设计任务书设计题目：m3的立式压缩空气储罐工艺参数如下：介质：空气使用温度：0--100℃几何容积：0.5 m3规格：600*6*2050设计要求： 〔1〕根据给定条件确定筒体内径、长度、封头类型等，然后确定有关参数〔容器材料、许用应力、壁厚附加量、焊缝系数等〕〔2〕进展焊接接头设计，附件设计等1、设计数据……………………………………………………………………42、容器主要元件的设计………………………………………………………53、强度设计……………………………………………………………………83．1水压试验校核4、 焊接构造分析……………………………………………………………104．1储气罐构造分析5、 焊接材料与方法选择……………………………………………………116、焊接工艺工程………………………………………………………………12焊前准备6.2 储罐的安装施工顺序装配与焊接质量检验、修整处理、外观检查6.5 焊缝修补7、焊接工艺参数……………………………………………………………158、焊接工艺设计心得体会…………………………………………………169、参考文献…………………………………………………………………16表1-1序号名 称指 标1设计压力MPa2设计温度℃1003最高工作压力MPa4最高工作温度℃<1005工作介质压缩空气6主要受压元件的材料Q235-A7焊接接头系数8腐蚀裕度mm9全容积10规格600*6*2050进出料接收的选择材料：容器接收一般应采用无缝钢管，所以液体进料口接收材料选择无缝钢管，采 用无缝钢管标准GB8163-87。
材料为16MnR构造：接收伸进设备内切成 45 度，可防止物料沿设备内壁流动，减少物料对壁的 磨损与腐蚀接收的壁厚要求：接收的壁厚除要考虑上述要求外，还需考虑焊接方法、焊接参数、 加工条件、施焊位置等制造上的因素及运输、安装中的刚性要求一般情况下，管壁厚 不宜小于壳体壁厚的一半，否则，应采用厚壁管或整体锻件，以保证接收与壳体相焊部 分厚度的匹配不需另行补强的条件：当壳体上的开孔满足下述全部要求时，可不另行补强 ① 设计压力小于或等于2.5Mpa② 两相邻开孔中心的距离应不小于两孔直径之和的2倍③ 接收公称外径小于或等于89㎜④ 接收最小壁厚满足以下要求手孔的选择根据HG/T 21531-2005-1"回转盖带颈对焊法兰手孔"，查表3-3，选用凹凸面的法兰，其明细尺寸见下表：表2-2 手孔尺寸表 单位：mm密封面型式凹凸面MFMD30030公称压力PN MPa25028螺柱数量8公称直径DN250180A385螺母数量161596B175螺柱尺寸M24*120db28L250总质量kg开孔补强构造： 压力容器开孔补强常用的形式可分为补强圈补强、厚壁管补强、整 体锻件补强三种。
补强圈补强是使用最为广泛的构造形式，它具有构造简单、制造方便、原材料易解决、平安、可靠等优点在一般用途、条件不苛刻的条件下，可采用补强圈补强形式2容器主要元件的设计从受力与制造角度分析，球形封头是最理想的构造形式，但其缺点是深度大，冲压较困难；而椭圆形封头深度比半径小，易于冲压成型，是目前低压容器中用的较多的，故采用标准椭圆形封头，各参数与筒体一样,则封头的设计厚度也为6mm压缩空气气储罐应设置排污口，进气口，出气口，手孔，压力表口，平安阀口φ273×6接收采用φ273×6的无缝钢管，伸出长度为200mm 本储罐的设计压力为1Mpa,设计温度为100℃，板式平焊法兰可满足此要求，由于设计压力为1Mpa，所以选2.5 Mpa等级的板式平焊凸面法兰法兰标记为：DN100-PN2.5 RF1.2 出气管φ108×5；采用φ108×5的无缝钢管，内伸长度为10mm，钢管弯制R100mm的圆弧配用板式平焊凸面法兰法兰标记： DN100-PN2.5 RF1.3 排污管φ38×1.4 平安阀接收157×5的无缝钢管平安阀尺寸由平安阀泄放量决定本贮罐选用，配用板式平焊凸面法兰接收伸出筒体外200mm法兰为标记：DN150-PN2.5 RF1.5 压力表接收，采用管螺纹接收。
配用凸面螺纹法兰法兰为：DN15-PN2.5 RF压缩空气气储罐应设置排污口，进气口，出气口，手孔，，温度计口，压力表口，平安阀口查HG/T 20592-2009"钢制管法兰"中表8.2 3-3 PN带颈对焊钢制管法兰，选取各管口公称直查HG/T 20592-2009"钢制管法兰"中附录D中表D-5,得各法兰的质量查HG/T 20592-2009"钢制管法兰"中表3.2.2，法兰的密封面均采用MFM〔凹凸面密封〕表2-3 选择工艺接收外伸长度工称尺寸连接尺寸标准形式用途或名称200100PN1.6 DN200 HG20592-97RF出气口200100M161.5 YB231-70RF进气口15040PN1.6 DN32 HG20592-97RF平安阀口10025M201.5 YB231-70RF压力表口200150RF手孔1002531 YB231-70RF排污口压力容器焊接接头的分类 A类接头：圆柱形壳体筒节的纵向对接接头，球形容器和凸形封头瓜片之间的对接接头，球形容器的环向对接接头，与筒体封头之间的对接接头，大直径焊接三通支管与母管相接的对接接头 B类接头：圆柱形、锥形筒节之间的环向对接接头，接收与筒节间及其与法兰相接的环向对接接头，除球形封头外的各种凸形封头与筒身相接的环形接头。
C类接头：法兰、平封头、端盖、管板与筒身、封头和接收相连的角接接头，内凹封头与筒身间的搭接接头以及多层包扎容器层板间纵向接头等D类管、人孔圈、手孔盖、加强圈、法兰与筒身及封 头相连接的T形或角接接头 试验压力0.5=0.625Mpa (3-1) 圆筒的薄275=210.375 MPa>所以水压试验合格圆筒的平均半径=/2 +/2=600/2+4/2=302mm (3-3)鞍座反力F=mg/2=13.02kN (3-4)1圆筒中间截面上的轴向弯矩如图3-1：根据JB/T 4731-2005中式7-2，得：==N (4-5) 2鞍座平面上的轴向弯矩根据JB/T 4731-2005中式7-3，得：==-21700220Nmm 4焊接构造分析4．1储气罐构造分析储气罐属于一类压力容器，它是由钢制气瓶(以下简称钢瓶)、多孔性填料、溶剂、溶解乙炔及附件等组成。
钢瓶按照国家劳动部公布的"气瓶平安监察规程"和GBS100 "钢质焊接气瓶设计、制造和检验"，在制造过程中对焊接质量的要求很高根据国家劳动部1993年公布的"储气罐平安监察规程"及GBl1638-89"溶解乙炔气瓶"的规定．钢瓶主体材料必须采用平炉、电炉或氧气转炉抬炼的镇静钢，以获得良好的成形和焊接性能4．2 零件工艺分析如零件图所示，其构造不复杂，是大量生产，体积适中，应选用焊接焊接制造该零件的过程中，虽然零件构造简单，在焊接过程中，主要考虑是零件的氧化上、下封头拉伸成型后，因开口端变形大，冷变形强化严重，加上板材纤维组织的影响，在剩余应力作用下很容易发生断裂为防止裂纹产生，拉伸后应进展再结晶退火为了减少焊接缺陷，焊件接缝附件必须严格清理铁锈、油污；为去除剩余应力并改善焊接接头的组织与性能，瓶体焊接后应该进展整体正火处理，至少要进展去应力退火4．3 焊缝位置确实定有关锅炉、压力容器规程中对焊缝的数量和布置做了具体的规定〔1〕筒体拼接时，筒节的长度2000mm；每节筒体，纵向焊缝的数量：筒体内径Ｄi=600mm，拼接焊缝1条；相邻筒节的纵向焊缝应相互错开，两焊缝中心线间的外圆弧长不得小于钢板厚度的3倍，且不得小于100mm。
〔2〕封头应尽量用整块钢板制成封头、的内径Ｄi=600mm，拼接焊缝不多于1条；封头拼接焊缝离封头中心线距离应不超过0.3Ｄi，并不得通过扳边人孔，且不得布置在人孔扳边圆弧上；管板上整条拼接焊缝不得布置在扳边圆弧上，且不得通过扳边孔；由中心圆板和扇形板组成的凸形封头，焊缝的方向只允许是径向和环向的径向焊缝之间的最小距离应不小于壁厚的3倍，且不小于100mm 〔3〕受压元件主要焊缝及其邻近区域，应防止焊接零件如不能防止时，焊接零件的焊缝可穿过主要焊缝，而不要在焊缝及其邻近区域中止〔4〕开孔、焊缝和转角要错开开孔边缘与焊缝的距离应不小于开孔处实际壁厚的3倍，且不小于100mm在凸形封头上开孔时，孔的边缘与封头周边间的投影距离应不小于封头外径的10％开孔及焊缝不允许布置在部件转角处或扳边圆弧上，并应离开一定距离5焊接材料与方法选择根据容器的工作条件确定对材料和制造工艺的要求对于一般容器重量大小不是主要问题，所以用焊接性好的低碳钢或低合金构造钢本设计选用Q235-A,其化学成分和力学性能如下化学成分钢号CMnSiSPQ235-A0.14~0.30~0.12~≤≤力学性能钢号板厚/mm抗拉强度σb/Mpa屈服强度σs/Mpa试验温度/℃缺口形式Q235-A4375235100V焊接采用焊条电弧焊，焊条型号为J422，图中未标明焊接接头形式与尺寸按GB985-88"气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊逢坡口的根本形式与尺寸"进展选用。
所有角焊缝焊脚高度，除注明者外，均为两相焊较薄者的厚度，且须连续焊 焊缝分散原则；防止焊缝多条相交原则；对称质心布置原则；避开应力复杂区或应 力峰值去原则；对接钢板的等厚连接原则；接头设计的开敞性原则；焊接坡口的设计原 则〔焊缝填充金属尽量少；防止产生缺陷；焊缝坡口对称；有利于焊接防护；焊工操作 方便；复合钢板的坡口应有利于减少过渡层焊缝金属的稀释率〕 属结晶凝固而形成接缝，焊接材料为碳钢、低合金钢、不锈钢，应用范围广，适用短小 焊缝及全位置施焊，可适用在静止、冲击和振动载荷下工作的巩固密实的焊缝焊接，这 种方法灵活方便，适应性强，设备简单，维修方便，生产率低，劳动强度高封头与圆筒等厚采用对接焊接平行长度任取坡口形式为I型坡口6、焊接工艺工程焊前，坡口两侧各10mm范围内的铁锈，应打磨干净，露出金属光泽用丙酮清洗坡口附近的油污焊剂和焊条按规定烘干，300~350℃保温2h注意焊剂中不要混入铁屑、碎石等杂物不要强行组装，防止应力过大；引弧板要对齐焊缝，地线连接结实上、下封头的焊接采用对接接头，为保证环焊缝开设60°的正面V形坡口，在钢瓶内部装上衬垫，用手工电弧焊完成封头的定位焊接和衬垫与筒体的连接，装配时间隙为0~1mm，如图7-1。