球罐

预算员培训班讲义之一------球罐预算

1、球罐的基本知识（仅限于与工程量及定额子目有关内容）

1．1、球罐的用途

球形容器在我国有广泛的用途，例如在石油、化工、冶金、城市煤气工业中，球形容被用作储存液化石油气、液化天然气、液氧、液氮、液氢、液氨、氮气、氧气、天然气、城市煤气、压缩空气等物料。在造纸厂用作蒸煮球；在化工厂被用作反应器；在原子能核电站被用作核安全壳；球罐的形式很多，从形状看有圆球形和椭球形；从球壳结构看，有足球瓣式、桔瓣式、混合式；从壳体的层数看从单层、双金属层、双重壳结构；从球罐的支撑方式看有支柱式、裙座式、半埋式和V型支撑形等.MPa

1．2、球壳的构造形式

球壳构造有足球瓣式、桔瓣式及混合式三种。

足球瓣式优点是：每块壳体规格相同，下料成型规格化、材料利用率高，互换性好，组装焊缝较短，焊接检验工作量小。缺点是：焊缝布置复杂，施工组装困难，对球壳加工精度要求高，一般适用于小容积球罐（小于120 m3）桔瓣式球罐优点是：焊缝布置简单，组装容易，球壳板加工制造简单，缺点是材料用率低。

混合式球罐：吸收了上述两者的优点，材料利用率高、焊缝缩短，球壳板数量少，特别适用于大型球罐。目前国内主要采用混合式球壳（如下图）。

1．3、组装前复检

A、球壳板板面超声波检测：球壳板周边100mm的范围内应进行全面积超声波检测抽查，每台球罐的抽查数量应不少于球壳板总数的20﹪,每带不少于2块，上、下极板各不得少于1块，超声波检测结果符合JB4730-94规定的Ⅱ级要求。若发现超标缺陷应加倍抽查，仍有超标缺陷应100％检测。

B、超声波厚度测量：数量应不少于球壳板总数的20％，且每带不小于2块，上、下极各不小于1块。每块球壳板测量点应为5点。若发现超标缺陷应加倍抽查，仍有超标缺陷应100％检测。

C、坡口表面磁粉或渗透检测：抽查数量不小于球壳板总数的20％，坡口不应有裂纹分层等缺陷。若发现有不允许的缺陷，应加倍抽查；若仍有不允许的缺陷，应全部检测。

1．4、球的预热、后热及整体热处理

A、焊前预热可以减小温度梯度，降低冷却速度，有效地防止焊缝金属或热影响区裂纹的产生。

B、焊接接头后热可以加速扩散氢的逸出，防止产生冷裂纹，后热温度一般为200~250 0C（当温度低于200 0C时，脱氢效果差，而高于250 0C时，氢在钢中的扩散系数渐缓，除氢效果提高不大），保温时间为0。5~1小时，符合下列条件之一的焊缝，焊后须立即进行后热消氢处理。

✧厚度大于32 mm ，且材料标准抗拉强度下限值大于540 MPa 的球壳；

✧厚度大于38 mm 的低合金钢球壳；

✧嵌入式接管与球壳的对接焊缝；

✧焊接试验确定需消氢处理者。

预热及后热宜在焊缝焊接侧的背面进行。

C、焊缝清根及检查：双面焊对接焊缝，单侧焊接后进行背面清根。用碳弧气刨清根后，应用砂轮修整刨槽。材料标准抗拉强度下限值大于540 MPa 的钢材清根后须进行渗透检测。焊缝采用碳弧气刨清根，一般不预热，但对于抗拉强度大于540 MPa 的钢材，以预热清根为宜，清根后必须用渗透GB12337（或磁粉GB50094）检测方法进行检查。

1．5、NDT

焊缝探伤检查的停留时间为36小时，国标中规定：用有延迟裂纹倾向的钢材制造的球罐，应在焊接结束至少36小时以后进行射线检测或超声波检测、磁粉或渗透检测。

A、关于射线检测与超声波检测

凡符合下列条件之一的球壳对接接头，应按图样规定的检测方法，进行100%的射线或超声波检测：

✧厚度大于30 mm 的碳素钢和16MnR钢制球罐；

✧厚度大于25 mm 的15MnVR和任意厚度的15MnVNR钢制球罐；

✧材料标准抗拉强度下限值大于540 MPa 的钢制球罐；

✧进行气压试验的球罐；

✧图样注明盛装易燃和毒性为极度危害或高度危害物料的球罐；

✧图样规定须100%检测的球罐。

选择100%射线探伤检查时，对球壳板厚度大于38 mm 的球罐焊缝以及材料抗拉强度大于或等于540 MPa 且名义厚度大于20 mm 的球罐焊缝还应作超声波探伤复检，复检长度不应小于检测焊所探焊缝总长的20%。

选择100%超声波探伤检查时，应对超声波探伤部位作射线探伤复检，复检长度不应小于所探焊缝总长的20%

对50 mm 以下的厚度，一般采用X射线照相检查，不能进行射线检查的，可以用超声波检验代替，两种检测不分主次。

B、关于磁粉探伤与渗透探伤

球罐的下列部位应在压力试验前（如球罐需焊后整体热处理时应在热理前）进行磁粉探伤或渗透探伤。

✧球壳对接焊缝的内外表面；

✧人孔及公称直径大于或等于250 mm 接管的对接焊缝的内外表面；

✧接管与球壳板焊缝的内外表面；

✧补强圈、垫板、支柱及其它角焊缝的外表面；

✧工卡具焊迹打磨后及球壳体缺陷焊接修补和打磨后的部位。

球罐压力试验后应进行磁粉检测或渗透检测复查，复查比例应为焊缝全长的20%及以上，复验部位包括每一相交焊缝接头及上述B~E部位。

“球罐耐压试验后再次进行表面裂纹检查”。目的是证明交付使用的球罐无表面裂纹存在的完好球罐。随着我国工业的发展，球罐的大量使用，建造球罐的队伍已达到专业化，各项质保体系已健全。根据调查，按现行标准建造的球罐耐压试验后没有发现有裂纹存在，故本标准（GB12337-1998）不再要求耐压试验后再次进行表面裂纹的检查。如果组焊单位不能保证做到交付使用的球罐不存在表面裂纹，则在交付使用前，所有焊缝应经表面检测确保无表面裂纹等超标缺陷存在。

C、关于产品焊接试板：

每台球罐应按施焊位置做三块产品焊接试板（横焊、立焊和平焊加仰焊）。试板应由施焊球壳的焊工采用施焊球壳时相同的条件和相同的焊接工艺焊接。

D、关于焊后整体热处理

焊后整体热处理是将球罐整体加热到相变点以下某一合适温度，经一定时间恒温，而后均匀冷却。它除了消除焊接所造成的残余应力外，还能改善焊接接头的力学性能，降低峰值硬度，提高塑性和断裂韧性，提高疲劳强度，进一释放焊缝金属中的氢，防止延迟裂纹的产生，并防止早期低应力脆性破坏，从而提高球罐的使用寿命。

1．6、水压试验及气密性试验

A、水压试验：球罐在制造过程中，从选材、加工、组装、焊接，直至热处理，虽然对原材料和各工序都有检查和检验，但因检查方法或范围的局限性，必