二氧化碳储罐的设计制造

新疆机电职业技术学院

机械工程系

焊接技术及自动化专业

毕业论文

题目：二氧化碳储存罐的设计与制造

姓名：刘江山

班级：高焊接 10-1 班

专业名称：焊接技术及自动化

学号： 2 0 1 0 0 6 9 2

指导老师: 刘宇

2013.6

目录

摘要 (3)

Abstract (3)

第一章论文的简介及研究背景 (4)

第1节概述 (4)

第二节压力容器的分类及应用 (4)

第三节压力容器的焊接结构 (4)

第四节关于低温压力容器 (5)

第二章二氧化碳储存罐的设计要求 (7)

第1节材料选择 (7)

第2节 16Mn钢 (7)

第3节 16Mn化学成分及力学性能 (7)

第四节 16Mn焊接性能分析 (8)

第三章二氧化碳储存罐的结构设计 (11)

第一节主体材料的设计及附件的选择 (11)

第二节焊接方法的确定 (17)

第三节焊接接头形式 (17)

第四节焊缝坡口设计 (18)

第五节焊接材料的选择 (18)

第四章二氧化碳储存罐制造过程 (19)

第一节焊前准备 (19)

第二节焊接操作 (19)

第三节焊后热处理 (20)

第四节焊缝机械性能检验 (20)

第五章实验结果与分析 (21)

第一节焊接接头硬度分析 (21)

第二节焊接接头性能分析 (22)

第三节焊接接头金相图分析 (22)

第六章总结 (24)

参考文献 (25)

致谢 (26)

二氧化碳储存罐的设计与制造

姓名：刘江山

指导老师：刘宇

新疆机电职业技术学院机械工程系

摘要

低温贮罐一般是用来储存液N、液Ar、液态的CO2等低温液体的容器。16Mn就是合金钢，本课题就是探讨16Mn在二氧化碳低温贮罐制造中的性能。

液态介质的特殊性能决定了制造材料需要特殊性能，而16Mn就具有这样的性能。低温贮罐在现在的生活、生产中的使用已经越来越广泛，因此对16Mn的探讨就显得越来越重要。本文着重为大家阐述16Mn在低温压力容器制造中的焊接性能，力学性能，使用性能和焊接工艺。

在这篇论文中我会通过一个焊接性试验来探讨16Mn在低温压力容器中的各项性能。方法是手工电弧焊。针对这个试验做出完整的焊接工艺评定，并且根据评定要求对式样做相应的无损检验和力学性能的检验，从而来判定16Mn的各项性能。

关键词：焊接性能力学性能使用性能焊接工艺

Abstract：Steel is indispensable to our modern society of a kind of material, it can be seen as a symbol of national industrialization level. The output of steel as the representative of the country industrialized level is higher. Steel alloy is one of the most important in steel, the alloy steel with special performance and mechanical properties, now in all walks of life in the has been more and more used. In the 16Mn steel is very important one among them, in developed countries consumed every year 70% of the alloy steel is alloy steel, in our country have also reached 65%. So the development and use of good 16Mn of our country's industry words have more and more important.

In this paper I will pass a test to explore the weldability 16Mn of the low temperature pressure vessels of the performance. This test is a specification 16Mn pull level docking welding method is manual arc welding. According to the test make full of welding procedure qualification, and according to the evaluation of style of the corresponding requirements do nondestructive examination and mechanical properties of inspection, and to determine 16Mn of various performance.

引言

合金元素多、组织结构复杂且多变给合金钢及耐蚀耐热合金焊接带来很大的困难。焊接接头的性能好坏，直接关系着设备使用的安全性。国内外对合金钢及耐蚀耐热合金的焊接做了大量的研究工作，其焊接性、焊接材料及焊接工艺的研究几乎与母材的研究同步，促进了合金钢及耐蚀耐热合金的发展。有关这方面的研究成果和文献资料虽然很多，但较为系统的还是寥寥无几，在实际工作中，一部分有关的焊接技术人员和焊工，对合金钢及耐蚀耐热合金的焊接知识了解不多，有的甚至直接照搬低合金钢的工艺和方法。虽然我国在这几年在合金钢上的努力有目共睹，但与世界先进国家相比，差距还是较大。为了尽快弥补这一差距，需要更多现代化的科技人才，因而我们也需要付出更多。随着社会主义革命和现代化建设事业的迅猛发展以及人们对高品质的生活的要求，合金钢极其相关的技术科学将得到不断地发展和完善。

在世界上45％的钢的连接是用焊接方法来完成的，手工电弧焊又是我们生活生而中不可缺少的一部分。本文旨在从手工电弧焊方面来研究16Mn的焊接，通过对材料的力学性能、化学成分和焊接性的分析来讨论16Mn的焊接性能。

第一章课题的背景

第一节概述

在这篇论文中我会通过一个焊接性试验来探讨16Mn在低温压力容器中的各项性能。方法是手工电弧焊。针对这个试验做出完整的焊接工艺评定，并且根据评定要求对式样做相应的无损检验和力学性能的检验，从而来判定16Mn的各项性能。

第二节压力容器的分类及应用

一、按工艺用途分类

（一）反应压力容器：用于完成介质的物理、化学反应。

（二）换热压力容器：用于完成介质的热量交换。

（三）分离压力容器：用于完成介质的流体压力平衡和气体净化分离等。

（四）储存压力容器：用于盛装生产用的原料气体、液体、液化气体等。

二、按设计压力分类

（一）低压容器（代号L），0.1MPa≤P＜1.6MPa。

（二）中压容器（代号M），1.6MPa≤P＜10MPa。

（四）高压容器（代号H），10MPa≤P＜100MPa。

（三）超高压容器（代号U），P≥100MPa。

本课题我们讨论的是按设计压力分类的中压容器，即压力范围为 1.6MPa≤P＜10MPa（代号L）的容器。

第三节压力容器的焊接结构

压力容器的结构形式虽然很多，但最基本的结构就是一个密闭的焊接壳体。根据压力容器壳体的受力特点，最适合的形状是球形，但球形容器制造相对比较困难，成本高，因此在工业生产中，中、低压容器多数采用圆筒形结构。圆筒形容器由筒体、封头、法