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1、 50立方米液化石油气卧式储罐设计方案一. 简介二. 性能参数三. 基本构成四. 技术要求五材料选用六. 焊接要求七. 焊接工艺设计八. 检验方案一. 简介此次设计内容为结构形式为单层的第三类储存压力容器，是用来盛装生产用的液化石油气的容器。设计压力为1.77Mpa，温度在-1950摄氏度范围内，设备空重约为10760Kg，体积为50立方米，属于中压容器。石油液化气为易燃易爆介质，且有毒，因此选材基本采用16MnR，且本液化石油气储罐必须在有遮阳和水喷淋情况下使用。此液化石油气卧式储罐是典型的重要焊接结构，焊接接头是其最重要的连接结构，焊接接头的性能会直接影响储存液化石油气的质量和安全，因此合
2、理地制定焊接工艺规程非常必要。二. 性能参数产品编号:CLG2400-50(2400mm直径)外型尺寸:1165724283028性能介绍：50立方液化石油气储罐，是一般企业或乡镇实现集中供气的绝佳产品。储罐充装介质为液化石油气（丙烷）。液化石油气储罐表面防腐涂层均采用喷砂除锈处理、喷涂、吹扫等先进工艺。该液化石油气储罐有效容积为50立方，筒体直径2428mm，充装介质为液化石油气（丙烷），充装系数0.9（420kg/m3）。详情咨询： 湖北程力压力容器制造股份有限公司项 目数 据项 目数 据整体 产品型号 CLG2400-50型液化石油气储罐 液位计 型号 UHZ-518C14外形尺寸(mm
3、)1165724283028型式 磁翻板式液位计 设备空重(Kg)10760公称压力 2.5Mpa容器类别 三类 测示范围 50-2300mm设计压力 （50丙烷饱和蒸汽压力）1.77Mpa精度 2.5最高工作压力 1.61Mpa安全阀 型号 A42F-2.5-80设计温度 -1950 型式 内置全开式 充装介质 液化石油气（丙烷） 公称压力 2.5 Mpa腐蚀裕量 1.0mm 公称直径 DN80容积 50m3 开启压力 1.68-1.76 Mpa热处理 整体 回座压力 开启压力的0.8倍 充装系数 0.9（420kg/m3）装卸装置 公称直径 进液管 DN80罐体及受压元件材质 16MnR出
4、液管 DN80水压试验压力 2.22 Mpa进气口 DN50气密性试验压力 1.77 Mpa排污口 DN80筒体设计厚度 13.56mm 放空口 DN80封头设计厚度 13.53mm 标准 GB150-1998钢制压力容器 压力容器安全技术监察规程 三. 基本构成储气罐是一个承受内压的钢制焊接压力容器。在规定的使用温度和对应的工作压力下，应保证安全可靠，罐体的基本结构部件应包括人孔、封头、筒体、法兰、支座。 图1储气罐的结构简图1.1筒体 本产品的筒体是用钢板卷焊成筒节后组焊而成，这时的简体有纵环焊缝。1.2封头 按几何形状不同，有椭圆形封头、球形封头、蝶形封头、锥形封头和平盖等各种形式。封头
5、和简体组合在一起构成一台容器壳体的主要部分，也是最主要的受压元件之一。此储气罐选择的是椭圆形封头。 从制造方法分，封头有整体成形和分片成形后组焊成一体的两种。当封头直径较大，超出生产能力时，多采用分片成形方法制造，分片成形控制难度大，易出现不合格产品。对整体成形的封头尺寸、形状，虽然易控制但一般需要有大型冲压模具的压力机或大型旋压设备，工艺设备庞大，制造成本高。 从封头成形方式讲，有冷压成形、热压成形和旋压成形。对于壁厚较薄的封头，一般采用冷压成形。 采用调质钢板制造的封头或封头瓣片，为不破坏钢板调质状态的力学性能，节省模具制造费用，往往采用多点冷压成形法制造。 当封头厚度较大时，均采用热压成
6、形法，即将封头坯料加热至9001000。钢板在高温下冲压产生塑性变形而成形，此时对于有些材料（如正火态钢板），由于改变了原始状态的力学性能，为恢复和改善其力学性能，封头冲压成形后还要做正火、正火+回火或淬火+回火等相应的热处理。对于直径大且厚度薄的封头，采用旋压成形法制造是最经济最合理的选择。1.3接管和法兰 接管和法兰作用是连接或供人进入容器内部的，是容器的主要组成部分。接管与壳体间的焊接接头一般为角接接头或T形接头，但对于连接二者之间的焊缝，如果是壳体上开坡口时，则称为对接焊缝，壳体上不开坡口时称为角接焊缝。1.4密封元件 密封元件是两法兰之间保证容器内部介质不发生泄漏的关键元件。对于不同
7、的工件条件要求有不同的密封结构形式和不同材质及形式的垫片，在制造时对于密封垫材料和形式不得随意更改。2.1.6支座立式容器主要采用鞍式支座。四. 技术要求 （1）本设备按照GB150-1998钢制压力容器进行制造，检测与验收，并接受压力容器安全技术监察规程的监督。 （2）制造筒体、封头、人孔接管、用16MnR钢板符合GB6654-1996及第二次改造通知单的规定，人孔法兰盖用钢板正火状态供货。帯颈对焊法兰、接管用16MnR应符合JB4726-2000，壳体用16MnR钢板应逐张进行冲击试验，方法按照GB/T229的规定，三个试样的平均值大于等于54J。 （3）设备焊接工艺规程按照JB/T470
8、9-2000，焊接工艺评定按照JB4708-2000.所有角接接头的焊接表面须打磨圆滑过渡。 （4）设备中每条A、B类焊接接头应进行100%射线检测，按照JB/T4730.2-2005的规定，二级合格。所用D类焊剂接头、DN250的接管与法兰的B类焊接接头及所有与承压件相焊接的角接接头，应进行100%表面磁粉检测，按照JB/T4730.4-2005的规定，一级合格。 （5）设备应进行整体焊后消除应力热处理，热处理后不得在设备本体上进行施焊。 （6)最终热处理后，对设备中A。B、D类焊接接头进行硬度检测，其硬度应小于等于200HB。检测数量按照每条A、D类焊接接头测一组，每条B类焊接接头每隔12
9、0度测一组，每组包括母材、热影响区和焊缝各一处。 (7）未注明角接接头焊脚高度均等于两相焊件中之较薄件的厚度，且须为连续焊。 （8)设备制造完毕后进行水压试验。水压试验应力见技术要求表。水压试验合格后将积水排净吹干。 (9）水压试验合格后，应进行气密性试验，试验应力见技术特性表。 （10)设备制造完毕后除锈涂铁红醇酸底漆一遍，再涂银粉醇酸清漆一遍，沿罐体水平中心线用红漆刷一道红色色带，宽度为150mm，在筒体两侧的重心处用红色油漆喷印重新标志，应在重心标志上方喷印LPG字样，重心标志的左侧喷“严禁烟火”字样，右侧喷“禁止施焊”的字样，标志、字样高度不得小于200mm。 (11)设备的油漆、包装
10、、运输按照JB/T4711-2003压力容器涂覆与运输包装的规定。 (12)本储罐安装时，其纵轴应向排污方向倾斜千分之三。 (13)固定支座的连接采用一个螺母拧紧；活动支座用两个螺母，第一个螺母不拧紧，与支座的距离为1至3毫米，用第二个螺母锁紧。 (14)本储罐必须在有遮阳和水喷淋装置的条件下适用。4.焊接接头分类: 此液化石油气卧式储罐是典型的重要焊接结构，焊接接头是其最重要的连接结构，焊接接头的性能会直接影响储存液化石油气的质量和安全。因此合理地制定焊接工艺规程非常必要。根据GB150-1998钢制压力容器对压力容器主要受压部位的焊接接头分为以下四类，结合实际工程的需要，分类如下： 焊缝编
11、号和分布位置示意图 其中A、B、D分别表示焊接接头的形式五材料选用对受内压的简体，由于其工作介质为液化石油气，考虑其腐蚀性小，再综合其经济效益考虑，选择16MnR作为材料。16MnR材料性能分析：元素CSiMnSPCrNi质量分数（）0.160.361.530.0150.0140.0030.00616MnR材料特性分析：16MnR钢的基体组织为铁素体+珠光体，是低合金高强钢中应用最广泛的钢，有比较成熟的经验，屈服强度为294343MPa，基本属于热轧的低合金钢，其综合性能、焊接性及加工工艺性能均优于普通碳素钏，且质量稳定，其使用温度在-40450范围内。16MnR钢作为低温压力容器时，为改善低
12、温性能，可以在正火处理后使用。16MnR钢是在低碳钢的基础上加入了少量合金，其加工性能与低碳钢相似，具有较好的塑性和焊接性。由于加入了少量合金元素，其强度增加，淬硬倾向比低碳钢大，所以在较低温度下或刚性大、壁厚结构的焊接时，需要考虑采取预热措施，预防冷裂纹的产生，本设计中板厚13.56mm，壁厚较薄，小于30mm，均不用预热焊后亦不必作消除应力处理。六. 焊接要求6.1技术特性： 液化石油气储罐材料16MnR，工作压力在1.61 MPa，属于第三类压力容器，设计压力1.77 MPa，工作温度-1950，设计温度50，腐蚀裕度1.0mm，焊接接头系数1.0，液压试验压力2.22MPa（卧放），全
13、容积50m3，充装系数420kg/m3，安全阀开启压力MPa6.2技术要求： 1)设备的施工应符合GB150-1998钢制压力容器，验收应接受压力容器安全技术监督规程中的相关规定 2)焊接采用电弧焊，焊条型号，低合金钢之间E5016，碳钢间E4303 3)焊接接头的形式及尺寸按图要求，角焊缝的焊脚高度为较薄件的厚度，法兰的焊接按相应的法兰标准规定，对接接头与角接接头需全焊透，接管焊缝成形表面均应圆滑过渡，不得有裂纹、咬边、及棱角 4)壳体钢板按GB6654-1996压力容器钢板及修改单中正火状态供货，且逐张进行超声检测，质量标准应不低于JB/T4730. 3-2005中规定的II级， 壳体的A
14、类纵向焊接接头制备产品焊接试板，按容规第25条进行材料复验，坡口表面进行100%磁粉检测，并符合JB4730. 4-2005中规定的I级 5)筒体长度小于15m，塔体直线度允差偏差不大于0.5L/10008，12mm，安装垂直度允差为12mm 6)裙座螺栓孔中心圆直径允差以及任意两孔弦长允差均为2mm 7)壳体用钢板轧制，逐张进行-19夏比（V型缺口）冲击试验（横向），三个试样冲击平均值不得低于20J，允许其中一个试样冲击功小于平均值，但不得小于14J 8)钢管应逐根按JB/T4730. 3-2005中I级为合格 9)支座简体与封头的焊接接头必须采用全焊透连续焊，并进行磁粉检测，符合JB/T4730. 4-2005中I级为合格 10)设备压力试验合格后对全部焊缝按JB/T4730. 4-2005进行磁粉检测，符合I级为合格，复验焊缝 II)热处理后，设备本体不得再行施焊七. 焊接工艺设计 7.1焊缝编号及示意图其中A、B、C、D分别表示焊接接头的形式7.2接管与壳体.封头的焊接（D1，D1.B4,D2A3B3）由GB150-1998钢制压力容器规定，接管、人孔、凸缘补强圈等与壳体连接的接头，为D类焊缝，由此选择焊缝类型为D类焊
