400立方米球罐畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　本次設(shè)計中的低壓儲罐為容積為400m3球罐，其用途為貯存氮氣，殼體材料為Q345。本文對其母材及其焊接性做了簡要的分析，并以此為基礎(chǔ)選擇了球罐焊前的預熱溫度、焊接方法、焊機型號和焊接材料。預熱溫度為120～140℃，焊接方法為手工電弧焊，焊機型號為ZXG-400，焊條為E5015。</p><p>　　本

2、文根據(jù)球罐上每條焊縫的特點，結(jié)合所選用的焊接方法、設(shè)備及材料，制定了針對各條焊縫的合理可行的焊接工藝。圍繞著球罐的焊接過程，作者分析了可能出現(xiàn)的缺陷并提出了避免或減少這些缺陷產(chǎn)生的方法和措施。</p><p>　　在焊接完成之后，還需進行一系列的焊后處理，包括焊后熱處理、無損檢測等。</p><p>　　關(guān)鍵詞：低壓儲罐；球罐；裝配；焊接；工藝。</p><p>&

3、lt;b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言5</b></p><p><b>　　1球罐的概況7</b></p><p>　　1.1主要技術(shù)參數(shù)7</p><p>　　1.2結(jié)構(gòu)形式圖7</p><p>　　1.3殼體材料分析8&

4、lt;/p><p>　　1.4球罐的主要焊接缺陷8</p><p><b>　　2焊接初步分析8</b></p><p>　　2.1焊接性分析8</p><p>　　2.2 Q345鋼在焊接時易出現(xiàn)的問題8</p><p>　　2.3焊接方法的選擇8</p><p>

5、　　2.4焊接材料的選擇8</p><p><b>　　2.5施焊環(huán)境8</b></p><p>　　2.6焊工資格11</p><p><b>　　3焊前準備12</b></p><p>　　3.1焊條的干燥和選擇12</p><p>　　3.2焊接電流的選擇1

6、2</p><p>　　3.3焊接速度13</p><p>　　3.4電弧電壓13</p><p>　　3.5焊接層數(shù)的選擇14</p><p>　　3.6坡口形式14</p><p>　　3.7焊機的選擇14</p><p>　　3.8焊前預熱14</p><p

7、><b>　　4球罐的裝配15</b></p><p>　　4.1球罐的組裝方法15</p><p>　　4.2球罐零部件復驗16</p><p>　　4.3殼板定位塊及吊點的布置和焊接16</p><p>　　4.4操作腳手架形式16</p><p>　　4.5球殼板的組裝過程及

8、組裝后球罐的調(diào)整17</p><p><b>　　5焊接操作18</b></p><p>　　5.1預制片組裝焊接18</p><p><b>　　5.2定位焊19</b></p><p>　　5.3球罐的焊接順序20</p><p>　　5.4焊縫的焊接工藝20

9、</p><p>　　6焊后處理和焊后檢驗22</p><p>　　6.1焊后球罐整體熱處理22</p><p>　　6.2焊后檢驗22</p><p><b>　　總結(jié)23</b></p><p><b>　　致謝24</b></p><p&g

10、t;<b>　　參考文獻25</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　隨著鍋爐、壓力容器和管道工作參數(shù)的大幅度提高及運用領(lǐng)域的不斷擴展，對焊接技術(shù)提出了愈來愈高的要求。就目前而言，焊接已經(jīng)廣泛用于機械、石油、交通、航空航天、制造安裝、核能等各個行業(yè)，幾乎遍及工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。有報道稱，發(fā)達國家全國全年鋼生產(chǎn)量的百

11、分之四十到百分之五十的鋼材是用于焊接結(jié)構(gòu)件，由此可見，焊接技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著極其重要的地位。</p><p>　　近幾年中國經(jīng)濟發(fā)展的很快，制造安裝行業(yè)發(fā)展更是迅速，而焊接作為制作安裝行業(yè)的支柱，在行業(yè)中就顯現(xiàn)出不可替代的地位。其中壓力儲罐的制造安裝就是典型的代表。</p><p>　　由于我國經(jīng)濟的快速發(fā)展我國人民生活水平的提高，能源消耗急劇增長，我國的石油需求量大量提升?，F(xiàn)在，我國

12、已經(jīng)成了石油進口國，石油已經(jīng)成為了國家發(fā)展的重要戰(zhàn)略物資，它直接關(guān)系到我國的國民經(jīng)濟發(fā)展和社會的穩(wěn)定，石油儲備成為了國家任務的重中之重。因此儲罐的建造業(yè)發(fā)展也極為迅速。其中，球罐的增長速度很快，1981年我國大約擁有1100臺球罐，到1985年增加至約1800臺，而到1993年數(shù)量增加到3107臺，在這12年間每年約增加150臺，至1996年全國已經(jīng)有了近5000臺球罐，這四年間平均每年建造約四百臺球罐，相比1981年，增長率達到了驚人

13、的百分之四百。就目前的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，我國現(xiàn)有大約萬臺。其中大部分的球罐是用于儲存液化石油氣、天然氣。</p><p>　　球罐建造的速度之所以如此的快，是因為人們越來越認識到使用球罐的合理性。在相同容積的壓力儲罐之間相比，球罐的表面積最小，其消耗的材料最少，具有節(jié)省鋼材、降低成本的作用。同時球罐的受力最均勻，在相同直徑和工作壓力下，其所受內(nèi)力最小。</p><p>　　然而，任何事物都有它

14、好的一面和不好的一面。球罐雖然耗材最少，受力最均勻，但是其制造工藝較復雜、加工費用較高。此外，球罐直徑較大，不便于運輸如100立方米容積的球罐，直徑就達到11.28米要運輸一個直徑11.28米的大球何其困難，因此球罐必須現(xiàn)場組裝。而100立方米的圓筒狀則可以在制造廠中預制，然后運輸出廠。</p><p>　　目前，我國的球罐制造業(yè)發(fā)展雖快，但總體制造水平還很低，某些加工手段及工藝措施還相對落后。因此在原有的穩(wěn)定制

15、造工藝下，我們還是要尋求突破創(chuàng)新。</p><p>　　本次設(shè)計中的400立方米球罐用于儲存氮氣，屬于中小型容積的球罐，現(xiàn)在，400立方米的球罐在國內(nèi)運用較為廣泛，主要用于儲存燃氣或是液化石油氣。本次的球罐焊接工藝設(shè)計目的是使我所學到的焊接技術(shù)及自動化的專業(yè)理論知識能夠運用到實際生產(chǎn)當中去，并最終完成畢業(yè)設(shè)計工。在設(shè)計工作過程中，采取“邊設(shè)計，邊學習，邊調(diào)研，邊改進”的“四級”原則，真正做到理論與實際相結(jié)合，力求

16、達到學以致用，并為自己以后參加工作，打好理論知識基礎(chǔ)，積累實際工作經(jīng)驗。</p><p><b>　　1球罐的概況</b></p><p><b>　　1.1主要技術(shù)參數(shù)</b></p><p>　　球罐的主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。</p><p>　　表1 球罐的主要技術(shù)參數(shù)</p>

17、<p><b>　　1.2結(jié)構(gòu)形式圖</b></p><p>　　球罐一般由球殼板、支柱、拉桿、人孔、接管等部件組成。球殼是球罐的主體,球罐由多塊壓制成球面的球殼組焊而成。本設(shè)計所施工的400m3球罐屬五帶混合式結(jié)構(gòu),14個支柱,球罐內(nèi)徑26800mm,罐體總高為28400mm。其特點是球罐的赤道帶、上溫帶、下溫帶的球殼(每帶28塊)按桔瓣分割,上、下極帶按足球瓣分割(每帶7塊)

18、,五帶拼裝成球體。球罐的典型結(jié)構(gòu)圖如圖1所示.。</p><p>　　圖1 球罐的典型結(jié)構(gòu)</p><p>　　本設(shè)計中得球罐采用的是混合式5帶形式，分為上級，赤道帶、下級上溫帶和下溫帶，簡圖如圖1所示。</p><p><b>　　1.3殼體材料分析</b></p><p>　?。ㄒ唬?、化學成分分析</p>

19、<p>　　殼體采用Q345低合金鋼，其化學成分如表二所示。</p><p>　　表2 Q345低合金鋼的化學成分表</p><p>　?。ǘ?、力學性能分析</p><p>　　Q345的力學性能如表3所示。</p><p>　　表3 Q345的力學性能</p><p>　　1.4球罐的主要焊接缺陷

20、</p><p>　　球罐焊接除應避免一般焊縫缺陷外，尤其要防止變形和裂紋這兩種缺陷。</p><p><b>　　(一)變形</b></p><p>　　焊縫橫向收縮往往產(chǎn)生角變形，即焊縫產(chǎn)生內(nèi)凹或外凸。另外，環(huán)向焊縫縱向收縮造成球罐相對應的直徑縮小，形成赤道帶直徑小，而極板則向外凸起。</p><p>　　球罐變形不

21、僅是外觀質(zhì)量問題，而且將導致應力集中和附加應力。嚴重削弱球罐承壓能力，影響安全。因此，必須正確地組裝焊接，盡量減小變形。</p><p><b>　　(二)裂紋</b></p><p>　　球罐鋼板厚度大，材質(zhì)強度高，成型后剛性大，焊接應力比較大，如果在材料選用、施工及焊接工藝中稍有忽略，將會產(chǎn)生嚴重的焊接裂紋，威脅球罐的安全使用。</p><p&

22、gt;　　球罐焊接裂紋可能發(fā)生在焊縫，也可能發(fā)生在熱影響區(qū)；既可能是縱向裂紋，既可能是橫向裂紋，也可能在焊接過程中產(chǎn)生熱裂紋，也可以在焊接后相當一般時間出現(xiàn)延遲裂紋(又稱冷裂紋)。對于低合金高強度鋼，延遲裂紋出現(xiàn)的傾向性更大。</p><p>　　因此，不論是選用材料，或是制定工藝和操作過程，每一個環(huán)節(jié)都必須密切注視焊接裂紋出現(xiàn)的可能性。</p><p><b>　　2焊接初步分

23、析</b></p><p><b>　　2.1焊接性分析</b></p><p>　　碳當量(Ceq)的計算 </p><p>　　Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5 </p><p>　　計算Ceq=0.49%，大于0.45%，可見Q345鋼焊接性能不是很好，需要在焊接

24、時制定嚴格的工藝措施。</p><p>　　2.2 Q345鋼在焊接時易出現(xiàn)的問題</p><p>　?。ㄒ唬?熱影響區(qū)的淬硬傾向 </p><p>　　Q345鋼在焊接冷卻過程中，熱影響區(qū)容易形成淬火組織-馬氏體，使近縫區(qū)的硬度提高，塑性下降。結(jié)果導致焊后發(fā)生裂紋。 </p><p>　?。ǘ?冷裂紋敏感性 </p><

25、;p>　　Q345鋼的焊接裂紋主要是冷裂紋。</p><p>　　2.3焊接方法的選擇</p><p>　　因為400m³球罐的體積較大，需要焊接的區(qū)域較廣，因此在本設(shè)計中采用靈活性大的手工電弧焊。</p><p>　　2.4焊接材料的選擇</p><p>　　Q345屬于低合金高強度鋼，它的冷裂紋傾向較大，國內(nèi)外普遍都采用堿

26、性低氫型焊條，因為這種焊條韌性高，抗裂性能好。同時考慮到焊接接頭與母材等強度的原則，因此選用E5015焊條。</p><p><b>　　2.5施焊環(huán)境</b></p><p>　　當施焊環(huán)境出現(xiàn)下列任一情況，且無有效防護措施時嚴禁施焊。</p><p><b>　　雨天及雪天。</b></p><p&

27、gt;　　風速超過8m/s，相當于V級風。</p><p>　　,環(huán)境溫度在-5°C以下。</p><p>　　相對濕度在90%以上。</p><p>　　尤其指出，焊機環(huán)境溫度和相對濕度在距球罐表面500~100mm處測得。</p><p><b>　　2.6焊工資格</b></p><p

28、>　　從事球罐焊接的焊工，需按有關(guān)規(guī)定進行培訓與考核，取得焊工資格證后，才能在有效期間擔任處于資格范圍內(nèi)的工作。</p><p>　　對停止焊接工作6個月以上的焊工在參加施焊前，應該對其重新進行技能考試。對每一個特證焊工，頒發(fā)識別鋼印。根據(jù)產(chǎn)品施焊記錄中的焊工姓名和鋼印，每月統(tǒng)計一次，以證實其資格的連續(xù)性。</p><p><b>　　3焊前準備</b><

29、/p><p>　　3.1焊條的干燥和選擇</p><p>　　焊條應該存放在通風良好、干燥的位置，溫度應該控制在10~25°C。相對濕度應該小于60%以防止焊條受潮變質(zhì)。焊條使用前要進行烘干，擁有降低擴散氫含量，防止產(chǎn)生裂紋及氣孔等缺陷。</p><p>　　對于E5015焊條，烘干溫度達到350°C~400°C，保溫時間2h。烘干后的焊條

30、應該放置在溫度為100°C~150°C的恒溫筒中保存。焊條在保溫筒中超過4h后應該重新烘干，焊條不宜重復烘干兩次。</p><p>　　焊條直徑的選擇由表4所示。</p><p>　　因為本設(shè)計中球罐的壁厚為40mm，為了避免焊縫組織粗大，造成沖擊韌性下降，必須采用小規(guī)范焊接。具體措施為：選用小直徑焊條、窄焊道、薄焊層、多層多道焊的焊接工藝。焊道德寬度不大于焊條的3倍，

31、焊層厚度不大于5mm。第一層至第三層采用Ф4.0，第四至第六層采用Ф5.0電焊條。因此本設(shè)計中選用的焊條直徑是4.0mm和5.0mm兩種。</p><p>　　3.2焊接電流的選擇</p><p>　　焊機電流大小選擇恰當與否直徑影響到焊接的最終質(zhì)量。焊接電流過大可以提高生產(chǎn)率，并使熔透深度增加，但是容易出現(xiàn)咬邊、焊穿、增加焊件變形和金屬飛濺量，也會使焊接接頭的組織由于過熱而發(fā)生變化，并增

32、大氣孔傾向，尤其是在立焊操作時熔池難以控制，容易出現(xiàn)焊瘤，弧長增加，就會長生咬邊。焊接電流過小，使電弧不穩(wěn)定，熔透深度減小，容易出現(xiàn)未焊透、未熔合、夾渣及脫節(jié)等缺陷。焊接電流應該根據(jù)板件厚度、頭形式、焊接位置、焊接層數(shù)、焊條類型、焊條直徑和焊接經(jīng)驗等因素綜合考慮。對于一定直徑的焊條有一個合適的焊接電流范圍如表5所示。</p><p>　　表5焊接電流和焊條直徑的關(guān)系</p><p>　　在

33、相同焊條直徑的條件下，平焊是焊接電流可大些，其他位置焊接電流應小些；在相同條件下，堿性焊條使用的焊接電流一般可比酸性焊條小10%左右否則焊縫中容易產(chǎn)生氣孔。綜合以上因素我們在焊接第一層到第三層選用焊接電流為120~180A,第四層以后選用的焊接電流為160~200A。</p><p><b>　　3.3焊接速度</b></p><p>　　焊接速度是表征焊接生產(chǎn)效率的

34、主要參數(shù)合理選擇焊接速度對保證焊接質(zhì)量尤為重要。焊接速度應該均有適當，既要保證焊透又要保證不焊穿，同時還要使焊縫寬度和余高等符合設(shè)計要求。焊速過快使熔池溫度不夠，易造成未焊透、未熔合，焊縫成形不良等缺陷。焊速過慢，使高溫時間長，熱影響區(qū)寬度增加，焊接接頭的晶粒變粗機械性能降低，焊件的變形量的增大，同時焊速過慢還會使每層的層數(shù)增大，導致熔渣倒流，形成夾渣等缺陷。</p><p><b>　　3.4電弧電壓

35、</b></p><p>　　焊接過程中合理的控制電弧長度是保證焊縫質(zhì)量穩(wěn)定的重要因素。焊條電弧焊電弧電壓主要由電弧長度決定的。電弧長度越大，電弧電壓越高，電弧長度越短，電弧電壓越小。。電弧過長對熔化金屬保護差，空氣中的氧、氮等有害氣體容易侵入使焊縫產(chǎn)生氣孔，焊接金屬的機械性能降低。但弧長也不易太短，若弧長過短，就會引起粘條現(xiàn)象，且由于電弧對熔池的表面壓力過大，不利于熔池的攪拌，使熔池中氣體及熔渣上浮

36、受阻從而引起氣孔、夾渣等缺陷的產(chǎn)生。</p><p>　　3.5焊接層數(shù)的選擇</p><p>　　焊接層數(shù)主要根據(jù)焊件厚度、焊條直徑、坡口形式和裝配間隙來確定?？勺鋈缦陆乒浪悖?lt;/p><p><b>　　n=δ/d</b></p><p>　　式中，n為焊接層數(shù)；δ為焊件厚度（mm）；d為焊條直徑（mm），本設(shè)計中

37、我們選擇的焊件厚度為40mm焊條直徑為5mm，所以我們需要焊8層。</p><p><b>　　3.6坡口形式</b></p><p>　　坡口形狀和尺寸對球罐的幾何形狀及焊接質(zhì)量影響很大，球殼板預制片的對接焊縫，本設(shè)計中我們采用不對稱X形坡口和V型坡口，大坡口一般應為地球殼板外側(cè)。鈍邊的尺寸一般選在0.5—1mm之間，坡口20mm以內(nèi)處用磨光機打磨，并將表面的鐵銹、

38、油污等清除干凈，露出金屬光澤。</p><p><b>　　3.7焊機的選擇</b></p><p>　　本設(shè)計中我們選用弧焊整流器，它具有噪音小、效力高、成本低和制造維護簡單等優(yōu)點，具體型號為我們常用的ZXG-400弧焊整流器。它可焊接的材料有：碳鋼、合金鋼、不銹鋼（使用于各種焊條的焊接）；焊接厚度適用于2mm以上厚度的材料；焊接位置：適用于各種位置的焊接，平焊、

39、立焊、橫焊，仰焊。</p><p>　　焊前應對焊機進行試焊，確認焊機的引弧性能和穩(wěn)定性能好，工藝的調(diào)節(jié)方便、靈活、方可使用。</p><p><b>　　3.8焊前預熱</b></p><p>　　適當?shù)念A熱溫度降低了焊縫冷卻速度，可使氫更易從焊縫熔池向大氣中擴散，減少了焊縫中擴散氫的含量，減小溫差應力。預熱范圍一般為坡口兩側(cè)三倍于球殼板厚度

40、并且不小于100mm，當環(huán)境溫度低時應該增加預熱溫度和預熱范圍。對縱焊縫應整條焊縫同時預熱，不能分段預熱。</p><p><b>　　4球罐的裝配</b></p><p>　　4.1球罐的組裝方法</p><p>　　球罐安裝是將支柱坐落在球罐基礎(chǔ)上并以此為支撐,在空中將球殼用工卡具組裝為一體,并依序進行其后的焊接和檢驗等工作,最終交付使用。

41、因球罐組裝全部為高空作業(yè),必須借助干操作腳手架來完成每塊殼板之間的連接。 </p><p>　　整體組裝法指在球罐的基礎(chǔ)上把球殼板用工卡具逐一組裝成球,而后一并焊接的方法。它的安裝工程可大致分為二個階段,組裝階段和焊接階段。這種方法有利于球體定位,穩(wěn)定性好,還可節(jié)約大量的安裝輔助材料,由于生產(chǎn)專業(yè)性強,給生產(chǎn)管理和生產(chǎn)速度的提高帶來很大優(yōu)勢,尤其是對大型球罐的安裝。 </p><p>　　

42、整體組裝法一般有二種形式 </p><p>　?。ㄒ唬﹩纹M裝法 又稱散裝法,即把單張球瓣逐一組裝成型的方法。這種方法由于單片組裝,故不需要很大起吊能力的機具和安裝場地,準備工作量小,組裝速度快,且球體的組裝精度易于保證,組裝應力小。 </p><p>　　單片組裝法由于散裝的特點,它的高空作業(yè)量較多,要求全位置焊接的技術(shù)也較為嚴格,焊工操作勞動強度大,對球瓣的幾何尺寸及形狀要求也高,且需

43、相當數(shù)量的工夾具。 </p><p>　　隨著球罐專用材料的出現(xiàn)(寬長板材的出現(xiàn))球罐的單張球瓣就有相當面積和重量,這樣單片組裝法對各種球罐的組裝,特別是大型球罐的組裝顯得尤為優(yōu)越。 </p><p>　?。ǘ┢创笃M裝法 是在胎具上把已預裝編號后的各帶板中,把相鄰的二張或更多的球瓣拼接成較大的一組合瓣(視單張球瓣的大小,以及起吊能力而定),然后吊裝各組合瓣成球。 </p>

44、<p>　　拼大片組裝法由于部分球瓣在地面進行組焊,故可采用各種不同的自動焊接手段進行焊接,大大提高這部分縱縫的焊接質(zhì)量,并減少了部分高空作業(yè)量和工夾具的數(shù)量。當然,需要相應提高起重的能力。這種方法對于單張球瓣不大的球罐組裝是加快工程進度,提高質(zhì)量的一種途徑。通常應用在較小容積球罐的安裝上。 </p><p>　　4.2球罐零部件復驗 </p><p>　　球瓣的曲率及外形尺寸

45、的好壞,會直接影響球罐的安裝質(zhì)量和施工進度。所以,在安裝之前對球瓣的曲率及尺寸精度必須嚴格檢查。球瓣檢查應在胎具上進行。 </p><p>　　4.3殼板定位塊及吊點的布置和焊接 </p><p>　　根據(jù)球罐組裝和施工作業(yè)的需要,要在球殼板上焊上一些必要的臨時焊件,包括組裝用定位塊、吊耳、掛鼻等。所有臨時焊件均在地面焊接完成,盡量減少高空作業(yè)的工作量,給安裝工作提供便利條件。定位塊設(shè)置于

46、殼板內(nèi)表面,其間距視殼板厚度及幾何尺寸而定,大約在800~1000mm之間。在赤道帶板的赤道線與殼板坡口相交處焊上定位檔鐵,用以保證球罐組裝時球殼赤道線在同一平面上。帶支柱赤道帶板的定位檔鐵焊于赤道線下緣并露出板面20mm左右,不帶支柱赤道帶板的定位檔鐵焊于赤道線上緣,與殼板坡口面平齊。吊耳的布置根據(jù)吊裝要求,吊耳位置的選擇要滿足殼板吊起后,在空中具備與殼板就位時相同的傾斜角度。 </p><p>　　4.4操作

47、腳手架形式 </p><p>　　球罐的內(nèi)腳手架通常為傘形腳手架、滿堂腳手架和三角腳手架幾種形式。 </p><p>　　滿堂腳手架主要采用鋼管桿件和扣件連接結(jié)構(gòu),具有工作可靠和適應性強等優(yōu)點。由于球罐檢測需要,腳手架必須反復搭拆,這種結(jié)構(gòu)對于大型球罐而言,工作量繁重,影響工效。 </p><p>　　傘形腳手架是借助于組裝用的中心柱架設(shè)的一種設(shè)施,是由中心柱、多層

48、三角形架和跳板組成。在大型球罐上的應用弊端與滿堂腳手架相同,而且,由于高度原因,中心柱的抗彎曲穩(wěn)定性較差,存在作業(yè)安全隱患。 </p><p>　　三角腳手架是由三角托架,掛鼻,鋼跳板等組成。三角托架一般采用角鋼制作,由水平桿、支撐桿和固定桿構(gòu)成一個三角形框架。球罐組裝前,將三角托架固定桿端部固定在球殼掛鼻上,并在其水平桿上綁固鋼跳板,作為操作平臺。 </p><p>　　三角腳手架由于支

49、撐結(jié)構(gòu)的因素,水平桿長有一定限制,通常使用在仰角不大的工作面,一般設(shè)于赤道帶內(nèi)、外壁,在上半球設(shè)于外壁,下半球設(shè)于內(nèi)壁。三角腳手架裝設(shè)比較靈活,可重復利用,不受球罐規(guī)格影響。</p><p>　　4.5球殼板的組裝過程及組裝后球罐的調(diào)整</p><p>　　球形儲罐作為一種儲存壓力容器,在燃氣行業(yè)得到了廣泛應用。由于球罐體積、直徑較大,不能整體運輸,所以必須在制造廠壓制球片,加工制造支柱、

50、組焊接管等部件,然后運到使用現(xiàn)場進行組裝焊接。因此,球罐的現(xiàn)場組裝就成為球罐建造過程中一個十分重要的環(huán)節(jié)。吊裝順序如下: </p><p>　　赤道帶板—下溫帶板—下極帶側(cè)板—下極帶邊板—上溫帶板—上極帶側(cè)板上極帶邊板—上極帶中板—下極帶中板 </p><p>　　吊裝前,在地面上將三角托架安裝在設(shè)置于每塊球殼板的掛鼻上,并在帶支柱赤道帶板、下溫帶板和下極帶邊板內(nèi)側(cè)和上溫帶板外側(cè)的掛鼻上、

51、鋪設(shè)跳板并綁扎牢固,之后進行殼板的吊裝。 </p><p>　　首先吊起一塊帶支柱赤道帶板就位于球罐基礎(chǔ)上,吊起另一塊帶支柱赤道帶板就位于相鄰基礎(chǔ)上,之后吊起一塊不帶支柱赤道帶板(不帶跳板),插入兩塊已就位的球殼板之間,操作人員通過爬梯到達帶支柱赤道帶板的各層操作平臺,通過卡具固定赤道帶板,然后向不帶支柱赤道帶板上的三角托架上鋪設(shè)連接跳板,閉合操作平臺,同樣方法直至完成赤道帶板的吊裝。 </p>&

52、lt;p>　　為減少高空作業(yè)工作量,預先在地面將每兩塊溫帶板連接部位調(diào)整點焊為一體,進行吊裝就位。先安裝一塊下溫帶板,就位后進行相鄰溫帶板的安裝,依次完成除下極帶中板以外的下部各板的吊裝。為施工操作方便,下極帶中板暫不安裝,待球罐其余焊縫焊接及檢驗完成后,進行安裝組焊。下部殼板安裝完畢后,操作人員從罐內(nèi)赤道帶板上端安裝赤道帶上環(huán)縫下外部掛架并搭設(shè)跳板和圍欄,進行上溫帶板的吊裝時,操作人員從罐外利用赤道帶板和上溫帶板的外側(cè)掛架形成的

53、平臺上完成上溫帶各板的組裝工作。采用同樣方法,完成上極帶各板的吊裝。 </p><p>　　殼板吊裝完成后,還要進行必要的調(diào)整,方能達到后續(xù)工序的要求。包括支柱的徑向和周向垂直度、球罐的橢圓度、焊縫的對口間隙、錯邊量、棱角度等。通過調(diào)整,須保證在球罐焊接前各部位組裝質(zhì)量滿足允差要求。 </p><p><b>　　5焊接操作</b></p><p&

54、gt;　　5.1預制片組裝焊接</p><p>　　預制片組裝焊接應在焊接胎具上進行。實距證明，在凹形胎具上組裝比較容易，因此，一般是點焊內(nèi)部，先焊外焊縫，后焊內(nèi)焊縫。由于每片重量較大，翻轉(zhuǎn)較難，一般都是將外焊縫全部焊完再焊接內(nèi)焊縫。</p><p>　　焊接外焊縫時，把固定點焊好的預制片放到焊接外焊縫胎具上，不加任何約束進行焊接。如三個焊工同時施焊，可按圖2所示的位置、方向和順序進行，由

55、焊縫端部開始焊至預制片的中心最高點，再從另一端焊起至最高點相接，多層焊的順序均相同。</p><p>　　圖2外焊縫的焊接順序</p><p>　　預制片外焊縫施焊完成后，翻轉(zhuǎn)過來放入焊接內(nèi)焊縫胎具上，先進行碳弧氣刨清除焊根。預制片四周邊緣用卡具進行半剛性固定，使預制片的弧度與內(nèi)弧樣板完全吻合。把焊縫的兩端點點焊固定，防止施焊變形。施焊位置、方向和順序可按圖3所示進行。</p>

56、<p>　　圖3內(nèi)焊縫的焊接順序</p><p><b>　　5.2定位焊</b></p><p>　　定位焊的目的是為了在裝配時固定焊接機構(gòu)各個零部件間的相對位置，定位焊的質(zhì)量往往直接影響到焊縫的質(zhì)量，因此必須認真對待。定位焊采用不對稱X型坡口，破口角度的允許偏差為±2º30，坡口鈍邊及坡口深度的允許偏差為±1.5mm，

57、焊3層。</p><p>　　定位焊前，需在定位焊焊接處至少150mm范圍內(nèi)進行預熱，選擇與球罐焊接相同的預熱溫度，即100-150℃。在一般情況下，層間溫度等于預熱溫度，因此選取層間溫度為130℃。</p><p>　　5.3球罐的焊接順序</p><p>　　焊接順序的制訂主要是使焊接應力減小，并均勻分布，將焊接變形控制在最小范圍內(nèi)，并防止冷裂紋的產(chǎn)生。施焊順序

58、的原則是先焊接縱焊縫，后焊接環(huán)焊縫；先焊接大坡口面焊縫，后焊接小坡口面焊縫；先焊接赤道帶焊縫，后焊接溫帶焊縫，最后焊接極板焊縫。例如，由五環(huán)帶組成的球罐可按下述兩大階段進行焊接。</p><p>　　（一）散裝球罐的焊接順序</p><p>　　赤道帶外側(cè)縱縫→下溫帶外側(cè)縱縫→上溫帶外側(cè)縱縫→赤道帶內(nèi)側(cè)縱縫→下溫帶內(nèi)側(cè)縱縫→上溫帶內(nèi)側(cè)縱縫→上下外側(cè)大環(huán)縫→上下內(nèi)側(cè)大環(huán)縫→上外側(cè)小環(huán)縫→上內(nèi)

59、側(cè)小環(huán)縫→下外側(cè)小環(huán)縫→下內(nèi)側(cè)小環(huán)縫。</p><p>　?。ǘ┥舷聵O板、人孔凸緣的焊接順序</p><p>　　極板外側(cè)平縫→極板內(nèi)側(cè)平縫→人孔凸緣外側(cè)焊縫→極板接管外側(cè)焊縫→人孔凸緣內(nèi)側(cè)焊縫→極板接管內(nèi)側(cè)焊縫。</p><p>　　（三）上支柱與下支柱的組焊 </p><p>　　支柱與赤道帶板的組對必須在鋼制平臺上進行,支柱通常分兩段

60、,上段支柱與赤道帶板的組焊工作在制造廠已經(jīng)完成,安裝前需要在平臺上將下段支柱與上段支柱組焊為一體,根據(jù)赤道帶板的幾何尺寸在鋼制平臺上焊上定位檔塊,將帶支柱赤道帶板凹面向下放置干檔塊內(nèi),之后連接下段支柱,并用水準儀檢查上下段支柱的標高,隨時用設(shè)于下段支柱下部的千斤頂調(diào)整,同時檢查支柱與赤道帶板軸線的平行度、支柱直線度、長度,合格后進行支柱焊接。 </p><p>　　5.4焊縫的焊接工藝</p>&l

61、t;p>　?。ㄒ唬┛v縫的立焊焊接工藝</p><p>　　赤道帶和上下溫帶(及寒帶)的縱縫可由數(shù)名焊工組成的施焊組進行對稱焊接。一般可每隔一條或兩條縫安排一名焊工。焊接時，數(shù)名焊工同時開焊，焊接速度基本保持一致。對于厚度為40mm的球殼板，焊接層次是外焊縫8層，內(nèi)焊縫6層左右。焊接赤道帶縱縫按立焊焊接規(guī)范進行；上溫帶呈平立焊位置，焊接速度可稍快；下溫帶呈仰立位置，焊接速度應放慢些?！『附訒r預熱溫度為125～

62、150℃，層間溫度不超過預熱溫度。</p><p>　　（二）環(huán)縫的橫焊焊接工藝</p><p>　　上下大環(huán)縫和小環(huán)縫均處于橫焊縫位置，可均布數(shù)名焊工同時自左向右施焊。橫焊預熱溫度為145～165℃。</p><p>　　6焊后處理和焊后檢驗</p><p>　　6.1焊后球罐整體熱處理</p><p>　　熱處理可

63、采用內(nèi)部燃燒法，即在球罐內(nèi)部布置一個或若干個燃燒噴嘴，燃燒氣體或液體燃料。也可采用熱風加熱法或爆炸能法。球罐外可采用玻璃棉等保溫材料保溫。罐外壁均勻布置若干熱電偶控制及測量溫度。按照預先設(shè)計的熱處理工藝曲線進行升溫和退火。</p><p>　　球罐的焊后整體熱處理是為了消除焊接殘余應力等有害影響并改善焊縫性能，把球罐整體加熱到某一溫度，經(jīng)一定時間保溫，然后冷卻的工藝過程。焊接殘余應力隨著退火溫度的升高而降低，當加

64、熱到600℃時，殘余應力幾乎完全消除。</p><p><b>　　6.2焊后檢驗</b></p><p>　　根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》的要求，焊口采用超聲波探傷法進行檢驗，檢驗比例為100%，檢驗結(jié)果完全合格。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計是對我們

65、知識運用能力的一次全面考核，也是對我們進行科學研究基本功的訓練，它充分的體現(xiàn)出了學以致用的道理。培養(yǎng)我們綜合運用所學知識獨立地分析問題和解決問題的能力，為以后的學習和工作打下了堅實的基礎(chǔ)。雖然這次畢業(yè)設(shè)計完成了，但是這這個過程中還有許多不完善的地方，我會在以后的工作和學習中努力學習，使我的理論知識和實際操作水平進一步的完善。</p><p><b>　　致謝</b></p>&

66、lt;p>　　本次設(shè)計能夠順利完成，首先要感謝我的母?！?*，是他為我提供了學習學習知識的土壤，使我在這里茁壯成長；其次要感謝我的老師，他們不僅教會了我專業(yè)方面的知識，而且教會了我做人做事的道理；最重要的是，我要感謝在本次設(shè)計中我的指導老師，每有問題，老師總是耐心的解答，使我能夠充滿熱情的投入到畢業(yè)設(shè)計中去。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><

67、;p>　　[1] 王紅光 金屬結(jié)構(gòu)展開下料與成形技術(shù) 北京 化學工業(yè)出版社 2009.</p><p>　　[2]. 趙熹華 壓焊方法及設(shè)備 北京 機械工業(yè)出版社 2005.</p><p>　　[3] 王純祥 焊接工裝夾具設(shè)計及應用. 北京 化學工業(yè)出版社 2011.</p><p>　　[4] 趙熹華

68、 焊接檢驗 . 北京 機械工業(yè)出版社 1993.</p><p>　　[5] 鄧洪軍 焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn). 北京 機械工業(yè)出版社 2009.</p><p>　　[6] 張連生 金屬材料焊接. 北京 機械工業(yè)出版 2002.</p><p>　　[7] 王