球形儲(chǔ)罐(以下簡(jiǎn)稱球罐)的現(xiàn)場(chǎng)組裝是球罐建造工程中的關(guān)鍵,特別是近年我國(guó)球罐大型化發(fā)展迅猛,進(jìn)口材料繁多,現(xiàn)場(chǎng)組焊焊接難度增大,施工機(jī)具增多,質(zhì)量要求不斷增高。因此選擇合理的施工方案,減少組裝應(yīng)力和焊接應(yīng)力,確保工程質(zhì)量,是業(yè)主、施工單位、監(jiān)理機(jī)構(gòu)追求的目標(biāo)。
一、球罐的組裝
隨著國(guó)內(nèi)球罐建造水平的不斷提高,特別是8000M3液化石油氣球罐的國(guó)產(chǎn)化,推動(dòng)了球罐向大型化發(fā)展的步伐。但大型化的球罐無(wú)法作焊后整體消除應(yīng)力熱處理,所以更大限度的減少球殼板壓制和安裝現(xiàn)場(chǎng)的組焊應(yīng)力,已經(jīng)引起廣大用戶的關(guān)注,在招投標(biāo)中往往成為中標(biāo)的重要條件。球殼板在不影響運(yùn)輸?shù)臈l件下,尺寸越來(lái)越大,其目的就是為了減少球殼的焊縫總長(zhǎng)度,從根本上提高球罐的安全運(yùn)行,這樣就減少了安裝現(xiàn)場(chǎng)的工程量,特別是減少了罐內(nèi)施焊對(duì)焊工身體的危害。
球罐組裝方案多種多樣,有散裝法,大片裝法,帶裝法等。安裝現(xiàn)場(chǎng)用施工設(shè)備和機(jī)具、工夾具繁多。組裝工藝、腳手架的搭板也不盡一致。本節(jié)就普遍采用的散裝法作一介紹。
1、上下段支柱、定位塊、吊耳的安裝
A、上、下段支柱的組對(duì)
大型球罐的支柱一般分兩段,支柱上段與赤道板的組焊已在制造單位完成,所以安裝現(xiàn)場(chǎng)需將支柱上、下段在平臺(tái)上組對(duì)焊接。組對(duì)前,先把赤道板放平墊實(shí),然后分別畫(huà)出赤道板和支柱上段中心線,赤道板中心點(diǎn)為O,在赤道板中心線上找出兩點(diǎn)A和A’,使OA=0A’=A。對(duì)準(zhǔn)上段支柱與下段支柱中心線,在下部支柱定一個(gè)B點(diǎn),找正支柱左右偏差,使AB=A’B=B。為檢查支柱上、下段同軸度,可通過(guò)赤道板上下口中心拉一細(xì)鋼絲,使下段與鋼絲平行,即C=C’,然后進(jìn)行焊接與檢測(cè)。
B、定位塊的安裝
為調(diào)整球殼之間的間隙、錯(cuò)邊等,需在球殼板周邊焊一些臨時(shí)定位塊,其縱向間距為1.1~1.3M,環(huán)向間隙為0.55~0.8M,定位塊距球殼邊緣距離應(yīng)根據(jù)夾具的結(jié)構(gòu)而定。定位塊和吊耳的焊接應(yīng)和球殼的焊接采用同樣的焊接工藝,拆除時(shí)須采用碳弧氣刨或氣割切除,砂輪打磨,嚴(yán)禁用錘打掉。
定位塊一般是赤道板及以上裝在外側(cè),下溫帶板及以下裝在內(nèi)側(cè);但對(duì)有腐蝕介質(zhì)的球罐定位塊宜全部裝在外側(cè),因球罐的腐蝕主要在焊縫和焊跡處。
C、吊耳的安裝
赤道板和上溫帶板以及上極邊板、側(cè)板、中板的吊耳裝一般是焊在外側(cè),下溫帶、下極帶的邊板、側(cè)板、中板上的吊耳裝焊在內(nèi)側(cè)。
2、組裝方法
球罐常用的組裝方法有散裝法、分帶組裝法、半球組裝法和大片裝法等。但近幾年球罐向大型化發(fā)展較快,更多業(yè)主已認(rèn)識(shí)到球罐組裝應(yīng)力給使用造成的危害,所以散裝法是一種先進(jìn)的、組裝應(yīng)力比較低的方法。
以赤道帶為基準(zhǔn)的散裝法,施工工藝簡(jiǎn)便,所需起吊能力較小,使用起重機(jī)時(shí)間較少,是當(dāng)前使用最普遍的方法。組裝順序是先組裝赤道帶,將赤道帶調(diào)整合格后,再組裝其他各帶。
3、支柱的安裝
A、支柱用墊鐵找正后,每組墊鐵高度不應(yīng)小于25MM,且不宜多于3塊。斜墊鐵應(yīng)成對(duì)使用,接觸緊密。找正完畢后,點(diǎn)焊應(yīng)牢固。
B、支柱安裝找正后,應(yīng)在球罐徑向和周向兩個(gè)方向檢查支柱的垂直度。當(dāng)支柱設(shè)計(jì)小于或等于8M時(shí),垂直度允許偏差為12MM;當(dāng)支柱高度大于8M時(shí),垂直度允許偏差為支柱高度的1.5%,且不應(yīng)大于15MM。
二、球罐的現(xiàn)場(chǎng)焊接順序和焊工布置
1、球罐采用焊條電弧焊時(shí),焊接順序和焊工布置應(yīng)符合下列要求:
A、球罐采用分帶組裝時(shí),宜在組裝平臺(tái)上焊接各帶的縱、環(huán)縫,無(wú)損檢測(cè)合格后,再組裝成整體,然后進(jìn)行各帶之間的焊接。
B、球罐采用分片組裝時(shí),應(yīng)按先縱縫后環(huán)縫的原則安排焊接順序。
2、為防止球罐變形,焊工的布置應(yīng)均勻,并同步焊接。
3、焊條電弧焊雙面對(duì)接焊縫,單側(cè)焊接后應(yīng)進(jìn)行背面清根。當(dāng)采用碳弧氣刨清根時(shí),清根后應(yīng)采用砂輪修整刨槽和磨除滲碳層,并應(yīng)采用VT、MT或PT檢測(cè)方法進(jìn)行檢查。
焊縫清根時(shí)應(yīng)清除定位焊的焊縫金屬,清根后的坡口形狀應(yīng)一致。
4、藥芯焊絲自動(dòng)焊和半自動(dòng)焊時(shí),球罐焊接順序應(yīng)符合下列要求:
A、球罐組裝完畢后,應(yīng)按先縱縫后環(huán)縫的原則安排焊接順序。
B、縱縫焊接時(shí),焊機(jī)布置應(yīng)對(duì)稱均勻,并同步焊接。
C、環(huán)縫焊接時(shí),焊機(jī)布置應(yīng)對(duì)稱,并按統(tǒng)一旋轉(zhuǎn)方向焊接。
5、焊接時(shí)起弧端應(yīng)采用后退起弧法,收弧端應(yīng)將弧坑填滿,多層焊的層間接頭應(yīng)錯(cuò)開(kāi)。
6、在距離球罐焊縫50MM處的制定部位,應(yīng)打上焊工鋼印,并作記錄。對(duì)不允許打鋼印的球罐應(yīng)采用排版圖記錄。
打鋼印的球罐應(yīng)采用排版圖記錄。
三、球罐焊縫返修及球殼板表面損傷修補(bǔ)
1、焊縫表面缺陷應(yīng)采用砂輪磨除,缺陷磨除后的焊縫表面若低于母材,則應(yīng)進(jìn)行焊接修補(bǔ)。焊縫表面缺陷當(dāng)只需打磨時(shí),應(yīng)打磨平滑或加工成具有3:1及以下坡度的斜坡。
2、焊縫兩側(cè)的咬邊和焊趾裂紋必須采用砂輪磨除,并打磨平滑或加工成具有3:1及以下坡度的斜坡和焊趾裂紋的磨除深度不得大于0.5MM,且磨除后球殼的實(shí)際板厚不得小于設(shè)計(jì)厚度,當(dāng)不符合要求時(shí)應(yīng)進(jìn)行焊接修補(bǔ)。
3、焊縫咬邊和焊趾裂紋等表面缺陷進(jìn)行焊接修補(bǔ)時(shí),應(yīng)采用砂輪將缺陷磨除,并修整成便于焊接的凹槽,再進(jìn)行焊接。補(bǔ)焊長(zhǎng)度不得小于50MM。材料標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度大于或等于540MPA的球罐在修補(bǔ)焊道上應(yīng)加焊一道凸起的回火焊道,焊后再磨去多余的焊縫金屬。
4、焊接修補(bǔ)時(shí)如需預(yù)熱,應(yīng)以修補(bǔ)處為中心,在半徑為150MM的范圍內(nèi)預(yù)熱,預(yù)熱溫度應(yīng)取上限。焊接線能量應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi);焊接短焊縫時(shí)線能量不應(yīng)取下限值。焊縫修補(bǔ)后,有后熱處理要求的應(yīng)立即進(jìn)行。
5、焊縫內(nèi)部缺陷的修補(bǔ)應(yīng)符合下列要求。
A、應(yīng)根據(jù)產(chǎn)生缺陷的原因,選用適用的焊接方法,并制訂修補(bǔ)工藝。
B、修補(bǔ)前宜采用超聲檢測(cè)確定缺陷的位置和深度,確定修補(bǔ)側(cè)。
C、當(dāng)內(nèi)部缺陷的清除采用碳弧氣刨時(shí),應(yīng)采用砂輪清除滲碳層,打磨成圓滑過(guò)渡,并經(jīng)滲透檢測(cè)或磁粉檢測(cè)合格后方可進(jìn)行焊接修補(bǔ)。氣刨深度不應(yīng)超過(guò)板厚的2/3,當(dāng)缺陷仍未清除時(shí),應(yīng)焊接修補(bǔ)后,從另一側(cè)氣刨。
D、修補(bǔ)長(zhǎng)度不得小于50MM。
E、焊縫修補(bǔ)時(shí),如需預(yù)熱,預(yù)熱溫度應(yīng)取要求值的上限,有后熱處理要求時(shí),焊后應(yīng)立即進(jìn)行后熱處理;線能量應(yīng)控制在規(guī)定范圍內(nèi),焊短焊縫時(shí),線能量不應(yīng)取下限值。
F、同一部位(焊縫內(nèi)、外側(cè)各作為一個(gè)部位)修補(bǔ)不宜超過(guò)兩次,對(duì)經(jīng)過(guò)兩次修補(bǔ)仍不合格的焊縫,應(yīng)采取可靠的技術(shù)措施,并經(jīng)單位技術(shù)總負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)后方可修補(bǔ)。
G、焊接修補(bǔ)的部位、次數(shù)和檢測(cè)結(jié)果應(yīng)做記錄。
H、各種缺陷清除和焊接修補(bǔ)后均應(yīng)進(jìn)行MT或PT檢測(cè)。當(dāng)表面缺陷焊接修補(bǔ)深度超過(guò)3MM時(shí)(從球殼表面算起)應(yīng)進(jìn)行RT檢測(cè)。
I、焊縫內(nèi)部缺陷修補(bǔ)后,應(yīng)進(jìn)行RT檢測(cè)或UT檢測(cè),選用的方法應(yīng)與修磨前發(fā)現(xiàn)缺陷的方法相同。
6、球罐在制造、運(yùn)輸和施工中所產(chǎn)生的各種不合格缺陷都應(yīng)進(jìn)行修補(bǔ)。
7、球殼板母材表面缺陷的修補(bǔ)應(yīng)符合下列要求。
A、球殼表面缺陷及工卡具焊跡應(yīng)采用砂輪清除。修磨后的實(shí)際厚度不應(yīng)小于設(shè)計(jì)厚度,磨除深度應(yīng)小于球殼板名義厚度的5%,且不應(yīng)超過(guò)2MM。當(dāng)超過(guò)時(shí),應(yīng)進(jìn)行焊接修磨。
B、球殼板表面缺陷進(jìn)行焊接修補(bǔ)時(shí),每處修補(bǔ)面積應(yīng)在50CM2以內(nèi);當(dāng)在兩處或兩處以上修補(bǔ)時(shí),任何兩處的邊緣距離應(yīng)大于50MM,且每塊球殼表面修補(bǔ)面積總和應(yīng)小于該球殼面積的5%。
當(dāng)劃傷及成形加工產(chǎn)生的表面?zhèn)鄣热毕莸男螤畋容^平緩時(shí),可直接進(jìn)行焊接修補(bǔ)。當(dāng)直接堆焊可能導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生時(shí),應(yīng)采用砂輪將缺陷清除后再進(jìn)行焊接修補(bǔ)。表面缺陷焊接修補(bǔ)后焊縫表面應(yīng)打磨平緩或加工成具有3:1及以下坡度的平緩?fù)姑妫腋叨葢?yīng)小于1.5MM。