球罐的知識介紹(共5頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上球罐的知識介紹（一）球罐球罐為大容量、承壓的球形儲存容器，廣泛應用于石油、化工、冶金等部門，它可以用來作為液化石油氣、液化天然氣、液氧、液氨、液氮及其他介質(zhì)的儲存容器。也可作為壓縮氣體（空氣、氧氣、氮氣、城市煤氣）的儲罐。球形罐與立式圓筒形儲罐相比，在相同容積和相同壓力下，球罐的表面積最小，故所需鋼材面積少；在相同直徑情況下，球罐壁內(nèi)應力最小，而且均勻，其承載能力比圓筒形容器大1倍，故球罐的板厚只需相應圓筒形容器壁板厚度的一半。由上述特點可知，采用球罐，可大幅度減少鋼材的消耗，一般可節(jié)省鋼材30%45%；此外，球罐占地面積較小，基礎工程量小，可節(jié)省土地面積。（一）球罐

2、的構造與分類1、球罐的構造球罐由本體、支柱（承）及附件組成。（1）球罐本體球罐本體是球罐結構的主體，它是球罐儲存物料承受物料工作壓力和液體靜壓力的構件。由于球殼體直徑大小不同，球殼板的數(shù)量也不一樣，球殼有環(huán)帶式（橘瓣式）、足球瓣式、混合式結構三種形式。（2）球罐支柱（承）球罐支柱（承）是用于支承球罐本體重量和儲存物料重量的結構部件，有柱式、裙式半埋入式及高架式支座多種。1）柱式支座。赤道正切柱式支座是使用最多的一種形式，另外，還有V型支承或三柱合一型支承。2）裙式支座。這種結構的特點是支座較低，由鋼板制成，其優(yōu)點是穩(wěn)定性好，節(jié)省鋼材。3）半埋入支座。這種結構是半球體支承于鋼筋混凝土基礎上。（3

3、）球罐的附件1）梯子平臺。一般球罐設置頂部平臺和中間平臺，頂部平臺是工藝操作平臺。2）人孔和接管。人孔是為了操作人員進出球罐進行檢驗和維修而設置的，同時也用于現(xiàn)場組裝焊接球罐時進行焊后整體熱處理、進風、燃燒口和煙氣排出等。3）水噴淋裝置。球罐上裝設水噴淋裝置是為了貯存的液化石油氣、可燃氣體和毒性氣體的隔熱需要，同時也可起消防保護作用。4）隔熱和保冷設施。隔熱和保冷一般是為了保證貯存介質(zhì)的一定溫度。儲存液化石油氣、可燃性氣體和液化氣及有毒氣體的球罐和支柱，應該設置隔熱設施。球罐儲存低溫物料（如乙烯、液氨等）時應設保冷裝置。5）液面計。為了觀測球罐內(nèi)液位情況，一般在儲存液體和液化氣體的球罐中裝置液

4、面計。6）壓力表。為了測量球罐內(nèi)的壓力而設置壓力表?？紤]到壓力表由于某種原因而發(fā)生故障或由于儀表檢查而取出等情況，應在球殼的上部和下部各設一塊壓力表。2、球罐分類球罐的結構是多種多樣的，根據(jù)不同的使用條件（介質(zhì)、容量、壓力濕度）有不同的結構形式。通常按照外觀形狀、殼體構造和支承方式的不同來分類。（1）按形狀分為圓球形和橢球形（2）按殼體層數(shù)分為單層殼體和雙層殼體1）單層殼體最常見，多用于常溫高壓和高溫中壓球罐。2）雙層殼體球罐，由外球和內(nèi)球組成，由于雙層殼體間放置了優(yōu)質(zhì)絕熱材料，所以絕熱保冷性能好，故能儲存溫度低的液化氣。雙層殼體球罐采用雙金屬復合板制造，適用于超高壓氣體或液化氣的儲存，目前使

5、用不多。（3）按球殼的組合方式分為純橘瓣式、純足球瓣式和足球橘瓣混合式。1）純橘瓣式球殼是按橘瓣結構形式（或稱西瓜皮瓣）進行分割組合的，這種結構形式稱純橘瓣球殼。這種球殼的特點是球殼拼裝焊縫較規(guī)則，施工簡單。純橘瓣式球殼結構有赤道帶，球罐支承大多數(shù)為赤道正切柱式支承2）足球瓣式球殼。其優(yōu)點是球瓣的尺寸相同或相近，制作開片簡單省料。缺點是組裝比較困難，有部分支柱搭在球殼的焊縫上造成該處焊接應力較復雜。3）足球橘瓣混合式球殼。其結構特點是赤道帶采用橘瓣式，上下極板是足球瓣式。優(yōu)點是制造球皮工作量小，焊縫短，施工進度快，另處可以避免支柱搭在球殼焊縫上帶來的不足，缺點是兩種球瓣組裝校正麻煩，球皮制造要

6、求高。（4）按支承結構分為柱式支承和裙式支承，半埋入式支承、高架支承等（二）球罐的安裝施工1、球罐的拼裝方法（1）分片組裝法。采用分片組裝法的優(yōu)點是：施工準備工作量少，組裝速度快，組裝應力小，而且組裝精度易于掌握，不需要很大的吊裝機械，也不需要太大的施工場地，缺點是高空作業(yè)量大，需要相當數(shù)量的夾具，全位置焊接技術要求高，而且焊工施焊條件差，勞動強度大。分片組裝法適用于任意大小球罐的安裝。（2）拼大片組裝法。拼大片組裝法是分片組裝法的延伸。在胎具上將已預熱好、編了號的相鄰兩片或多片球殼瓣，拼接成較大的球殼片，然后吊裝組焊成球殼體。組合的球殼片瓣數(shù)多少為宜，要根據(jù)吊裝能力確定。拼大片組裝法由于在地

7、面上進行組裝焊接，減少了高空作業(yè)，并可以采用自動焊進行焊接，從而提高了焊接質(zhì)量。（3）環(huán)帶組裝法。環(huán)帶組裝法一般分兩種，一種是在預制廠先將各環(huán)帶預制成型，然后運輸?shù)浆F(xiàn)場組裝，這種方法常受各種限制，比較大的球罐很少采用。大多數(shù)施工單位一般都是在現(xiàn)場進行預制并組裝。在臨時鋼平臺上，先后將赤道帶，上下溫帶、上下極板分別組對焊接成環(huán)帶，然后將各環(huán)帶組裝焊接成球體。環(huán)帶組裝法組裝的球殼，各環(huán)帶縱縫的組裝精度高，組裝的拘束力小，減少了高空作業(yè)和全位置焊接，施工進度快，提高了工效。同時也減少了不安全因素，并能保證縱縫的焊接質(zhì)量。環(huán)帶組裝法現(xiàn)場施工時，需要一定面積的臨時鋼平臺，占用場地大；組裝時需用的加固支撐

8、較多；組成的環(huán)帶重量較大，組裝成球時需較大的吊裝機械。另外，環(huán)縫組對時難以避免強制性組裝，因而強裝焊接后產(chǎn)生較大的應力。環(huán)帶組裝法一般適用于中、小球罐的安裝。（4）拼半球組裝法。這種施工方法的特點是：高空作業(yè)少，安裝速度快，但需用吊裝能力較大的起重機械等，故僅適用于中、小型球罐的安裝。（5）分帶分片混合組裝法。這種方法適用于中、小型球罐的安裝。上述這組裝方法中，在施工中較常用的是分片組裝法和環(huán)帶組裝方法。2、球罐焊接球罐的焊接工作量很大，焊接難度高，焊縫包括平、立、仰、橫各種位置的焊接，技術要求十分嚴格。3、球罐焊前預熱、焊后熱處理及整體熱處理（1）焊前預熱。預熱是指施焊前把焊接的工件加熱到比

9、環(huán)境更高的溫度，再在此溫度下進行焊接，球罐的材質(zhì)大多數(shù)為高強度的合金鋼，在焊接過程中，由于材質(zhì)焊后冷卻收縮，易于產(chǎn)生冷裂紋及脆性斷裂。預熱的目的就是為了防止焊接金屬的熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋，減少應力變形量，防止金屬熱影響區(qū)的塑性、韌性的降低，并且可以除去表面水分。根據(jù)施工規(guī)范規(guī)定，球罐的預熱溫度根據(jù)焊件材質(zhì)、厚度、接頭的拘束度、焊接材料及氣象條件確定。預熱時要求對焊接部位均勻加熱，使其達到焊接工藝規(guī)定的溫度，預熱范圍為焊接接頭中心兩側(cè)各3倍板厚以上且不少于100mm的范圍內(nèi)。（2）焊后熱處理。球罐焊接完后應立即進行焊后熱處理。焊后熱處理的主要目的：一方面是釋放殘余應力，改善焊縫塑性和韌性；更重要的是

10、為了消除焊縫中的氫根，改善焊接部位的力學性能。球罐的焊接后消氫處理應由焊接工藝評定結果確定，焊后熱處理溫度一般要求應與預熱溫度相同（200350），保溫時間應為0.51h.遇有下列情況的焊縫，均應在焊后立即進行焊后熱消氫處理。1）厚度大于32mm的高強度鋼；2）厚度大于38mm的其他低合金鋼；3）鍛制凸緣與球殼板的對接焊縫。（3）整體熱處理1）整體熱處理的目的。球罐整體熱處理的目的是為了消除由于球罐組焊產(chǎn)生的應力，穩(wěn)定球罐幾何尺寸，改變焊接金相組織，提高金屬的韌性和抗應力能力，防止裂紋的產(chǎn)生。同時，由于溶解氫的析出，防止延遲裂紋產(chǎn)生，預防滯后破壞，提高耐疲勞強度與蠕變強度。目前我國對壁厚大于3

11、4mm的各種材質(zhì)的球罐都采用整體熱處理。2）整體熱處理的方法。球罐整體熱處理有兩種方法：內(nèi)燃法和電熱法。4、球罐的檢驗焊接質(zhì)量檢驗是保證球罐質(zhì)量不可缺少的重要手段。（1）焊縫檢查。（2）水壓試驗。水壓試驗是為了檢查球罐的強度、考核球罐組裝焊接質(zhì)量，以保證球罐能夠承受設計壓力不漏。經(jīng)過水壓超載能夠改善球罐的承載能力。盡管球罐在制造、組裝焊接過程中和焊后都進行了嚴格的檢驗工作，但漏檢的缺陷有可能在水壓試驗中出現(xiàn)。因此水壓試驗也是比較重要的檢驗手段。（3）氣密性試驗。根據(jù)規(guī)定，球罐經(jīng)水壓試驗合格后要再進行一次磁粉探傷或滲透探傷；排除表面裂紋及其他缺陷后，再進行氣密性試驗。氣密性試驗是在球罐各附件安裝完畢、壓力表、安全閥、溫度計經(jīng)過校驗合格后進行。氣密性試驗所用氣體應是干燥、清潔空氣或其他惰性氣體，氣體溫度不得低于5。例題1采用分片組裝法組裝球罐時，其施工缺點是（&#