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球罐的焊接制造

發表時間:2019-05-21 訪問量:1075

      球形儲罐(以下簡稱球罐)的現場組裝是球罐建造工程中的關鍵,特別是近年我國球罐大型化發展迅猛,進口材料繁多,現場組焊焊接難度增大,施工機具增多,質量要求不斷增高。因此選擇合理的施工方案,減少組裝應力和焊接應力,確保工程質量,是業主、施工單位、監理機構追求的目標。

  一、球罐的組裝

  隨著國內球罐建造水平的不斷提高,特別是8000M3液化石油氣球罐的國產化,推動了球罐向大型化發展的步伐。但大型化的球罐無法作焊后整體消除應力熱處理,所以更大限度的減少球殼板壓制和安裝現場的組焊應力,已經引起廣大用戶的關注,在招投標中往往成為中標的重要條件。球殼板在不影響運輸的條件下,尺寸越來越大,其目的就是為了減少球殼的焊縫總長度,從根本上提高球罐的安全運行,這樣就減少了安裝現場的工程量,特別是減少了罐內施焊對焊工身體的危害。

  球罐組裝方案多種多樣,有散裝法,大片裝法,帶裝法等。安裝現場用施工設備和機具、工夾具繁多。組裝工藝、腳手架的搭板也不盡一致。本節就普遍采用的散裝法作一介紹。

  1、上下段支柱、定位塊、吊耳的安裝

  A、上、下段支柱的組對

  大型球罐的支柱一般分兩段,支柱上段與赤道板的組焊已在制造單位完成,所以安裝現場需將支柱上、下段在平臺上組對焊接。組對前,先把赤道板放平墊實,然后分別畫出赤道板和支柱上段中心線,赤道板中心點為O,在赤道板中心線上找出兩點A和A’,使OA=0A’=A。對準上段支柱與下段支柱中心線,在下部支柱定一個B點,找正支柱左右偏差,使AB=A’B=B。為檢查支柱上、下段同軸度,可通過赤道板上下口中心拉一細鋼絲,使下段與鋼絲平行,即C=C’,然后進行焊接與檢測。

  B、定位塊的安裝

  為調整球殼之間的間隙、錯邊等,需在球殼板周邊焊一些臨時定位塊,其縱向間距為1.1~1.3M,環向間隙為0.55~0.8M,定位塊距球殼邊緣距離應根據夾具的結構而定。定位塊和吊耳的焊接應和球殼的焊接采用同樣的焊接工藝,拆除時須采用碳弧氣刨或氣割切除,砂輪打磨,嚴禁用錘打掉。

  定位塊一般是赤道板及以上裝在外側,下溫帶板及以下裝在內側;但對有腐蝕介質的球罐定位塊宜全部裝在外側,因球罐的腐蝕主要在焊縫和焊跡處。

  C、吊耳的安裝

  赤道板和上溫帶板以及上極邊板、側板、中板的吊耳裝一般是焊在外側,下溫帶、下極帶的邊板、側板、中板上的吊耳裝焊在內側。

  2、組裝方法

  球罐常用的組裝方法有散裝法、分帶組裝法、半球組裝法和大片裝法等。但近幾年球罐向大型化發展較快,更多業主已認識到球罐組裝應力給使用造成的危害,所以散裝法是一種先進的、組裝應力比較低的方法。

  以赤道帶為基準的散裝法,施工工藝簡便,所需起吊能力較小,使用起重機時間較少,是當前使用最普遍的方法。組裝順序是先組裝赤道帶,將赤道帶調整合格后,再組裝其他各帶。

3、支柱的安裝

  A、支柱用墊鐵找正后,每組墊鐵高度不應小于25MM,且不宜多于3塊。斜墊鐵應成對使用,接觸緊密。找正完畢后,點焊應牢固。

  B、支柱安裝找正后,應在球罐徑向和周向兩個方向檢查支柱的垂直度。當支柱設計小于或等于8M時,垂直度允許偏差為12MM;當支柱高度大于8M時,垂直度允許偏差為支柱高度的1.5%,且不應大于15MM。

  二、球罐的現場焊接順序和焊工布置

  1、球罐采用焊條電弧焊時,焊接順序和焊工布置應符合下列要求:

  A、球罐采用分帶組裝時,宜在組裝平臺上焊接各帶的縱、環縫,無損檢測合格后,再組裝成整體,然后進行各帶之間的焊接。

  B、球罐采用分片組裝時,應按先縱縫后環縫的原則安排焊接順序。

  2、為防止球罐變形,焊工的布置應均勻,并同步焊接。

  3、焊條電弧焊雙面對接焊縫,單側焊接后應進行背面清根。當采用碳弧氣刨清根時,清根后應采用砂輪修整刨槽和磨除滲碳層,并應采用VT、MT或PT檢測方法進行檢查。

  焊縫清根時應清除定位焊的焊縫金屬,清根后的坡口形狀應一致。

  4、藥芯焊絲自動焊和半自動焊時,球罐焊接順序應符合下列要求:

  A、球罐組裝完畢后,應按先縱縫后環縫的原則安排焊接順序。

  B、縱縫焊接時,焊機布置應對稱均勻,并同步焊接。

  C、環縫焊接時,焊機布置應對稱,并按統一旋轉方向焊接。

  5、焊接時起弧端應采用后退起弧法,收弧端應將弧坑填滿,多層焊的層間接頭應錯開。

  6、在距離球罐焊縫50MM處的制定部位,應打上焊工鋼印,并作記錄。對不允許打鋼印的球罐應采用排版圖記錄。

  打鋼印的球罐應采用排版圖記錄。

  三、球罐焊縫返修及球殼板表面損傷修補

  1、焊縫表面缺陷應采用砂輪磨除,缺陷磨除后的焊縫表面若低于母材,則應進行焊接修補。焊縫表面缺陷當只需打磨時,應打磨平滑或加工成具有3:1及以下坡度的斜坡。

  2、焊縫兩側的咬邊和焊趾裂紋必須采用砂輪磨除,并打磨平滑或加工成具有3:1及以下坡度的斜坡和焊趾裂紋的磨除深度不得大于0.5MM,且磨除后球殼的實際板厚不得小于設計厚度,當不符合要求時應進行焊接修補。

  3、焊縫咬邊和焊趾裂紋等表面缺陷進行焊接修補時,應采用砂輪將缺陷磨除,并修整成便于焊接的凹槽,再進行焊接。補焊長度不得小于50MM。材料標準抗拉強度大于或等于540MPA的球罐在修補焊道上應加焊一道凸起的回火焊道,焊后再磨去多余的焊縫金屬。

  4、焊接修補時如需預熱,應以修補處為中心,在半徑為150MM的范圍內預熱,預熱溫度應取上限。焊接線能量應在規定的范圍內;焊接短焊縫時線能量不應取下限值。焊縫修補后,有后熱處理要求的應立即進行。

  5、焊縫內部缺陷的修補應符合下列要求。

  A、應根據產生缺陷的原因,選用適用的焊接方法,并制訂修補工藝。

  B、修補前宜采用超聲檢測確定缺陷的位置和深度,確定修補側。

  C、當內部缺陷的清除采用碳弧氣刨時,應采用砂輪清除滲碳層,打磨成圓滑過渡,并經滲透檢測或磁粉檢測合格后方可進行焊接修補。氣刨深度不應超過板厚的2/3,當缺陷仍未清除時,應焊接修補后,從另一側氣刨。

  D、修補長度不得小于50MM。

  E、焊縫修補時,如需預熱,預熱溫度應取要求值的上限,有后熱處理要求時,焊后應立即進行后熱處理;線能量應控制在規定范圍內,焊短焊縫時,線能量不應取下限值。

  F、同一部位(焊縫內、外側各作為一個部位)修補不宜超過兩次,對經過兩次修補仍不合格的焊縫,應采取可靠的技術措施,并經單位技術總負責人批準后方可修補。

  G、焊接修補的部位、次數和檢測結果應做記錄。

  H、各種缺陷清除和焊接修補后均應進行MT或PT檢測。當表面缺陷焊接修補深度超過3MM時(從球殼表面算起)應進行RT檢測。

  I、焊縫內部缺陷修補后,應進行RT檢測或UT檢測,選用的方法應與修磨前發現缺陷的方法相同。

  6、球罐在制造、運輸和施工中所產生的各種不合格缺陷都應進行修補。

  7、球殼板母材表面缺陷的修補應符合下列要求。

  A、球殼表面缺陷及工卡具焊跡應采用砂輪清除。修磨后的實際厚度不應小于設計厚度,磨除深度應小于球殼板名義厚度的5%,且不應超過2MM。當超過時,應進行焊接修磨。

  B、球殼板表面缺陷進行焊接修補時,每處修補面積應在50CM2以內;當在兩處或兩處以上修補時,任何兩處的邊緣距離應大于50MM,且每塊球殼表面修補面積總和應小于該球殼面積的5%。

  當劃傷及成形加工產生的表面傷痕等缺陷的形狀比較平緩時,可直接進行焊接修補。當直接堆焊可能導致裂紋產生時,應采用砂輪將缺陷清除后再進行焊接修補。表面缺陷焊接修補后焊縫表面應打磨平緩或加工成具有3:1及以下坡度的平緩凸面,且高度應小于1.5MM。


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