2000立方米球罐整体热处理方案

2000立方米球罐整体热处理方案

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二??九年七月

一、概况

根据设计要求和按照GB12337-1998《钢制球形储罐》有关技术标准，需进行焊后整体热处理，采用燃油进行热处理。为确保热处理工程质量按技术要求顺利进行，特制定如下热处理实施方案。

1、球罐主要设计参数(见表一)

球罐主要设计参数表一

序号项目参数

1 15700mm 球罐直径

2 设计壁厚 48 mm

33 2000m 公称容积

4 Q345R 球罐材质

5 331t 总重量

2、热处理依据

本次热处理按GB12337-1998《钢制球形储罐》标准进行整体热处理。

3、热处理的目的

为了消除球罐组装与焊接的残余应力，稳定球罐的几何尺寸，改善焊接接头和热影响区的组织和性能，达到降低硬度，提高塑性和韧性的目的，进一步释放焊缝中的有害气体，防止焊缝的氢脆和裂纹的产和生。

二、热处理方法及工艺规范

1、热处理方法

采用燃油法进行热处理

以球罐内部为炉膛，选用0号柴油为燃料，球罐外部用保温材料进行绝热保温，通过鼓风机送风和喷嘴将燃料油喷入并雾化，由电子点火器点燃，随着燃油不断燃烧产生的高温气流在球罐内壁对流传导和火焰热辐射作用，使球罐升温到热处理所需的温度。

2、热处理工艺规范

按照GB12337-1998《钢制球形储罐》选择如下热处理工艺参数和工艺曲线:

(1)恒温温度 600?25?

恒温时间 2h

升温速度 50-80?/h(?400?时可不予控制)

降温速度 30-50?/h(?400?时可不予控制)

升温时的最大温差 ?130?

降温时的最大温差 ?130?

(2)热处理工艺曲线 (见图一)

三、热工计算

1、热工计算参数(见表二)

热工计算参数表二

序号项目参数

1 15700mm 球罐内径d

2 48mm 球壳板厚度δ

3 Q345R 材质

4 331t 球壳板重量G

5 保温棉厚度δ 80-100mm

36 保温棉容量G 65kg/m

7 钢材比热C 500?:0.162Kca1/kg .?:600?:0.18Cal/kg . ? 8 钢材导热系数λ1 500?:30.962Kca1/m.h. ?:600?:28Kca1/m.h. ? 9 保温棉导热系数λ0 500?:0.07Kca1/m.h. ?:600?:0.828KCa1/m.h. ?

10 保温棉比热λ 0.2Kca1/kg. ?

11 环境温度 ? 35

12 燃烧油号柴油0

2、计算

热处理耗热量见表三，以下是升温到500?-600?期间，升温速度按50?/h-80?

/h时的计算结果。

热工计算表表三

速率烟气单位时间耗油量时间单位耗油量10000Kca1/h

BKg/h Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 ?/h ? 流量L/h 总耗热量l

65 550 406 484 30.4 30.4 18.56 100.84 24.4 8.8 487

表中:Q-球壳板温所需热量

Q2-热壳板与保温层的传热损失

Q3-保温层的蓄热损失

Q4-炉废气带走的热

Q5-燃料化学不完全燃烧损失的热理

Q6-燃料机械不完全燃烧损失的热量

B-燃料油的用量

本次热处理工程采用德国EK9-1000L-R型枪式燃烧器，其燃烧能力产生的热量为11000000kca1由表三可知，球罐热处理时能满足供热要求。四、热处理现场工艺设计

1、热处理工艺系统

本次热处理工程由供油、燃油、测量、功率控制、柱腿移动组成。

A:燃油系统

燃油系统采用德国EK9-1000L-R型枪式燃烧器，燃烧器与球罐下入孔相接，采用一套微机系统对热处理工程进行智能化控制，以满足工艺要求，燃料采用0号柴油通过油泵送油，经电磁阀控制进入喷嘴喷出，燃烧器鼓风机由底部送风助燃，雾化燃烧油，自动电子点火器点为燃燃油进行燃烧。

B:供油系统

(5)

根据热工计算，本次罐热处理最大耗油量为487L/h，单台热处理耗油量?4

吨，储油罐一次装油量应保证单台球罐热处理全周期所需油量的1.5倍，故应设备容量为6吨的储油罐。

C:温度测量控制系统

温度测量监控系统由热电偶，补偿导线和一套PC-WK型集散控制系统对温度进行智能化测量和控制。

C-1测量点布置

按照GB12337-1998《钢制球形储罐》有关技术标准的要求，本次热处理共设测温点24个，上下半球共7个带，测温点应均匀布置在球壳表面，相邻测温点间距应?4500mm，距入孔与球壳环缝边缘250mm以内及产品试板上必须设测温点。详见测温点布置图(图二)

C-2热电偶安装

采用储能式热电偶点焊机，按图二要求将热电偶牢固地点焊在球壳外侧，烟道气和试板应单独另设热电偶。补偿导线应妥善固定，以防烧毁。各热电偶型号均为K型镍铬-镍硅，补偿导线采用K型双芯线。

C-3温度监测

温度监测配置两套系统，一套是EH100-24长图自动平衡记录仪1台，共可记录24个测温点，另一套是微机集散型温度监控系统，3秒钟扫描一个测温点巡回检测各测温点的温度，并与设置的热处理工艺曲线进行比较对照。

D:柱腿移动措施

热处理前将罐支柱杆及地脚螺栓全部松开，以保证热处理过程中位移，在每一个柱腿处安装千斤顶一台，并对每个柱腿处设置垂直标准点(径点环向)柱腿移动前在基础板上做出移动量刻度进行移动。

柱腿移动量由公式L=DO×a×t计算，见表四要求。

式中a—材料的线膨胀系数

DO—球罐直径

柱腿移动量表四

100 200 300 400 500 600 温度范围?

7.6 15.2 19.8 25.4 28 30.6 累计移动量mm

3、保温方法

球罐保温材料采用超细玻璃纤维毡，总厚度100mm保温棉采φ6和保温钉固定，安装保温棉块时要用14#铁丝在保温钉上交叉绕紧，尤其应注意防止下半球安装的保温棉块下塌脱落。球罐上的入孔，接管，均应加保温棉，从支柱与球罐连接焊缝的下端算起向下1m长度范围内的支柱需保温。保温的效果具体由微机每3秒