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1、急冷塔制作工艺设计 专业： 焊接技术与工程 班级： 11焊接一班 姓名： 张 桄 递 摘 要本文介绍压力容器的制造过程，并且简述了各主要部件（包括筒体、封头、接管、支座等）的制造过程。由于急冷塔的内直径较大，筒壁厚较薄，需要采用现场制造。根据急冷塔的结构特点，该产品主要由Q235A材质制造而成，本文将在介绍Q235A压力容器用钢材料的焊接性的基础上，简述压力容器（急冷塔）的制作工艺。介绍急冷塔的焊接质量保证措施以及焊接变形的防止措施，对同类设备的制造有着很重要的借鉴意义。本设计首先介绍了压力容器（急冷塔）的结构设计，并且分析了制造本产品所用材料Q235A压力容器用钢的化学成分、力学性能以及焊接
2、性。然后根据压力容器（急冷塔）的结构，制定该压力容器的焊接工艺和工装流程。采取合理的制造工艺才能保证设备顺利的完工，并且优化焊接工艺，可以提高焊接质量。关键词：压力容器（急冷塔）、Q235A、焊接性、结构、焊接、检验、组装。AbstractThis article describes the manufacturing process of the pressure vessel, and outlined the major components (including cylinder, head, over, mount, etc.) manufacturing process. Due
3、to the large inner diameter of the quench tower, the wall thickness of thin, need on-site fabrication. According to the characteristics of the quench tower, the products are mainly made of Q235A material from, this article will introduce the weldability of base material Q235A pressure vessel steel,
4、the brief pressure vessel (quench tower) of the production process. Introduction quench tower welding quality assurance measures and measures to prevent welding deformation, similar equipment manufacturing has a very important reference.This design introduces the pressure vessel (quench tower) struc
5、tural design and analysis of the manufacturing of the products used by the chemical composition, mechanical properties and the welding material Q235A steel pressure vessel. Then according to the pressure vessel (quench tower) structure, the development process of the welding process and tooling pres
6、sure vessel. Take reasonable manufacturing process to ensure the successful completion equipment, and optimize the welding process, welding quality can be improved.Key words:Pressure vessel (quench tower), Q235A, weldability, structure, welding, inspection, assembly.引 言压力容器是容器中其中的一种，为了与一般容器(常压容器)相区别
7、，只有同时满足下列三个条件的容器，才称之为压力容器：（1）工作压力大于或者等于0.1Mpa(工作压力是指压力容器在正常工作情况下，其顶部可能达到的最高压力（表压力）); （不含液体静压力） （2）内直径（非圆形截面指其最大尺寸）大于等于0.15m。且容积（V）大于等于0.025立方米，工作压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa-L(容积，是指压力容器的几何容积）; （3）盛装介质为气体、液化气体以及介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体.压力容器产业的发展离不开机械、冶金、石油化工、电脑信息、经济管理和安全防护等诸多工程技术的改革创新，或者说它是在多项新材料、新技术、新工艺综合开发的基
8、础上发展的工业产品。在科学技术不断提高的今天，压力容器行业的发展当然也离不开先进技术的使用。随着全球经济一体化的发展，承压设备法规和标准的国际化趋势也已经越来越明显。10年来，国内外锅炉、压力容器和管道的焊接技术取得了引人注目的新发展。随着锅炉、压力容器和管道工作参数的大幅度提高及应用领域的不断扩展，对焊接技术提出了愈来愈高的要求。所选用的焊接方法、焊接工艺、焊接材料和焊接设备首先应保证焊接接头的高质量，同时必须满足高效、低耗、低污染的要求。因此，在这一领域内，焊接工作者始终面临复杂而艰巨的技术难题，要求不断寻求最佳的解决方案。通过不懈的努力已在许多关键技术上取得重大突破，并在实际生产中得到成
9、功的应用，取得了可观的经济效益，使锅炉、压力容器和管道的焊接技术达到了新的发展水平。通过对急冷塔焊接工艺的设计，有着非常重要的理论和应用价值。首先，在写开题报告时，对设计急冷塔的结构、材料的选取以及母材的分析等有概括性的认知。其次，在板材的焊接工艺评定中，我们拟定焊接方法，进行实际的生产前试验，根据试验结果及试验数据，进而编写焊接工艺规程。最后，根据编写的焊接工艺规程，指导生产，并将焊接工艺规程作为生产过程中的指导性文件。1 压力容器的制作工艺设计1.1 压力容器简介本次设计的为总长6720mm、筒体直径1500mm、筒体厚度为12mm、设计压力为0.3 MPa的压力容器。本次设计的压力容器主
10、要用于急冷塔的使用，急冷塔广泛应用于各种化工、电工电子、铜锌冶炼、工业生产等多种领域的降温、除尘、气体吸收、净化工艺，采用专利雾化器进行液体雾化，使汽液完全饱和接触。此种塔处理的主要有害气体为窑炉高温烟气以及其它高温腐蚀气体，我国急冷塔发展行业在未来一段时期内将保持稳定增长，该行业直接关系到我国工业化发展的规模和速度，在经济建设中起到了举足轻重的作用。目前我国普遍采用常温压力容器一般有两种形式: 球形贮罐和圆筒形贮罐。球形贮罐和圆筒形贮罐相比: 前者具有投资少, 金属耗量少, 占地面积少等优点, 但加工制造及安装复杂, 焊接工作量大, 故安装费用较高。一般贮存总量大于500或单罐容积大于200
11、时选用球形贮罐比较经济; 而圆筒形贮罐具有加工制造安装简单, 安装费用少等优点, 但金属耗量大占地面积大, 所以在总贮量小于500, 单罐容积小于100时选用卧式贮罐比较经济。圆筒形贮罐按安装方式可分为卧式和立式两种。1.1.1 结构形式 压力容器的结构见图1-1压力容器的主要组成部分是筒体，主要组成材料为Q235A，由于本次设计的罐体直径为1500mm，容器长度达到了6720mm，因此需要用钢板卷制后再焊接形成。图1-1 结构示意图 封头 根据图纸以及封头的分类（凸形封头、锥形封头、和平盖封头），该罐体的封头属于凸形封头中的椭圆形封头。 法兰 根据法兰的分类（管法兰和容器法兰）得知该结构的法
12、兰结构属于容器法兰。法兰与法兰之间一般加密封元件，并且用螺栓连接起来。 开孔 为了工艺要求和检修时的需要，用来检查容器内部并用来装拆和洗涤容器内部装置常需要开人孔或是手孔。该处的强度被消弱，应该给予补偿。 接管 同人孔一样，接管也是压力容器不可缺少的结构，便于物料的进出，以及安装压力表、液位计、流量计和安全阀等接管的开孔。 支座 压力容器依靠支座并固定在基础上。该容器采用的是立式容器支座和卧式容器支座中的卧式容器支座。1.1.2 主要参数压力容器（急冷塔）主要参数见表1-1，表1-1 压力容器（急冷塔）主要参数名称材料（尺寸）容器总长（mm）6720筒体直径（mm）1500筒体材料Q235A筒
13、体厚度（mm）12支座长度（mm）2207设计压力（MPa）0.31.2 产品制作相关标准1.2.1 相关标准 GB150-2011 钢制压力容器JB/T4708-2008 钢制压力容器焊接工艺评定JB4730-2005 压力容器无损检测JB4700 钢制压力容器焊接工艺评定1.3 母材性能分析本设计产品选用的母材是Q235A，它是一种专门制造压力容器的低碳钢，在国内应用相当广泛。它有良好的综合力学性能、焊接性能和加工性能，是一种十分成熟的钢种。Q235-A的含碳量(0.25%)低，其它合金元素含量也较少，在通常情况下不会因焊接而引起严重的硬化组织或淬火组织，因而适用于各种焊接方法进行焊接，一
14、般而言不需要采用特殊的焊接工艺措施即可得到优质的焊接接头。这种钢材的塑性和冲击性优良,焊接接头的塑性也很好，在焊接时一般不需要预热，控制层间温度和后热，焊后也可不用热处理改善组织。在焊接Q235-A钢时，应着重注意防止结构拘束应力和不均衡的热应力所引起的裂纹。 用电弧焊焊接低碳钢时，为了焊缝金属的塑性、韧性和抗裂性能，通常都是使焊缝金属的碳含量低于母材，依靠提高焊缝中的硅、锰含量和电弧焊所具有较高的冷却速度来达到与母材等强度。因此，焊缝金属会随着冷却速度的增加，其强度会提高，而塑性和韧性会下降。为了防止过快的冷却速度，当厚板单层角焊缝时，其焊角尺寸不宜过小；多层焊时，应尽量连续施焊；焊补表面缺
15、陷时，焊缝应具有一定的尺寸，焊缝长度不得过短，必要时应采用100150的局部预热。某些焊接方法热源不集中或线能量过大，如气焊和电渣焊等，引起焊接热影响区的晶粒区晶粒更加粗大，从而降低接头的冲击韧性，因此，重要结构焊后往往要进行正火处理。 Q235A是低碳钢。Q235A含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。常轧制成盘条或圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢、窗钢等型钢，中厚板钢，大量用建筑及工程结构，用以制作钢筋或建造厂房房架、高压输电铁塔、桥梁、车辆、锅炉、容器、船舶等，也大量用作对性能要求不太高的机械零件。Q235A钢有良好的热加工性能，一般在热轧状态下使用，正火温度900930，除应力回火温度为580680，其韧性和塑性较好，合金元素含量较少，是焊接性良好的钢种。表2 Q235A的化学成分（GB/T 700-2006）牌号质量等级化学质量分数（%）CSiMnPSQ235A无0.200.351.40
