气液分离罐罐体制作工艺设计

《焊接结构课程设计说明书》

--------------------------气液分离器生产工艺

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2013-2014第二学期

目录

摘要 (3)

1. 气液分离器概述 (4)

2. 母材的选择与检验 (5)

表2 化学成分表 (5)

3.罐体制造工艺流程 (6)

4．筒体的制作工艺 (7)

5．封头压制 (18)

6．总装配焊接 (22)

7．检验 (26)

8．涂装及零件图 (28)

9.参考文献 (29)

摘要

本设计编制的是气液分离器的制造工艺，按照在承压等级的基础上，综合压力容器工作介质的危害性（易燃、致毒等程度）进行分类，此容器属于Ⅱ类容器。此容器受压元件材料主要为Q245R，故在讨论Q245R焊接性的基础上对该容器进行制造工艺编制。本产品制造、试验和验收按GB150—1998《钢制压力容器》中的技术条件规定执行。

本次设计的气液分离器筒体由ø426mm×14mm×2700mm厚的筒体，封头ø426mm×14mm由热压方法获得。本设计首先介绍了气液分离器的结构，并分析了制造本产品的材料如Q245R钢的化学成分、力学性能及焊接性，然后分析了该容器焊接制作工艺流程。文中详细论述了气液分离器加工、装配、焊接工艺。同时对容器制作中容易出现的质量问题进行了分析说明，提出了相应的解决措施。

文中重点阐述了装配焊接工艺，包括筒节的纵缝装配焊接、筒节与封头的环缝装配焊接、筒节与筒节的环缝焊接等。如装配方法、焊条、焊剂与焊丝及焊接方法的选择、焊接参数的选取等。并对容器的焊后试验、气密性试验等进行了必要的说明。

压力容器是容器的一种，是指最高工作压力≧0.1MPa，容积≧25Ｌ，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。

气液分离器生产工艺

1. 气液分离器概述

气液分离器可安装在气体压缩机的出入口用于气液分离，分馏塔顶冷凝冷却

器后气相除雾，各种气体水洗塔，吸收塔及解析塔的气相除雾等。气液分离器也

可应用于气体除尘，油水分离及液体脱除杂质等多种工业及民用应用场合。

1.1结构形式

罐体为单层压力容器，见图1。

气液分离器示意图1

1.2 主要技术参数（见表1）

表1 气液分离罐主要技术参数

设计压力/MPa 6 腐蚀裕度/mm 1.5 卧置试压/MPa

设计温度/℃50 焊缝系数0.9 地震烈度

计算风压保温材料泡沫石棉容积/m³29.5 操作介质保温层厚度/mm 60 容器类别Ⅱ类1.3 材料分析（见表2）

表2 化学成分表

材料 C Si Mn P S Alt

Q245R ≤0.20 ≤0.35 0.50～1.00 ≤0.025 ≤0.015 ≥0.020 2. 母材的选择与检验

2.1母材的选择

罐体封头板采用Q245R，其力学性能与化学成分见表2和表3。裙座、筋板

采用Q235。

表2 化学成分表

材料 C Si Mn P S Alt Q245R ≤0.20 ≤0.35 0.50～1.00 ≤0.025 ≤0.015 ≥0.020

表3 力学性能

钢板厚度/mm 抗拉强度R/(N/

㎡)

屈服强度R/(N/

㎡)

伸长率A/% 温度/℃

冲击吸收能量

KV2/J

180°弯曲试验

弯曲直径

（b≥35mm）

3-16 400-520 ≥245 ≥25 0 ≥31 d=1.5a

>16-36 400-520 ≥235 ≥25 0 ≥31 d=1.5a

>36-60 400-520 ≥225 ≥25 0 ≥31 d=1.5a

>60-100 390-510 ≥205 ≥24 0 ≥31 d=2a

>100-150 380-500 ≥185 ≥24 0 ≥31 d=2a

2.2 焊接性分析

1）16MnDR的焊接性分析

16MnDR钢焊接中需注意如何保证焊接接头的低温韧性,以防止低温使用时发生脆性裂纹。根据碳当量计算公式计算出16MnDR的碳当量为0.49%,说明淬硬倾向小,室温下焊接一般不易产生冷裂纹,且硫、磷含量控制较低,所以也不易产生热裂倾向。板厚小于25mm时不需要预热,板厚超过25mm、接头刚性拘束较大或环境温度过低时,可在焊接之前进行预热,预热温度为100~150℃。当板厚大于16mm时,要进行焊后消除应力热处理。

为了消除焊接应力,进一步改善焊接接头性能,对气液分离罐进行焊后整体热处理。热处理温度为580~640℃,在600℃下保温3 h,升温速度不大于200℃/h,降温速度不大于260℃/h,随炉自然冷却。