一建機電教材解讀：1H413043 球形罐的安裝技術(shù)

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　　1H413043 球形罐的安裝技術(shù)

　　鋼制焊接球形儲罐(以下簡稱球形罐或球罐)為球形的承壓金屬容器，是機電安裝工程中的重要對象。球形罐盛裝的是壓力較高的氣體或液化氣體，多數(shù)是易燃、易爆介質(zhì)，危險性大。安裝施工難度大、質(zhì)量要求高。本條的主要知識點是：球形罐的構(gòu)造及形式;球形罐施工資格和監(jiān)檢要求;球殼和零部件的檢查和驗收;球形罐組裝與焊接;球形罐焊后整體熱處理。

　　一、 形罐的構(gòu)造及形式

　　(一)球形罐的構(gòu)造

　　球形罐由球罐本體、支座(或支柱)及附件組成。球罐本體為由球殼板拼焊而成的圓球形容器，為球形罐的承壓部分。球形罐的支座常為由多根鋼管制成的柱式支座，以赤道正切柱式最普遍。球罐的附件：有外部扶梯、閥門、儀表，部分大型球罐罐內(nèi)還有內(nèi)部轉(zhuǎn)梯。

　　(二)球形罐的形式

　　球形罐按其本體殼板的分片結(jié)構(gòu)形式可分為桔瓣式、足球式和混合式三種。

　　1.桔瓣式球形罐：組成球殼體的球殼板板片由經(jīng)線和緯線分割而成，形狀如同桔瓣。分為3～7帶，依次分別為：赤道帶;上、下溫帶;上、下寒帶;上、下極。根據(jù)《鋼制球形儲罐型式與基本參數(shù)》GB/T 17261--2011，桔瓣式球形罐公稱容積為50～l0000m3。

　　2.足球式球形罐：球殼體按足球分瓣的方法分成多塊形狀、尺寸相同的球殼板拼焊而成。

　　3.混合式球形罐：為桔辯式與足球式的結(jié)合。分為3～7帶，赤道帶;上、下溫(寒)帶采用桔辯式;上、下極采用足球式，極板又分極中板、極側(cè)板、極邊板。按照上述《基本參數(shù)》，桔瓣式球形罐公稱容積為50～25000m3。但當前在國內(nèi)工程運用的是3～5帶的混合式球罐(無寒帶)，公稱容積為50～10000 m3。球形罐采用混合式排板，可以減少焊縫。

　　常用的球形罐為設(shè)計壓力不大于4.0MPa、公稱容積不小于50m3的桔瓣式或混合式的以支柱支撐的鋼制焊接球形罐。

　　一、球形罐施工資格、監(jiān)檢要求

　　1.球形罐施工單位應(yīng)取得A3級壓力容器制造許可證。

　　2.球形罐開工前，施工單位應(yīng)書面告知直轄市或設(shè)區(qū)的市的特種設(shè)備安全監(jiān)督部門，并接受工程所在地的特種設(shè)備監(jiān)檢單位的監(jiān)督檢驗。

　　三、球殼和零部件的檢查和驗收

　　球殼和零部件的檢查和驗收的工作包括對質(zhì)量證明書等技術(shù)質(zhì)量文件的檢查、球殼板檢驗和支柱、零部件的檢驗，其中主要的有：

　　(一)質(zhì)量證明文件檢查

　　1.球形罐質(zhì)量證明書包括的內(nèi)容：制造竣工圖樣;壓力容器產(chǎn)品合格證;產(chǎn)品質(zhì)量證明文件;特種設(shè)備制造監(jiān)督檢驗證書。

　　2.產(chǎn)品質(zhì)量證明文件，包括：(1)質(zhì)量計劃或檢驗計劃;(2)主要受壓元件材質(zhì)證明書及復(fù)驗報告;(3)材料清單;(4)材料代用審批證明;(75)結(jié)構(gòu)尺寸檢查報告;(6)焊接記錄;(7)熱處理報告及自動記錄曲線;(8)無損檢測報告;(9)產(chǎn)品焊接試件檢驗報告;(10)產(chǎn)品銘牌的拓印件或者復(fù)印件。

　　(二)球殼板檢查

　　外形尺寸檢查：逐張進行成形和尺寸檢查。

　　(1)球殼板曲率檢查。用樣板和塞尺檢查其允許間隙應(yīng)符合表1H413043-1的規(guī)定。

　　球殼板與桂板允許間隙表(mm) 表1H413043-1

　　四、球形罐組裝與焊接

　　球形罐的組裝常用的方法有分片法組裝(又稱散裝法)和環(huán)帶法組裝(又稱分帶法)。球形罐施工宜采用分片法。環(huán)帶法僅可用于公稱容積不大于1500m3的球形罐。組裝采用工卡具調(diào)整球殼板組對間隙和錯邊量，不得進行強力組裝。

　　(一)分片法組焊工藝流程及要求

　　1.組裝總體程序(5帶球形罐)

　　支柱和赤道板組對一赤道帶板組裝一中心柱安裝一下溫帶板組裝一上溫帶板組裝一中心柱拆除一下極板組裝一上極板組裝一內(nèi)外腳手架搭設(shè)一調(diào)整及組裝質(zhì)量總體檢查。

　　當前現(xiàn)場較多地采用了無中心柱組裝施工工藝，在溫(寒)帶或極帶組裝中不需使用中心柱固定。因而上述有關(guān)中心柱的步驟可予以取消。

　　2.組裝施工程序及工藝要求

　　(1)赤道帶板組裝順序

　　1)吊裝第一塊帶支柱的赤道帶板，就位后用拖拉繩將赤道帶板固定。測量支柱垂直度;當支柱和赤道帶板偏心布置時，應(yīng)在偏心一側(cè)加適當支撐。

　　2)吊裝第二塊帶支柱的赤道帶板，就位后用上述同樣方法固定。測量支柱垂直度及支柱間的相對位置。

　　3)將不帶支柱的赤道帶板吊起插入兩塊帶支柱赤道帶板之間，并用卡具固定。

　　4)依次吊裝赤道帶板就位，使之組成環(huán)帶，并立即進行找正。

　　(2)溫帶板組裝。先組裝下溫帶板后組裝上溫帶板，宜采用對稱吊裝。其組裝程序：

　　1)按排版圖要求吊裝第一塊下溫帶板，就位后溫帶板大邊用組對卡具與赤道帶板連接，小邊用鋼絲繩和赤道板上口的方帽固定，調(diào)整好溫帶板與赤道帶板的曲率。

　　若采用中心柱的方法，應(yīng)在溫帶板安裝前，在球形罐中心位置安裝中心柱。則小邊用鋼絲繩和中心拄固定(以下不再敘述中心柱固定方式)。

　　2)吊裝第二塊下溫帶板，就位后用上述同樣方法固定，用卡具和相鄰溫帶板及赤道帶組對連接。依次吊裝組對全部下溫帶板，并組裝成型。

　　3)上溫帶板的吊裝、組對程序與下溫帶板相同。板小邊用鋼絲繩(拖拉繩)固定。

　　(3)極帶板組裝。先組裝下極板后組裝上極板。極板吊裝就位后，用卡具與溫(寒)板固定。

　　3.焊接

　　(1)一般原則

　　1)球形罐焊接宜采用焊條電弧焊(常稱手工電弧焊)，也可采用熔化極氣體保護焊。

　　2)產(chǎn)品焊接試板應(yīng)由焊接球形罐的焊工在球形罐焊接過程中，在于球形罐相同焊接環(huán)境下和采用相同的焊接工藝焊接。

　　(2)焊接順序

　　1)焊接程序原則：先焊縱縫，后焊環(huán)縫;先焊短縫，后焊長縫;先焊坡口深度大的一側(cè)，后焊坡口深度小的一側(cè)。

　　2)焊條電弧焊時，焊工應(yīng)對稱分布、同步焊接，在同等時間內(nèi)超前或滯后的長度不宜大于500mm。焊條電弧焊的第一層焊道應(yīng)采用分段退焊法。多層多道焊時，每層焊道引弧點宜依次錯開25～50mm。

　　(二)環(huán)帶法組焊工藝

　　1.組裝焊接原則程序

　　平臺上組裝赤道帶→赤道帶縱縫焊接→平臺上組裝上、下溫帶→上、下溫帶縱縫焊接→平臺上組裝焊接上、下極板→上、下極板與上、下溫帶組焊→下溫帶(包括極板)吊到基礎(chǔ)中心→安裝支柱→吊裝赤道帶、就位后找水平度→下溫帶與赤道帶安裝→上溫帶與赤道帶安裝→內(nèi)外腳手架搭設(shè)→組裝后整體檢查一赤道帶與上、下溫帶環(huán)縫焊接及支柱與赤道帶焊接→焊后總體檢查。

　　2.環(huán)帶組裝工藝要求

　　(1)各環(huán)帶均在平臺上進行組裝，組裝平臺在施工過程中不得出現(xiàn)變形或偏沉。每個環(huán)帶組對時應(yīng)采用相應(yīng)的胎具，胎具直徑為各環(huán)帶設(shè)計內(nèi)徑加焊接收縮量。

　　(2)環(huán)帶組裝程序：平臺上畫出組裝帶下口基準圓→基準圓內(nèi)側(cè)設(shè)置胎具→基準圓外側(cè)點焊定位板→吊裝殼板、固定→調(diào)整球殼板間接縫間隙→檢查錯邊量、棱角、周長、圓度→定位焊。

　　五、球形罐焊后整體熱處理

　　球形罐根據(jù)設(shè)計圖樣要求、盛裝介質(zhì)、厚度、使用材料等確定是否進行焊后整體熱處理。

　　(一)整體熱處理前的條件

　　1.球形罐焊后整體熱處理應(yīng)在壓力試驗前進行。

　　2.整體熱處理前，與球形罐受壓件連接的焊接工作全部完成，各項無損檢測工作全部完成并合格。

　　(二)球形罐整體熱處理方法和工藝要求

　　1.球形罐整體熱處理方法

　　國內(nèi)一般采用內(nèi)燃法：是用燃燒產(chǎn)生的煙氣在球形罐內(nèi)部加熱并進行溫度控制，球罐外部保溫而達到熱處理要求的熱處理工藝。2000m3以下的球形罐宜采用負壓內(nèi)燃法，2000m3及以上的球形罐宜采用正壓內(nèi)燃法。在罐體上安裝熱電偶測量加熱溫度。

　　保溫材料宜采用巖棉或超細玻璃棉，并宜做成2.5m×1.0m保溫棉被，便于使用、周轉(zhuǎn)。

　　2.熱處理工藝要求

　　(1)熱處理過程升降溫、恒溫要求

　　1)熱處理溫度：按設(shè)計圖樣要求。當設(shè)計圖樣無要求時，可按《球形儲罐施工規(guī)范》GB 50094---2010選用。最少恒溫時間按最厚球殼板對接焊縫厚度的每25mm保持lh計算，且不應(yīng)少于lh。

　　2)升降溫速度和溫差：升溫：400℃及以下可不控制，400℃以上時，50～80℃/h，球殼板表面上任意兩個測溫點的溫差不得大于120℃。降溫：從熱處理溫度到，400℃，降溫速度30～50℃/h9400℃以下可在空氣中自然冷卻。

　　(2)測溫點要求。在球殼外表面均勻布置，相鄰測溫點間距小于4.5m。測溫點總數(shù)應(yīng)符合規(guī)定。

　　(3)球形罐柱腳處理及移動監(jiān)測

　　整體熱時應(yīng)松開拉桿及地腳螺栓，檢查支柱底部與預(yù)先在基礎(chǔ)上設(shè)置的滑板之間的潤滑及位移測量裝置。熱處理過程中應(yīng)監(jiān)測柱腳實際位移值，及時調(diào)整支柱使其處于垂直狀態(tài)。熱處理后應(yīng)測量并調(diào)整支柱的垂直度和拉桿撓度。

　　(三)整體熱處理后質(zhì)量檢驗

　　球形罐整體熱處理后應(yīng)驗證熱處理結(jié)果，進行檢驗的項目包括：熱處理記錄曲線;熱處理過程中各測點溫差;熱處理后的產(chǎn)品焊接試板的試驗結(jié)果。