五井式水分器设计.docx
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五井式水分器设计.docx
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五井式水分器设计
摘要
本设计分为焊接结构基础知识、焊接生产过程和焊接产品检验等三个部分,共九章设计内容。
第一、二主要介绍分水器的相关知识,第三、四主要介绍分水器使用的材料及制作,第五、六、七主要介绍焊接生产前、中、后三过程知识,焊接材料、焊接工艺性审查,这部分内容是本产品设计课题重点,分水器是石油业油水分离的主要配套设备,用于井口在高压状态下的油水分离,分水器系承压设备,属压力容器,其承压能力,容量应与配套设备相对应。
关键词:
分水器;压力容器;承压;焊接;装配;
Abstract
Thedesignisdividedintothreeparts,basicknowledgeofweldingstructure,weldingprocessandweldingproductinspection,atotalofninechapterscontentdesign.First,introducestherelevantknowledgeoftwowaterseparator,materialandproductionofthird,fourmainlyintroducesthewaterseparatorused,fifthandsixorsevenmainlyintroducestheweldingproductionbefore,duringandafterthethreeprocessknowledge,weldingmaterial,weldingprocessreview,thecontentofthispartisthefocusoftheproductdesignproject,waterseparatoristhemainsupportingequipmentintheoilindustryoilwaterseparation,usedforwellheadoil-waterseparationintheconditionofhighpressure,waterseparatorsystempressureequipment,pressurevessel,thepressurebearingcapacity,capacityshouldberelativeandnecessaryboiler.
Keywords:
Waterseparator;Pressurevessel;Pressurewelding;assembly
目录
摘要1
Abstract2
目录3
1前言5
1.1选题研究意义:
5
1.2国内外研究现状5
1.3分水器的设计要求5
2分水器的基本知识7
2.1分水器的分类7
2.2分水器的应用和相关压力容器焊接结构7
2.2.1压力容器的分类及应用8
2.3制作技术参数10
2.3.1分水器组成零部件及材料10
3生产准备11
3.1制造材料介绍11
3.1.1Q345R11
3.1.216Mn11
3.1.3Q23512
3.1.420号钢12
3.1.520G无缝钢管13
4备料15
4.1筒体15
4.1.1圆筒的稳定校核15
4.1.2制作步骤:
17
4.2法兰18
4.2.1法兰结构形式19
4.2.2法兰密封面形式19
4.3封头19
4.4接管20
4.5支座及铭牌座21
4.5.1支座制作步骤21
4.5.2铭牌座制作步骤:
22
5装配焊接23
5.1焊接环境23
5.2焊前预热23
5.3法兰与接管组装23
5.4封头与筒体组装23
5.4.1开孔24
5.4.2装配24
5.5接管与筒体组装24
5.5.1Ф76/159接管焊接方式25
5.5.2Ф32接管焊接方式25
6成型组装26
7焊后处理27
7.1外观质量检测27
7.2无损探伤27
7.3检验结果29
8总结30
参考文献31
致谢32
1前言
1.1选题研究意义:
压力容器是一个涉及多行业、多学科的综合性产品,其建造技术涉及到冶金、机械加工、腐蚀与防腐、无损检测、安全防护等众多行业。
压力容器广泛应用于化工、石油、机械、动力、冶金、核能、航空、航天、海洋等部门。
它是生产过程中必不可少的核心设备,是一个国家装备制造水平的重要标志。
如化工生产中的反应装置、换热装置、分离装置的外壳、气液贮罐、核动力反应堆的压力壳、电厂锅炉系统中的汽包等都是压力容器。
随着冶金、机械加工、焊接和无损检测等技术的不断进步,特别是以计算机技术为代表的信息技术的飞速发展,带动了相关产业的发展,在世界各国投入了大量人力物力进行深入的研究的基础上,压力容器技术领域也取得了相应的进展。
分水器是石油业油水分离的主要配套设备,用于井口在高压状态下的油水分离,分水器系承压设备,属压力容器,其承压能力,容量应与配套设备相对应。
分水器主要受压元件为:
封头,壳体材料等。
1.2国内外研究现状
随着金属压力容器行业竞争的不断加剧,大型金属压力容器企业间并购整合与资本运作日趋频繁,国内优秀的金属压力容器生产企业愈来愈重视对行业市场的研究,特别是对企业发展环境和客户需求趋势变化的深入研究。
正因为如此,一大批国内优秀的金属压力容器品牌迅速崛起,逐渐成为金属压力容器行业中的翘楚[1]!
2003-2007年间,我国金属压力容器行业产值保持高速增长态势,年均复合增长率(CAGR)为26.4%,2008年全年金属压力容器企业的总产值估计达264亿元,同比增长13.90%。
2010年金属压力容器行业产值达到350亿元左右的产业规模。
2011年385亿左右的规模。
2011年12月份,我国生产工业锅炉3.5万蒸发量吨,同比增长32.74%。
数据显示:
2011年1-12月,全国工业锅炉的产量达41.3万蒸发量吨,同比增长28.86%。
1.3分水器的设计要求
分水器是一件单独的压力容器,因此有一些与锅炉不同的要求,现说明如下:
1.分水器应符合GB150-2011压力容器的要求,它应由具有《压力容器设计单位批准书》(省级主管部门批准,同级劳动部门备案)的单位设计,应由具有省级劳动部门签署的《压力容器制造许可证》的单位制造。
分水器出厂应具备齐全的资料。
2.原有使用的分水器应按省级锅炉压力容器监察机构的要求进行登记和领取《使用登记证》。
3.分水器的材料并不一定按锅炉简体材质的要求去选择,可以选用比锅炉筒体材质要求低一些的材料。
4.分水器封头可以采用平端盖(只要强度足够、结构符合要求)。
内径不大于500毫米(mm)的,平端盖和筒体可以用打坡口的角焊。
5.分水器设计压力高于锅炉设计压力的可不装设安全阀,但设计压力低于锅炉设计压力的必须装设安全阀。
6.分水器上应装设压力表。
7.分水器底部应有疏水阀座,以连接疏水阀;疏水阀的前后应有截止阀,并且有与疏水阀并连的检修管路。
2分水器的基本知识
2.1分水器的分类
在石油产品的生产、储运及使用等各个环节中,由于操作技术及环境条件的限制,造成水分渗入,石油产品中水分的存在,使石油产品的数量、品质受到直接影响。
因此,石油产品中水分的分离,在与石油化工有关的行业中显得尤为重要。
常用的分水器是圆筒形的,两端有椭球形封头。
分水器是分集分水器应用中的一部分,分集分水器是由分水器和集气缸组合而成的一种汽体流量和会集装置。
分水器是将一路进汽通过一个压力容器分为几路输出的设备,而集分水器是将进汽通过一个压力容器一路输出的设备,其管理若干的支路管道,分别包括回路和供汽支路,其较大多为DN350—DN/500不等,用钢板制作。
它一方面将主干管的水按需要进行流量分配,保证各区域分支环路的流量满足负荷需要,同时还要将各分支回路的水流汇集,并且输入回水主干管中,实现循环运行。
其回水再利用,可达到更节能的效果,可以同时满足供热与制冷的需要,分水器并不属于锅炉范畴,它属于压力容器范畴,是一种分离窑器。
因此只要分水器的内径大于或等于0.15m,且容积大于或等于0.25m。
都应该接受压力容器安全技术监察规程’的监督,其设计、制造及检验也应该按照GB15o。
钢制压力容器的有关规定进行(当公称容积小于450L的可以参照执行)。
其广泛应用于锅炉、中央空调、工业循环冷却水系统、热水系统。
分水器的结构分别由20#钢和无缝钢管和20g制造,壁厚为6mm。
其尺寸安装配图所示I类中压力容器,设计压力为1.6MPa,最高工作压力1.4MPa,工作温度为0~180℃,设计温度为200℃,其主要受压元件:
法兰、接管采用20g,制造过程中罐体和封头的焊接均采用埋弧焊焊接。
2.2分水器的应用和相关压力容器焊接结构
分水器主要是和其他压力容器配合使用。
在前一节中已做部分介绍,它将主干管的水按需要进行流量分配,它一方面将主干管的水按需要进行流量分配,保证各区域分支环路的流量满足负荷需要,同时还要将各分支回路的主干管中,实现循环运行。
其回水再利用,可达到更节能的效果,可以同时满足供热与制冷的需要,其广泛应用于锅炉、中央空调、工业循环冷却水系统、热水系统。
还可用于工业中,如,按液体溶沸点的不同分离石油或其他液体分离过程,也用于提纯分离。
分水器是锅炉的主要配套设备,用于把锅炉运行时所产生的蒸汽分配到各路管道中去,分水器系承压设备,属压力容器,其承压能力,容量应与配套锅炉相对应。
压力容器是能够承受一定压力作用的密闭容器,按国家劳动部2000年颁布的压力容器安全技术监察规程的规定,其所监督管理的压力容器定义是指最高工作压力P≧0.1Mpa,容器容积大于或等于25l,工作介质为气体、液体或最高工作温度高于标准沸点的液体的容器。
它主要用于石油化工、能源工业、科研和军事工业等方面,同时在民用工业领域得到广泛应用,如,煤气或液化石油气罐、各种储能器、换热器、分离器以及大型管道工程。
2.2.1压力容器的分类及应用
(1)按容器在生产中的作用分类:
a)反应压力容器(代号R):
用于完成介质的物理、化学反应。
b)换热压力容器(代号E):
用于完成介质的热量交换。
c)分离压力容器介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离。
d)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。
注1:
在一种压力容器中,如同时具备两个以上的工艺作用原理时,应按工艺过程中的主要作用来划分品种。
(2)按安装方式分类:
a)固定式压力容器:
有固定安装和使用地点,工艺条件和操作人员也较固定的压力容器。
b)移动式压力容器:
使用时不仅承受内压或外压载荷,搬运过程中还会受到由于内部介质晃动引起的冲击力,以及运输过程带来的外部撞击和振动载荷,因而在结构、使用和安全方面均有其特殊的要求。
注2:
上面所述的几种分类方法仅仅考虑了压力容器的某个设计参数或使用状况,还不能综合反映压力容器的危险程度。
压力容器的危险程度还与介质危险性及其设计压力p和全容积V的乘积有关,pV值愈大,则容器破裂时爆炸能量愈大,危害性也愈大,对容器的设计、制造、检验、使用和管理的要求愈高。
(3)按安全技术管理分类:
《压力容器安全技术监察规程》采用既考虑容器压力与容积乘积大小,又考虑介质危险性以及容器在生产过程中的作用的综合分类方法,以有利于安全压力容器分为三类:
1)第三类压力容器,具有下列情况之一的,为第三类压力容器:
高压容器;
中压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质);
中压储存容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质,且pV乘积大于等于10MPa·m3);
中压反应容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质,且pV乘积大于等于0.5Pa·m3);
低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质,且乘积大于等于0.2MPa·m3);
高压、中压管壳式余热锅炉;
中压搪玻璃压力容器;
使用强度级别较高(指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于540MPa)的材料制造的压力容器;
移动式压力容器,包括铁路罐车(化气体运输(半挂)车、低温液体运输(半挂)车、永久气体运输(半挂)车]和罐式集装箱(介质为液化气体、低温液体)等;
球形储罐(容积大于等于50m3);低温液体储存容器(容积大于5m3)。
低温液体储存容器(容积大于5m3)
2)第二类压力容器,具有下列情况之一的,为第二类压力容器:
中压容器;
低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质);
低压反应容器和低压储存容器(仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质);
低压管壳式余热锅炉;
低压搪玻璃压力容器。
注:
第一类压力容器,除上述规定以外的低压容器为第一类压力容器。
可见,国内压力容器分类方法综合考虑了设计压力、几何容积、材料强度、应用场合和介质危害程度等影响因素。
压力容器的焊接结构
压力容器的结构形式虽然很多,但其最基本的结构是一个密闭的焊接壳体。
根据压力容器壳体的受力特点,最适合的形状是球型,但球型容器制造相对比较困难,成本高,因此在工业生产中,中、低压力容器多数采用圆形结构。
圆筒形容器由筒体、封头、密封元件、法兰接管以及支座等六大部件组成,并通过焊接构成一个整体,如图1所示:
图1分水器
2.3制作技术参数
2.3.1分水器组成零部件及材料
分水器主要由筒体、法兰、椭圆封头、接管及其它相应配合使用的零部件。
材料介绍:
筒体借用Q345R,法兰SO25(B)-25RF/SO65(B)-25RF/SO150(B)-25RF16MnⅡ,接管20#(借用)、名牌支座Q235B、δ=2,垫片ф78/ф38采用δ=3石棉橡胶板,螺母M16和螺栓M16x65均采用Q235—B制造或选用。
压力容器使用过程中具有非常大的安全隐患,若不严格按照国家相关行业标准制造生产,将会对使用者造成不可挽回的灾难。
因此按GB150—89《钢制压力容器》进行制造,试验与验收,并接受劳动部门办法的压力容器安全技术监察规程的监督。
制造焊接过程中使用电弧焊方法的焊条牌号ER50-6,设备制造完毕后要进行各种检测,包括水压试验、无损探伤、表面处理等工艺。
需要完整图纸及论文,请联系QQ545675353,另接定做毕业设计
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