立式空气储罐设计.docx

1、立式空气储罐设计设计任务书设计题目：0.5m3的立式压缩空气储罐已知工艺参数如下：介质：空气设计压力：0.5MPa使用温度：0-100几何容积：0.5 m3规格：600*6*2050设计要求： （1）根据给定条件确定筒体径、长度、封头类型等，然后确定有关参数（容器材料、许用应力、壁厚附加量、焊缝系数等）（2）进行焊接接头设计，附件设计等。1、设计数据4 2、容器主要元件的设计52.1封头的设计2.2人孔的选择2.3接管和法兰3、强度设计831水压试验校核3.2圆筒轴向应力弯矩计算4、焊接结构分析 1041储气罐结构分析4.2零件工艺分析4.3焊缝位置的确定5、焊接材料与方法选择115.1母材选

2、择5.2焊料选择5.3焊接工艺及技术要求6、焊接工艺工程126.1焊前准备6.2 储罐的安装施工顺序6.3装配与焊接6.4质量检验、修整处理、外观检查6.5 焊缝修补7、焊接工艺参数158、焊接工艺设计心得体会169、参考文献16 1.设计数据表1-1序号名 称指 标1设计压力MPa1.02设计温度1003最高工作压力MPa1.04最高工作温度所以水压试验合格。3.2圆筒轴向应力弯矩计算圆筒的平均半径=/2 +/2=600/2+4/2=302mm (3-3)鞍座反力F=mg/2=13.02kN。 (3-4)1圆筒中间截面上的轴向弯矩如图3-1：根据JB/T 4731-2005中式7-2，得：

3、= =1.47N (4-5) 2鞍座平面上的轴向弯矩根据JB/T 4731-2005中式7-3，得： =-21700220=-5.25Nmm 4焊接结构分析41储气罐结构分析储气罐属于一类压力容器，它是由钢制气瓶(以下简称钢瓶)、多孔性填料、溶剂、溶解乙炔及附件等组成。钢瓶按照国家劳动部颁布的气瓶安全监察规程和GBS100 钢质焊接气瓶设计、制造和检验，在制造过程中对焊接质量的要求很高。根据国家劳动部1993年颁布的储气罐安全监察规程及GBl1638-89溶解乙炔气瓶的规定钢瓶主体材料必须采用平炉、电炉或氧气转炉抬炼的镇静钢，以获得良好的成形和焊接性能。42 零件工艺分析如零件图所示，其结构不

4、复杂，是大量生产，体积适中，应选用焊接。焊接制造该零件的过程中，虽然零件结构简单，在焊接过程中，主要考虑是零件的氧化。上、下封头拉伸成型后，因开口端变形大，冷变形强化严重，加上板材纤维组织的影响，在残余应力作用下很容易发生断裂。为防止裂纹产生，拉伸后应进行再结晶退火。为了减少焊接缺陷，焊件接缝附件必须严格清理铁锈、油污；为去除残余应力并改善焊接接头的组织与性能，瓶体焊接后应该进行整体正火处理，至少要进行去应力退火。43 焊缝位置的确定有关锅炉、压力容器规程中对焊缝的数量和布置做了具体的规定（1）筒体拼接时，筒节的长度2000mm；每节筒体，纵向焊缝的数量：筒体径i=600mm，拼接焊缝1条；相

5、邻筒节的纵向焊缝应相互错开，两焊缝中心线间的外圆弧长不得小于钢板厚度的3倍，且不得小于100mm。（2）封头应尽量用整块钢板制成。封头、的径i=600mm，拼接焊缝不多于1条；封头拼接焊缝离封头中心线距离应不超过0.3i，并不得通过扳边人孔，且不得布置在人孔扳边圆弧上；管板上整条拼接焊缝不得布置在扳边圆弧上，且不得通过扳边孔；由中心圆板和扇形板组成的凸形封头，焊缝的方向只允许是径向和环向的。径向焊缝之间的最小距离应不小于壁厚的3倍，且不小于100mm。 （3）受压元件主要焊缝及其邻近区域，应避免焊接零件。如不能避免时，焊接零件的焊缝可穿过主要焊缝，而不要在焊缝及其邻近区域中止。（4）开孔、焊缝

6、和转角要错开。开孔边缘与焊缝的距离应不小于开孔处实际壁厚的3倍，且不小于100mm。在凸形封头上开孔时，孔的边缘与封头周边间的投影距离应不小于封头外径的10。开孔及焊缝不允许布置在部件转角处或扳边圆弧上，并应离开一定距离。5焊接材料与方法选择5.1母材选择根据容器的工作条件确定对材料和制造工艺的要求。对于一般容器重量大小不是主要问题，所以用焊接性好的低碳钢或低合金结构钢。本设计选用Q235-A,其化学成分和力学性能如下。化学成分钢号CMnSiSPQ235-A0.140.220.300.650.120.300.0500.力学性能钢号板厚/mm抗拉强度b/Mpa屈服强度s/Mpa试验温度/缺口形式

7、Q235-A4375235100V5.2焊料选择焊接采用焊条电弧焊，焊条型号为J422，图中未标明焊接接头形式与尺寸按GB985-88气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊逢坡口的基本形式与尺寸进行选用。所有角焊缝焊脚高度，除注明者外，均为两相焊较薄者的厚度，且须连续焊。5.3焊接工艺及技术要求 焊缝分散原则；避免焊缝多条相交原则；对称质心布置原则；避开应力复杂区或应 力峰值去原则；对接钢板的等厚连接原则；接头设计的开敞性原则；焊接坡口的设计原 则（焊缝填充金属尽量少；避免产生缺陷；焊缝坡口对称；有利于焊接防护；焊工操作 方便；复合钢板的坡口应有利于减少过渡层焊缝金属的稀释率）。 属结晶凝固而形成接缝，焊接材料为碳钢、低合金钢、不锈钢，应用围广，适用短小 焊缝及全位置施焊，可适用在静止、冲击和振动载荷下工作的坚固密实