3000立球罐设计与制造.docx

3000m3液化气球罐设计与制造（大庆中蓝石化有限公司科技规划办，黑龙江大庆163000）随着石油化工产品的层出和规模的扩大化，3000立液化气球罐不断被广泛应用。随之，球罐在设计、制造及施工方面也越来越成熟，球罐从设计到交付使用前的过程，最终发展趋势是由制造厂单方完成，设计方只提供球罐设计参数。1球罐设计1.1设计参数。公称容积V=3000m3, 设计压力1.77MPa，设计温度50，工作介质液化气（密度578kg/m3），球壳直径18000mm，充装系数0.90，场地类别I类，地震设防烈度7度。1.2设计、检验应遵循的标准：GB150-2011钢制压力容器；GB12337-1998钢制球形储罐；GB50094-1998球形储罐施工及验收规范；TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程；JB4726-2000压力容器用碳素和低合金钢锻件；JB/T4730-2005承压设备无损检测；JB4708-2000钢制压力容器焊接工艺评定；JB/T4709-2000钢制压力容器焊接规程；JB4744-2000钢制压力容器产品焊接试板的力学性能验；JB/T4747-2002压力容器用钢焊条订货技术条件；GB713-2008锅炉和压力容器用钢板；JB/T4711-2003压力容器涂敷与运输包装；SH/T3138-2003球形储罐整体补强凸缘。1.3设计说明。球罐接管的补强可采用补强圈补强和凸缘补强，在接管公称直径不大于DN50的情况下，凸缘设计按SH/T3138-2003球形储罐整体补强凸缘采用，可免除强度核算。球罐设计新容规TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程规定设计单位应提供球罐风险评估报告，其内容应包括：使用范围、依据的法规和标准、介质特性、失效模式、风险识别与防范等。新容规还要求在设计图纸上注明设计使用年限，一般为20年。3000立球罐按现有技术发展，可有10支柱3带混合式和10支柱4带混合式。3带混合式，焊道短，焊接相对少，但吊装比较难，安装费相对比较贵，运输费用比较高，板长最长约为12566.4mm，板宽约为5654.8米。4带混合式焊道长，但安装比较方便。三带混合式排版形式见图1。球壳壁厚的确定依据如下公式：符号说明可查阅GB12337-1998钢制球形储罐现设计者多采用化工设备设计中心开发的设备设计软件S6进行计算。3000m3液化气球罐壁厚为54mm，材质选用Q345R。球壳板的排版计算、支座设计可参照化工设备设计全书之球罐和大型储罐。1.4技术要求。所有球壳板制造完毕后，其周边100mm范围内应按JB/T4730-2005承压设备无损检测进行超声检测，其质量等级II级为合格。球壳板加工完成后，球壳板的内外表面应除锈，并涂防锈漆两遍，坡口表面及内外边缘50mm范围涂可焊性防锈涂料。球壳的对接接头及凸缘与球壳的对接接头应按GB12337要求，进行焊前预热,焊后消氢处理。焊后消氢处理是指在焊接完成以后，焊缝温度尚未冷却到100以下时，进行的低温热处理。焊后消氢处理的主要作用是加快焊缝及热影响区中氢的逸出，对于防止低合金钢焊接时产生焊接裂纹的效果极为显著。厚壁接管与球壳板的角焊缝应按JB/T4730-2005承压设备无损检测进行超声波检测，结果II级为合格。球壳所有对接接头表面,开口接管对接接头表面,与球壳相焊接的所有角接接头表面，在热处理前按JB/T4730-2005承压设备无损检测进行100%磁粉或渗透检测，结果I级合格。凡需在本球罐上焊接连接件应在热处理前进行。热处理后焊接接头的硬度不大于200HB。水压试验后，所有球壳板及零部件组焊的焊接接头内,外表面，应按JB/T4730-2005承压设备无损检测进行100%磁粉或渗透检测，结果I级合格。1.5选材比较。此罐在选材方面，可采用Q345R和Q370R,与其相对应的锻件材质为16Mn和20MnMo，按照钢材市场价格做如表1经济比较，可见，采用Q370R比较经济合理，也是现常规设计，但可焊性比较差，要求焊接水平相对较高。2制造过程中的质量控制3000M3液化气球罐属三类压力容器，其质量要求非常严格，主要如下：2.1实行工艺准备、材料采购、工序检验，以确保各工序的产品质量。2.2制造全过程主要制造工序须经技术监督部门监督2.3同种规格的球壳板应具有互换性。2.4球壳板成形后，用弦长不小于2米厚度不小于2mm的样板检测，样板与球壳板之间的间隙应符合GB12337-1998标准的要求。2.5球壳板不允许拼接，球壳板不得有分层。2.6球壳板应冷压成形，凸缘、接管与上、下极中板的组焊应在制造厂制作完成。2.7球壳板的坡口加工成形后，坡口表面应按JB/T4730-2005进行100%磁粉或渗透检测，符合JB/T4730-2005的级为合格。2.8球壳板的几何尺寸应符合GB12337-1998标准的要求。2.9球壳板周边100mm范围内应按JB/T4730-2005的规定进行100%超声检测，级合格。2.10球壳板内外表面应除锈，外表面涂防锈漆两遍，坡口表面及其内外边缘50mm范围内涂可焊性防锈涂料。并根据GB12337-2010中的要求，采用可靠防止变形的包装。2.11球罐承压部件用20MnMo锻件