钢制立式固定顶储罐的工艺设计.docx

目录1 绪论11.1 钢的类型及化学成分11.2 焊接性分析21.3 焊接方法与填充材料的选择32 工艺参数的选择42.1 板厚的计算42.2 工艺参数的确定52.2.1焊条、焊丝直径的选择52.2.2焊条电弧焊电流、电压的选择72.2.3埋弧焊焊接电流、电压的选择82.2.4焊接层数82.3 焊缝的布置及焊接接头坡口选择92.3.1 焊缝布置92.4 焊接生产设备和下料122.4.1 焊接设备的选择122.4.2 下料133 焊前准备 、焊后热处理和焊接检验153.1 焊前准备153.2 焊后热处理153.3 焊接检验164 钢制立式储罐的装配、检验18参考文献201 绪论钢制立式固定顶储罐的工艺设计部分包括材料的焊接性分析，焊接方法的选择，焊接材料的选择，焊接参数的选择，焊缝位置的布置、焊接坡口的选择，焊接耗材的计算，焊接设备以及其它使用设备的选择，装配工序的选择，以及焊后热处理，焊后检验等，根据以上部分制作焊接工艺卡以便实际生产使用。1.1钢的类型及化学成分 焊接性是金属材料是否能适应焊接加工而形成完整的、具有一定使用性能的焊接接头的特性。其主要依据两个方面来判别：一是金属在进行焊接加工中是否容易产生缺陷；二是所形成的焊接接头在一定使用条件下的可靠运行的能力。所以焊接性就分为了工艺焊接性和使用焊接性。工艺焊接性就是在一定焊接工艺条件下，获得优质、无缺陷的焊接接头的能力；使用焊接性焊接接头满足某种使用性能的能力，通常包括常规的力学性能、低温韧性、抗脆断性能、高温蠕变、疲劳性能、持久强度以及抗腐蚀性和耐磨性等指标。前者是关于材料能不能焊接的问题，后者是关于焊后能不能使用的问题。本立式固定顶储罐选用的材料为16MnR为钢材属于低碳钢的碳素钢种类。16MnR 钢是细晶粒的铁素体型低温钢，细晶粒钢通过正火或调质处理后获得良好的综合性能，属低合金系统，温度等级为- 40 ℃，热轧热处理状态，其中碳及其它合金元素含量较低，下表1.1给出了碳素钢的化学成分。表1.1 16MnR的化学成分牌号化学成分（质量分数）∕﹪CSiMnNiVNbAlsPS不大于16MnR≤0.20≤0.551.20~1.60———≥0.0200.0250.0151.2 焊接性分析表1.2 16MnR的力学性能钢号板厚（mm）试验温度（℃）16MnR≤16+2063021~22_34＞16~25325根据国际焊接学会（IIW）所采用的碳当量（CE）计算公式： （%） 将16MnR所含化学成分的相应数值代入上式，计算其碳当量。通过计算得出，16MnR的碳当量CE=0.40%～0.47%。当CE=0.40%～0.60%，钢的淬硬倾向逐渐增加，所以16MnR属于有淬硬倾向的钢。但是，当CE不超过0.5%时，淬硬倾向尚不严重，焊接性较好，但随板厚增加需要采取一定的预热措施。16MnR 钢碳当量不高，淬硬倾向小，室温下焊接一般不易产生冷裂纹。钢在轧制中，硫、磷含量控制较低，所以也不易产生热裂纹。16MnR 钢在焊接时，是锅炉压力容器常用钢材，状态分：热轧或者正火，属锅炉和压力容器用钢板。性能与Q345的性能相近，抗拉强度为（510-640MPa）之间，伸长率大于21%，零度v形冲击功大于34j。16MnR钢是屈服强度为340MPa级的压力容器专用板，它具有良好的综合力学性能和工艺性能。磷、硫含量低于普通的16Mn钢，除抗拉强度、延伸率要求比普通16Mn钢高之外，还要求保证冲击韧性。需要承受不同的压力和强度，一般常压为31.4MPa或更高；工作温度常于-20~450℃之间。具有良好的冷弯和焊接性能；有良好的塑性和韧性；有高温短时强度或长期强度性能。1.3 焊接方法与填充材料的选择16MnR的主要焊接方法有焊条电弧焊、埋弧焊和电渣焊，氩弧焊，气体保护焊。对储罐焊接来说主要采用焊条电弧焊和埋弧焊。焊条：型号E5015-G（牌号示例J507）。表1.3 16MnR不同的焊接方法和焊接材料与母材的搭配关系钢号手工电弧焊 埋弧焊焊条型号牌号示例焊丝型号 焊剂16MnRE5015-1 J507H08MnA HJ350 焊条电弧焊是手工操纵焊条进行焊接的一种电弧焊方法，俗称手工电弧焊，属于传统的焊接工艺方法。其特点是电弧柱的温度高于3000℃，且热量集中，与气焊方法相比，热效率较高。该方法有所需焊接设备简单、易于操作、灵活性好等优点。J507是低氢钠型药皮的高韧性超低氢低合金钢焊条,采用直流反接。具有良好的焊接工艺，电弧稳定，脱渣容易，焊缝金属有优良的塑性、韧性和抗裂性能。可进行全位置焊接。适用于E36、D36、A537等低合金钢的重要结构焊接。如海洋平台、船舶、压力容器等。