柴油储罐制作工艺.docx

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柴油储罐制作工艺

《标准与规范》课程设计

学院：

机械工程学院

班级:

13焊接一班

姓名：

刘利指导教师：

杨芙

《标准与规范》课程设计考核表

姓名

刘利

性别

男

学号

A1352129

时间

2015.8.31~2015.11.6（下午13:

30~16:

30）

课程设计内容：

1、掌握使用焊接标准和规范制造压力容器；

2、掌握圭寸头和筒节制造工艺规程；

3、采用CAD绘制产品装配图。

指导教师评语:

课程设计成绩：

指导教师签字：

年月日

1柴油储罐结构分析1

2压力设计标准2

3材料复查标准3

3.1成分性能标准3

4.1矫正标准5

4.2表面清理6

4.4下料7

包括切割余量、刨边余量、收缩余量。

7

5筒节与封头计算标准8

5.1椭圆形封头：

8

（如图4所示）8

5.2封头的制作规范：

9

钢板焊接时条件9

5.3成型9

6筒体卷制10

6.1预弯10

7装配12

8焊接过程14

8.1坡口清洁度15

8.2焊前准备16

1柴油储罐结构分析

图1柴油储罐结构图

由设计要求以及标准查询设计柴油储罐的结构图如图1所示，储罐卧放,

由圆柱形筒体及两端的椭圆形封头构成，具体结构包括法兰等。

设计母材为

Q235-B,总长度为8750mm,筒体高2800mm,储罐壁厚12mm,设计压力为常压，设计温度为常温。

其中涉及到的标准如下

HG/T20678-2000

《衬里冗设计技术规疋》

HG20538-1994

焊缝结构

HG20594-1997

法兰SO80-1.6RF

HG2060-97

垫片20-1.0

GB/T41-2000

GB/T25198-2010

JB2732-92

JB/T25198-2010

w=：

：

」Vpt

螺母M12x55-Zn.D

对头EHA2800X12

按座B12800-S

《椭圆形封头》的规定标准

2压力设计标准

盛装液化气体的压力容器设计储存量，应符合下列规定及表

介质为液化气体（含液化石油气）的固定式压力容器设计储存量，应按照下式计算：

：

:

<-装量系数，一般取0.9,对容器容积经实际测定者，可取大于0.9，但不

得大于0.95；

V--压力容器的容积，m3;

pt--设计温度下的饱和液体密度，t/m3。

表1常见介质的涉及压力、腐蚀裕量、单位容积冲装量

介质

设计压力

MPa

罐体腐蚀裕量

>mm

单位容积充装量

（t/m）

液氧

2.16

2

0.52

液氯

1.62

4

1.20

液态二氧化硫

0.98

4

1.20

丙稀

2.16

1

0.43

丙烷

1.77

1

0.42

石油液

化气

50r饱和蒸汽压

大于1.62MPa

2.16

1

0.42

其余情况

1.77

1

0.42

止丁烷

0.79

1

0.51

异丁烷

0.79

1

0.49

丁稀、异丁稀

0.79

1

0.50

丁二稀

0.79

1

0.55

3材料复查标准

3.1成分性能标准

1）使用材料的成分标准，性能标准：

母材Q235B性能标准其化学成分如表3、力学性能如表4

Q235B性能

Q235B有一定的、强度，良好的韧性和，易于冲压和焊接，广泛用于一般的制造。

主要用于建筑、上质量要求较高的焊接。

Q235B由Q+数字+符号+脱氧方法符号组成。

它的冠以“Q',代表钢材的，后面的数字表示屈服点数值，单位是MPa例如Q235表示

屈服点（°s）为235MPa的。

②必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。

质量等级符号分别为A、B、C、0脱氧方法|符号：

F表示；b表有一定的、强度，良好的韧性和，易于冲压和焊1接，广泛用于一般的制造。

主要用于建筑、上质量要求较高的焊接。

在国家标准GB70示;Z表示；TZ表示，镇静钢可不标符号，即Z和TZ

都可不标。

沸腾钢执行标准：

外部标准为：

GB/T709-2006《热轧

钢和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》，内部标准为：

GB/T3274-2007《碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带》。

设计压力P<1.6MPa

使用温度为0〜350C;

钢板厚度>=20mm

Q235B元素含量

碳C:

<0.20%硅Si:

<0.35%

锰Mn

0.3〜0.7%

硫S:

<0.045%

磷P:

<0.045%

铬Cr：

允许残余含量w0.30%

镍Ni:

允许残余含量w0.30%

铜Cu

允许残余含量w0.30%

注：

脱氧方法:

F、b、Z

表3Q235B化学成分

钢种

化学成分

C

Si

Mn

S

F

不大于

0.30-0.70

不大于

不大于

Q235B

0.12-0.20

0.30

0.45

0.045

表2Q235B力学性能

力学性能

钢种

屈服强度抗拉强度伸长率

Q235B

MPa

Kg/mm2

MPa

Kg/mm2

min

235

24

375-460

38-47

26

4预处理

GB/T8923-1998《涂装前钢材表面处理规范》

4.1矫正标准

钢材在轧制、运输、装卸和堆放过程中，由于自重、支撑不当，或装卸条件不良及其它原因，可能会产生弯曲、扭曲、波浪及表面不平等变形。

当这些变形超过一定程度时，会给尺寸的度量、划线、剪裁及其他加工带来困难,而且会影响到成型零件的尺寸和几何形状的精度，从而影响到装配、焊接和整个产品的质量。

所以，划线、下料前应予以矫正。

因此，矫正有关标准规准。

矫正方法：

根据设计要求及钢材的尺寸，对木材应采用整平机进行矫正，整平机按辊数分可分为5轴辊、七轴辊、九轴辊……二^一轴辊。

按相对位置可分为平行式和不平行式，还有成对导向轴的整平机和单列成对导向辊整平机及矫正原理如图2所示：

图2整平机矫正钢板的原理

1、2、3、4工作滚轴，5、7进料导向轴，6出料导向轴。

当板料被送入上下轧辊之间时，1、2、4三轴辊组成一组，使板料向上弯曲，2、3、4三

轴辊组成一组，使板料向下弯曲，钢板经多次的超过屈服极限的拉伸弯曲，使原来紧的那些部位被拉伸，与原来松的部位相均衡，即所谓产生了塑性变形，达到矫正钢板的目的。

矫正后对于钢板的局部不平度使用长度为1m平

尺检查。

要求：

在任意1川范围内，当钢板厚度大于14mm时，见习应小于等于1mm。

对于已矫正好的钢板，应根据规定的技术标准进行检验。

矫正后钢板允许翘曲度如表4所示

表4矫正后钢板允许翘曲度

钢板厚度（mm）

3~5

6~8

9~11

12以上

允许翘曲度（mm/m）

3.0

2.5

2.0

1.5

4.2表面清理

型钢弯曲矢高L/1000不应大于5.0O对于表面有划痕的板材，在保证其最低厚度的前提下将划痕打磨掉。

由于钢材表面的油污、锈蚀和氧化皮等都会影响产品的质量。

因此，在进行材料划线、下料之前必须先进行表面预处理。

工业生产中常用的机械除锈法包括：

风动或电动砂轮、钢丝刷、喷丸、喷沙等。

其中喷丸是目前工厂应用较多的大面积净化方法之一。

根据《涂装

前钢材表面处理规范》GB/T8923-1998所示标准，除锈等级应选用Sa3:

钢板表面无可见的油脂，污垢，氧化皮，铁锈和油漆图层等附着物。

该表面应显示均匀，有金属光泽。

4.3号料

根据图纸上的图样或样板在钢板和型钢上划线的过程称为号料。

号料

时，要求把所有结构零件的真实形状、加工要求、装配用线、孔洞等均标记在钢板上面，并用文字和符号注写清楚。

号料的质量直接影响下道工序的质量，必须十分认真。

总体来看，划线和号料大致可以分为以下三部分操作内容和步骤：

放样展开、制作样杆样板、在钢材上进行号料。

号料尺寸公差是反映整个划线工序的最终允许公差，根据GB/T9019-2001,压力容器公称直

径标准的规定，长x宽及其他外廓尺寸线为士1mm超过一米的为L/1000,但不超过3mm中心线、基准线为士0.5mm;长方形或正方形，其对角线L1-L2之差w2mm应注意的是，放样展开最后获得的尺寸是零件的设计尺寸或者说是零件加工后应得的尺寸，而样板是用来号料的，其外部尺寸应该是零件加工前胚料尺寸，这两者是不一样的。

零件的胚料尺寸是有零件展开尺寸、工艺余量和加工余量三部分组成。

4.4下料

包括切割余量、刨边余量、收缩余量

本实验中Q235B板厚12mm。

焊缝横向收缩余量为1.5-1.6mm,纵缝收缩余量为0.2-0.35mm。

加工余量主要包括切割余量，边缘加工余量，气割时会产生一定宽度的焊缝，但是当沿外侧切割时可不考虑工艺余量，切割后尚需进行边缘机械加工，留3mm的加工余量。

号料后标示工程号、零件编号、加工符号、孔的位置等，便于切割

及后续工序工作，避免造成混乱。

钢种、厚度、炉批号等移植到下料配套装和余料上。

由于整个下弦杆板厚不一，有的需要坡口，有的薄板不需要开坡口，并有些地方要求全焊透，所以下料时不同。

;切割速度快、生产效率高；成本低，使用范围广。

因此采用气割下料，如图3所示。

图3气体切割机选用CG1-30小车式半自动切割机

5筒节与封头计算标准

由于筒体尺寸比较小，且设计压力比较小（常压），故可采用卧式圆筒形

容器，方形和矩形容器大多在很小设计体积时采用，因其承压能力较小且使用材料较多；而球形容器虽承压能力强且节省材料，但制造较难且安装内件不方便，立式圆筒形容器承受自然原因引起的应力破坏较弱，故选用圆筒形卧式容器。

采用标准椭圆形封头最为合理。

椭圆形封头的型号及尺寸按JB/T4737《椭圆形封头》的规定标准椭圆形封头的长短比为2.封头与筒体一样外Q235B

5.1椭圆形封头:

（如图4所示）

Ch

图4椭圆形封头

Do=1.1（Di+2S）+2h+°

Do为椭圆形封头展开直径

Di为封头内径

s为板厚

h为直边高度

°为余量（包括切割余量、刨边余量、收缩余量）

Do=1.1（Di+2S）+2h+°

即Do=1.19（2800+2x12）+2x40+20=3460.56

下料用Q235b钢板进行冷压制作，需要采用压力机，需要上模具和下模具。

将管胚放入外模中，上下模合后，在推杆的推动下，管胚沿内模和外模预留的间隙运动而完成成型过程。

其中在选料时要加厚1.2毫米，因为外弧

处处于拉伸状态，没有其他部位多余的金属进行补偿，冲压封头后，边缘不整齐，需要二次切割，弧边处的壁厚约减少10注右。

因此下料前要预留切

割余量。

5.2封头的制作规范

钢板焊接时条件

先用焊条电弧焊进行点固焊，焊条用E5015、焊条直径4.0mm、焊接电流I=kd=40x4=160A。

焊点可在钢板焊道上均匀分布，每隔一米焊大约300mm

长的焊缝。

节下来要用埋弧焊把钢板拼接完整。

封头拼接完成进行X涉嫌探伤，按JB4730-94标准，皿级合格。

由拼接标准：

公称直径Dg不大于1800mm时，拼接焊缝不多于2条；

公称直径Dg大于1800mm时，拼接焊缝不多于3条；

每一筒体的纵向焊缝中心线间的弧长应不小于300mm。

相邻筒体的纵向焊缝间互相错开，并且两焊缝中心间的弧长不应小于100mm。

因此，三条拼接焊缝。

5.3成型

成型温度：