20000m3容积07MnNiCrMoVDR钢制球形储罐的焊接工艺设计解答.doc

20000m3容积NiCrMoVDR钢制球形储罐的焊接工艺设计 20000m3容积NiCrMoVDR钢制球形储罐的焊接工艺设计 课程设计题目 20000m3容积07MnNiCrMoVDR钢制球形储罐的焊接工艺设计 本次设计应达到的目的 通过本次的设计： 熟悉07MnNiCrMoVDR低温钢的力学性能和焊接性能。 掌握低温钢的焊接性以及焊接参数的选择。 掌握球罐的设计方法和设计过程。 掌握球罐的焊接工艺及其焊后检验和热处理方式。 本次设计的主要内容及要求 1.根据设计题目中产品的结构特点和材料性能，选择焊接方法，确定焊接设备型号； 2.根据所确定焊接方法及设备，选择焊接材料，确定焊接规范； 3.焊前准备和焊后处理、焊接辅助设备等； 4.焊接操作要点及相关注意事项； 进度安排 第一周：对题目和要求的熟悉，相关资料的查阅以及对资料的梳理。 第二周：对资料进行整合，数据的计算，整体设计。 第三周：设计进行检查纠错的到最终的设计结果，答辩上交设计报告册。 07MnNiCrMoVDR性能分析、应用场合、焊接性分析、球形储罐结构和承载特点分析等内容 07MnNiCrMoVDR性能分析 球罐抗氢抗硫钢板，采用电炉炼钢，由废铁炼钢而成，钢质纯净，广泛应用于广泛应用于石油、化工、电站、锅炉等行业，用于制作反应器、换热器、分离器、球罐、油气罐 化学成分C Si Mn P S Ni Cr Mo V Pcm ≤0.09 0.15～0.40 1.20～1.60 ≤0.02 ≤0.01 0.20～0.50 ≤0.30 0.10～0.30 0.02～0.06 ≤0.21 力学性能 牌号 拉伸试验 冲击试验（横向） 冷弯试验 as/MPa ab/ MPa a5/% 温度/ AKV/J b=2a,180 07MnNiCrMoVDR ≥490 610～730 ≥17 -40 ≥47 d=3a 应用场合 锅炉及压力容器用钢板广泛应用于石油、化工、电站、锅炉等行业，用于制作反应器、换热器、分离器、球罐、油气罐、液化气罐、核能反应堆压力壳、锅炉汽包、液化石油汽瓶、水电站高压水管、水轮机蜗壳等设备及构件。分析 Mo4/+V/14(%) 知: 07MnNiCrMoVDR钢的Ceq=0.48%; 由焊接裂纹敏感性组成公式: Pcm=C+Si/30+Mn/20+C2r/0+Ni/60+Mo/15+V/10+5B(%); 知:07MnNiCrMoVDR钢的Pcm=0.20%; 由07MnNiCrMoVDR钢的Ceq和Pcm并结合表l、表2可以看出O7MnNICrMoVDR钢的特点是含碳量低(≤0.09%),焊接冷裂纹敏感性低(Pcm≤0.20%),且强度高,韧性好,焊接性优良,产生冷裂纹的倾向小。但由于07MnNiCrMoVDR钢的合金成分的组成,有一定的再热裂纹倾向。焊接工艺的重点是防止再热裂纹,在一定的预热及后热措施保证不产生冷裂纹的情况下,尽量采用较低的焊接线能量施焊,严格控制层间温度,以保证热影响区有充足的塑性和韧性。 球形储罐结构和承载特点分析 球形储罐结构 球形储罐由球罐本体、接管、支承、梯子、平台和其他附件组成，如下图a所示。 a球罐结构图1．球罐本体球罐奉体的形状是一个球壳，球壳由数个环带组对而成。《球形储罐基本参数》(JBlll7—82)按公称容积及国产球壳板供应情况将球罐分为三带(50m3)、五带(120～1000mm3)和七带(2000～5000m3)，各环带按地球纬度的气温分布情况相应取名，三带取名为上极带(北极带)、赤道带和下极带(南极带)；五带取名是在三带取名基础上增加上温带(北温带)和下温带(南温带)；七带取名则是五带取名基础上增加上寒带(北寒带)和下寒带(南寒带)。图6—3—l所示为五带名称示意图。每一环带由一定数量的球壳板组对而成。组对时，球壳板焊缝的分布应以“T”形为主，也可以呈“Y”或“十”形。 2．接管与入孔 接管是指根据储气工艺的需要在球壳上开孔，从开孔处接出管子。例如，液化石油气球型储罐的气相和液相的进出管、回流管、排污管、放散管、各种仪表和阀件的接管等。除特殊情况外，所有接管应尽量设在上、下极带板上。 接管开孔处是应力集中的部位，壳体上开孔后，在壳体与接管连接处周围应进行补强。对于钢板厚度不超过25mm的开孔，当材质为低碳钢时，由于其缺口韧性及抗裂缝性良好，常采用补强板型式。补强板制作简单，造价低，但缺点是结构形式覆盖焊缝，其焊接部位无法检查，内部缺陷很难发现。当钢板厚度超过25mm，或采用高强度钢板时，为了避免钢板厚度急剧变化所带来的应力分布不均匀，以及使焊接部位易于检查，多采用厚壁管插入型式也可采用锻件型式 小直径接管的开孔，因直径小，管壁薄，而球壳板较厚，