球罐整体热处理控制工艺规程

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1、球罐整体热处理限制工艺规程球罐整体热处理限制工艺规程（一）1 前言 球罐在组装焊接过程中焊缝处会产生较大应力（组装应力，温差应力和组织应力等），焊缝旁边存在着淬硬组织和扩散氢，这些都是使球罐产生延迟裂纹和应力腐蚀裂纹的重要因素，从而可能导致球罐早期破损和事故的发生。 对球罐进行焊后整体热处理是消退焊缝应力，释放焊缝中的残余氢，改善和提高 焊缝综合机械性能的有效方法，从而极大的提高球罐的平安运用牢靠性。本工艺规程是于本公司现场组焊的球罐整体热处理的通用工艺规程，在实际工程中应依据现场球罐的具体状况制定热处理实施方案。2 工艺原理 燃油内燃法为内热式热处理，它是将球罐作为炉膛，球罐外壁隔热保温，在

2、球罐内部安装燃油燃烧装置，使燃油在球罐内燃烧，以此对球罐加温来达到热处理的目的，燃油内燃法接受了国产GD系列高压多孔喷嘴，使压缩空气与轻柴油在球罐内部雾化点燃后对球罐加热，通过调整压缩空气和燃油流量来限制火焰达到限制温度的目的。在工程实践中应依据现场球罐的参数进行热工计算，确定喷嘴、空气压缩机、油泵、流量计、供风管道的规格型号。2.1 施工工艺示意图见“燃油法球罐整体热处理示意图”。3热处理前的打算工作 热处理工作应在本体焊接工作全部结束后、无损检测结果合格后方可进行，热处理前的打算工作及施工程序应按下列规定进行。3.1 热处理前的一般规定 调整脚手架，以便于保温、热处理操作及防火平安； 3.

3、1.2 搭设防雨、防风棚；打算消防灭火设施； 3.1.3 松开地脚螺母、调整支柱，使其能自由膨胀位移并保持垂直，安装柱腿热膨胀位移监视装置； 3.1.4 断开与球体相连接的平台、过桥、梯子等附件，以确保球体自由膨胀和位移； 3.1.5 拆开与热处理无关之球罐接管管口，并用盲板封闭； 3.1.6 在防爆区域施工应考虑实行隔离或屏蔽处理等平安措施。3.2 热处理前打算工作的实施 3.2.1 球罐柱腿移动装置安装：卸除地脚螺母后，在基础底板上置入减摩装置或涂上黄油，以削减球罐在热处理过程中膨胀位移的磨擦力。依据理论膨胀量与实测膨胀差刚好调整，以免柱腿由于外力作用而造成塑性变 形，一般每升、除100调

4、整一次。柱腿膨胀位移量的计算： A=内Lt1/2 式中内球罐内径（mm） L钢的线膨胀系数（14.910-6） t恒温最高温度（） 3.2.2 烟囱安装 在中心吊架安装后将带翻板的烟囱与人孔法兰用螺栓连接固定。 3.2.3 测温点的安装 3.2.3.1 依据测温点的布置要求，将热电偶用开槽螺母固定在球壁各测点位置，开槽螺母点焊在球皮上之前，点焊处四周100mm范围内应预热100-120，点焊完毕，点焊处四周300mm范围内应进行保温缓冷。 3.2.3.2 热电偶应依次编号，固定热电偶时螺钉旋入不行太松或太紧。 3.2.3.3 测温点的分布按垂直高度划分，且按圆周均布，各层之间测点按“品”字 形

5、布置，测温点应匀称布置在球壳面上，相邻两测温点的间距宜在4.5米内。 3.2.4 试板安装：将试板固定在规定位置，并要求良好地与球壳外壁贴合，使其导热良好，试板测温点应在试板安装后随之安装。 3.2.5保温：为降低工程造价，在全球外表面的保温层可分内外两层，保温层内层选用能耐最高热处理温度，对球罐无腐蚀、容重低、导热系数小和施工便利的保温材料，常用硅酸铝保温棉，外层用价格较低的保温材料。 内、外两层保温厚度各为50mm。内、外保温层的保温棉被在敷贴时要留意结合部位的搭接裕度，角缝和热电偶处，应用散棉塞严，不得有袒露部位，球罐上的人孔接管，连接板均应进行保温，柱腿保温至少1m长度，最终，下半球可

6、用薄钢带或8号钢丝接缚，使保温被紧贴在球皮上。 3.2.6 热处理工艺曲线的确定 热处理工艺曲线的一般规定 300以下自由升温:300以上以60-80/h的速率升温，最大温差130以内。 恒温期(保温阶段): 恒温温度见表1，恒温时间按壳板对接焊缝的最大厚度每25mm恒温1h，且最少不小于1h，恒温温度差为25。 降温期:应以30-50/h的降温速率降温，当降至300以下后可任其自冷。 具体施工时应依据设计要求或现行规范标准要求确定热处理工艺参数。 工艺曲线示意图例，如 “球罐整体热处理工艺曲线” 图。 国内球罐用典型钢种热处理温度见表1。 表1国内球罐用典型钢种热处理温度表钢种热处理温度（）

7、20g16MnR15MnVR15MnVNRFG39FG43SSPV36NSPV36600-650600-650550-595550-580530-580530-580600-650600-6501000立方球罐施工方案技术标书目1 工程项目概况。 2 接受的主要标准规范。 施工用主要规范及技术文件 压力容器平安技术监察规程 (99) GB150 1998 钢制压力容器 GB12337-98 钢制球形储罐 GB50094-98 球形储罐施工及验收规范 JB4708-92 钢制压力容器焊接工艺评定 JB/T4709-92 钢制压力容器焊接规程 JB4730-94 压力容器无损探伤 劳动部颁发锅炉压

8、力容器焊工考试规则 SHJ514-90 石油化工设备安装工程质量检验评定标准 HGJ233-87 、 SHJ505-87 炼油、化工施工平安规程 Q/HSJ202.02.23-1999 公司质量手册 GB985 88 手工电弧焊焊接接头的基本型式与尺寸 GB986 88 埋弧焊焊接接头的基本型式与尺寸 3 现场组织机构。 3.1 现场施工组织机构图。3.2 职责和权限。 项目经理的职责与权限 .1 项目经理的职责 项目经理在工程项目施工中处于中心地位， 对工程项目施工负有全面管理的责任。 项目经理在担当工程项目施工管理的过程中，履行下列职责： a. 贯彻执行国家有关法律、法规和政策，执行企业的

9、各项决议； b. 严格执行财经制度，加强财经管理，正确处理国家、企业、集体与个人的利益关系； c. 执行承包合同中由项目经理负责履行的各项条款； d. 对施工全过程进行有效限制，实现平安生产，确保工程质量和进度，努力提高经济效益。 .2 项目经理的权限 在企业法人代表授权范围内： a. 组织项目管理班子； b. 以企业法人代表的代理人身份处理与工程项目有关的外部关系，受托付签署有关合同； c. 指挥施工项目内的生产经营活动，调配人力、资金、物资等生产要素； d. 选择施工作业队伍和分包单位； e. 在不违反国家和企业要求的条件下，建立和实施项目内部的经济责任制和安排方法。 施工经理的职责与权限

10、 a. 组织施工人员贯彻执行国家、行业及企业颁发的各种技术标准、规程、规范。 b. 施工经理是施工作业的全面指挥者和管理者，要组织施工人员依据设计文件、施工组织设计或施工方案的要求进行施工。 c. 依据公司质量手册进行质量限制，并负责工程标识和可追溯性、检验和试验、不合格品等要素的实施。 总工程师的职责和权限 a. 全面负责技术工作和技术管理工作。 对重大技术问题和技术疑难问题，有权作出决策； b. 贯彻执行国家技术政策、技术标准、规程规范和技术管理制度； c. 组织编制、审定、施工组织设计（施工方案）和施工预算； d. 参与设计审查会和参与竣工、交工验收组织领导工作； e. 领导开展技术进步

11、、合理化建议和技术改进活动； f. 组织编写项目技术总结和编写工法。 项目经理部机构的职责和权限 a. 支配经营部：负责处理合同、概预算、工程变更、工程分包、支配统计、 劳动组织、工资管理、财务会计、成本管理、项目核算等工作； b. 工程技术部： 负责施工的现场管理、生产调度、总平面图管理以及施工技术管理等。 c. 设备材料部：负责项目所需的工程设备、材料、施工机械设备的选购、检验、保管、供应等工作； d. 质量平安部：负责施工项目质量及平安的管理、检查、监督和限制工作； e. 办公室：负责施工项目中的治安保卫、秘书文印、非生产车辆调度、 会务、文化宣扬、微机档案管理、思想教化工作及生活保障、

12、营地管理、食堂、医务等后勤管理工作。 4 主要施工技术措施方案。 4.1 球罐安装施工方案。 球罐施工技术参数。 .1 球片压制满意图纸和标准规范要求。 .2 主要技术参数 : 物料名称 LPG 公称容积 m 3 1000 台数 2 设计压力 MPa 1.77 设计温度 -20 50 内径 mm 12300 壳体材质 16MnR 壳体厚度 mm 38 球片数量 30 单台重 kg 157654.82 水压试验验压力 MPa 2.21 气密试验压力 MPa 1.77 、施工打算 .1 组装平台 为了便于现场组装， 特设一个组装平台，平台板用 22mm 钢板铺成，其几何尺寸 4m 15m ，并要求

13、平整，下用枕木或型材支撑，水平度 4mm ，平台承重后应具有足够的刚性，不得弯曲下沉。 .2 劳动力动员支配（见后） .3 施工机具设备配置支配（见后） .4 施工用消耗材料及工装卡具打算（见后） 其消耗材料及工装卡具应包括焊材及有两台球同时施工的脚手架等。 、施工程序、技术要求 .1 基础验收 我公司负责对基础表面几何尺寸的复验，并与业主进行中间交工验收，具体要求见下表： 序号 检 验 项 目 允 差 1 基础中心园直径 Db 6.15mm 2 基础方位 1 3 相邻支距中心距 S 2mm 4 地脚螺栓与基础中心圆的间距 Sa 2mm 5 地脚螺栓预留孔与基础中心圆的间距 Sb 8mm 6

14、支柱基础表面的标高 12.3mm 相邻支柱基础的标高差 4mm 7 单个支柱基础上表面的平面度 5mm .2 球壳板及附件检查验收 .2.1 球罐安装前，应对球罐零部件及资料进行下列复查，并按出厂编号，摆放整齐。 a. 零部件出厂合格证； b. 劳动部门监检机构出具的产品监检报告； c. 材料代用审批证明； d. 材料质量证明书及有关的复验报告； e. 钢板、锻件及零部件无损检测报告； f. 球壳板及人孔、接管、支柱的组焊记录； g. 球壳板周边超声检测报告； h. 坡口和焊缝无损检测报告（包括检测部位图）； i. 热压成形试板的检验报告； j. 产品焊接试板试验报告。 .2.2 外观检查 a

15、. 球壳板应有良好的表面质量，不得有裂纹、气泡、结疤、折叠和夹杂等缺陷。 b. 球壳板的焊缝坡口表面要平滑，坡口表面不允许有裂纹、分层和夹渣等缺陷存在，平面度应 1mm 。 .2.3 几何尺寸检查及球壳板检验。见下表： 项 目 允许偏差 检测比例 检查方法 曲率 ( 样板与球面间隙 ) 3mm 100% 弦长大于 2m 样板 坡口角度 2.5 100% 焊缝检验尺检查 弦长允差 对角线交叉距离 5mm 100% 包角卡具、粉线、钢直尺检查 长度方向 2.5mm 100% 包角卡尺和钢盘尺检查 宽度方向 2mm 100% 对角线 3mm 100% 坡口钝边 1.5mm 100% 钢直尺检查 壳板

16、厚度 -0.25 +2.05mm 20% 测厚仪检查 球壳板周边超探 JB4730-94 级 20% 超声波探伤仪 支柱直线度 7.9mm 100% 粉线和钢直尺 直柱与底板垂直度 2mm 100% 直角尺、钢直尺 .3 施工程序 ( 单台 ) ： .4 现场组装及质量检验 .4.1 接受整体组装法进行组装。 .4.2 组装卡具的布置与方铁的点固 球片检验合格后，进行定位方铁的组焊，组焊前应画出焊接位置。组装用定位方铁，卡具均应布置于壳板外侧，允许偏差 5mm , 间距 800 1000mm ，定位方铁封焊三面，锤力方向的背面不焊，用作吊耳的方铁四周满焊，必需保证焊接坚固牢靠，防止吊装过程中，

17、因吊耳脱落造成人员伤亡和球壳板损伤。 .4.3 支柱管组对 支柱管的组对是球罐组对的关键步骤，应在现场平台上进行，球罐进行组装前焊接完，为保证赤道带组对的几何尺寸，支柱管组对的尺寸应细致测量，如图示按下列二个方面找正。 a. 用水准仪测出六个点的水平度， 以保证 .4 点的水平面与 5 、 6 点的水平面的水平，各点水平偏差不大于 1mm 。 b. 保证支柱的连接尺寸，以确保赤道带安装尺寸。 首先找出赤道带垂直中心线，支柱中心线，并使其吻合；然后找出赤道板的水平赤道线 A.B 分别到支柱底板的距离反复测量，调整核对 L.AC.BC 的尺寸，并使 AC 等于 BC ，经质检员检查合格后点焊，并在

18、平台上焊接完毕，焊后再次测量从赤道线到支柱底板的长度 L ，见图示。 .4.4 球罐吊装前的各项打算工作完成后，即可进行各带板的吊装，现场的起重设备，选用 25 吨汽车吊。 .4.5 赤道板吊装 吊装前应测量基础标高， 找平在基础上放好样，标出十字线，点好定位卡，并将下极带板吊放到球罐基础内。 吊装时， 先吊第一块带支柱的赤道板，就位后，用 3 根钢丝绳及花兰螺丝拉紧固定， 同样方法进行其次块带支柱的赤道带板的吊装，然后吊装不带支柱的赤道带板插入两个带支柱的赤道板之间，随即用卡具找正固定，依照上述方法直至赤道带闭合。 组对成环后，按技术要求进行检查，调整重点留意调整上、下环口的椭园度和周长，以

19、利于极带的组装，且在支柱下端用水准仪测出各支柱的水准线，以便检查，调整赤道线水平度。 .4.6 下极带边板、侧板、中板吊装 吊钩从赤道带上环口垂下，利用下极带边板内侧的定位方块作吊点进行吊装，用手拉葫芦进行调整，并利用卡具进行粗略调整，按依次依次吊装闭合，同理完成下极带侧板及中板的安装。 .4.7 上极带边板、侧板、中板吊装 在上极带边板外侧焊一固定吊耳， 利用外侧两个方块作吊耳，吊起第一块上极带边板就位于赤道带上环口后，用钢管支撑上部，加以调整后，用拖拉绳加以锚固，打紧环缝卡具后摘钩，接受同样方法，依次吊装另外的上极带边板、侧板、中板，并打紧卡具，直至完成全部上极带板的吊装。 .4.8 焊缝

20、的调整和打底焊 球罐吊装就位后， 在施焊前必需借助卡具定位方块，按组装质量要求进行焊道调整，经检查合格后，对焊道进行打底焊。 .4.9 罐内脚手架搭设 待球罐赤道带，下极带边板、侧板、中板组装完毕后，球罐内搭设脚手架， 每层高度宜为 1.3m 左右，但在环缝处应适合于施焊为宜可适度调整增加高度，每层平台靠球片端平铺三块跳板，并用 16 # 铁丝绑扎坚固，最上层平台用跳板铺满，此层平台距罐顶距离宜为 1.8m 左右，严禁搭设探头跳板。每层平台周边距球片距离约为 100 150mm 。并挂好平安网。 .4.10 外部脚手架及防风、防雨棚搭设 球罐整体吊装完后， 在球罐外搭设脚手架，作为罐外操作平台

21、及防风、防雨棚支架。然后在脚手架外铺设彩条布，并用铁丝与脚手架绑扎坚固。 .4.11 附件安装 a. 与球壳板干脆焊接的附件包括楼梯平台等须在热处理前按施工图规定的方位进行安装焊接完毕。 b. 支柱拉撑安装，应留意不行拉紧，待水压试验完毕后进行调整。 .4.12 组装质量检验见下表： 序号 检 测 项 目 允许偏差 备 注 1 对口间隙 2 2mm 2 对口错边量 3mm 3 棱角度 7mm 包括错边量 4 立柱垂直度 12mm 5 圆 度 焊接前 36.9mm 焊接后 80mm 6 焊接后角变形 10mm 7 人孔及接管开孔位置 5mm 8 人孔及接管外伸高度 5mm 9 可调试拉杆挠度 对

22、称匀称拉紧 .5 焊接及焊缝检验 .5.1 焊接 （ 1 ） 焊接方法及材料管理 a. 焊接方法：本球罐全部接受手工电弧焊。 b. 焊条选用： 本球罐主体焊缝接受 J507 焊条，规格为 3.2mm 、 4mm 。每批焊条均应有出厂合格证及理化性能、 扩散氢含量的合格报告，并经复验合格后方可运用。 c. 焊条储存与运输 *. 焊条应放在干燥、通风良好的房屋内，其相对湿度应小于 60% 。； *. 焊条堆放必需垫高和离墙 300mm 以上； *. 不同型号、规格的焊条必需放在不同位置； *. 搬运和堆放时不得砸、摔，长途运输必需有严格的防潮措施，焊条必需在烘烤时方可拆包装。 d. 焊条的运用与管

23、理 *. 焊条必需有专人烘烤和发放，焊条烘干温度及烘烤起先，保温结束的时间等状况都应有具体记录； *. 焊条烘烤时应依据焊条厂说明供应的烘烤规范进行烘烤； *. 领用焊条一律运用焊条保温筒， 每次领用不超过 2.5kg 。且限 4 小时内用完， 4 小时后未用完者，应重新烘烤，但焊条重复烘烤次数不得超过 2 次； *. 一个焊条保温筒只准放入一种规格型号焊条， 严禁不同规格型号的焊条混放； *. 对每次没用完回收的焊条，要严格清查归类，另放另烤，不弄乱，二次回收的焊条不得用于受压焊缝。 (2) 接头组对要求 a. 坡口表面应平滑，局部凹凸应 1mm ，超标者应补焊，打磨并有具体记录，坡口内及其

24、两侧表面 20mm 内应清除铁锈、水分、油污和灰尘，不允许有焊渣、氧化皮、裂纹、分层等缺陷存在。 b. 接头型式按图纸要求。 c. 焊缝组对允差： *. 对接焊缝间隙为 2mm ，局部允差 2mm ； *. 对接焊缝错边量不得大于 3mm ； *. 对接焊缝的棱角 ( 包括错边量 ) 焊前应 7mm ，焊后应 10mm ( 用弦长 1m 的样板测量 ) 。 (3) 焊接工艺要求 a. 球罐焊接前 , 应按国家现行标准进行焊接工艺评定。 b. 参与球罐施工的焊工，必需持有劳动部门颁发的相应项目的合格证，且必需熟识焊接工艺，严格执行焊接工艺所提出的要求，否则停止施焊。 c. 当施工现埸焊接环境出现

25、下列任一状况时，如无有效措施禁止施焊： *. 风速 8m /s ； * 相对湿度 90% ； *. 雨天及雪天； *. 施焊环境温度在 5 以下。 d. 焊工必需刚好、精确、清晰地做好焊接工艺要求的各项原始记录，并在自己焊接的焊缝中部，距焊缝 50mm 处打上焊工钢印。 e. 焊条烘干规范 J507 焊条烘干温度为 350 400 ，达到温度后保温 1 2 小时，烘烤时应缓慢升温，保温后随炉冷至 150 后移到 100 150 低温烘箱中贮存，随用随取，严禁将焊条突然放入高温烘箱或从高温状态干脆取用焊条。 f. 定位焊工艺及依次 *. 定位焊工艺： 接受 3.2mm 焊条。焊前距焊接处四周 1

26、50mm 范围内用火焰将母材预热，点焊电流比焊接电流大 10% ，焊速稍慢，点焊要求单面焊双面成型，长度应不小于 50mm ， 焊肉厚度 7 9mm ，两端为缓坡，点焊间距 300mm 。 *. 定位焊依次： 先纵缝后环缝，且要求匀称对称。严禁强行组对。定位焊缝如发觉裂纹缺陷应清除重焊。 g. 焊接规范参数 焊接位置 焊条规格 焊接电流（ A ） 电弧电压（ V ） 焊接速度 （ mm/min ） 平 + 仰 3.2 110 130 22 24 70 120 4 160 185 24 26 70 130 立焊 3.2 110 120 22 24 50 80 4 140 170 24 26 50

27、 80 横焊 3.2 110 130 22 24 80 140 4 110 130 24 26 80 140 h. 焊接试板 *. 试板数量 : 每台球罐由球片制造厂供应同材质，同规格、同批号、同坡口型式的 650 180 38 球罐试板各六块，（并附有各项检验合格证或抄件）拼成三对，其中立焊、横焊、平加仰焊各一对。 *. 试板要求：试板焊接工艺与球壳焊接工艺相同，试板焊缝经外观检查合格后，应进行 100% 射线探伤，合格标准为 JB4730-94 规定级，并伴同球罐同时进行热处理，然后按 GB150-1998 附录 E 进行机械性能检验。 i. 球壳焊缝的焊接步骤： 第一步：赤道带纵缝焊接；

28、 其次步：上下极带边板纵缝焊接； 第三步：上下极带中板纵缝焊接； 第四步：上下极带与赤道带环缝焊接； 第五步：上下极带与边板焊缝焊接。 j. 球壳焊缝的焊接要点 *. 主体焊缝焊接必需对称焊接，赤道带纵缝焊接分 8 档，极环缝分 8 档； *. 起弧与收弧 为避开电弧擦伤， 必需在坡口内起弧。且要接受回焊法，收弧必需填满弧坑； *. 立焊缝的终始端应加同材质的收弧和引弧板； *. 打底焊缝应尽量接受连弧焊， 焊接时两侧停留时间稍长，限制焊缝成型，防止产生夹渣； *. 横焊各层各道的接头应相互错开， 其距离不小于 30mm ，各道之间的接头应为阶梯形，两边交界处应相互交织，其距离不小于 200m

29、m ； *. 接受碳弧气创清理焊根时， 碳棒直径 8 10 ，刨槽深度约 mm ，根部园弧半径约 mm ，刨渣必需彻底清理干净，然后磨光再进行渗透探伤； *. 球罐焊缝在特殊状况下， 被迫中断施焊时，应马上进行消氢处理，施焊时应重新预热； *. 球壳上的吊耳、 工卡具、拉筋板等凡与球壳焊接的工装部件均须接受与球壳板同材质或经过工艺评定的材料。焊接时必需接受与球罐本体焊接相同的焊接工艺和焊接材料， 清除上述焊件时不得损伤球壳板，清除后应打磨平滑，并进行磁粉或渗透探伤。 k. 预、后热 在球壳板上动焊前必需预热，焊后必需马上后热，预热温度： 150 ，后热温度 200 250 ，保温 1 小时，且

30、焊后马上进行后热处理。预热区宽度：以焊缝中心线为基准，两侧各 150 范围匀称加热。预热时其预热件肯定要以焊缝为中心位置，且不要放偏至一边 ( 后热时要求相同 ) 。预热方法：液化气加热法。 l. 焊缝返修及补焊 *. 当焊缝出现超标缺陷需返修时，其返修措施需得到现场施工技术负责人同意， 同一部位的返修次数不宜超过二次，超过二次返修要编返修工艺，并经与技术总负责人审批同意后方可执行，返修状况应具体记入交工资料。 *. 第一次返修可接受碳弧气刨及砂轮机清除缺陷，其余同该部位焊缝焊接工艺，但需连续焊完。 *. 其次次返修必需用砂轮机打磨清除缺陷，其余同第一次返修。 *. 为防止返修时产生夹渣等缺陷

31、，返修部位的坡口形式应为船形。 *. 球壳表面缺陷及焊缝咬边的处理： 球壳表面缺陷打磨深度大于 2mm 时，需补焊，补焊区域应进行 150 预热，焊后要马上进行后热处理，后热处理规范同 .1.(3).k 条款要求。补焊工艺同第一次返修焊接工艺， 补焊部位应用砂轮机磨成适应补焊的坡口形式，补焊深度超过 3mm 时，应对其进行超声波探伤。缺陷经打磨、补焊后需进行表面探伤检查。同一部位修补次数超过二次者，应编写修补技术措施并报厂技术负责人审批，同意后方可执行。 .5.2 焊缝检查 （ 1 ）焊缝外观质量检查处理： a. 焊缝外形尺寸要求：焊缝宽度比坡口每侧应增宽 1 2mm ，焊缝余高外侧 0 3m

32、m ， 内侧 0 1.5mm ，焊缝与母材连接处应园滑过渡，搭接、角接焊缝除注明者外，其余焊缝腰高不应小于薄板的厚度。 b. 焊缝不允许存在咬边。 c. 焊缝和热影响区表面不得有裂纹、气孔、凹坑和未焊满等缺陷。 d. 焊缝上的熔渣和两侧的飞溅物必需清除干净。 e. 凡不符合要求者应进行打磨和修补。 （ 2 ）焊缝无损探伤按下列标准执行： 超声波探伤按 JB4730-94 规定级合格。 射线探伤按 JB4730-94 规定级合格； 磁粉和渗透探伤按 JB4730-94 规定级合格。 （ 3 ）各种探伤均应有劳动部门考试合格的相应级别的探伤人员进行操作和评定，探伤报告应由二级以上探伤人员审核签字。

33、 （ 4 ）超声波与射线探伤均应在焊后 24 小时后进行。 （ 5 ）磁粉探伤应在焊后 48 小时后进行。 （ 6 ）全部探伤均应在外观检查修复合格后进行。 （ 7 ）现场气割坡口表面和碳弧气刨清根后的刨槽表面应磨光进行 100 渗透探伤，其表面应无裂纹痕迹。 （ 8 ）壳体对接焊缝应进行 100% 射线探伤，并应进行 20% 超声波探伤复验。复验长度应包括全部 T 字口及每个焊工所焊焊缝的一部分。 （ 9 ）壳体对接焊缝及热影响区，去除吊耳、工卡具后的焊接痕迹及热影响区，均应在热处理之前做一次 100% 磁粉探伤或渗透探伤检查。 .6 球罐整体热处理 .6.1 热处理工艺要求 （ 1 ）球罐

34、热处理温度： 625 25 （ 2 ）升温速度： 温度小于 300 时，自由升温，大于 300 时，升温速度应限制在 50 80 /h 的范围内，升温时球壳表面上随意两测温点的温差不得大于 130 。 （ 3 ）恒温时间： 当温度达到 625 左右恒温。恒温时间 1.6 小时。 （ 4 ）降温速度： 恒温以后降温速度宜限制在 30 50 /h 的范围内，降至 300 时可自然冷却。 300 以上降温时，球壳表面上随意两测温点的温差不得大于 130 . （ 5 ）整体热处理温度限制曲线见下图。 温度 ( ) 625 25 1.6 小时 50 80 /h 30 50 /h 300 300 以下不限

35、 时间 ( 小时 ) .6.2 热处理前要求： (1) 热处理前必需把全部焊缝和预焊件焊好。 (2) 无损探伤全面检验合格。 (3) 请当地劳动部门、业主代表及监理部门对球罐质量进行全面检查验收合格。 .6.3 热处理前打算 (1) 钢带的制作与安装：先在球体上安装带有钢针的钢带，钢带不得点焊在球体上。钢带由 25 4 扁钢制成，在钢带上每隔 0.8 焊上钢针，钢针由 =6 、 L=120 的圆钢前端打尖而成。 (2) 将试板对称安装在热处理高温区外侧，对称贴附球风光应平整，近似半刚性焊接，焊接工艺要求和焊材与球体焊接工艺、焊材相同。 (3) 安装热电偶 a. 测温点布置： 本次热处理测温点的

36、布置为： 24 个 b. 热电偶安装： 将 M16 开槽螺母点焊在各测温点上，把热电偶固定在螺母上，试板应单独设热电偶。 (4) 保温层的制作与安装：保温被用无碱玻璃棉外包无碱玻璃布缝制而成，其厚度不小于 100mm ，保温时保温被应紧贴球壳表面，接缝应严密，钢针穿透保温被后， 用 16 # 18 # 铁丝交织捆扎在球体上，同时，柱脚距球体 1m 范围内要保温。 (5) 与热处理无关的管口应进行封堵。 (6) 温度记录仪和热电偶运用前应检验合格。 (7) 安装温度记录仪及连接热电偶。 (8) 松开支柱斜拉杆， 脱开与球罐连接的钢结构，安装好柱脚移动装置和上部烟囱。 (9) 安装下部进风筒、雾化

37、器及管道等部件，并进行调试。 (10) 为确保热处理质量，保温前要与甲方和当地气象部门取得联系，在确定至少有三天晴天方能保温。 .6.4 施工方法和程序 (1) 施工方法 对球罐接受内部燃烧法， 以绝热材料复盖球体表面保温，球体上部安装烟囱， 下部以 0 # 轻柴油为燃料，通过齿轮泵加压的燃料和压缩空气，同时引至“霍克” 雾化器进行雾化，以点燃液化石油气、助燃雾化器喷出的柴油在球体内部燃烧，借烟气对流及辐射加热球体进行热处理，以达到消退或削减残余应力的目的。 (2) 点火要求： 各管道安装完毕后， 应先用压缩空气吹洗管道系统，然后进行一次点火，以低油量燃烧 10 15 分钟，检验燃烧系统及电子

38、电位器运行是否正常。 (3) 点火程序： 先检验燃烧器，然后输入液化石油气，待压力达 0.02MPa 0.05MPa 时，开液化气输出阀， 引燃，开压缩空气以吹不灭火焰为合适，开流量计输出燃油进行燃烧。 如出现灭火现象按下列程序快速关闭阀门 a. 关闭流量计； b. 关闭液化气； c. 关闭压缩空气， 在热处理过程中若由某种缘由失误，致使灭火后仍接着向球内喷射肯定数量雾化油。出现这种现象，重新点火前必需向球内喷射单一压缩空气，并视察烟囱里的黑烟消逝后，再按上述程序点火。 (4) 热处理操作： 点火后应严格按升温曲线图进行温度限制。 a. 为提高球罐底部温度，缩小与上部温差，可接受贫油燃烧法，削

39、减油量提高风量用短火焰燃烧，如上部温度出现下限时，可短时加大油量拉长火焰，缩小温差。 b. 依据保温状况，当恒温完毕后，可接受熄火或小火进行降温。 (5) 升温柔降温时，每隔 100 进行一次柱脚移动，升温时柱脚外移，降温时柱脚内移，最终返回原位。 (6) 做好记录工作： 在热处理过程中每隔 30 分钟应进行一次记录。 .6.5 人员配备 热处理周期约 24 小时，按 12 小时为一班进行倒班，每班人员配备如下： 巡回指挥检查 ( 包括平安 ) 1 人，油箱加油 2 人，操作液化气瓶 1 人，电气照明动力维护 1 人， 空气压缩机操作 1 人， 自动记录仪维护及温度记录（包括热电偶检查） 2

40、人，柱脚移动 3 人，限制台 1 人，机动人员 2 人。 在危急区热处理时应配备医务人员名和消防车辆， 消防人员在热处理时要值班，此事应预先通知业主共同做好平安工作。 .6.6 平安措施 (1) 参与热处理人员必需娴熟本岗位操作技术，并且有肯定水平事故处理实力。 (2) 整体热处理的环境平安应遵守业主平安部门规定的平安措施和管理制度。 (3) 球罐四周的易燃物应离绝热层米以外， 各层竹跳板距保温被不小于 300mm ，现场应设置足够数量的手提式干粉灭火器。 (4) 夜间施工应设足够的照明。 (5) 无关人员应远离烧嘴 10m 以外，以免火焰反喷伤人。 (6) 发觉燃烧器灭火应马上停止向雾化器送

41、油。 .7 水压试验 .7.1 水压试验必需在球体焊缝检验合格，配件安装，焊接完毕，支柱找正固定， 完成热处理，内部清扫后进行。并应有业主、监理及当地劳动部门参与。 .7.2 试验用以上的清洁水，注满水时，应将空气排尽，试验过程中应保持球罐外表面干燥，并有业主、监理及当地劳动部门参与。 .7.3 在罐顶和罐底各装一个经校核合格且精度不低于 1.5 级的表盘直径 150mm 的压力表， 其量程为 0 4MPa ，压力以罐顶读数为准，试验压力： 2.21MPa 。 .7.4 试验时， 压力应缓慢上升，升至试验压力的 50% 时保持 15 分钟，对球罐的全部焊缝和连接部位进行渗漏检查， 确认无渗漏后

42、接着升压，当压力升至试验压力的 90 时， 保持 15 分钟，检查确认无渗漏后升压。当压力升至试验压力时，保持 30 分钟，然后将压力降至设计压力，进行检查，以无渗漏为合格。 .7.5 水压试验完毕后，应将水排尽，用压缩空气将罐内吹干。排水时严禁就地排放。应将水排至另一罐中重复运用至试验全部完。 .7.6 基础沉降要求 a. 球罐在充、 放水过程中，应在下列过程对基础的沉降进行视察并进行记录。充水前、充水到 1/3 球壳直径高度时、充水高到 2/3 球壳直径时、充水 24 小时后及放水后。 b. 每个支柱基础都应测定沉降量， 各支柱基础应匀称沉降，放水后，基础沉降差不得大于 12.3mm ，相

43、邻支柱基础沉降差不大于 2mm 。超过时，应实行必要措施处理。 .7.7 水压试验完毕后，应按标准要求对球罐内外表面作 20% 磁粉探伤。 .8 气密性试验 .8.1 气密性试验在水压试验和表面探伤复验合格后进行， 由业主、监理和当地劳动部门共同参与。 .8.2 试验用气体为温度不低于 15 的干燥干净的空气， 压力表和其安装要求同 4.1.4.7.3 条，气密性试验的压力应为： 1.77Mpa 。 .8.3 试验要求 a. 试验时，压力应缓慢上升，上升至试验压力的 50% 时，保持 10 分钟，然后对球罐的全部焊缝和连接部位进行渗漏检查，确认无渗漏后升压； b. 压力升至试验压力时，保持 1

44、0 分钟，检查以无渗漏为合格。 .9 油漆防腐： .9.1 外表面涂料种类： DT-22 凉凉隔热胶。 .9.2 除锈：外表面人工除锈，内壁喷砂除锈见金属光泽。 5 球罐安装劳动力动员支配 序号 时间 工种 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 1 铆工 3 3 8 8 8 3 3 3 2 2 2 焊工 2 2 5 10 10 10 10 10 2 2 3 电工 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4 钳工 1 1 1 1 1 1 1 2 2 5 起重工 1 1 2 2 2 1 1 1 1 1 6 探伤工 2 2 2 4 4 4 1 1 7 司机 2 2 3

45、 3 3 3 3 3 2 2 8 烘烤工 1 1 1 1 1 1 1 1 9 普工 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 10 架子工 2 2 2 2 1 1 1 1 11 油漆工 10 10 10 10 合计（人） 13 16 29 34 34 30 39 39 27 27 注：按有效工日每天工作 12 小时编制。 从球罐组装起先计算。 6.1 现场安装主要施工机械设备表 序号 机械或设备名称 型号规格 数量 国别产地 制造年份 备注 1 汽车吊 50t 1 中国 97 卧罐安装 2 汽车吊 25t 1 中国 97 3 汽车 5t 1 中国 95 4 五十铃 1 中国 94 5 去湿机 1

46、 6 烘箱 600 2 7 恒温箱 300 1 8 焊条保温筒 10 9 轴流风机 2 10 超声波仪 CTS-26 1 中国 95 11 射线探伤机 RX-3M 2 中国 97 12 磁粉探伤机 CDY-5000 1 中国 95 13 X 光机 3005 1 中国 94 14 角向磨光机 150 型 4 日本 15 角向磨光机 125 型 10 日本 16 电动试压泵 4MPa 1 中国 17 手拉葫芦 5t 6 18 手拉葫芦 3t 6 19 空压机 0.8Mpa/6m 3 1 中国 21 空压机 4Mpa 1 中国 22 手电钻 1 日本 23 电焊机 ZX7-500S 10 上海 24

47、 电焊机 26kW 2 上海 25 千斤顶 30t 1 26 千斤顶 15t 1 6.2 球罐安装主要检测工具表 序号 机械或设备名称 型号规格 数量 国别产地 制造年份 备注 1 压力表 4MPa 1.5 级 2 2 钢卷尺 20m 2 3 钢卷尺 5m 4 4 角尺 3 5 直尺 1m 2 6 水平尺 300mm 2 7 温度记录仪 2 8 表面温度计 400 1 9 红外线测温仪 1 10 钳形电流表 1 11 乙炔表 3 12 氧气表 3 14 退火设备 1 15 内外卡 1 16 焊缝检验尺 1 17 风速仪 1 18 干湿温度计 1 20 水准仪 1 注：所用计量器具均应在检定有效

48、期内。1500m3液化自然气球罐设计在液化自然气（以下简称LNG）的应用中，其储存和运输是两个主要环节。LNG储罐的类型较多，但作为中型、带压储存的低温绝热设备来说，LNG球罐属于新型设备。LNG球罐在低温状态（-1620C）下工作，在其运行中，外部热量侵入或充装时的冲击都将使储罐中的LNG气化1。为此，在LNG储罐设计中必需考虑设备结构、绝热保冷、接管变形、支撑隔热及基础隔冷等问题。文中以1500m3LNG球罐为例介绍LNG球罐的设计状况。l、设计和建立标准1500m2LNG球罐以GB150-1998钢制压力容器及其附录C低温压力容器为主要依据2，参照国内球罐、立式圆筒形储罐、低温容器等相关

49、设计、施工标准及相关法规进行设计。此外，1500m。LNG球罐也借鉴了BS7777低温工作条件下的立式平底圆筒形储罐3、NFPA59A液化自然气(LNG)生产、储存和装运标准以及ENl473：1997液化自然气设备与安装、陆上装置设计等相关建立标准4.5。2设计21设计方案1500m3LNG球罐接受地上式单容罐结构(内、外罐结构)。内罐为储存LNG的球罐，外罐为用低合金压力容器钢板制造的自支撑拱顶结构的立式圆筒形储罐。外罐与内罐之间的夹层空间为绝热层，绝热层接受一般积累绝热的方式，充填膨胀珠光砂，使球罐达到低温绝热的目的，以便储存LNG。绝热层的厚度通过绝热计算确定。2.2设计参数l500m3

50、LNGN球罐公称体积为l500m3，公称直径14200mm，内罐设计压力0.42MPa，设计温度-196外罐设计压力0.003MPa，工作压力为0.002MPa，设计温度-19/50。2.3选材内罐材质0Crl8Ni9，其Rp0.2205MPa，Rm515MPa，在运用温度范围内有足够的低温韧性。此外，0Crl8Ni9不仅加工性和焊接性较好，而且也比较经济。内罐材质没有选择9Ni钢的缘由：9Ni钢易磁化，对焊接不利。9Ni钢在正火+正火+回火供货状态下具有较好的低温韧性，但在焊接和热循环的作用下，熔合线的成分及热影响区的组织会发生变更，破坏材料原始的热处理状态，使低温性能下降，脆性组织生成，呈

51、现较大的冷裂倾向6。由于Ni元素是奥氏体化形成元素，焊缝金属中几乎全部为奥氏体，无铁素体等其次相存在，因此，9Ni钢抗裂性较差，其焊接过程中要严格限制焊接线能量。9Ni的钢韧性比奥氏体不锈钢差，对9Ni钢要求做-196下的低温冲击试验，冲击功最低值大于35J3一般通过焊接工艺评定比较困难。相对而言，奥氏体不锈钢在-196下的线膨胀系数只有14.6710-12，其焊接性更好。在低温下有良好的韧性，奥氏体不锈钢的冲击值随温度的降低减小较缓慢，并且不存在脆性转变温度。奥氏体不锈钢的价格也要比9Ni钢低。1500m3LNG球罐设计压力较低，经强度计算，壁厚较小，故不须要强度更高的材料，而希望有较高的刚

52、性余量，选用强度级别较低的0Crl8Ni9比较合理。外罐仅片来爱护和支撑绝热材料，所以选择低合金压力容器钢板16MnR，外罐材料与最低设计温度有干脆的联系，最低设计温度按设备安装地历年来月均最低气温的最低值进行设计，依据最低设计温度确定外罐材料的类别。球罐进、出液管道等工艺管件在工作状态下应具有低温韧性要求，管道材料选用0Crl8Ni9制无缝钢管。24结构考虑不锈钢材料的板幅限制，球壳结构选为4带12柱混合式，利用球罐自身表面积最小的优势，可以最大幅度降低LNG的蒸发损失。球罐接受支柱支撑，与低温工作下的立式平底圆筒形储罐相比，低温物料的火部分冷能部能干脆传导，避开了对基础的冷冻破坏。但考虑到

53、1500m3LNG球罐属首台产品，支座部分的冷传导所形成的温度梯度只有数值模拟计算结果；没有牢靠的工程数据作参考，为了避开非不锈钢材料发生冷脆，支座及其部件全部接受不锈钢材料。但是全部接受不锈钢从经济上不合理，为此，在本次工程设计中考虑对温度数据进行采集和总结，即在产品投运后，利用设置在支柱上的测温点来监测温度，通过对这些温度参数的收集和分析，可以在今后的设计中，把影响不大的支柱部分材质换成低合金钢材料，从而降低造价。内罐接管依据工艺充装须要确定，分别设置有上下进液管、气相管、压力和液位测量取样管等。工艺管道的管径通过水力学计算确定，厚度依据压力确定，选用标准系列。上进液管伸人球罐内的管道为环

54、状结构，物料通过分布在环管上的通孔注入内罐，此结构可以在第一次充装时起到预冷储罐的作用，也可以对有温度差异的物料从上向下充装时起冷却作用。考虑液封性及液位测量的全液位问题，将下进液管设置成弯管。为了隔断管道漏热和管道的收缩膨胀量，管道出外罐的连接接受带膨胀收缩的装置并填充绝热材料。3依据文献2附l录B中的相关条款，可以不干脆在容器上安装平安阀，所以在内罐上不设平安阀。这主要是从保冷效果考虑，若在内罐上设平安阀，由于其在绝热空间与外罐的连接处结构较困难，若结构不合理及施工不当，会使这个部位形成最大的漏热点，从而影响储罐的保冷效果，既对储罐的平安运行不利，也不便于现场施工。因此，将平安阀设置在与内

55、罐顶相通的气相管线上。25绝热方式由于内、外罐夹层的体积大于2000m，空间大，现有的真空设施无法确保如此大空间的真空度，不能接受真空方式来保冷，凶此，选用一般粉末正压积累绝热，绝热材料为珠光砂。通过传热计算确定绝热层厚度(内、外罐间距)后再按此进行核算。本例核算结果为，LNG球罐的日蒸发率小于0.15，其结果满意建没单位的要求。此蒸发率只有目前运用相同体积的子母罐的一半。为了使绝热材料保持绝热效果，对绝热空间充入200Pa微正压的氮气。其作用是：防止潮湿空气渗入夹层，使珠光砂吸潮后绝热效果减弱。排出夹层中空气，将夹层中的含氧量降至最低，防止LNG泄漏后与氧气混合后发生危急。可通过测定夹层空间

56、中的烃组分来推断内罐是否泄漏。2.6基础外罐立式平底圆筒形储罐须要的是平面圆形基础面，而内罐球罐须要的是满意支柱支撑的环形梁基础，在设汁底板结构时，接受型结构，避开了软硬基础不匀称沉降的问题。27其它LNG的密度差异等会造成充装过程的分层和涡旋等不利现象。在球罐外罐壁设置测量温度的热电偶，以监测不同储存深度的LNG的温度，使操作者能够刚好实行合适的充装程序。在绝热空间中也分散设置了相应的测温装置，绝热层的暖侧和冷侧及过度空间中的测温装置可以将异样的温度变更反馈给操作者4，以便推断是否存在漏热等，从而实行有效的限制措施。在支柱不同的高度上也设置了热电偶，以反馈外界是否通过支撑系统向球罐漏热的信息

57、。3、球罐作低温绝热容器的优点接受内罐为球罐的LNG储罐有以下优点：相同体积下，球罐具有最小的表面积，没备质量和造价降低。内壳的传热面积可以最小，可很有效降低设备的蒸发率。球罐的结构使其具有更好的耐内、外压的实力，即正常气化产生的气体压力不致于对储存设备造成危害。球罐可以带压储存，提高设备内LNG的自排泄实力。球罐采川支柱支撑，柱腿结构可阻断内壳冷能向基础传递小用考虑基础隔冷。球罐的体积可以在40010000m3选择，充分解决LNG的生产装置、调峰型液扮装置等工况下液化自然气的储存问题。4、结语1500m3LNG球罐是国内首次接受球罐作为低温绝热压力容器用于储存LNG，也是国内首例接受不锈钢制造的球罐。在其设计、制造的过程中，解决了作为低温绝热压力容器存在的传热计算、绝热体热模拟及优化计算、低温下设备及管道收缩变形的限制、软硬基础的互补、测温系统和液位限制系统的牢靠性、支撑结构的可行性以及接管变形结构等工程实际问题，对以后同类项目的实施有肯