10000立方大型天然气球罐的设计和制造技术.pdf

i 0 0 0 0 m 3 大型天然气球罐的设计和制造技术 窦万波， ，2 ， 张中清2 ， 陈 立3 ， 董宁3 ( 1 . 北京工业大学， 北京1 以 x) 2 2 ; 2 . 合肥通用机械研究院， 安徽 合肥 23 003 1; 3 . 重庆燃气集团有限责任公司， 重庆粼 1 幻 2 0 ) 摘 要: 介绍了1 ( x x x ) 祥天然气球罐的 设计及制造情况， 对我国今后设计及建造特大型球罐有一定 的指导作用。 关 键 词: 1 0 以 x ) 矽天然气 球罐; 设计; 制造 中图 分类号: 卫 洲 5 3 . 2 ; 联 驹 印. 2文献标识码: a文 章编号: 1 001 一 48 3 7( 2 仪 刀 ) 以一 0038 一 价 s unnnari z a ti o n ofd e s i ，a ndm a n u fa ct ur e o f l (x x 刃耐l a 馆 e 一 s ca l e n a turai g ass p h e ri cal t a nk d o uw a n 一 bo ， ，2 ， z h a n gz h o ng- q in 扩 ， c h e n lia， d o n gn in 扩 ( 1 . b e ij in g u n iv e o i tyofll 飞 c h ll o lo 群， b e ij i n g l (x x) 22， c h i na; 2 . hefe i cene 司 m ac h i ne 汀r ，h lhstitu te ， h efei 2 3 印3 1 ， c h i na; 3 . c ha 姗 1 略g asc o 耳 均 ra t i o n ， c h o n g q i 叱4 以 x 2 0 ， c h i na) a 加 t 邝 c t : th i， disse itationin ti记 uc esde si gnand 呻1 创 ra c tu re ofl (x x 刃m3na t也 公gassp ha ric 吐 ta n k ， and wi n gi vece rtain加d a n c e tofo 恤 desi gn田 l d 呻1 “ fa c 姗 ofl a 耳 笋 一 sc ale s 户eric alt a nkinour c o u n t ry . 旋y wo油: 1 以 x 旧矽natu 耐gas sp ha ricdla llk ; d es ign; m an 刊 fa c 恤 1 概况 团有限责任公司将拟建的2 台1 以 x 刀衬天然气球罐 进行国产化实物研制， 2 的5 年研制成功并投人运 行。本文对设计及制造技术要点进行简要介绍。 球罐大型化因其占 地面积小、 综合造价低， 成为 球罐技术发展的方向。自20世纪90年代以后， 我 国在北京和西安等地先后建造了10余台1 ( x x xj衬 天然气球罐， 当时这类特大型球罐的设计、 制造技 术， 都是采用进口 球片( 由国外设计、 制造) ， 并由国 外专家指导国内安装。其成本高、 周期长， 为此， 急 需研究开发我国自主知识产权的特大型球罐设计、 建造技术， 以实现特大型天然气球罐的国产化。 2 001 年， 合肥通用机械研究院承担了国家重大 技术装备创新研制项目 “ 1 x x x 衬 大型天然气球罐 研制” ， 通过对进口1 0 以 x ) 矽大型球罐技术分析， 并 开展了大量的基础研究工作。2 (x)3 年重庆燃气集 2 球罐主要参数及执行标准 研制球罐主 要设计参数见表1 。考虑到球罐存 储天然气， 介质自 重较轻， 从经济性出发， 决定球罐 不做水压试验， 改用气压试验。 这样既可降低球罐 支柱拉杆的重量， 又降低球罐本体和基础的造价， 采 用充装1 ( x 洲 t 水实测球罐基础沉降。 球罐设计、 制造、 检验、 安装和验收， 执行我国 现行的相关规范， 主要有: 压力容器安全技术监察 规程 、 g b1 5 0 一1 998(钢制压力容器 、 c b1 2337 一 1 998 钢制球形储罐 、 g bs (x 刃 4 一1 998 球形储罐施 3 8 第熟卷第4 期压力容器总第 1 73期 工及验收规范 及相关标准。在各标准之间本着就 高不就低原则， 力求可靠。 表 1 项 目 球罐主要设计参数 公称容积( 心) 设 计压力( m pa) 设计温度( ) 地震裂度 腐蚀裕度( mm ) 气压试验压力( m p a ) 一1 0 +70 7 2 12 1 3 球罐主体材料的确定 3 . 1对引 进的1 仪 兀 心 时球罐用 材分析 1 98 7 年北京煤气公司从日 本引进2 台1 x 义 幻耐 天然气球罐， 按美国人 s m e珊一 2 压力容器另 一规范 设计， 其安全系 数n 。 取3 。 0;球壳板采用凡 为61 0 m i、 级调质高强钢， 由日 本钢管和新日 铁各 供一台 钢板， 牌号分别为n k 一 h n 厄 n 6 2 u 和场 冤 l - n: n 6 2 c f o 1 99 6 一 1 望 珍年， 西安、 北京两地又分别从法国引 进14台1 众洲 扩天然气球罐， 按c o d a p 一 9 5 非直 接火受压容器建造规范 设计， 安全系 数n 。 为2 . 4 ; 球壳用钢板采用asm e 牌号的s a 5 3 7 c l . 1 ， 凡 为 4 9()m 甲 a 级， 属正火中强度钢。 表2 列出了国产mm n c rmo v r 、 巧 m l 八 b r钢板 与引进的n k一 h n 飞 n 6 1 o u 、 确 飞 l 一 t e n 6 1 0 cf 以及 s a 乃 37c l . 1 钢板力学性能技术要求对比 。 表2 几种钢材技术条件对比 钢号钢板状态 拉伸试验冲击试验 板厚( mm )凡( m p a )凡( m p a )通 ( %)试样温度( )取样方向a 式 ( j ) we l一丁 e n 6 1 0 c f n kh r l 王 : n6 1 0u 07州 山 c r m o v r s a5 3 宁 cli 1 5 m幻 n b r 调质 调质 . 调质 正火 正火 20 50 20 50 1 650 65 肠 印 4 如 李4 如 )礴 叨 办ms )3 50 6 1 0、7 3 0 6 1 07 3() 6 1 07 3 0 铭 56 20 5 2 06 书 ) )1 9 杂1 9 l7 )22 )20 no . 4 no . 4 n 6 . 4 1 5 一1 5 20 一62 一20 纵向 纵向 横向 纵向 横向 妻47 妻47 奋47 妻20 )34 注: 日 本no. 4 试 样的 伸长 率 约为石乃 ， 我国 钢 号的伸长 率为击。 由 表2 的技术指标可知， 国产材料的标准技术 指标并不低于进口材料， 07m n c rmovr钢板的标准 指标和n k 一h i t e n 6 1 0 u 汉呢 l 一 声几n 6 1 0 cf 钢板相 近; 15 m n n b r 的强度指标略高于s a 5 3 7 c l . 1 ， 韧性指 标因最低冲击试验温度不同无法直接比较， 从 巧 m n n b r 韧性指标看， 是可以用于 设计温度一 20 以上球罐的。 3 。 2 本次 球罐选材思路 根据重庆燃气集团提供的介质条件， 天然气在 进 罐时已 脱硫， 玩 5 含量在20p p m 以 下， 因 此珑5 应 力腐蚀间题不突出。在理论上氏 为4 90m pa的 巧 m n n b r 和s a 5 37c l ， 1 以及 凡 为6 10m pa级的 j l 冤一h f 现n6 1 0 u z 、 we l一t e n 6 1 0 c f 、 价m n c rmo v r 都可以使用。 价m n c r m o v r 钢板只有武汉钢铁集团公司一家 生产， 受轧机宽度限制， 其板面尺寸较小， 制造特大 型球罐焊缝太多， 不利于安全性。 1 5 m l ln b r或 s a 5 3 7 c l . 1 钢板， 按 gb 1 2 3 3 7 或 asm e恤一 2 压力容器 另一规范 ( 安全系数 3 ， 0)设计， 球罐的壁厚都超过了38mln ， 需进行整体 热处理。目前我国经整体热处理的最大球罐为 7 x ) 矽， 且温差已难以控制在标准范围内， 对于 11 ” 刃扩球罐， 国内外均没有整体热处理的经验， 风 、 险较大。 日 本j 几一 h n 下 n 6 1 o u z 和瞬 厄 l 一 ten610 c f 钢 板在国内已有使用业绩， 其强度高( 凡 为6 10 m p a ) ， 球壳的壁厚可以控制在38mln 以下， 避免了 整体热处理; 其钢板尺寸大， 可实现合理的球罐结构 形式。经过综合分析， 最终选用新日 铁公司的不 呢 l 一 ten610 c f 钢板及其配套的l 一 62c f 焊条。锻件 采用国产的08m nnic rmo v d ， 技术指标按jb4727一 2 (x x) 低温压力容器用低合金钢锻件 的要求。 4 球罐的强度计算和结构设计l 4 . 1 球壳壁厚的确定 根据设计条件， 球罐的计算厚度34。 7 nnn ， 腐蚀 裕量取z mln ， 钢板负偏差0 ， 设计厚度36。 7 inm ， 再 考虑地震、 风载以及基础承重试验等对支柱的稳定 性计算和支柱与球壳板连接部位应力计算的影响， 球罐的 名义厚度为: 带支柱的 赤道板38mm ， 其余37 】 刀 n 】 0 . 3 9 c 仍/f1 侧 i x)扩大型天然气球罐的设计和制造技术 v o u 鸿. n 麟 2 (x)7 4 . 2 开孔补强 本球罐对所有接管开孔都进行了补强， 补强采 用两种结构: 对于刀 n l oo llun 开孔采用锻制凸缘 整体补强， 其优点是它与球壳板形成对接接头， 便于 焊接和无损检测; 对于刀 n 岌l oo llnn 开孔采用插人 式厚壁管整体补强， 其优点是结构简单、 节省材料， 缺点是因开孔较小， 角焊缝底部清根困难， 又不利于 进行射线检测和超声检测， 容易产生焊接缺陷， 需从 工艺上保证。 4 . 3 球罐的结构型式 球罐结构型式对改善球罐的受力状况、 合理地 利用材料、 减少制造和安装的工作量、 降低成本有重 要影响。一般来讲， 球罐单位容积的焊缝长度是结 构先进性的一个重要指标， 单位容积的焊缝越短， 焊 接的工作量越少， 安全性也越高。 在确定球罐结构型式时应考虑能够提供的钢板 尺寸、 球片压制能力以及现场的安装能力。本次2 台球罐结构设计时考虑到了 新日 铁公司能够提供的 钢板尺寸， 通过计算机优化排板， 确定了合理的分带 数和分带角， 最终选用了5 带、 14支柱混合式结构 ( 赤道带39“ 、 上下温带38。 、 极带13 “ ) ， 罐体焊缝总长 1 1 18耐台。与以 前北京引进的2 台7 带、 14支柱桔 瓣式相比， 每台球罐的焊缝总长由原来的1 2 9() m ， 缩短了17 0 m多。从而节省了焊接量及焊接材料， 又因焊缝是球罐的薄弱环节， 也提高了球罐的安全 j性。球罐结构如图1 所示。 本球罐上支柱( 见图2 ) 采用u型柱加横托板结 构形式， 上支柱内部通过在一些重要受力部位加筋 以 改善支柱及球壳的应力分布。例如: 运用ans y s 有限元应力分析优化， 通过两块加强板， 使横托板厚 度只需24iyun ， 从而改善了横托板与球壳板连接处 的应力集中和拘束。 图2 上支柱结构示意 支柱设计总体上体现了柔性设计的理念: 一方 面球壳的受力情况得到了改善， 其受力优于从法国 进口 球罐 必 ll oo nnn 刚性大支柱的情况; 另一方面 节省了支柱钢材。 5 球罐的 制造2， 3 图1 球罐结构形式 4 . 4 支柱的分析和优化 在球罐按gb 1 2 3 37进行常规设计的同时， 又结 合ansys 有限元应力分析技术， 对球罐进行不同支 柱尺寸、 帽头形式及支柱内部加筋和不加筋等对比 分析和综合优化， 以确定综合受力好的支柱结构。 5 . 1 主要技术难点和要解决的关健技术 制造l lx 减 x ) 扩天然气球罐的关键技术如下: ( 1)原材料的质量保证和性能稳定 原材料的质量是产品安全性的关键， 主要受压 元 件 原 材 料 有:w e l 一 t e n 6 1 0 c f 钢 板、 08m nnic rmo v d 锻件、 l 一 62c f 焊条等。 ( 2 ) 大、 长板片的冷压成型技术 由于调质型高强钢的屈强比较高， 球壳板压制 过程中回 弹量的控制及大长板片整体曲 率的控制是 制造的技术难点。 ( 3)大、 长球片坡口 切割精度控制 球片尺寸较大， 一般都长达 10m以上， 如果坡 口 质量及几何尺寸控制不当， 都会对现场组装造成 严重后果。由于g b1 2 3 37规定的几何尺寸允许偏 差只是绝对值， 增加了大球片切割精度的控制难度。 ( 4)球壳钢板的焊接及热处理技术 .4 0 、 第24卷第4 期压力容器总第 1 73期 根据试验结果浮下 l 一 ten61 0 c f 钢的焊接线能 量达到40一 45kj / 。 时， 增加热输人会造成焊接接 头韧性明显下降， 因此焊接人孔、 接管及上支柱等部 位应严格控制。 此外， w e l 一 ten61 0 c f 热处理的控制要求远比 一般中强正火钢严格， 因此中极板及带支柱的赤道 板热处理时要有一套完整的工艺措施。 5 ， 2 原材料质量控制 原材料的 质量从设计和订货的 技术条件以 及制 造厂复验三个环节加以控制。在设计及订货技术条 件中， 都提出了高于我国标准及 10多台引进 l lx x x) 矽天然气球罐材料的技术指标。在此以42一 9 - 1 禅 罐为例。 ( 1 ) 钢板 42一 9 一 1 # 使用了98张钢板， 其实物水平如表 3 ， 4 所示。 由表3 可见， 5 、 p 很低， 从而保证了材料力学性 能良 好 。 残和 焉符 合 设 计 要 求， 使 其 焊 接 冷 裂 纹 敏感性低。从表4 可知， 强度范围适中且塑性及韧 性指标较高。 表3 双 飞 l 一 t e n 6 1 0 c f 钢板化学成分检验及复验统计 罐号 42 一9 一1 # 数据来源 质保书 复验值 007 0 . a7 0 . 的 0 . 的 1 . 5 2 1 . 5 2 . 57 . 5 7 “ 7 一 “ 20” 003 0 . 1 70 . 2 1 ! 0 . 仪) 3 ” 叫“ 001 0. 瓦 旧旧 . 1 1 0 . 田 3 0 00 3 0 . 37 0 . 40 0 . 37 0 . 40 ( %) 气 0 ， 1 70 1 9 0 . 1 70 1 9 c-勺 注: v 、 cu、 ni、 cr、 m 。 、 b 、 nb等合金元素都在标准和订货技术条件范围内， 没专门 统计。 表4 研 下 l 一 t e n 6 扔 cf 钢板实物力学性能 钢厂质量证明书统计 数据来源凡( m pa)凡( m 】、 )a ( %) a 盯 ( 一 加 ) ( j ) 冷弯d = 3 a ， 1 毋 最低值最高值总平均值 质保书 复验值 5 28 6 26 5 1 06 3 5 倪77 以 6 1 07 0 5 24 3 1 1 9乃 巧3 1 3 1 2 7 0 2 卿 2 1 3 . 3 223 全部合格 全部合格 对钢板一 20冲击功进行了实物统计， 其中质性能、 超声波探伤及表面磁粉探伤符合设计技术条 保书统计: 最小值1 53) ， 最大值2 7 0 ) ， 绝大多数在件及jb472 7 一2 (x 刃的规定， 质量证明书齐全。 人孔 1 90一 25 0 j; 复验报告统计: 最小值13 l j ， 最大值2 9()凸 缘锻件按w 级， 其余锻件按111 级。 j ， 绝大多数在1 90 2 50) 。总体看钢板有足够韧性2 个人孔凸缘锻件实物化学成分和力学性能见 储备。 钢板的 超声波探伤级别均为1 级， 所有钢板表5 ， 6 。因08m nnic rmovd 锻件在jb4 7 2 7 -2 (x x)标 测厚全部为正偏差， 平均正偏差量在i lnrn 以 上。准中为一 40 低温锻件， 因此按一 40 检验冲击 ( 2)锻件功， 其平均值都在l ooj 以上， 韧性储备较高。 球罐用08m nn记 rmovd锻件的化学成分、 力学( 3)焊条 表5 08m n n i c r m 6 v d锻钢的化学成分检验( %) 球罐号数据来源 cmnsispcrnimovcu 42 一9 一1 # 质保书 复验值 0伪 007 1 ， 20 1 ， 1 0 0. 27 0 . 29 0. 0 1 4 0侧刃 00 1 0 0 . 0 1 1 0 ， 3 3 0. 3 1 1 ， 3 1 . 46 o25 0 . 24 0 . 036 o汉 0. 1 2 0. 伪 罐号锻件批号数据来源 拉伸试验冲击试验硬度 凡( m pa)凡( 劫 田 a )a ( %)a 俐 ( 一 刃 ) ( j ) hb 42 一9 一1 # q 又一 7 一 1 2 1 5 一 3 质保书 复验值 肠5 6 5() 5 85 5 80 2 l 鲜 l 2()， 1 22， 9 8 1 6 8 ， 1 3 9 ， 1 34 2 m q 抖一 7 一 12巧一 4 质保书 复验值 6 5() 石 7 5 5 印 仗幻 22 22 1 22 、 1 30、 1 24 1 62 、 1 33 、 1 4 1 2 1 4 规格批号数据来源 cmnsspnimo 【 h l 书 ( n 刃1 (x)9 ) 山 n . 口 飞 4 t 0 1 2 戊照拓 质保书 复验值 0 . 伪 0 . 以 1 ， 2 1 1 . 3 5 0 . 53 05 2 0 x)2 0. 00 1 0. 0 1 0 0朋 5 0 ， 72 0 . 7 1 0. 32 0. 3 2 2 。 9(色谱法) 0 78( 甘油法) 注: 扩散氢含 量 h 色 谱法合 格 指标 h喊 4l l ld / 1 009 ， 甘油 法合格 指 标t h 握 1 . 5 沁 1 0090 .4 1 c 仍/t1 0 以 x)时大型天然气球罐的 设计和制造技术 v o u 鸿. n 码 2 (xy7 球罐主体受压元件采用日 本配套的l 一 62c f 焊条， 其熔敷金属的化学成分、 力学性能及扩散氢含 量的检验结果见表7 ， 8 。熔敷金属一 20 低温冲击 功均在 l ooj 以 上。焊条的成分及性能数据均达到 并超过设计技术条件的要求。 5 . 3 球片的压制 规格批号数据来源 拉伸试验冲击试验 凡( m r a )凡( m pa)a ( %)注 盯 ( 一 沁) ( j ) 必 4n l n l 4 功 1 2(刀仪拓 质保书 复验值 6 54 6 如 5 89 6 20 28 24 1 54( 平均值) 1 69， 1 7 1 ， 1 20 1 (x 减 x 矽 天然气球罐是典型的薄壁大容积球 罐， 壁厚与球罐直径之 比较小 ( 3 7/26 8 00 二 0 . 13 8 %) ; 同时单张板面积较大， 最大的 约达35扩; 由 于壁薄、 板大， 加上 w e l 一 ten61 o c f 屈强比较 高， 压制过程中回弹量较大， 要压制出高质量的球 片， 必须解决压型胎和校型胎的设计; 压型时回弹量 的控制和掌握; 多点冷压过程中， 压制顺序、 压点排 列和移动方向的控制; 最佳成形压力及校形工艺等。 经过理论分析和在首块钢板上回弹量的试验， 最终确定在15 00t 的油压机上压型。压型胎的曲率 为 r二以 兀 旧ilun。上胎: 外径 州叹 幻ilun ; 下胎: 必 2 3 00mln 。由于球壳板长宽相差较大， 在压制过程 中纵横方向的回弹量不同， 因此进行局部补偿， 采用 古 s x 60mm x z 以 刃nnn 钢板带垫压补偿， 以 保证各方 向曲率的 均匀。 压片过程中 用3 m内 控样板检查球 片曲率， 保证了实际用z m样板验收时曲率的可靠 性。 w e l 一 ten 6l o c f 的较佳压制顺序如图3 所示， 确保尽可能少的压制次数。 5 . 4 球片坡口 切割和精确下料 球片的精确下料及坡口 加工在立体切割胎上一 次完成， 为保证切割精度， 切割胎的 设计加工和切割 工艺的控制是关键因素。 针对本球罐分带角和结构形式， 设计了四种规 ( b ) 图3 球片压形加垫及压点顺序示意 格的切割胎: 纵缝切割胎， 解决赤道带、 温带及极带 部分纵缝的 切割; 赤道带环缝切割胎， 解决赤道带及 温带大环缝切割; 温带小环缝切割胎， 解决温带小环 缝切割; 极带大环缝切割胎， 解决极带大环缝切割。 切割胎的加工精度至关重要， 加工完成正式切割前 经反复走线， 精度可靠后才进人实物切割。 通过对氧乙炔火焰、 割炬高度等参数的调节及 切割过程中 切割速度和热变形等因素的研究， 掌握 了合理的切割工艺。 球片几何尺寸、 坡口检查结果见表9 。其中最 大曲率公差为znun ; 弦长宽度方向最大偏差 1 . 6 ilnn ， 长度方向最大偏差2 . z mln ， 对角线长最大偏差 2 . s mln ， 球片的几何尺寸全部达到设计要求， 严于 国家标准的规定。实物水平全面优于引进的10多 台l lx x x)砂天然气球罐的制造精度。 5 . 5 零部件的 制造和组焊闭 ( 1) 支柱及人孔、 接管等锻件的加工， 螺栓、 螺 母、 拉杆、 松紧节的加工均严格按图纸与技术条件的 要求。 (2 ) 接 管 和 法 兰 对 接的 环 焊 缝 均 采 用氢 弧 焊 打 底， 手工焊盖面， 从焊接工艺上确保焊透。 ( 3)人孔、 接管与中极板的组焊， 上支柱与赤道 板的组焊均在专用的组装平台上进行， 有效地保证 组装精度。焊接时采用反变形和专用防变形胎相结 合的方式， 较好地控制了变形。为保证带支柱赤道 。4 2 。 第24卷第4 期总第 1 73 期 板及中极板焊后球壳周边的几何精度， 专门研制了空心胎用于修型。 罐号检查项目允差 检查结果( 最大偏差绝对值) 赤道板温带板极中板极侧板极边板 42一 ， 一1 # 弦长 长度方向( mm ) 宽度方向( ， ) 对角线方向( mm ) 土2. 5 土2 . 0 士3 . 0 2. 0 1 . 0 2. 4 1 ， 8 1 . 1 2 . 5 1 . 7 1 . 2 0 6 1 . 7 1 . 6 1 . 0 2 . 2 1 . 6 25 两条对角线间垂直距离( 。 ) 曲率( inm ) 落5 . 0 3 . 0 4， 0 2 . 0 3 ， 0 2 . 0 3 . 0 20 2 . 0 2 ， 0 2. 5 2. 0 坡口 半角( 0 ) 中心位移( mln ) 钝边厚度( 。 ) 士2 . 5 土1 . 5 2士1 1 . 5 l 2. 5 2 . 0 l 2 0 . 5 l 2 1 . 5 1 2 l0 1 2 ( 4 ) 对于插人式接管等， 通过调整坡口 角度和钝 边位置配合专用清根工具等保证焊透。 ( 5)人孔、 接管与中极板组焊后， 管口位置偏差 蛋 5 二 ; 接管法兰面和接管的垂直度小于法兰外径 的1 %， 且 3 nnn ; 人孔、 接管外伸高度差 5 二。 人孔、 接管的法兰密封面保护良 好。 ( 6)无损检测 凸缘与球壳板、 接管、 法兰的 对接焊缝除1 的% 射线检测外， 凸缘与球壳板的对接焊缝还进行 1 加% 超声检测; 所有零部件组焊的焊缝表面进行 1 00% 磁粉或渗透检测。 全部合格。 球罐零部件的制造和组焊质量全部达到了设计 要求。 5 。 6 焊接工艺及产品试板 ( 1)焊接工艺 焊接w e l 一 t e n 6 1 0 c f 及08m nnic rmo v d时， 采 用l 一 62c f 焊条， 直流反极， 焊接电流推荐值如表 1 0 所示。 表 1 2 we l 一 t e n 6 1 o cf + 表10 不同 规格焊条采用的焊接电 流 项目数值 焊条直径( nnn ) 3 心4. 0 焊接电流( a ) 平焊、 横焊 立焊、 仰焊 1 00 1 30 如 1 20 1 50 1 80 1 40 1 70 焊前预热温度不低于 1 00 ; 焊接层间温度不 低于焊前预热温度， 且不超过18 0; 严格控制焊接 线能量不超过35kj / cm， 不同位置焊接线能量控制 要求见表1 1;焊后立即进行后热消氢处理， 后热温 度为2 田一 2 5 0 ， 后热时间为0 . 5 一 1 . o h 。 表11 各种位置下的焊接线能量 焊接位置 焊接线能量 平焊横焊 1 5，3 0 立焊 ( 目 众m ) 1 5301 5书 仰焊 1 53 0 ( 2)产品焊接试板 针对本产品人孔、 接管等部位接头性能的要求， 焊制了 一块w 下 l 一 t e n 6 1 0 c f + 08m nnic r m o v d产品 试板， 产品试板的性能情况见表1 20 o s m i 训ic 耐o v 】 ) 产品试板性能 拉伸试验侧弯试验冲击试验 项 目 凡( m pa) 侧弯d = 4 a ， 1 出 护 a 。 ( 一 20) ( j ) 焊缝锻件侧 1 劲 21 钢板侧 h 交 忆 w 一日 “ 一 花n610cf ( 38二 ) 十 08m 瓦 n i c rl 叭 o v d( 38mm ) 6 2()， 6354 支无裂纹 1 1 9 ， 1 42， 1 461 1 3 6 ， 1 02， 1 1 8 2 3 7 ， 2 1 4 ， 2 2 7 主要焊接工艺: 采用l 一 62cf 焊条， 直流反接 内。 焊后热处理规范为5 80土 巧， 保温4 h 。 5 ， 7 焊后热处理 预热75焊接; 层间温度: 簇1 80。 焊接线能量控制在巧一 乃目 / cm 范围 6 球壳板预组装 球罐不进行现场整体热处理， 因此在制造厂焊 接中， 需对极板及带支柱的赤道板进行局部热处理。 焊后热处理工艺严格按5 50士15进行控制， 升降 温要求按g b1 2337规定执行， 实测温度曲线没有异 常情况。 为检验球壳板组装后的精度， 确保现场安装质 量， 在制造厂对球罐瓣片进行了预组装。考虑到预 装的工作量及利弊， 本着科学和实事求是的原则采 用以下方法预装: 4 3 c 仍/t1 侧 x 幻时大型天然气球罐的设计和制造技术 vo u 鸿. n 码 么义 刀 过精心设计、 制造及严格把关， 于2 加5 年12月完成 现场安装并投用， 至今已安全运行一年多。表明我 国 设计和制造技术已具备了1 ( 众刃时天然气球罐 国 产化的能力， 也为我国的球罐向更高参数、 更大型 化发展提供了借鉴。 参考文献: 1 仪 以 1 扩大型天然气球罐设计总结 幻. 1 仪 扣 0时大型 天然气球罐鉴定会资料3 ， 2 (x 万 . 1 叮刃扩大型天然气球罐制造总结【 2. 1 仪 找 x ! 时大型 天然气球罐鉴定会资料5 自 以 万 . 1 以 兀 旧 耐大型天然气球罐技术条件【 幻. 1 ” x)扩大型 天然气球罐鉴定会资料4 ， 2 仪 万 . 王嘉麟 . 球形储罐焊接工程技术 m ， 北京: 机械工业 出版社， 1 望 珍 . 12， j，ij 1二2 一尸.月 ，.ij十rej， 几j4 r.l尸j.l ( 1)由于混合式球罐组装时精度不易保证的部 位在极带， 极带按2 台球罐任意抽取的方式预组装， 检验组装效果及互换性。 ( 2)温带也采用2 台球罐任意抽取相应球壳板 的办法预装， 检查组装效果及互换性。 ( 3)考虑温带和赤道带焊缝都是标准的经纬焊 缝， 如果温带预组装效果很好， 采用测量赤道带累积 误差的办法代替预组装。 极带和温带预组装后实测数据为: 坡口间隙0 一 l mln ， 错边量最大值l mln ， 棱角度最大值感 4 二 ， 弦口 椭圆 度最大值蛋 巧nnn ， 均优于标准和设计 要求。赤道带计算累计误差也远优于设计要求， 经 分析不必进行赤道带预组装。现场安装的结果也证 实该方法科学可氧 为今后特大型球罐预组装技术 积累了宝贵的经验。 7 结语 w e l 一 t e