焊接课程设计

目录

1绪论 (1)

1.1目的和任务 (1)

1.2压力容器简介、分类及储气罐作用 (2)

1.2.1压力容器简介 (2)

1.2.2压力容器分类 (2)

1.2.3 储气罐作用 (2)

2压力容器的设计 (5)

2.1筒体 (5)

2.2封头 (9)

2.2.1相关计算 (9)

2.2.2封头几何形状 (10)

3压力容器附件 (11)

3.1进料管、人孔、安全法接口、排气管、压力表接口、出料管 (11)

3.2法兰的选择 (11)

3.3人孔的选择： (12)

3.4垫片的选择 (12)

4补强圈设计 (14)

4.1补强设计方法判别 (14)

4.1.1补强的确定 (14)

4.1.2开孔所需补强面积： (15)

4.1.3有效补强范围 (15)

4.1.4有效高度的确定 (15)

4.1.5有效补强面积 (16)

4.1.6补强面积 (16)

5容器设计的计算校核 (17)

5.1压力试验 (17)

5.1.1水压试验 (17)

5.1.2三向应力校核 (17)

6焊接材料和方法的选择 (18)

6.1焊接方法的选择 (18)

6.1.1焊缝接头的布置 (18)

6.2焊接材料的选择 (19)

7总结 (21)

参考文献 (22)

摘要

储气罐安装空压机之后，不仅能储存压缩空气，减少由于压缩机排气不连续产生的压力脉动，实现供气和用气的平衡，而且能降低压缩空气的温度，减少过虑器和干燥剂的负荷。储气罐的选择要注意如下问题：

1、壳体材料：储气罐属于压力容器，壳体常用的材料有Q235-B、16MnR、16MnDR

2、储气罐总高：气源房房体的高度在2.9米左右，考虑到气源经常移动运输，3结构编辑

在城市供燃气工程中用于储存燃气的容器结构。容器的作用见储气罐，它也用于石油、化工和冶金等工业中。按储气压力不同分为低压和高压两类，前者按构造又有湿式和干式之分。湿式储气罐储气罐的主要荷载是内部气体压力、风荷载及地震作用。在风荷载中应考虑风振系数。高压球形罐的风荷载体型系数一般可取0.30～0.35。湿式罐的水平地震作用包括水槽和各塔节自重所产生的地震力，以及水槽内的水因振动所引起的动水压力。干式罐的水平地震作用包括筒身自重和活塞重量所产生的地震力。计算雪荷载时要考虑雪在罐顶的局部堆积所引起的偏心力矩。

在各种荷载和内压作用下，罐的外壳壁板及顶板按薄壳结构无矩理论分析其内力。低压储气罐的壁板和顶板厚度一般并不由强度决定，而是由构造和防腐要求决定。导柱式储气罐的导柱架承受由导轮传来的塔节上的风力和水平地震力，可按平面桁架分析方法将导轮压力分解到各个平面，求出其杆件内力。螺旋导轨式储气罐塔节上的内立柱、上下圈板和导轨构成空间框架，承受导轮传来的风荷载和地震力的水平分力。干式储气罐的筒体在风荷载、水平地震力和内压作用下要验算其局部和整体稳定。球形罐在内压作用下抗拉能力较强，但在负压下其稳定性很差，因此需要规定最低使用压力，以保证在气温下降而内压随之下降时不出现负压。

制作低压储气罐时，将罐体分为若干部件在加工厂内预制，然后进行现场总安装，这样可减少现场安装焊缝。

1绪论

1.1目的和任务

焊接结构设计目的是在完成焊接结构生产理论教学课程后，进行的综合运用所学基本知识和技能的一个非常重要的实践教学环节。通过课程设计，可以培养学生解决焊接生产实际问题的能力，检验学生对所学基本知识的综合运用能力；使学生进一步了解典型焊接结构（压力容器）的基本知识及相关焊接工艺，掌握焊接结构的整体设计、焊接工艺规程、焊接工艺卡的编制要领；最终使学生具有根据生产实际独立制定焊接结构焊接工艺的能力。要求每一位学生在课程设计完成后，能达到独立完成中等复杂程度的焊接结构（主要是压力容器）的任务。使学生掌握压力容器设计的基本技能，具有查阅和运用标准资料、手册等有关技术的能力。

本次焊接结构设计任务是：

高沸物罐的焊接结构设计

具体要求：

1).每组合作完成储气罐的整体装配图；

2).将储气罐根据结构划分成筒体、封头、接管三部分，并使每个同学独立完

成；每个同学根据自己的课题设计相应的焊接工艺规程和焊接工艺卡；

3).编写课程设计说明书（参考附件二）。

工作压力：1.96MPa

设计压力：2.16MPa

主要受压元件材质：16MnDR

直径：1.6m

1.2压力容器简介、分类及储气罐作用

1.2.1压力容器简介

压力容器是内部或外部承受气体或液体压力、并对安全性有较高要求的密封容器。

压力容器主要为圆柱形，少数为球形或其他形状。圆柱形压力容器通常由筒体、封头、接管、法兰等零件和部件组成，压力容器工作压力越高，筒体的壁就应越厚。

1.2.2压力容器分类

（一）.按压力等级分类：压力容器可分为内压容器与外压容+器。

内压容器又可按设计压力（p）大小分为四个压力等级，具体划分如下：

①低压(代号L)容器 0.1 MPa≤p＜1.6 MPa;

②中压(代号M)容器 1.6 MPa≤p＜10.0 MPa;

③高压(代号H)容器 10 MPa≤p＜100 MPa;

④超高压(代号U)容器 p≥100MPa。

（二）.按容器在生产中的作用分类:

①反应压力容器(代号R):用于完成介质的物理、化学反应。

②换热压力容器(代号E):用于完成介质的热量交换。

③分离压力容器（代号S):用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离。

④储存压力容器（代号C，其中球罐代号B）：用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质。

1.2.3储气罐作用

储气罐是指专门用来储存气体的设备，同时起稳定系统压力的作用，根据储气罐的承受压力不同可以分为高压储气罐，低压储气罐，常压储气罐。储气罐不同分：碳素钢储气罐、低合金钢储气罐、不锈钢储气罐。按照压力分：低压储气罐、中压储气罐、高压储气罐。储气罐（压力容器）一般由筒体、封头、法兰、接管、密封元件和支座等零件和部件组成。此外，还配有安全装置、表计及完成不同生