400立方球罐带装方案

1.400m3球罐

1.1 概述

400m3球罐均由我国自行设计，制造，并按我国的技术规范现场组装。球壳板材料以16MnR,A3R为主，各别球壳板用引进钢材和15MnV制造。400m3球罐所贮存的介质多种多样，下表是目前已投产的部份球罐的技术参数。

几种400m3球罐的技术参数

1.2 球罐组装

组装工艺和焊接工艺是相互配合的，也和起重能力有关。400m3球罐多采用分带组装的方法，这就是先在平台上分别将赤道带板和上下温带板组装成带，然后用两台15~20 吨吊车进行总装配。

1.2.1赤道带与温带组装

组装前应准备好两个10x10m2平台，平台钢板厚10 ~16mm ．为了防止钢板变形，在平台下面垫以16 号或20 号工字钢，间距500mm ;平台板面必须铺得很平整，以便满足组装质量的要求。组装时先在平台上做胎架，胎的支腿可用角钢或钢管做。钢管的顶部用符合球罐内径的弧形钢板焊接，连成球面，以便赤道带或温带组装时使用。如下图所示。

亦道带组装情况温带组装情况

胎的尺寸很重要，主要是顶部的球面，应与球罐相应部位的球面一致。

赤道带或温带组装时，上部靠胎架，底部靠平台板。组装前将胎架找好尺寸，找好中心，在平台板上按照图纸尺寸画好图，胎架内外点焊上角钢头后，就可开始组装工作。组装时赤道带上下口圆的直径应比温带大口圆的直径小5~8mm，以便对口肘研配。

1.2.2 组装程序

组装时应注意如下两个问题。

a．下极与下温带组装时由于环缝不水平，需研配，研配时应以切豁下温带小口为主。

b ．上温带、下温带、赤道带纵缝组装，当安装最后一块板，封闭时，应测量直径与圆

司，并调整间隙或研配最后一块板，使能满足标准规定。

1.3 球罐焊接

1.3.1条件的选用

球壳板材料为A3R 时，焊条选用结422 焊条;球壳板材料为16MnR 或15MnV 时，焊条选用有两种情况:

a．用结502 封底焊一层，其余各层用结506 或结507 焊条焊接。用炭弧气刨清根时，结502封底焊层实际上已被清除掉了。

b．全部选用结507 焊条。根据焊条产品样本介绍。结506 和结507 在机械性能上是相当的，但通过工程实践，使用结506 焊条较易形成气孔。因此应优先选用结507 焊条。

对于15MnV钢，国内有资料推荐选用较高强度级别的焊条，如结557结607 焊条。由于球罐的危险主要来自于脆性断裂，焊缝的塑性指标应优先考虑，而焊缝的强度可以通过试样的拉力试验获得，因此，15MnV 球罐焊接时，仍以选用结507 焊条为好。

BH-47S 钢起初选用结707 焊条，但在施焊过程中发现部份横向穿透性焊接裂纹（裂纹产生的原因还与母材焊接性能差，及焊接工艺条件有关）。返修时选用结607 焊条补焊，性能较好。

1.3.2焊接工艺

1）焊工考试焊前对焊工进行考试，有如下两个意义：

a 球罐设计的安全系数往往不大，但却盛装有大量的易燃易爆介质，一但产生破裂事故，其后果是极其严重的。根据大量实践，球罐的破裂多数源于焊接区（焊缝及其热影响区），因此，焊接质量是球罐建造质量的关键。对焊工进行严格的考核，使之掌握相应的焊接技术就显得十分必要;

b通过焊前试片，实际上也考核了我们所选用的焊接材料，坡口加工方法是否经得住考验;在所选择的条件下焊接接头，是否确实牢靠。

关于焊工考试的细节，请参阅本篇第二、第四两章。

2）焊前预热

捍前预热，可以降低焊接区的温度梯度和焊缝的冷却速度，从这个意义上来说，可以减少温差应力。但是焊前预热，仍然是局部热源，它本身也会产生整体温差应力，引起变形，所以焊前预热的温度和范围均应适当。预热温度应通过焊接工艺评定确定，而预热范围一般应保证焊缝两侧均不小于100mm ;当球壳温度低于5O C 时，还应适当增加预热时间及预热范围。

3）焊接电流与焊条直径

焊缝的底层和面层选用φ4mm 焊条，中间层选用φ5mm 焊条。焊接电流底层和面层应小些，中间层应大些。球罐焊接一般均采用多人对称的方法，每人在焊接时使用电流也基本相同。为了减少清根工作量，减少气孔，减少焊接内应力，头两层的焊接电流应尽量小（在保证熔透和不夹渣的情况下）。一般熟练的焊工愿意使用大电流，因为大电流焊接速度快，但大电流根部热影响区大。当在同样电流的情况下，φ4mm 的电流密度要比φ5mm 大，与此相适应，其根部热影响区也大。如果根部有缺陷就容易向上延伸；因此，中间层使用φ5mm 焊条更合理。

4）焊条烘干

采用碳弧气刨清根后，最容易引起返修的缺陷就是焊接气孔了，而碱性焊条产生气孔很重要的原因就是焊条烘干不好。焊条烘干除应注意烘干温度和烘干时间外，还应注意到施焊时仍应保持焊条有一定温度。为了避免产生气孔，用碱性焊条施焊，还应采用小电流、短弧焊、接头回焊，施焊气候不能有大风或大雪。

5）球罐坡口形式

球罐对接焊缝坡口形式，多数采用对称X 型坡口，角度为60~65O，外坡口深度约占壁厚的3 / 5 ，内坡口深度约占2 / 5 。焊缝对口间隙可留1~2mm ；也可以不留间隙，组对和焊接都比较方便，可减少溶敷金属添充量，焊接应力和变形相应减小，尤其是对于璧厚较大的球罐，没有间隙，底层质量好，背面清根不深，就能把缺陷清除干净。如果采用留间隙焊，由于焊缝收缩，预留间隙会收拢，底层焊缝的间隙变小，底层焊缝焊肉变薄，强度低，容易产生缺陷。

对于像A3R 、16Mn 、15MnV 等钢种，可焊性能较好，可以用炭弧气刨清根。不用担心不留间隙会造成未焊透，而且气刨清根很容易发现微小的根部缺陷.

6）球罐焊接线能量

焊纵缝时基本上是立焊位置，焊接时作横向摆动，焊接线能量较大。焊环缝时，基本上处于横焊位置，焊接时焊条不作横向摆动，焊接线能量较小。对于刚度较大的球壳板（壳板较厚）和强度级别较高的钢种，尽可能采用小线能量的焊接规范，这对减少焊接内应力是有好处的。

采用多人对称焊和分段倒退焊的目的，就是要使焊接热量分布均匀，使焊接应力得到疏散。在一般情况下球罐焊接工作开始后，中间不停顿，避免冷接头，可以保证焊接质量

1.4 主要施工机具和材料

1.4.1主要施工机具需用量

主要施工机具需用量