材料成型及控制工程焊接壓力容器畢業(yè)設(shè)計(jì)m球罐制造工藝設(shè)計(jì)

1、400m3球罐制造工藝設(shè)計(jì)專業(yè)：材料成型及控制工程（焊接）班級(jí)：XXXX級(jí)X班姓名：XXX目 錄引言31 400m3球罐概況51.1主要技術(shù)參數(shù)51.2 結(jié)構(gòu)形式51.3 球殼板材料51.4 焊接方法與焊接材料61.5 遵守的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)62 400m3球罐生產(chǎn)工藝流程73 球殼板的備料工藝83.1 備料83.2 材料復(fù)驗(yàn)、入庫83.3 鋼材的預(yù)處理94 球殼板的成形工藝114.1 球殼板的排板114.2 樣板的制作124.3 一次號(hào)料124.4 一次下料134.5 球殼板的壓形134.6 二次號(hào)料144.7 二次下料144.8 球殼板的檢查154.9 球殼板的修形164.10 半成品及成品的中

2、間檢驗(yàn)165 球罐的組裝工藝175.1 零部件的組焊175.2 整球組裝206 球罐的焊接工藝286.1 施焊環(huán)境286.2 焊工資格286.3 焊前準(zhǔn)備286.4 焊接工藝306.5 焊縫外觀質(zhì)量檢查要求436.6 焊后修補(bǔ)447 球罐成品質(zhì)檢與驗(yàn)收457.1 無損檢測(cè)457.2 焊后整體熱處理457.3 水壓試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)477.4 去銹、涂裝487.5 球罐成品驗(yàn)收49結(jié)論50致謝51參考文獻(xiàn)52摘 要本次設(shè)計(jì)中的400m3球罐用于貯存氧氣，其球殼板的材質(zhì)為16MnR，本文對(duì)其母材的焊接性做了簡要的分析，并在此基礎(chǔ)上選擇了球罐焊前的預(yù)熱溫度，以及焊接方法和焊接材料。預(yù)熱溫度為12014

3、0，焊接方法為焊條電弧焊，焊條為E5015。根據(jù)工廠的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)編制了400m3球罐的生產(chǎn)工藝流程。在整個(gè)生產(chǎn)過程中，球殼板的壓制成形、球罐的組裝與球罐的焊接屬于生產(chǎn)中的重點(diǎn)與難點(diǎn)，在本文中都進(jìn)行了詳細(xì)的分析和論述。球殼板成形采取局部成形的方法。球罐組裝分為零部件組裝和整體組裝兩部分，整體組裝采用整球組裝的方法，須在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。本文根據(jù)球罐上每條焊縫的不同特點(diǎn)，制定了了各條焊縫的具體焊接方法，并選擇了焊接工藝參數(shù)。球罐組裝、焊接之后，需要進(jìn)行焊后處理，包括無損檢測(cè)，焊后熱處理，以及耐壓試驗(yàn)等，本文也都進(jìn)行了簡要的分析和說明，并介紹了相應(yīng)的處理方法和注意事項(xiàng)。關(guān)鍵詞：球罐；成形；組裝；焊接

4、Abstract The design of the 400m3 spherical container used for store oxygen, its spherical shell plate material is 16MnR. In this paper, the weldability of the base metal was analysed briefly, and on this foundation, the preheat temperature before the spherical container for welding, the welding proc

5、ess, and the welding material were selected. The preheat temperature is 120140, the welding process is the shield metal arc welding, the covered electrodes are E5015. The produce technologic course of the 400m3 spherical container was compiled according to the experience of the manufacturing plant a

6、nd related standards. In the entire production process, the press of forming spherical shell plate, the installation and welding of spherical container belong to important and difficult in the production. In this paper, they were carried out a detailed analysis and exposition.The methods of forming

7、the spherical shell plate was part forming. The installation of the spherical container was divided two parts, they are the parts installation and the whole installation, the whole installation use of the entire of the ball installation method, and it should be conducted at the scene. According to t

8、he different character of each weld on the spherical container, in this paper, the concrete welding process of every weld was complied, and the welding procedure parameters were chose.After the installation and welding of the spherical container, there need to conduct process when the welding finish

9、ed, which include non-destructive testing, postweld heat treatment, and the pressure test, and so on. In the paper, they were conducted a brief analysis and exposition, and were introduced the corresponding resolve methods and attention matters.Keywords:spherical container; forming; installation; we

10、lding引 言隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，焊接已成為機(jī)械制造等行業(yè)中一種越來越重要的加工工藝手段。目前，焊接已廣泛用于能源、石油化工、航空航天、原子能、海洋、交通等重大工程項(xiàng)目，同時(shí)亦遍及工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。據(jù)報(bào)道，各工業(yè)發(fā)達(dá)國家用于焊接結(jié)構(gòu)件的鋼材占各國全年鋼產(chǎn)量的40%45%，可見焊接技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中占有何等重要的地位3。隨著焊接技術(shù)與材料工程技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的研發(fā)與結(jié)合，近年來，國內(nèi)一些典型的焊接結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，并呈逐年遞增的趨勢(shì)。球罐就是其中的典型代表之一。由于石油、化工、石油化工、燃?xì)猓ㄌ烊粴?、液化石油氣）等事業(yè)的迅速發(fā)展，隨之而建造的球罐增長速度很快，1981年我國球罐約1

11、100臺(tái)，到1985年增加至約1800臺(tái)，至1993年為3107臺(tái)，在這12年間平均每年增建約150臺(tái)，至1996年全國有近5000臺(tái)球罐，這4年間平均每年建造約400臺(tái)球罐16。迄今為止，我國現(xiàn)有各種球罐已愈萬臺(tái)。其中用于儲(chǔ)存液化石油氣、天然氣的球罐占有相當(dāng)大的比重。球罐建造的增長速度如此之大，是因?yàn)槿藗冊(cè)絹碓秸J(rèn)識(shí)到使用球罐比圓筒形容器更加合理。與同容積的圓筒形容器相比，球罐的表面積最小，受力均勻，在相同直徑和工作壓力下，其所受內(nèi)應(yīng)力最小。同時(shí)球罐還具有占地面積小，高度低，底座基礎(chǔ)工作量小，所以建造球罐時(shí)，可節(jié)省鋼材，降低成本，因而在各工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，在單罐容積大于1000m3僅用

12、材消耗量就比同容積圓筒形容器節(jié)省三分之一以上（容積越大越顯著），其經(jīng)濟(jì)效益顯得十分突出。這是當(dāng)前市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中人們十分關(guān)注的問題。但是，球罐制造較困難，加工費(fèi)用高。表現(xiàn)為下料工序較復(fù)雜；從沖壓到拼裝尺寸要求嚴(yán)格；超差變形矯正困難。此外，球罐直徑通常較大，如50m3容積的球罐，直徑就達(dá)到4.6m,已不適于整體常規(guī)運(yùn)輸，須在現(xiàn)場(chǎng)組裝焊接，而100m3容積的臥（立）式貯罐，則尚可在制造廠中預(yù)制。球罐現(xiàn)場(chǎng)組裝焊接，施工費(fèi)用高；施焊條件差；裝配尺寸與精度難以保證；器壁拘束度較大，會(huì)產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，甚至誘發(fā)裂紋；施工質(zhì)量受風(fēng)雨、溫度和濕度等環(huán)境因素的影響1。目前，雖然我國的球罐制造業(yè)發(fā)展很快，但總體制造水

13、平偏低，某些加工手段及工藝措施還相對(duì)保守。但是，其基本制造工藝還是比較穩(wěn)定的，所以球罐的制造技術(shù)應(yīng)該被廣泛的應(yīng)用，并在原基礎(chǔ)上有所突破創(chuàng)新。本次設(shè)計(jì)中的400m3球罐用于貯存氧氣，屬于中小型容積的球罐，現(xiàn)在，400m3球罐在國內(nèi)應(yīng)用較為廣泛，主要用來貯存燃?xì)饣蚴且夯蜌?。本?00m3球罐制造工藝設(shè)計(jì)依據(jù)工廠設(shè)計(jì)圖紙和國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行編制；設(shè)計(jì)目的是全面了解400m3球罐的制造工藝，使所學(xué)到的焊接專業(yè)理論知識(shí)能夠應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中去，并最終完成畢業(yè)設(shè)計(jì)工作。在設(shè)計(jì)工作過程中，采取“邊設(shè)計(jì)，邊學(xué)習(xí)，邊調(diào)研，邊改進(jìn)”的“四邊”原則，真正做到理論與實(shí)際相結(jié)合，力求達(dá)到學(xué)以致用，并為自己日后參加

14、工作，奠定理論知識(shí)基礎(chǔ)，積累實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)。1 400m3球罐概況1.1主要技術(shù)參數(shù)表1 400m3球罐的主要技術(shù)參數(shù)內(nèi)徑9200mm容積400m3介質(zhì)氧氣容器類別設(shè)計(jì)壓力3.15MPa最高工作壓力3.0MPa試驗(yàn)壓力3.94MPa設(shè)計(jì)溫度50工作溫度-19+50焊縫系數(shù)1.0腐蝕裕量1mm支柱6根1.2 結(jié)構(gòu)形式球罐采用混合式3帶球殼，分帶見圖1。圖1 混合式3帶球罐1.3 球殼板材料1.3.1化學(xué)成分和力學(xué)性能球殼板采用16MnR低碳低合金鋼，其化學(xué)成分和力學(xué)性能分別見表2和表3。表2 16MnR的化學(xué)成分%鋼號(hào)CSiMnPS16MnR0.200.200.601.201.600.0350.0

15、35表3 16MnR的力學(xué)性能鋼號(hào)板厚mm狀態(tài)SMPabMPa5%室溫沖擊功(AKVJ)16MnR3860正火2854906201927（橫向）焊接性分析根據(jù)國際焊接學(xué)會(huì)（IIW）所采用的碳當(dāng)量（CE）計(jì)算公式： （%） （1-1）將16MnR所含化學(xué)成分的相應(yīng)數(shù)值代入上式，計(jì)算其碳當(dāng)量。通過計(jì)算得出，16MnR的碳當(dāng)量CE=0.40%0.46%。當(dāng)CE=0.40%0.60%，鋼的淬硬傾向逐漸增加8，所以16MnR屬于有淬硬傾向的鋼。但是，當(dāng)CE不超過0.5%時(shí)，淬硬傾向尚不嚴(yán)重，焊接性較好，但隨板厚增加需要采取一定的預(yù)熱措施。400m3球罐的球殼板厚為48mm，所以在焊接前，為避免出現(xiàn)裂紋，

16、應(yīng)對(duì)其進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為120140。1.4 焊接方法與焊接材料焊接方法為焊條電弧焊。焊接材料如下：球殼板主體焊接采用E5015焊條，球罐附件焊接采用E4303焊條，關(guān)于焊條的具體要求見表4。表4 焊接材料表母材焊條規(guī)格烘干溫度時(shí)間球殼板16MnRE50155.0 4.03503801h梯子、平臺(tái)Q235AE43034.01001500.5h1.5 遵守的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程GB1501998鋼制壓力容器GB123371998鋼制球形儲(chǔ)罐GB500941998球形儲(chǔ)罐施工及驗(yàn)收規(guī)范 2 400m3球罐生產(chǎn)工藝流程球罐的生產(chǎn)工藝流程與其它焊接產(chǎn)品的工藝流程大致相

17、同，主要包括：生產(chǎn)前的準(zhǔn)備，金屬材料的加工，裝配與焊接以及焊后的成品加工四大部分5。在球罐的整個(gè)制造過程中，球殼板的成形，球罐的組裝以及球罐的焊接三大環(huán)節(jié)屬于生產(chǎn)中的重點(diǎn)與難點(diǎn)。400m3球罐生產(chǎn)工藝流程見圖2。圖2 400m3球罐生產(chǎn)工藝流程3 球殼板的備料工藝3.1 備料根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)每塊球殼板用計(jì)算機(jī)放大樣，根據(jù)放樣后的實(shí)樣，提出球殼板的備料計(jì)劃，要求備料球殼板的同時(shí)，要考慮到球罐焊接產(chǎn)品的試板用量，需復(fù)驗(yàn)的材質(zhì)要求和安裝用胎具用量以及球殼板所需的工藝余量和加工余量等，并且應(yīng)盡量節(jié)省材料。球殼板的備料除外形尺寸必須準(zhǔn)確無誤外，同時(shí)要求各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)必須寫清楚，以便購料。對(duì)于球罐附件的備料

18、，要求各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，參照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)圖紙?zhí)栆约皵?shù)量等必須明確、清晰。球殼板毛坯規(guī)格見表5。表5 球殼板的毛坯規(guī)格名稱材質(zhì)厚度/mm長度/m寬度/m數(shù)量供貨狀態(tài)極帶中間板16MnR486.22.002正火極帶側(cè)板16MnR486.12.304正火極帶圍板16MnR486.72.308正火赤道帶板16MnR485.22.8012正火對(duì)于球罐的一些標(biāo)準(zhǔn)附件，如開口銷、墊圈等，在選購時(shí)，要求購買的數(shù)量要多于圖紙上的規(guī)定數(shù)量，以便互換使用和方便維修。此外，球罐的焊接主要采用焊條電弧焊，所以要求準(zhǔn)備足夠的E5015焊條，并按要求做好焊前準(zhǔn)備及處理。3.2 材料復(fù)驗(yàn)、入庫無論是球殼用鋼板，外購件以及焊材等

19、必須按圖紙及相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行原材料的復(fù)驗(yàn)或外購件的進(jìn)廠檢驗(yàn)，確保原材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)符合要求后方可使用。對(duì)球殼用鋼板的具體要求如下：鋼板幾何尺寸必須符合計(jì)劃要求，每塊球殼板均不得拼接，球殼板的材質(zhì)為16MnR（化學(xué)成分測(cè)定和力學(xué)性能試驗(yàn)），并要求在正火狀態(tài)下供貨，厚度保證48mm，鋼板減薄量不得大于0.25mm，必須符合GB665496壓力容器用鋼板中的規(guī)定，并在交貨狀態(tài)下逐張進(jìn)行超聲波檢測(cè)，按JB473094壓力容器無損檢測(cè)規(guī)定級(jí)為合格，并須在-19做V型缺口試驗(yàn)，沖擊功不小于20J。當(dāng)材料經(jīng)檢驗(yàn)合格后，存入倉庫，并做好標(biāo)記，妥善保管。3.3 鋼材的預(yù)處理鋼材的預(yù)處理包括鋼板的矯平和鋼板的表

20、面除銹兩個(gè)方面。鋼板的矯平鋼板在軋制、運(yùn)輸、裝卸和堆放過程中，由于自重、支撐不當(dāng)、或裝卸條件不良及其他原因，可能會(huì)產(chǎn)生彎曲、扭曲、波浪及表面不平等變形。當(dāng)這些變形超過一定程度時(shí)，會(huì)給尺寸的度量、劃線、剪裁及其他加工帶來困難，而且會(huì)影響到成形零件的尺寸和幾何形狀的精度，從而影響到裝配、焊接和整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量5。所以，劃線、下料前必須進(jìn)行鋼板的矯平。由于400m3球罐制造所用鋼板厚度較厚，所以選用4200×9輥式中厚板矯平機(jī)進(jìn)行矯平。其矯平原理如圖3所示，使板料通過矯平機(jī)上的上下兩列輥?zhàn)又g，在輥?zhàn)訅毫Φ淖饔孟?，受到多次反?fù)彎曲，整個(gè)鋼板得到均勻地伸長，使多重原始曲率逐步趨向一致變?yōu)閱我唬?/p>

21、并不斷減小，最終得到矯平。為了提高矯平效果，可使輥間距離前后不等，前邊輥間距離較小，使鋼板產(chǎn)生較大的變形，以使彎曲均勻，而后面的輥間距離較大，使鋼板的變形逐漸減小和平直，這樣一次通過便能達(dá)到矯平目的。圖3 4200×9輥式中厚板矯平機(jī)原理圖鋼板的表面除銹鋼板的表面除銹采用噴丸的方法。噴丸是用高速噴出的壓縮空氣流帶出來的高速運(yùn)動(dòng)砂粒沖擊工件表面，打落鐵銹，使金屬表面形成均勻而較光潔的表面，并進(jìn)一步釋放在鋼板中的殘余應(yīng)力。鋼材經(jīng)此清理，并經(jīng)噴涂保護(hù)底漆，烘干處理等工序后，既可保護(hù)鋼材在生產(chǎn)或使用過程中不再生銹，又不影響機(jī)械加工和焊接質(zhì)量。鋼板表面除銹選用GYX3M型鋼材預(yù)處理裝置。其技術(shù)

22、特性參數(shù)見表6。該裝置進(jìn)行鋼材預(yù)處理的具體工藝過程為：電磁吊上料輥道輸送預(yù)熱（4050）噴丸除銹清理丸料自動(dòng)噴漆烘干（6070）軌道輸送出料。表6 GYX-3M型鋼材預(yù)處理裝置技術(shù)數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)鋼板預(yù)處理規(guī)格/mm寬10003000，厚6600，長240012000軌道最大載荷2t/m焊件輸送速度v/m.min-1v=0.84，無級(jí)調(diào)速年處理量/t2000040000除銹等級(jí)SISO5 5900Sa2 1/2（A,B）涂膜等級(jí)/m15254 球殼板的成形工藝4.1 球殼板的排板為了便于球殼板制造過程中的檢驗(yàn)和以后組裝的方便，須根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙繪制球殼板的排板圖，并計(jì)算出各類球殼板的立體幾何尺寸（見圖

23、4），每塊球殼板的材質(zhì)、爐批號(hào)、鋼板編號(hào)及帶號(hào)都應(yīng)分別記錄在各自的工藝卡上。 (a) (b)(c) (d)圖4 球殼板的幾何尺寸示意圖(a) 極帶中間板 (b) 極帶側(cè)板 (c) 極帶圍板 (d) 赤道帶板下料前，應(yīng)逐張核對(duì)鋼板的爐批號(hào)及編號(hào)，然后將其標(biāo)記移植到球殼板的指定位置，并經(jīng)檢查人員檢查確認(rèn)無誤后方可下料，同時(shí)將檢查結(jié)果準(zhǔn)確記錄在工藝卡上。要求制作過程中的所有工序都必須作好施工記錄，包括施工作業(yè)時(shí)間、作業(yè)人員、施工過程中的自檢、互檢、專檢的確認(rèn)以及施工過程中停止點(diǎn)的見證檢驗(yàn)等。4.2 樣板的制作根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙排板圖中球殼板的幾何尺寸（圖4），對(duì)不同尺寸的球殼板分別制作劃線樣板，該樣板主要

24、用于球殼板的檢查和球殼板的二次劃線號(hào)料。所以要求劃線樣板的幾何尺寸和曲率精度一定要符合設(shè)計(jì)圖紙的要求。劃線樣板采用0.5mm厚的鍍鋅薄鋼板制作，要求有一定的強(qiáng)度，不易變形。圖5為赤道帶劃線樣板示意圖。其它帶板與其做法相似，只是形狀、尺寸不同。 圖5 赤道帶劃線樣板示意圖 圖6 內(nèi)卡樣板示意圖此外，每類球殼板還應(yīng)各做一套內(nèi)卡樣板，用于檢查球殼板的曲率精度。內(nèi)卡樣板采用0.5mm厚的鍍鋅薄鋼板制作，要求有一定的強(qiáng)度，不易變形，易攜帶。內(nèi)卡樣板示意圖見圖6。4.3 一次號(hào)料因?yàn)榍驓殡p曲面，是不可能在平面上精確展開的，所以球殼板一次精確下料困難很大，只能先近似展開，即下荒料，在壓制成形后再進(jìn)行二次切

25、割5。一次號(hào)料時(shí)，將所制作的劃線樣板放在用于制作球殼板的坯料上，在樣板輪廓線的基礎(chǔ)上，再向外四周分別擴(kuò)展150mm,打上下料線。號(hào)料要求沿凈尺寸向四周內(nèi)打檢查線，距凈尺線距離50mm（見圖7）。圖7 檢查線位置示意圖4.4 一次下料利用小車式直線氣割機(jī)（半自動(dòng)切割機(jī)）按照鋼板毛坯上的下料線進(jìn)行切割，若條件允許，且所切球殼板尺寸對(duì)稱，可采用兩臺(tái)半自動(dòng)切割機(jī)分別沿球殼板兩側(cè)同時(shí)切割。一次下料前必須經(jīng)自檢、互檢、專檢三方確認(rèn)后才能進(jìn)行施工，并備有記錄。4.5 球殼板的壓形將一次切割后的球殼板用2000噸油壓機(jī)進(jìn)行壓形，2000噸油壓機(jī)的技術(shù)參數(shù)見表7。壓形采取局部成形的方法（見圖8），局部成形屬于冷

26、壓成形，坯料每壓一次后向前移動(dòng)一段距離，注意要留有一定的壓延重疊面積，以保證曲率均勻一致，要求一次下壓量不要太大，應(yīng)緩慢壓至所規(guī)定的曲率嚴(yán)禁采用急劇加工成形，在壓制過程中，用內(nèi)卡樣板檢查球殼板，合格后方可下胎。當(dāng)球殼板弦長在2000mm以上時(shí)，檢查樣板弦長不得小于2000mm，當(dāng)球殼板弦長小于2000mm時(shí)，檢查樣板的弦長不得小于球殼板的弦長。樣板與球殼板的間隙不得大于3mm（見圖9），球殼板成形后的實(shí)測(cè)厚度不得小于47.75mm。表7 2000噸油壓機(jī)技術(shù)參數(shù)液壓系統(tǒng)最高工作壓力31.5MPa快速下行速度100mm/s公稱壓力2000噸加壓下行速度23mm/s系統(tǒng)調(diào)定工作壓力25MPa提升速

27、度80mm/s圖8 局部成形法示意圖圖9 球殼板曲率允許偏差4.6 二次號(hào)料經(jīng)壓制合格后的球殼板下胎后，對(duì)其進(jìn)行二次號(hào)料。二次號(hào)料時(shí)將劃線樣板放在已成形的球殼板上，根據(jù)球殼板的具體形狀和技術(shù)要求找出基準(zhǔn)點(diǎn)和基準(zhǔn)線，然后，再按照劃線樣板的輪廓線和球殼板的基準(zhǔn)線劃出其他必要的加工線，以保證劃線準(zhǔn)確性。此外，部分球殼板需要進(jìn)行鉆孔，為確定其準(zhǔn)確位置和保證其正確的孔形，須在此時(shí)進(jìn)行人孔的劃線號(hào)料。4.7 二次下料二次號(hào)料的球殼板經(jīng)自檢、互檢、專檢合格后方可下料切割，并且球殼板的二次切割須在特制的胎具上進(jìn)行。此時(shí)凈尺時(shí)，同時(shí)將坡口按圖示要求開好（圖10）。坡口可采用半自動(dòng)氣割機(jī)配專用靠模進(jìn)行切割，切割時(shí)

28、，要求割炬運(yùn)動(dòng)軌跡位于球殼板的圓弧上，并且要求切割坡口的垂直中心線須指向球心。坡口加工后必須仔細(xì)檢查其面質(zhì)量和曲率。坡口表面應(yīng)符合下面的要求：坡口表面應(yīng)平滑，全部進(jìn)行打磨加工，加工后的坡口表面粗糙度Ra25m，平面度0.5mm；坡口表面熔渣和氧化皮須清楚干凈，并進(jìn)行100%的滲透探傷檢測(cè)，不得有裂紋、夾渣和分層等缺陷，按JB4730中的規(guī)定進(jìn)行，合格級(jí)別不能低于級(jí)。此外，球殼板周邊100mm范圍內(nèi)按JB4730-9規(guī)定進(jìn)行100%的磁粉和超聲檢測(cè)，磁粉檢測(cè)的缺陷累計(jì)長度按級(jí)驗(yàn)收，超聲檢測(cè)按級(jí)驗(yàn)收，檢測(cè)合格后的焊接坡口表面及其內(nèi)、外邊緣50mm的范圍內(nèi)，應(yīng)立即涂上專用于焊接坡口的可焊性防銹涂料，

29、焊接時(shí)不必除去。圖10 球殼板的對(duì)接坡口4.8 球殼板的檢查 將加工成形的球殼板用樣板檢查，對(duì)不合格的部位進(jìn)行修整。球殼板的幾何尺寸允許偏差見圖11。具體要求如下：長度方向弦長允許偏差不大于±2.5mm，寬度方向弦長允許偏差不大于±2mm，對(duì)角線弦長允許偏差不大于±3mm，兩條對(duì)角線應(yīng)在同一平面上，用兩直線對(duì)角測(cè)量時(shí)，兩直線的垂直距離偏差不得大于5mm。圖11 球殼板幾何尺寸允許偏差4.9 球殼板的修形由于二次搬運(yùn)、切割造成的球殼板回彈，必須進(jìn)行球殼板的修形，用加填板的方法進(jìn)行修整，直到滿足設(shè)計(jì)圖紙及施工規(guī)范的要求。當(dāng)球殼板成形后的塑性變形超過3%時(shí)，應(yīng)按焊后熱處

30、理規(guī)范進(jìn)行熱處理。變形量按下式計(jì)算： （4-1） 式中：t板厚（mm）；Rt最終加工半徑（mm）；R0加工前半徑（mm），平板時(shí)為無限大。4.10 半成品及成品的中間檢驗(yàn)按照設(shè)計(jì)圖紙及施工規(guī)范的要求，對(duì)壓制成形的球殼板逐項(xiàng)進(jìn)行檢查，并做好記錄，出半成品。同時(shí)，球罐相關(guān)的一些零部件，如：接管，支柱等應(yīng)該制作完成，并按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行半成品或成品的檢驗(yàn)，以便進(jìn)行下一步的組裝。5 球罐的組裝工藝5.1 零部件的組焊人孔、接管與極板的組焊上下兩個(gè)極帶中間板，在壓制成形并經(jīng)檢查合格后，對(duì)其進(jìn)行開孔。極板開孔時(shí)，按管口方位圖、位置尺寸劃好中心點(diǎn)，并劃好對(duì)準(zhǔn)球心的中心軸線。根據(jù)人孔、接管接頭的實(shí)際尺寸，劃出開孔

31、尺寸線，并做好標(biāo)記。為保證孔的精度，采用仿形靠模氣割的方法。氣割開孔前，應(yīng)在切割線內(nèi)鉆一個(gè)8mm的工藝孔作為氣割起始點(diǎn)。坡口表面及邊緣100mm范圍內(nèi)的檢測(cè)要求與球殼板的要求相同（祥見4.7 二次下料）。坡口如圖12所示。 (a) (b) 圖12 零部件組焊時(shí)的坡口(a) 球殼板與人孔凸緣的對(duì)接坡口 (b) 球殼板與接管的焊接坡口人孔、接管與極板組對(duì)時(shí)，人孔、接管的開孔位置偏差不大于4mm，人孔、接管外伸長度允許偏差不大于4mm，人孔、接管與極板組對(duì)錯(cuò)邊量不大于2mm，人孔、接管的中心線應(yīng)對(duì)準(zhǔn)中心軸線，法蘭面應(yīng)平行與球體赤道軸線，加強(qiáng)圈應(yīng)與極板緊密貼合。將組裝好人孔、接管的極板，放在胎架上夾緊

32、，加熱到預(yù)熱溫度后開始焊接。焊機(jī)選用ZXG - 400型弧焊整流器，焊接工藝參數(shù)見表8。焊接時(shí)由A、B、C、D 4名焊工同時(shí)對(duì)稱施焊，焊接方向如圖13所示，采用多層多道焊。由于焊道始、終端的硬化容易導(dǎo)致缺陷產(chǎn)生，故不宜集中在一起，而應(yīng)錯(cuò)開，見圖14。為了防止裂紋，應(yīng)連續(xù)施焊至最后一層。表8 人孔、接管與極板組焊時(shí)的焊接工藝參數(shù)焊條焊條直徑mm焊接電流A焊接速度(cm/min)預(yù)熱溫度層間溫度E50154.0直流反接16018010.012.0120140120焊接時(shí)，先焊大坡口面的焊縫，注意控制層間溫度，避免產(chǎn)生夾渣和咬肉缺陷。大坡口面焊完后，再焊小坡口面的焊縫，焊前須對(duì)其進(jìn)行清根、打磨。焊后

33、立即進(jìn)行消氫處理，后熱200250，保溫0.51h，然后緩冷。開孔球殼板周邊100mm范圍內(nèi)及距開孔中心1倍開孔直徑范圍外，用弦長不小于1000mm的樣板檢查極板曲率，最大間隙不得大于3mm。圖13 嵌入式人孔的焊接圖14 焊道始、終端的錯(cuò)開上段支柱與赤道板的組焊將赤道板置于專用胎架上，并劃好裝配中心線，見圖15。接縫兩側(cè)500mm范圍內(nèi)除銹，打磨光潔。上段支柱與赤道板相貫的弧形面應(yīng)保證切割精度，裝配間隙不大于1mm。上段支柱的組裝，在赤道板經(jīng)向和緯向兩個(gè)方向的中心允許偏差不得大于2mm。上段支柱與下段支柱在現(xiàn)場(chǎng)的接口端面應(yīng)平行球罐的赤道軸線。圖15 上段支柱與赤道板組對(duì)在上段支柱與赤道板組裝

34、時(shí)，在球殼板周邊100mm范圍內(nèi)、與支柱連接的已成形赤道板在距支柱與赤道板預(yù)焊位置周邊150mm范圍內(nèi)進(jìn)行100%超聲檢驗(yàn)，以JB/4730.3 規(guī)定的級(jí)合格。組對(duì)后由數(shù)名焊工同時(shí)對(duì)稱施焊，焊接時(shí)采用焊條電弧焊，焊機(jī)選用ZXG - 400型弧焊整流器，焊接工藝參數(shù)見表9，焊接順序如圖16所示。表9 上段支柱與赤道板組焊的焊接工藝參數(shù)焊條焊條直徑mm焊接電流A焊接速度(cm/min)預(yù)熱溫度層間溫度E43154.0直流反接16018012.015.0120140120最后檢查幾何尺寸，上段支柱與赤道板焊后的直線度允許偏差不大于2.3mm，上段支柱長度允許偏差±2mm，上段支柱離開球殼板

35、表面的距離允許偏差±3mm。圖16 上段支柱與赤道板焊接球殼板及零部件的出廠在零部件組焊完畢后，安排球殼板及零部件的包裝出廠。球殼板應(yīng)除銹，并涂防銹漆2度，坡口表面及其內(nèi)外邊緣50mm范圍內(nèi)涂可焊性漆料。每塊球殼板上的鋼號(hào)、爐批號(hào)、球罐號(hào)標(biāo)記，應(yīng)醒目地框出。相同規(guī)格的球殼板應(yīng)具有互換性。球殼板發(fā)運(yùn)應(yīng)采用鋼結(jié)構(gòu)的托架包裝，球殼板的凸面朝上，各板間墊以柔性材料。每個(gè)包裝架的總重不宜超過15t，即不能超過3塊球殼板。拉桿、下段支柱等桿件宜集束包扎。所有加工體表面應(yīng)涂防銹油脂，拉桿螺紋應(yīng)妥善保管。工廠提交現(xiàn)場(chǎng)組裝單位的焊接工藝評(píng)定試板和產(chǎn)品焊接試板宜裝箱運(yùn)輸，試板上打上鋼印標(biāo)記。5.2 整球

36、組裝整球組裝法又叫散裝法，即先在平臺(tái)上將下段支柱與帶上段支柱的赤道板組焊好，然后在基礎(chǔ)上裝赤道帶，赤道帶組裝完成后，分別依次組裝溫帶和上下極板，這樣就組成一個(gè)整球3。施工準(zhǔn)備球罐安裝前，應(yīng)對(duì)球罐零部件進(jìn)行下列復(fù)驗(yàn)： 零部件的數(shù)量、編號(hào)及標(biāo)志；球殼板的曲率、幾何尺寸，球殼板和坡口的表面質(zhì)量；球殼板超聲波抽檢，極帶中間板和極帶側(cè)板各1塊，極帶圍板2塊，赤道帶板2塊。若發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷，應(yīng)加倍抽檢。若仍有超標(biāo)缺陷，則應(yīng)100%檢驗(yàn)?；A(chǔ)復(fù)測(cè)按GB12337、GBJ94標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。檢查基礎(chǔ)的標(biāo)高基準(zhǔn)線、縱橫中心線，沉降觀測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)等是否符合標(biāo)準(zhǔn)。檢查基礎(chǔ)外觀是否有裂紋、蜂窩狀氣孔、空洞和露肋等缺陷。按設(shè)計(jì)圖紙

37、用鋼卷尺、鋼直尺、水準(zhǔn)儀等測(cè)量基礎(chǔ)各部位尺寸，見圖17，允許偏差不得超過表10的規(guī)定。項(xiàng)目允許偏差基礎(chǔ)中心圓直徑Db±5mm基礎(chǔ)方位1°地腳螺栓中心與基礎(chǔ)中心圓的間距sa±2mm地腳螺栓預(yù)留孔中心與基礎(chǔ)中心圓的間距sb±8mm支柱基礎(chǔ)上表面的標(biāo)高Db/1000相鄰支柱基礎(chǔ)的標(biāo)高差4mm地腳螺栓固定的基礎(chǔ)上表面平面度5mm預(yù)埋地腳固定的基礎(chǔ)上表面平面度2mm表10 基礎(chǔ)尺寸允許偏差圖17 基礎(chǔ)尺寸示意圖找出基礎(chǔ)中心圓及支柱安裝中心線，確定墊鐵設(shè)置位置。放置墊鐵部位的基礎(chǔ)面應(yīng)鏟削平整，其水平度允許偏差2mm/m。墊鐵均布在地腳螺栓兩側(cè)，每疊墊鐵高度不小于25

38、 mm，且不多于3塊。斜墊鐵應(yīng)成對(duì)使用，墊鐵應(yīng)伸進(jìn)支柱管壁位置內(nèi)1015mm，露出支柱底板外1020mm。在墊鐵設(shè)置過程中，須用水準(zhǔn)儀測(cè)量，在各支柱基礎(chǔ)上標(biāo)高允許偏差±2mm。墊鐵設(shè)置完畢后點(diǎn)焊固定，防止移位。施工現(xiàn)場(chǎng)的電源、水源、預(yù)熱和后熱用的氣源、道路等應(yīng)滿足施工要求。球罐基礎(chǔ)周圍必須做好臨時(shí)道路，路寬10m，承壓不小于147KPa，以滿足吊機(jī)作業(yè)需要。所用的電焊機(jī)、焊條烘箱、空壓機(jī)、起重機(jī)、工裝夾具等必須性能良好，數(shù)量能滿足施工需要。所用計(jì)量器具，必須在周檢期內(nèi)。工裝夾具焊接小方塊均焊在球殼板外側(cè)，焊接位置距球殼板邊緣150mm，其相互間距按各帶焊縫長度和球殼板厚度而定，在50

39、01500mm范圍內(nèi)。在帶支柱的赤道板上劃出中心線和定位線后，焊上定位塊和馬蹄形夾板。工裝夾具須焊接牢固，且四周焊滿。相關(guān)夾具示意圖見圖18。圖18 工裝夾具示意圖(a) 龍門夾具；(b) 小方塊；(c) 馬蹄形夾板；(d) 定位塊下段支柱與上段支柱焊接將下段支柱與已焊接在赤道板上的上段支柱在平臺(tái)上進(jìn)行拼接，按圖19所示。焊接時(shí)采用焊條電弧焊，焊機(jī)選用ZXG - 400型弧焊整流器，其焊接工藝參數(shù)見表11。要求上段支柱與下段支柱的中心偏差不大于±3mm，焊后，整個(gè)支柱應(yīng)校直，直線度偏差不大于±6.2mm，支柱與底板組焊后應(yīng)垂直，其垂直度偏差不大于2mm。焊后支柱全長偏差不大

40、于3mm。圖19 上段支柱與下段支柱組對(duì)表11 上段支柱與下段支柱的焊接工藝參數(shù)焊條焊條直徑mm焊接電流A焊接速度(cm/min)線能量(kj/cm)E43034.0直流16017010.012.02330圖20 赤道帶吊裝總順序赤道帶安裝吊裝順序見圖20。先吊裝第1塊帶支柱的赤道板，用纜繩臨時(shí)固定，調(diào)整好垂直度后擰緊地腳螺栓，見圖21。然后用同樣方法吊裝第2塊帶支柱的赤道板，用纜繩臨時(shí)固定，調(diào)整好垂直度后擰緊地腳螺栓。接著吊裝第3塊不帶支柱的赤道板，將其插入在第1塊和第2塊赤道板之間，用龍門夾具鎖定，裝好第1塊和第2塊支柱之間的拉桿。其余各塊赤道板依次吊裝，直至完成赤道帶的組裝。圖21 赤道

41、帶分段組裝赤道帶調(diào)整按每塊赤道板的赤道線，調(diào)整到設(shè)計(jì)標(biāo)高，其水平的高低偏差見表12。調(diào)整方法可用支柱底板的墊鐵或定位塊上的螺絲。相鄰赤道板則用手拉葫蘆進(jìn)行調(diào)節(jié)。測(cè)量赤道截面內(nèi)徑時(shí)，必須測(cè)量所有赤道板的數(shù)值，以便從中獲得內(nèi)徑的最大值和最小值。用手拉葫蘆調(diào)整內(nèi)徑差，使其達(dá)到允許偏差范圍，見表12。利用龍門夾具、斜楔調(diào)節(jié)對(duì)口間隙、錯(cuò)邊量和棱角，使其滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，見圖22。圖22 錯(cuò)邊量和棱角測(cè)量(a) 等厚球殼板錯(cuò)邊量；(b) 不等厚球殼板錯(cuò)邊量（兩板厚度的差值不計(jì)入）；(c) 內(nèi)側(cè)測(cè)量棱角；(d) 外側(cè)測(cè)量棱角A球殼與樣板的最大徑間距離；B球殼設(shè)計(jì)內(nèi)半徑或外半徑與樣板曲率半徑的徑向距離；R球殼的設(shè)

42、計(jì)內(nèi)半徑或外半徑圖23 極帶圍板安裝順序極帶圍板安裝用吊機(jī)在球罐中心位置立中心桅桿，并拉好纜繩。按圖23所示順序?qū)ΨQ安裝。先裝下極帶圍板，再裝上極帶圍板。下極帶的圍板用吊機(jī)從赤道帶上口吊入安裝，利用中心桅桿、鋼絲繩、手拉葫蘆穩(wěn)定每一塊下極帶的圍板（圖24）。下極帶圍板之間以及下極帶圍板與赤道板之間，用龍門夾具鎖定。吊裝閉合后，調(diào)整縱縫和環(huán)縫的間隙、錯(cuò)邊量、棱角和下口圓度，允許偏差見表12。上極帶圍板與下極帶圍板一樣，也必須對(duì)稱安裝。上極帶圍板用吊機(jī)安裝，利用中心桅桿上的吊桿及手拉葫蘆、鋼絲繩穩(wěn)定，每隔一塊上極帶圍板用一根吊桿。上極帶圍板之間以及上極帶圍板與赤道板之間用龍門夾具鎖定。吊裝閉合后，

43、調(diào)整縱縫和環(huán)縫的間隙、錯(cuò)邊量、棱角和上口圓度，允許偏差見表12。最后拆除中心桅桿。圖24 下極帶圍板吊裝 圖25 下極帶中間板吊裝極帶中間板與極帶側(cè)板的安裝按圖紙方位用吊機(jī)將焊有人孔、接管的下極帶中間板從上極帶圍板上口吊入，注意對(duì)準(zhǔn)中心線方位（圖25），然后吊裝左、右側(cè)板就位。下極帶中間板與下極帶左右兩側(cè)板各板之間以及下極帶中間板與下極帶左右兩側(cè)板與下極帶圍板之間用龍門夾具鎖定。接著調(diào)節(jié)縱縫、環(huán)縫的間隙，錯(cuò)邊量和棱角，其允許偏差見表12。下極帶中間板與下極帶側(cè)板安裝完后，在安裝上極帶的中間板與側(cè)板。按圖紙方位用吊機(jī)將焊有人孔、接管的上極帶中間板從上極帶圍板上口吊入，注意對(duì)準(zhǔn)中心線方位，然后吊裝

44、左、右側(cè)板就位。上極帶中間板與上極帶左右兩側(cè)板各板之間以及上極帶中間板與上極帶左右兩側(cè)板與上極帶圍板之間用龍門夾具鎖定。接著調(diào)節(jié)縱縫、環(huán)縫的間隙，錯(cuò)邊量和棱角，其允許偏差見表12。整球調(diào)整組裝完成后，進(jìn)行整球調(diào)整。其錯(cuò)邊、間隙、棱角、內(nèi)徑差、支柱垂直度和赤道水平度，均應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。合格后轉(zhuǎn)入下道工序定位焊。表12 焊前組裝檢驗(yàn)表項(xiàng)目執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)允許偏差檢驗(yàn)用具對(duì)口間隙GB12337按圖樣規(guī)定間隙尺對(duì)口錯(cuò)邊量GB123373mm深度游標(biāo)卡尺棱角GB123377mm（含錯(cuò)邊量）R樣板和深度游標(biāo)卡尺赤道水平度工藝控制相鄰赤道板±3mm水準(zhǔn)儀、鋼尺或連通管赤道截面內(nèi)徑差工藝控制27.6mm鋼卷

45、尺兩極間凈距與設(shè)計(jì)內(nèi)徑差工藝控制27.6mm鋼卷尺支柱垂直度GB123372mm線錘、鋼尺注：對(duì)口間隙、對(duì)口錯(cuò)邊量和棱角沿對(duì)接接頭每500mm測(cè)量1點(diǎn)。組焊檢驗(yàn)焊前組裝檢驗(yàn)按表12的規(guī)定。焊后幾何尺寸檢驗(yàn)按表13的規(guī)定。表13 焊后幾何尺寸檢驗(yàn)項(xiàng)目執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)允許偏差檢驗(yàn)用具棱角GB1233710mm（含錯(cuò)邊量）R樣板和深度游標(biāo)卡尺赤道截面內(nèi)徑差GB1233746mm鋼卷尺兩板間凈距與設(shè)計(jì)內(nèi)徑差GB1233746mm鋼卷尺支柱垂直度GB123372mm線錘、鋼尺注：棱角沿對(duì)接焊縫每500mm測(cè)量1點(diǎn)。防護(hù)棚搭設(shè)施焊前必須搭設(shè)堅(jiān)固的防護(hù)棚，并須有防風(fēng)、防雨、防雷措施。棚的頂部開有排煙、通風(fēng)窗口。棚的

46、四周用三防布覆蓋，頂部用石棉瓦楞板覆蓋。6 球罐的焊接工藝6.1 施焊環(huán)境當(dāng)施焊環(huán)境出現(xiàn)下列任一情況，且無有效防護(hù)措施時(shí)，嚴(yán)禁施焊。雨天及雪天；風(fēng)速超過8m/s，相當(dāng)于級(jí)風(fēng)；環(huán)境溫度在-5以下；相對(duì)濕度在90%以上。尤須指出，焊接環(huán)境溫度和相對(duì)濕度在距球罐表面5001000mm處測(cè)得。6.2 焊工資格從事球罐焊接中受壓元件的焊縫、與受壓元件相焊的焊縫、定位焊縫、受壓元件返修焊縫的焊工，須按鍋爐壓力容器焊工考試規(guī)則進(jìn)行考試，取得焊工合格證后，才能在有效期間擔(dān)任合格范圍內(nèi)的工作。對(duì)停止焊接工作6個(gè)月以上的焊工，在參加施焊前，應(yīng)對(duì)其重新進(jìn)行技能考試。對(duì)每一個(gè)持證焊工，頒發(fā)識(shí)別鋼印。根據(jù)產(chǎn)品施焊記錄中

47、的焊工姓名和鋼印，每月統(tǒng)計(jì)一次，以證實(shí)其資格的連續(xù)性。6.3 焊前準(zhǔn)備焊接工藝評(píng)定球罐焊接前，應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定GB4708進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，并且應(yīng)按立焊和橫焊兩種焊接位置分別評(píng)定。然后做出有效的焊接工藝評(píng)定報(bào)告。焊條的干燥焊條貯存應(yīng)保持干燥，相對(duì)濕度不得大于60%，焊條使用前應(yīng)按要求進(jìn)行烘干，對(duì)于E5015焊條，烘干溫度為350380，烘干時(shí)間為1h；對(duì)于E4315和E4303焊條，烘干溫度為100150，烘干時(shí)間為0.5h。烘干后的焊條應(yīng)保存在100150的恒溫箱中，藥皮應(yīng)無脫落和明顯裂紋。焊條在保溫筒內(nèi)不宜超過4h,超過后應(yīng)按原烘干規(guī)范重新烘干，重復(fù)烘干的次數(shù)不應(yīng)超過兩

48、次。6.3.3定位焊和工裝夾具焊接定位焊的焊接接頭如圖26所示。球殼板上的定位焊采用焊條電弧焊，焊機(jī)選用ZXG - 400型弧焊整流器，焊接時(shí)采用短弧操作，焊接位置要求平焊、仰焊、立焊、橫焊。定位焊前，須在定位焊及工裝夾具的焊接處至少150mm范圍內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為120140，層間溫度不小于120。定位焊長度為100mm，間距300mm，焊縫高度10mm，要求焊接第一層時(shí)盡可能背面成形。其具體焊接工藝參數(shù)見表14。定位焊時(shí)，引弧和熄弧都應(yīng)在坡口內(nèi)，嚴(yán)禁在球殼表面引弧和熄弧。焊接坡口采用X形不對(duì)稱坡口，定位焊在小坡口側(cè)進(jìn)行。工裝夾具拆除時(shí)，不得損傷球殼板，切除后應(yīng)打磨平滑。圖26 球殼板上

49、定位焊焊接接頭簡圖表14 球殼板定位焊工藝參數(shù)層、道填充材料焊接電流電弧電壓(V)焊接速度(cm/min)線能量(kj/cm)型號(hào)直徑極性電流(A)13E50154.0反接16018024266.08.028.846.8預(yù)熱焊前對(duì)球殼板進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱的目的是：減緩焊接接頭加熱時(shí)溫度梯度及冷卻速度，適當(dāng)延長在800500區(qū)間的冷卻時(shí)間，改善焊縫金屬和熱影響區(qū)的顯微組織，從而減少和避免產(chǎn)生淬硬組織，有利于氫的逸出，可防止冷裂紋的產(chǎn)生4。熱源采用液化石油氣，定位焊和臨時(shí)焊縫采用點(diǎn)狀加熱器，球殼焊縫采用條狀加熱器，且應(yīng)放在焊縫小坡口的一側(cè)。注意應(yīng)保證加熱的均勻性，預(yù)熱溫度為120140，實(shí)測(cè)溫度不得低

50、于120。溫度的測(cè)量點(diǎn)在距焊縫中心50mm處，兩側(cè)對(duì)稱測(cè)量。在整個(gè)焊接過程中應(yīng)保持此溫度。預(yù)熱寬度為焊縫中心線兩側(cè)各3倍板厚，為144150mm。預(yù)熱長度須在施焊長度兩端各延伸150mm以上。拘束度較高的焊縫節(jié)點(diǎn)（如人孔、接管）或環(huán)境溫度低于5時(shí)，應(yīng)采用較高的預(yù)熱溫度，且適當(dāng)擴(kuò)大預(yù)熱范圍。6.4 焊接工藝焊接順序總的焊接順序是：先焊縱縫，后焊環(huán)縫；先焊大坡口面焊縫，后焊小坡口面焊縫。球罐焊縫見圖27。具體的焊接順序是：赤道帶縱縫的焊接（外部）赤道帶縱縫的焊接（內(nèi)部）上、下極帶小縱縫的焊接（外部）上、下極帶小縱縫的焊接（內(nèi)部）上大環(huán)縫的焊接（外部）上大環(huán)縫的焊接（內(nèi)部）下大環(huán)縫的焊接（外部）下大

51、環(huán)縫的焊接（內(nèi)部）上極帶方環(huán)縫的焊接（外部）上極帶方環(huán)縫的焊接（內(nèi)部）下極帶方環(huán)縫的焊接（外部）下極帶方環(huán)縫的焊接（內(nèi)部）上極帶極帶中間板焊縫的焊接（外部）上極帶極帶中間板焊縫的焊接（內(nèi)部）下極帶極帶中間板焊縫的焊接（外部）下極帶極帶中間板焊縫的焊接（內(nèi)部）。圖27 球罐焊縫示意圖焊接注意事項(xiàng)坡口處理。焊前將坡口表面和兩側(cè)至少20mm范圍內(nèi)的油污、水分及其他有害雜質(zhì)清除干凈。所有焊縫施焊前，均須對(duì)施焊處坡口及邊緣進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為120140。焊接方法。球罐對(duì)接焊縫總長為185.3m。所有焊縫全部采用焊條電弧焊，焊機(jī)選用ZXG - 400型弧焊整流器。焊條選用E5015焊條。焊工布置。要求對(duì)

52、稱均勻分布焊工，所有焊工應(yīng)在統(tǒng)一指揮下同步施焊。其具體要求詳見后面各條焊縫的焊接工藝。焊接要點(diǎn)。焊接時(shí)，引弧和熄弧都應(yīng)在坡口焊道上。所有焊縫焊接時(shí)，均采用短弧操作，盡量控制電弧電壓，使其穩(wěn)定。每段焊縫應(yīng)一次連續(xù)焊完，如有特殊情況需中斷時(shí)，則第一次焊接的層數(shù)不得少于兩層。再次施焊前，必須仔細(xì)檢查，確認(rèn)無誤后方可按原工藝要求繼續(xù)施焊，每一層的接頭至少錯(cuò)開50mm。層間溫度。在焊接過程中，層間溫度不應(yīng)低于120。焊接線能量控制。根據(jù)焊接工藝評(píng)定報(bào)告，提出合理的線能量應(yīng)用范圍，并應(yīng)反映在焊接工藝規(guī)程中。在施焊過程中，應(yīng)對(duì)每個(gè)焊工進(jìn)行實(shí)際線能量的測(cè)定。為了控制起來簡便，應(yīng)用每根焊條應(yīng)焊接的最小焊縫長度來

53、控制焊接線能量。角變形控制。采用多層多道焊，焊接時(shí)焊條不作橫向擺動(dòng)，線能量應(yīng)控制在盡可能小的范圍內(nèi)。當(dāng)單面焊后發(fā)現(xiàn)角變形超差時(shí)，應(yīng)根據(jù)超差的具體情況，在焊縫反面清根時(shí)，可適當(dāng)增加清根的深度和寬度，以使后續(xù)焊的焊縫產(chǎn)生一定的反變形，把棱角控制在允許偏差范圍內(nèi)3。碳弧氣刨清根和打磨。球罐焊縫焊接和返修時(shí)，焊縫背面的清根及缺陷的清除采用碳弧氣刨及機(jī)械去除的方法。碳弧氣刨的電源采用直流電，反接法。壓縮空氣壓力為0.40.6MPa，壓縮空氣流量為180L/min，必須配置水分離器和過濾裝置，嚴(yán)格限制壓縮空氣中所含水分和油脂。刨槽成形應(yīng)為U形，表面平齊。碳弧氣刨后用砂輪修整刨槽，去除滲碳層，使銳角圓滑過渡

54、，使坡口寬窄均勻。對(duì)坡口作滲透檢測(cè)，驗(yàn)明有無裂紋、夾渣等缺陷。消氫處理。為了使氫充分逸出，防止延遲裂紋，球殼板以及嵌入式接管與球殼的對(duì)接焊縫，焊后須立即進(jìn)行后熱消氫處理，后熱溫度為200250，后熱時(shí)間為0.51h。加熱方法與預(yù)熱相同。球殼上的工裝夾具焊縫也應(yīng)作相同要求的消氫處理。消氫處理的溫度測(cè)定方法與預(yù)熱溫度測(cè)定要求相同。產(chǎn)品焊接試板。試板的鋼號(hào)、厚度及供貨狀態(tài)均與球罐產(chǎn)品相同。產(chǎn)品試板采用與球罐本體焊縫相同的條件和焊接工藝進(jìn)行焊接。應(yīng)做立、橫和平加仰焊3個(gè)位置的試板各1副。試板尺寸為650mm×300mm。試板焊縫外觀檢驗(yàn)合格后，作100%RT和100%UT檢測(cè)，其合格指標(biāo)應(yīng)與球罐焊縫相一致。球罐在焊后進(jìn)行整體熱處理時(shí)，其產(chǎn)品焊接試板應(yīng)對(duì)稱布置在球殼赤道的外側(cè)，且貼緊球殼，與球罐一起進(jìn)行熱處理。要求焊接過程中，各條焊縫均應(yīng)有焊接試板數(shù)據(jù)記錄，焊接試板隨球體一同熱處理。焊接