课程设计-石油液化气储气罐焊焊接结构设计

洛阳理工学院

课程设计说明书

课程名称：焊接结构学

设计课题：液化石油气储气罐焊接结构设计专业：材料成型及控制工程

指导教师：

班级：

姓名：······

2013年06月16 日

课程设计任务书

机电工程系材料成型及控制工程专业

学生姓名

班级学号

课程名称：焊接结构学

设计题目：液化石油气储气罐焊接结构设计

课程设计内容与要求：

1、选择不同的梁柱桁架类或压力容器类结构，并完成整体装备图；

2、将梁柱桁架类结构或压力容器结构划分成几个不同部分，按

照课题设计相应的焊接工艺流程；

3、编写课程设计说明书

指导教师安俊超

设计（论文）开始日期2013.06.10

设计（论文）完成日期2013.06.16

课程设计评语第1 页

机电工程系材料成型及控制工程专业

学生姓名李鹏辉班级B100306 学号B10030618

课程名称：焊接结构学

设计题目：液化石油气储气罐焊接结构设计

课程设计篇幅：

图纸 1 张

说明书28 页指导教师评语：

2013年06月16日指导教师安俊超

洛阳理工学院

目录

前言 (2)

第一章石油液化气罐的分析 (3)

1.1、石油液化气罐的使用背景 (3)

1.2、石油液化气罐的结构及尺寸参数 (4)

1.3、石油液化气罐材料的选择 (5)

第二章石油液化气罐工艺分析 (10)

2.1、石油液化气罐的成形工艺 (10)

2.2、确定焊缝位置 (11)

2.3、焊接接头形式以及坡口的设计 (12)

2.4、石油液化气罐的焊接方法的选择 (18)

第三章石油液化气罐焊接参数的选择及工艺 (22)

3.1、焊条的选择 (22)

3.2、焊丝的选择 (22)

3.3、焊剂的选择 (22)

3.4、焊接电流、电压和焊接速度的选择 (23)

3.5、工艺参数的确定 (29)

3.6、焊接设备的选择 (29)

3.7、结构设计的工艺过程 (31)

第四章液化石油气储罐检验方案 (33)

4.1、设备概况及其基本参数 (33)

4.2、检验依据 (33)

4.3、检验准备 (34)

4.4、检验项目 (35)

4.5、出具检验报告 (37)

4.6、检验报告的审核签发 (37)

总结 (37)

参考文献 (39)

前言

焊接也是一种制造技术，它是适应工业发展的需要，以现代工业为基础发展起来的，并且直接服务于机械制造工业。焊接技术的发展与制造工业的需要紧密相关，许多设备中的大型结构，几乎都是焊接结构。现在，随着科学技术的进步，生产规模的日益扩大，焊接结构正朝着大型、高容量、高参数、耐磨、耐蚀、耐低温、耐动载的方向发展，这就是不仅需要为焊接生产提供质量更高、性能更好的各种焊机、焊接材料和焊接工艺，而且要求提供各种性能优异的焊接工装设备，使焊接生产实现机械化和自动化，减少人为因素干扰，达到保证和稳定焊接质量、改善焊工劳动条件、提高生产率、促进文明生产的目的。

本次"石油液化储气罐焊接结构设计"涉及多种焊接相关知识,包括焊接结构、焊接材料,焊接方法及焊接工艺制定等各方

面内容.其中还附有设计的结构图和总装图.本次设计理论和实践结合极为紧密。对专业的学习和以后的工作打下了良好的基础。在设计过程中参阅有关同类资料、书籍和网络资料，并得到老师的指导和帮助，在此致以深深的谢意！

第一章石油液化气罐的分析

1.1、石油液化气罐的使用背景

此次设计内容为一结构形式为单层的第三类储存压力容器，是用来盛装生产用的液化石油气的容器。设计压力为

1.86Mpa，温度在-19~50摄氏度范围内，设备空重约为11000Kg，体积为100立方米，属于中压容器。石油液化气为易燃易爆介质，且有毒，且本液化石油气储罐必须在有遮阳和水喷淋情况下使用。此液化石油气卧式储罐是典型的重要焊接结构，

焊接接头是其最重要的连接结构，焊接接头的性能会直接影响储存液化石油气的质量和安全。因此合理地制定焊接工艺规程非常必要。

1.2、石油液化气罐的结构及尺寸参数

图1.1 石油液化气罐的结构

1、组成

主要有筒体、封头、法兰和接管、密封元件等组成，其中筒体、封头是石油液化气罐制造的关键部分。

制造关键点:

1）封头圆形封头的材料为整块钢板，当封头厚度较大时，均采用热压成形法，即将封头坯料加热至900℃—1000℃。

对于直径大且厚度薄的封头，采用旋压成形法制造是最经济最合理的选择。

2）筒体本次筒体有三个大型筒节拼接而成，筒节采用半自动切割下料，下料前先划线。筒体在卷板机上成型，筒节的坡口加工见下面的坡口设计部分。

2、容器的简介及设计要求

（1）结构名称：石油液化气罐

（2）内径：3000mm

（3）长度：13200mm

（4）壁厚：19mm

（5）设计压力：1.86Mpa

（6）生产类型：单个生产

1.3、石油液化气罐材料的选择

石油液化气罐是一种全焊结构，且运行条件苛刻，制造工艺复杂。液化气罐一旦开裂，后果极其严重，不但造成巨大的经济损失，而且可能遭受人身伤亡灾难。因此液化气罐的运行必须安全可靠。毋庸置疑，液化气罐的工作的可靠性首先以选用的钢材有着密切的关系。我国和世界各工业国的压力容器设计制造法规，以及相应的材料标准都对压力容器用钢的性能做出了严格而明确的规定。

石油液化气罐压力容器材料作为一种受压部件的结构材料，应具有足够优异的力学性能，包括抗拉强度、塑性和韧性。其次，压力容器在制造过程中，必须经过各种成形加工。因此，所用材料应具有良好的冷成形加工和热成形性能。此外，压力容器用钢还应具有良好的焊接性、耐蚀性、抗氢能力以及适应各种热处理的特性。

由此可见，为确保压力容器长期安全可靠的运行，必须从材料着手，选用优质的符合法规和规程要求的钢材制造液化气罐压力容器。

根据设计任务要求：液化气瓶承载压力为1.86MPa，厚度为19mm。

1、焊接性要求石油液化气罐在生产制造过程中涉及大量的焊接工作，因此对于材料的焊接性能要求较高。材料中的碳、硫、磷等元素都是严重影响材料焊接性的成分，尤其是硫磷元素是十分有害的，在焊缝中容易诱发裂纹。因此，在保证材料强度的情况下，尽量减少碳、硫、磷的含量。

2、强度要求钢材的强度一般是采用拉伸试验测定的，故又称抗拉强度。随着工业化发展，石油液化气罐的工作压力