闪蒸罐说明书

闪蒸罐的焊接制造设计说明书

学院：山西大同大学工学院

专业：材料成型及控制工程（焊接）班级：09材料

姓名：***

指导教师：***

目录

1、闪蒸罐的概况 (3)

1.1闪蒸罐的原理与用途 (3)

1.1.1闪蒸罐的原理 (3)

1.1.2闪蒸罐的作用 (3)

1.2主要技术参数 (3)

1.3结构形式 (3)

1.4选用材料 (3)

1.4.1化学成分和力学性能分析 (4)

1．4.2焊接性分析 (4)

1.5焊接方法与焊接材料 (5)

1.5.1焊接方法的选择 (5)

1.5.2焊接材料的选择 (5)

2、闪蒸罐的生产工艺流程 (6)

3、闪蒸罐的备料、下料工艺 (7)

3.1备料 (7)

3.2材料的入库、复验 (7)

3.3钢材的预处理 (7)

3.3.1钢材的矫正工艺 (7)

3.3.2钢板的表面清理 (8)

3.4划线、放样工艺 (8)

3.5下料工艺 (9)

3.5.1筒节的下料 (10)

3.5.2 封头的下料 (11)

3.5.3人孔与接管 (11)

3.6坡口加工 (12)

3.7弯曲及成形 (12)

4、闪蒸罐的焊接工艺 (13)

4.1焊前准备 (13)

4.2焊接工艺参数 (13)

4.3纵焊缝焊后圆筒的矫圆 (13)

4.4焊接工艺要点 (14)

4.5焊后质量外观检测 (14)

5、成品的质检与验收 (14)

6、焊后整体热处理 (14)

7、焊接工艺卡 (15)

闪蒸罐的焊接工艺规程卡 (16)

设计总结 (21)

参考文献 (21)

摘要

焊接技术作为一种永久性连接的的工艺过程，被广泛应用于航空航天、机械制造、石油化工、桥梁船舶等工程设计中。

本次设计的主要对象为不锈钢压力容器（闪蒸罐），其主要由筒体、封头和接管三个结构组成。本文在介绍了其工作原理、其在生产中的主要应用的基础上选取合理的工艺。

本闪蒸罐选用奥氏体不锈钢0Cr18Ni9为主体材料。本文对奥氏体不锈钢0Cr18Ni9的焊接特性及材料特性加以分析，并制定了相应的焊接工艺。并选取了焊条电弧焊作为了主要的焊接方法。

根据生产经验制定了较为合理的焊接工艺流程，包括焊前预处理措施、焊接参数与材料的选择、焊后的热处理措施与焊后质量检验。

在此次设计中引用了前辈的文章及书籍，特在此表示感谢，同时感谢魏雷老师的指导。

1、闪蒸罐的概况

1.1闪蒸罐的原理与用途

1.1.1闪蒸罐的原理

物质的沸点是随压力增大而升高，反之，压力越低，沸点也就越低。闪蒸的原理就是让高压高温流体经过减压，使其沸点降低，进入闪蒸罐。这时，高压下临近沸点的高温液体进入闪蒸罐经过减压降低沸点，液体吸取自身的能量后部分汽化形成新的汽液平衡，即流体温度高于该压力下的沸点，流体在闪蒸罐中迅速沸腾汽化，并进行两相分离。

1.1.2闪蒸罐的作用

闪蒸罐的作用是提供流体迅速气化和汽液分离的空间，也就是通过减压，是流体在闪蒸罐内沸腾，从而实现汽液部分分离。

换句话说，闪蒸罐就是将溶液中溶解的原料气先闪蒸出去,一方面可以节约资源提高热量利用，另一方面可以减小再生塔的气相负荷.

1.2主要技术参数

表1 闪蒸罐的主要技术参数

介质蒸汽和凝液容器类别Ⅰ

设计压力0.9MPa 最高工作压力0.6MPa

试验压力 1.0MPa 设计温度230℃

工作温度165℃焊缝系数 1.0

腐蚀裕量 1.0mm 型号 4.6m3

1.3结构形式

图1 闪蒸罐的结构形式

筒体采用两节制成，焊缝分布如图所示，共有两道纵焊缝和三道环焊缝。

1.4选用材料

由于闪蒸罐的介质具有一定的弱酸性，在选取材料的时候根据经验和相关记载，选取不锈钢为闪蒸罐的主要材料。所谓不锈钢是指在钢中加入一定量的铬元素后，使钢处于钝化状态，具有不生锈的特性。为达到此目的，其铬含量必须在12％以上。为提高钢的钝化性，不锈钢中还往往需加入能使钢钝化的镍、钼等元素。一般所指的不锈钢实际上是不锈钢和耐酸钢的总称。不锈钢并不一定耐酸，而耐酸钢一般均具有良好的不锈性能。

不锈钢按其钢的组织不同可分为四类，即奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体一铁素体双相不锈钢。我们选取的是奥氏体不锈钢0Cr18Ni9。

1.4.1化学成分和力学性能分析

首先计算厚度，

该容器需要100%探伤，所以取焊接系数φ=1.0，假设该压力容器的厚度范围在2-60mm 区间，则查GB/T150-1998中表4-1得：

100℃以下[σ]t=137MPa ，采用的闪蒸罐直径为1200mm ， 采用中径公式：P

PD t i

-][=

σϕδ2，带入各项数据可得：δ=3.95mm

查标准HG20508-1998《钢制化工容器设计基础规定》表7-1得，钢板厚度负偏差为0.25mm ，而由GB/T150-1998中3.5.5.1知，当钢板的负偏差不大于0.25mm ，且不超过名义厚度的6%时，负偏差可以忽略不计，故取C1=0.

查标准HG20580-1998《钢制化工容器设计基础规定》表7-5知，对于有轻微腐蚀的介质，腐蚀裕量C2=1.5mm 。

则容器的名义厚度δn ≥3.95+0+1.5=5.45mm 。 圆整后取δn=6mm 。

1．4.2焊接性分析

0Cr18Ni9属于奥氏体不锈钢，其组织为奥氏体(A)加3-5﹪铁素体(F)。他具有良好的塑性和高温、低温性能。它在焊接热循环的作用下，主要显示出以下基本要求：