焊接结构课程设计压力容器模板

1焊接结构课程设计压力容器资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。II前言错误!未定义书签。第1部分储罐设计分析错误!未定义书签。第1章储罐总体分析错误!未定义书签。1.1储罐基本设计要求错误!未定义书签。1.2储罐材料错误!未定义书签。1.３储罐用钢板错误!未定义书签。1.4配用锻件错误!未定义书签。1.5配用螺栓、螺母错误!未定义书签。第2章储罐罐底设计错误!未定义书签。2.1储罐罐底板尺寸错误!未定义书签。2.2罐底结构错误!未定义书签。第3章罐壁结构设计错误!未定义书签。3.1罐壁的排板与连接错误!未定义书签。3.2罐壁厚度错误!未定义书签。3.3罐壁加强圈错误!未定义书签。第4章罐顶结构设计错误!未定义书签。第2部分储罐的焊接工艺分析错误!未定义书签。第5章压力容器的焊接接头错误!未定义书签。5.1压力容器焊接接头的分类错误!未定义书签。5.2圆筒形容器焊接接头的设计错误!未定义书签。第6章压力容器的焊接方法错误!未定义书签。6.1熔化极氩弧焊错误!未定义书签。资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。III6.22CO气体保护焊错误!未定义书签。6.3埋弧焊错误!未定义书签。第7章压力容器的焊接工艺错误!未定义书签。第3部分储罐的组装与检验错误!未定义书签。第8章储罐的安装施工顺序错误!未定义书签。8.1储罐底板的焊接顺序错误!未定义书签。8.2储罐壁板的焊接顺序错误!未定义书签。8.3储罐固定顶的焊接顺序错误!未定义书签。第9章储罐焊缝的检验与修补错误!未定义书签。9.1焊缝检测错误!未定义书签。9.2焊缝修补错误!未定义书签。设计体会错误!未定义书签。参考文献错误!未定义书签。资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。１前言大型油气储罐是油气产品储存运输最方便、廉价的方式之一。储罐的形式可跟据盖顶的样式不同分为浮顶式储罐(包括气柜)和固定顶式储罐(包括内浮顶式储罐),而固定顶式储罐又包括锥顶式储罐和拱顶式储罐两种。当前原油的储罐使用中浮顶式储罐在不断减少,液化气储运主要是球罐和立式筒形低压储罐。常见的几种灌顶形式为双子午线网客机构拱顶、辐射网壳结构拱顶、短程线网壳结构拱顶和梁柱支撑结构拱顶,见图1。本次课程设计主要讨论立式固定顶筒形钢制焊接储罐的施工工艺。其中包括储罐的材料选择、加工工艺路线选择、相关组件形式选择、机械加工装配、施焊成型、焊后检测调试等相关生产内容。资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。２资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。3第1部分储罐设计分析第1章储罐总体分析1.1储罐基本设计要求由石油化工立式筒形钢制焊接储罐设计规范SH3046-1992,储罐的设计条件不得少于以下内容:（一）地震设防烈度、风载、雪载等气候条件及地质条件;（二）储罐的操作温度及操作压力(正负压);（三）介质的种类及密度;（四）腐蚀裕量;（五）储罐的容积;（六）灌顶形式;（七）开口接管尺寸、形式、数量及法兰规格;（八）附件的安装位置。对于固定顶式储罐,设计压力范围一般为-490Pa~6000Pa,设计温度不超过250°C,而最低设计温度应大于-2°C。1.2储罐材料储罐用钢的选择必须考虑到储罐的使用条件,材料的焊接性能、加工制造工艺以及经济的合理性.由液化石油气钢瓶国标GB5842-一般规定钢瓶主资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。4体(指筒体、封头等受压元件)材料,必须采用平炉、电炉或氧气转炉冶炼的镇静钢,具有良好的冲压和焊接性能。材料必须有相关制造许可证书和质量合格证书(原件)。主体材料力学性能应符合国标GB6654《压力容器用碳素钢和低合金钢厚钢板》的规定,主体材料的屈强比eLmRR不得大于0.80。主体材料的化学成分应符合下列范围:碳C………不大于0.18%硅Si………不大于0.10%锰Mn………0.70~1.50%硫S………不大于0.020%磷P………不大于0.025%硫S+磷P……不大于0.040%根据上述要求并考虑储罐压力不是很大和制造成本的问题,选择16MnR钢代替焊接钢瓶专用钢板。它是一种普通低合金钢,是锅炉压力容器专用钢,锅炉压力容器的常见材料。它的强度较高、塑性韧性良好。常见交货状态为热轧或正火。属低合金高强度钢,含Mn量较低。性能与20G(412-540)近似,抗拉强度为(450-655)稍强,伸长率为19-21%,比20G的大于24%差。它的主要化学成分如表1-1。表1-116MnR低合金结构钢的主要化学成分资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。5钢号化学成分(%)CSiMnSＰ１６ＭｎＲ≤０．２００．２０~０．６０１．２０~１．６０≤０．０３５≤０．０３５1.３储罐用钢板储罐用钢板的适用范围应符合表1-2.表1-2钢板的适用范围序号钢号钢板标准适用范围机械性能检测项目许用温度(°C)许用板厚(mm)1Q235-AFGB700GB3274-208σbσsδ50122Q235-AGB700GB3274-2016σbσsδ5034320RGB6654-2034σbσsδ5Akv冷弯416MnGB1591GB3274-2012σbσsδ5冷弯-1020资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。6516MnRGB6654-2034σbσsδ5Akv冷弯16MnR钢的屈服强度见表1-3。表1-3钢板的许用应力序号钢号板厚(mm)常温强度(MPa)非常温下许用应力σbσs901502002501Q235≤16375235157137130121216MnR6~1651034523019618316717~2549032521718317015726~3649030520317316014738~604702851901631501401.4配用锻件储罐用锻件应符合JB755《压力容器用锻件技术条件》的要求。见表1-4。表1-4锻件的许用应力序号钢号截面尺寸(mm)常温强度非常温许用应力σbσs90150200250120≤10037021511911310495100/3003702951101049889216Mn450275150147135129资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。731Gr18Ni9Ti1311311281211.5配用螺栓、螺母螺栓、螺母的用钢标准及许用温度标准,见表1-5。表1-5螺栓螺母材料的许用温度序号钢号材料标准许用温度(°C)1Q235-AGB700-20235GB699-20335GrMoAGB3077-100资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。8第2章储罐罐底设计2.1储罐罐底板尺寸储罐罐底板尺寸不包括腐蚀裕量的罐底中幅板的钢板规格厚度应不小于一定尺寸,见表2-1。表2-1螺栓螺母材料的许用温度储罐内径(mm)中幅板钢板规格厚度(mm)碳素钢不锈钢D100054D≤64D64.5不包括腐蚀裕量的罐底边缘钢板规格厚度应不小于表2-2的规定,其材质应与底圈罐壁相同。表2-2螺栓螺母材料的许用温度底圈罐壁板厚(mm)边缘板钢板规格厚度(mm)碳素钢不锈钢≤66同底圈7~106611~2087罐底边缘板沿罐半径方向的尺寸应不小于700mm,对于软弱地基,边缘板的径向尺寸应适当加大。资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。92.2罐底结构罐内径小于12.5m时,罐底宜采用条形排板,如图4-1。图2-1条形排板罐底罐内径大于或等于12.5m时,罐底宜采用弓形边缘板,如图4-2。图2-3弓形边缘板罐底资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。10罐底边缘板伸出罐壁外表面的宽度应不小于50mm。罐底板的焊接接头可采用搭接、对接或者搭接与对接组合,如图4-3。图2-4(a)罐底板的搭接接头图2-4(b)罐底板的对接接头边缘板与罐壁相焊接的部分应做成平滑支撑面,如图4-5。资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。11图2-5(a)搭接罐底边缘板图2-5(b)对接罐底边缘板三层底板重叠处,应将上层底板切角,如图4-6.图2-6对接罐底边缘板罐底板任意两个相邻焊接接头之间的距离以及边缘板焊接接头距底圈罐壁焊缝的距离均不应小于300mm。底圈罐壁板与边缘板之间的链接应采用两侧连资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。12续角焊,焊脚高度等于二者中较薄件的厚度,且不应大于13mm。如图2-7图2-7焊脚资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。13第3章罐壁结构设计3.1罐壁的排板与连接上层壁板的厚度不得大于下层壁板的厚度,相邻两层壁板的纵向接头应相互错开,最小间距应大于下层壁板厚度的5倍,且不得小于100mm。罐壁纵向接头、环向接头均应采用全熔透的对接形式,顶部包边角钢与最上一圈罐壁板之间可采用搭接接头连接。对于固定顶罐及内浮顶罐的罐壁上端,应设的包边角钢的选用最小尺寸见表3-1。表3-1包边角钢最小尺寸储罐内径(m)包边角钢最小尺寸(mm)D≤5∠50×55D≤10∠63×610D≤20∠75×820D≤60∠90×9D60∠100×12包边角钢自身的对接焊缝必须全焊透、全熔合,接头对接、搭接均可。对于浮顶罐,角钢的水平肢必须向外,而固定顶罐不做严格要求。如图3-1资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。14图3-1包边角钢3.2罐壁厚度罐壁设计厚度按下列公式计算,且取其中较大值。t1=0.0049+C1+C2(3.2-1)t2=4.9+C1(3.2-2)式中t1——储存介质时的设计厚度(mm)t2——储存水时的设计厚度(mm)ρ——储液密度(kg/m3)H——罐高(m)D——储罐内径(m)[σ]t——设计温度下罐壁钢板许用应力(MPa)[σ]——常温下罐壁钢板许用应力(MPa)φ——焊缝系数,一般取0.9罐壁的设计厚度应向上圆整至钢板的规格厚度,且不小于表3-2中的规定。资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。15表3-2罐壁最小壁厚储罐内经(m)钢板最小规格厚度(mm)碳素钢不锈钢D≤165416D≤356535D≤60860D≤7510D75123.3罐壁加强圈罐壁筒体的临界压力计算:Pcr=16000()2.5(3.3-1)HE=ΣHei(3.3-2)Hei=hi()2.5(3.3-3)式中Pcr——罐壁筒体的临界压力(Pa)HE——罐壁筒体的当量高度(m)tmin——顶层罐壁板的规格厚度(mm)Hei——第i圈罐壁板的当量高度(m)hi——第i圈罐壁板的实际高度(m)ti——第i圈罐壁板的规格厚度(mm)加强圈取数目:资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。16n=INT(P0/Pcr)(3.3-4)设置加强圈后每段罐壁高度:Le=HE/(n+1)(3.3-5)加强圈的最小截面,见表3-3.表3-3加强圈的最小截面尺寸储罐内径(m)最小截面尺寸(mm)D≤20∠100×63×820D≤36∠125×80×836D≤48∠160×100×10D48∠200×125×12第4章罐顶结构设计常见固定顶按其支柱可分为自支承拱顶、自支撑锥顶和柱支撑锥顶,顶板的规格厚度(不包括腐蚀裕量)和支撑构件的规格厚度不应小于4.5mm,罐顶和罐壁连接处的有效面积应满足下式要求:A0.001PD2/tanθ(4.1-1)式中A—罐顶与罐壁连接处的有效面积(mm2)P—罐顶的设计压力(Pa)θ—罐顶起始角。若选取的包边角钢不符合上式的要求应加大包边角钢的截面尺寸,或在距离角钢16倍罐壁厚度范围内的罐壁上增加环形加强构件,环形加强构件自身的拼接资料内容仅供参考，如有不当或者侵权，请联系本人改正或者删除。17焊缝应全熔透。如图4-1。图4-1罐顶与包边角钢连接处的有效面积罐顶板与包边