壓力容器的焊接工藝設(shè)計畢業(yè)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 壁不需要倒角，實(shí)際上是不需要加工的坡口，只要管材切口的垂直度能夠保證對口的間隙要求，就可以對口焊接； (2) V型坡口 V型坡口適用于中低壓鋼管焊接，坡口的角度為600～700，坡口根部有鈍邊，其厚度為2mm左右； (3) U型坡口 U型坡口適用于高壓鋼管焊接，管壁厚度在20~60mm之間。坡口根部有鈍邊，其厚度為2mm左右；2 坡口的加工方法 坡口的加工方法一般有以下幾種: (1) 低壓碳素鋼管公稱直徑等于或小于50mm的，采用手提砂輪磨坡口；直徑大于50mm的，用氧乙炔切割坡口，然后用手提砂輪機(jī)打掉氧化層并打磨平整； (2) 中壓碳素鋼管、中低壓不銹耐酸鋼管和低合金鋼管以及各種高壓鋼管，用車床加工坡口； (3) 有色金屬管，用手工銼坡口。3 接頭組對 (1) 管子、管件組對時，應(yīng)檢查坡口質(zhì)量，坡口表面不得有裂紋、重皮等缺陷。并對其內(nèi)外側(cè)進(jìn)行清理，清理合格后應(yīng)及時組對施焊； (2) 管口處理 焊接前手工清理坡口毛刺，管件坡口用破布打光。不銹鋼管焊縫兩側(cè)分別涂100mm長白堊粉，并用丙酮洗凈油污。鉻鉬鋼管管壁厚≥6mm時，焊前應(yīng)當(dāng)預(yù)熱。銅、鋁管用砂布打去坡口內(nèi)外氧化膜，用丙酮清洗。氧乙炔預(yù)熱；(3)管段組對可以在專用的胎具上進(jìn)行，也可采用組對機(jī)。施工現(xiàn)場常在平臺或平地上進(jìn)焊接 第二章 分氣缸焊接工藝 分氣缸概述及主要接頭編號示意圖圖21 分氣缸分汽缸也叫分汽包，也有叫蒸汽分配臺的。它是蒸汽鍋爐必不可少的附屬設(shè)備。分汽缸的主要功能是分配蒸汽，分汽缸上有多個閥座連接鍋爐主汽閥及配汽閥門，以便將分汽缸中蒸汽分至各需要之處。分汽缸還有儲存蒸汽、多臺鍋爐蒸汽并用的作用，此外還有一定的汽水分離能力。常用的分汽缸是圓筒形的，兩端有橢球形封頭。分汽缸不是鍋爐本體的一部分，而是一件單獨(dú)的壓力容器，因此有一些與鍋爐不同的要求，現(xiàn)說明如下：1 分汽缸應(yīng)符合壓力容器的要求 它應(yīng)由具有《壓力容器設(shè)計單位批準(zhǔn)書》(省級主管部門批準(zhǔn)，同級勞動部門備案)的單位設(shè)計，應(yīng)由具有省級勞動部門簽署的《壓力容器制造許可證》的單位制造。分汽缸出廠應(yīng)具備齊全的資料。2 原有使用的分汽缸應(yīng)按省級鍋爐壓力容器監(jiān)察機(jī)構(gòu)的要求進(jìn)行登記和領(lǐng)取《使用登記證》。 3 分汽缸的材料并不一定按鍋爐簡體材質(zhì)的要求去選擇，可以選用比鍋爐筒體材質(zhì)要求低一些的材料。(Mpa的分汽缸可以用A3F和AY3F鋼板制造；設(shè)計壓力不大于1兆帕(Mpa的分汽缸可以用AAY3鋼板制造。 4 分汽缸封頭可以采用平端蓋(只要強(qiáng)度足夠、結(jié)構(gòu)符合要求)。內(nèi)徑不大于400毫米(mm)的，平端蓋和筒體可以用打坡口的角焊。 5 分汽缸設(shè)計壓力高于鍋爐設(shè)計壓力的可不裝設(shè)安全閥，但設(shè)計壓力低于鍋爐設(shè)計壓力的必須裝設(shè)安全閥。 6 分汽缸上應(yīng)裝設(shè)壓力表。 7 分汽缸底部應(yīng)有疏水閥座，以連接疏水閥；疏水閥的前后應(yīng)有截止閥，并且有與疏水閥并連的檢修管路。 焊接材料的選擇 所選材料的質(zhì)量必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)表21所用材料成分表母材或焊材規(guī)格化學(xué)成分備注CMnSiCrPSNi20δ=10mm≤≤≤≤Q245R≤≤≤≤E4303≤≤≤≤≤手工焊 焊條的選擇我們選擇了E4303焊條 焊接準(zhǔn)備 根據(jù)焊接接頭的不同選擇坡口形式表22 焊接接頭材料及坡口焊縫代號材料牌號及規(guī)格接頭及坡口形式B1,B2Q245R,Φ32510。20,Φ32510C1,C4Q245R,δ20。20,Φ57C2Q245R,δ24。20,Φ896C3Q245R,δ28。20,Φ1086C5Q245R,δ14。20,Φ223C6Q245R,δ16。20,Φ323D1,D420,Φ57。20,Φ32510D220,Φ896。20,Φ32510D320,Φ1086。20,Φ32510D520,Φ223。20,Φ32510D620,Φ323。20,Φ32510D7,D820,G88102。Q245R,Φ32510D9,D10Q235A,δ6。20,Φ325x10 焊條烘干為了排除藥皮中的水分，防止焊縫中產(chǎn)生氣孔，保證焊縫質(zhì)量，一般采用先低溫40℃，保溫3個小時烘干，再高溫烘焙，由于焊條選用E34716，則選擇烘焙溫度為250℃，時間1小時，焊條烘干后應(yīng)放在100150℃的保溫桶內(nèi)，隨用隨取，焊條取出后在常溫下超過4小時應(yīng)重新烘干。 焊接環(huán)境當(dāng)施焊環(huán)境出現(xiàn)下列一種情況時，應(yīng)采取有效防護(hù)措施，否則不能焊接：1 手工焊時風(fēng)速大于10m/s（風(fēng)速過大易引起熔滴飛濺，熔滴過渡受到影響），應(yīng)采取防風(fēng)措施；2 氬弧焊時風(fēng)速大于1m/s（氬氣的保護(hù)性較差，容易產(chǎn)生氣孔等缺陷），操作者應(yīng)注意換氣以免造成傷害；3 相對濕度大于90%（濕度大，H20的含量過高，在焊接的高溫情況下會發(fā)生H20=2[H]+[O]反應(yīng)，產(chǎn)生H2氣孔和CO氣孔）； 焊接方法和焊接設(shè)備的選擇分氣缸的壁厚為10mm，為了保證焊透，需要采用熱量較為集中的方法焊接。結(jié)合我公司的實(shí)際情況，采用手工多層焊方法。手弧焊設(shè)備選用WS7400手工焊焊機(jī)，直流反接。 焊接操作 罐體的組對罐體焊接前，應(yīng)將坡口及內(nèi)壁兩側(cè)各20mm以內(nèi)的油漆、鐵銹等雜物清除干凈。由于焊接表面上的氧化皮和鐵銹對金屬有氧化作用使焊縫中增氧，導(dǎo)致氣孔的產(chǎn)生，并且降低焊縫的力學(xué)性能，對接接頭的錯邊量要求最大不能超過2mm。 定位焊點(diǎn)固焊時，應(yīng)使用與產(chǎn)品焊接時相同牌號的焊接材料，并遵守相同的工藝條件。點(diǎn)焊焊縫有裂紋或者其他缺陷時，必須重新打磨焊接。 打底焊打底焊采用手工電弧焊。表23 手工電弧焊焊接參數(shù)焊接方法焊條牌號直徑（mm）電流極性電流電壓焊接層數(shù)手工電弧焊E4303直流反接90140A1030V第一層 過渡層焊接手工氬弧焊打底完之后，由于焊縫表面處坡口夾角較小，為了便于清根和運(yùn)條操作，過渡層焊接采用手工電弧焊， 焊接層數(shù)為1層，同時采用小直徑焊條小電流焊對焊縫組織結(jié)構(gòu)形式有所改善。其參數(shù)如下表：表24 過渡層手工電弧焊焊接參數(shù)焊接方法焊條牌號直徑（mm）電流極性電流電壓焊接層數(shù)手工電弧焊E4303直流反接100160A1030V第二層 蓋面焊接通過打底焊和過渡層焊接后，上面的坡口較寬，為了提高焊接效率，其參數(shù)如下表34：表25 蓋面層手工電弧焊焊接參數(shù)焊接方法焊條牌號直徑（mm）電流極性電流電壓焊接層數(shù)手工電弧焊E4303直流反接130220A1035V第三層 焊接檢驗(yàn) 焊接完成后，按照產(chǎn)權(quán)單位的要求進(jìn)行超聲波探傷，按規(guī)范GB47302005《壓力容器無損探測》Ⅱ級要求98%以上均能達(dá)到要求。外觀質(zhì)量檢查按照GBJ23695標(biāo)轉(zhuǎn)要求。 焊接時允許的最低環(huán)境溫度如下：碳素鋼：20℃；低合金鋼、普通低合金鋼：10℃；中高合金鋼：0℃。 嚴(yán)禁在被焊工件表面引燃電弧、試驗(yàn)電流或隨意焊接臨時支撐物，高合金鋼 材料表面不得焊接對口用卡具，淬硬性傾向較大的合金鋼焊件的表面不應(yīng)有電弧擦傷等 施焊過程除工藝和檢驗(yàn)上要求分次焊接外，應(yīng)連續(xù)完成。若被迫中斷時，應(yīng)采取防止裂紋產(chǎn)生的措施（如后熱、緩冷、保溫等）。再焊時，應(yīng)仔細(xì)檢查并確認(rèn)無裂紋后，方可按照工藝要求繼續(xù)施焊。 初次使用的新鋼種、采用新的焊接方法或焊接材料以及超出已評定合格的焊接工藝的使用范圍，均應(yīng)在焊接前進(jìn)行焊接工藝評定，施焊中，應(yīng)特別注意接頭和收弧的質(zhì)量，收弧時應(yīng)將溶池填滿。多層多道焊的街頭應(yīng)錯開。對容易產(chǎn)生延遲裂紋的鋼材，焊后應(yīng)立即進(jìn)行熱處理，否則應(yīng)作后熱處理，其溫度300～350℃為宜，恒溫時間不小于2小時。第三章 焊接過程中容易出現(xiàn)的問題及產(chǎn)生原因焊接缺陷所謂焊接缺陷，就是使焊接接頭金屬性能變壞。手工電弧焊在壓力容器的焊接過程中，容易出現(xiàn)的缺陷有有尺寸偏差、咬邊、氣孔、未焊透、夾渣、裂紋、焊瘤等。在知道其產(chǎn)生原因后，我們找出了相應(yīng)的方法，盡量減少這些缺陷所帶來的危害。 尺寸偏差焊縫寬度、預(yù)告、焊腳尺寸等焊縫尺寸過大或過小。產(chǎn)生原因：焊條直徑及焊接規(guī)范選擇不當(dāng)；坡口設(shè)計不當(dāng)；運(yùn)條手勢不良。危害：尺寸過小，強(qiáng)度降低；尺寸過大，應(yīng)力集中，疲勞強(qiáng)度降低防止措施：正確選用焊接規(guī)范，良好運(yùn)條。 咬邊由于焊接參數(shù)選擇不當(dāng)，或操作方法不正確，沿焊趾的母材部位產(chǎn)生的溝槽或凹陷。 產(chǎn)生咬邊的原因： 操作方法不當(dāng)，焊接規(guī)范選擇不正確，如焊接電流太大、電弧過長、運(yùn)條方式和角度不當(dāng)、坡口兩側(cè)停留時間太長或太短均有產(chǎn)生咬邊的可能。 咬邊的危害： 咬邊將減少母材的有效截面積、在咬邊處可能引起應(yīng)力集中、特別是低合金高強(qiáng)鋼的焊接， 咬邊的邊緣組織被淬硬，易引起裂紋。防止措施：正確選用焊接規(guī)范，不要使用過大的焊接電流，要采用短弧焊，坡口兩邊運(yùn)條稍慢、焊縫中間稍快，焊條角度要正確。 氣孔產(chǎn)生原因：焊件表面氧化物、銹蝕、污染未清理；焊條吸潮；焊接電流過小，電弧過長，焊速太快；藥皮保護(hù)效果不佳，操作手勢不良。危害：減小焊縫有效截面，降低接頭致密性，減小接頭承載能力和疲勞強(qiáng)度。防止措施清除焊絲,工作坡口及其附近表面的油污、鐵銹、水分和雜物。采用堿性焊條、焊劑,并徹底烘干。采用直流反接并用短電弧施焊。焊前預(yù)熱,減緩冷卻速度。用偏強(qiáng)的規(guī)范施焊 未焊透產(chǎn)生原因：坡口、間隙設(shè)計不良；焊條角度不正確，操作手勢不良；熱輸入不足，電流過小，焊速太快；坡口焊渣、氧化物未清除。危害：形成尖銳的缺口，造成應(yīng)力集中，嚴(yán)重影響接頭的強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度等。防止未焊滿的措施:加大焊接電流,加焊蓋面焊縫。 夾渣 產(chǎn)生原因：焊件表面氧化物，層間熔渣沒有清除干凈；焊接電流過小，焊速太快；坡口設(shè)計不當(dāng)；焊道熔敷順序不當(dāng)；操作手勢不良。危害：減小焊縫有效截面，江都接頭強(qiáng)度，沖擊韌性等。防止夾渣的措施極高焊接操作技術(shù)，焊接過程中始終要保持熔池清晰、熔渣與業(yè)態(tài)金屬良好分離。徹底清理坡口及兩側(cè)的油污、氧化物等。按焊接工藝規(guī)程正確選擇焊接規(guī)范。選用焊接公益性好、符合標(biāo)準(zhǔn)要求的焊條。接頭時要先清渣且充分加熱，收弧時要填滿弧坑、將渣排出。 裂紋產(chǎn)生原因：焊接表面污染，焊條吸濕，母材及填充金屬內(nèi)含有較多雜質(zhì)；接頭剛性過大；預(yù)熱及焊后熱處理規(guī)范不當(dāng)；焊接規(guī)范參數(shù)不當(dāng)；焊接材料選擇不當(dāng)。危害：焊縫金屬部連續(xù)，裂紋尖端應(yīng)力集中，在承受交變或沖擊載荷時，裂紋迅速擴(kuò)展，導(dǎo)致接頭斷裂。 焊瘤產(chǎn)生原因：焊接規(guī)范不當(dāng)，電流過大，焊速過慢；焊條角度及操作手勢不當(dāng)；焊接位置不利。危害：焊縫截面突變，形成尖角，應(yīng)力集中，降低接頭疲勞強(qiáng)度。防止措施：選用合適的焊接規(guī)范，控制熔池金屬溫度，可采用跳弧、滅弧焊降溫。對間隙大的坡口，應(yīng)采用多點(diǎn)焊法，以后各層要用兩邊稍慢中間稍快的運(yùn)條方法，控制熔池形狀為扁橢圓形，熔池鐵水與熔渣要分明，一旦熔池下部出現(xiàn)鼓肚現(xiàn)象，應(yīng)采用跳弧或滅弧降溫。結(jié) 論通過對壓力容器焊接工藝的設(shè)計，得到以下結(jié)論：1 與手工電弧焊相比，埋弧焊有以下優(yōu)點(diǎn):生產(chǎn)效率高焊接質(zhì)量高而且穩(wěn)定。節(jié)省材料和電能消耗。改善勞動條件，降低勞動強(qiáng)度。但是由于埋弧焊焊接時，電弧區(qū)不可見，因此對接頭的加工和工件裝配要求嚴(yán)格?；∽詣雍敢话阋笤谄胶肝恢眠M(jìn)行焊接，對于位置狹窄的焊縫及薄板焊縫，采用埋弧焊有一定的困難。而像分氣缸這一類體積比較小，需要在狹窄區(qū)域進(jìn)行焊接的容器，手工電弧焊則比較方便。2 對焊接過程中的缺陷有了比較深的了解。各種缺陷的產(chǎn)生原因各不相同，可以根據(jù)其產(chǎn)生原因找出預(yù)防方法，防止焊接缺陷，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。預(yù)防方法中，嚴(yán)格遵守焊接規(guī)范是最重要的。3 對兩側(cè)封頭環(huán)焊縫的焊縫系數(shù)取值有待研究。%探傷會增加制造難度，成本也相應(yīng)增加。而B類焊縫全部進(jìn)行100%探傷又有些浪費(fèi)，這個問題有待解決。謝 辭從三月底我們就進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計