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文档简介
钢结构制作一般规定2005.03.31
1.钢材1.1分类 钢材的分类我们常接触到的有二种分法,一种是按照外部形态来分,一种是按照材质来分的。同时按照表面状态也有简单的分类,电气上常用镀锌管和镀锌型钢。按外部形态:{钢板:平板,花纹钢板钢管:无缝钢管,焊接钢管型钢:扁钢,圆钢,工字钢,槽钢,等边角钢、不等边角钢按材质分类:{普通碳素钢:Q235A〜D,Q235AF优质碳素钢:20低合金结构钢:Q345A〜E(16Mn(R))「普通不锈钢:304(0Crl9Ni9),lCrl8Ni9Ti不锈钢彳 耐热钢:310SS(0Cr25Ni20)j耐酸钢:316L(00Crl7Nil4Mo2)钢板1.2.1用途Q235AF:一般使用条件下、不重要的零部件,如梯子、平台。Q235A〜D、Q345:设备壳体,较冷的地区宜采用Q345,有较好的抗冷裂性能。Q235也为大直径直缝焊管和螺旋管的常用材料oQ345的管材、型材较难买,不常用。20号钢多用于无缝钢管。304:最常用的不锈钢材料,国产的牌号常为0Cr18Ni9Ti,lCrl8Ni9Ti,具有耐腐蚀和耐热性,用于火炬头及部件。310SS:优秀的耐热钢,用于火炬头上部与火焰最近的部分,包括火炬头筒体、引火筒、长明灯、爆燃管、稳火圈。316L:优秀的耐酸钢,为酸性气火炬的常用材料。钢板规格平板常用热轧板,板幅通常为宽度1.5〜2.2m,长度为6.5〜12m.常用的厚度为64.66.68.610.612.614.616.6200用于设备壳体、塔架筋板等。花纹钢板常用的为板幅1.25m*6.0m,厚度为65。常用材质为Q235A或Q235AF。用作平台板。管材1.3.1管材分类常用的管材分为无缝钢管和焊接钢管两类:厂结构用无缝钢管厂碳素钢YJ输送流体用无缝钢管低压流体输送用焊接钢管直缝焊接钢管匸镀锌焊接钢管螺旋缝焊接钢管
材质和规格1.3.2.1无缝钢管常用的材质为20号钢和Q235,其中流体管通常为20号钢,结构管则20号钢及Q235均有。焊接钢管常用材料为Q235、L245。1.3.2.2规格公称通径钢管外径mmDNmmin "AB61/810.0/81/413.5/103/817.414151/221.318203/426.92525133.7323211/442.4384011/248.34550260.3576521/276.17680388.9891004114.31081255139.71331506168.31592008219.121925010273.027330012323.932535014355.637740016406.4426450184574805002050853055022559/6002461063065026660/7002871172075030762/8003281382085034864/90036914920无缝钢管市场有售的最大规格通常为DN600。螺旋管则一般为较大直径规格,通常在DN200以上。直缝焊管的较小规格我们常用的有两种,一种是DN25的低压流体输送用焊接钢管,用作平台栏杆的横隔:一种是DN15〜25的镀锌焊接钢管,用作电气线缆穿线管。直缝焊管的较大规格(一般DN200以上)通常为机制焊管,用作流体管,我们的管道、火炬筒体、设备壳体可用。结构用无缝钢管GB/T8162-1999常用材质为20号钢、Q235A/B。常用于结构部分如塔架,长度6〜10m。输送流体用无缝管GB/T14976-1994不锈钢管GB/T8163-1999低碳钢、低合金钢常用材质为20号钢和不锈钢(304、310SS、316L)。交货状态通常为热轧。由于其内部组织结构优化,力学性能佳,机械性能也较结构管要好。通常长度为6~10mo管线钢管APISpec5L产品形式:螺旋焊管、直缝埋弧焊管、直缝高频焊管常用材质:X42X46X50X56X60规格:英制管常见,常用规格为DN200〜DN600。最大可到DN2000。通常长度为6~12mo用途:用于石油、天然气工业中的气、水、油输送。我们用于管道。石油天然气工业用输送钢管(A)GB/T9711.1-1997产品形式:螺旋焊管、直缝埋弧焊管、直缝高频焊管常用材质:L210、L245、L290、L320、L360规格:英制管常见,常用规格为DN200~DN600o最大可到DN2000。通常长度为6〜12mo用途:用于石油、天然气工业中的气、水、油输送。我们用于管道。低压流体输送用焊接钢管GB/T3092-1993产品形式:直缝高频焊管常用材质:Q215A、Q215B、Q235A、Q235B规格:全部英制管,规格为DN15〜DN500。通常长度为4〜12m。用途:通俗称“黑管”,用于低压采暖管道、排水管道和平台栏杆的横隔。镀锌焊接钢管GB/T3091-1993产品形式:直缝高频焊管常用材质:Q215A、Q215B、Q235A、Q235B规格:全部英制管,规格为DN6〜DN150。通常长度为4〜10m。用途:常用于电气穿线管、接地极及低压采暖和排水管道。低压流体输送管道用螺旋缝埋弧焊钢管SY/T5037-2000产品形式:螺旋焊管常用材质:Q215、Q235、Q345、L210、L245、L290、L320规格:公制管常见,常用规格为DN200〜DN1200。最大可到DN2000。通常长度为6〜12m。用途:用于石油、天然气工业中的气、水、油输送。我们用于管道火炬筒体。型钢常用的材质为Q235,扁钢、角钢常用Q235A(F),较重要部位的较大截面的槽钢、工字钢常用2235B,圆钢则根据使用部位的不同有Q235A(F)、10、20、35、45等。-、斤口T名称标注方法(mm)标注示例标准号备注i热轧扁钢-宽度X厚度-40x3GB/T704-19882热轧圆钢e直径4)20GB/T702-19863热轧工字钢I高度的1/10(a/b/c)110、I25bGB/T706-1988a/b/c依次腿宽和腰厚较小4热轧槽钢[高度的1/10(a/b/c)[12.6、[20aGB/T707-1988a/b/c依次腿宽和腰厚较小热轧等边角钢Z边宽度X边厚度Z50x5GB/T9787-1988热轧不等边角钢Z边宽度X边宽度X边厚度Z75x50x6GB/T9788-19886型钢多用于结构及设备附件。2.焊接 厂手工电弧焊(手弧焊)2.1焊接方法YJ手工钨极氩弧焊(氩弧焊)特点手弧焊:使用范围广;操作方便;费用较低;焊接质量好。氩弧焊:多用于重要焊缝的打底和不锈钢的焊接。•焊丝不通过电流,无飞溅,焊缝美观。•惰性气体保护,可成功焊接各种易氧化的不锈钢、合金等。小电流可焊,适用于薄板。热源和焊丝分别控制,位置好,可实现单面焊双面成型。2.3手弧焊焊条的选用同种钢之间:Q235、20:—般采用J422,当有抗冷裂要求时,应采用J426或J427。当材料为Q235B以上或20R、20g等时也采用J426/J427。Q345:J506,J507304:A102,A1071Cr18Ni9Ti:A132,A137310SS:A422316L:A022异种钢之间Q235、20+Q345:J426,J427Q235、20、Q345+304,1Cr18Ni9Ti:A302,A312其它+310S:A422氩弧焊焊丝Q235、20:H08Mn2SiAQ345:H08Mn2SiA、H10MnSi304:H0Cr2Ni101Cr18Ni9Ti:H0Cr2Ni10Ti316L:H00Cr19Ni12Mo2焊条、焊丝选用原则:匹配和适用原则•匹配原则:化学成分、力学性能及焊接性能与母材的相同或者相近。•适用原则:与焊件的结构特点、焊接方法、焊接位置等想适应。同钢号焊接时,碳素钢/低合金钢即Q235、20、Q345等的焊条金属其抗拉强度不应超过母材上限值的30MPa。焊条金属不低于母材抗拉强度的下限值。不锈钢则需要保证其耐腐蚀性、耐热性,即微量元素的含量。不同钢号相焊(碳钢/低合金钢),焊缝(条)金属的抗拉强度不应高于较高母材的上限。抗拉强度级别划分50级,即抗拉强度约为500MPa,母材为Q345(470〜630)、不锈钢(下520),焊条牌号J50X系列,如J506/J507,对应的型号为E50XX系列,如E5016/E5015。43级,即抗拉强度约为430MPa,母材为Q235(375〜500)、20(下410),焊条牌号J43X系列,如J422/J426/J427,对应的型号为E43XX系列,如E4303/E4317/E4315。焊条的烘干焊条一般要烘干后使用,在现场应装入保温筒,随用随取。重复烘干的次数不超过3次。J422焊条若存储时间短且包装良好,无受潮迹象,可不烘干。碱性低氢型焊条J426/J427/J506/J507在使用前必须烘干,350°C1小时后100°C保温,随用随取。2.6.4焊条烘干温度和时间J422/A102/A132/A022/A302150C1小时A107/A137/A307250C1小时J426/J427/J506/J507350C1小时焊接工艺参数电源极性是指交流/直流和正接/反接。根据焊条牌号和焊件厚度决定,低氢型焊条采用直流,较薄焊件采用反接。具体如下:J422/A102/A132/A022/A302/A422交流、直流正、反接J426/J506 交流、直流反接J427/J507/A107/A137/A307直流反接焊条直径焊条直径的选择主要取决于焊件厚度、材质、接头形式、焊接位置和焊接层数。过大会造成未焊透、成形不良;过小会降低生产效率,影响焊接质量。焊接电压与弧长焊接电压和弧长是正比关系。弧长增大时,电压身高,焊缝宽度增大,熔深减少。故而应采用合适的弧长,并要求焊接中保持一定的弧长和电压。一般低氢型焊条要求短弧、低电压,弧长不超过焊条直径,通常未2~4mm。弧长过大易引起的缺陷:•热量不集中,飞溅增多。•熔深小,易产生咬边、未焊透、夹渣等。不易控制,易引起焊缝表面高低不平,宽窄不一致,焊波不均匀。熔池保护差,易使气体进入产生气孔,并使焊缝金属变脆。弧长过小易引起的缺陷:容易产生短路,影响焊接效率和质量。熔深大,焊缝过宽,降低焊缝系数。焊接电流焊接电流是最重要的焊接工艺参数,对电弧稳定和焊缝形成有极为密切的关系。焊接电流过大时:•容易产生咬边、热裂纹、气孔。•焊条红热,焊接中引起药皮脱落。熔深过大,飞溅多,焊区过热脆化。焊条熔化速度过快,焊渣的覆盖恶化,焊道外观粗糙。焊接电流过小时:容易产生焊瘤、冷裂纹、夹渣。熔深不足。•焊道窄,余高大。焊接电流选择一般按照焊条直径的35〜55倍值选择,立、仰焊时减少20%。板厚时取上限,不锈钢取下限。焊接速度焊接速度的选择应与电流配合。焊接层次焊件厚度较大时,往往采用多层多道焊。手弧焊焊接坡口板厚在4〜14mm范围内时,对接焊缝应作焊接坡口,采用单V型,单边角度25〜30。,钝边0〜3mm,组对间隙1〜3mm。如果不留组对间隙,焊接时要背面清根。焊缝检验焊缝尺寸对接焊缝余高:0〜15%板厚对接焊缝宽度:每边超出坡口1.5mm以内。角焊缝的焊角高度应为连接件中较薄件的厚度。外观要求无表面缺陷,包括裂纹、气孔、焊瘤、咬边等。成型良好:表面光滑,纹路一致,无焊宽偏向,余高统一,与母材过渡良好,飞溅清理干净。焊缝系数焊缝系数是指焊缝金属与母材的抗拉强度值之比。设备图纸规定了焊缝系数后,在制作焊接时需要采用相应焊接方法和检测手段以保证达到相应的焊缝系数。1.00双面焊/全焊透结构100%无损检测0.90单面焊,有垫板100%无损检测0.85双面焊/全焊透结构>20%无损检测0.80单面焊,有垫板局部无损检测0.60单面焊,无垫板不进行无损检测碱性低氢型焊条使用时应注意的事项:使用前必须烘干,350〜400°C,保温1h 降低低氢含量,防止产生裂纹、气孔等缺陷。2.11.2直流反接(焊条正接) 保证电弧的稳定性。电弧要短―――防止空气中的氮、氧进入熔池而对焊接接头造成不良影响。焊接破口及其附近必须清理干净―――碱性焊条对锈、油和水的敏感性的,清理干净可以防止气孔产生。人体防护―――焊接时发尘量较多。塔架、火炬筒体焊接要求焊接采用手工电弧焊,焊条采用E43XX系列:主要焊缝采用J427、J426,—般焊缝采用J422。焊缝系数一般构件1.00;工地高空安装焊缝0.90;其它0.85。焊缝类别划分I级:•塔柱环缝对接;•塔架型钢组合横梁、斜撑接长对接焊缝;塔架柔性拉杆与花篮螺丝对接;塔架被覆盖的焊缝。II级:塔柱纵缝对接;火炬筒体安装环焊缝;塔架主肢节点板焊缝。III级:塔架柱脚底板角焊缝;火炬筒体工厂焊缝。IV级:操作平台焊缝焊缝尺寸•塔架法兰盘与钢管(图1);•塔架节点板与塔柱、横梁、斜撑的角焊缝(图2);塔架柔性拉杆圆钢与节点板角焊缝(图3);塔架塔柱高空对接焊缝(图4);塔架塔柱、横梁、斜撑地面/水平接长对接焊缝(图5);塔架柱脚底板与塔柱和柱脚筋板角焊缝(图6);火炬筒体高空安装对接焊缝(图7);火炬筒体地面/水平对接焊缝(图8);火炬筒体裙座贴角焊缝(图9)。检验外观检验焊缝表面不得有裂纹、夹渣、焊瘤、弧坑、烧穿等缺陷I级焊缝不得有咬边、未焊满、根部收缩缺陷1、11级焊缝不得有表面气孔、裂纹、电弧擦伤缺陷III、IV级的气孔缺陷:直径<1.0mm的气孔在1m的长度范围内不超过5个;咬边缺陷:深度不超过0.5mm,累计长度不超过焊缝长度的20%。焊缝感观:外形均匀,成形较好,过渡平滑,焊渣和飞溅清除干净。无损检测I级焊缝:100%超声波,GB11345II级。II级焊缝:塔柱纵缝对接/火炬筒体安装环焊缝:20%超声波,GB11345III级。主肢节点板焊缝:100%渗透,JB4730II级说明大于10mm的角焊缝的尺寸为规范规定,如果实际会产生较大的塔柱::?」二□rLk0-2,0图3柔性拉杆与节点板图4塔柱高空安装对接图5塔柱、横梁、斜撑地面/水平对接图6柱脚底板与塔柱和筋板火炬筒体r-1,0-2,0图7火炬筒体高空安装对接图8火炬筒体地面/水平对接rirUin图rirUin图9火炬筒体裙座贴角焊缝法兰概述现在我们常用的法兰分为管法兰和压力容器法兰两类,前者为管道连接用,也用于设备上的接管法兰;后者为容器、设备的较大直径法兰。当某个系列无相应的公称尺寸或压力等级的规格时,可以用另一系列代用,但应注意其所接的管道或设备筒体的实际规格一致,同为英制或同为公制。同时在同一台设备、同一项工程中应尽量采用同一系列、标准的法兰。标注常用的简化标注方法为“DNXXPNXX”,其中DN表示公称直径,单位为mm,PN表示公称压力,单位为MPa。详细的标注方法一般还包括表示法兰的连接形式、密封面形式、
材料种类及标准号等的符号,有的还包括法兰的特征尺寸常用标准英制系列管法兰标准号标准名称压力等级MPa备注HG20615〜20635-97钢制管法兰PN2.0/5.0/11.0/15.0/26.0/42.0美洲系列HG20593〜20614-97钢制管法兰PN0.25/0.6/1.0/1.6/2.5/4.0/6.310.0/16.0欧洲系列ASH3406-96钢制管法兰PN2.0/5.0/11.0/15.0/26.0/42.1欧洲系列AGB9112〜9124-2000钢制管法兰PN2.0/5.0/11.0/15.0/26.0/42.2美洲系列PN0.25/0.6/1.0/1.6/2.5/4.0/6.310.0/16.0欧洲系列IISO7005-1(1992)钢法兰PN2.0/5.0/11.0/15.0/26.0/42.3ANSIB16.5(1988)管法兰和法兰管件Class150/300/600/900/1500/2500表中所列的压力等级是指可以同等级互换的范围,其中欧洲系列法兰的还有25.0MPa。公制系列管法兰标准号标准名称压力等级MPa备注HG20593-20614-97钢制管法兰PN0.25/0.6/1.0/1.6/2.5/4.0/6.310.0/16.0欧洲系列BJB/T74〜90-94管路法兰及垫片PN0.25/0.6/1.0/1.6/2.5/4.0/6.310.0/16.0/20.0GB9112〜9124-2000钢制管法兰PN0.25/0.6/1.0/1.6/2.5/4.0/6.310.0/16.0欧洲系列IISO7005-1(1992)钢法兰PN0.25/0.6/1.0/1.6/2.5/4.0表中所列的压力等级是指可以同等级互换的范围,其中HG标准欧洲系列法兰的还有25.0MPa。压力容器法兰JB/T4700〜4707-2000PN0.25/0.60/1.00/1.60/2.50/4.00/6.403.4管法兰3.4.1管法兰常用的标准有HG/JB/SH,分别为化工部、机械部和石油化学工业局标准,分别用于化工行业、机械冶金行业和石油天然气行业。GB系列的通用但是不常用。我们常用的公称压力:欧洲系列:1.0MPa,1.6MPa(HG/JB)美洲系列:2.0MPa(SH)管法兰的型式管法兰的型式包括两个方面:连接型式和密封面型式HG20592〜20635—97法兰连接型式代号欧洲系列标准号美洲系列标准号密封面型式代号板式平焊PLHG20593全平面FF带颈平焊SOHG20594HG20616突面RF带颈对焊WNHG20595HG20617HG20623凹面FM整体IFHG20596HG20618凸面M承插焊SWHG20597HG20619榫面T螺纹ThHG20598HG20620槽面G法兰盖BLHG20601HG20622环连接面RJ衬里法兰盖BL(S)HG206023.4.3.2SH3406-96法兰连接型式代号密封面型式代号平焊SO全平面FF对焊WN凸台面RF承插焊SW凸面LM螺纹
松套
法兰盖LJ不标注榫面
槽面
环连接面螺纹
松套
法兰盖LJ不标注榫面
槽面
环连接面TFGFRJ或环号3.5压力容器法兰压力容器法兰标准为JB/T4700〜4702-2000,用于压力容器、设备的较大直径法兰,规格DN300〜3000,材质常为碳钢和低合金钢。分类:甲型平焊法兰JB/T4701-2000乙型平焊法兰JB/T4702-2000长颈对焊法兰JB/T4703-2000承压和使用等级依次增高。我们常用的为乙型平焊法兰(JB/T4702-2000),密封面为平面(RF),公称压力为0.60/1.00/1.60MPa。法兰附件垫片垫片为法兰连接付中的密封件。各法兰标准系列都有相应的垫片标准。我们常用的为石墨缠绕垫片和石棉橡胶垫片标注形式同于法兰。工艺管道多采用石墨缠绕垫,特别是石化。石棉橡胶垫片只用于排水管道。石墨缠绕垫片需要采购成品。石棉橡胶垫片则可购买石棉橡胶板自己剪制,常用型号为XB450。紧固件紧固件包括双头螺柱、六角头螺母、六角螺栓及垫圈一套连接付应包括螺柱(栓)、螺母和垫圈。螺柱常用于较大直径或较高压力法兰,螺栓常配单螺母、双垫圈。常配双母、双垫圈。有时垫圈可不配。除国标系列外,部分法兰标准系列有相应的紧固件标准,可以优先选用。国标系列:粗牙的常用,细牙的用于较大规格。A、B级六角头螺栓(半螺纹、粗牙)GB/T5782-2000A、B级六角头螺栓(全螺纹、粗牙)GB/T5783-2000A、B级六角头螺栓(半螺纹、细牙)GB/T5785-2000A、B级六角头螺栓(全螺纹、细牙)GB/T5785-2000六角螺母(粗牙)GB/T6170-2000六角螺母(细牙)GB/T6171-2000A级平垫圈GB/T97.2-1985规格螺柱、螺母的表示方法为“M公称直径x长度”当螺纹的规格为非常规螺距时,再在直径后面乘以螺距,即“M直径x螺距x长度”单位均为mm。其中螺栓的长度只是指杆的长度,不包括端部的厚度。如M16x70,M48x3x200。螺母的表示方法为“M公称直径(x螺距)”垫圈的表示方法为“©所配螺柱、栓公称直径”。碳钢、低合金钢紧固件等级与材料螺柱、螺栓的等级是指商品级的分类,普通等级有4.8(4)、6.8(6),高强度等级有8.8(8)、10.9(10)。我们常用的是普通6.8(6)/高强度8.8(8)系列,前面的数字是螺柱、螺栓的等级,括号里的数字是指螺母的等级,表示其公称抗拉强度的1%值。当以材料表示时
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