毕业设计-常压储罐设计

学号：※※※※常州大学毕业设计〔论文〕〔2012届〕题目燃料气稳压罐设计学生※※※学院※※※※※专业班级※※※校内指导教师※※※专业技术职务※※校外指导老师专业技术职务二○一二年六月燃料气稳压罐的设计摘要：本设计说明书是关于燃料气温压罐的设计，主要进行储罐的材料选择、结构设计、强度计算、焊接工艺评定及检验。本设计说明书是依据设计内容的的顺序所编制。首先根据任务书对设计的根本参数进行了确定，根据根本参数及介质特性对储罐筒体、封头及主要附件的材料进行了选取，然后确定了储罐的根本尺寸及结构，接下来是对设计中所需要的附件进行选取及校核，如人孔、支座、法兰、盘管等。强度校核是对筒体、封头、支座等进行应力校核，以确保设计的合理性及平安性。最后是焊接工艺评定任务书及预焊接工艺规程的编制，检验、压力试验的一般规定说明。关键词：根本参数；强度校核；焊接工艺评定；压力试验ThedesignofthefuelgasstabilizationtankThedesignspecificationisaboutfueltemperaturepressuretankdesign,materialselection,structuraldesignofthetanks,strengthcalculation,weldingprocedurequalificationandinspection.Thedesignspecificationofthetankispreparedaccordingtotheorderofthedesigncontent.Accordingtothemissionstatementonthebasicparametersofthedesigntodeterminethebasicparametersandmediacharacteristicsofthetankcylinder,headandmainattachmentmaterialsselected,andthendeterminethesizeandstructureofthetank,followedbyselectingandcheckingthedesignoftherequiredaccessories,suchasmanhole,bearings,flangecoil,etc..Thestrengthcheckofstressonthecylinder,head,bearingcheckingensurethattherationalityofthedesignandsafety.Finally,itisthegeneralprovisionsofweldingprocedureassignment,preliminaryweldingprocedurespecification,inspectionandpressuretesting.Keywords:basicparameters;strengthcheck;weldingprocedurequalification;pressuretest目录摘要············································ⅠAbstract···········································Ⅱ目次···········································Ⅲ1引言·················································11.1储罐概述···············································1储罐分类···············································1储罐结构·········································21.2液化石油气概述·········································21.2.1主要用途·········································21.2.2主要成分····································32设计参数确定及材料选择····································32.1设计参数确定·············································3设计压力确实定····································32.1.2设计温度确实定····································32.1.3工作介质性质确定····································32.1.4压力容器类别·············································42.2材料选择··············································42.2.1筒体、封头材料选择··································42.2.2附件材料选择······································43结构设计·················································43.1设计厚度计算··········································43.1.1液柱静压力计算·······································43.1.2筒体设计厚度计算·······································43.1.3封头选型···········································53.1.4封头设计厚度计算···········································53.2根本尺寸设计···········································53.2.1设计结构草图···········································53.3附件设计及选择······································63.3.1接管法兰选型··································63.3.2紧固件选配······································83.3.3接管选型及校核······································103.3.4垫片选配······································103.3.5人孔选型······································123.3.6盘管及其固定结构······································133.3.7支座选型······································154强度计算····················································164.1筒体应力校核·········································164.2封头应力校核·········································174.3支座应力校核·············································195焊接工艺评定，无损检测及压力试验··································205.1焊接工艺评定···········································205.1.1焊接工艺评定一般过程····································205.1.2预焊接工艺规程评定表····································215.2无损检测···········································315.2.1根本检测···········································315.2.2重复检测···········································315.3压力试验········································315.3.1试验介质···········································315.3.2试验压力···········································315.3.3应力校核···········································31试验温度···········································315.3.5试验方法···········································315.3.6合格标准···········································316.结论···········································32参考文献······································35致谢··········································361引言1.1储罐概述用于储存液体或气体的钢制密封容器即为钢制储罐[1]，防腐储罐工程是石油、化工、粮油、消防、交通、冶金、国防等行业必不可少的、重要的根底设施，我们的经济生活总是离不开大大小小的钢制储罐，钢制储罐在国民经济开展中所起的重要作用是无可替代的。钢制储罐是储存各种液体〔或气体〕原料及成品的准用设备，对于许多企业来讲没有储罐就无法正常生产。燃料气稳压罐是盘锦某公司6万吨/年丁基橡胶工程中的一个重要环节。燃料气稳压罐的设计既涉及到很多相关的国家和行业标准，例如：TSGR0004-2009《固定式压力容器平安技术监察规程》、GB150《钢制压力容器》、JB/T4731《钢制卧式容器》等等，又与工程的其他设备相关联。燃料气稳压罐是卧式容器[1]中一个典型的产品，对该产品的设计和制造工序的掌握和熟悉，可以使学生在压力容器方面设计的能力和制造工艺[19]掌握进一步得到提高，在参加工作时能够更快更好的适应工作、参与到工作之中。熟悉过程装备设计及制造的相关知识，由此可以看出压力容器在化工，石油化工生产中非常重要，我们必须了解压力容器的特性和结构。1.1.1储罐分类由于储存介质的不同，储罐的形式也是多种多样的。按位置分类：可分为地上储罐、地下储罐、半地下储罐、海上储罐、海底储罐等。按油品分类：可分为原油储罐、燃油储罐、润滑油罐、食用油罐、消防水罐等。按用途分类：可分为生产油罐、存储油罐等。按形式分类：可分为立式储罐、卧式储罐等。按结构分类：可分为固定顶储罐、浮顶储罐、球形储罐等。按大小分类：100以上为大型储罐，多为立式储罐；100以下的为小型储罐，多为卧式储罐。按储罐的材料：储罐工程所需材料分为罐体材料和附属设施材料。罐体材料可按抗拉屈服强度或抗拉标准强度分为低强钢和高强钢，高强钢多用于5000以上储罐；附属设施〔包括抗风圈梁、锁口、盘梯、护栏等〕均采用强度较低的普通碳素结构钢，其余配件、附件那么根据不同的用途采用其他材质，制造罐体常用的国产钢材有20、20R、16Mn、Q345R、以及Q235系列等。储罐的结构目前我国使用范围最广泛、制作安装技术最成熟的是拱顶储罐、浮顶储罐和卧式储罐。拱顶储罐构造：拱顶储罐是指罐顶为球冠状、罐体为圆柱形的一种钢制容器。拱顶储罐制造简单、造价低廉，所以在国内外许多行业应用最为广泛，最常用的容积为1000-10000，目前国内拱顶储罐的最大容积已经到达30000。罐底：罐底由钢板拼装而成，罐底中部的钢板为中幅板，周边的钢板为边缘板。边缘板可采用条形板，也可采用弓形板。一般情况下，储罐内径<16.5m时，宜采用条形边缘板，储罐内径≥16.5m时，宜采用弓形边缘板。罐壁：罐壁由多圈钢板组对焊接而成，分为套筒式和直线式。套筒式罐壁板环向焊缝采用搭接，纵向焊缝为对接。拱顶储罐多采用该形式，其优点是便于各圈壁板组对，采用倒装法施工比拟平安。直线式罐壁板环向焊缝为对接。优点是罐壁整体自上而下直径相同，特别适用于内浮顶储罐，但组对安装要求较高、难度亦较大。罐顶：罐顶有多块扇形板组对焊接而成球冠状，罐顶内侧采用扁钢制成加强筋，各个扇形板之间采用搭接焊缝，整个罐顶与罐壁板上部的角钢〔或称锁口〕焊接成一体。浮顶储罐的构造：浮顶储罐是由漂浮在介质外表上的浮顶和立式圆柱形罐壁所构成。浮顶随罐内介质储量的增加或减少而升降，浮顶外缘与罐壁之间有环形密封装置，罐内介质始终被内浮顶直接覆盖，减少介质挥发。罐底：浮顶罐的容积一般都比拟大，其底板均采用弓形边缘板。罐壁：采用直线式罐壁，对接焊缝宜打磨光滑，保证内外表平整。浮顶储罐上部为敞口，为增加壁板刚度，应根据所在地区的风载大小，罐壁顶部需设置抗风圈梁和加强圈。浮顶：浮顶分为单盘式浮顶、双盘式浮顶和浮子式浮顶等形式。单盘式浮顶：由假设干个独立舱室组成环形浮船，其环形内侧为单盘顶板。单盘顶板底部设有多道环形钢圈加固。其优点是造价低、好维修。双盘式浮顶：由上盘板、下盘板和船舱边缘板所组成，由径向隔板和环向隔板隔成假设干独立的环形舱。其优点是浮力大、排水效果好。内浮顶储罐的构造：内浮顶储罐是在拱顶储罐内部增设浮顶而成，罐内增设浮顶可减少介质的挥发损耗，外部的拱顶又可以防止雨水、积雪及灰尘等进入罐内，保证罐内介质清洁。这种储罐主要用于储存轻质油，例如汽油、航空煤油等。内浮顶储罐采用直线式罐壁，壁板对接焊制，拱顶按拱顶储罐的要求制作。目前国内的内浮顶有两种结构：一种是与浮顶储罐相同的钢制浮顶；另一种是拼装成型的铝合金浮顶。卧式储罐[2]的构造：卧式储罐的容积一般都小于100，通常用于生产环节或加油站。卧式储罐环向焊缝采用对接，纵向焊缝采用对接。圈板交互排列，取单数，使端盖直径相同。卧式储罐的端盖分为平端盖和碟形端盖，平端盖卧式储罐可承受40kPa内压，碟形端盖卧式储罐可承受0.2MPa内压。地下卧式储罐必须设置加强环，加强还用角钢煨制而成。1.2液化石油气概述随着石油化学工业的开展，液化石油气作为一种化工根本原料和新型燃料，已愈来愈受到人们的重视。在化工生产方面，液化石油气经过别离得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等，用来生产合塑料、合成橡胶、合成纤维及生产医药、炸药、染料等产品。用液化石油气作燃料，由于其热值高、无烟尘、无炭渣，操作使用方便，已广泛地进入人们的生活领域。此外，液化石油气还用于切割金属，用于农产品的烘烤和工业窖炉的焙烧等。主要用途液化石油气主要用作石油化工原料，用于烃类裂解制乙烯或蒸气转化制合成气，可作为工业、民用、内燃机燃料。其主要质量控制指标为蒸发剩余物和硫含量等，有时也控制烯氫含量。液化石油气是一种易燃物质，空气中含量到达一定浓度范围时，遇明火即爆炸[3]。1.2.2主要成分液化石油气是炼油厂在进行原油催化裂解与热裂解时所得到的副产品。催化裂解气的主要成份如下〔%〕：氢气5～6．甲烷10．乙烷3～5．乙烯3．丙烷16～20．丙烯6～11．丁烷42～46．丁烯5～6，含5个碳原子以上的烃类5～12。热裂解气的主要成份如下〔%〕：氢气12．甲烷5～7．乙烷5～7．乙烯16～18．丙烷0.5．丙烯7～8．丁烷0.2．丁烯4～5，含5个碳原子以上的烃类2～3。这些碳氢化合物都容易液化，将它们压缩到只占原体积的1/250～l/33，贮存于耐高压的钢罐中，使用时拧开液化气罐的阀门，可热裂解气的主要成份如下〔%〕：氢气12．甲烷5～7．乙烷5～7．乙烯16～18．丙烷0.5．丙烯7～8．丁烷0.2．丁烯4～5，含5个碳原子以上的烃类2～3。这些碳氢化合物都容易液化，将它们压缩到只占原体积的1/250～l/33，贮存于耐高压的钢罐中，使用时拧开液化气罐的阀门，可燃性的碳氢化合物气体就会通过管道进入燃烧器。点燃后形成淡蓝色火焰，燃烧过程中产生大量热。并可根据需要，调整火力，使用起来既方便又卫生。液化石油气虽然使用方便，但也有不平安的隐患。万一管道漏气或阀门未关严，液化石油气向室内扩散，当含量到达爆炸极限〔1.7%～10%〕时，遇到火星或电火花就会发生爆炸。为了提醒人们及时发现液化气是否泄漏，加工厂常向液化气中混入少量有恶臭味的硫醇或硫醚类化合物。一旦有液化气泄漏，立即闻到这种气味而采取应急措施。2设计参数确实定及材料选择2.1设计参数确实定设计压力确实定工作压力：=0.5MPa根据GB150-2011平安阀开启压力：≤〔1.1～1.05〕，设计压力取：=0.6MPa设计温度确实定最高工作温度:=30℃根据GB150-2011设计温度取:=50℃2.1.3工作介质性质确定根据HG20660-2000《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》：工作介质性质：易燃易爆轻度危害性质的液化气体2.1.4压力容器类别根据《过程设备设计》：本设备内介质属于第一组介质且=0.6MPaPV=0.6×10000MPa·L=6000MPa·L<50000MPa.L故为第Ⅰ类压力容器[4]。2.2材料选择筒体、封头的材料选择材料选择：根据GB150-2011《钢制压力容器》，由于所设计的卧式容器为常规压力容器，考虑使用条件和综合本钱，选择筒体与封头的材料为钢板Q345R，Q345R属于低合金钢，具有优良的综合力学性能和制造工艺性能[5]，其强度、韧性、耐腐蚀性、低温与高温性能均优于相同含碳量的低碳钢，并且采用低合金钢可以减少容器的厚度，减轻重量，节约钢材。根据GB713-2008《锅炉和压力容器用钢板》和GB/T709-2006《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》规定，Q345R钢板负偏差。附件材料的选择根据HG/T20635-2009《钢制管法兰、垫片紧固件选配规定》的选择法兰的材料选择为16MnⅡ;根据GB8163-2008《无缝钢管》，接管及盘管的材料选择16Mn;根据HG/T20635-2009《钢制管法兰、垫片紧固件选配规定》确定法兰紧固件的材料：螺栓35CrMo,螺母30CrMo;根据HG/T20635-2009《钢制管法兰、垫片紧固件选配规定》确实定垫片的材料为聚四氟乙烯；另：人孔，支座为组合件，其材料见第三章。3结构设计3.1设计厚度计算3.1.1液柱静压力计算=585Kg/,满载时液柱静压力为0.01MPa根据GB150-2011,液柱静压力小于设计压力的5%时，可忽略不计，故==0.6MPa。筒体设计厚度计算假设材料许用应力=170MPa(厚度为6～16mm时〕焊接方式：根据GB150-2011，选用双面焊对接接头，20%无损探伤，故焊接系数。=/(2-)=3.74mm..............................(3.1)根据GB150-2011得：=2mm设计厚度：=3.74+2=5.74mm..............................(3.2)名义厚度：=8.0mm〔圆整值〕取0.3mm........(3.3)经验算：=8.0mm时=170MPa,与假设相符，故名义厚度8.0mm适宜。3.1.3封头的选型〔标准椭圆封头)图1标准椭圆封头表1封头尺寸公称直径DN/mm总深度H/mm内外表积/容积/18004753.65350.8270，，3.1.4封头设计厚度计算假设材料许用应力=189MPa(厚度为6～16mm时〕焊接方式：根据GB150-2011，选用双面焊对接接头，20%无损探伤，故焊接系数。=/(2-0.5)=3.74mm........................(3.4)设计厚度：=3.74+2=5.74mm.............(3.5)名义厚度：=8.0mm.............(3.6)有效厚度：=5.7mm>1800mmx15%.............(3.7)椭圆形封头最大允许工作压力：[Pw]=2/(k+0.5)=0.64>Pw，验算合格。3.2根本尺寸设计3.2.1设计结构草图筒体长度计算：假设筒体内径Di=1800mm查表的封头体积=0.8270，计算的筒体体积为：8,346那么.............(3.8)表2筒体尺寸mm公称直径总长度壁厚180032808图2设计结构草图3.3附件设计及选择3.3.1接管法兰的选型=1\*GB2⑴公称压力等级：Class150PN20根据HG/T20635-2009《钢制管法兰、垫片紧固件选配规定》确定：=1\*GB3①接管法兰材料：16MnⅡ级锻件(工作温度≦38℃表压19.6MPa〕=2\*GB3②法兰型式及密封面型式[6]：带颈对焊法兰〔WN)突面〔RF〕根据HG/T20615-2009确定接管法兰的根本尺寸：表3公称尺寸与钢管外径对照表管法兰公称尺寸和钢管外径DN〔mm〕25405080NPS1``1-1/2``2``3``钢管外径(mm)33.748.360.388.9=2\*GB2⑵密封面尺寸表4突面法兰密封面尺寸mmDN25405080f1d50.87392.1127.02图3突面〔RF〕法兰的密封面尺寸=3\*GB2⑶管法兰的连接尺寸表5管法兰连接尺寸DNDKLThn〔个〕近似质量kg2540508011012515019079.498.4120.7152.416161818M14M14M14M1444441.141.812.725.22图4法兰的连接尺寸=4\*GB2⑷带颈对焊钢管法兰结构尺寸表6法兰结构尺寸mmDN钢管外径法兰外径法兰厚度NBH2540508033.748.360.388.911012515019012.715.917.522.349657810827415277.554606268图5带颈对焊钢制管法兰〔WN〕尺寸〔5〕焊接接头和坡口尺寸=1\*GB3①带颈对焊法兰的锥颈斜度应不大于45度，且应具有7度的直边段，直边段长度不小于7mm。=2\*GB3②带颈对焊法兰的颈部厚度一般不小于钢管名义厚度。=3\*GB3③假设带颈对焊法兰的直边段厚度超过与其对接钢管壁厚1mm以上时，法兰的直边段应在内径处削薄，削薄的斜度应小于或等于1:3。图6焊接坡口及尺寸3.3.2紧固件选配=1\*GB2⑴全螺纹螺柱根据HG/T20635-2009《钢制管法兰、垫片紧固件选配规定》选用专用级全螺纹螺柱材料：35CrMo表7螺柱性能热处理力学性能HB调制〔回火≥550℃〕835735〔%〕13269-321根据GB/T901《等长双头螺柱B级》查的螺柱根本尺寸:表8螺柱尺寸及质量DN螺纹Lzr(mm)质量〔g〕25405080M14M14M14M14708085958496136153图7等长双头螺柱结构尺寸=2\*GB2⑵管法兰专用螺母根据GB/T20634-2009《钢制管法兰、垫片紧固件选配规定》确定材料选择：30CrMo近似质量：35g。选用螺母尺寸：表9螺母尺寸demsM14max15.1min14min21.1min25.94max14.3min13.6min10.9max24min23.16图8螺母尺寸(3)平垫圈C级300HV根据GB/T20634-2009《钢制管法兰、垫片紧固件选配规定》，材料选择：65Mn尺寸要求按GB/T95-2002《平垫圈C级》：表10根本尺寸M1415282.5图9平垫圈尺寸3.3.3接管选型及校核本套设备的接管除人孔外均选用无缝钢管[8]〔φ=1〕根据GB150-2011材料：16Mn许用应力：189MPa根据GB/T17395-2008《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》确定厚度附加量接管E,L1/L2，M1/M2：根据GB/T17395-2008《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》假设取4.5mm=2.0625mm.....................(3.9)=2.08MPa<...........(3.10)接管：A1，A2/H/J/N:根据GB/T17395-2008《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》假设取5.0mm=2.3125mm=6.0MPa<接管：P/Q：根据GB/T17395-2008《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》假设取6.0mm=3.25mm=5.266MPa<接管：C/D：根据GB/T17395-2008《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》假设取7.0mm=4.125mm=8.345MPa<经校核所选管口表的接管均能满足应力要求。注：〔1〕16Mn的无缝钢管单位质量:[(外径-壁厚×壁厚]×0.02466=Kg/m〔2〕接管外伸长度根据JB/T4731-2005《钢制卧式容器》要求E,接管L1/L2，M1/M2，A1，A2/H/J/N外伸长度取150mm;接管P/Q,C/D外伸长度取200mm。3.3.4垫片选配(1)根据HG/T20634-2009的选配规定选择：钢制管法兰用缠绕式垫片-带内环和对中环型-D-RF〔公称压力Class150PN20〕(2)根据HG/T20634-2009的选配规定选择材料：金属带材料：361；填充材料：聚四氟乙烯带。(3)根据HG/T20631-2009确定垫片的尺寸〔公称压力Class150PN20〕表11垫片尺寸DND1D2D3D4Tt2540508027.044.555.681.031.854.169.9101.647.869.985.9120.765.584.5104.5136.54.53.0图10金属缠绕垫片尺寸3.3.5人孔本设备的人孔选型依据：GB/T21514-2005《钢制人孔和手孔》与GB/T21523-2005《水平吊盖带颈平焊法兰人孔》(1)型式、根本参数及尺寸水平吊盖带颈平焊法兰人孔采用突面密封型式，公称直径DN=600mm，公称压力：PN=1.0MPa，吊盖式，材料：组合件。最高无冲击工作压力1.0MPa[P]>Pw且接近，故型式满足。表12人孔尺寸密封面形式公称压力DNdw×sDD1Abb1b2H1H2d螺母数量螺柱数量螺柱d×L质量KgRF1.0600610x8780725435283234320204364020M27x115235图11人孔尺寸表13明细表件号1234567891011121314标准号HG20594HG20607HG20601HG20613HG20613GB/T95GB/T41名称筒节法兰垫片法兰盖双头螺柱螺母吊环转臂垫圈螺母吊钩环钢管支撑板数量1111见尺寸表见尺寸表11121111材料Q345R16MnⅡ聚四氟乙烯Q345R35CrMo30CrMoQ235Q235100HV4级Q235Q23520Q345R(2)开孔及开孔补强计算[5]假设开孔补强型式为补强圈补强。因=510MPa<540MPa,<38mm,均满足补强圈补强条件，假设成立。=8-2-0.3=5.7mm.........................................(3.11)=10-2-0.3=7.7mm...........................................(3.12)=+2()=634.6mm.............................................(3.13)A=dδ+2δ〔1-〕=2373.404.....................................(3.14)B:2d=1269.2...........................................................(3.15)d+2+2=660.6.................................................(3.16)B取1269.2mm:=79.66mm....................................................(3.17)=77.46mm.................................................(3.18)h1取79.66mm注：实际外伸高度250mmh2:=79.66mm...................................................(3.19)≥1.5且≥6mmh2取12mm①壳体多余金属面积=1243.816..................(3.20)②接管多余金属面积：=1106.8..................(3.21)③接管区焊缝面积〔焊脚取为6mm〕：；〔无补强圈的焊接型式内伸式、全焊透〕由此得：开孔无需补强。盘管及其固定构件=1\*GB2⑴盘管长度计算换热面积：1.7㎡根据GB/T17395-2008《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》选取换热管尺寸：=33.7×4mm根据HG20660-2000《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》及GB150-2011选择材料：Q345取0.3MPa=0.5mm.................................................(3.22)=9.96MPa<=170MPa............................(3.23)得：L=19058.96mm取L=20m=2\*GB2⑵角钢选配根据GB/T9787-1988选择材料：Q235A;根本尺寸:角钢号7.5尺寸：b×b×d=75×75×8L=300mmr取9mm理论质量：11.503Kg/m=3\*GB2⑶U型螺栓选配根据JB/ZQ4321-1997材料：Q235A根本尺寸：表14U型螺栓DRdLabmc100件质量3318M101604828461.599图12U型螺柱尺寸=4\*GB2⑷螺母选配根据GB/T6170-2000《Ⅰ型六角螺母》确定材料：Q235A根本尺寸：表15螺母根本尺寸demsM10max10.8min10min14.6min17.77max8.4min8.04min6.4max16min15.73注：详细尺寸见图3.3.7支座的选择=1\*GB2⑴此支座根据GB/T4721.1-2007《容器支座》进行选型：表16型式特征型式包角垫板筋板数支座尺寸轻型焊制A120有4见表见图注：鞍式支座分固定式〔代号F〕和滑动式〔代号S〕两种安装形式[9]。=2\*GB2⑵系列参数及尺寸表17鞍座尺寸公称直径ＤＮ允许载荷Ｑ〔ＫＮ〕鞍座高度h底板l1底板b1底板腹板筋板l3筋板筋板筋板垫板弧长垫板b4垫板垫板e螺栓间距l2鞍座质量〔kg〕增加１００mm高度增加的质量〔kg〕鞍座包角18002952501280220121029519026082100430108011201627图13支座根本尺寸材料：鞍式支座材料为Q235A垫板材料一般与筒体材料相同为Q345R。=3\*GB2⑶制造技术要求：=1\*GB3①焊接采用电弧焊，焊条牌号应根据支座材料参照有关标准选用。焊接接头型式和尺寸按GB/T985中的规定。=2\*GB3②鞍座本体的焊接，均为双面连续角焊，鞍座与容器圆筒焊接采用连续焊。焊缝腰高取较薄板厚度的0.5～0.7倍，且不小于5mm。=3\*GB3③焊缝外表不得有裂纹、夹渣、气孔和弧坑等缺陷，并不得残留有熔渣和飞溅物。=4\*GB3④鞍座垫板的圆弧外表应能与容器壁贴合，要求装配后的最大间隙不应超过2mm。=5\*GB3⑤鞍座螺栓孔间距L2允许偏差值为±2mm。=6\*GB3⑥鞍座的螺栓孔和其他局部的制造公差分别按GB/T1804中的m级与c级精度。=7\*GB3⑦与腹板相接侧的筋板两端应切成25×45°的倒角。=8\*GB3⑧鞍座所有组焊零件周边粗糙度为Ra50um.=9\*GB3⑨假设容器壳体有热处理要求时，鞍座垫板应在热处理前焊与容器上。=10\*GB3⑩鞍座焊接完毕，各部件应平整，不得翘曲。4强度计算4.1支座反力计算(1)圆筒的质量：..................(4.1)——是指材料的密度，由于壳体与封头的材料均选用Q345R，故。(2)封头的质量：(3)人孔质量：=353kg(4)附件质量：接管、法兰、紧固件、密封件，按总质量的20%计算。=394.24kg...................(4.2)圆筒的体积:...........(4.3)封头的体积：故总体积为：..................(4.4)由于水的密度比油品与原油的密度均大，故鞍座应在水压试验时所受支反力较大，如下：水压试验时充液重量：..................(4.5)水压试验时总质量：..................(4.6)；水压试验时单位长度载荷：..................(4.7)水压试验时支座反力：..................(4.8)4.2圆筒、封头应力计算与校核支座弯矩计算①支座跨中截面处的弯矩..................(4.9)整理得式中:........(4.10)②支座截面处的弯矩式中..................(4.11)..................(4.12)4.2.2圆筒应力计算与校核(1)两支座跨距中截面处圆筒的轴向应力截面最高点〔压应力〕：..................(4.13)截面最低点〔拉应力〕:..................(4.14)(2)支座截面处轴向应力①支座截面最高点〔拉应力〕②支座截面最低点〔压应力〕..................(4.15)其中K1,K2由JB-T4731-2005《钢制卧式容器》表7-1查得K1=1，K2=1由于:，；，那么满足应力要求。(3)圆筒和封头[11]及切应力校核圆筒最大切应力应在的支座角点处。其大小按下式计算：..................(4.16)..................(4.17)式中k3,k4查《过程设备设计》表得K3=1.171,k4=0.410满足应力要求。(4)支座截面处筒体的周向应力校核〔支座截面处无加强的圆筒〕：查《过程设备设计》表5-3得：k5=0.760,k6=0.013支座截面处筒体的最低点周向应力：..................(4.18)其中，验算合格。........................(4.19)其中：，；鞍座垫片边缘处圆筒中的周向应力由于，那么满足周向应力要求。所采用的鞍座未超出标准规定的适用范围，无需对鞍座腹板-筋板组合截面进行校核。综上所述，支座可满足。5.焊接工艺评定、无损检测及压力试验5.1焊接工艺评定焊接是制造压力容器的重要工艺，焊接质量在很大程度上决定了制造质量。压力容器焊接质量包括诸多方面的内容：焊缝外观、焊接缺陷、焊接变形与应力、焊接接头的使用性能〔力学性能、弯曲性、耐腐蚀性能[2]、低温性能、高温性能等〕和焊接接头外型尺寸等，焊接工艺能否保证产品的焊接质量，焊前需要在试件上进行验证，这就是广义的焊接工艺评定概念，严格来说，焊接工艺评定是指为验证所拟定的焊件焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果评价。焊接工艺评定一般过程(1)对于产品上每条需要评定的焊缝，拟定“预焊接工艺规程”，内容包括每种焊接方法的重要因素、补加因素和次要因素、(2)按照“预焊接工艺规程”和本标准的规定施焊试件、检验和测定试样性能、填写“焊接工艺评定报告”，内容主要包括每种焊接方法施焊试件所需控制的重要因素、补加因素数据记录值和各项检测结果，如果评定不合格应修改焊接工艺指导书继续评定，直到评定合格。(3)当规定冲击试验时，焊接工艺指导书上每个重要因素和补加因素都要得到评定，当不规定冲击试验时，焊接工艺指导书上每个重要因素都要得到评定：正确选用焊接工艺参数可以减少焊接工艺评定数量。例如：①在同一组别内最好选择规定进行冲击试验的钢号进行评定。②本单位假设需要多种焊接位置，那么首选向上立焊评定焊接工艺。③对于常用钢号，对钢材厚度统一考虑，使每一试件覆盖的厚度范围不重复或少重复。④充分利用已进行过评定试件覆盖范围用于两种或两种以上焊接方法(或焊接工艺)焊接同一焊缝的焊件。⑤尽量选用低氢性药皮焊条，选用产品上可能使用的最大直径的焊条。⑥尽量选用产品上可能使用的线能量最大值。⑦要求焊后热处理的试件。尽量选用产品上可能使用焊后热处理时间(如返修、环焊缝重复加热等)。焊接工艺指制造焊件所有关的加工方法和实施要求，包括焊接准备，材料选用，焊接方法选定，焊接参数，操作要求。焊接工艺指导书是用于焊接工艺评定所拟定的焊接工艺。焊接工艺规程(范)与焊接工艺指导书不同，它是指制造焊件所有关的加工和实践要求的细那么文件，可保证由熟练焊工或操作工操作时质量的再现性。(4)经评定合格的“预焊接工艺规程”可以保证获得力学性能符合要求的焊接接头，“焊接工艺指导书”可直接用于生产的前提条件是该单位焊接技术与管理素质都较高，有控制焊接质量的完整措施与方法：“焊接工艺指导书”不针对具体产品也不针对具体焊接接头“焊接工艺指导书”通常不考虑劳动生产率、劳动保护、焊工操作方便、焊接线余应力与变形和焊接缺陷等生产管理因素，并不能有效保证焊接质量的再现性。因此，国内绝大多数压力容器制造厂都综合考虑“焊接工艺指导书”、产品要求、实际生产条件和管理因素编制“焊接工艺规程”〔也称焊接工艺卡[13]〕用于焊制压力容器。一般焊接工艺评定工作流程：审图，确定需做那些评定；下达任务书；根据任务书，编制材料采购方案及焊接指导书〔pWPS)、下料任务单、理化试验单、无损检验委托单〔如需热处理，还有热处理工艺卡〕；下料；焊接；质检员进行外观检查；合格后，无损检测员进行RT无损检测；合格后，如需热处理，进行热处理，不许热处理，焊件进行试件加工；加工完毕，进行理化性能检测；完毕后各项检查结果汇总给焊接工程师，将合格的评定试件保存在保存室；焊接工艺师编制焊接工艺评定报告；完成后，单位技术部负责人审核、签字，送至锅检所审核，签字。锅检所签字后，方可用到实际产品施焊中。评定编号：图14评定编号例：母材Q245R,厚度6mm,焊接方法为钨极氩弧焊，评定母材厚度范围为6—12mm,焊缝熔敷金属厚度范围为6—12mm,该评定为第25个，评定编号为：I112—141〔12〕—025本设计所涉及焊接工艺评定如表18所示:表18焊接工艺评定评定编号评定报告编号材料方法母材厚度覆盖范围08403322010840332202084033220316-121(16)-00112-111(12)-0028-141(8)-003Q345RQ345RQ345R埋弧焊焊条电弧焊氩弧焊δ8δ6δ48-166-122-8表19Q345R-埋弧自动焊-δ8-焊接工艺评定焊接工艺评定任务书产品名称通用件产品工号工程名称Q345R埋弧自动焊δ8板对接估计费用焊接方法埋弧自动焊进度安排评定标准NB/T47014-2011评定编号0840332201坡口型式预热标准常温层间标准≤250℃后热标准评定实验项目外观无裂纹为合格金相探伤无裂纹为合格硬度抗拉2个拉力化学分析弯曲4个侧弯冲击焊缝、热影响区各3个冲击机械性能和化学成分母材Rel(MPa)Rm(MPa)Akv(J)0℃A(%)Z(%)Q345R345490-6203421母材(%)CSiMnSPCrNiNQ345R≤0.2≤0.55≤0.015≤0.025试验材料序号名称规格材料数量备注1钢板500×150×8Q345R22焊丝φ4H10Mn2焊剂8-40目HJ431热处理标准/备注评定负责人热处理工程师焊接责任工程师归口单位评定工号预焊接工艺规程单位名称：常州大学日期：评定工号：08403322评定报告编号：16-121(16)-001焊接方法：自动埋弧焊机械化程度〔手工、半自动、自动〕：自动焊接接头：简图：坡口形式：见简图衬垫〔材料及规格〕：其它：母材：类别号：Fe-1组别号：Fe-1-2与类别号：Fe-1组别号：Fe-1-2相焊及标准号：钢号：Q345R与标准号：钢号：Q345R相焊。厚度范围：母材：对接焊缝8-16角焊缝不限管子直径、壁厚范围：对接焊缝直径不限壁厚8-16角焊缝不限焊缝金属厚度范围：对接焊缝0-16角焊缝不限其它：可用于返修焊、补焊焊接材料：焊材类别焊丝焊剂焊材标准GB/T5295-1999GB/T5295-1999填充金属尺寸φ48-40目焊材型号F5A2-H10Mn2F4A2-H08A焊材牌号〔钢号〕CHW-S3CHF431其它耐蚀堆焊金属化学成分〔%〕：CSiMnPSCrNiMoVTiNb其它：预焊接工艺规程焊接位置：对接焊缝的位置：平位焊接方向〔向上、向下〕：角焊缝的位置：其它：焊后热处理:温度范围〔℃〕：保温时间〔h〕：升温速度〔℃/h〕：冷却方式：预热：预热温度〔℃〕〔允许最低值〕：层间温度〔℃〕〔允许最高值〕：250加热方式：保持预热时间(min):保护气体：气体混合比流量〔L/min〕保护气体：尾部保护气：反面保护气：电特性：电流种类：直流极性：反接电流范围〔A〕：580-640电弧电压〔V〕：28-32〔按所焊位置和厚度，分别列出电流和电压范围，记入下表〕焊道/焊层焊接方法填充金属焊接电流电弧电压〔V〕焊接速度〔cm/min〕线能量〔KJ/cm〕牌号直径极性电流〔A〕1SAWH10Mn2/HJ431φ4直反580-64028-3235-4521.7-35.12SAWH10Mn2/HJ43φ4直反580-64028-3235-45钨极类型及直径：喷嘴直径〔mm〕：熔滴过渡形式：焊丝送进速度〔cm/min〕：技术措施：摆动焊或不摆动焊：不摆动摆动参数：焊前清理或层间清理：刷理或打磨反面清根方法：碳弧气刨或打磨多道焊或单道焊〔每面〕：多道多丝焊或单丝焊：单丝导电嘴至工件距离：20-35捶击：其它：编制日期审核日期批准日期表20Q345R-焊条电弧焊-δ6-焊接工艺评定焊接工艺评定任务书产品名称通用件产品工号工程名称Q345R焊条电弧焊δ6板对接估计费用焊接方法焊条电弧焊进度安排评定标准NB/T47014-2011评定编号0840332202坡口型式预热标准常温层间标准≤250℃后热标准评定实验项目外观无裂纹为合格金相探伤无裂纹为合格硬度抗拉2个拉力化学分析弯曲2个面弯、2个背弯冲击焊缝、热影响区各3个冲击机械性能和化学成分母材Rel(MPa)Rm(MPa)Akv(J)0℃A(%)Z(%)Q345R345490-6203421母材(%)CSiMnSPCrNiNQ345R≤0.2≤0.55≤0.015≤0.025试验主材料序号名称规格材料数量备注1钢板500×120×6Q345R22焊条φ3.2φ4CHE507RE5015评定负责人热处理工程师焊接责任工程师归口单位评定工号预焊接工艺规程单位名称：常州大学日期：评定工号：08403322评定报告编号：12-111(12)-002焊接方法：焊条电弧焊机械化程度〔手工、半自动、自动〕：手工焊接接头：简图：坡口形式：见简图衬垫〔材料及规格〕：无其它：母材：类别号：Fe-1组别号：Fe-1-2与类别号：Fe-1组别号：Fe-1-2相焊及标准号：钢号：Q345R与标准号：钢号：Q345R相焊。厚度范围：母材：对接焊缝6-12角焊缝不限管子直径、壁厚范围：对接焊缝直径不限壁厚6-12角焊缝不限焊缝金属厚度范围：对接焊缝0-12角焊缝不限其它：可用于返修焊、补焊焊接材料：焊材类别焊丝焊丝焊材标准GB/T4747-2002GB/T4747-2002填充金属尺寸φ3.2φ4焊材型号E5015E5015焊材牌号〔钢号〕CHE507RCHE507R其它耐蚀堆焊金属化学成分〔%〕：CSiMnPSCrNiMoVTiNb其它：预焊接工艺规程焊接位置：对接焊缝的位置：平位焊接方向〔向上、向下〕：角焊缝的位置：其它：焊后热处理:温度范围〔℃〕：保温时间〔h〕：升温速度〔℃/h〕：冷却方式：预热：预热温度〔℃〕〔允许最低值〕：层间温度〔℃〕〔允许最高值〕：250加热方式：保持预热时间(min):保护气体：气体混合比流量〔L/min〕保护气体：尾部保护气：反面保护气：电特性：电流种类：直流极性：反接电流范围〔A〕：φ3.2100-140φ4140-180电弧电压〔V〕：φ3.220-23φ422-24〔按所焊位置和厚度，分别列出电流和电压范围，记入下表〕焊道/焊层焊接方法填充金属焊接电流电弧电压〔V〕焊接速度〔cm/min〕线能量〔KJ/cm〕牌号直径极性电流〔A〕1SMAWCHE507Rφ3.2直反100-14020-237-815-27.62SMAWCHE507Rφ4直反140-18022-2410-12钨极类型及直径：喷嘴直径〔mm〕：熔滴过渡形式：焊丝送进速度〔cm/min〕：技术措施：摆动焊或不摆动焊：不摆动摆动参数：焊前清理或层间清理：刷理或打磨反面清根方法：气刨清理或砂轮打磨多道焊或单道焊〔每面〕：多道多丝焊或单丝焊：单丝导电嘴至工件距离：捶击：其它：编制日期审核日期批准日期表21Q345R-氩弧焊-δ4-焊接工艺评定焊接工艺评定任务书产品名称通用件产品工号工程名称Q345R手工钨极氩弧焊δ4板对接估计费用焊接方法手工钨极氩弧焊进度安排评定标准NB/T47014-2011评定编号0840332203坡口型式预热标准常温层间标准≤250℃后热标准评定实验项目外观无裂纹为合格金相探伤无裂纹为合格硬度抗拉2个拉力化学分析弯曲2个面弯、2个背弯冲击焊缝、热影响区各3个冲击机械性能和化学成分母材Rel(MPa)Rm(MPa)Akv(J)0℃A(%)Z(%)Q345R345490-6203421母材(%)CSiMnSPCrNiNQ345R≤0.2≤0.55≤0.015≤0.025试验主材料序号名称规格材料数量备注1钢板500×120×4Q345R22焊丝φ2.5CHG-56ER50-6热处理/备注评定负责人热处理工程师焊接责任工程师归口单位评定工号预焊接工艺规程单位名称：常州大学日期：评定工号：08403322评定报告编号：8-141(8)-003焊接方法：手工钨极氩弧焊机械化程度〔手工、半自动、自动〕：手工焊接接头：简图：坡口形式：见简图衬垫〔材料及规格〕：其它：单面焊双面焊成型时间隙可加大到2-4mm母材：类别号：Fe-1组别号：Fe-1-2与类别号：Fe-1组别号：Fe-1-2相焊及标准号：钢号：Q345R与标准号：钢号：Q345R相焊。厚度范围：母材：对接焊缝2-8角焊缝不限管子直径、壁厚范围：对接焊缝直径不限壁厚2-8角焊缝不限焊缝金属厚度范围：对接焊缝0-8角焊缝不限其它：可用于返修焊、补焊焊接材料：焊材类别焊丝焊材标准GB/T8110-2008填充金属尺寸φ2.5焊材型号ER50-6焊材牌号〔钢号〕CHG-56其它耐蚀堆焊金属化学成分〔%〕：CSiMnPSCrNiMoVTiNb其它：预焊接工艺规程焊接位置：对接焊缝的位置：平位焊接方向〔向上、向下〕：角焊缝的位置：其它：焊后热处理:温度范围〔℃〕：保温时间〔h〕：升温速度〔℃/h〕：冷却方式：预热：预热温度〔℃〕〔允许最低值〕：常温层间温度〔℃〕〔允许最高值〕：250加热方式：保持预热时间(min):保护气体：气体混合比流量〔L/min〕保护气体：纯Ar100%8-10尾部保护气：反面保护气：电特性：电流种类：直流极性：正接电流范围〔A〕：90-160电弧电压〔V〕：10-15〔按所焊位置和厚度，分别列出电流和电压范围，记入下表〕焊道/焊层焊接方法填充金属焊接电流电弧电压〔V〕焊接速度〔cm/min〕线能量〔KJ/cm〕牌号直径极性电流〔A〕1GTAWCHG-56φ2.5直流正接90-16012-145-72GTAWCHG-56φ2.5直流正接90-16012-145-7钨极类型及直径：WTh15Φ2.5喷嘴直径〔mm〕：8-10熔滴过渡形式：焊丝送进速度〔cm/min〕：技术措施：摆动焊或不摆动焊：可摆动摆动参数：焊前清理或层间清理：刷理或打磨反面清根方法：多道焊或单道焊〔每面〕：多道多丝焊或单丝焊：导电嘴至工件距离：捶击：其它：编制日期审核日期批准日期5.2无损检测根本检测(1)容器的焊接接头，经形状尺寸及外观检查合格后，再进行无损检测。(2)本容器A类及B类焊接接头进行局部射线检测。检测方法按图样规定。检测长度不得少于各条焊接接头长度的20%，且不小于250mm。焊缝交叉部位及以下部位应全部检测，其检测长度可计入局部检测长度之内。a.凡标准抗拉强度下限>540MPa的钢材制造容器上的C类和D类焊接接头；b.层板材料标准抗拉强度下限>540MPa的多层包扎压力容器的层板C类焊接接头；c．堆焊外表；d.标准抗拉强度下限>540MPa的材料及Cr-Mo低合金钢材经火焰切割的坡口外表，以及该容器的缺陷修磨或补焊除的外表，卡具和拉肋等撤除处的焊痕外表；(3)容器上接管与接管的焊接接头，需按图样[14]规定的方法，对其外表进行磁粉或渗透检测。(4)射线检测不低于Ⅲ级为合格；磁粉和渗透检测，Ⅰ级为合格。重复检测〔1〕经射线检测的焊接接头，如有不允许的缺陷，应在缺陷去除干净后进行补焊，并对该局部采用原检