1500m3丙烯球罐的建造工艺及其技术要点

1 500m3 丙烯球罐的建造工艺及其技术

1. 球罐概况

长岭炼化分公司的 1 500 耐丙烯球罐采用武汉钢铁公司生产的WCF - 62 ( 07MnCrMoVR ）钢材建造，该项工程已竣工投人使用。球罐概况见下表。

2. 材料性能

1500 耐丙烯球罐选用了新型材料WCF - 62 （低焊接冷裂纹敏感性高强钢），其屈服强度为490 MPa ，使得球罐的设计壁厚大大减薄，不仅减轻了球罐重量，而且节省了投资。该材料的化学成分和力学性能见下表。

WCF-62（07 Mn CrMoVR ）钢板的化学成分l %

WCF-62 ( 07MnCrMllVR ) 钢板的力学性能

球壳板采用冷压成型．以长度为3m的样板（比标准规定的长度为2m 的样板严格）进行曲率控制和检查，完全满足标准所规定的公差要求，此钢材的冷成型性能良好。

3. 球罐组装

3.1 上段支柱与下段支柱的组对

上段支柱与下段支柱的组对在钢制平台上进行。用经纬仪测定上段支柱与下段支柱的水平，使下段支柱底脚板上的螺栓孔槽位于铅垂方向，并保证m =n ，将两段支柱对接组焊，如下图所示。

3.2 定位方铁的焊接固定

组装用定位方铁布置于壳板内部，间距800 - 1 000mm ，用作吊耳的方铁，四周要满焊。

3.3 脚手架制作安装

内部脚手架采用伞形架，中心柱用D325 mm* 12 mm的钢管制作，伞形脚手架固定于其上，共分 6 层，每层铺设跳板，作为操作平台。外部脚手架采用单排结构，钢管用扣件联结并铺设跳板。防护棚用钢管预制成“目”字型片状结构，分片吊装，组合为多边形框架结构，其外部覆盖篷布，达到防火、防风、防雨的目的，如下图所示。

脚手架结构示意

3.4 球壳板的组装

球罐由混合式四带组成：赤道带、上温带、上极带、下极带，见下图。采用散装法施工。

球壳板的吊装顺序为：赤道带板→上温带板→下极带边缘板（相当于下寒带）→什上极带边缘板（相当于上寒带）→下极带中侧板→上极带中侧板→升上极带中心板→下极带中心板。球壳板的吊装如下图所示。

3.5 焊道的调整和定位坪

球壳板吊装就位后，在施焊前必须借助专用卡具与定位方铁按组装质量要求调整对口间隙、错边量、棱角度、上下口水平度、椭圆度等，经检查合格后，对焊道进行定位焊（在小坡口侧，分两组对称同时进行）。纵缝的定位焊，要从每条焊缝的中心向两端展开；环缝的定位焊，两组均按从左至右的方向同步对称展开。长度为100 ～以上，间距以300 mm 为宜，焊肉厚度不小于8 mm ，施焊前须按要求预热。

球壳板的吊装顺序

4. 球罐焊接

4.1 坡口型式

坡口全部采用偏X 型．如下图所示。

4.2 焊接材料

采用J607RH 焊条，直径为4。0 mm，其化学成分和机械性能见下表。

熔敷金属化学成分/%

熔敷金属机械性能

4.3 焊接规范

焊接电源采用直流反接，焊接规范见下页表。

4.4 试板接头试验

采用相同工艺焊接的试板的力学性能见下表

焊接规范

实践证明，WCF- 62 ( 07MnCrMoVR ）钢的焊接性能良好。

4 .

5 施工要领

( l )引弧和熄弧。焊接时严禁在坡口以外引弧，须采用回焊法引弧，即在焊点前10 -15mm 处引弧并迅速将电弧引到焊点，开始焊接。终端熄弧时，往回焊接到10mm 处再熄弧，防止因熄弧处应力集中产生裂纹。

( 2 )避免冷接头。每道缝的焊接一经开始，就一次焊完一层，不得中途停止。中间换焊条要快，不得超过4s。一旦出现冷接头，则在施焊前，需先打磨再接着焊。

( 3 )采取焊工对称分布、等速、同工艺参数施焊，先焊纵缝，后焊环缝，所有外部焊缝焊完并内部清根着色合格后，再焊内部焊缝。

( 4 )焊接顺序：赤道带纵缝→上温带纵缝→赤道带与上温带间环缝→上极带边缘板纵缝→上温带与上极带间环缝→上极带中心板与中侧板对接缝→上极带内方环缝→下极带边缘板纵缝→赤道带与下极带间环缝→下极带中心板与中侧板对接缝→下极带内方环缝。

( 5 )纵缝焊接共分12 层，大坡口侧焊8 层，小坡口侧清根后焊4 层（见坡口图）。赤道带和上温带纵缝的第一层和第二层是分段逆向焊接的，每段600 mm；盖面层不分段，自下而上一次焊完；其他各层分两段焊接。纵缝的焊肉要焊至环缝的坡口内。采用月牙形运条法，运条到熔合线处时取短弧，停止2s ，防止未焊透缺陷。在焊接上下极带中央板与中侧板的对接缝时，应从中心向两端施焊。上下极带由于采取足球瓣的拼对形式，出现Y 型缝，这是个特点，也是难点，为了避免在三叉点出现冷接头，该处纵缝先焊接大部分，留出300 mm 与Y 型缝一起施焊（从纵缝进人方环缝），如图下所示。

( 6 )环缝焊接共分12 层，大坡口侧焊8 层，小坡口侧清根后焊4 层。由8 名焊工均匀分段同时焊接（如下图所示）。采用直线运条法，不作摆动。第一层、第二层是分段逆向焊接，每层焊道的引弧点要错开60 mm 以上。

5. 球罐的焊后整体热处理

5.1 热处理工艺及装里

球罐焊后须进行整体消除应力热处理，热处理温度为545 ~ 585 ℃，时间为120 min ，升温速度为50 ~80 ℃／h ，降温速度为30 ~50 ℃/h 。

采用内部燃烧法整体热处理，即将球罐作为炉体，上人孔处加设烟囱，球壳板外侧布置测温热电偶并铺保温层，下人孔处安装一组火焰燃烧器，以瓦斯作长明灯气源，以轻柴油作燃料（用压缩空气雾化），进行火焰加热。整套装置包括燃烧系统、油路系统、瓦斯系统、控制系统、测温系统及柱脚移动系统，如下图所示。从球罐整体热处理的实际情况来看，采用轻柴油与液化气联合作为燃料的内部燃烧法来进行球罐整体热处理是非常成功的，操作简便易行，热处理效果好。

整休热处理装，