课程设计苯胺计量罐说明书.docx

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课程设计苯胺计量罐说明书

课程设计

苯氨计量罐说明书

前言

压力容器部件在制造过程中经历了较复杂的加工工艺，如冷弯、冷校、冷卷、冷冲、热冲、热卷、热切割、焊接和热处理等。

这些加工过程对钢材的性能产生了不同的影响，其中焊接和热处理对受压部件最终的性能起着决定性的作用。

热加工对钢材性能的另一种影响是热加工温度远远高于钢材正常的正火温度而使晶粒长大，导致材料的塑性和韧性的下降。

为了使钢材的性能恢复到原有的水平，通常在热加工后重新作一次正火处理。

采用经细晶粒处理的钢材可以减轻过热的影响，并使钢材经高温热加工后的性能保持在钢材标准规定的范围之内。

在压力容器受压部件制造中，应用较普遍的方法有：

电渣焊、埋弧自动焊、等离子弧焊、熔化极气体保护焊、钨极氩弧焊、热丝钨极氩弧焊、手工电弧焊、感应压力加热焊和摩擦焊等。

其中极大多数是熔焊法。

焊接过程对钢材性能的影响与其他加工工艺相比要复杂的多。

其影响的程度还取决于所采用的焊接工艺和钢种。

压力容器受压部件在制造过程中，可能在焊前或焊后经受下列各种不同的热处理：

退火、正火、淬火、正火+回火、淬火+回火、一次或多交回火、消除应力处理等。

淬火的加热温度和正火相同，加热结束后在油或水中激冷，水淬后立即回火处理构成了水调质处理，能很好发挥低合金高强度钢厚板的综合性能，水调质处理既提高了钢的强度，又改善了塑性和韧性。

压力容器用钢必须具有足够的强度，特别是经过热加工和多次热处理后钢材仍应保证强度性能不低于标准规定的下限值。

为减轻容器的自重，减薄壁厚，已广泛采用低合金高强度钢，这些钢对热处理的反应较敏感。

具有足够的塑性和韧性储备是压力容器的抗脆断的必要条件之一，也是压力容器各种部件，封头，筒体和接管冲压，卷制，热压成形等制造工艺的需要。

压力容器用钢优良的焊接性是保证产品焊接质量的首要条件。

不仅是指被焊钢材在一定工艺条件下焊成无缺陷接头的特性，而且还扩充为焊接接头经长期运行后保持可靠综合性能的能力。

钢的耐蚀性与其他性能不同，它取决于所接触介质的特定腐蚀性。

一、产品的技术要求及原始数据分析

1.1产品的技术要求

1、对接接头应采用射线检测；由于结构等原因不能采用射线检测时，允许用可记录的超声检测

2、对角接接头不能进行射线或超声检测时，应做100%表面检测

3、铁磁性材料容器的表面检测应优先选用磁粉检测

4、严格按照图纸施工，要保证根部焊透

1.2原始数据、选材、机器选用

1.2.1焊接母材的选择

筒体、封头、接管采用优质碳素结构钢20g

材料

化学成分

机械性能

C%

Si%

Mn%

P%

S%

σb

MPa

σs

MPa

σ5%

AKV

J/cm2

20g

≤

0.24

0.15～

0.30

0.35～

0.65

≤

0.035

≤0.035

400～

540

≥

245

26

59

支腿底板、支腿、手孔、槽面法兰、凹面法兰、加强筋、加强角钢、拉筋均采用Q235，成分及性能如下图：

材料

化学成分

机械性能

C%

Si%

Mn%

P%

S%

σb

MPa

σs

MPa

σ5%

AKV

J/cm2

Q235

0.14～

0.22

≤

0.30

0.30～

0.65

≤

0.045

≤0.050

375～

460

240

25

65

1.2.2钢材或板材表面清理

对钢材表面进行去除铁锈、油污、氧化皮清理等为后序加工做准备的工艺称为预处理。

常用的预处理方法有机械法和化学法。

由于化学法成本高，并会对环境造成一定的污染。

因此我们采用机械法。

喷砂或抛丸工艺是将干沙或铁丸从专门压缩空气装置中急速喷出，轰击到金属表面，将其表面的氧化物、污物打落，这种方法清理较彻底，效率也较高。

本设计采用DT-4720P移动式喷砂机，其主要技术规格如下：

型号

喷砂机外形尺寸

自重

总容量

电源

压缩空气源

DT-4720P

φ600×1450

260

Kg

0.3m3

220V/50Hz

压力4-8bar（kg/m3）

流量3-6m3/min

干燥压缩空气

利用它可以进行高效率的除锈清理，表面等级可达Sa2.5-Sa3；喷砂出口速度可达

200M/S以上，大大提高了喷砂效率和表面清理质量。

1.2.3备料机的选用

W43—16×2500型板材矫平机：

W43—16×2500型板材矫平机技术数据

钢板

厚×宽（mm）

辊数个

板材屈服点（Mpa）

电机

（kW）

重量

（t）

外形尺寸（mm）

长×宽×高

4～16×2500

11

260

91.5

70

8105×2330×4227

GGK2—600型火焰切割机：

切割厚度

切孔直径

母管直径

开孔直径与母管直径比列

矢高调整范围

坡口角度

切割速度

割炬型号

5～150

80～600

＞600

＜1：

2

＜82

±45°

0.1～2

G0.2等压式

Q34—16联合冲剪机：

Q34—16联合冲剪机技术数据

剪

板

厚度

mm

可剪型材最大尺寸mm

最大冲孔力

kN

冲孔直径

mm

冲孔板厚mm

行程次数min-1

电机功率kw

外形尺寸

（长×宽×高）

mm

圆

钢

方钢

角钢

16

45

40×40

100×12

550

26

16

27

5.5

1645×625×1850

W11—16×3200三辊卷板机：

W11—16×3200三辊卷板机技术参数

卷板最大厚度mm

卷板最大宽度

mm

最小卷筒直径

mm

卷板速度

m/min

材料屈服极限

Mpa

主电机功率

kW

重量

t

外形尺寸

（长×宽×高）

mm

16

3200

850

5

245

30

16

6920×1830×1810

选用WC67Y-63/2500折弯机，该折弯机可以将金属折弯成各种角度现状的工件。

封头余量切割机

二、备料的加工工艺

2.1槽面法兰和凹面法兰的备料及成型工艺

2.1.1材料的选择：

选择Q235钢材根据图纸要求铸造出不同直径法兰

2.1.2机加工法兰，使其表面粗超度符合要求

2.2接管的备料

2.2.1材料的选择：

选择20#钢管

2.2.2切割钢管：

将不同直径的钢管按图纸要求通过火焰切割切割出不同的长度

2.2.3表面处理：

清理表面

2.3筒体的备料及成型工艺

2.3.1下料：

选择20g钢板，厚度为10mm

2.3.2校正：

用滚筒机将钢板滚平，再清洁表面

2.3.3划线：

在20g板材上画出长2200mm，宽1800mm的矩形

2.3.4切割：

采用火焰切割切割钢板，各边留10mm的余量

2.3.5卷制：

采用W11—16×3200三辊卷板机将钢板卷制成R=350mm的圆筒，用样板检查曲率，筒体卷制完毕

2.3.6定位：

在进行纵焊缝焊接前，开V型坡口，清理坡口两侧，将卷后的工件两边对齐，放在滚轮架上并用定位销固定。

2.3.7焊接：

进行定位焊，定位焊采用手工电弧焊用H08A焊条，固定好后，在用埋弧焊进行双面焊，顺序是先里后外。

2.3.7钻孔：

在筒体上按照图纸要求钻出直径为159mm，25mm的孔

2.3.8校正：

进行无损探伤，再经矫圆，满足圆度要求

2.4封头的备料及成型工艺

2.4.1下料：

采用厚度为10mm的20g钢板

2.4.2校正：

用滚筒机将钢板滚平，再清洁表面

2.4.3划线：

碟形封头压边界限S\D×100%≤1.0～1.2，由三部分组成：

第一部分为内半径为Ri的球面，第二部分为高度为Di=40mm的圆形直边，第三部分为第一、第二部分的过渡区。

按照图纸要求画出边界线

2.4.4压制：

在油压机上，用凸凹模一次压制成型

2.4.5机加工：

封头边缘进行机加工，先在平台上划出保证直边高度的加工位置线，用氧气切割割去加工余量，调整割矩角度直线割出封头边缘的坡口（V形），经修磨后直接使用

2.4.5钻孔：

在封头上按照图纸要求钻出直径为57mm，25mm，38mm，32mm的孔

2.4.6校正：

封头加工完后，应对主要尺寸进行检查，合格后才可与筒体装配焊接。

三、20g与Q235钢焊接性分析：

3.1化学成分：

20g钢：

碳C：

≤0.24、硅Si：

0.15～0.30、锰Mn：

0.35～0.65、硫S：

≤0.035、磷P：

≤0.035

Q235钢：

碳C：

0.14～0.22、硅Si：

≤0.30、锰Mn：

0.30～0.65、硫S：

≤0.050、磷P：

≤0.045、铬Cr：

允许残余含量≤0.030、镍Ni：

允许残余含量≤0.030、铜Cu：

允许残余含量≤0.030

注：

脱氧方法:

F、b、Z

3.2力学性能：

20g：

抗拉强度σb（MPa）：

400～540、屈服强度σs（MPa）：

≥245、伸长率δ5（％）：

≥26、冲击韧性值αku（J/cm2）：

≥59

Q235：

抗拉强度σb（MPa）：

375～460、屈服强度σs（MPa）：

≤16时:

≥235;＞16～40时:

≥225;＞40～60时:

≥215;＞60～100时:

≥205;＞100～150时:

≥195;＞150时:

≥185、伸长率δ5（％）：

≤16时:

≥26;＞16～40时:

≥25;＞40～60时:

≥24;＞60～100时:

≥23;＞100～150时:

≥22;＞150时:

≥21

3.3焊接性能：

20g：

有一定的抗疲劳和抗腐蚀性能

Q235：

一般不产生马氏体，不必预热、层间温度或后热，具有良好的焊接性

装配—焊接工艺设计方案的说明与分析（附焊接装配工艺卡）

四、焊接材料的选择

4.1焊条选择

苯氨计量罐主要是10mm的薄板，主要采用埋弧焊和手工电弧焊

手工电弧焊焊条的直径与板厚的关系

焊件厚度（mm）

＜4

4～8

＞8～12

＞12

焊条直径（mm）

≤板厚

φ3～4

φ4～5

φ5～6

焊接电流的选择

焊条直径（mm）

1.6

2.0

2.5

3.2

4.0

5.0

6.0

焊接电流（A）

25～40

40～70

70～90

90～130

160～210

220～270

260～310

埋弧焊：

型号

送丝形式

焊机结构特点

焊接电流

A

焊丝

直径

㎜

送丝速度

m／h

焊接速度

m／h

焊接电流种类

MZ-1000

弧压自动调节

小车式

400～1200

￠3～6

30～120

15～70

直流或交流

（1）焊Q235钢选用E4315焊条，直径4mm，160A的焊接电流。

该焊条采用了大量的金红石、大理石以及适量的云母、长石、白泥等作为造渣、造气及稳弧剂。

在焊接过程中采用气渣联合保护的方式，发尘量比碱性低氢型焊条少。

（2）焊20g钢时选用H08A焊条，直径5mm，600A的焊接电流。

该焊条焊渣流动性好，其他工艺性能一般，适用于全位置焊接。

熔敷金属抗裂性能和机械性能较好。

4.2焊接电源的选择

（1）通过埋弧焊常用交流弧焊变压器型号及技术数据表，选用MZ—1000交流弧焊变压器。

焊接电压为60V，平焊时焊接电流为600～900A.

（