急冷塔制作工艺的设计说明.docx
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急冷塔制作工艺的设计说明.docx
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急冷塔制作工艺的设计说明
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
:
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。
Abstract
Thisarticledescribesthemanufacturingprocessofthepressurevessel,andoutlinedthemajorcomponents(includingcylinder,head,over,mount,etc.)manufacturingprocess.Duetothelargeinnerdiameterofthequenchtower,thewallthicknessofthin,needon-sitefabrication.Accordingtothecharacteristicsofthequenchtower,theproductsaremainlymadeofQ235Amaterialfrom,thisarticlewillintroducetheweldabilityofbasematerialQ235Apressurevesselsteel,thebriefpressurevessel(quenchtower)oftheproductionprocess.Introductionquenchtowerweldingqualityassurancemeasuresandmeasurestopreventweldingdeformation,similarequipmentmanufacturinghasaveryimportantreference.
Thisdesignintroducesthepressurevessel(quenchtower)structuraldesignandanalysisofthemanufacturingoftheproductsusedbythechemicalcomposition,mechanicalpropertiesandtheweldingmaterialQ235Asteelpressurevessel.Thenaccordingtothepressurevessel(quenchtower)structure,thedevelopmentprocessoftheweldingprocessandtoolingpressurevessel.Takereasonablemanufacturingprocesstoensurethesuccessfulcompletionequipment,andoptimizetheweldingprocess,weldingqualitycanbeimproved.
Keywords:
Pressurevessel(quenchtower),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,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)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,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0.3MPa的压力容器。
本次设计的压力容器主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500m3或单罐容积大于200m3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500m3,单罐容积小于100m3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。
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图1-1结构示意图
⑴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。
⑵法兰根据法兰的分类(管法兰和容器法兰)得知该结
构的法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。
⑶开孔为了工艺要求和检修时的需要,用来检查容器部
并用来装拆和洗涤容器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。
⑷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。
⑸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(mr)
6720
筒体直径(mr)
①1500
筒体材料
Q235A
筒体厚度(mm
12
支座长度(mm
2207
设计压力(MPa
0.3
1.2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100〜150C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900C〜930C,除应力回火温度为580C〜680C,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2Q235A的化学成分(GB/T700-2006)
牌号
质量等级
化学质量分数(
%)
C
Si
Mn
P
S
Q235A
无
<0.20
<0.35
w1.40
w0.
w0.
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