400立方米球罐畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)中的低壓儲(chǔ)罐為容積為400m3球罐，其用途為貯存氮?dú)猓瑲んw材料為Q345。本文對(duì)其母材及其焊接性做了簡(jiǎn)要的分析，并以此為基礎(chǔ)選擇了球罐焊前的預(yù)熱溫度、焊接方法、焊機(jī)型號(hào)和焊接材料。預(yù)熱溫度為120～140℃，焊接方法為手工電弧焊，焊機(jī)型號(hào)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(diǎn)，結(jié)合所選用的焊接方法、設(shè)備及材料，制定了針對(duì)各條焊縫的合理可行的焊接工藝。圍繞著球罐的焊接過(guò)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(jìn)行一系列的焊后處理，包括焊后熱處理、無(wú)損檢測(cè)等。</p><p>　　關(guān)鍵詞：低壓儲(chǔ)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(shí)易出現(xiàn)的問(wèn)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(zhǔn)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(jī)的選擇14</p><p>　　3.8焊前預(yù)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(fù)驗(yàn)16</p><p>　　4.3殼板定位塊及吊點(diǎn)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(guò)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(yù)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(yàn)22</p><p>　　6.1焊后球罐整體熱處理22</p><p>　　6.2焊后檢驗(yàn)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(xiàn)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(yùn)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，對(duì)焊接技術(shù)提出了愈來(lái)愈高的要求。就目前而言，焊接已經(jīng)廣泛用于機(jī)械、石油、交通、航空航天、制造安裝、核能等各個(gè)行業(yè)，幾乎遍及工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。有報(bào)道稱，發(fā)達(dá)國(guó)家全國(guó)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(jiàn)，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(guó)經(jīng)濟(jì)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(chǔ)罐的制造安裝就是典型的代表。</p><p>　　由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展我國(guó)人民生活水平的提高，能源消耗急劇增長(zhǎng)，我國(guó)的石油需求量大量提升。現(xiàn)在，我國(guó)

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

13、的百分之四百。就目前的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，我國(guó)現(xiàn)有大約萬(wàn)臺(tái)。其中大部分的球罐是用于儲(chǔ)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?yàn)槿藗冊(cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到使用球罐的合理性。在相同容積的壓力儲(chǔ)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(shí)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(fù)雜、加工費(fèi)用較高。此外，球罐直徑較大，不便于運(yùn)輸如100立方米容積的球罐，直徑就達(dá)到11.28米要運(yùn)輸一個(gè)直徑11.28米的大球何其困難，因此球罐必須現(xiàn)場(chǎng)組裝。而100立方米的圓筒狀則可以在制造廠中預(yù)制，然后運(yùn)輸出廠。</p><p>　　目前，我國(guó)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(duì)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(jì)中的400立方米球罐用于儲(chǔ)存氮?dú)猓瑢儆谥行⌒腿莘e的球罐，現(xiàn)在，400立方米的球罐在國(guó)內(nèi)運(yùn)用較為廣泛，主要用于儲(chǔ)存燃?xì)饣蚴且夯蜌狻１敬蔚那蚬藓附庸に囋O(shè)計(jì)目的是使我所學(xué)到的焊接技術(shù)及自動(dòng)化的專業(yè)理論知識(shí)能夠運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中去，并最終完成畢業(yè)設(shè)計(jì)工。在設(shè)計(jì)工作過(guò)程中，采取“邊設(shè)計(jì)，邊學(xué)習(xí)，邊調(diào)研，邊改進(jìn)”的“四級(jí)”原則，真正做到理論與實(shí)際相結(jié)合，力求

16、達(dá)到學(xué)以致用，并為自己以后參加工作，打好理論知識(shí)基礎(chǔ)，積累實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)。</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(jì)所施工的400m3球罐屬五帶混合式結(jié)構(gòu),14個(gè)支柱,球罐內(nèi)徑26800mm,罐體總高為28400mm。其特點(diǎn)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(jì)中得球罐采用的是混合式5帶形式，分為上級(jí)，赤道帶、下級(jí)上溫帶和下溫帶，簡(jiǎn)圖如圖1所示。</p><p><b>　　1.3殼體材料分析</b></p><p>　　（一）、化學(xué)成分分析</p>

19、<p>　　殼體采用Q345低合金鋼，其化學(xué)成分如表二所示。</p><p>　　表2 Q345低合金鋼的化學(xué)成分表</p><p>　　（二）、力學(xué)性能分析</p><p>　　Q345的力學(xué)性能如表3所示。</p><p>　　表3 Q345的力學(xué)性能</p><p>　　1.4球罐的主要焊接缺陷

20、</p><p>　　球罐焊接除應(yīng)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(duì)應(yīng)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(wèn)題，而且將導(dǎo)致應(yīng)力集中和附加應(yīng)力。嚴(yán)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(qiáng)度高，成型后剛性大，焊接應(yīng)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(huì)產(chǎn)生嚴(yán)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(guò)程中產(chǎn)生熱裂紋，也可以在焊接后相當(dāng)一般時(shí)間出現(xiàn)延遲裂紋(又稱冷裂紋)。對(duì)于低合金高強(qiáng)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(guò)程，每一個(gè)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(dāng)量(Ceq)的計(jì)算 </p><p>　　Ceq=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5 </p><p>　　計(jì)算Ceq=0.49%，大于0.45%，可見(jiàn)Q345鋼焊接性能不是很好，需要在焊接

24、時(shí)制定嚴(yán)格的工藝措施。</p><p>　　2.2 Q345鋼在焊接時(shí)易出現(xiàn)的問(wèn)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(guò)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(dǎo)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?yàn)?00m³球罐的體積較大，需要焊接的區(qū)域較廣，因此在本設(shè)計(jì)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(qiáng)度鋼，它的冷裂紋傾向較大，國(guó)內(nèi)外普遍都采用堿

26、性低氫型焊條，因?yàn)檫@種焊條韌性高，抗裂性能好。同時(shí)考慮到焊接接頭與母材等強(qiáng)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(dāng)施焊環(huán)境出現(xiàn)下列任一情況，且無(wú)有效防護(hù)措施時(shí)嚴(yán)禁施焊。</p><p><b>　　雨天及雪天。</b></p><p&

27、gt;　　風(fēng)速超過(guò)8m/s，相當(dāng)于V級(jí)風(fēng)。</p><p>　　,環(huán)境溫度在-5°C以下。</p><p>　　相對(duì)濕度在90%以上。</p><p>　　尤其指出，焊機(jī)環(huán)境溫度和相對(duì)濕度在距球罐表面500~100mm處測(cè)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(jìn)行培訓(xùn)與考核，取得焊工資格證后，才能在有效期間擔(dān)任處于資格范圍內(nèi)的工作。</p><p>　　對(duì)停止焊接工作6個(gè)月以上的焊工在參加施焊前，應(yīng)該對(duì)其重新進(jìn)行技能考試。對(duì)每一個(gè)特證焊工，頒發(fā)識(shí)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(jì)一次，以證實(shí)其資格的連續(xù)性。</p><p><b>　　3焊前準(zhǔn)備</b><

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

30、應(yīng)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(guò)4h后應(yīng)該重新烘干，焊條不宜重復(fù)烘干兩次。</p><p>　　焊條直徑的選擇由表4所示。</p><p>　　因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)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(jì)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(jī)電流大小選擇恰當(dāng)與否直徑影響到焊接的最終質(zhì)量。焊接電流過(guò)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(huì)使焊接接頭的組織由于過(guò)熱而發(fā)生變化，并增

32、大氣孔傾向，尤其是在立焊操作時(shí)熔池難以控制，容易出現(xiàn)焊瘤，弧長(zhǎng)增加，就會(huì)長(zhǎng)生咬邊。焊接電流過(guò)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(yīng)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(yàn)等因素綜合考慮。對(duì)于一定直徑的焊條有一個(gè)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(yīng)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?cè)诤附拥谝粚拥降谌龑舆x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(duì)保證焊接質(zhì)量尤為重要。焊接速度應(yīng)該均有適當(dāng)，既要保證焊透又要保證不焊穿，同時(shí)還要使焊縫寬度和余高等符合設(shè)計(jì)要求。焊速過(guò)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(guò)慢，使高溫時(shí)間長(zhǎng)，熱影響區(qū)寬度增加，焊接接頭的晶粒變粗機(jī)械性能降低，焊件的變形量的增大，同時(shí)焊速過(guò)慢還會(huì)使每層的層數(shù)增大，導(dǎo)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(guò)程中合理的控制電弧長(zhǎng)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(zhǎng)度決定的。電弧長(zhǎng)度越大，電弧電壓越高，電弧長(zhǎng)度越短，電弧電壓越小。。電弧過(guò)長(zhǎng)對(duì)熔化金屬保護(hù)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(jī)械性能降低。但弧長(zhǎng)也不易太短，若弧長(zhǎng)過(guò)短，就會(huì)引起粘條現(xiàn)象，且由于電弧對(duì)熔池的表面壓力過(guò)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(lái)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(jì)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(duì)球罐的幾何形狀及焊接質(zhì)量影響很大，球殼板預(yù)制片的對(duì)接焊縫，本設(shè)計(jì)中我們采用不對(duì)稱X形坡口和V型坡口，大坡口一般應(yīng)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(jī)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(jī)的選擇</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)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(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，具體型號(hào)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(yīng)對(duì)焊機(jī)進(jìn)行試焊，確認(rèn)焊機(jī)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(yù)熱</b></p><p>　　適當(dāng)?shù)念A(yù)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(kuò)散，減少了焊縫中擴(kuò)散氫的含量，減小溫差應(yīng)力。預(yù)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(dāng)環(huán)境溫度低時(shí)應(yīng)該增加預(yù)熱溫度和預(yù)熱范圍。對(duì)縱焊縫應(yīng)整條焊縫同時(shí)預(yù)熱，不能分段預(yù)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(jìn)行其后的焊接和檢驗(yàn)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(lái)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(gè)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(qiáng),給生產(chǎn)管理和生產(chǎn)速度的提高帶來(lái)很大優(yōu)勢(shì),尤其是對(duì)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(jī)具和安裝場(chǎng)地,準(zhǔn)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(yīng)力小。 </p><p>　　單片組裝法由于散裝的特點(diǎn),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(yán)格,焊工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大,對(duì)球瓣的幾何尺寸及形狀要求也高,且需

43、相當(dāng)數(shù)量的工夾具。 </p><p>　　隨著球罐專用材料的出現(xiàn)(寬長(zhǎng)板材的出現(xiàn))球罐的單張球瓣就有相當(dāng)面積和重量,這樣單片組裝法對(duì)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(yù)裝編號(hào)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(jìn)行組焊,故可采用各種不同的自動(dòng)焊接手段進(jìn)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(dāng)然,需要相應(yīng)提高起重的能力。這種方法對(duì)于單張球瓣不大的球罐組裝是加快工程進(jìn)度,提高質(zhì)量的一種途徑。通常應(yīng)用在較小容積球罐的安裝上。 </p><p>　　4.2球罐零部件復(fù)驗(yàn) </p><p>　　球瓣的曲率及外形尺寸

45、的好壞,會(huì)直接影響球罐的安裝質(zhì)量和施工進(jìn)度。所以,在安裝之前對(duì)球瓣的曲率及尺寸精度必須嚴(yán)格檢查。球瓣檢查應(yīng)在胎具上進(jìn)行。 </p><p>　　4.3殼板定位塊及吊點(diǎn)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(shí)焊件,包括組裝用定位塊、吊耳、掛鼻等。所有臨時(shí)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(shí)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(shí)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(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。由于球罐檢測(cè)需要,腳手架必須反復(fù)搭拆,這種結(jié)構(gòu)對(duì)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(yīng)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(gè)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(tái)。 </p><p>　　三角腳手架由于支

49、撐結(jié)構(gòu)的因素,水平桿長(zhǎng)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(fù)利用,不受球罐規(guī)格影響。</p><p>　　4.5球殼板的組裝過(guò)程及組裝后球罐的調(diào)整</p><p>　　球形儲(chǔ)罐作為一種儲(chǔ)存壓力容器,在燃?xì)庑袠I(yè)得到了廣泛應(yīng)用。由于球罐體積、直徑較大,不能整體運(yùn)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(yùn)到使用現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝焊接。因此,球罐的現(xiàn)場(chǎng)組裝就成為球罐建造過(guò)程中一個(gè)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(jìn)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(guò)爬梯到達(dá)帶支柱赤道帶板的各層操作平臺(tái),通過(guò)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(tái),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(yù)先在地面將每?jī)蓧K溫帶板連接部位調(diào)整點(diǎn)焊為一體,進(jìn)行吊裝就位。先安裝一塊下溫帶板,就位后進(jìn)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(yàn)完成后,進(jìn)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(jìn)行上溫帶板的吊裝時(shí),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(tái)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(jìn)行必要的調(diào)整,方能達(dá)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(duì)口間隙、錯(cuò)邊量、棱角度等。通過(guò)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(yù)制片組裝焊接</p><p>　　預(yù)制片組裝焊接應(yīng)在焊接胎具上進(jìn)行。實(shí)距證明，在凹形胎具上組裝比較容易，因此，一般是點(diǎn)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(shí)，把固定點(diǎn)焊好的預(yù)制片放到焊接外焊縫胎具上，不加任何約束進(jìn)行焊接。如三個(gè)焊工同時(shí)施焊，可按圖2所示的位置、方向和順序進(jìn)行，由

55、焊縫端部開(kāi)始焊至預(yù)制片的中心最高點(diǎn)，再?gòu)牧硪欢撕钙鹬磷罡唿c(diǎn)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(yù)制片外焊縫施焊完成后，翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)放入焊接內(nèi)焊縫胎具上，先進(jìn)行碳弧氣刨清除焊根。預(yù)制片四周邊緣用卡具進(jìn)行半剛性固定，使預(yù)制片的弧度與內(nèi)弧樣板完全吻合。把焊縫的兩端點(diǎn)點(diǎn)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(jìn)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(shí)固定焊接機(jī)構(gòu)各個(gè)零部件間的相對(duì)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(rèn)真對(duì)待。定位焊采用不對(duì)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(jìn)行預(yù)熱，選擇與球罐焊接相同的預(yù)熱溫度，即100-150℃。在一般情況下，層間溫度等于預(yù)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(yīng)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(jìn)行焊接。</p><p>　?。ㄒ唬┥⒀b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(duì)必須在鋼制平臺(tái)上進(jìn)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(tái)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(tái)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(zhǔn)儀檢查上下段支柱的標(biāo)高,隨時(shí)用設(shè)于下段支柱下部的千斤頂調(diào)整,同時(shí)檢查支柱與赤道帶板軸線的平行度、支柱直線度、長(zhǎng)度,合格后進(jìn)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(jìn)行對(duì)稱焊接。一般可每隔一條或兩條縫安排一名焊工。焊接時(shí)，數(shù)名焊工同時(shí)開(kāi)焊，焊接速度基本保持一致。對(duì)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(jìn)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(yīng)放慢些?！『附訒r(shí)預(yù)熱溫度為125～

62、150℃，層間溫度不超過(guò)預(yù)熱溫度。</p><p>　?。ǘ┉h(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(shí)自左向右施焊。橫焊預(yù)熱溫度為145～165℃。</p><p>　　6焊后處理和焊后檢驗(yàn)</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(gè)或若干個(gè)燃燒噴嘴，燃燒氣體或液體燃料。也可采用熱風(fēng)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(cè)量溫度。按照預(yù)先設(shè)計(jì)的熱處理工藝曲線進(jìn)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(yīng)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(shí)間保溫，然后冷卻的工藝過(guò)程。焊接殘余應(yīng)力隨著退火溫度的升高而降低，當(dāng)加

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

65、知識(shí)運(yùn)用能力的一次全面考核，也是對(duì)我們進(jìn)行科學(xué)研究基本功的訓(xùn)練，它充分的體現(xiàn)出了學(xué)以致用的道理。培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立地分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為以后的學(xué)習(xí)和工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。雖然這次畢業(yè)設(shè)計(jì)完成了，但是這這個(gè)過(guò)程中還有許多不完善的地方，我會(huì)在以后的工作和學(xué)習(xí)中努力學(xué)習(xí)，使我的理論知識(shí)和實(shí)際操作水平進(jìn)一步的完善。</p><p><b>　　致謝</b></p>&

66、lt;p>　　本次設(shè)計(jì)能夠順利完成，首先要感謝我的母?！?*，是他為我提供了學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)知識(shí)的土壤，使我在這里茁壯成長(zhǎng)；其次要感謝我的老師，他們不僅教會(huì)了我專業(yè)方面的知識(shí)，而且教會(huì)了我做人做事的道理；最重要的是，我要感謝在本次設(shè)計(jì)中我的指導(dǎo)老師，每有問(wèn)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(jì)中去。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><

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

68、 焊接檢驗(yàn) . 北京 機(jī)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(jī)械工業(yè)出版社 2009.</p><p>　　[6] 張連生 金屬材料焊接. 北京 機(jī)械工業(yè)出版 2002.</p><p>　　[7] 王