第五节球形储罐安装

第八篇球形储罐安装

第一章球形储罐简介

第一节简介

球形储罐被广泛应用在石油、化工、治金等工业部门，用来贮存气体、液体及液化气（乙烯、丙烯、丙烷、氧气、氮气、石油气、液氨、液氯）及轻烃油品等。球形储罐与立式贮罐比较，在容积、压力相同，罐壁内应力最小，而且均匀，钢材消耗量一般可减少30%~45%以上。此外，球罐还具有占地面积小、基础工程量小等特点，所以国内外应用越来越广泛。

下面以2000m3球罐为例，讲述球罐的安装过程。2000m3球罐一般采用混合四带式设计，自上而下分为上极带、上温带、赤道带、下极带四部分，下设10根支柱，共计有54块球壳板组成，焊缝长度为458.4米。

第二节球形储罐的几种组焊方法比较

一、伞形架安装法安装球罐

优点：伞形架安装简单、方便。伞形架可重复利用。伞形架的重量由中心柱承担，球壳板的附加应力小，组对容易。伞形架易安装易拆除，节约安装时间。

缺点：由于有中心柱的存在，球罐整体焊接后才能安装下极板，容易造成组对变形。由于中心柱易失稳，该方法不能安装大型球罐。

二、脚手架法安装球罐

优点：可安装各种规格球罐，不受体积限制。

缺点：罐内需要担设满堂红脚手架，脚手架用量太大，脚手架的重量由球罐承担，球壳板的附加应力大，组对困难。

第二章球形储罐安装

第一节球罐组焊施工流程图

1、球罐基础验收

球罐安装前，应按设计图纸和基础施工单位交工资料，对基础各部分尺寸外观质量进行检查和验收。

2、受压元件的检查

2.1、坡口检查

坡口角度的允许偏差为±2°30″。

坡口表面应平滑，表面粗糙度Ra应小于或等于25μm

平面度B≤1mm

坡口表面应进行100%的渗透检测。

溶渣与氧化铁皮应消除干净，坡口表面不得有裂纹和分层等缺陷，若有缺陷时，应将缺陷彻底清除，并经渗透探伤确认没有缺陷后可修补。焊后磨平，使其保持原有坡口形状及尺寸。若发现有不允许的缺陷，应加倍抽查；若仍有不允许的缺陷，应逐件检测。

2.2、几何尺寸检查

长度方向的弦长允许偏差不大于±2.5mm

宽度方向的弦长允许偏差不大于±2 mm

对角线方向的弦长允许偏差不大于±3 mm

球壳板曲率任何部位与样板允许间隙≤3 mm

球壳板曲率测量方法是：球壳板弦长L≥2m时，应采用样板弦长2m，球壳板弦长L＜2m时，应采用样板弦长等于球壳板弦长。

两条对角线应在同一平面上，用两直线对角测量，两直线的垂直距离不得大于5mm。

2.3、测厚检查（20%球壳板）

抽检上、下极板各不少于两块，赤道带、上温带不少于一块，每张球壳板检测不小于5点。钢板的实际厚度不得小于名义厚度减去钢板的负偏差，即不小于0.25mm。

抽查若有不合格，应加倍抽查；若仍有不合格，应逐件检测。

2.4、超声波探伤（20%球壳板）

球壳板周边100mm范围内进行全面积超声波检测抽查，上、下极板各不少于两块，赤道带、上温带不少于一块。合格等级Ⅲ合格。

若发现有不允许的缺陷，应加倍抽查；若仍有不允许的缺陷，应逐件检测。

2.5、支柱检查

用肉眼逐根检查支柱的外观，其表面不得有裂纹，折叠，轧折离层裂纹和结疤等缺陷存在。支柱全长长度允许偏差为3mm。

支柱全长的直线度偏差应小于或等于全长的1/1000，且不应大于10mm。

支柱与支柱底板焊接后应保持垂直，其垂直度允许偏差不应超过2mm。

检查支柱上下支耳的角度，位置是否合适。

2.6、组焊件的检查

分段支柱上段与赤道板组焊后，采用弦长不小于1m的样板检查赤道板的曲率，其间隙不得大于3mm。上段支柱直线度的允许偏差为上段支柱长度的1/1000，轴线位置偏移不应大于2mm。

第二节球罐组装

1、定位块的定位焊接

定位块除上极中板纵缝焊在外侧，其余均焊在球壳内侧，其焊接工艺同正式焊缝。焊接之前应划出定位块位置线。

2、下支柱与上支柱的组焊

首先，将带支柱的赤道板吊放于15m×10m预制平台上与下支柱组对焊接。焊接时须对称点焊和对称焊接，支柱组装成型后测量好的支柱底面到赤道带中心线的实际长度，做好记录确定相应各柱基础标高。

3、组装与调整

吊装壳板，吊装时要尽量利用定位块和专门吊具，否则利用吊耳的材质必须与球壳板材质相同。

吊装前先将上拉杆安装在支柱上耳板上，并用10#线临时将拉杆绑在支柱上，防止吊装时碰坏拉杆。

从零度开始吊装，首先吊装靠近零度的第一块带支柱的赤道板，使其安装在相应十字线上，为防止倾倒，用3根钢丝绳临时拉住，用经纬仪测量，调好支柱垂直度。第二块板吊装仍是靠近零度的带支柱的赤道板，使其安装在与已就位的第一根支柱相邻的基础墩中心线上，并用两根钢丝绳里、外方向拉住，找好支柱垂直度，此时可将两支柱间拉杆安装好但不要调紧。第三块吊装是零度不带支柱的赤道板，插装在已就位的两块赤道板中间大致找好坡口间隙和错边，并用组装卡具加以固定。以后继续按一块带支柱的赤道板，一块不带支柱的赤道板的顺序进行吊装，直到赤道板闭合。

赤道带是整个球罐的基准带，对其他各带组焊质量影响很大，要精心调整，调整内容：赤道带水平度、对接焊缝坡口间隙、棱角量、错边量、椭圆度、支柱垂直度和上、下环口的平齐等项目，为防止组装时产生过大的附加应力，禁止强力组装。

调整拉杆，使支柱垂直度、赤道带椭圆度达到标准要求。

然后按同样方法组装其它各带。

第三节焊接

一、焊材的检验

1、球罐使用的焊条必须具有质量证明书。

2、按规格及批号对焊材进行检验。测定方法按GB3965—83甘油法进行。

二、焊接工艺评定

按GB12337-1998 《钢制球形储罐》及JB/T4708-2000 《钢制压力容器焊接工艺评定》中的规定，进行对接焊缝焊接工艺评定。

焊接工艺评定过程，按所拟定焊接工艺指导书进行试件施焊及机械性能的试验来测定所拟定工艺指导书的焊接接头的使用性，提出综合性焊接工艺评定报告。

焊接工艺评定和作业指导书可以进行延用。

三、焊工管理

参加球罐焊接的焊工，必须持有技术监督部门颁发的有效期内焊工合格证。合格证的项目必须与球罐施焊位置相符，焊工本身具备良好思想素质及身体素质。

焊工在球罐施焊过程中，必须严格按着焊接工艺过程卡规定的程序、工艺参数进行施焊。

四、焊接线能量的控制

线能量的计算

Q = 60IU/V

式中Q—焊接线能量，单位J/cm

I—焊接电流，单位A

U—电弧电压，单位V

V—焊接速度，单位cm/min

焊接过程中，焊接工程师要严格测定每名焊工的焊接线能量，及时纠正焊接工艺错误，并做好记录。

五、焊条的管理

焊条正确管理并合理的使用，是保证焊接质量的重要环节之一。现场设有二级焊材库，库房应通风良好。

焊条烘干：E5015焊条烘干温度350—400℃，恒温1小时，温度降至100-150℃时应转入恒温箱内，恒温在100-150℃，焊条从恒温箱中取出放在焊条保温筒内，取出的焊条应在4小时用完，4小时未用完焊条要重新烘干，焊条烘干的次数不超过二次。

六、球罐施焊环境要求

球罐在施焊前当出现下列任一情况时应采取有效防护措施后，方可施焊。

相对湿度大于90%时。

环境温度在-5℃以下时。

七、产品焊接试板

试板材质及厚度与球壳板相同，试板的尺寸为360mm×650mm

每台球罐应按施焊位置（横、立、平+仰）各做一块产品试板，且试板与球罐一起进行热处理。

试板应由施焊球罐的焊工，采用施焊球罐时相同的条件和相同的焊接工艺焊接。

试板焊完后进行外观检查，并进行100%射线探伤（Ⅱ级合格）或超声探伤（Ⅰ级合格），取样时可避开缺陷。

焊接试板的拉伸、弯曲性能试验如不合格，允许对不合格的项目取双倍试样进行复验。冲击试验结果不符合要求时，可再取一组（3个）试样进行试验，合格指标为：前后两组6个试样的冲击功平均值不低于规定值，允许有两个试样的冲击功小于规定值其中小于规定值70%的只允许有一个。

八、焊缝名称及编号