20000m3容积
07MnNiCrMoVDR钢制球形储罐的焊接工艺设计nfj防静电不发火
20000m3容积07MnNiCrMoVDR钢制球形储罐的焊接工艺
设计
1.设计任务书
1.1课程设计题目防水伸缩缝
20000m3容积07MnNiCrMoVDR钢制球形储罐的焊接工艺设计
1.2本次设计应达到的目的
通过本次的设计：
1.熟悉07MnNiCrMoVDR低温钢的力学性能和焊接性能。
2.掌握低温钢的焊接性以及焊接参数的选择。
4.掌握球罐的焊接工艺及其焊后检验和热处理方式。
柱面投影1.3本次设计的主要内容及要求
1.根据设计题目中产品的结构特点和材料性能，选择焊接方法，确定焊接设备型号；
2.根据所确定焊接方法及设备，选择焊接材料，确定焊接规范；
3.焊前准备和焊后处理、焊接辅助设备等；
4.焊接操作要点及相关注意事项；
1.4进度安排
第一周：对题目和要求的熟悉，相关资料的查阅以及对资料的梳理。
第二周：对资料进行整合，数据的计算，整体设计。
第三周：设计进行检查纠错的到最终的设计结果，答辩上交设计报告册。
2.07MnNiCrMoVDR性能分析、应用场合、焊接性分析、
球形储罐结构和承载特点分析等内容
2.107MnNiCrMoVDR性能分析
球罐抗氢抗硫钢板，采用电炉炼钢，由废铁炼钢而成，钢质纯净，广泛应用于广泛应用于石油、化工、电站、锅炉等行业，用于制作反应器、换热器、分离器、球罐、油气罐。
2.2应用场合
工艺相框
锅炉及压力容器用钢板，广泛应用于石油、化工、电站、锅炉等行业，用于制作反应器、换热器、分离器、球罐、油气罐、液化气罐、核能反应堆压力壳、锅炉汽包、液化石油汽瓶、水电站高压水管、水轮机蜗壳等设备及构件。
2.3焊接性分析
挤胶由碳当量公式Ceq=C+51/24+M可6+Ni4/o+Cr/5+Mo4/+V/14(%)
知: 07MnNiCrMoVDR钢的Ceq=0.48%;
由焊接裂纹敏感性组成公式:
=C+Si/30+Mn/20+C2r/0+Ni/60+Mo/15+V/10+5B(%);
P
cm
=0.20%;
知:07MnNiCrMoVDR钢的P
cm
由07MnNiCrMoVDR钢的Ceq和Pcm并结合表l、表2可以看出O7MnNICrMoVDR 钢的特点是含碳量低(≤0.09%)，焊接冷裂纹敏感性低(Pcm≤0.20%)，且强度高，韧性好，焊接性优良，产生冷裂纹的倾向小。但由于07MnNiCrMoVDR钢的合金成分的组成，有一定的再热裂纹倾向。焊接工艺的重点是防止再热裂纹，在一定的预热及后热措施保证不产生冷裂纹的情况下，尽量采用较低的焊接线能量施焊，严格控制层间温度，以保证热影响区有充足的塑性和韧性。
2.4球形储罐结构和承载特点分析
2.4.1球形储罐结构
球形储罐由球罐本体、接管、支承、梯子、平台和其他附件组成，如下图a 所示。 a．球罐结构图
1．球罐本体
球罐奉体的形状是一个球壳，球壳由数个环带组对而成。《球形储罐基本参数》(JBlll7—82)按公称容积及国产球壳板供应情况将球罐分为三带(50m3)、五带(120～1000mm3)和七带(2000～5000m3)，各环带按地球纬度的气温分布情况相应取名，三带取名为上极带(北极带)、赤道带和下极带(南极带)；五带取名是在三带取名基础上增加上温带(北温带)和下温带(南温带)；七带取名则是五带取名基础上增加上寒带(北寒带)和下寒带(南寒带)。图6—3—l所示为五带名称示意图。每一环带由一定数量的球壳板组对而成。组对时，球壳板焊缝的分布应以“T”形为主，也可以呈“Y”或“十”形。
2．接管与入孔
接管是指根据储气工艺的需要在球壳上开孔，从开孔处接出管子。例如，液化石油气球型储罐的气相和液相的进出管、回流管、排污管、放散管、各种仪表和阀件的接管等。除特殊情况外，所有接管应尽量设在上、下极带板上。
接管开孔处是应力集中的部位，壳体上开孔后，在壳体与接管连接处周围应进行补强。对于钢板厚度不超过25mm的开孔，当材质为低碳钢时，由于其缺口韧性及抗裂缝性良好，常采用补强板型式。补
强板制作简单，造价低，但缺点是结构形式覆盖焊缝，其焊接部位无法检查，内部缺陷很难发现。当钢板厚度超过25mm，或采用高强度钢板时，为了避免钢板厚度急剧变化所带来的应力分布不均匀，以及使焊接部位易于检查，多采用厚壁管插入型式，也可采用锻件型式。
小直径接管的开孔，因直径小，管壁薄，而球壳板较厚，焊接时接管易变形，伸出长度增长易变弯曲，可采用厚壁短管作为过渡接管的过渡形式。
3．支承
球罐的支承不但要支承球罐本体、接管、梯子，平台和其他附件的重量，而且还需承受水压试验时罐内水的重量、风荷载、地震荷载，以及支承间的拉杆荷载等。支承的结构形式很多，下面简单介绍燃气工程常用的几种支承。
(1)赤道正切柱式支承球罐总重量由等距离布置的多根支柱支承，支柱正切于赤道圈，故赤道圈上的支承力与球壳体相切，受力情况较好。支柱间设有拉杆，
拉杆的作用主要是为了承受地震力及风力等所产生的水平荷载。赤道正切柱式支承能较好地承受热膨胀和各类荷载所产生的变形，便于组装、操作和检修，是国内外应用最为广泛的支承型式。支柱本身构造，一般由上、下两段钢管组成，现场焊接组装。上段均带有一块赤道带球壳板，上端管口用支柱
帽焊接封堵。下段带有底板，底板上开有地脚螺栓孔，用地脚螺栓与支柱基础连接。支柱焊接在赤道带上．焊缝承受全部荷载。凶此，焊缝必须有足够的长度和强度。当球罐直径较大，而球壳壁较薄时，为使地震力或风荷载的水平力能很好地传递到支柱上，应在赤道带安装加强圈。
(2)V型柱式支承
柱子之间等距离与赤道圈相切，支承载荷在赤道区域上均匀分布，且与球壳体相切。支柱在垂直方向与球壳切线倾斜2°～3°，这样可产生一个向心水平分力，可增强与基础之间的稳定性。此种结构自身能承受地震力和风力产生的水平荷载，支柱间不需要拉杆连接。但是，现场组装应严格按设计条件进行。
(3)半埋式支座
赤道正切柱式支承的球罐，其稳定性不够理想。半埋式支座是将球体支承于钢筋混凝土筑成基础上，混凝土基础外径一般不小于球罐的半径，呈半埋状态。为了在球罐下极带上开孔接管，可在基础中心留有一个圆形的孔洞。半埋式支座受力均匀，稳定性好，节省钢材，但相应增加了钢筋混凝土工程量。
(4)高架式支承
高架式支承本身可以做成容器，因此，可合理利用钢板和空间，减小占地。但球罐的施工安装较困难，受吊装能力所限，球罐不可能大型化。
4．梯子平台
为了定期检查和经常性维修，以及正常性生产过程中的操作，球罐外部要设梯子和平台，球罐内部要装设内梯。
常见的外梯结构形式有直梯、斜梯、圆形梯、螺旋梯和盘旋梯等。对于小型球罐一般只需设置由地面到达球罐顶部的直梯，或直梯由地面到达赤道圈，然后改圆形梯到达球罐顶部平台；对于小型球罐或单个中型球罐也可采用螺旋梯；对于中小型球罐可采用各种结构的梯子到达顶部的联合平台；对于大中型球罐，由地面到达赤道圈一般采用斜梯直达，赤道圈以上则多采用沿上半球球面盘旋而上到达球顶平台的盘旋梯，根据操作工艺需要，可在中间设置平台，使全部梯子形成阶梯式多段斜梯和盘旋梯的组合梯。内梯多为沿内壁的旋转梯，这种旋转梯是由球顶至赤道圈，以及赤道圈至球底部沿球壁设置的圆弧形梯子，在球顶、赤道和球底部位设置平台，梯子的导轨设在平台上，梯子可沿导轨绕球旋转，使检查人员可以到达球罐内壁的任何部位。也可以设置杠杆式旋转升降装置代替内梯装置由中心主轴作支承，主轴中部安装一个能作360℃旋转的万向节，检查平台
>制氮气
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