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.