台容器壳体的主要部分最要的受压元件之一气选择的是椭圆形头。从制造方法分封有整体成形分片成形后组焊成一体的两种封头直径较大超出生产能时，多采用分片成形方法制造，分片成形控制难度大，易出现不合格产品。对整体成形的封头寸、形状，虽然易控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，制造成高。从封头成形方式讲冷成形压成形和旋压成形于厚较薄的封头般采用冷压成形采用调质钢板制造的封头或封头瓣片不破坏钢板调质状态的力学性能节省模具制造费用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00～1000℃。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（如正火态钢板于改变了原始状态的力学性能，恢复和改善其力学性能，封头冲压成形后还要做正火、正火回或淬火回等相应的热处理。对于直径大且厚度薄的封头，采用旋压成形法制造是最经济最合理的选择。1.3接和法兰接管和法兰作用是连接或供人进入容器内部的容器的主要组成部分管壳体间的焊接接一般为角接接头或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，则称为对接焊缝，壳体上不开坡口时称为角接焊缝。1.4密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不的工件条件要求有不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座立式容器主要采用鞍式支座。立液化石油气储罐30立方液化气储罐-立石油液化气储罐）菏泽锅炉厂有限公司联方式：四术要求本设备按照GB150-1998《制压力容器》进行制造，检测与验收，并接受《压力容器安全技术监察规程》的监督。制造筒体、封头、人孔接管、用Q345R钢符合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。帯颈对焊法兰、接管用Q345R符合JB4726-2000，体用Q345R钢应逐张进行冲击试验，方法按照GB/T229的规，三个试样的平均值大于等于54J。设备焊接工艺规程按照JB/T4709-2000焊接工艺评定按照JB4708-2000.所有角接接头的焊接表面须打磨圆滑过渡。设备中每条AB类接接头应进行100%线检测按JB/T4730.2-2005的定二级合格。所用D类剂接头、DN<250的管与法兰的B焊接接头及所有与承压件相焊接的角接接头，应行100%表面磁粉检测，按照JB/T4730.4-2005的定，一级合格。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。（最热处理后，对设备中AB、类接接头进行硬度检测，其硬度应小于等于200HB。测数量按照每条A、D类焊接头测一组，每条类焊接接头每隔120度一组，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于两相焊件中之较薄件的厚度，且须为连续焊。（设制造完毕后进行水压试验。水压试验应力见技术要求表。水压试验合格后应将积水排净干。菏泽锅炉厂有限公司联方式：(9）水压试验合格后，应进行气性试验，试验应力见技术特性表。（10)设备制造完毕后除锈涂铁醇酸底漆一遍涂粉醇酸清漆一遍罐水平中心线用红刷一道红色色带，宽度为150mm在筒体两侧的重心处用红色油漆喷印重新标志，应在重心标志上喷印LPG字样，重心标志的左侧喷严禁烟火字样侧喷应禁止施焊的字样，标志、字样高度不得小于200mm。设备的油漆、包装、运输按照JB/T4711-2003《压力容器涂覆与运输包装》的规定。本储罐安装时，其纵轴应向排污方向倾斜千分之三。固定支座的连接采用一个螺母拧紧动支座用两个螺母第一个螺母不拧紧与座的距离为1至3毫，用第二个螺母锁紧。本储罐必须在有遮阳和水喷淋装置的条件下适用。焊接工规:此液化石油气卧式储罐是典型的重要焊接结构接接头是其最重要的连接结构接接头的性会直接影响储存液化石油气的质量和安全。因此合理地制定焊接工艺规程非常必要。根据GB150-1998《钢制压力容器压容器主受压部位的焊接接头分为以下四类合实际工程的需要类下：焊缝编号和分布位置示意图其中AB、分表示焊接接头的形式五料选择Q345R钢屈服强度为340MPa级压力容专用板，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钢除抗拉强度、延伸率要求比Q345(Q345R)钢有所提高外，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材性能分析：元质分（）

C≤0.20

≤0.55

1.20-1.60

P≤0.015

S≤0.015

Alt≥0.020Q345R材料性析Q345R钢基体组织为铁素+珠光体，是低合金高强钢中应用最广泛的钢，有比较成熟经验，屈服强度为～，本属于轧的低合金钢，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使温度-40452℃范刖内Q345R作为低温压力容器时改善低温性能，可以在正火处理后使用Q345R钢是在低碳钢的基础上加入了少量合金，其加工性能．与低碳钢相似，具有较好的塑性和焊接性。由于加入了少量合金元素，其强度增加，淬硬倾向比低碳钢大较低温度下或刚性大结的焊接时考采取预热措施冷纹的产生计板厚，壁厚较薄，小于30mm，均不用预热后亦不必作消除应力处理。立液化石油气储罐30立方液化气储罐-立石油液化气储罐）菏泽锅炉厂有限公司联方式：六.焊接技术性及要6.1技特性：液化石油气储罐材料，作压力在，于第三类压力容器，工作温-～52，设计温度52，腐蚀裕度2.0mm，焊接接头系数，压试验压力2.33MPa卧放容，充装系数0.9，安全阀开启压力2.0MPa6.2技要求：设备的施工应符合GB150-1998《制力容器收应接受《压力容器安全技术监督规程》中的相关规定焊接采用电弧焊，焊条型号，低合金钢之间，钢间E4303焊接接头的形式及尺寸按图要求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准规定接接头与角接接头需焊透管焊缝成形表面均应圆滑过渡得裂纹咬边及角．壳体钢板按GB6654-1996《压容器钢板》及修改单中正火状态供货，且逐张进行超声检测，质标准应不低于JB/T4730.中定的II级壳体A纵向焊接接头制备产品焊接试板，按《容规》第25条行材料复验，坡口表面进行磁粉检测，并符合4-2005中定的I级筒体长度小于，塔体直线度允差偏差不大于＋，，安装垂直允差为12mm裙座螺栓孔中心圆直径允差以及任意两孔弦长允差均为2mm壳体用钢板轧制，逐张进-19℃夏比（V型缺口）冲击试验（横向个样冲击平均值不得低于，许其中一个试样冲击功小于平均值，但不得小于钢管应逐根按JB/T4730.3-2005中I为合格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，符合4-2005中I级为合格设备压力试验合格后对全部焊缝按4-2005进磁粉检测，符合I级为合格，复验焊缝II)处理后，设备本体不得再行施焊立液化石油气储罐30立方液化气储罐-立石油液化气储罐）菏泽锅炉厂有限公司联方式：七.焊接工艺计7.1焊编及意图其中AB、分表示焊接接头的形式7.2接与壳体封的焊接，D1.B4,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。为类缝。由此选择焊缝类型为D类缝。金属牌号及规格Q345R7.2.1焊接法选手电焊优焊接设备价格低.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。手电焊缺不适合焊接厚度小于的板。负载率和总的熔敷效率一般比送丝焊接方法低焊条消耗完毕或需要更换焊条时接程也暂时中断。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埋自焊优是生产效率高。埋弧自动焊的生产率可比手工焊提高5～10倍因为埋弧自动焊时焊丝上无药皮，焊丝可很长能续送进而无更换焊条可用大电流焊比手工焊大～8倍量大，焊丝熔化快，熔深也大，焊接速度比手工焊快的多。板厚30毫以下的自动焊可开坡口，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。改善了劳动条件除少劳动量以外由于自动焊看不到弧光焊过程中发出的气体量少这保护焊工眼睛和身体健康是有益的弧自动焊的缺点是适应能力差能水平位置焊接长直焊或大直径的环焊缝。综合考虑由于进行的是双面焊缝工电弧焊设备简单操作方便适合全位焊接的特点因而内采用手工电弧焊而外面采用加入熔深，提高生产率，采用埋弧焊。最终采用焊接方法为：手工电弧+埋弧焊。菏泽锅炉厂有限公司联方式：7.2.2口形式由于焊接厚度为18mm，因而需要开口，由于厚度比较厚，若V型口的话，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，若开U型口的话，可以减小开口，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。因而最终选择U型口，具体的坡口形式如下图所示：7.2.3接姿势：平焊7.2.4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则有以下几点。根被焊金属材料的类型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。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。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。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，从而提高生产率，降低成本。焊丝的选择：药焊丝国内应用尚不普遍，活性焊丝主要用于气体保护焊，故选择实芯焊。常用的低合金埋弧焊实芯焊丝有以下三类：低焊丝（如H08A配高锰焊剂，用于低碳和强度较低的低合金钢焊接中锰焊丝（如H08MnA，HIOMnSi要用于低合金钢焊接，并可配低锰焊剂焊接低碳钢高锰焊丝（如，H08Mn2Si于焊接低合金钢。焊剂的选择：说明：是碱型烧结焊剂，碱度约为，灰色圆形颗粒，粒度为～（～日接时电弧燃烧稳，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：配合适当的焊丝（如H08MnA、HIOMn2、H08MnMoA、等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≦

≦

15~25

GaO+MgO25~35

Al2O3+MnO20~30

GaF215~25熔拂金属力学性能（按）项配焊

σσσ5丝H08MnAH08MnMoAH08Mn2MoA

(Mpa)415~550480~650550~650620~750

(Mpa)≧≧≧≧

(%)≧22≧22≧20≧20

室≧150≧150≧90≧90

℃≧110≧110≧70≧70

-20℃≧80≧80≧34≧34

-40℃≧27≧27配合等丝可焊接低碳钢和某些低合金(Q345R)结。故选择焊剂根据焊接丁艺要求，选用焊条，并查常用焊丝焊剂表，选用焊丝焊剂SJIOI工要坡加工：机加工坡口处理方法：为不影响焊接质量，在施焊前应当清除坡口以及母材两侧表面20mm范内（以离坡口边缘的距离算）的氧化物，油污，熔渣以及其他由害物质。层间温度：100-252清根方法：碳弧气爆并打磨工顺坡口清理装配点焊内面焊条电弧焊外面清根并打磨外面埋弧焊焊规内焊—条弧确定焊条直径根据《过程装备制造与检测》表:由被焊工件的厚度选择焊条直径焊接电流的确定根据焊条直径查《过程装备制造与检测》表，确定焊接电流焊接电压的确定手工电弧焊，焊接电压选择为22-30V，其电压要由电弧长度决定，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，电弧长度一般为焊接速度V的定由书本查得焊接线能量约为qv=18KJ/cm：由焊接线能量公式7UI/v焊接速度为v=O.7*(2030)*(200～270)～选择焊接速度约为电源利类以及极性的确定由条对应国标为，即说明熔敷金属抗拉强度为，条适应焊接位置为平焊，药皮类型为低钠型，焊接电源为直流反接。焊数的确定厚板焊接一般要开坡口，同时采多层多道焊，每层焊接厚度步超过，工电弧焊一次最大熔深约为6～8mm当层度为条径～1.2，牛产效率高。由公式n=D/d（处度表）得焊接层数焊焊接电缆的确定由《过程装备制造一与检测》表得选G325以满足焊接要求8)焊护目遮光镜片选用由《过程装备制造与检测》表焊接电流为200-270A，电弧镜片号为弧气爆片为12-14外焊—弧选择焊丝直径为5mm以接度要求选择型根据手工电弧焊工艺参数的确定法依次确定各参数如下表格焊牌及丝焊

焊直（）

电种及极直反

焊电（A）

焊电

焊速接管．与封头，其中各种设计角及尺寸来源于《过程设备设计》附表，表B内容。筒体体的焊接详图如下，（二接与体缝图（三接与封焊详ID，接管专底封头焊接详图7.3各筒纵焊焊工分由GB150-1998钢制压力容器》规定，圆筒部分的纵向接头，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类接接头。因而确定为A接头，7.3.1工艺求）坡口加工方法：机加工坡口，并清除油锈后热温度及保温时间250-300'C*2hr清根方法：碳弧气刨并打磨焊接接头如图示：（图四）筒体纵向焊接接头详图7.3.2工艺序1清理坡口，并进行磁粉检测MT)．进行装配点焊．内部进行焊条电弧焊．外部清根并打磨，进行检．外部进行埋弧焊．焊后热处理7.3.3焊接范焊牌

焊直

电种

焊电

焊电

焊速及丝（㎜剂

及性（A

(V)(cm/min)内手电焊外埋焊

55

直反直反

200-27032-367.4各筒环焊焊工分由同标GB150-1998钢制压力容器》规定，壳体部分的环向焊接接头，锥形封头与接管连接的接头等均属于B焊，经规定的除外。因而经确定筒节环向焊缝为B类缝。7.4.1工艺求前面已经详细叙述过确定过程，不再赘述）坡口加工方法：机加工坡口，并清除油)后热温度及保温时间250-300℃清根方法：碳弧气刨并打磨)焊接头如图所示：筒体环向焊接接头详图4.4.2工顺：．清理坡口，并进行磁粉检(．并进行装配点焊．内部进行焊条电弧焊．外部清根并打磨，进行检．外部进行埋弧焊7.4焊后处工参热件入炉或出炉时的温度不得超过400℃，但对厚度差较大、结构复杂、尺寸稳定性要求较高、残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℃。升温至400℃后，加热区升温速度不得超(℃/h且不得超过200℃／h最小可为℃／。温时，加热区内任意度内的温差不得大于120℃。温时，加热区内最高一与最低温度之差不宜超过65。温保温期间，应控制加热区气氛，防止焊件表面过度氧化。炉温高于400℃时，加热区降温速度不得超(6500/8s)℃／l1，且不得超过260℃/h最小可为℃。焊件按）炉温度出炉后应在静止空气中继续冷却八.液化石油储罐检方一设概及基参：容器类别：Ⅲ压力容器设压力：设计温度-℃，介质：液化石油气材：封头Q345R筒：Q345R二检验据《压力容器安全技术监察规程》《在用压力容器检验规则》《压力容器使用登记管理规则》GB150-1998钢制压力容器》JB4730-94《压力容器损检测》三检准：、检验人员：应具备相应项目检验资格；设置现场安全监督（项目负责人）兼。、检验仪器准备：磁探机；超探机；测厚仪、硬度计；焊缝检验尺、长度检验尺；照明灯（应急灯带漏电保护器的电线盘；角向磨光机、砂轮片；着色探伤剂。以上检验仪器需在检定期内，且处于完好状态。、审查资料：设备的竣工图，质量证明书。锅炉压力容器监督检验单位出具的安全质量监检报告。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。、有关修理、改造、施工记录、检验报告。、设备准备：罐内介质排除干净，盲死隔断（气）液体来源。罐内残余液（气）体必须进行置换、清洗，氧含量应在～21%（体积比）之间。打开人孔，清理罐内杂质，将所有焊缝及两侧（包括接管角焊缝）各范打磨除锈至露出金属光泽四检项：(1):内外部宏观检验：、表面检验：a罐体表面质量，接口部位，焊接接头的裂纹、过热、变形、泄漏。表面腐蚀、机械损伤。支撑或支座的损坏，基础下沉、倾斜、开裂，紧固螺栓。、结构检查：封头形式、简体与封头的连接方式。焊缝布置、支座形式与布置。开孔与补强。排放装置。安全附件及仪表。、几何尺寸检验：焊缝对口错边量、棱角度、咬边。焊缝表面质量，角焊缝的焊脚尺寸，对接焊缝余高。同断面最大最小直径差。封头表面凹凸量，直边高度和纵向皱折。(2):测厚检验：壳体：每块板测量点、4个角距板边各处测1点，板中心测点。封头：测9点按、0、、270四方向，直边段及过渡段各测1点顶部测1点c、人孔盖：中心位置测点除上述部位外，还应着重测以下部位：易腐（冲）蚀部位，气液面部位，制造时壁厚减薄部位和变形部位，表面检测发现可疑部位，以及测厚时遇母材存在夹层部位，必要时UT检查确定。另外遇“壁厚增值”现象时，应给予足够重视，并查明原因。(3)无损检测：检测方法选择：MTUT、a罐内对接焊缝IOO%MT检，接管角焊缝不能做时，检查。、罐内对接焊缝应力集中部位，如丁字接头，三个方向各和上次检验有埋藏缺陷处进行UT检，检查比例不小于焊缝总长的20%发现缺陷或原埋藏缺陷有延长倾向时进行扩探。c、对接焊缝检有缺陷部位UT检，必要时复确认。(4)、硬度检验：对罐内对接焊缝及热影响区、母材进行硬度测试。(5)、缺陷处理：a经发裂纹时打磨消除，且圆滑过渡，裂纹深度超标时，需朴焊应由用户委托有资格单位进行。、现超标缺陷部位需进行修理，应由用户委托有资格单位进行修理。c、修理后应按要求进行无损检。(5)、强度校核与安全评定经过检验，如存在严重腐蚀减薄应做强度校核，强度校核在的础上，同时参照原设计标准进行。需做安全评定时由用户委托有资格的单位进行。(6)、水压试验完成上述工作后，由受检单位准备试压设备，加注满清水，排气并封罐后加压，试验压力为最高压力的25倍。罐体外表面保持干燥，环境温度℃以上，缓慢升压至设计压力，确认无泄漏后升压到规定试验压力，保压分钟，然后降压至设计压力，保压进行检查，保压时间30分钟。检查期间压力保持不变，不得采用连续加压维持压力不变，不得带压紧固螺栓，以无渗漏、无压降、无异常响声、无可见异常变形为合格。(7)、安全附件检验：a安全阀、压力表、温度表（计）液位计是否在校验期内，且完好。、紧急切断阀及其它与罐体连接阀门是否完好。五出检报：对储罐进行安全状况等级评定，并确定下次检验日期。六检报的核发九.参考资料l化工出版社，过程装备制造．与检测，邹广华、刘强、龙占云年8月，化工出版社，过程设备设计，郑竞洋、黄其