球形儲(chǔ)罐施工技術(shù)研究

1、概概 述述 球形儲(chǔ)罐是儲(chǔ)存各種氣體、液化氣體和液體的球形儲(chǔ)罐是儲(chǔ)存各種氣體、液化氣體和液體的 壓力容器。壓力容器。與相同容量的其他儲(chǔ)存容器相比，具有表面積最小、重與相同容量的其他儲(chǔ)存容器相比，具有表面積最小、重量輕、受力均勻，占地面積小，建造方便、節(jié)省費(fèi)用等量輕、受力均勻，占地面積小，建造方便、節(jié)省費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)，在石油、化工、冶金、城建、輕工、航天航空和優(yōu)點(diǎn)，在石油、化工、冶金、城建、輕工、航天航空和核能等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，用來儲(chǔ)存液化石油氣核能等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，用來儲(chǔ)存液化石油氣（LPG）、液化天然氣（）、液化天然氣（LNG）、乙烯、丙烯、液氧、）、乙烯、丙烯、液氧、液氨、城市煤氣、氧氣

2、、氮?dú)?、氦氣和壓縮空氣等介質(zhì)，液氨、城市煤氣、氧氣、氮?dú)?、氦氣和壓縮空氣等介質(zhì)，在原子能發(fā)電廠，球罐用作核安全殼，在造紙廠用作蒸在原子能發(fā)電廠，球罐用作核安全殼，在造紙廠用作蒸煮球，在化工廠可做反應(yīng)器。煮球，在化工廠可做反應(yīng)器。70年代初開始，我國從日本、法國、西德、美國等發(fā)達(dá)年代初開始，我國從日本、法國、西德、美國等發(fā)達(dá)國家先后引進(jìn)一批比較先進(jìn)的球罐，通過對(duì)引進(jìn)球罐的國家先后引進(jìn)一批比較先進(jìn)的球罐，通過對(duì)引進(jìn)球罐的設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)組裝、焊接、檢驗(yàn)、熱處理等工作的實(shí)踐，設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)組裝、焊接、檢驗(yàn)、熱處理等工作的實(shí)踐，促進(jìn)了我國的球罐建造能力和技術(shù)水平的大大提高，并促進(jìn)了我國的球罐建造能力和技術(shù)水平的

3、大大提高，并形成了自己的施工工藝方法和施工技術(shù)。形成了自己的施工工藝方法和施工技術(shù)。 球形儲(chǔ)罐的分類球形儲(chǔ)罐的分類 1.1.按形狀分按形狀分,有圓球形和橢球形。有圓球形和橢球形。1.2.按球殼板組合情況分為桔瓣型、足球瓣型和足球桔瓣混按球殼板組合情況分為桔瓣型、足球瓣型和足球桔瓣混合型三種。球罐基本參數(shù)按合型三種。球罐基本參數(shù)按GB/T17261-1998選取。選取。1.3. 按球殼板層數(shù)分，有單層殼球罐和雙層殼罐。按球殼板層數(shù)分，有單層殼球罐和雙層殼罐。1.4.按球罐支撐方式分，有赤道支柱式、按球罐支撐方式分，有赤道支柱式、V型支柱式、裙座型支柱式、裙座支撐式、錐形支撐式、連續(xù)基礎(chǔ)支撐式和可

4、脹縮支撐式等。支撐式、錐形支撐式、連續(xù)基礎(chǔ)支撐式和可脹縮支撐式等。1.5. 按使用的工藝條件分，有高壓常溫球罐、中壓低溫球罐、按使用的工藝條件分，有高壓常溫球罐、中壓低溫球罐、低壓超低溫球罐、超高壓超低溫球罐。低壓超低溫球罐、超高壓超低溫球罐。1.6. 按儲(chǔ)存的介質(zhì)分，有儲(chǔ)存氣體的球罐，儲(chǔ)存液化氣體球按儲(chǔ)存的介質(zhì)分，有儲(chǔ)存氣體的球罐，儲(chǔ)存液化氣體球罐和儲(chǔ)存液體球罐。罐和儲(chǔ)存液體球罐。球罐設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)主要遵循球罐設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)主要遵循壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程（1999），），GB12337-1998鋼制球形儲(chǔ)罐鋼制球形儲(chǔ)罐和和GB150鋼鋼制壓力容器制壓力容器。 球罐選材球罐選材

5、球罐用鋼必須具有足夠的強(qiáng)度、韌性，并要求有一定的可焊性。我國建造球罐最初用鋼主要采用Q245R、Q345R、16MnDR、15MnVR、15MnVNR，適用于2002000m3的球罐，近年來我國研制了WCF62鋼（07MnCrMoVR和07MnNiCrMoVDR）具有良好的焊接性和低溫性能，成為我國大型球罐建造的主要鋼種。 主要球罐用鋼的性能主要球罐用鋼的性能 球罐用鋼性能表球罐用鋼性能表 低溫球殼板用鋼標(biāo)準(zhǔn)低溫球殼板用鋼標(biāo)準(zhǔn) 主要球罐用鋼的性能主要球罐用鋼的性能 球罐用鋼選用分析球罐用鋼選用分析 1、Q345R：低合金高強(qiáng)度鋼，具有良好的綜合力學(xué)性能和工藝性能。可采用手工電弧焊、自動(dòng)焊及電渣

6、焊等多種焊接方法施焊。作為球罐用鋼時(shí)多在正火狀態(tài)下使用，可以顯著改善力學(xué)性能，正火后的強(qiáng)度略有降低，而塑性和韌性顯著提高，同時(shí)降低了鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度。此鋼種在球罐施工中廣泛使用。2、15MnVR:球罐常用鋼種，目前運(yùn)行中的球罐有相當(dāng)數(shù)量采用15MnVR制造，其直徑為4600-12700，壁厚為14-40mm。15MnVR作球罐用鋼時(shí)一般正火狀態(tài)下使用，其焊接性良好 ，可采用手工電弧焊、自動(dòng)焊及電渣焊等多種焊接方法施焊，和16MnR相比有較大的缺口敏感性，時(shí)效敏感性亦較大，在較大變形后應(yīng)做消除應(yīng)力熱處理。球罐用鋼選用分析球罐用鋼選用分析 3、15MnVNR：15MnVNR是440Mpa級(jí)的鋼種，

7、鋼中加入少量氮，形成氮化釩以細(xì)化晶粒，并起到沉淀器強(qiáng)化作用。用作球罐時(shí)一般在正火狀態(tài)下使用，可以顯著改善塑性和韌性，提高鋼板的綜合力學(xué)性能。此鋼種具有良好的制造性能，火焰加熱到600-850時(shí)對(duì)力學(xué)性能無不良影響。沖壓性能良好，焊接性能良好，但低溫抗裂差。4、國外球罐用鋼的典型鋼種有美國的A517F，日本的HW70、WEL-TEN80、WEL-TEN80C、WelconZHU、SPV36等。由于中低強(qiáng)度鋼材價(jià)格便宜，制作工藝成熟，質(zhì)量易于保證，用于制作中小型球罐，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果良好。由于焊后消除應(yīng)力熱處理工藝方法的解決，使其也適用于大型球罐的制造。球形儲(chǔ)罐的加工預(yù)制技術(shù)球形儲(chǔ)罐的加工預(yù)制技術(shù) 球

8、殼部件制作在制造廠內(nèi)進(jìn)行，主要工作內(nèi)容為：球殼板的下料及成型，支柱的下料及成型，人孔、接管等附件的制造。球殼板壓制的幾何精度對(duì)球罐現(xiàn)場(chǎng)組裝和焊接質(zhì)量影響很大。是球罐建造中的關(guān)鍵工序之一，也是保證球罐質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)之一。近年來，我國壓制球殼板技術(shù)不斷提高，由于采用計(jì)算機(jī)控制和制造廠家的專業(yè)化，壓制精度不斷提高，為球罐的現(xiàn)場(chǎng)組裝和焊接全面提高球罐建造質(zhì)量大下有利基礎(chǔ) 。球形儲(chǔ)罐的加工預(yù)制技術(shù)球形儲(chǔ)罐的加工預(yù)制技術(shù) 球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的下料與成型技術(shù) 球殼板的下料及成型方法較多。由于球面是不可展曲面，因此多采用近似展開下料。通過計(jì)算放樣展開為近似平面，然后壓延成球面，在經(jīng)過簡單修整即可成為

9、一個(gè)瓣片的一次下料法。還可以按計(jì)算尺寸周邊適當(dāng)放大，將平板切成毛料，壓延成型后再進(jìn)行精確切割的二次下料法。 球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的一次下料球殼板的一次下料 1、近似錐面展開法：近似錐面展開法的基本原理是把球面水平分割成若干帶，將每一帶看成近似錐面，因錐面是可展曲面，這樣按錐面展開原理近似展開曲面。但是由于圓弧的測(cè)量方法存在較大的誤差，又因作圖半徑R較大，很難畫出正確的弧線，因此造成殼板放樣號(hào)料誤差較大，采用此法下料的殼板，只能待壓延成型后經(jīng)過校型修整才能比較精確。否則將給球罐組裝造成困難。球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的一次下料球殼板的一次下料

10、 2、直線分割法：是在畫展開圖時(shí)，以直線代替圓弧作圖，以減少測(cè)量的誤差。用直線代替圓弧在殼板的分割上與前法有所不同。近似錐面畫法是假設(shè)以若干水平面分割殼板，在直線分割法中是假設(shè)以若干通過球心的平面分割殼板，因此每段弧都是球面弧的一部分，其各弧長短隨隊(duì)中心角度的不同而改變。用此方法得到的一塊瓣片的展開圖，按圖形進(jìn)行精確切割加工出周邊坡口，然后進(jìn)行壓制成形即完成一塊球殼板。由于壓制過程中受變形的影響，可能產(chǎn)生一些局部的缺陷，可以用砂輪打磨修整。球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的一次下料球殼板的一次下料 3、實(shí)際生產(chǎn)中用畫線號(hào)料的方法，首先做出一套樣板。樣板材料一般用0.5mm0.

11、75mm的鋼板或鍍鋅板。相同的殼板用一塊樣板號(hào)料達(dá)到尺寸精確，使球罐組裝時(shí)同一帶殼板具有互換性能。還可以將同一種殼板的計(jì)算數(shù)據(jù)。輸入給XY數(shù)控切割機(jī)，進(jìn)行自動(dòng)切割。采用數(shù)控切割的方法可以省略樣板，但其周邊曲線仍為近似形。它的精確度取決于一塊殼板橫向分割多少個(gè)弧長，分割數(shù)量越多，切割的曲線就越準(zhǔn)確。另外還要注意的是各個(gè)分段弧的排列位置，曲線曲率變化大的部位，弧長尺寸應(yīng)相對(duì)的多分幾段，曲率變化小的部位可以適當(dāng)減少幾份，這樣既減少計(jì)算數(shù)據(jù)，又可以達(dá)到相對(duì)較高的曲線精度。球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的二次下料球殼板的二次下料 球殼板的二次下料法目前在國內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用，它的突

12、出特點(diǎn)是幾何精度及尺寸精度都比較高。二次下料法的基本過程是第一次按殼板展開的實(shí)際大小，沿周邊加放2030mm，切割下來作為毛料，經(jīng)過壓制成型后再進(jìn)行二次精確下料，也稱為成型下料。 球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的下料與成型技術(shù)成型下料的基本原理成型下料的基本原理 球殼板的各段邊弧，均由假設(shè)的平面和錐面切割球面形成。切割平面通過球心切割球面，形成的圓弧其半徑與球體半徑相同。切割錐面其錐頂在球心，錐角已知，錐底直徑即是錐面與球面交線，可以計(jì)算得出。在實(shí)際下料中，因?yàn)榍驓ぐ逵幸欢ê穸?，因此錐面切割可以保證球殼板斷面的幾何形狀。通過上述分析可以清楚的看到，一個(gè)球體用假設(shè)平面和錐面截切，就可以得到各種不同

13、形狀的球殼板。如果將平面板材壓制成球形面弧狀板，然后按要求將切割工具形成不同的切割面，切割球形弧狀板，就可以得到我們所需要的各種不同形狀的球殼板。 球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的下料與成型技術(shù)成型下料工藝成型下料工藝 球殼板成型下料工藝過程大致可分為四個(gè)主要程序： 1、切割料坯：將選定的球殼板板材，按著球殼板的設(shè)計(jì)尺寸，各邊加放2030mm制作一次下料樣板，按樣板畫線，然后切割成料坯。料坯尺寸將殼板設(shè)計(jì)尺寸加大有兩個(gè)目的，一是壓制成型后二次切割留出切坡口余量，二是壓制過程中周邊成型較好，即切割后消除直邊。根據(jù)板材厚度不同，加放尺寸大小可適當(dāng)調(diào)整，如薄板可少量加放，厚板則適當(dāng)多放一些，以保證較好

14、的效果。 2、壓延成型：當(dāng)料坯切割后，即按設(shè)計(jì)要求將殼板壓制成球型板。成行精度直接影響二次下料的切割精度，所以必須重視壓延成型這道工序，對(duì)成型精度必須嚴(yán)格檢驗(yàn)。球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的下料與成型技術(shù)成型下料工藝成型下料工藝 3、劃線號(hào)料：經(jīng)過壓延成型符合設(shè)計(jì)要求的球殼板，就可以進(jìn)行二次切割前的劃線號(hào)料。這次劃線使用球面樣板。這種樣板也稱軟樣板，用0.3mm鋼板制作較合適，鋼板厚了剛性太大，劃線時(shí)與殼板不易服帖，太軟了又容易失去精度。樣板的制作，一般是先制作一塊較準(zhǔn)確的殼板，然后以該殼板為母板，拍打制作裁剪成球面樣板，樣板做成后需要精度檢驗(yàn)，檢驗(yàn)方法是將樣板轉(zhuǎn)180o，看與做樣板用的首塊殼

15、板形狀是否準(zhǔn)確合線。用樣板劃線號(hào)料，主要是確定假想切平面的位置，不必劃出所有線，如畫出所有線反而影響切割精度。一般號(hào)料主要確定八個(gè)點(diǎn)，其中每三個(gè)點(diǎn)即可確定一個(gè)切割平面的位置。 4、二次切割：二次切割的基本原理為上步成型球殼板上劃線得到的三點(diǎn)與切割用割炬及球罐理論中心處在同一平面內(nèi)，該平面即為假想切割球面的截平面，割炬在運(yùn)動(dòng)過程中，始終保持在同一平面內(nèi)，即割炬本身形成的空間軌道，因?yàn)榇饲懈罹€一定通過那三點(diǎn)，切割成所需要的弧邊。為了保證上述切割原理的實(shí)施，必須有相應(yīng)的工藝設(shè)備，同時(shí)二次切割又和切坡口一次完成，因此所使用的工藝設(shè)備，必須有完全的可靠性及保證足夠的精度。球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的下

16、料與成型技術(shù)球罐殼板的成型球罐殼板的成型 球罐殼板的成型主要有兩大類，一類為沖壓成型，另一類為滾壓成型。沖壓成型中有冷壓成型和熱壓成型，目前我國多采用沖壓成型的方法。在成型工藝方面，有的已采用了微電腦控制，壓板前只需要將球殼板形狀、板厚等數(shù)據(jù)輸入電腦，各對(duì)模頭就自動(dòng)組成所需要的曲率，可加快點(diǎn)壓成型的效率，并得到精確的成型尺寸。這種先進(jìn)的沖壓工藝是球形儲(chǔ)罐大型化、幾何成型高精度所不可缺少的條件，也是不久的將來我們要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。 球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的下料與成型技術(shù)冷壓成型冷壓成型 冷壓成型就是鋼板在常溫狀態(tài)下，經(jīng)沖壓變形成為球面殼板的過程。冷壓成型采用點(diǎn)壓法，這種沖壓方法的特點(diǎn)是小模具多

17、壓點(diǎn)，鋼板不加熱，從設(shè)備角度上看不用大型加熱爐等。這種方法操作方便，成型美觀，加工精度高，適合加工調(diào)質(zhì)鋼板，并且便于球殼板大形化。沖壓設(shè)備多采用8002000t的油壓機(jī)，有單臂式、雙柱式和四柱式，單臂式油壓機(jī)適用范圍大，操作方便。球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的下料與成型技術(shù)冷壓成型冷壓成型 球殼板的壓型順序由殼板的一端開始沖壓，按順序排列壓點(diǎn)，相鄰兩壓點(diǎn)之間應(yīng)相互有1/22/3的重復(fù)率，以保證兩壓點(diǎn)之間成型過渡圓滑，如圖4-1所示。這種壓型方法可使成型應(yīng)力分布均勻，并能得到較好的釋放效果，減少成型后的自然變形。 球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的下料與成型技術(shù)冷壓成型冷壓成型 在沖壓過程中，每個(gè)壓

18、點(diǎn)不能一次壓到底，要多次沖壓，形成逐漸塑性變形的過程，又可以避免產(chǎn)生局部過大突變和折痕。一般沖壓十幾次或幾十次，在沖壓過程中還應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面： 1、變形率應(yīng)控制在3%左右，環(huán)境溫度不宜低于-10，否則容易產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象，材質(zhì)變脆，影響球罐壽命。 2、沖壓過程中要考慮回彈率造成的變形，一般回彈率大約為成型曲率的4%左右，但是影響回彈率的因素很多，如材料屈服強(qiáng)度高則回彈率相對(duì)要大些，沖壓力大回彈率減小，鋼板厚度小，曲率半徑大，板材幅面大則回彈率也相應(yīng)增大。球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的下料與成型技術(shù)冷壓成型冷壓成型 3、沖壓過程中可采用加墊沖壓的方式，以掌握球殼板的曲率變化及校正球殼板的曲

19、率，加墊位置視情況而定。 4、凡是沖壓成型后在球殼板焊接支柱、人孔及附件，沖壓曲率要相應(yīng)增大一些，待焊接收縮變形后即可達(dá)到設(shè)計(jì)要求的曲率，但沖壓曲率不可增加太大，否則將給焊后校形造成困難。 5、球殼板成型曲率偏差應(yīng)取正偏差，即樣板兩端有間隙，這樣當(dāng)球罐焊接組裝時(shí)，通過收縮變形達(dá)到較好的幾何形狀，同時(shí)在切割坡口時(shí)的熱應(yīng)力作用下，四周邊將產(chǎn)生向心收縮變形，曲率半徑減少，也將使正偏差值隨之減少。反之如果成型殼板產(chǎn)生負(fù)偏差，即樣板中間與殼板有間隙，即產(chǎn)生反效果，使球罐在組裝焊接中產(chǎn)生大的角變形或錯(cuò)邊，影響球罐質(zhì)量。球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的下料與成型技術(shù)冷壓成型冷壓成型 6、壓延力與壓延方式同鋼板

20、性能、厚度等有關(guān)，壓延力過大影響殼板成型質(zhì)量，壓延力太小影響沖壓效率，一般控制在400600t左右為宜。 7、應(yīng)該特別注意薄板及大幅面球殼板的加工，因球殼板容易變形并且操作不方便，在加工過程中應(yīng)采用輔助托架支撐。球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的下料與成型技術(shù)熱壓成型熱壓成型 熱壓成型一般是在鋼板加熱到塑性變形溫度，然后用模具一次沖壓成型，因此需要模具尺寸大，加熱爐必須能一次加熱若干塊鋼板，以保證連續(xù)沖壓。每塊鋼板最好一次加熱，一次沖壓成型，不要重復(fù)加熱，以免影響鋼板性能，同時(shí)避免因多次產(chǎn)生氧化皮，板厚減薄量過大。熱壓成型要求壓力相對(duì)冷壓低一些，不需要正火鋼板，沖壓成型容易，模具強(qiáng)度可以低一些，但

21、耐熱性能要較好。在熱壓成型過程中，除注意與冷壓成型有關(guān)的幾點(diǎn)以外，還要注意鋼板加熱溫度不能過高，防止過熱，做到鋼板內(nèi)外溫度一致，全板溫度一致，保證壓形均勻。熱壓成型一般采用二次下料，不能采用一次下料，以保證坡口質(zhì)量。 球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的下料與成型技術(shù)滾壓成型滾壓成型 滾壓法成型殼板長度不受限制，滾壓機(jī)由四個(gè)從動(dòng)上輥和五個(gè)主動(dòng)下輥組成。上輥兩端細(xì)中間粗，最大外徑550mm。下輥兩端粗中間細(xì)，最小直徑320mm。輥軸變徑的曲率半徑為5260mm，電機(jī)功率14kW。滾壓機(jī)設(shè)前后滾道，前滾道是平的，有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使之傾斜，以便把坯料送進(jìn)滾壓機(jī)。后滾道是弧形的，也有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使之傾斜，以便滾壓過程

22、中承托并便于取下滾壓好的球殼板。滾壓的最大寬度為2100mm，一次行程即可完成滾壓作業(yè)，在后滾道上按沖點(diǎn)放上靠模切割球殼板的兩端。滾壓后的球殼板在邊緣處常有二、三處局部變形的波紋，必須用帶螺紋千斤頂?shù)膶Ｓ每ò鍖?duì)邊緣局部變形進(jìn)行修整。其變皺原因是板厚偏差造成的邊緣不同塑性變形；毛坯的軸線和滾壓機(jī)軸線不一致，輥軸調(diào)整不夠精確等造成的. 球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的下料與成型技術(shù)液壓成型液壓成型 液壓成型是將按一定規(guī)格下料的鋼板，不經(jīng)過壓力加工，組焊成多面體，然后灌入液體，增大壓力使多面體的每一塊平板變形成球面形，達(dá)到制成球形儲(chǔ)罐的目的，此法目前尚未用于實(shí)際生產(chǎn)。 球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的下

23、料與成型技術(shù)球殼板焊接坡口的加工球殼板焊接坡口的加工 坡口切割對(duì)球罐幾何形狀及焊接質(zhì)量影響很大，國內(nèi)外制造廠家對(duì)坡口切割方法進(jìn)行了不少的試驗(yàn)，有的在坡口切割自動(dòng)控制方面作了大量的工作，常用數(shù)控切割專用設(shè)備，并將微電子技術(shù)與切割技術(shù)相結(jié)合，達(dá)到自動(dòng)控制，提高切割精度和切割效率的目的。 球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的下料與成型技術(shù)坡口切割工藝中的幾個(gè)問題坡口切割工藝中的幾個(gè)問題 1、坡口切割多數(shù)使用氧乙炔焰切割，由于殼板坡口質(zhì)量要求高，如果在切割工藝方面沒有具體措施保證，將會(huì)造成坡口質(zhì)量低劣。坡口質(zhì)量包括兩方面，一是坡口表面質(zhì)量，二是坡口尺寸精度。 2、坡口表面質(zhì)量要求有平面度B和粗糙度G，這兩項(xiàng)

24、要求能否達(dá)到直接受切割規(guī)范的影響，一般情況下氣割規(guī)范選擇可參考下表。型號(hào)割嘴號(hào)碼氧氣乙炔3.012G01-30120.40.50.0010.121230G01-30240.50.70.0010.123050G01-100350.50.70.0010.1250100G01-100560.60.80.0010.12割炬氣體壓力（MPa）板材厚度（mm）注：表中所列氧氣壓力是實(shí)際操作中常用的，比割炬生產(chǎn)廠家提供的高些。 球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的下料與成型技術(shù)坡口切割工藝中的幾個(gè)問題坡口切割工藝中的幾個(gè)問題 3、為保證坡口表面平面的光滑平整，選擇性能穩(wěn)定的切割自動(dòng)小車，行走速度均勻，傳動(dòng)誤差小，

25、行走中不產(chǎn)生喘氣的現(xiàn)象。4、割嘴支架可以上下滑動(dòng)，達(dá)到割嘴與鋼板之間的距離恒定，保證坡口鈍邊定位，但滾輪與割嘴之間的距離不能太大，影響坡口鈍邊中心的偏移。鈍邊中心的偏移，使坡口深度不能保持一致，很容易超差。5、切割中的變形應(yīng)引起注意，當(dāng)切割超過板長的一半以上時(shí)，出現(xiàn)變形加速的現(xiàn)象，其變形出現(xiàn)最大值，出現(xiàn)在大約板長切割到5/6以后，實(shí)際切割完畢后待殼板冷卻至常溫時(shí)，變形基本能恢復(fù)原狀，實(shí)際遺留變形大約在總變形的20%左右，其變形趨勢(shì)是球殼板向外撇，成伸直趨勢(shì)。圓形極板的切割情況不完全相同，如極板焊后切割，基本無變形，點(diǎn)焊極板切割時(shí)隨點(diǎn)焊的牢固程度不同而變形量也不同，點(diǎn)焊越牢固變形量越小，其變形趨

26、勢(shì)為直徑變大。球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的下料與成型技術(shù)坡口切割工藝中的幾個(gè)問題坡口切割工藝中的幾個(gè)問題 6、多嘴切割問題。在多嘴切割中由于殼板受熱變形影響，易產(chǎn)生鈍邊偏移的現(xiàn)象，因此切割順序及割嘴之間的距離必須合理，對(duì)不同板厚的板材及不同形式的坡口，均有一個(gè)較好的切割順序和嘴間距離。7、切割裝置定位問題：切割胎具與切割線找正，以切割線為準(zhǔn)；割炬與切割線找正，當(dāng)切割小車置于胎具軌道上后，必須通過小車上的橫桿調(diào)整割炬是否對(duì)準(zhǔn)切割線，同時(shí)固定割嘴的自動(dòng)升降裝置垂直殼板，當(dāng)理想切割面處于垂直位置時(shí)，則自動(dòng)升降裝置垂直基準(zhǔn)平臺(tái)即可，這樣可以保證升降裝置的軸線通過理論球心。球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板

27、的下料與成型技術(shù)成型模具的制造成型模具的制造 球罐殼板的成型模具包括壓制成型模具和校正成型模具，它們的結(jié)構(gòu)有區(qū)別，一般殼板壓制成型模具為整體結(jié)構(gòu)，如圖所示，左側(cè)為凹模，右側(cè)為凸模，模具外形成圓形，凹模周圍應(yīng)比模具設(shè)計(jì)直徑大300400mm，提高了強(qiáng)度，同時(shí)操作也方便。底座形狀按壓力機(jī)上固定方式確定，模具加工要求精度較高，特別是弧形度及表面粗糙度均有較高要求，其中弧形度偏差應(yīng)小于關(guān)于殼板成形偏差的要求，同時(shí)以負(fù)偏差較好。球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的下料與成型技術(shù)成型模具的制造成型模具的制造 模具的材料沒有特殊要求，主要考慮強(qiáng)度，不變形即可，目前國內(nèi)多采用鑄鋼和鑄鐵材料，但熱壓成形的模具以球墨鑄

28、鐵為好，主要考慮它的導(dǎo)熱性差一點(diǎn)，保持溫度較好。模具外徑一般在1.2m左右，。 校形模具根據(jù)具體情況設(shè)計(jì)，一是考慮需要校形的殼板結(jié)構(gòu)，如焊完上部立柱的校形和焊完人孔及管座的殼板，它的結(jié)構(gòu)不同，因此校形模具結(jié)構(gòu)也不同，但校形模具的結(jié)構(gòu)一般多為架體式，以便立柱、人孔、管座等附件能透過模具，達(dá)到校正殼板的作用。球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的下料與成型技術(shù)球罐立柱的下料及成型球罐立柱的下料及成型 罐體與立柱相貫部分的下料：殼體與立柱之間相交有三個(gè)幾何體，一般設(shè)計(jì)為球面與球面、球面與圓柱面相交，因此理論上是三個(gè)立體相貫。球殼板與立柱之間的連接，采用立柱上切出球面缺口，然后與殼板球面吻合焊接。確定立柱切口

29、形狀的方法，采取求出球面與柱面相交線上的若干點(diǎn)，然后逐點(diǎn)連接形成。 在球殼板的制造過程中，一般先將立柱做好，然后再劃線切割相交球面切口，這樣制造工藝簡單，立柱下料卷板成筒較容易，柱頂與立柱之間焊接成型也較方便。待立柱焊接完成后，再在立柱上劃線切口，具體畫法如下： 球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的下料與成型技術(shù)球罐立柱的下料及成型球罐立柱的下料及成型 1、將柱面展開圖中切口方向分成若干點(diǎn)，如a、b、c、d、e、f、g等。2、過b、c、d、e、f各點(diǎn)作圓柱軸線的垂線，分別與展開圖中切口輪廓線交于1、1；2、2；3、3；4、4；5、5；6、6等各點(diǎn)。球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的下料與成型技術(shù)球罐立柱

30、的下料及成型球罐立柱的下料及成型 3、在焊制好的立柱面上按同樣方法和距離定出a“、b”、c“、d”、e“、f”、g“各點(diǎn)。4、過b、c、d、e、f各點(diǎn)沿圓柱面垂直軸線方向劃圓周線。球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的下料與成型技術(shù)球罐立柱的下料及成型球罐立柱的下料及成型 5、在圓周線上相應(yīng)取1、1；2、2；3、3；4、4；5、5；6、6等各點(diǎn)，即原來直線長度為圓周長。球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的下料與成型技術(shù)球罐立柱的下料及成型球罐立柱的下料及成型 6、按順序圓滑連接各點(diǎn)，由a-1-2-3-4-5-6，即形成柱面與球面相交的空間曲線。球殼板的下料與成型技術(shù)球殼板的下料與成型技術(shù)人孔、管座位置的開孔

31、人孔、管座位置的開孔 球罐殼板上人孔、管座等附件與殼板焊接前，首先要按設(shè)計(jì)位置進(jìn)行開口，這些結(jié)構(gòu)一般均在上下極板上，同時(shí)上下極板多由幾塊殼板拼焊而成，因此對(duì)于開孔的位置一定要準(zhǔn)確。人孔的位置一般在球罐的上下極點(diǎn)，比較容易確定位置和開空形狀，管座一般偏離極點(diǎn)并要求保持管接口水平，所以管座與球罐相交，其交線成空間曲線，為了達(dá)到開口形狀正確，找出交線上一系列點(diǎn)的方向來確定其開口形狀。 球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù) 70年代以來，通過安裝大量的引進(jìn)和國產(chǎn)球罐的實(shí)踐，我國的球罐建造技術(shù)已具備了較高水平，形成多種組裝方法，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，5000m3以下球罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)已非

32、常成熟了，主要的施工程序如圖所示。根據(jù)球罐的大小、型式和施工設(shè)備、場(chǎng)地等特點(diǎn)，形成不同的的組裝方法，常用的組裝方法為散裝法、分帶組裝法和半球組裝法。 球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)分帶組裝法分帶組裝法 分帶組裝法就是在平臺(tái)上，按照上下極、寒帶、溫帶、赤道帶分別組對(duì)和焊接成環(huán)帶，然后組裝成球的方法。采用此種方法施工時(shí)，可以采用手工焊，也可以采用自動(dòng)焊，其特點(diǎn)是在平臺(tái)上可完成大部安裝量，大大減少高空作業(yè)和全位置焊接量，以保證焊接質(zhì)量，缺點(diǎn)是需要大型吊裝機(jī)具和大平臺(tái)，較費(fèi)工費(fèi)料。 球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)分帶組裝法的組裝工藝分帶組裝法的組裝工藝鋪設(shè)平

33、臺(tái)平臺(tái)上放樣個(gè)帶投影圖 組對(duì)焊接下溫帶基礎(chǔ)準(zhǔn)備安裝下溫帶組對(duì)焊接赤道帶吊裝支柱吊裝赤道帶焊接下溫帶與赤道帶的環(huán)縫組對(duì)焊接上溫帶吊裝上溫帶焊接環(huán)縫安裝下極板安裝上極板球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)環(huán)帶組裝方法環(huán)帶組裝方法 a:鋪設(shè)平臺(tái)，找正水平度和不平讀不超過3mm。b:在平臺(tái)上作胎架，然后按照組裝帶的端口直徑畫圓，在平臺(tái)上組焊支架，支架上端放圓板作為組裝基準(zhǔn)。c:以任意一張球殼板為組裝基準(zhǔn)，依次吊裝其他球殼板組裝成帶。d:整帶調(diào)整后進(jìn)行焊接，焊接后應(yīng)保證組裝的精度。球形儲(chǔ)罐施工程序球形儲(chǔ)罐施工程序球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)成球組裝方法成球組裝方法

34、 a:首先將下極帶板和下溫帶吊入柱基礎(chǔ)以內(nèi)放在地上，然后安裝支柱，找好坐標(biāo)位置、標(biāo)高和垂直度，符合要求后把緊地腳螺栓，安裝調(diào)節(jié)拉桿。b:在赤道帶的柱頭位置，焊接抱箍，然后將赤道帶吊起安放在支柱上。c:進(jìn)行下溫帶的吊裝使其與赤道帶下口合攏，用卡具聯(lián)結(jié)固定。d：吊裝下極與下溫帶合攏，用卡具聯(lián)結(jié)。e:吊裝上溫帶使其下口與赤道帶上口合攏，調(diào)好間隙用卡具固定。 球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)散裝法散裝法根據(jù)采用的工裝不同，散裝法又分為中心柱單片散裝法和無中心柱單片散裝法。 球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)有中心柱單片散裝法有中心柱單片散裝法 有中心柱單片散裝法是

35、比較常見的組裝方法，其特點(diǎn)主要是采用中心柱作為主要的組裝焊接施工平臺(tái)，但腳手架裝拆量大。其主要施工法如下：1、支柱組對(duì)：將運(yùn)輸赤道帶板的胎具進(jìn)行校正之后,輔以支柱支撐架在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行下支柱與帶上支柱赤道帶板組對(duì)工作。上支柱與赤道板組對(duì)檢查合格后，進(jìn)行斷續(xù)焊。2、球殼板固定塊焊接：固定塊間距宜為0.51m左右,在環(huán)縫丁字口處,環(huán)縫上的卡具應(yīng)距丁字口近些,縱縫上的卡具應(yīng)距丁字口遠(yuǎn)些,以避免卡具擁擠造成丁字口組對(duì)困難。3、中心柱搭設(shè)：將裝心柱立起用拖拉繩固定，根據(jù)球體縱環(huán)焊縫的位置計(jì)算需要的平臺(tái)層數(shù)和高度，采用傘形三腳架做骨架，內(nèi)側(cè)依球體形狀搭設(shè)階梯狀平臺(tái)，平臺(tái)距球表面0.4m左右,各環(huán)縫要比平臺(tái)高出1

36、.2m左右,平臺(tái)采用2-3排鋼制跳板鋪設(shè)。 球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)有中心柱單片散裝法有中心柱單片散裝法 4、赤道帶組裝：a.測(cè)量組焊成型后的支柱實(shí)際長度,作好記錄并標(biāo)注在支柱上明顯位置。依據(jù)支柱的長短與基礎(chǔ)的坐標(biāo)高低作一一對(duì)應(yīng)，成互補(bǔ)關(guān)系以確保赤道帶上下口水平。b.在基礎(chǔ)頂板上放線，考慮到組對(duì)間隙及焊接收縮余量，將球罐中心圓直徑放大。吊裝前，在熱處理墊板下涂一層潤滑油。c.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，然后找正。之后吊裝第二塊相鄰的帶支柱的赤道帶板，安裝斜拉桿，固定并找正。隨后吊裝不帶支柱的赤道帶板插入兩塊帶支柱的赤道帶板之間并用卡具固

37、定。d.依次吊裝赤道帶板就位，使之組成環(huán)帶。吊裝順序可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定。e.調(diào)整赤道帶，使其組裝幾何尺寸角變形、對(duì)口錯(cuò)邊量、對(duì)口間隙、橢圓度、支柱垂直度和赤道帶水平度均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，檢查合格后進(jìn)行點(diǎn)焊。同時(shí)用擋板將柱腿固定，以防止組裝下極帶時(shí)柱腿向內(nèi)移動(dòng)。 球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)有中心柱單片散裝法有中心柱單片散裝法 5、 溫帶板組裝：赤道帶調(diào)整并點(diǎn)固之后，開始溫帶板組裝線組裝下溫帶板，后組裝上溫帶板。a:組裝第一塊下溫帶板，下端用繩拉道中心柱上，依次將余下德下溫帶吊裝組對(duì)到封閉。b:下溫帶調(diào)整和固定焊之后，組裝上溫帶板，吊裝低一塊板之前，先在赤道板上側(cè)焊上托弧

38、板，用來托住上溫帶板，保持位置準(zhǔn)確，或在中心柱上安裝支撐桿，用于支撐上溫帶的上端。6、極板組裝：a.吊裝下極板側(cè)板，找正后通過卡具、倒鏈和鋼絲繩與赤道帶板固定。b.吊裝下極帶邊板、中板。c.吊裝上極板側(cè)板，找正后通過卡具、倒鏈和鋼絲繩與赤道帶板固定。d.吊裝上極帶邊板、中板。 球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)無中心柱單片散裝法無中心柱單片散裝法 此方法是一種新型施工方法，由于不采用中心柱，施工工期縮短，施工費(fèi)用減少，適用于10000m3以下的球罐施工，其主要施工法如下：1、赤道帶組裝：a:用1號(hào)吊車吊裝一塊帶支柱赤道板,就位后用拖拉繩固定，用2號(hào)吊車空中接鉤扶正，以防傾倒。

39、b：用1號(hào)吊車吊裝相鄰另一塊帶支柱赤道板，就位后用拖拉繩固定，安裝斜拉桿，用卡具將這兩塊板連接固定并調(diào)整間隙，調(diào)整好后將拖拉繩封緊。c：用100噸吊車吊裝第三塊帶支柱赤道板，就位后用拖拉繩固定，安裝斜拉桿，調(diào)整支柱垂直度；d:同時(shí)用50噸吊車吊裝一塊不帶支柱赤道板插入，用卡具連接固定并調(diào)整間隙，調(diào)整好后將拖拉繩封緊。以此類推，將赤道帶整體組對(duì)成形。球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)無中心柱單片散裝法無中心柱單片散裝法 2、組裝下極帶板：吊裝下極帶邊板就位，用卡具與赤道帶下口連接固定，用拖拉繩與赤道帶上口固定并調(diào)整角度。其次分別吊裝兩塊下極帶板側(cè)板就位，用卡具與下極帶邊板固定。

40、最后吊裝下極帶中板就位，用卡具與極帶側(cè)板連接。3、組裝上溫帶板：吊裝第一塊上溫帶板，就位后用卡具與赤道帶上口固定，用拖拉繩在上溫帶板上端向外拉伸調(diào)整角度并固定，向內(nèi)側(cè)也用拖拉繩拉住以防外側(cè)拖拉繩拉伸過度，然后吊裝第二塊上溫帶板，就位后用卡具與赤道帶上口固定，用拖拉繩在上溫帶板上端向外拉伸調(diào)整角度并固定，以此類推，將上溫帶整體組對(duì)成形。球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)無中心柱單片散裝法無中心柱單片散裝法 4、組裝上極帶板：吊裝上極帶邊板就位，用卡具與上溫帶連接固定。其次分別吊裝兩塊上極帶側(cè)板就位，用卡具與上極帶邊板固定。最后吊裝上極帶中板就位，用卡具與上極帶側(cè)板連接。5、為減

41、小因重力因素對(duì)赤道帶板或下極邊板（上溫帶板或上極帶邊板）傾角的影響，組裝時(shí)預(yù)先將相鄰兩塊帶板對(duì)接焊縫的對(duì)口間隙從上往下逐漸縮?。◤南峦现饾u放大），待赤道帶組裝成型后，再從上往下逐漸放大（從下往上逐漸縮小）調(diào)整各條焊縫的間隙。球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)半球法組裝法半球法組裝法 半球法組裝法就是將球預(yù)裝成兩個(gè)半球和一個(gè)赤道帶，然后合攏成整球的一種方法，適用于小型球罐的安裝，其主要施工法如下：1、球殼板組裝程序：1)在平臺(tái)上設(shè)置赤道帶、上溫帶組裝胎架一個(gè)。2)按圖紙尺寸放樣，在平臺(tái)上畫出各帶下口圓周，根據(jù)球殼板的數(shù)量在圓周上設(shè)置數(shù)量相等的組裝支撐。3)各支撐找平，在所畫圓

42、周上打鋼沖眼。4)在球殼板上焊接組裝用定位塊。5)組裝并調(diào)整各帶縱焊縫；在平臺(tái)上檢查圓周長和橢圓度。上下溫帶板組裝時(shí)，其小口的周長和直徑要以極板為依據(jù)，同時(shí)留出縱縫收縮的余量（每條焊縫收縮約1.5mm）。球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)半球法組裝法半球法組裝法 6)縱縫點(diǎn)固焊（每隔300mm點(diǎn)焊80-100mm）。在下口焊接龍門板（內(nèi)側(cè)）7)要求預(yù)熱時(shí)，在內(nèi)側(cè)安裝加熱器，進(jìn)行預(yù)熱，焊接外焊縫并按要求進(jìn)行后熱。在上下溫帶外縱縫焊完后，在組裝上下極板，否則溫帶上口不能自由收縮，使環(huán)向焊縫承受較大內(nèi)應(yīng)力，影響環(huán)焊縫質(zhì)量。8)在上下溫帶的適當(dāng)部位焊上吊裝轉(zhuǎn)軸，用兩臺(tái)吊車將其翻轉(zhuǎn)，并

43、將下溫帶板與下極板放在胎架上，或者用道木架起，以利于焊接施工和焊縫檢驗(yàn)。9)碳弧氣刨清根、打磨及著色檢查。10)外側(cè)加熱，焊接內(nèi)縫并后熱處理。清除工卡具和定位塊，并進(jìn)行打磨。11)進(jìn)行X射線檢查，并按返修工藝進(jìn)行返修。球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)半球法組裝法半球法組裝法 2、球罐組裝程序1)按下溫帶下口標(biāo)高和直徑制作胎架或用道木搭設(shè)。2)吊裝赤道帶和下極，將其放在胎架上，找正上口水平度及與基礎(chǔ)圓的同心度。3)吊裝赤道帶與下溫帶組裝環(huán)縫、調(diào)口、點(diǎn)固焊。4)組對(duì)支柱，測(cè)量垂直度，點(diǎn)固焊并焊接完，在立柱底板和基礎(chǔ)墊板之間涂以黃油。5)吊裝上溫帶和上極組裝、調(diào)口、點(diǎn)固焊。6)搭

44、設(shè)內(nèi)部腳手架，焊接赤道帶上下環(huán)縫，并進(jìn)行質(zhì)量檢查。上述三種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)于某一臺(tái)球罐采用那種方法組裝，可根據(jù)球罐大小、結(jié)構(gòu)形式、板材厚度、組裝條件和現(xiàn)有設(shè)備能力等因素，綜合考慮而定，主要目的是方法先進(jìn)，省事省力，經(jīng)濟(jì)效果明顯。球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)三種組裝方法優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍表組裝方法選擇參考表 方法散裝法分帶組裝法半球組裝法1. 不需要大型吊裝機(jī)具1. 在平臺(tái)上可完成大部分安裝量。減少高空作業(yè)，易保證焊質(zhì)量1. 減少高空作業(yè)2. 不需要組裝平臺(tái)節(jié)省材料2.便于使用自動(dòng)焊2. 焊縫處于有利焊接位置，易于保證焊接質(zhì)量3. 幾何尺寸易調(diào)整，組裝應(yīng)力小3.便于使用自

45、動(dòng)焊1. 高空作業(yè)量大1. 需要大型吊裝機(jī)具1. 需要較大型吊裝機(jī)具2.全位置焊接時(shí)對(duì)焊工要求高2. 需要大平臺(tái)，費(fèi)工費(fèi)料2. 須鋪設(shè)大平臺(tái)費(fèi)工費(fèi)料3. 腳手架復(fù)雜，裝拆工程量大3. 翻轉(zhuǎn)次數(shù)多，增加了起重作業(yè)量優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)散裝法環(huán)帶法半球法1500（m3）2000（m3）5000（m3）10000（m3）120（m3）組裝方法200（m3）400（m3）650（m3）1000（m3）球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)組裝中的問題與解決辦法難點(diǎn)和重點(diǎn)分析 1、工裝卡具：球罐組裝時(shí)，主要是借用工裝卡具來完成的，并在焊接時(shí)起到反變形的作用，所以工裝卡具在球罐組裝過程中至關(guān)重要。2、脊

46、板形卡碼、日子卡、龍門卡：球殼板組裝時(shí)主要控制錯(cuò)邊量和對(duì)口間隙，普遍在球罐施工中使用日字形卡具，配合銷子楔鐵及事先焊好的定位塊來實(shí)現(xiàn)球板的臨時(shí)固定和調(diào)整。日字形卡具在使用中存在銷子易崩出、掛接錯(cuò)邊較大的相鄰板時(shí)困難等弊端，對(duì)此，我們制作了脊板形卡碼配合使用。脊板形卡碼的U型板具有一定的高度，在球殼板組裝定位未到位，相鄰板錯(cuò)位較大時(shí)，可以達(dá)到臨時(shí)掛接固定，方便進(jìn)一步的操作施工。兩種卡具配合使用，彌補(bǔ)了不足，提高了施工效率。球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)組裝中的問題與解決辦法難點(diǎn)和重點(diǎn)分析 3、組對(duì)間隙調(diào)整卡具：組對(duì)間隙與施工質(zhì)量密切相關(guān)，過大或過小的組對(duì)間隙都會(huì)導(dǎo)致后續(xù)工序

47、施工難度的增加，同時(shí)影響到焊接質(zhì)量，組對(duì)間隙不適宜處極易產(chǎn)生氣孔、夾渣等焊接缺陷。于是在組裝時(shí)，要盡量保證對(duì)口間隙的一致、均勻，進(jìn)行間隙調(diào)整。球罐調(diào)口時(shí)，常常使用龍門板、角型卡碼等臨時(shí)焊接件進(jìn)行，然而對(duì)于球罐施工，這樣的臨時(shí)焊接件時(shí)極為有害的，臨時(shí)焊接處最易產(chǎn)生裂紋缺陷，實(shí)踐證明70%的缺陷出現(xiàn)在臨時(shí)焊接處。對(duì)質(zhì)量的損害是顯而易見的，且費(fèi)工費(fèi)料，應(yīng)盡可能的減少。為此制作專用卡具用以調(diào)整組對(duì)間隙 。組對(duì)間隙調(diào)整卡具上的方孔套入相鄰球殼板邊緣的定位塊上，利用千斤頂進(jìn)行縫隙的調(diào)整。擴(kuò)大間隙調(diào)口卡具縮小間隙調(diào)口卡具球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)組裝中的問題與解決辦法難點(diǎn)和重點(diǎn)分析

48、 4、調(diào)整錯(cuò)邊量卡具：在球罐組對(duì)質(zhì)量的進(jìn)一步仔細(xì)調(diào)整中，同樣為減少臨時(shí)焊接對(duì)球殼板的傷害，制作了調(diào)整錯(cuò)邊量卡具。調(diào)整錯(cuò)邊量卡具使用這些組對(duì)質(zhì)量控制卡具，無須與球殼板進(jìn)行焊接，既節(jié)約材料，同時(shí)大大減少龍門板、角形卡碼等臨時(shí)焊接件對(duì)球殼板的損傷。并且調(diào)整工具通用性好，可重復(fù)使用，為以后的施工蓄備的條件。球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)組裝中的問題與解決辦法難點(diǎn)和重點(diǎn)分析 5、合攏時(shí)的間隙調(diào)整：一個(gè)環(huán)帶的最后一塊球殼板組裝位置很關(guān)鍵，其間隙偏大偏小均不能保證施工質(zhì)量，因此在吊裝每一塊球殼板時(shí)，就必須掌握好規(guī)定的位置。吊裝前，應(yīng)劃定組裝位置并檢查相應(yīng)位置的球殼板寬度，計(jì)算出平均間隙

49、值，嚴(yán)格控制。應(yīng)隨組裝隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，把間隙誤差平均分配到每條焊縫上，不要集在最后兩道焊縫上。6、疊合的調(diào)整：在球殼板組裝過程中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)球殼板上口（或下口）合攏后，下口（或上口）與另一塊球殼板重疊起來。這種情況的發(fā)生，一般是水平口不整齊或是環(huán)縫下料不精確所造成的。處理方法是先把球殼板固定端校準(zhǔn)后焊上連接板，然后再用卡具或其他辦法使重疊部分恢復(fù)到正確位置，但必須保證環(huán)縫位置的間隙的準(zhǔn)確性，決不強(qiáng)制裝配，野蠻施工。7、中心柱：中心柱是組裝球罐的一種重要設(shè)施，起作用主要是借助形鋼或鋼絲繩來拖拉裝拼和固定球瓣，并利用中心柱裝設(shè)平臺(tái)和三角形角架等，為組裝、焊接、檢驗(yàn)等工作提供良好的作業(yè)條件。球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)

50、場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的焊接技術(shù)球形儲(chǔ)罐的焊接技術(shù) 焊接是球罐建造中最為關(guān)鍵的工序，焊接質(zhì)量關(guān)系到建造成本和球罐運(yùn)行中的安全可靠性，據(jù)國內(nèi)外球罐事故資料介紹，國內(nèi)外球罐破壞事故中，因焊接質(zhì)量而產(chǎn)生裂紋的占41%，是相當(dāng)嚴(yán)重的。 球罐焊接方法主要有四種，手工電弧焊，埋弧自動(dòng)焊，CO2保護(hù)焊，電渣焊，常用的方法主要是手工電弧焊和自動(dòng)焊。從焊接質(zhì)量看，除電渣焊要求正火處理外，其它方法均能滿足要求，都有成功的先例。我這里主要闡述一下手工電弧焊。因?yàn)槁窕∽詣?dòng)焊和CO2保護(hù)焊，需要轉(zhuǎn)胎或焊機(jī)運(yùn)行軌道等大型工裝，價(jià)格昂貴，準(zhǔn)備時(shí)間長，施工技術(shù)不穩(wěn)定，在國內(nèi)很少使用，遠(yuǎn)未普及。手工電

51、弧焊方法除了焊工的勞動(dòng)強(qiáng)度高以外，具有焊接成本低，多道多層焊接能使焊縫和熱影響區(qū)組織因多次回火而改善、焊接接頭韌性明顯提高。產(chǎn)生的缺陷易于返修等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過實(shí)踐證明，球罐的焊接采用手工電弧焊目前仍是最合理的方法，因而被廣泛采用，成為球罐焊接的主要方法。球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球罐的焊接工藝規(guī)范球罐的焊接工藝規(guī)范 為了能夠得到優(yōu)質(zhì)的焊縫，并能避免產(chǎn)生冷裂紋和熱裂紋，球罐焊接之前必須制定嚴(yán)格的焊接工藝。其焊接工藝是使焊縫的約束力、淬硬組織以及擴(kuò)散氫的富集盡可能的少。球罐的焊接工藝的制定應(yīng)建立在鋼材的焊接性試驗(yàn)、焊條試驗(yàn)以及焊接工藝評(píng)定綜合性試驗(yàn)的基礎(chǔ)上。其焊接工藝的主要內(nèi)

52、容包括：焊接順序與層序，操作技術(shù)中的注意事項(xiàng)焊條的烘干與管理，預(yù)熱及后熱除氮，焊接線能量，碳弧氣刨清根，焊縫及球殼板缺陷的修復(fù)，定位焊與固定焊，焊接環(huán)境等。球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球罐焊接順序球罐焊接順序 焊接順序的制定主要是為了減小焊接變形和焊接應(yīng)力，球罐施焊順序原則是先焊縱焊縫，后焊接環(huán)焊縫，先焊接大坡口焊縫，后焊接小坡口焊縫，目的是使焊接應(yīng)力減小，呈均勻分布，將焊接變形控制在最小范圍內(nèi)，同時(shí)防止冷裂紋的產(chǎn)生。以1000m3球罐為例，散裝法的焊接順序?yàn)椋?赤道帶縱縫焊接（外）-下溫帶縱縫焊接（外）-上溫帶縱縫焊接（外）-赤道帶縱縫焊接（內(nèi)）-下溫帶縱縫焊接（內(nèi)）

53、-上溫帶縱縫焊接（內(nèi)）-赤道帶與上下溫帶環(huán)縫焊接（外）-赤道帶與上下溫帶環(huán)縫焊接（內(nèi)）-上極板與上溫帶板間環(huán)縫焊接（外）-上極板與上溫帶板間環(huán)縫焊接（內(nèi)）-下極板與上溫帶板間環(huán)縫焊接（外）-下極板與上溫帶板間環(huán)縫焊接（內(nèi)）球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)焊接工藝操作要點(diǎn)焊接工藝操作要點(diǎn) 1、焊接時(shí)必須在坡口內(nèi)引弧，嚴(yán)禁在坡口外引弧有擦傷球殼板的現(xiàn)象，防止造成淬硬的弧坑缺陷和弧坑微裂紋。 2、為了保證焊縫接頭的質(zhì)量，焊接時(shí)換焊條的速度要快，在熔池較高的溫度下，再引弧容易，而且準(zhǔn)確。 3、第一層旱道要直線運(yùn)條，短弧焊，不能挑弧，盡量達(dá)到反面成型，不能認(rèn)為第一層旱道基礎(chǔ)在背面清根

54、時(shí)要刨掉，就可以隨便施焊。第一層焊縫包括嚴(yán)重的氧或氮的化合物，就會(huì)影響第二層焊縫質(zhì)量。另外，第一層焊縫的夾渣和氣孔等缺陷，也會(huì)影響第二層的焊縫質(zhì)量。 4、焊接時(shí)，焊條保溫筒必須通上電源。施焊時(shí)，焊工手中的焊條量，宜保持在五根左右，以防止焊條較長時(shí)間暴露在空氣中，會(huì)增加焊縫中擴(kuò)散氫的含量。嚴(yán)禁使用焊條筒以外的焊條施焊球罐。球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)焊接工藝操作要點(diǎn)焊接工藝操作要點(diǎn) 5、立焊時(shí)，除第一層旱道外，其余各層采取擺動(dòng)運(yùn)條，為避免旱道兩側(cè)夾渣，在擺動(dòng)到坡口兩側(cè)時(shí)，電弧停留的時(shí)間要略長一些，同時(shí)電弧的長度也要增加，使熔敷的旱道呈凹形。立焊表面的運(yùn)條與中間各層不同，在

55、電弧擺到坡口兩側(cè)時(shí)，要壓短電弧，均等的增加停留時(shí)間，并保證電弧到位正確，以防止出現(xiàn)焊縫咬邊或缺肉現(xiàn)象。 6、橫焊時(shí)，每道第一根焊條要在焊點(diǎn)前10-15毫米處引弧，然后迅速拉回道施焊點(diǎn)進(jìn)行焊接。 7、每組焊工之間的焊接速度要基本保持一致。焊接速度不一致，會(huì)使局部變形過大，應(yīng)力不均，導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生裂紋或定位焊開裂。 8、焊接縱焊縫時(shí)，各層的起頭和結(jié)尾兩端的焊肉，必須焊到橫縫的坡口內(nèi)，并且要有一定的焊肉高度，這樣才能更好的保證T字口處的焊接質(zhì)量。在橫焊前，把多余的焊肉刨掉，打磨后確認(rèn)無裂紋方可焊接。球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)焊接工藝操作要點(diǎn)焊接工藝操作要點(diǎn) 9、仰焊時(shí)，由于磁

56、偏吹較大，焊條融化的金屬因重力作用，不易過渡和建立熔池。為改善這種條件，可以采取以下三種措施： a 加長焊縫兩端的定位焊長度，減輕端部的偏吹程度； b 盡可能縮短電??；采用頂弧運(yùn)條； c 在焊接較寬焊縫的仰焊時(shí)，采用多道焊法。盡量縮小熔池體積，也就是減少了因重力大，熔池不易建立，焊條金屬不易過渡的困難。 10、橫焊時(shí)，每層每道的焊渣要徹底清除，帶渣施焊容易產(chǎn)生夾渣。應(yīng)該指出，橫焊焊縫是球罐焊接缺陷最容易產(chǎn)生的部位，其原因是由于橫焊縫的焊接是在所有縱焊縫焊完之后，整個(gè)環(huán)焊縫各處的預(yù)應(yīng)力都較大，并且應(yīng)力狀態(tài)較復(fù)雜。在這種情況下焊接橫焊縫，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生更復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)，也最容易產(chǎn)生裂紋缺陷。尤其是

57、在焊第一層焊道時(shí)，影響最大。為此，必須精心制定焊接方法和焊接順序，合理排列焊道層序，正確掌握運(yùn)條角度。對(duì)溝紋深的部位焊接時(shí)，要特別注意夾渣和未融合。球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)碳弧氣刨的清根與打磨焊縫碳弧氣刨的清根與打磨焊縫 用碳弧氣刨清理焊根金屬，是目前是目前使用的一種有效方法。用碳弧氣刨清根不但速度快，質(zhì)量好，而且節(jié)省工時(shí)。球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)對(duì)碳弧氣刨清根的要求對(duì)碳弧氣刨清根的要求 1、碳弧氣刨清根需要由熟練的焊工經(jīng)過一段時(shí)間培訓(xùn)之后，才能上罐進(jìn)行操作。大坡口面焊完后在小坡口面進(jìn)行清根時(shí)，對(duì)普通碳素鋼和低合金鋼材質(zhì)的焊縫，不需要預(yù)熱

58、的氣刨。對(duì)于高強(qiáng)度大厚度的低合金鋼，最好在除氫之后馬上進(jìn)行氣刨。因?yàn)?，此時(shí)焊縫溫度較高。如果，不能在除氫處理后馬上進(jìn)行氣刨，就要考慮刨前的預(yù)熱問題。尤其在氣溫達(dá)0以下時(shí)氣刨，就要更注意這個(gè)問題。氣刨時(shí)，焊縫金屬是從高溫一下子驟冷到500以下，只須1-2s時(shí)間，而且淬硬層可達(dá)1-1.5毫米，很有可能導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋的危險(xiǎn)。因此，對(duì)此類鋼種的焊縫氣刨清根要進(jìn)行預(yù)熱。預(yù)熱溫度應(yīng)與焊縫焊接時(shí)的溫度相同。球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)對(duì)碳弧氣刨清根的要求對(duì)碳弧氣刨清根的要求 2、氣刨時(shí)，刨道要光滑，刨槽深度應(yīng)以、刨掉第一層焊肉為準(zhǔn)。焊縫對(duì)口組裝良好，第一層焊縫質(zhì)量較好的焊縫，可不用把第

59、一層焊肉全部刨掉，只刨鈍邊部分即可。刨槽底部的半徑應(yīng)等于所用碳棒的半徑，然后，修理坡口兩側(cè)，使之成為U形壯，這樣的坡口形式與設(shè)計(jì)的坡口形式稍有改變，但更適于焊工施焊，并且還可以彌補(bǔ)由于組裝時(shí)對(duì)口間隙的不均，加之有鈍邊的錯(cuò)位，定位焊接質(zhì)量不一致等多種因素，都會(huì)影響第一層焊縫質(zhì)量，如穿透多少不均，成型好壞不一樣，焊肉厚度不一致。這些問題的存在，決定了氣刨深度不可能太淺。有經(jīng)驗(yàn)的氣刨工，即要考慮這些因素，又要根據(jù)實(shí)際情況，掌握氣刨的深度。球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)對(duì)碳弧氣刨清根的要求對(duì)碳弧氣刨清根的要求 3、碳弧氣刨的深度不能太大，因?yàn)?，深度的增大?huì)導(dǎo)致坡口的寬度增大，從而

60、增加了填充金屬和角變形，但各別部位發(fā)現(xiàn)了深埋缺陷，也可以相應(yīng)加深刨量。 4、刨道的合格標(biāo)準(zhǔn)為：刨道寬窄一致，深度一致，個(gè)別深處的槽底過渡要平緩圓滑，不能出現(xiàn)凸凹不平、刨歪、碳弧打火傷及坡口現(xiàn)象。 5、碳棒最好采用10毫米，氣刨設(shè)備可采用兩臺(tái)26KW的直流電焊機(jī)，反接并聯(lián)使用?？諝鈮嚎s機(jī)的風(fēng)壓不得小于0.4Mpa。球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)球形儲(chǔ)罐的現(xiàn)場(chǎng)施工工藝技術(shù)對(duì)碳弧氣刨清根的要求對(duì)碳弧氣刨清根的要求 6、氣刨后的坡口，要磨掉0.5-1毫米深的滲碳層，并修整坡口形狀以適應(yīng)焊接的要求。要注意坡口內(nèi)的粘渣、頂碳以及銅斑等必須徹底磨除，打磨后的坡口必須全部露出金屬光澤。 7、打磨時(shí)要注意砂輪要往復(fù)