中压容器焊接设计方案.docx

中压容器焊接设计方案第一章中压容器结构设计1.1容器DN的确定将容器视为筒体，取 L/DN=4由 V（n /4）DN2L 得：n DN3=500，所以 DN=5.42，圆整得：DN=5500mm1.2容器壁厚n的计算工作压力p=3.2MPa焊缝系数0 =1 （全焊透，100 %无损探伤）钢板负偏差C1=1.3，腐蚀裕量C2=1所以厚度附加量 C=C1+C2=1.3+仁2.3s b由文献【1】191页表4-2查得：1Cr15的 =345MPa , =540MPas b/1.5=230MPa, /3=180MPa所以，1Cr15的许用应力[]t=180MPa由公式略=3.2 5500/ (2 180-P1-3.2) =49.33mm所以 n= +C=49.33+2.3=51.63mm，圆整得： n=52mm1.3容器封头的设计取封头的壁厚与筒体壁厚一致，即封头的壁厚 n=52mm由JB-T4746-2002《钢制压力容器用封头》查得封头的参数如下:H=1099mm , Af=24.1026 m2, Vf=13.2805m 3, h=276mm封头的结构如图1-1所示图1-11.4容器筒体长度H的计算由公式 V=VH+2Vf= (n /4) (DN-2 n )2H+2Vf 得：H=4 ( 500-2 13.28) /4 (5.5-0.104) 2 =19.71m，圆整得：H=20m第二章 中压容器附件的设计2.1人孔的设计选择回转盖不锈钢人孔 容器V=500m3,工作压力p=3.2MPa，根据HG21596-1999《回转盖不锈钢人孔》选择突面（RF），公称压力 PN=2.5MPa，公称直径 DN=600mm的人孔。

其结构如图 2-1所示，明细表如图2-2所示，参数如表2-1所示敷■tt tt .1ftK1不惭翳23HG 30613■舟15握』耀1&Hr1石檢期收罰金w堆冷爭片hJ不器諾/虫启；rliMnK ；7鮮1q麵"・f1dWS-A<111Cnh蚌1ww11i却一片■ fITtrU耳丐1QI3； A 'F一 一13 聒 ' • FUIQI35 A 嚼 F11HN WI ■图2-1 图2-2密封公称公称尺寸（mm面形压力直径dwDD1ABLbb1H1H2d式(MPa(mmx s）突面(RF)2.5600620X10845770460250350516229014230螺栓/螺柱螺母数量直径X长度数量40M36X 3X 21020表2-1配用的补强圈结构如图 2-3所示，参数如表2-2所示图2-3接管公称直径DN(mm)外径D2 (mm)内径D1 (mm)厚度mm60098062410表2-22.2视镜的设计根据HGT 21619-1986《视镜标准图》选择视镜 II Pg 1.0 Dg 150 标准图号：HG501-86-19 ,其结构如图2-4所示，材料如表2-3所示，选择不锈钢型，参数如表 2-4所示。

图2-4件号名称数量材料件号名称数量材料1视镜玻璃1硼硅玻 璃(SJ-6)1压紧环1Q235-A2衬垫2石棉橡胶板2双头螺柱8Q235-A3接缘11Cr18Ni9Ti3螺母16Q235-A表2-3DN视镜玻璃dnx SDD1b1b2H双头螺柱数量直径150159X 4.5250215403011012M16表2-42.3进液口、出液口、液面计的设计采用 108X10.8无缝钢管，接管与筒体内表面磨平配用突面板式平焊管法兰： HG20592法兰 PL100-1.6 RF 0Cr18Ni10Ti法兰的结构如图2-5所示，参数如表2-5所示接管名称公 称 直 径DN接 管 外 径A连接尺寸法兰 厚度C法内径B坡 口 宽 度bDKLnTh进液口、出液10102824228M20221106口、液面计0950表2-52.4容器支座的设计设计容器为卧式，选用鞍式支座根据 JB-T 4712-92《鞍式支座》选择DN 4000 120 °包角轻型带垫板鞍式支座，其结构如图 2-6所示，参数如表2-6所示图2-6公称直径DN底板腹板筋板11b11213b2b3340002940380141246733542512鞍座咼度h垫板螺栓连接尺寸弧长b44e间距12螺孔d螺纹M孔长125046406001080266028M2460表2-6第三章中压容器焊接生产的备料工艺3.1钢材的预处理钢材的预处理是对钢板、型钢、管子等材料在画线下料之前进行矫正及清理、 表面防护等表面处理工作的总称。

预处理的目的是为后序加工做好准备3.1.1钢材的矫正矫正是使材料在加工之前保持一种力学性能良好、 有利于零件加工的平直状态钢材的矫正是钢材进行加工并保证加工质量的前提和基础 钢材的矫正方法分为手工矫正、 机械矫正、火焰矫正和高频热点矫正四种本容器结构所选用的钢材厚度是 52mm，属于厚板，所以选用机械矫正的方法矫正3.1.2钢材的表面清理钢材的表面清理，就是清除钢材和零件表面上的锈、 油污和氧化物等的一道工序为防止零件加工过程中再一次被污染， 有些零件在表面清理后还要喷保护底漆 常用的表面清理方法有机械除锈法、化学除锈法和火焰除锈法本容器选用机械除锈法进行清理3.2画线、放样与下料3.2.1画线画线是根据设计图纸上图形和尺寸， 准确的按1:1的比例在待下料的零件表面上画出加工界限的过程画线的作用是确定零件各加工表面的加工位置和余量， 使零件加工时有明确的标志；还可以检查零件毛坯是否正确； 对于有些误差不大， 但仍属不合格的毛坯，可以通过借料得到挽救画线的精度一般要求在 0.25~0.5mm范围内3.2.2放样放样又叫落样或放大样它是根据工作图的要求，用 1:1的比例，按正投影原理，把构件画在样台或平板上，画出图样。

此图叫做实样图，又叫放样图画放样图的过程叫做放样 对于不同行业，如机械、锅炉、船舶、车辆、化工、冶金、飞机制造等，其放样工艺各具特 色，但就其基本程序而言，却大体相同3.2.3 下料下料就是用各种方法将毛坯或工件从原材料上分离下来的工序 一般把下料分为手工下 料和机械下料常用的下料方法主要有：剪切、气割、冲裁、锯割、砂轮切割、克切等 ①筒节下料 筒节的划线是在钢板上划出展开图 筒节的展开计算比较简单， 即以筒节的平均直径为基准 由于钢板在卷板机上弯卷是受辊子的碾压，厚度会减薄， 长度会伸长 因此， 下料尺寸应比计算出来的尺寸短一些筒节展开长按下式计算：L Dm L Di S - L L= n DN- △ L式中：L-筒节展开式， mmDN- 筒节外径， mm△ L-钢板伸长量， mm通常 △ L=(0.10~0.12) n DN / (DN-2 ) =18mm所以将数据带入公式可得： L=3.14 5500-18=17252mm疋17.26m由于单个筒节是由两个半圆筒焊接而成的， 因此筒节下料单个钢板的长度为： 8630mm ， 取钢材宽度为4m，所以其具体尺寸为(长 宽 高)8630 4000 52mm。

筒节钢板的下料选 择机械剪切下料 常用的机械剪切下料多采用圆板剪和龙门剪板机， 而以龙门剪板机的应用 最为广泛，通常只能做直线剪切本次选择的剪板机的型号为： Q11—50 x3200 型其具体参数见下表：②封头的下料封头的展开较筒节复杂， 有些封头如椭圆封头、 球形封头和折边锥形封头， 属于不可展 开的零件，它们从坯料制成零件后中性层尺寸发生变化， 因此这类零件的坯料计算较为复杂本结构选择的封头为椭圆形标准封头，其毛坯展开尺寸计算公式为：Do=1.223 DN+2h KO式中： KO -封头冲压成形拉伸系数，通常取 0.75所以， Do =1.223 5500+2 276 0.75=7140.5mm封头由于其尺寸较大， 且其形状为圆形， 不能使用龙门剪板机 所以对封头的切割选择火焰 切割3.3 弯曲与成形将坯料弯成所需形状的加工方法为弯曲成形， 简称弯形 弯形根据坯料温度可分为冷弯 和热弯；根据弯形的方法分为手工弯形和机械弯形在焊接结构制造中， 80%~90%的金属材料需进行弯曲与成形加工，例如：压力容器、各种石油塔、罐、球形封头及锅炉的锅筒和 管子等331筒体的卷制成形圆筒形和圆锥形构件， 都是采用不同厚度的钢板卷制而成。

卷制成形通常在三辊筒或四辊筒卷板机上进行的， 实际上是一种弯曲工艺 卷筒可以分为热卷和冷卷 通常对厚度小于60mm的钢板可采用冷卷；本次设计的容器筒体钢板厚度为 52mm，因此选择冷卷卷板机型号为：3WBJ-X60 5000其具体参数为：卷板最大厚度卷板最大宽度最小卷筒直径上辊直径下辊直径下辊中心距卷头能力卷板速度下辊升降速度主传 动电 机动 率下辊 升降 电机 功率mmm/minmm/minKW605000200070066080044310012565 23.3.2封头的冲压成形封头成型法主要有冲压成型法、 旋压成型、爆炸成型等三种方法冲压成型就是用水压机或油压机借助冲模把毛坯冲压成所需形状其成型质量好，生产效率高适用于批量生产由于冲压过程毛坯塑性变形较大， 对于壁厚较大或冲压深度较大的封头， 为了提高材料变形 能力，保证封头成型质量，一般都采用热冲压成型由于本次所选用的封头壁厚为 52mm，壁厚较大，因此封头的冲压成形选用热冲压一次冲压成形3.4焊接接头的设计焊接接头的设计应遵循以下原则：① 尽可能减少焊缝数量② 合理安排焊接位置③ 焊缝应避免过密或交叉④ 焊缝应尽量避开最大应力或应力集中处⑤ 焊缝应尽量避开加工面⑥ 不同厚度工件焊接应。