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资源描述
50立方米液化石油气卧式储罐设计方案一. 简介二. 性能参数三. 基本构成四. 技术要求五材料选用六. 焊接要求七. 焊接工艺设计八. 检验方案一. 简介此次设计内容为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1.77Mpa,温度在-1950摄氏度范围内,设备空重约为10760Kg,体积为50立方米,属于中压容器。石油液化气为易燃易爆介质,且有毒,因此选材基本采用16MnR,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。二. 性能参数产品编号:CLG2400-50(2400mm直径)外型尺寸:1165724283028性能介绍:50立方液化石油气储罐,是一般企业或乡镇实现集中供气的绝佳产品。储罐充装介质为液化石油气(丙烷)。液化石油气储罐表面防腐涂层均采用喷砂除锈处理、喷涂、吹扫等先进工艺。该液化石油气储罐有效容积为50立方,筒体直径2428mm,充装介质为液化石油气(丙烷),充装系数0.9(420kg/m3)。详情咨询: 湖北程力压力容器制造股份有限公司项 目数 据项 目数 据整体 产品型号 CLG2400-50型液化石油气储罐 液位计 型号 UHZ-518C14外形尺寸(mm)1165724283028型式 磁翻板式液位计 设备空重(Kg)10760公称压力 2.5Mpa容器类别 三类 测示范围 50-2300mm设计压力 (50丙烷饱和蒸汽压力)1.77Mpa精度 2.5最高工作压力 1.61Mpa安全阀 型号 A42F-2.5-80设计温度 -1950 型式 内置全开式 充装介质 液化石油气(丙烷) 公称压力 2.5 Mpa腐蚀裕量 1.0mm 公称直径 DN80容积 50m3 开启压力 1.68-1.76 Mpa热处理 整体 回座压力 开启压力的0.8倍 充装系数 0.9(420kg/m3)装卸装置 公称直径 进液管 DN80罐体及受压元件材质 16MnR出液管 DN80水压试验压力 2.22 Mpa进气口 DN50气密性试验压力 1.77 Mpa排污口 DN80筒体设计厚度 13.56mm 放空口 DN80封头设计厚度 13.53mm 标准 GB150-1998钢制压力容器 压力容器安全技术监察规程 三. 基本构成储气罐是一个承受内压的钢制焊接压力容器。在规定的使用温度和对应的工作压力下,应保证安全可靠,罐体的基本结构部件应包括人孔、封头、筒体、法兰、支座。 图1储气罐的结构简图1.1筒体 本产品的筒体是用钢板卷焊成筒节后组焊而成,这时的简体有纵环焊缝。1.2封头 按几何形状不同,有椭圆形封头、球形封头、蝶形封头、锥形封头和平盖等各种形式。封头和简体组合在一起构成一台容器壳体的主要部分,也是最主要的受压元件之一。此储气罐选择的是椭圆形封头。 从制造方法分,封头有整体成形和分片成形后组焊成一体的两种。当封头直径较大,超出生产能力时,多采用分片成形方法制造,分片成形控制难度大,易出现不合格产品。对整体成形的封头尺寸、形状,虽然易控制但一般需要有大型冲压模具的压力机或大型旋压设备,工艺设备庞大,制造成本高。 从封头成形方式讲,有冷压成形、热压成形和旋压成形。对于壁厚较薄的封头,一般采用冷压成形。 采用调质钢板制造的封头或封头瓣片,为不破坏钢板调质状态的力学性能,节省模具制造费用,往往采用多点冷压成形法制造。 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9001000。钢板在高温下冲压产生塑性变形而成形,此时对于有些材料(如正火态钢板),由于改变了原始状态的力学性能,为恢复和改善其力学性能,封头冲压成形后还要做正火、正火+回火或淬火+回火等相应的热处理。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。1.3接管和法兰 接管和法兰作用是连接或供人进入容器内部的,是容器的主要组成部分。接管与壳体间的焊接接头一般为角接接头或T形接头,但对于连接二者之间的焊缝,如果是壳体上开坡口时,则称为对接焊缝,壳体上不开坡口时称为角接焊缝。1.4密封元件 密封元件是两法兰之间保证容器内部介质不发生泄漏的关键元件。对于不同的工件条件要求有不同的密封结构形式和不同材质及形式的垫片,在制造时对于密封垫材料和形式不得随意更改。2.1.6支座立式容器主要采用鞍式支座。四. 技术要求 (1)本设备按照GB150-1998钢制压力容器进行制造,检测与验收,并接受压力容器安全技术监察规程的监督。 (2)制造筒体、封头、人孔接管、用16MnR钢板符合GB6654-1996及第二次改造通知单的规定,人孔法兰盖用钢板正火状态供货。帯颈对焊法兰、接管用16MnR应符合JB4726-2000,壳体用16MnR钢板应逐张进行冲击试验,方法按照GB/T229的规定,三个试样的平均值大于等于54J。 (3)设备焊接工艺规程按照JB/T4709-2000,焊接工艺评定按照JB4708-2000.所有角接接头的焊接表面须打磨圆滑过渡。 (4)设备中每条A、B类焊接接头应进行100%射线检测,按照JB/T4730.2-2005的规定,二级合格。所用D类焊剂接头、DN250的接管与法兰的B类焊接接头及所有与承压件相焊接的角接接头,应进行100%表面磁粉检测,按照JB/T4730.4-2005的规定,一级合格。 (5)设备应进行整体焊后消除应力热处理,热处理后不得在设备本体上进行施焊。 (6)最终热处理后,对设备中A。B、D类焊接接头进行硬度检测,其硬度应小于等于200HB。检测数量按照每条A、D类焊接接头测一组,每条B类焊接接头每隔120度测一组,每组包括母材、热影响区和焊缝各一处。 (7)未注明角接接头焊脚高度均等于两相焊件中之较薄件的厚度,且须为连续焊。 (8)设备制造完毕后进行水压试验。水压试验应力见技术要求表。水压试验合格后将积水排净吹干。 (9)水压试验合格后,应进行气密性试验,试验应力见技术特性表。 (10)设备制造完毕后除锈涂铁红醇酸底漆一遍,再涂银粉醇酸清漆一遍,沿罐体水平中心线用红漆刷一道红色色带,宽度为150mm,在筒体两侧的重心处用红色油漆喷印重新标志,应在重心标志上方喷印LPG字样,重心标志的左侧喷“严禁烟火”字样,右侧喷“禁止施焊”的字样,标志、字样高度不得小于200mm。 (11)设备的油漆、包装、运输按照JB/T4711-2003压力容器涂覆与运输包装的规定。 (12)本储罐安装时,其纵轴应向排污方向倾斜千分之三。 (13)固定支座的连接采用一个螺母拧紧;活动支座用两个螺母,第一个螺母不拧紧,与支座的距离为1至3毫米,用第二个螺母锁紧。 (14)本储罐必须在有遮阳和水喷淋装置的条件下适用。4.焊接接头分类: 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。根据GB150-1998钢制压力容器对压力容器主要受压部位的焊接接头分为以下四类,结合实际工程的需要,分类如下: 焊缝编号和分布位置示意图 其中A、B、D分别表示焊接接头的形式五材料选用对受内压的简体,由于其工作介质为液化石油气,考虑其腐蚀性小,再综合其经济效益考虑,选择16MnR作为材料。16MnR材料性能分析:元素CSiMnSPCrNi质量分数()0.160.361.530.0150.0140.0030.00616MnR材料特性分析:16MnR钢的基体组织为铁素体+珠光体,是低合金高强钢中应用最广泛的钢,有比较成熟的经验,屈服强度为294343MPa,基本属于热轧的低合金钢,其综合性能、焊接性及加工工艺性能均优于普通碳素钏,且质量稳定,其使用温度在-40450范围内。16MnR钢作为低温压力容器时,为改善低温性能,可以在正火处理后使用。16MnR钢是在低碳钢的基础上加入了少量合金,其加工性能与低碳钢相似,具有较好的塑性和焊接性。由于加入了少量合金元素,其强度增加,淬硬倾向比低碳钢大,所以在较低温度下或刚性大、壁厚结构的焊接时,需要考虑采取预热措施,预防冷裂纹的产生,本设计中板厚13.56mm,壁厚较薄,小于30mm,均不用预热焊后亦不必作消除应力处理。六. 焊接要求6.1技术特性: 液化石油气储罐材料16MnR,工作压力在1.61 MPa,属于第三类压力容器,设计压力1.77 MPa,工作温度-1950,设计温度50,腐蚀裕度1.0mm,焊接接头系数1.0,液压试验压力2.22MPa(卧放),全容积50m3,充装系数420kg/m3,安全阀开启压力MPa6.2技术要求: 1)设备的施工应符合GB150-1998钢制压力容器,验收应接受压力容器安全技术监督规程中的相关规定 2)焊接采用电弧焊,焊条型号,低合金钢之间E5016,碳钢间E4303 3)焊接接头的形式及尺寸按图要求,角焊缝的焊脚高度为较薄件的厚度,法兰的焊接按相应的法兰标准规定,对接接头与角接接头需全焊透,接管焊缝成形表面均应圆滑过渡,不得有裂纹、咬边、及棱角 4)壳体钢板按GB6654-1996压力容器钢板及修改单中正火状态供货,且逐张进行超声检测,质量标准应不低于JB/T4730. 3-2005中规定的II级, 壳体的A类纵向焊接接头制备产品焊接试板,按容规第25条进行材料复验,坡口表面进行100%磁粉检测,并符合JB4730. 4-2005中规定的I级 5)筒体长度小于15m,塔体直线度允差偏差不大于0.5L/10008,12mm,安装垂直度允差为12mm 6)裙座螺栓孔中心圆直径允差以及任意两孔弦长允差均为2mm 7)壳体用钢板轧制,逐张进行-19夏比(V型缺口)冲击试验(横向),三个试样冲击平均值不得低于20J,允许其中一个试样冲击功小于平均值,但不得小于14J 8)钢管应逐根按JB/T4730. 3-2005中I级为合格 9)支座简体与封头的焊接接头必须采用全焊透连续焊,并进行磁粉检测,符合JB/T4730. 4-2005中I级为合格 10)设备压力试验合格后对全部焊缝按JB/T4730. 4-2005进行磁粉检测,符合I级为合格,复验焊缝 II)热处理后,设备本体不得再行施焊七. 焊接工艺设计 7.1焊缝编号及示意图其中A、B、C、D分别表示焊接接头的形式7.2接管与壳体.封头的焊接(D1,D1.B4,D2A3B3)由GB150-1998钢制压力容器规定,接管、人孔、凸缘补强圈等与壳体连接的接头,为D类焊缝,由此选择焊缝类型为D类焊
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