壓力容器設(shè)計(jì)工程師培訓(xùn)教材

1、壓力容器設(shè)計(jì)工程師 培訓(xùn)教材,球形儲(chǔ)罐,目 錄,24.1 型式24.2 球殼板24.3 裝量高度24.4 標(biāo)準(zhǔn)24.5 設(shè)計(jì)24.6 材料 24.6.1 球罐用鋼板 24.6.2 球罐用鍛件24.6.3 焊條24.7 零部件﹑附件 24.7.1 人孔﹑接管 24.7.2 支柱﹑拉桿 24.7.3 平臺(tái)梯子 24.7.4 隔熱﹑

2、保冷 24.7.5 附件(消防噴淋裝置﹑壓力表﹑溫度計(jì)﹑液位計(jì)﹑安全閥﹑緊急切斷口﹑接地),目 錄,24.8 球殼板成形 24.8.1 下料 24.8.2 成形24.9 組焊 24.9.1 零部件組焊 24.9.2 組焊 1、組焊 2、焊接24.10 無(wú)損檢測(cè) 24.10.1 射線檢測(cè)與超聲檢測(cè) 24.10.

3、2 磁粉檢測(cè)與滲透檢測(cè)24.11 焊后整體熱處理24.12 產(chǎn)品焊接試板24.13 壓力試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn) 24.13.1 液壓試驗(yàn) 24.13.2 氣密性試驗(yàn),24.14 特種球罐 24.14.1 液化石油氣球罐 24.14.2 液氨球罐 24.14.3 氧氣球罐 24.14.4 天然氣球罐24.14.5 低溫球罐,球形儲(chǔ)罐簡(jiǎn)介,球形容器在石油﹑化工﹑冶

4、金﹑城市煤氣等工業(yè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)存液化石油氣﹑液化天然氣﹑液氨﹑液氮﹑液氫﹑液氧﹑天然氣﹑城市煤氣﹑壓縮空氣等物料﹔在原子能發(fā)電站作核安全殼﹔在造紙廠用作蒸煮球﹔在化工行業(yè)作反應(yīng)器等。我們把用于儲(chǔ)存液體和氣體物料的球形容器稱(chēng)為球形儲(chǔ)罐。 球形儲(chǔ)罐殼體受力均勻,在相同直徑和相同工況下,球形容器的薄膜應(yīng)力僅為圓筒形容器環(huán)向應(yīng)力的一半,相應(yīng)承壓能力強(qiáng)﹔且相同容積下球殼表面積最小,質(zhì)量輕﹔但因球形儲(chǔ)罐容積大,需制造廠成形球殼板,

5、安裝單位現(xiàn)場(chǎng)組裝焊接,制造安裝有一定難度,技術(shù)要求相對(duì)較高。,24.1 型式,球形儲(chǔ)罐型式多樣,從形狀看,有圓球形和橢球形﹔從殼體的層數(shù)看,有單層﹑多層﹑雙金屬層和雙重殼球罐﹔從支承方式看,有柱式和裙式﹔從球殼板結(jié)構(gòu)型式分有桔瓣式﹑足球瓣式和混合式(見(jiàn)圖24-1)。 (a)桔瓣式 (b)足球瓣式 (c)混合式圖24-1 球殼板結(jié)構(gòu)型式

6、,,桔瓣式是先用緯線將球殼切割成球帶,再以相鄰兩條徑線將球帶分割成球殼板,這種分瓣法叫桔瓣式分瓣法。其特點(diǎn)是球殼的拼裝焊縫規(guī)則﹑施工組裝較簡(jiǎn)便。缺點(diǎn)是各帶因位置不一,球殼板尺寸規(guī)格多,只能在本帶或上下對(duì)稱(chēng)帶之間互換,原材料利用率低,焊縫較長(zhǎng),球極板往往因?qū)挾日?使接管布置擁擠,甚至造成焊縫難以錯(cuò)開(kāi)。 足球瓣式是將球體沿徑緯方向切割,每塊球殼板的結(jié)構(gòu)尺寸完全相同,互換性好,下料成型規(guī)格化,材料利用率

7、高,拼裝焊縫長(zhǎng)度短,相應(yīng)檢測(cè)工作量亦小。缺點(diǎn)是球殼板交接處有Y型焊縫,焊縫布局復(fù)雜,施工組裝困難,對(duì)球殼板的精度要求高。 混合式兼?zhèn)淞私郯晔胶妥闱虬晔絻烧叩奶攸c(diǎn),是將球殼除極板采用足球瓣式外,其余均用桔瓣式球殼板。相對(duì)桔瓣式而言,混合式的優(yōu)點(diǎn)是材料利用率較高,焊縫長(zhǎng)度有所縮短,球殼板數(shù)量減少,故特別適用于大型球罐。缺點(diǎn)是因具有兩種型式的球殼板,組裝校正較麻煩,仍有Y型接縫,制造精度要求高。,,以引進(jìn)1000m3丙烯

8、球罐為例,一臺(tái)是桔瓣式結(jié)構(gòu),另一臺(tái)是混合式結(jié)構(gòu),將其球殼板數(shù)量及焊縫長(zhǎng)度列入表24.1中,不難看出,同樣是1000m3的丙烯球罐,采用混合式球殼板數(shù)量大大減少,焊縫總長(zhǎng)較桔瓣式縮短了23%。 目前工程中廣泛采用的是桔瓣式和混合式球罐。 GB/T17261>規(guī)定了鋼制球形儲(chǔ)罐的型式與公稱(chēng)容積,球殼內(nèi)直徑, 球殼分帶數(shù),各帶球心角,各帶分塊數(shù)﹑球罐基礎(chǔ)中心圓直徑,支柱底板面至球殼中心的距離

9、及支柱根數(shù)等基本參數(shù),供設(shè)計(jì)時(shí)參照選取。 GB/T17261標(biāo)準(zhǔn)采用了桔瓣式和混合式兩種型式。桔瓣式容積從50m3(DI=4.6m)到10000m3(DI=26.8m)﹔混合式容積從1000m3(DI=12.3m)到10000m3。 GB/T17261中所列1000m3數(shù)據(jù)見(jiàn)表24.1。,,思考題﹕ 1、 球形儲(chǔ)罐的主要特點(diǎn)是什么﹖2、球殼板結(jié)構(gòu)型式分幾種﹖各有什么優(yōu)缺點(diǎn)﹖,24.2

10、 球殼板設(shè)計(jì),球殼板設(shè)計(jì)要點(diǎn)﹕ （1）球殼板的幾何尺寸應(yīng)盡可能大。GB12337規(guī)定了每塊球殼板均不得拼接,球殼板最小寬度不小于500mm。 球罐的破裂事故,絕大多數(shù)都發(fā)生在焊接接頭處,縮短球殼的焊縫長(zhǎng)度是提高球罐質(zhì)量及安全可靠性的關(guān)鍵措施之一?？s短焊縫長(zhǎng)度的根本途徑是加大球殼板尺寸,選擇最佳的球殼分帶數(shù)和各帶分塊數(shù),從而使安裝﹑焊接﹑檢測(cè)工作量相應(yīng)減少。 從表24.1中我們發(fā)現(xiàn),同樣是3帶

11、8柱的1000m3混合式球罐。GB/T17261球殼板總數(shù)為30塊,而引進(jìn)球罐是28塊。引進(jìn)球罐在確保支柱與球殼板縱焊縫錯(cuò)開(kāi)的前提下加大了赤道帶球殼板的寬度,其赤道帶球殼板數(shù)為14塊(GB/T17261是16塊)從而減少了二條赤道帶的縱焊縫(見(jiàn)圖24-2)。因赤道帶球殼板板間連接是垂直方向的焊接接頭,焊縫成形較差,屬質(zhì)量控制困難區(qū),減少此類(lèi)組焊工作量將有利于提高球罐質(zhì)量。,,圖24-2 引進(jìn)1000m3丙烯罐俯視圖 目前

12、國(guó)內(nèi)3帶10柱2000m3球罐的赤道板尺寸已做到8221x3288,極邊板尺寸達(dá)到10347x3288。 （2）選擇合適的鋼板規(guī)格,提高板材利用率。 制作600m3球罐若采用7m長(zhǎng)的鋼板來(lái)下料,其板材利用率可達(dá)85%,隨著板片加長(zhǎng),其利用率將急劇下降。表24.2-1是我國(guó)引進(jìn)的1900m3乙烯球罐下料匯總表,球罐表面積是746m2,因溫帶板﹑極側(cè)板采用了套裁的方法,使其供下料的鋼板面積僅810.83

13、m2,利用率高達(dá)92%。,,(3)規(guī)格要少,互換性要好。(4)相鄰帶縱焊縫應(yīng)相互錯(cuò)開(kāi)。(5)焊縫布局應(yīng)均勻,減少裝配應(yīng)力﹑拘束應(yīng)力與殘余應(yīng)力。(6)必須考慮壓機(jī)及起重能力。 設(shè)計(jì)時(shí)須綜合考慮以上各要點(diǎn),經(jīng)驗(yàn)表明,采用寬而不很長(zhǎng)的鋼板來(lái)制作球殼板是比較經(jīng)濟(jì)的。表24.2-2摘錄了某國(guó)外公司部分系列,供參閱。,,,24.3 裝量高度,>規(guī)定了盛裝液化氣體(含液化石油氣)的固定式壓力容器裝量系數(shù)一般取0.9。對(duì)容器容

14、積經(jīng)實(shí)際測(cè)定者,可取大于0.9,但不得大于0.95。 球罐裝量系數(shù)與裝量高度關(guān)系: 裝量系數(shù)K系球缺體積V´與球殼體積V之比值:,,,,已知裝量系數(shù)K,查表24.3得k值.按公式H=kDi便可計(jì)算出裝量高度H值。例如:1000m3丙烯球罐,內(nèi)徑Di=12300mm,裝量系數(shù)K=0.9,求裝量高度?只需查表24.3:K=0.9得 k=0.8042。則其裝量高度為: H=kDi=0.8042x12

15、300=9891.66mm 思考題:1、 >對(duì)盛裝液化石油氣的球罐裝量系數(shù)有何規(guī)定﹖2、試計(jì)算內(nèi)徑15700mm,2000m3乙烯罐,其裝量高度為12300時(shí)的裝量系數(shù)是多少﹖,24.4 標(biāo)準(zhǔn),國(guó)內(nèi)現(xiàn)行的球罐標(biāo)準(zhǔn)有GB12337-1998《鋼制球形儲(chǔ)罐》,GB50094-98>,GB/T17261-1998 >,SH512-90>,SH3048-99>等。 GB1

16、2337標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了碳素鋼和低合金鋼制球形儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)﹑制造﹑組焊﹑檢驗(yàn)與驗(yàn)收的要求。適用于設(shè)計(jì)壓力不大于4M Pa的桔瓣式或混合式以支柱支撐的球罐。不適用于:受核輻射的球罐﹔經(jīng)常相對(duì)運(yùn)動(dòng)(如車(chē)載或船載)的球罐﹔公稱(chēng)容積小于50m3的球罐﹔要求作疲勞分析的球罐和雙殼結(jié)構(gòu)的球罐。 GB12337-1998和 GB50094-98在我國(guó)都具有技術(shù)法規(guī)的效用,且為球罐工程建造的強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。GB50094施工及驗(yàn)收

17、所包括的范圍是參照GB12337第3.1條編寫(xiě)的,故在其各章內(nèi)容上與GB12337基本相同。表24.4-1列出了兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)在編制頒發(fā)﹑適用范圍﹑內(nèi)容上的差異。,,GB50094從施工現(xiàn)場(chǎng)出發(fā),對(duì)組裝過(guò)程中的質(zhì)量控制提出了一些具體要求︰如球罐赤道帶組裝后,每塊球殼板的赤道線水平誤差﹑相鄰兩球殼板的赤道線水平誤差﹑任意兩塊球殼板的赤道線水平誤差,組裝時(shí)對(duì)球罐的最大直徑與最小直徑之差的控制值及拉桿中部撓度的控制值等等。 有些如球殼

18、板厚度﹑周邊100mm范圍內(nèi)超聲檢測(cè)及低溫球罐鋼板的逐張超聲檢測(cè)要求是針對(duì)制造廠在出廠前已做了全面檢測(cè),在GB50094中只提現(xiàn)場(chǎng)抽檢,應(yīng)該說(shuō)是合理的。但兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在某些項(xiàng)目控制值上仍存在差異,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)人員注意(見(jiàn)表24.4-2)。,,至今國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)﹑歐美各國(guó)均沒(méi)有編制專(zhuān)用的球罐標(biāo)準(zhǔn),這些國(guó)家的球罐建造技術(shù)要求與本國(guó)的壓力容器標(biāo)準(zhǔn)通用。世界上僅有日本液化石油氣協(xié)會(huì)編制了JLPA201>,該標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容比較完整,包括管理體制﹑

19、材料﹑結(jié)構(gòu)﹑制造﹑檢驗(yàn)﹑修補(bǔ)﹑附屬設(shè)備﹑涂料和標(biāo)志等部分。日本是建造球罐數(shù)量最多的國(guó)家,我國(guó)從日本引進(jìn)的球罐數(shù)也最多?，F(xiàn)行JLPA201︰2000(第四版)對(duì)1989年(第三版)在最大壁厚﹑焊接工藝評(píng)定﹑予熱狀況﹑整體熱處理﹑超聲檢測(cè)﹑磁粉檢測(cè)﹑滲透檢測(cè)合格級(jí)別等內(nèi)容作了修改﹔對(duì)最高設(shè)計(jì)溫度與最低設(shè)計(jì)溫度作了定義,明確了設(shè)計(jì)思路﹔設(shè)計(jì)壓力考慮方法更趨合理﹔計(jì)算存貯能力時(shí)將常用溫度定為40℃﹔追加了新鋼種及許用應(yīng)力值等,具體內(nèi)容請(qǐng)閱讀原文

20、。,思考題:,1、 GB12337-1998>主要包括哪些內(nèi)容﹖2、GB12337-1998>適用范圍是什么﹖3、GB12337-1998>與GB50094-98>兩者關(guān)系如何﹖,24.5 設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度是球罐設(shè)計(jì)的兩大參數(shù)。 設(shè)計(jì)壓力指設(shè)定球罐頂部的最高壓力與相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度一起作為設(shè)計(jì)載荷條件,其值不低于工作壓力。 球罐上裝有超壓泄放裝置,應(yīng)按GB150附錄

21、B“超壓泄放裝置”的規(guī)定確定設(shè)計(jì)壓力。 對(duì)于盛裝液化氣體的球罐,在規(guī)定的充裝系數(shù)范圍內(nèi),設(shè)計(jì)壓力應(yīng)根據(jù)工作條件下可能達(dá)到的最高金屬溫度確定。 設(shè)計(jì)溫度指球罐在正常工作情況下,設(shè)定的受壓元件的金屬溫度(沿元件金屬截面的溫度平均值) 。設(shè)計(jì)溫度與設(shè)計(jì)壓力一起作為設(shè)計(jì)載荷條件。 設(shè)計(jì)溫度不得低于元件金屬在工作狀態(tài)下可能達(dá)到的最高溫度。對(duì)于0℃以下的金屬溫度,設(shè)計(jì)溫度不得高于元件金屬可能達(dá)到的最低

22、溫度。 對(duì)于不同工況的球罐,應(yīng)按最苛刻的工況設(shè)計(jì),并在圖樣或相應(yīng)技術(shù)文件中注明各工況的壓力和溫度值。 球殼的計(jì)算需計(jì)入液柱凈壓力。 球罐的腐蝕裕量取不小于1mm。 當(dāng)球罐銘牌上規(guī)定有最大允許工作壓力時(shí),在計(jì)算試驗(yàn)壓力時(shí),公式中應(yīng)以最大允許工作壓力代替設(shè)計(jì)壓力。,,對(duì)盛裝毒性程度極度或高度危害的物料﹑易燃的壓縮氣體或液化氣體的球罐應(yīng)進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。 設(shè)計(jì)圖樣

23、的技術(shù)文件中,應(yīng)寫(xiě)明所盛裝介質(zhì)的名稱(chēng)﹑成分組成﹑適用的標(biāo)準(zhǔn)﹑主要工藝參數(shù)﹑特殊要求等。 球罐設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮以下載荷: 1、壓力﹔ 2、液體靜壓力﹔ 3、球罐自重（包括內(nèi)件）及正常工作條件下或壓力試驗(yàn)狀態(tài)下內(nèi)裝物料的重力載荷﹔ 4、附屬設(shè)備與隔熱材料﹑管道﹑支柱﹑拉桿﹑梯子﹑平臺(tái)等的重力載荷﹔ 5、風(fēng)載荷,地震力,雪載荷。

24、 球罐因結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性和形狀特點(diǎn),質(zhì)量可近似地集中于球殼中心,故球罐可視為單自由度體系。因?yàn)榍蚬拊诿}動(dòng)情況下按剪切型振動(dòng),即結(jié)構(gòu)在水平力作用下,整個(gè)體系會(huì)產(chǎn)生平移,球罐本身不發(fā)生偏移,所以求解球罐在水平力作用下的位移便可能化為求支柱在該力作用下的位移問(wèn)題。風(fēng)力及地震力等水平力的合力Fmax通過(guò)球心,該合力在赤道平面上由幾根支柱分擔(dān),各支柱受力可能不同,但其合力一定是水平力Fmax。當(dāng)支柱在水平力Fmax作用下發(fā)生位移時(shí),拉桿將被拉長(zhǎng)或

25、壓短,從而限制了支柱的位移。支柱的地腳螺栓使其底部不產(chǎn)生水平位移及轉(zhuǎn)角,即相當(dāng)于固定端支承,支柱便相當(dāng)于懸臂梁。 當(dāng)支柱底板與基礎(chǔ)的摩擦力Fs大于等于拉桿作用在支柱上的水平力Fc時(shí),理論上球罐不需設(shè)置地腳螺栓,但為了固定球罐位置,規(guī)定應(yīng)設(shè)置一定數(shù)量的定位地腳螺栓。 球罐設(shè)計(jì)中應(yīng)校核表24.5所列的內(nèi)容。,,,,,思考題:,1、 球罐設(shè)計(jì)應(yīng)考慮哪些載荷？2、 怎樣計(jì)算球殼厚度？,24.6 材料,球罐用鋼應(yīng)考慮球罐的使用條

26、件(如設(shè)計(jì)溫度﹑設(shè)計(jì)壓力﹑物料特性等)﹑材料的焊接性能﹑球罐的制造工藝和組焊要求以及經(jīng)濟(jì)合理性。球罐用鋼許用應(yīng)力按GB12337 3.6節(jié)選取。 24.6.1球殼用鋼板 壓力容器用鋼板種類(lèi)繁多,國(guó)產(chǎn)碳素鋼和低合金鋼鋼板用于球罐的鋼板僅有20R, 16MnR,15MnNbR,16MnDR,07MnCrMoVR和07MnNiCrMoVDR六個(gè)鋼種。鋼板的標(biāo)準(zhǔn)及使用狀態(tài)見(jiàn)表24.6-1。15MnNbR比1

27、6MnR含碳量略低(C≤0.18%)并添加了Nb(0.01∽0.04%),既細(xì)化了晶粒又產(chǎn)生了彌散強(qiáng)化的效果,鋼的強(qiáng)度和韌性指標(biāo)均優(yōu)于16MnR,也優(yōu)于日本的SPV355,該鋼種厚板力學(xué)性能穩(wěn)定,性能價(jià)格比較高。,,設(shè)計(jì)者若需求更高性能指標(biāo),可通過(guò)生產(chǎn)廠企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或?qū)ｉT(mén)制定訂貨合同來(lái)解決。武鋼企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/WG(ZB)05-2000>中的WHD1(16MnDR)和WHD4(09MnNiDR)標(biāo)準(zhǔn)性能值和實(shí)物性能值見(jiàn)表24.6-2 。,

28、,引進(jìn)常溫球罐用鋼均為一般的C-Mn系鐵素體鍋爐和壓力容器用鋼,如UNION36Nb, SPV355等。引進(jìn)低溫球罐用鋼為CREUSELSO34SS, N-TUF50,WEL-TEN62及RIVERACE60L等,其化學(xué)成分和力學(xué)性能見(jiàn)表24.6-3。 >第23條規(guī)定:壓力容器主要受壓元件采用新研制的材料(包括國(guó)內(nèi)外沒(méi)有應(yīng)用實(shí)例的進(jìn)口材料)或未列入GB150等標(biāo)準(zhǔn)的材料試制壓

29、力容器,材料的研制生產(chǎn)單位應(yīng)將實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證資料的第三方的檢測(cè)報(bào)告提交全國(guó)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)進(jìn)行技術(shù)評(píng)審并獲得委員會(huì)出具的準(zhǔn)許試用的證明文件（應(yīng)注明使用條件）,并按>第7條規(guī)定辦理批準(zhǔn)手續(xù)。全國(guó)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)于2001年5月31日發(fā)布了“壓力容器用材料技術(shù)評(píng)審管理辦法”。該辦法內(nèi)容包括①總則﹑使用范圍②評(píng)審方式③技術(shù)評(píng)審程序④技術(shù)評(píng)審證書(shū)⑤收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)說(shuō)明。經(jīng)評(píng)審準(zhǔn)許使用的材料可上網(wǎng)查閱“壓力容器用材料技術(shù)評(píng)審公告欄”。

30、GB12337對(duì)球殼用鋼板的要求: (1)對(duì)設(shè)計(jì)溫度低于0℃而高于-20℃的球殼用鋼板的要求。當(dāng)設(shè)計(jì)溫度低于0℃時(shí):厚度大于25mm的20R；或厚度大于38mm的16MnR；或設(shè)計(jì)溫度低于-10℃時(shí):厚度大于12mm的20R；或厚度大于20mm的16MnR； 應(yīng)每批取一張鋼板進(jìn)行夏比（V型缺口）低溫沖擊試驗(yàn)。試驗(yàn)溫度為球罐的設(shè)計(jì)溫度或按圖樣的規(guī)定,試樣取樣方向?yàn)闄M向。,,(2)球罐的設(shè)計(jì)溫

31、度低于或等于-20℃時(shí)鋼板的使用狀態(tài)及最低沖擊試驗(yàn)溫度應(yīng)符合表24.6-4的規(guī)定。,,鍛件級(jí)別由設(shè)計(jì)者確定,并在圖樣中注明﹕如16MnⅡ。人孔鍛件的級(jí)別不應(yīng)低于Ⅲ級(jí),大于DN150的接管用鍛件級(jí)別一般也不應(yīng)低于Ⅲ級(jí)。 設(shè)計(jì)溫度低于或等于-20℃時(shí),鍛件的熱處理狀態(tài)及最低沖擊試驗(yàn)溫度應(yīng)符合表24.6-6的要求。,,鋼板的超聲檢測(cè)應(yīng)按JB4730的規(guī)定,熱軋﹑正火狀態(tài)供貨的鋼板質(zhì)量等級(jí)應(yīng)不低于Ⅲ級(jí),調(diào)質(zhì)狀態(tài)供應(yīng)的鋼板質(zhì)量等級(jí)應(yīng)不

32、低于Ⅱ級(jí)。 (4)逐張進(jìn)行拉伸和夏比(V型缺口)常溫或低溫沖擊試驗(yàn)的鋼板符合下列條件的球罐用鋼板,應(yīng)逐張進(jìn)行拉伸和夏比(V型缺口) 常溫或低溫沖擊試驗(yàn)。 a)調(diào)質(zhì)狀態(tài)供貨的鋼板﹔ b)厚度大于60mm的鋼板。 24.6.2球罐用鍛件 球罐用鍛件主要用于人孔和接管。鍛件應(yīng)有足夠強(qiáng)度﹑塑性和韌性,用于焊接時(shí)還應(yīng)注意其可焊性。鍛件用材一般依據(jù)球殼用材進(jìn)行選取,見(jiàn)表2

33、4.6-5。,思考題:,1、 球罐所用材料許用應(yīng)力如何選取﹖2、球罐用鋼應(yīng)考慮哪些因素﹖3、球罐用國(guó)產(chǎn)鋼板有哪些﹖對(duì)其使用狀態(tài)有何要求﹖4、設(shè)計(jì)溫度低于0℃而高于-20℃的球罐用鋼板有什么要求﹖5、球罐用鋼板什么情況下應(yīng)逐張進(jìn)行超聲檢測(cè),其檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)及質(zhì)量等級(jí)是什么﹖,,24.7零部件﹑附件 球罐除球殼板外,通常還有人孔﹑接管﹑支柱﹑拉桿﹑平臺(tái)梯子﹑安全附件等組成。 24.7.1人孔﹑接管

34、 球罐上一般開(kāi)設(shè)有物料進(jìn)出口﹑壓力表﹑溫度計(jì)﹑液位計(jì)口﹑安全閥口﹑放空口﹑排污口等。球殼上﹑下極板上應(yīng)各設(shè)置一個(gè)公稱(chēng)直徑不小于500mm的人孔。對(duì)需要進(jìn)行焊后熱處理的球罐,人孔又成為進(jìn)風(fēng)口﹑燃燒口及煙氣排放口,此時(shí)人孔設(shè)置在上﹑下極帶的中心。人孔應(yīng)選用回轉(zhuǎn)蓋或水平吊蓋結(jié)構(gòu)。人孔與球殼板相焊部分應(yīng)選用與球殼板相同或相當(dāng)?shù)牟馁|(zhì)。補(bǔ)強(qiáng)可采用整體鍛件凸緣補(bǔ)強(qiáng)或補(bǔ)強(qiáng)板補(bǔ)強(qiáng)。人孔法蘭一般采用帶頸對(duì)焊法蘭,密封面大多采用凹凸面形式。球罐的開(kāi)孔及開(kāi)

35、孔補(bǔ)強(qiáng)按GB150第8章“開(kāi)孔和開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)”的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)與制造。接管多采用厚壁管或整體鍛件凸緣補(bǔ)強(qiáng)措施,球罐接管應(yīng)盡量設(shè)計(jì)在上﹑下極帶上,便于集中控制。球罐底部接管數(shù)目應(yīng)最小化,推薦國(guó)外僅接一根管線的先進(jìn)設(shè)計(jì)方案。對(duì)貯存液化石油氣球罐底部接管的第一道閥門(mén),法蘭墊片的壓力等級(jí)應(yīng)提高一級(jí),按2.5MPa選用,法蘭選用對(duì)焊法蘭,墊片選用帶有金屬保護(hù)圈的纏繞墊片。為減少殘余應(yīng)力,人孔﹑接管與極板的組焊應(yīng)在制造廠進(jìn)行,并進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。球殼與

36、接管的焊縫應(yīng)采用全焊透結(jié)構(gòu),可參照GB150附錄J“焊接結(jié)構(gòu)”的有關(guān)規(guī)定。接管法蘭應(yīng)采用凹凸面法蘭,法蘭面應(yīng)設(shè)計(jì)成水平或垂直狀態(tài),減少工藝配管的附加應(yīng)力。接管上用加焊支撐來(lái)提高強(qiáng)度和耐疲勞性能。接管端部為降低應(yīng)力集中應(yīng)打磨成圓角。,,24.7.2支柱﹑拉桿 球罐支承有柱式和裙式兩大類(lèi)。裙式包括圓筒裙式支承,錐形支承及用鋼筋混凝土連續(xù)基礎(chǔ)支承的半埋式支承﹑錐底支承。柱式包括赤道正切柱式支承﹑V型柱式支承和三合一柱式支承。

37、 所謂赤道正切結(jié)構(gòu)是:由多根圓柱狀的支柱在球殼赤道部位等距離布置,與球殼相切或近似相切(相割)而成的焊接結(jié)構(gòu)。支柱支承了球罐的重量,為承受風(fēng)載和地震力,保證球罐穩(wěn)定性,在支柱之間設(shè)置拉桿相連接。這種支座的優(yōu)點(diǎn)是受力均勻,彈性好,能承受熱膨脹的變形,組焊方便,施工簡(jiǎn)單,容易調(diào)整,現(xiàn)場(chǎng)操作和檢修也方便,且適用于多種規(guī)格的球罐。缺點(diǎn)是重心高,穩(wěn)定性較差。GB12337選用的就是赤道正切柱式支承。 1.支柱

38、 支柱頂部與球殼的連接結(jié)構(gòu)分平板式﹑半球式和橢圓式三種。GB12337規(guī)定用球形或橢圓形的防雨蓋板。 支柱下部與球殼的連接結(jié)構(gòu)有直接連接﹑加托板﹑U形柱和翻邊四種,見(jiàn)圖24.7-1。,,U形柱結(jié)構(gòu)既避免了支柱與球殼連接部下端由于夾角小而造成的焊接困難,又保證了支柱與球殼焊接質(zhì)量的可靠性。U形柱由鋼板彎制而成,特別適用于低溫球罐對(duì)支柱的要求。翻邊結(jié)構(gòu)不但解除了連接部位下端施焊困難,確保了焊接質(zhì)量,對(duì)該部位的應(yīng)力狀態(tài)也

39、有所改善。 支柱一般采用鋼管制作。下段支柱可分段, 分段的長(zhǎng)度不宜小于支柱總長(zhǎng)的1/3。段間的環(huán) 向接頭應(yīng)全焊透,可采用沿焊縫根部全長(zhǎng)有緊貼 金屬墊板的對(duì)接接頭。對(duì)于大型球罐支柱,由于無(wú) 大直徑鋼管,可選用相應(yīng)鋼板卷制,應(yīng)盡量減少環(huán) 縫的數(shù)量。支柱上設(shè)置通氣口是出于安全防火的需 要,一旦遇到火災(zāi),支柱內(nèi)的氣體會(huì)急劇膨脹,壓力 迅速升高,短時(shí)間內(nèi)造成支柱爆裂,球罐倒塌,為避 免此類(lèi)情況發(fā)生,在

40、支柱上應(yīng)設(shè)置通氣口,見(jiàn) 圖24.7-2。對(duì)儲(chǔ)存易燃物料及液化石油氣的球罐, 還應(yīng)設(shè)置放火層。 圖24.7-2 支柱各部分名稱(chēng),,具有低溫要求或球殼用鋼板標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值大于540MPa及球罐容積大于或等于2000m3時(shí), 支柱一般都分段。有時(shí)考慮制造﹑安裝﹑運(yùn)輸?shù)姆奖阋矊⒅е殖蓛啥?。支柱與低溫球罐本體相連的上段支柱必須選用與球殼板相同的

41、低溫鋼, 規(guī)定其與赤道板的組焊在制造單位進(jìn)行,同時(shí)在制造單位做消除焊縫殘余應(yīng)力熱處理。下段支柱可選用一般結(jié)構(gòu)鋼。 為對(duì)球罐基礎(chǔ)沉降量進(jìn)行觀察,在各支柱上水平焊有永久性的測(cè)定板,以便測(cè)定每根支柱的沉降量,是球罐沉降觀察的依據(jù)。 在支柱底板上開(kāi)設(shè)通孔以利積水的排除。支柱底板的地腳螺栓孔應(yīng)為徑向長(zhǎng)圓孔。2.拉桿 拉桿結(jié)構(gòu)有可調(diào)式和固定式兩種。拉

42、桿與支柱的上下連接點(diǎn)應(yīng)分別在同一標(biāo)高上。固定式拉桿的交叉處采用十字相焊或固定板相焊。可調(diào)式拉桿的立體交叉處不得相焊,見(jiàn)圖24.7-3。固定式拉桿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單﹑穩(wěn)定﹑抗彎能力大,近年來(lái)國(guó)外1000∽5000m3球罐已大量采用固定式拉桿,但GB12337-1998>標(biāo)準(zhǔn)中僅提供了可調(diào)式拉桿的計(jì)算方法。,,24.7.3平臺(tái)梯子 球罐外部設(shè)有頂部平臺(tái),中間平臺(tái)以及為了從地面進(jìn)入這些平臺(tái)的斜梯﹑直梯或盤(pán)梯。大型球罐為便于檢修可

43、在內(nèi)部設(shè)置旋轉(zhuǎn)的內(nèi)梯。 24.7.4隔熱﹑保冷 儲(chǔ)存液化石油氣﹑可燃性氣體及有毒氣體的球罐殼體和支柱,應(yīng)設(shè)置隔熱設(shè)施。隔熱設(shè)施可采用水噴淋裝置或采用不燃性絕熱材料覆蓋。降溫噴淋裝置應(yīng)設(shè)計(jì)成可向整個(gè)球罐表面均勻淋水,其淋水量按球罐外表面積的0.03L/S.m2進(jìn)行計(jì)算。 當(dāng)球罐中儲(chǔ)存低溫物料(如乙烯﹑液化天燃?xì)猢p液氨等)時(shí)應(yīng)設(shè)置保冷設(shè)施,保冷結(jié)構(gòu)應(yīng)充分防止外界熱量侵入儲(chǔ)罐本體。保冷材料的厚度原

44、則上應(yīng)為保證在外層材料表面不結(jié)露的厚度。保冷結(jié)構(gòu)要在地震﹑風(fēng)載﹑雨﹑消防水的壓頭影響下,能保證絕熱的效果。 24.7.5附件 1.消防噴淋裝置︰對(duì)儲(chǔ)存易燃易爆物料的球罐,特別是液化石油氣球罐必須設(shè)置消防噴淋裝置,按我國(guó)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范,其供水強(qiáng)度應(yīng)不小于0.15L/S.m2,著火儲(chǔ)罐的保護(hù)面積按其全面積計(jì)算,距著火罐直徑1.5倍范圍內(nèi)的相鄰儲(chǔ)罐按其面積的一半計(jì)算,直徑超過(guò)20m的地上固定頂立式罐冷卻延續(xù)時(shí)間按6h

45、計(jì)算。液化石油氣火災(zāi)的延續(xù)時(shí)間按6h小時(shí)計(jì)算。為防止支柱因直接受火過(guò)早失去支撐能力,對(duì)儲(chǔ)存易燃易爆物料和LPG物料的球罐支柱應(yīng)采用非燃性材料進(jìn)行隔熱保護(hù),其火災(zāi)延續(xù)時(shí)間不應(yīng)小于2小時(shí)。,,2、壓力表︰應(yīng)在球罐頂部和底部各設(shè)置一個(gè)量程相同并經(jīng)校正的壓力表,為校表時(shí) 能取下壓力表,壓力表前應(yīng)安裝截止閥。選用壓力表的量程為試驗(yàn)壓力2倍左右為宜,但不應(yīng)低于1.5倍或高于4倍試驗(yàn)壓力。壓力表直徑以不小于150mm為宜。

46、 3、溫度計(jì)︰應(yīng)在球罐上安裝一個(gè)以上的溫度計(jì)。保護(hù)管應(yīng)具有足夠強(qiáng)度。低溫球罐或在寒冷地區(qū)裝設(shè)的球罐,必須防止雨水﹑濕氣等流入測(cè)溫保護(hù)管內(nèi)而結(jié)冰,從而影響正確的溫度測(cè)定。 4、液位計(jì)︰貯存液體或液化氣體的球罐應(yīng)裝設(shè)現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)傳液位計(jì),不推薦選用玻璃板液位計(jì)。液位計(jì)要有高低液位報(bào)警裝置,防止裝載過(guò)量﹑抽空,特別在裝載液化石油氣時(shí)更應(yīng)慎重,應(yīng)單獨(dú)設(shè)高液位報(bào)警和帶聯(lián)鎖的高高液位報(bào)警,以免發(fā)生事故。

47、 5、安全閥︰為防止運(yùn)行異常造成超壓,應(yīng)在氣相部分設(shè)置一個(gè)以上的安全閥,同時(shí)在氣相部分還要設(shè)置一個(gè)以上的火災(zāi)安全閥。若安全閥開(kāi)啟壓力設(shè)定在操作異常時(shí)的壓力,而泄放量為操作與火災(zāi)時(shí)兩者中較大的泄放量,則可只設(shè)一個(gè)安全閥。但儲(chǔ)存液化石油氣的球罐必須設(shè)置兩個(gè)安全閥,每個(gè)都能滿足事故狀態(tài)下最大泄放量的要求,安全閥應(yīng)設(shè)手動(dòng)切斷閥,切斷閥口徑與安全閥一致,并保持全開(kāi)狀態(tài)﹔安全閥釋放和氣相放空的液化氣原則上應(yīng)排至全廠火炬系統(tǒng),

48、當(dāng)受條件限制時(shí),可直接排入大氣,排放口應(yīng)高于罐區(qū)中最高罐頂2m以上。當(dāng)排放量較大時(shí),應(yīng)引至安全地點(diǎn)排放。 6、緊急切斷閥:液化石油氣球罐底部入口管線應(yīng)設(shè)置緊急切斷閥,入口緊急切斷閥應(yīng)與球罐高高液位報(bào)警聯(lián)鎖。 7、接地:凡罐區(qū)不設(shè)置單獨(dú)的避雷裝置時(shí),每臺(tái)球罐支柱必須設(shè)置兩個(gè)以上接地電阻10Ω以下的接地凸緣。,1、 球罐采用赤道正切柱式支承有什么優(yōu)缺點(diǎn)﹖2、球殼與支柱連接有哪些形式﹖常

49、用何種結(jié)構(gòu)﹖3、支柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮哪些因素﹖4、在什么情況下球罐要裝設(shè)水噴淋裝置﹖5、球罐安全閥設(shè)置有何規(guī)定﹖,思考題:,24.8 球殼板成形,球殼板由制造單位壓制成形。制造單位下料前應(yīng)按質(zhì)量證明書(shū)對(duì)鋼材進(jìn)行驗(yàn)收,必要時(shí)尚應(yīng)復(fù)驗(yàn),并按標(biāo)準(zhǔn)或圖樣要求進(jìn)行沖擊試驗(yàn)和超聲檢測(cè)。 24.8.1下料 球殼板下料方法有二次下料法和一次下料法兩種。 二次下料法是先對(duì)球殼用鋼板進(jìn)行近似平面展開(kāi)(

50、球面是不能在平面上展開(kāi)的,故此近似平面展開(kāi)帶來(lái)較大誤差),加上適當(dāng)?shù)念A(yù)放量和壓制回彈量進(jìn)行第一次粗下料,然后用圓弧模板校正兩維坐標(biāo)的球面曲率圓弧,再進(jìn)行第二次精下料,獲得所需球殼板。這種方法設(shè)計(jì)者僅提供球殼板主要外形尺寸,其設(shè)計(jì)放樣程序在制造單位進(jìn)行,具體尺寸由制造單位自行決定。 一次下料法由設(shè)計(jì)者根據(jù)球殼板的空間曲面尺寸經(jīng)過(guò)計(jì)算,提供制造單位完整的立體標(biāo)定施工圖,制造單位按圖一次下料壓制成型。一次下料法需借助數(shù)控切割

51、機(jī)對(duì)鋼板進(jìn)行精確切割(包括坡口),這種下料方法成型后的球殼板精度較高,為球罐現(xiàn)場(chǎng)組焊一次吊裝就位奠定了基礎(chǔ)。 目前多數(shù)制造單位仍采用二次下料法,最后采用雙槍氣割一次完成坡口的制備。,,24.8.2成型 球殼板可采用冷壓或熱壓(溫壓)成形,熱壓是指將鋼板加熱到臨界點(diǎn)(AC3)以上某一溫度(如900∽1000℃,一般950℃左右)并在這個(gè)溫度下成形。溫壓是指將鋼板加熱到低于AC1某一溫度下(一般為400∽500℃)

52、壓制成形。熱壓(溫壓)需要整體胎具,熱壓成形的球殼板,其力學(xué)和彎曲性能須由熱壓工藝保證。冷壓是指沒(méi)有人為加熱在室溫下按一定壓制順序采用點(diǎn)壓使其成形的方法。調(diào)質(zhì)鋼應(yīng)采用冷壓成形法。 成形后的球殼板應(yīng)逐張進(jìn)行厚度檢測(cè),其實(shí)際厚度應(yīng)不小于名義厚度減去鋼板的負(fù)偏差。除幾何尺寸外還必須仔細(xì)檢查坡口表面,不得有分層和裂紋等缺陷,材料標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值бb>540MPa的鋼材氣割表面應(yīng)磁粉或滲透檢測(cè),球殼板周邊100mm范圍內(nèi)應(yīng)按

53、JB4730的規(guī)定進(jìn)行超聲檢測(cè)。坡口表面及其內(nèi)外邊緣50mm的范圍內(nèi)要涂可焊性防銹涂料。,24.9 組焊,24.9.1零部件組焊 分段支柱上段與赤道板﹑人孔﹑接管與極板應(yīng)在制造單位組焊,并進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。若有后熱消氫處理要求者應(yīng)焊后立即進(jìn)行。 組焊后用弦長(zhǎng)不小于1000mm的樣板檢查赤道板﹑開(kāi)孔周邊100mm范圍內(nèi)及開(kāi)孔中心一倍開(kāi)孔直徑外的極板曲率,最大間隙不得大于3mm。人孔﹑接管開(kāi)孔位置及外伸高度允

54、差不大于5mm。 法蘭面應(yīng)垂直接管中心線,且保持水平或垂直,支柱直線度應(yīng)控制在允差內(nèi)(≤L/1000,且≤10mm)。支柱與底板組焊應(yīng)垂直,其偏差≤2mm。 每臺(tái)球罐制造單位還應(yīng)提供與球殼板具有相同鋼號(hào)﹑相同規(guī)格的4塊產(chǎn)品焊接試板母材,試板宜與其他零部件裝箱運(yùn)輸。 24.9.2組焊 球罐組焊前應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)尺寸進(jìn)行檢查,對(duì)零部件進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。底板與基礎(chǔ)﹑拉桿與支柱的固定連接應(yīng)在壓力試驗(yàn)合格后

55、進(jìn)行。,,1、組焊 組焊方法從裝與焊的關(guān)系來(lái)看,有整體組焊法和分帶組焊法之分,足球式球殼板宜采用整體組焊法,桔瓣式球殼多采用分帶組焊或拼帶組焊法。從合理選用起重機(jī)具﹑減少高空作業(yè)﹑改善焊接作業(yè)位置(如減少仰焊﹑立焊),提高焊接質(zhì)量等方面考慮,即按地面予加工深度看,又可分為單片組裝,拼大片組裝和環(huán)帶組裝。大型球罐通常采用單片組焊法(也稱(chēng)散裝法) 。 球殼不得采用機(jī)械方法強(qiáng)力組焊。組焊后的對(duì)口間隙﹑對(duì)口錯(cuò)邊量﹑

56、對(duì)接接頭的棱角度不得超差。 支柱安裝找正后,在球罐徑向和周向兩個(gè)方向側(cè)量垂直度偏差,偏差值應(yīng)小于GB12337的規(guī)定值。可調(diào)式拉桿應(yīng)對(duì)稱(chēng)﹑均勻拉緊。 連接板包括予焊件應(yīng)與球殼緊密貼合,并在熱處理前裝焊完畢,若其角焊縫是連續(xù)焊,應(yīng)在最低部位留出通氣縫隙。 2、焊接 組焊單位在焊接工藝評(píng)定前,應(yīng)針對(duì)鋼板的鋼號(hào)﹑厚度﹑焊接方法及焊接材料選取適宜的方法進(jìn)行裂紋試驗(yàn)。焊接予熱溫度由組焊單

57、位通過(guò)焊接裂紋試驗(yàn)及焊接工藝評(píng)定確定。 可焊性是一個(gè)相對(duì)概念,評(píng)價(jià)鋼材可焊性試驗(yàn)方法很多,最高硬度試驗(yàn)﹑鐵研抗裂試驗(yàn)﹑窗形拘束試驗(yàn)﹑落錘試驗(yàn)﹑寬板拉伸試驗(yàn)等都可用來(lái)檢驗(yàn)焊接接頭的抗裂性能﹑機(jī)械性能及金相組織,從而證明焊接工藝的可靠性。,,裂紋試驗(yàn)國(guó)內(nèi)一般采用Y型﹑斜Y型﹑窗形拘束三種方法。Y型坡口焊縫裂紋試驗(yàn)的坡口型式見(jiàn)圖24.9,試驗(yàn)方法參照GB4675.1>,主要用來(lái)評(píng)價(jià)熔敷金屬根部冷裂紋傾向,裂紋率應(yīng)為零。斜Y

58、坡口焊接試驗(yàn)又稱(chēng)小鐵研試驗(yàn),是一種苛刻的抗裂試驗(yàn),試驗(yàn)?zāi)康氖菣z查焊縫熱影響區(qū)斷面裂紋﹑縱向裂紋的敏感性,由于其拘束度大,日本鈴木春等認(rèn)為:只要該試驗(yàn)焊縫表面裂紋率小于20%,實(shí)際構(gòu)件焊接時(shí)就不會(huì)產(chǎn)生冷裂紋(不包括定位焊﹑短段焊和補(bǔ)焊), 但是人們習(xí)慣上仍以試驗(yàn)焊道表面和斷面裂紋率為零作為不出現(xiàn)冷裂紋的依據(jù)。窗形拘束試驗(yàn)?zāi)M了球罐的高拘束度,主要用于評(píng)價(jià)高強(qiáng)度鋼多層焊時(shí)焊縫產(chǎn)生橫向裂紋的敏感性,其結(jié)果可驗(yàn)證施工工藝的正確性,

59、所以球殼板厚度大于25mm時(shí),還應(yīng)做窗形拘束裂紋試驗(yàn)。 球罐焊接工藝評(píng)定應(yīng)按JB4708的規(guī)定,且應(yīng)按立焊﹑橫焊位置分別進(jìn)行試板評(píng)定,抗拉試驗(yàn)和彎曲試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合相應(yīng)材料標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,低溫沖擊試樣為兩組(每組三件)缺口分別開(kāi)在焊縫金屬及熱影響區(qū)上。焊接規(guī)程按圖樣技術(shù)要求和評(píng)定合格的焊接工藝制定。,,焊接過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)焊工﹑焊材﹑施工環(huán)境的管理。 定位焊﹑工卡具焊接工藝及其對(duì)焊工的要求與球殼焊接相同,它們的引弧點(diǎn)

60、和熄弧點(diǎn)應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行，嚴(yán)禁在非焊接位置任意引弧和熄弧。工卡具折除時(shí)不得損傷球殼板,切除后應(yīng)打磨平滑。 要求焊前予熱的焊縫,施焊時(shí)層間溫度不應(yīng)低于予熱溫度下限。焊接線能量應(yīng)不超過(guò)經(jīng)焊接工藝評(píng)定合格的線能量上限。應(yīng)采用后退起弧法,終端應(yīng)將弦坑填滿。多層焊的層間接頭要錯(cuò)開(kāi)。雙面焊對(duì)接焊縫﹑單側(cè)焊接后應(yīng)用碳弧氣創(chuàng)進(jìn)行背面清根,清根后用砂輪磨除滲透層并修整坡口。材料標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值бb>540MPa的鋼材清根后須進(jìn)行100

61、%滲透檢測(cè)。承壓焊縫應(yīng)連續(xù)施焊,因故中斷焊接時(shí),要采取防裂紋措施,再次施焊前應(yīng)經(jīng)磁粉或滲透檢測(cè)確認(rèn)無(wú)裂紋后,方可按原工藝要求繼續(xù)施焊。 需消氫處理者焊后須立即進(jìn)行后熱消氫處理,后熱溫度宜為200∽250℃,后熱時(shí)間應(yīng)為0.5∽1h。 焊后檢查: 對(duì)接焊縫形成的棱角E不得大于10mm;球殼兩極間凈距與設(shè)計(jì)內(nèi)直徑之差和赤道截面最大與最小內(nèi)直徑之差均應(yīng)小于球殼設(shè)計(jì)內(nèi)直徑的0.7%,且不大于80mm;焊縫表面不得

62、有裂紋﹑咬邊﹑氣孔﹑弧坑和夾渣等缺陷,并不得保留有熔渣與飛濺物;焊縫余高不得超標(biāo);角焊縫應(yīng)打磨圓滑過(guò)渡至母材的幾何形狀。,思考題:,1、分段支柱的上段與赤道板的組焊為什么要在制造單位進(jìn)行﹖組焊后質(zhì)量控制有何要求﹖ 2、球罐在焊接工藝評(píng)定前對(duì)裂紋試驗(yàn)有什么要求﹖ 3、在什么情況下球殼焊縫焊后必須立即進(jìn)行消氫處理﹖,24.10 無(wú)損檢測(cè),從事球罐無(wú)損檢測(cè)人員,必須持有質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門(mén)頒發(fā)的有效期內(nèi)的鍋爐壓力容

63、器無(wú)損檢測(cè)人員技術(shù)等級(jí)資格證書(shū)。取得Ⅱ級(jí)以上證書(shū)的人員方可填寫(xiě)和簽發(fā)檢驗(yàn)報(bào)告。焊縫表面的形狀尺寸及外觀檢查合格后,方可進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。用有延遲裂紋傾向鋼材制作的球罐,應(yīng)在焊接結(jié)束至少經(jīng)36h后.方可進(jìn)行焊縫的無(wú)損檢測(cè)。 24.10.1射線檢測(cè)與超聲檢測(cè) GB12337規(guī)定凡符合下列條件之一的球罐對(duì)接接頭應(yīng)按圖樣規(guī)定的檢測(cè)方法,進(jìn)行100%射線或超聲檢測(cè)。 a)厚度δs大于30mm的碳素鋼和1

64、6MnR鋼制球罐; b)材料標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值бb>540MPa的鋼制球罐; c)進(jìn)行氣壓試驗(yàn)的球罐; d)圖樣注明盛裝易燃和毒性為極度危害物料的球罐; e)圖樣規(guī)定須100%檢測(cè)的球罐。 除上述的焊接接頭外,允許做局部射線或超聲檢測(cè)。檢測(cè)方法按圖樣規(guī)定。檢測(cè)長(zhǎng)度不得少于各條焊接接頭長(zhǎng)度的20%,局部無(wú)損檢

65、測(cè)應(yīng)包括每個(gè)焊工所施焊的部分部位。以下部位應(yīng)全部檢測(cè),其檢測(cè)長(zhǎng)度計(jì)入局部檢測(cè)之內(nèi)。,,a)焊縫的交叉部位; b)嵌入式接管與球殼連接的對(duì)接接頭; c)以開(kāi)孔中心為圓心,1.5倍開(kāi)孔直徑為半徑的圓內(nèi)所包容的焊接接頭; d)公稱(chēng)直徑不小于250mm的接管與長(zhǎng)頸法蘭﹑接管與接管對(duì)接連接的焊接接頭; e)凡被補(bǔ)強(qiáng)圈支柱﹑墊板﹑內(nèi)件等所覆蓋的焊接接頭。 對(duì)進(jìn)行100%射線或超聲檢測(cè)的焊接接頭,是否

66、需采用超聲或射線進(jìn)行復(fù)測(cè),以及復(fù)測(cè)的長(zhǎng)度,由設(shè)計(jì)者在圖樣上予以規(guī)定。 射線檢測(cè)與超聲檢測(cè)按JB4730進(jìn)行,合格級(jí)別按圖樣和GB12337的規(guī)定。 24.10.2磁粉檢測(cè)與滲透檢測(cè) 磁粉或滲透檢測(cè)前應(yīng)打磨受檢表面至露出金屬光澤,并應(yīng)使焊縫與母材平滑過(guò)渡。 B12337規(guī)定符合下列條件的部位應(yīng)按圖樣規(guī)定的方法,對(duì)其表面進(jìn)行磁粉或滲透檢測(cè): a)圖樣注明有應(yīng)力腐蝕的球罐,材料標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下

67、限值бb>540MPa的鋼制球罐及用有延遲裂紋傾向鋼材制造的球罐的所有焊接接頭表面;嵌入式接管與球罐連接的對(duì)接接頭表面; b)焊補(bǔ)處的表面; c)工卡具拆除處的焊跡表面和缺陷修磨處的表面; d)支柱與球罐連接處的角焊縫表面; e)凡進(jìn)行100%射線或超聲檢測(cè)的公稱(chēng)直徑小于250mm的接管與長(zhǎng)頸法蘭﹑接管與接管對(duì)接接頭表面。,,磁粉檢測(cè)與滲透檢測(cè)按JB4730進(jìn)行,I級(jí)為合格。

68、 不少工程設(shè)計(jì)單位對(duì)碳素鋼﹑16MnR鋼制球罐的對(duì)接焊縫均要求進(jìn)行100%射線檢測(cè),當(dāng)厚度超過(guò)38mm時(shí),還追加20%超聲復(fù)檢,焊縫表面焊后要求進(jìn)行100%磁粉或滲透檢測(cè)。對(duì)材料標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值бb>540MPa的鋼材及低溫鋼材制作的球罐對(duì)接接頭需進(jìn)行100%射線檢測(cè),并要求進(jìn)行100%超聲檢測(cè)復(fù)檢,焊縫表面在焊后及水壓試驗(yàn)后均要求進(jìn)行一次100%磁粉或滲透檢測(cè)。,24.11 焊后整體熱處理,球罐焊后整體熱處理應(yīng)在水壓

69、試驗(yàn)前進(jìn)行。焊后熱處理的目的是釋放殘余應(yīng)力,改善焊接接頭的塑性和韌性,恢復(fù)冷作時(shí)的予應(yīng)變和時(shí)效而喪失的性能,以避免應(yīng)力腐蝕。熱處理也會(huì)帶來(lái)一些負(fù)面效應(yīng),主要是回火脆性,微量的銻﹑硫﹑錫和砷是脆性元素,而鉻﹑錳﹑鎳的存在又加劇了脆化,少量的鉬有助于防止脆化,當(dāng)Mn<0.5%時(shí)對(duì)碳素鋼回火脆性不敏感。焊接結(jié)構(gòu)中最敏感的回火脆性部位在焊縫金屬及熱影響區(qū)。符合下列情況之一的球罐GB12337規(guī)定要進(jìn)行焊后整體熱處理:a)圖樣要求進(jìn)行

70、焊后熱處理者;b)厚度大于32mm(若焊前予熱100℃以上時(shí),厚度大于38mm)的碳素鋼和07MnCrMoVR鋼制球殼;c)厚度大于30mm(若焊前予熱100℃以上時(shí),厚度大于34mm)的16MnR鋼制球殼;d)任意厚度的其它低合金鋼制球罐;e)圖樣注明有應(yīng)力腐蝕的球罐,如盛裝液化石油氣﹑液氨等球罐;f)圖樣注明盛裝毒性為極度或高度危害的球罐。整體熱處理溫度應(yīng)按圖樣要求,也可參照GB12337標(biāo)準(zhǔn)推薦值,但均應(yīng)經(jīng)焊接工藝評(píng)定