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1、目录摘 要 0引 言 2 5母材分析 51.2 产品制作工艺流程图 71.3 焊缝位置散布 81.4 筒控制作工艺 81.5 封头的制作工艺 171.6 装配 211.7 焊接 24附件装配焊接 281.9 焊后热处置 281.10 强度实验 282.焊接工装设计 312.1封头冲压模具设计要求 312.2上模设计参数 322.3 下模设计参数 332.4 下模座设计参数 34结 论 34致 谢 35摘要本设计的要紧内容为氮气贮罐罐体的制作工艺及工装设计。罐体要紧由筒节和封头组成，封头选用的材料为24mm厚的Q345D钢板； 筒节选用的材料为22mm厚的Q345D钢板。筒体的公称直径是 280
2、0mm。依照压力容器的分类标准，此贮罐属于III类容器，其制造、 查验和验收符合GB150-2005之规定。本文在讨论Q345D焊接性的基 础上，详细制定了氮气贮罐容器的制作工艺和封头冲压模具的设计。产品制作工艺说明书中，简要分析了氮气贮罐的组成、各部份的材料及力学性能和制作利用要求；详细论述了该容器的装配焊接工 艺，其中包括封头筒节的加工工艺及装配焊接工艺、填写零件加工工 艺进程卡、焊接工艺卡等。在制作封头时，依照封头尺寸计算出封头 冲压模具凸模及凹模的具体尺寸。对产品易出质量问题的环节进行了 分析说明，并提出了必然的解决方案。关键词：氮气贮罐；焊接工艺；冲压模具；筒节卷制AbstractT
3、his dissertation mainly introduces the manufacturing technology and the tooling design of the nitrogen tank body. The head is made from the steel plate ofQ345D,with the thickness of 24mm;The cylinder joint, steel plate of Q345D, 22mm. The nominal diameter of the cylinder is 2800mm. According to the
4、standard for classification of the pressure vessel, the tank is called the class III type, and the process of manufacture, test and acceptance all agree with the regulation of GB150-98.This paper formulates the manufacturing technology of the nitrogen tank body and the design of stamping die of the
5、head in detail, on the basis of a mature discussion of the weldability of Q345D.In the introduction of the manufacture craft, it not only analyzes the constitution, the request of making and employing of the nitrogen tank, but also the material and the mechanical properties of each part, the thesis
6、describes the assembly welding procedure of the tank detailedly, including the processing of the cylinder joint of head, the general assembly welding procedure, filling the processing card of parts machining and welding technique, etc. When making the head plate, it is necessary to calculate the spe
7、cific dimension of the male mould and the female mould according to the size of the head plate. In this paper, the trouble-spot in links are analyzed and some advisable solutions are proposed.Keywords:nitrogen tank ;welding procedure; stamping die; section rolling tube引言压力容器是一个涉及多行业、多学科的综合性产品，其建造技术
8、涉及到冶金、机械加工、侵蚀与防腐、无损检测、平安防护等众多行 业。随着冶金、机械加工、焊接和无损检测等技术的不断进步，专门 是以运算机技术为代表的信息技术的飞速进展，带动了相关产业的进 展，活着界各国投入了大量人力物力进行深切的研究的基础上，压力 容器技术领域也取得了相应的进展。为了生产和利用更平安、更具有 经济性的压力容器产品，传统的设计、制造、焊接和查验方式已经不 同程度地被新技术、新产品所代替，而冶金、机械加工、焊接和无损 检测等压力容器相关行业的技术进步，是压力容器行业整体技术水平 提高的前提条件。压力容器钢在国民经济中普遍利用，范围适用于机械、石油、石 化、航天、核能等近 20 个行
9、业。压力容器钢的分三大系列。一是低 合金高强度钢板。该钢是压力容器应用范围最广、利用量最大的一个 钢种，2005 年利用量超过80 万吨。目前，国家提出石油储罐用钢板 国产化的目标，石化企业、储油站已大量选用国产钢板建造10 万立 方米大型石油储罐。近期我国大型石油储罐用钢板将可全面实现国产 化。二是低温用钢板。它是低温压力容器中利用量最大的一个钢种， 普遍应用于制造单层卷焊容器、球形容器等。在近时期，低温压力容 器钢板的重点工作是提高部份钢板的低温冲击功指标。三是中温抗氢 用钢板。此钢在我国的钢板生产与钢锻件生产方面与先进国家存在着 较大差距，中温抗氢用钢板的国产化工作任重道远。在压力容器建
10、造的初期，产品建造的目的是为知足本国相应工业 的需求，压力容器的生产技术也是以本国的大体生产条件为基础。生 产技术的总结和统一平安质量的要求，使得国家依据自己的生产技术 和治理要求制订出了适合于本国国情的相应平安法规和技术标准体 系。平安法规和技术标准水平的先进性如何，应体此刻平安法规和技 术标准是不是能有效地保证压力容器产品的平安性和经济合理性，是 不是表现了代表时期的技术手腕的应用，是不是能推动行业的技术进 步。随着全世界经济一体化的慢慢进展，承压设备法规和标准的国际 化趋势已经愈来愈明显。欧洲标准化委员会（CEN）现正在采取踊跃 行动，试图将现有的欧洲标准上升为国际标准。美国和日本等一些
11、国 家为了争夺国际市场，也在采取踊跃的方法加速国际标准的制订。本 届秘书处设在美国的ISO/TC11已多次召开会议，并已经提出了 ISO 15386 国际锅炉压力容器标准草案。其目的是成立一个承压设备的通 那么，用以保证承压设备的平安利用，排除各国标准中可能显现的技 术壁垒，在彼此标准认可的基础上，实现承压设备产品的全世界自由 贸易。随着我国加入世贸组织，我国的压力容器行业已经不可幸免地面 临国际市场的猛烈竞争。在新形势下，压力容器生产厂家应充分熟悉 自身的优势与不足，改变观念，实行国际压力容器生产的通行做法， 使产品早日走出国门。最近几年来，压力容器制造业在装备投资中，焊接设备的比例占了 4
12、0%以上。正由于这些先进高效焊接设备和工艺的采纳，使压力容 器制造技术有了专门大的提高和进展。就具体的压力容器焊接而言， 焊条电弧焊的比例已慢慢缩小，埋弧自动焊、氩弧焊、CO2气体爱惜 焊、混合气体爱惜焊、等离子焊、真空电子束焊等先进的工艺技术已 大量或慢慢取得采纳。这关于稳固地提高压力容器焊接质量，提高压 力容器制造工艺水平，无疑将起到专门大推动作用。在厚板成形方面，一些大型制造厂都添置了大型卷板机和压弯 机，使厚壁板焊结构的压力容器生产取得了实现。关于特大厚度的压 力容器采纳锻制筒节进行组焊的技术日趋成熟。封头成形已具有整体 冲压成形，分瓣成形和旋压成形各类工艺能力，专门是一大量封头专 业
13、制造厂的显现，为压力容器制造的社会分工和专业化生产奠定了良 好的基础。在无损检测方面，除去常规的 X 光射线检测设备外，很多厂为 生产厚壁压力容器都购买了直线加速器。持续成像的 X 光射线检测 设备已应用于生产，智能化和可记录的超声检测仪已研制出并取得应 用。这都为压力容器的制作奠定了良好的基础据不完全统计，我国以焊接为要紧加工技术（或焊接对其产品质 量具有关键阻碍的）的企业数量达 7000 多家。这部份企业普遍散布 在锅炉、压力容器、发电设备、核设施、石油化工和管道等行业中。 这些企业在我国工业经济建设中阻碍深、涉及面广、具有举足轻重的 阻碍和作用。本论文将焊接技术和氮气贮罐罐体制造相结合，
14、依照罐体特点制定了全套的、合理的氮气贮罐罐体制造工艺。1.焊接工艺设计母材分析本设计产品选用的母材是Q345D钢，它是一种专门制造压力容器的低合金高强钢。它具有良好的综合力学性能、焊接性能、加工工 艺性能及低温冲击韧性。中温（450C以下）及低温力学性能优于 Q235， 15， 20 等碳素钢，是一种十分成熟的钢种，质量稳固，可在 -40400C场合利用。在石油化工设备、锅炉、压力容器中Q345D钢 的板材、钢管及锻件均有普遍应用，并别离纳入多种材料标准。1.1.1 母材的化学性能分析Q345D钢是一种较经常使用的低碳低合金压力容器用钢。常规化 学成份如表1所示，以Mn为要紧合金元素，以热轧状
15、态交货，某些厚 板需经正火热处置o Q345D钢在热轧状态下具有较高的强度和韧性及 良好的焊接性。表1 Q345D钢的化学成份（）钢种技术标准CSiMnP S Q345DGB6654-9634521031d=2a16 36490620325d =3 a1.1.3 母材的焊接性分析Q345D特点是焊接热阻碍区具有不同程度的淬硬偏向，焊缝和热 阻碍区对冷裂纹都比较灵敏。电弧焊时，各类冷却速度下都可能在热 阻碍区形成马氏体组织，钢中碳和合金元素的含量越高，热阻碍区的 淬硬偏向就越大，同时金相组织中的马氏体组织的比例就越高。因此， 在拟定其焊接工艺时，应以避免接头各区马氏体组织和冷裂纹形成及 避免热阻碍区淬硬变脆为大体起点。1）焊接缺点热裂纹：Q345D钢的碳当量较低而锰含量较高，因此，这种钢的
