圆筒形压力容器的设计与制造【定稿】 论文

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1、毕 业 论 文专 业： 焊接技术及自动化 班级学号：1101 - 201103020117 学生姓名： 梁钧瀚 指导教师： 刘玉梅 二一三年 十一 月甘肃有色冶金职业技术学院毕业论文压力容器的设计与制造Design and manufacture of pressure vessels专业班级：焊接1101班学生姓名：梁钧瀚指导教师：刘玉梅 系 别：机电工程系2013 年 11 月摘 要我国一直是重工业生产的大国，全国各地分布着很多重工业企业，对于以重工业为主的地方来说，维护设备的安全与稳定运营显得尤为重要。在近几年不断发生的工业事故中，我们可以看到，由于锅炉设备原因而发生爆炸等工业事故的几率

2、占了50%左右，将近是所有工业事故的一半。由此我们可以看出，锅炉的设计对于工业生产来说至关重要。夹套罐的应用在锅炉压力容器中非常广泛，夹套罐的设计对于压力有较高的要求，对于容器罐体、夹套的封头与筒体高度、强度等方面的设计要求精度很高，所设计的内容是否与各标准相一致，是否达到国家保准，这些都非常重要。关键词：罐体；夹套罐；压力；校核目录引 言11 产品结构以及材料性能31.1产品结构分析31.2 母材性能分析41.2.1 材料化学成分及力学性能41.2.2 母材焊接性52 产品工艺流程以及焊接材料选取52.1 产品工艺流程图52.2 焊缝位置分布62.3 焊前准备72.4 钢材预处理72.4.1

3、 钢材的矫正82.4.2 钢材的表面处理92.4.3 表面防护处理92.5 内筒的下料和卷制92.5.1内筒的下料92.5.2 内筒的卷制102.6 封头的下料和冲压132.6.1 封头的下料132.6.2 封头的冲压132.7 夹套的下料和成型162.7.1 夹套的下料162.7.2 夹套的成形加工162.8焊前准备182.9纵缝焊接工艺参数192.9.1点固焊192.9.2纵缝焊接工艺参数192.10 环缝焊接工艺参数202.10.1筒节与封头的装配202.10.2筒节与封头的焊接202.11焊后检验212.11.1焊接检验程序的设计原则212.11.2 X射线检测222.11.3 超声波

4、检测222.11.4 涂漆223 压延模具的设计223.1 冲压设备223.2 设计要求233.3 封头压延成形模具的结构233.4 封头压延成形模具的设计参数233.4.1 凸模设计参数233.4.2 压边圈243.4.3 凹模设计参数25结论26参考文献27致谢28甘肃有色冶金职业技术学院2014届毕业论文引 言压力容器是容器的一种，是指最高工作压力大于等于0.1MPa，容 积大于等于25，工作介质为气体、液化气体或最高工作温度高于或等于标准沸点液体的容器。这类结构大都在一定的温度和压力下工作，且相当一部分结构的工作介质或内部充装物为易燃易爆，或具有强烈腐蚀性，或有毒的物质，一旦发生泄露或

5、者断裂破坏，就可能产生灾难性的后果，造成人民生命财产的严重损失。因此，必须保证该类结构在工作和运行中的安全可靠性，必须按照产品设计的技术要求中专门的技术规范来进行制造生产，严格控制质量，并且要由专设机构来进行监督和检查。世界各国对于压力容器的制造和使用都非常重视，均设有专门机构，制定了详细的技术规范和检查标准。 压力容器产业的发展离不开机械、冶金、石油化工、电脑信息、经济管理和安全防护等诸多工程技术的改革创新，或者说它是在多项新材料、新技术、新工艺综合开发的基础上发展的工业产品。在科学技术不断提高的今天，压力容器行业的发展当然也离不开先进技术的使用。 一.现代先进设计技术的开发应用压力容器设计

6、单位必须持有国家质量技术监督部门颁发的相应类别“压力容器设计单位批准书”。设计人员的资格取证不仅需对应于第一、二类或第三类压力容器的要求，而且还将区分能胜任“按应力分析设计”，或只能担任“按规则设计”。现代先进设计技术在压力容器领域的开发应用，主要是指“按应力分析设计”范畴。除了已较普及的计算机辅助计算（CAC）和计算机辅助设计（CAD）外，有待进一步开发的如有限元设计、并行设计、虚拟设计和计算机辅助工程（CAE）等现代先进技术均将在21世纪取得不同程度的进展。二.先进制造技术理念的推广普及压力容器制造单位必须持有国家质量技术监督部门颁发的“压力容器制造许可证”，并应建立健全的质量保证体系。但

7、我国已取证的压力容器制造企业的人均GDP值和产品附加值都还很低，技术装备、技术素质和管理水平也都很落后。为了面对21世纪的挑战和机遇，达到优化产品质量、降低生产成本、提高劳动生产率、提升国际竞争力，有必要在压力容器产业推广“先进制造技术”理念。所谓先进制造技术（AMT）是美国在上世纪80年代提出的新概念，它是一项集具体制造技术与经营管理技术两个层面于一体的系统工程。AMT的特点为：以市场为导向，以系统观念、工业工程为指导，以全面数字化技术为依托，合理使用先进技术，精心组织经营管理。作为压力容器的生产模式，主要包含三个技术群，即主体技术群如备料、滚卷、锻压、成形、组装、焊接、热处理、检验测试和压

8、力试验、爆破试验、疲劳试验等；支撑技术群如自动控制技术、信息处理技、生产物流技术和标准化规范化技术等；及管理技术群如质量控制、人员培训、市场电子商务技术和售后服务等。其中尤以焊接（含现场组焊）和热处理两个环节是保证产品质量的关键。当前国内外都着眼于电脑自动化， 特别是自动控制式焊接设备和热处理设备的改进创新更是发展神速，一些便携式自动焊接和热处理设备也已在大型球罐和塔设备等现场组焊中得到推广应用。传统的脏乱差、噪音污染、质量失控的锻焊钣金车间势将退出产业历史舞台。总之，面临着机械制造业全球化挑战和机遇的历史时期，压力容器产业也应尽快提高自己对市场的快速响应能力，开发节能、节材、绿色制造的成形与

9、改性技术，实现产品和工艺研究自动化。如果还使用落后的生产模式和产业机制将最终被时代淘汰。而在压力容器的制造过程中对焊接技术的应用是非常重要的。在科学技术飞速发展的当今时代，焊接已经成功地完成了自身的蜕变。很少有人注意到这个过程何时开始，何时结束。但它确确实实地发生在过去的某个时段。我们今天面对着这样一个事实：焊接已经从一种传统的热加工技术发展到了集材料、冶金、结构、力学和电子等多门类科学为一体的工程工艺学科。而且，随着相关学科技术的发展和进步，不断有新的知识融合在焊接之中。剖析现代的焊接，不难发现其愈发显现出的几大特征：1、焊接已成为最流行的连接技术；2、焊接显现了极高的技术含量和附加值；3、

10、焊接已成为关键的制造技术；4、焊接已成为现代工业不可分离的组成部分。在工业化发达的美国，焊接被视为“美国制造业的命脉，而且是美国未来竞争力的关键所在”。其主要根源就是基于这样一个事实：许多工业产品的制造已经无法离开焊接技术。 1 产品结构以及材料性能 1.1产品结构分析 压力容器有多种结构形式，最常见的结构为圆柱形、球形和锥形三种。而直径2000mm熔化槽槽体属于圆柱形。其结构简图如图1-1 产品结构简图所示，下面简单介绍其结构特点。 图1-1 产品结构简图（1）筒体是压力容器的重要组成部分，由它构成储存物料或完成化学反应所需要的大部分压力空间。当筒体直径较小（小于500mm）时，可用无缝钢管

11、制作。当直径较大时，一般用钢板卷制或压制后焊接而成，由于熔化槽槽体长5122 mm所以采用第二种方法。（2）封头据几何形状的不同，压力容器的封头可分为凸形封头、锥形封头和平盖封头三种，该罐体属于凸形封头中的椭圆形封头。（3）法兰法兰按其所连接的部分分为管法兰和容器法兰。用于管道连接和密封的法兰叫管法兰；用于容器顶盖与筒体连接的法兰叫容器法兰，而该罐体的法兰属于容器法兰。（4）开孔与接管由于工艺要求和检修时的需要，要在石油化工容器的筒体和封头上开设各种孔或安装接管，如人孔、手孔、视镜孔、物料进出接管等。（5）支座压力容器靠支座支撑并固定在基础上。对于该罐体可采用鞍式支座。1.2 母材性能分析本次