5立方液化石油气储罐(5立方液化气储罐-残液罐)设计方案

14 1 5 立方液化石油气储罐立方液化石油气储罐 一一 设计背景设计背景 该储罐由菏泽锅炉厂有限公司设计 是用来盛装生产用的液化石油气的容器 设计压力为 1 77Mpa 温度在 19 52 摄氏度范围内 设备空重约为 1605Kg 体积为 5 立方米 属于中压容器 石 油液化气为易燃易爆介质 且有毒 因此选材基本采用 Q345R 此液化石油气卧式储罐是典型的重要 焊接结构 焊接接头是其最重要的连接结构 焊接接头的性能会直接影响储存液化石油气的质量和安 全 二二 总的技术特性 总的技术特性 技术特性表 容器类别 类三 设计压力 MPa 1 77 设计温度 19 52 最高工作压力 MPa 1 77 水压试验压力 MPa 2 25 气密性试验压力 MPa 1 77 焊接接头系数 1 腐蚀欲量 mm 2 操作介质液化石油气 充装系数 0 9 设备容积 立方米 5 三三 储气罐基本构成储气罐基本构成 储气罐是一个承受内压的钢制焊接压力容器 在规定的使用温度和对应的工作压力下 应保证安 全可靠 罐体的基本结构部件应包括人孔 封头 筒体 法兰 支座 14 2 图 1 储气罐的结构简图 1 1 筒体 本产品的简体是用钢板卷焊成筒节后组焊而成 这时的简体有纵环焊缝 1 2 封头 按几何形状不同 有椭圆形封头 球形封头 蝶形封头 锥形封头和平盖等各种形式 封头和简 体组合在一起构成一台容器壳体的主要部分 也是最主要的受压元件之一 此储气罐选择的是椭圆形 封头 从制造方法分 封头有整体成形和分片成形后组焊成一体的两种 当封头直径较大 超出生产能 力时 多采用分片成形方法制造 分片成形控制难度大 易出现不合格产品 对整体成形的封头尺寸 形状 虽然易控制但一般需要有大型冲压模具的压力机或大型旋压设备 工艺设备庞大 制造成本高 从封头成形方式讲 有冷压成形 热压成形和旋压成形 对于壁厚较薄的封头 一般采用冷压成 形 采用调质钢板制造的封头或封头瓣片 为不破坏钢板调质状态的力学性能 节省模具制造费用 往往采用多点冷压成形法制造 当封头厚度较大时 均采用热压成形法 即将封头坯料加热至 900 1000 钢板在高温下冲 压产生塑性变形而成形 此时对于有些材料 如正火态钢板 由于改变了原始状态的力学性能 为恢 复和改善其力学性能 封头冲压成形后还要做正火 正火 回火或淬火 回火等相应的热处理 对于直 径大且厚度薄的封头 采用旋压成形法制造是最经济最合理的选择 1 3 接管和法兰 接管和法兰作用是连接或供人进入容器内部的 是容器的主要组成部分 接管与壳体间的焊接接 头一般为角接接头或 T 形接头 但对于连接二者之间的焊缝 如果是壳体上开坡口时 则称为对接焊 缝 壳体上不开坡口时称为角接焊缝 1 4 密封元件 密封元件是两法兰之间保证容器内部介质不发生泄漏的关键元件 对于不同的工件条件要求有不 同的密封结构形式和不同材质及形式的垫片 在制造时对于密封垫材料和形式不得随意更改 2 1 6 支座 立式容器主要采用鞍式支座 菏泽锅炉厂有限公司 联系方式 400 0767 110 153 7611 3315 14 3 四四 技术要求技术要求 1 本设备按照 GB150 1998 钢制压力容器 进行制造 检测与验收 并接受 压力容器安全技 术监察规程 的监督 2 制造筒体 封头 人孔接管 用 Q345R 钢板符合 GB6654 1996 及第二次改造通知单的规定 人 孔法兰盖用钢板正火状态供货 帯颈对焊法兰 接管用 Q345R 应符合 JB4726 2000 壳体用 Q345R 钢 板应逐张进行冲击试验 方法按照 GB T229 的规定 三个试样的平均值大于等于 54J 3 设备焊接工艺规程按照 JB T4709 2000 焊接工艺评定按照 JB4708 2000 所有角接接头的焊 接表面须打磨圆滑过渡 4 设备中每条 A B 类焊接接头应进行 100 射线检测 按照 JB T4730 2 2005 的规定 二级合 格 所用 D 类焊剂接头 DN22 接管 与封头 其中各种设计角度及尺寸来源于 过程设备设计 附表 表 B3 中 内容 筒体体的焊接详图如下 图二 接管与壳体焊缝详图 图二 接管与壳体焊缝详图 14 9 图三 接管与底封头焊接详图 图三 接管与底封头焊接详图 ID 接管专底封头焊接详图 7 3 各筒节纵向焊缝焊接工艺分析各筒节纵向焊缝焊接工艺分析 由 GB150 1998 钢制压力容器 规定 圆筒部分的纵向接头 球形封头与圆筒 连接的环向接头 各类凸形封头中的所有焊接接头以及嵌入式接管 与壳体对接连 接的接头均属 A 类焊接接头 因而确定为 A 类接头 7 3 1 工艺要求 工艺要求 1 坡口加工方法 机加工坡口 并清除油锈 2 后热温度及保温时间 250 300 C 2hr 14 10 3 清根方法 碳弧气刨并打磨 4 焊接接头如图示 图四 筒体纵向焊接接头详图 7 3 2 工艺顺序 工艺顺序 1 清理坡口 并进行磁粉检测 MT 2 进行装配点焊 3 内部进行焊条电弧焊 4 外部清根并打磨 进行 MT 检测 5 外部进行埋弧焊 6 焊后热处理 7 3 3 焊接规范 焊接规范 焊接牌号焊接牌号 及焊丝焊及焊丝焊 剂剂 焊丝直径焊丝直径 电源种类电源种类 及极性及极性 焊接电流焊接电流 A 焊接电压焊接电压 V 焊接速度焊接速度 cm min 内面手工内面手工 电弧焊电弧焊 J507 H10MnSi 5直流反接直流反接200 27022 26 18 外面埋弧外面埋弧 焊焊 J507 H10MnSi 5直流反接直流反接400 100032 36 22 7 4 各筒节环向焊缝焊接工艺分析各筒节环向焊缝焊接工艺分析 由同标 GB150 1998 钢制压力容器 规定 壳体部分的环向焊接接头 锥形封头与 接管连接的接头等均属于 B 焊头 已经规定的除外 因而经确定筒节环向焊缝为 B 类焊缝 7 4 1 工艺要求 工艺要求 前面已经详细叙述过确定过程 不再赘述 1 坡口加工方法 机加工坡口 并清除油锈 2 后热温度及保温时间 250 300 2hr 3 清根方法 碳弧气刨并打磨 4 焊接接头如图所示 筒体环向焊接接头详图 14 11 4 4 2 工艺顺序工艺顺序 1 清理坡口 并进行磁粉检测 VIT 2 并进行装配点焊 3 内部进行焊条电弧焊 4 外部清根并打磨 进行 MT 检测 5 外部进行埋弧焊 7 4 3 焊接规范 焊接规范 焊接牌号焊接牌号 及焊丝焊及焊丝焊 剂剂 焊丝直径焊丝直径 电源种类电源种类 及极性及极性 焊接电流焊接电流 A 焊接电压焊接电压 V 焊接速度焊接速度 cm min 内面手工内面手工 电弧焊电弧焊 J507 H10MnSi 5直流反接直流反接200 27022 26 18 外面埋弧外面埋弧 焊焊 J507 H10MnSi 5直流反接直流反接400 100032 36 22 7 5 焊后热处理工艺参数焊后热处理工艺参数 1 热件入炉或出炉时的温度不得超过 400 但对厚度差较大 结构复杂 尺寸 稳定性要求较高 残余应力值要求较低的被加热件 其入炉或出炉时的炉内温 度一般不宜超过 300 2 升温至 400 后 加热区升温速度不得超过 5000 bs h 且不得超过 200 h 最小可为 52 h 3 温时 加热区内任意 5000mm 长度内的温差不得大于 120 4 温时 加热区内最高一与最低温度之差不宜超过 65 5 温保温期间 应控制加热区气氛 防止焊件表面过度氧化 6 炉温高于 400 时 加热区降温速度不得超过 6500 8s l1 且不得超过 260 h 最小可为 52 h 7 焊件按 1 炉温度出炉后应在静止空气中继续冷却 菏泽锅炉厂有限公司 联系方式 400 0767 110 153 7611 3315 14 12 八八 液化石油气储罐检验方案液化石油气储罐检验方案 一 设备概况及其基本参数 一 设备概况及其基本参数 容器类别 第 类压力容器 设计压力 1 86Mpa 设计温度 19 52 介质 液化石油气 材质 封头 Q345R 筒体 Q345R 二 二 检验依据 检验依据 1 压力容器安全技术监察规程 2 在用压力容器检验规则 3 压力容器使用登记管理规则 4 GB150 1998 钢制压力容器 5 JB4730 94 压力容器无损检测 三 检验准备 三 检验准备 1 检验人员 a 应具备相应项目检验资格 b 设置现场安全监督 项目负责人 兼 2 检验仪器准备 a 磁探机 b 超探机 c 测厚仪 硬度计 d 焊缝检验尺 长度检验尺 e 照明灯 应急灯 f 带漏电保护器的电线盘 g 角向磨光机 砂轮片 h 着色探伤剂 以上检验仪器需在检定期内 且处于完好状态 3 审查资料 a 设备的竣工图 质量证明书 b 锅炉压力容器监督检验单位出具的安全质量监检报告 c 设备的运行记录 灌 充 装记录 有关运行参数记录 介 质成份 载荷变化情况 运行中出现的异常情况等资料 d 有关修理 改造 施工记录 检验报告 4 设备准备 a 罐内介质排除干净 盲死隔断 气 液体来源 b 罐内残余液 气 体必须进行置换 清洗 氧含量应在 18 21 体积比 之间 c 打开人孔 清理罐内杂质 将所有焊缝及两侧 包括接管角 焊缝 各 150mm 范围打磨除锈至露出金属光泽 四 检验项目 四 检验项目 1 内外部宏观检验 1 表面检验 a 罐体表面质量 接口部位 焊接接头的裂纹 过热 变形 泄漏 b 表面腐蚀 机械损伤 c 支撑或支座的损坏 基础下沉 倾斜 开裂 紧固螺栓 2 结构检查 a 封头形式 简体与封头的连接方式 14 13 b 焊缝布置 支座形式与布置 c 开孔与补强 d 排放装置 e 安全附件及仪表 3 几何尺寸检验 a 焊缝对口错边量 棱角度 咬边 b 焊缝表面质量 角焊缝的焊脚尺寸 对接焊缝余高 c 同断面最大最小直径差 d 封头表面凹凸量 直边高度和纵向皱折 2 测厚检验 a 壳体 每块板测量 5 点 4 个板角距板边各 lOOmm 处各测 1 点 板中心测 1 点 b 封头 测 9 点 按 Oo 90 0 1800 270 0 四个方向 直 边段及过渡段各测 1 点 顶部测 1 点 c 人孔盖 中心位置测 1 点 除上述部位外 还应着重测以下部位 易腐 冲 蚀部位 气液面部位 制造时壁厚减薄部位和变形部位 表面检测发现可 疑部位 以及测厚时遇母材存在夹层部位 必要时 UT 检查确定 另外遇 壁厚增值 现象时 应给予足够重视 并查明原因 3 无损检测 检测方法选择 MT UT PT a 罐内对接焊缝 IOO MT 检查 接管角焊缝不能做 MT 时 PT 检 查 b 罐内对接焊缝应力集中部位 如丁字接头 三个方向各 300mm 和上次检验有埋藏缺陷处进行 UT 检查 检查比例不小于焊缝总 长的 20 发现缺陷或原埋藏缺陷有延长倾向时进行扩探 c 对接焊缝 MT 检验有缺陷部位 UT 检查 必要时 RT 复查确认 4 硬度检验 对罐内对接焊缝及热影响区 母材进行硬度测试 5 缺陷处理 a 经 MT 发现裂纹时 打磨消除 且圆滑过渡 裂纹深度超标时 需朴焊应由用户委托有资格单位进行 b UT 发现超标缺陷部位需进行修理 应由用户委托有资格单位 进行修理 c 修理后应按要求进行无损检测 5 强度校核与安全评定 经过检验 如存在严重腐蚀减薄应做强度校核 强度校核在 GB150 的基础上 同时参照原设计标准进行 需做安全评定时由 用户委托有资格的单位进行 6 水压试验 完成上述工作后 由受检单位准备试压设备 加注满清水 排气并封罐后加压 试验压力为最高压力的 1 25 倍 罐体外表 面保持干燥 环境温度 5 以上 缓慢升压至设计压力 确认无 泄漏后升压到规定试验压力 保压 30 分钟 然后降压至设计压 力 保压进行检查 保压时间 30 40 分钟 检查期间压力保持不 变 不得采用连续加压维持压力不变 不得带压紧固螺栓 以无 14 14 渗漏 无压降 无异常响声 无可见异常变形为合格 7 安全附件检验