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焊接结构课程设计压力容器模板
焊接结构课程设计
压力容器
第1部分储罐设计分析
第1章储罐总体分析
、/.—
前言
1.1储罐基本设计要求
1.2储罐材料
1.3储罐用钢板
1.4配用锻件
1.5配用螺栓、螺母第2章储罐罐底设计
2.1储罐罐底板尺寸
2.2罐底结构
第3章罐壁结构设计
3.1罐壁的排板与连接
3.2罐壁厚度
3.3罐壁加强圈
第4章罐顶结构设计
第2部分储罐的焊接工艺分析
第5章压力容器的焊接接头
5.1压力容器焊接接头的分类
5.2圆筒形容器焊接接头的设计第6章压力容器的焊接方法
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6.1熔化极氩弧焊
6.2CO2气体保护焊
6.3埋弧焊
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第7章压力容器的焊接工艺
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第3部分储罐的组装与检验
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第8章储罐的安装施工顺序
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8.1储罐底板的焊接顺序
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8.2储罐壁板的焊接顺序
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8.3储罐固定顶的焊接顺序
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第9章储罐焊缝的检验与修补
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9.1焊缝检测
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9.2焊缝修补
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设计体会
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参考文献
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大型油气储罐是油气产品储存运输最方便、廉价
的方式之一。
储罐的形式可跟据盖顶的样式不同分为浮顶式储罐(包括气柜)和固定顶式储罐(包括内浮顶式储罐),而固定顶式储罐又包括锥顶式储罐和拱顶式储罐两种。
当前原油的储罐使用中浮顶式储罐在不断减少,液化气储运主要是球罐和立式筒形低压储罐。
常见的几种灌顶形式为双子午线网客机构拱顶、辐射网壳结构拱顶、短程线网壳结构拱顶和梁柱支撑
结构拱顶,见图1。
图1几种典型施顶结构型式
本次课程设计主要讨论立式固定顶筒形钢制焊接储
罐的施工工艺。
其中包括储罐的材料选择、加工工艺
路线选择、相关组件形式选择、机械加工装配、施焊成型、焊后检测调试等相关生产内容。
资料内容仅供参考,如有不当或者侵权,请联系本人改正或者删除。
第1部分储罐设计分析
第1章储罐总体分析
1.1储罐基本设计要求
由石油化工立式筒形钢制焊接储罐设计规范SH3046-1992,储罐的设计条件不得少于以下内容:
(一)地震设防烈度、风载、雪载等气候条件及地质条件;
(二)储罐的操作温度及操作压力(正负压);
(三)介质的种类及密度;
(四)腐蚀裕量;
(五)储罐的容积;
(六)灌顶形式;
(七)开口接管尺寸、形式、数量及法兰规格;
(八)附件的安装位置。
对于固定顶式储罐,设计压力范围一般为-490Pa~6000Pa,设计温度不超过250°C,而最低设计温度应大于-2°C。
1.2储罐材料储罐用钢的选择必须考虑到储罐的使用条件,材料的焊接性能、加工制造工艺以及经济的合理性.
由液化石油气钢瓶国标GB5842-一般规定钢瓶主
体(指筒体、封头等受压元件)材料,必须采用平炉、电炉或氧气转炉冶炼的镇静钢,具有良好的冲压和焊接性能。
材料必须有相关制造许可证书和质量合格证书
(原件)。
主体材料力学性能应符合国标
GB6654《压力容器用碳素钢和低合金钢厚钢板》的规
定,主体材料的屈强比不得大于0.80o主体材
料的化学成分应符合下列范围:
碳C.•…
……不大于0.18%
硅Si
-不大于
0.10%
锰
IV/ln.・
A"7C〜彳CHO/
硫S
不大于
ivin
0.70~1.50%
0.020%
磷
P••…
•…不大于0.025%
硫S+磷P…
…不大于
0.040%
根据上述要求并考虑储罐压力不是很大和制造成
本的问题,选择16MnR钢代替焊接钢瓶专用钢板。
它是一种普通低合金钢,是锅炉压力容器专用钢,锅炉压力容器的常见材料。
它的强度较高、塑性韧性良好。
常
见交货状态为热轧或正火。
属低合金高强度钢,含Mn
量较低。
性能与20G(412-540)近似,抗拉强度为(450-655)稍强,伸长率为19-21%,比20G的大于24%差。
它的主要化学成分如表1-1。
表1-116MnR低合金结构钢的主要化学成分
钢号
化学成分(%)
C
Si
Mn
S
P
16Mn
<0.2
0.20
1.20~
<0.0
<0.03
R
0
~0.6
1.60
35
5
0
1.3储罐用钢板
储罐用钢板的适用范围应符合表1-2.
表1-2钢板的适用范围
序
号
钢号
钢板
标准
适用范围
机械性能
检测
项目
许用温度
(°C)
许用板厚
(mm)
1
Q235-AF
GB700
GB3274
>-20
8
(TbesS5
0
12
2
Q235-A
GB700
GB3274
>-20
16
(TbTs55
0
34
3
20R
GB6654
>-20
34
TbTs55
Akv冷弯
4
16Mn
GB1591
GB3274
>-20
12
TbTs55
冷弯
>-10
20
5
16MnR
GB6654
>-20
34
(Tbes§5
Akv冷弯
16MnR钢的屈服强度见表1-3
表1-3钢板的许用应力
序
号
钢号
板厚
(mm)
常温强度(MPa)
非常温下许用应力
Tb
Ts
90
150
200
250
1
Q235
<16
375
235
157
137
130
121
2
16MnR
6~16
510
345
230
196
183
167
17~25
490
325
217
183
170
157
26~36
490
305
203
173
160
147
38~60
470
285
190
163
150
140
1.4配用锻件
储罐用锻件应符合JB755《压力容器用锻件技术
条件》的要求。
见表1-4
表1-4锻件的许用应力
序
号
钢号
截面尺
寸(mm)
常温强度
非常温许用应力
Tb
TS
90
150
200
250
1
20
<100
370
215
119
113
104
95
>100/300
370
295
110
104
98
89
2
16Mn
450
275
150
147
135
129
3
1Gr18Ni9Ti
131
131
128
121
1.5配用螺栓、螺母
螺栓、螺母的用钢标准及许用温度标准,见表1-
5。
表1-5螺栓螺母材料的许用温度
序号
钢号
材料标准
许用温度(°C)
1
Q235-A
GB700
>-20
2
35
GB699
>-20
3
35GrMoA
GB3077
>-100
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第2章储罐罐底设计
2.1储罐罐底板尺寸
储罐罐底板尺寸不包括腐蚀裕量的罐底中幅板的钢板规格厚度应不小于一定尺寸,见表2-1。
表2-1螺栓螺母材料的许用温度
储罐内径
(mm)
中幅板钢板规格厚度(mm)
碳素钢
不锈钢
D<1000
5
4
D<
6
4
D>
6
4.5
不包括腐蚀裕量的罐底边缘钢板规格厚度应不小于表2-2的规定,其材质应与底圈罐壁相同。
表2-2螺栓螺母材料的许用温度
底圈罐壁板厚
(mm)
边缘板钢板规格厚度(mm)
碳素钢
不锈钢
<6
6
同底圈
7~10
6
6
11~20
8
7
罐底边缘板沿罐半径方向的尺寸应不小于700mm,
对于软弱地基,边缘板的径向尺寸应适当加大。
2.2罐底结构
罐内径小于12.5m时,罐底宜采用条形排板,如图
4-1。
图2-1条形排板罐底
罐内径大于或等于12.5m时,罐底宜采用弓形边缘
板,如图4-2
图2-3弓形边缘板罐底
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罐底边缘板伸出罐壁外表面的宽度应不小于50mm。
罐底板的焊接接头可采用搭接、对接或者搭接与
对接组合,如图4-3。
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1
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A.-__k(-
一11
>600
>60
图2-4(a)罐底板的搭接接头
“>6叫
图2-4(b)罐底板的对接接头
边缘板与罐壁相焊接的部分应做成平滑支撑面,如
图4-5。
图2-5(a)搭
三层底板重叠处,应将上层底板切角,如图4-6.
罐底板任意两个相邻焊接接头之间的距离以及边
缘板焊接接头距底圈罐壁焊缝的距离均不应小于
300mm。
底圈罐壁板与边缘板之间的链接应采用两侧
连续角焊,焊脚高度等于二者中较薄件的厚度,且不应
大于13mm。
如图2-7
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1^1-t,
內》*・
p
-.1
1
P--——JMM
■■4
边嫌扳/
2-7焊脚
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第3章罐壁结构设计
3.1罐壁的排板与连接
上层壁板的厚度不得大于下层壁板的厚度,相邻两
层壁板的纵向接头应相互错开,最小间距应大于下层壁
板厚度的5倍,且不得小于100mm。
罐壁纵向接头、环向接头均应采用全熔透的对接形式,顶部包边角钢与最上一圈罐壁板之间可采用搭接接头连接。
对于固定顶罐及内浮顶罐的罐壁上端,应设的包边
角钢的选用最小尺寸见表3-1。
表3-1包边角钢最小尺寸
储罐内径(m)
包边角钢最小尺寸(mm)
D<5
/50X5
5 /63X6 10 /75X8 20 /90X9 D>60 /100X12 包边角钢自身的对接焊缝必须全焊透、全熔合,接 头对接、搭接均可。 对于浮顶罐,角钢的水平肢必须向 外,而固定顶罐不做严格要求。 如图3-1 资料内容仅供参考,如有不当或者侵权,请联系本人改正或者删除。 图3-1包边角钢 3.2罐壁厚度 罐壁设计厚度按下列公式计算,且取其中较大值。
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