球罐工艺任务书.doc

沈阳理工大学课程设计论文学院材料成型与控制工程专业焊接专业学生姓名乔博洋学号0705010724设计题目液氨球罐的工艺设计设计要求及技术参数： 参数： 直径 21200 mm 材质 16MnR 条件：工作压力 1.6MPa 实验压力 2.1MPa 常温下微冲击技术要求：进度安排：1熟悉零件：讲授课程，熟悉零件 2天2查阅相关资料，提出可行方案 2天3上机画图 3天4书写说明书 4天5图纸及工艺的检测 2天6答辩 2天指导教师（签字）： 年 月 日学院院长（签字）：年 月 日焊接工艺课程设计任务书I目录1 绪论11.1 产品介绍12 焊接方法介绍22.1 手工电弧焊22.2 埋弧焊33 焊接性分析53.1 材料的焊接性分析53.1.1 16MnR的化学成分和力学性能53.1.2 16MnR的焊接性54 工艺设计64.1 球壳的计算74.2 材料的进厂入库检验144.3 放样、划线与号料144.3.1 毛坯尺寸下料144.3.2 二次精确下料144.3.3 球瓣的压制154.4 坡口加工154.4.1 球壳对接坡口164.4.2 接管与球壁的焊接164.5 现场装配与焊接174.5.1 组装准备174.5.2 上下支柱的焊接184.5.3 内脚手架、外防护棚的搭设184.5.4 球罐的安装程序194.6 焊接工艺194.6.1 球壳焊接方法的选择194.6.2 焊接顺序204.7 焊后热处理224.8 焊件的质量检查224.8.1 焊接接头的无损检测224.8.2 致密性检查234.8.3 结构整体的耐压试验235 产品涂装246 参考文献25251 绪论1.1 产品介绍球罐一种钢制容器设备。在石油炼制工业和石油化工中主要用于贮存和运输液态或气态物料。操作温度一般为-5050,操作压力一般在3MPa以下。球罐与圆筒容器（即一般贮罐）相比，在相同直径和压力下，壳壁厚度仅为圆筒容器的一半，钢材用量省，且占地较小，基础工程简单。但球罐的制造、焊接和组装要求很严，检验工作量大，制造费用较高。 球罐为大容量、承压的球形储存容器，广泛应用于石油、化工、冶金等部门，它可以用来作为液化石油气、液化天然气、液氧、液氨、液氮及其他介质的储存容器。也可作为压缩气体（空气、氧气、氮气、城市煤气）的储罐。 球形罐与立式圆筒形储罐相比，在相同容积和相同压力下，球罐的表面积最小，故所需钢材面积少；在相同直径情况下，球罐壁内应力最小，而且均匀，其承载能力比圆筒形容器大1倍，故球罐的板厚只需相应圆筒形容器壁板厚度的一半。 由上述特点可知，采用球罐，可大幅度减少钢材的消耗，一般可节省钢材30%45%；此外，球罐占地面积较小，基础工程量小，可节省土地面积。球罐的形状有圆球型和椭球型。绝大多数为单层球壳。低温低压下贮存液化气体时则采用双重球壳，两层球壳间填以绝热材料。采用最广泛的为单层圆球型球罐。球壳是由多块压制成球面的球瓣以橘瓣式分瓣法、足球式分瓣法或足球橘瓣混合式分瓣法组焊而成。球罐的支撑结构最常见的为赤道正切式，其次为对称式、裙座式、半埋地式和盆式。椭球型球罐通常用于常温下贮存饱和蒸气压比大气压稍高的、挥发性强的液态烃（如汽油等）,操作压力为0.120.3MPa，容积一般在5006000m3范围内。更大容积时,应采用复式椭球型球罐。储罐的用途：用于储存液体或气体的钢制密封容器即为钢制储罐，防腐储罐工程是石油、化工、粮油、食品、消防、交通、冶金、国防等行业必不可少的、重要的基础设施，我们的经济生活中总是离不开大大小小的钢制储罐，钢制储罐，防腐储罐在国民经济发展中所起的重要作用是无可替代的。钢制储罐是储存各种液体（或气体）原料及成品的专用设备，对许多企业来讲没有储罐就无法正常生产，特别是国家战略物资储备均离不开各种容量和类型的防腐储罐等储罐。2 焊接方法介绍2.1 手工电弧焊 手工电弧焊的焊接技术使用不同的方法保护焊接熔池，防止和大气接触。热能也是由电弧提供。和MIG焊一样，电极为自耗电极。金属电极外由矿物质熔剂包覆，熔剂熔此外，包覆的熔剂还释放出气体保护焊接熔池，而且，还含有合金元素用来补偿合金熔池的合金损失。化时形成焊渣盖住焊接熔池。在有些情况下，包覆的熔剂内含有所有合金元素，中部的焊条仅是碳钢。然而，在采用这些类型的焊条时，需要特别小心，因为所有飞溅都具有软钢性质，在使用过程中焊缝会锈蚀。如果使用直流电弧，焊条连接到正极，但如果使用钛型焊条，也可以使用交流电弧。电压一般为2030伏，电流取决于焊接材料的厚度、焊条规格、焊接结构，范围在 15400安。手工电弧焊是利用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法，简称手弧焊。其特点：1 设备简单。2 操作灵活方便。3 能进行全位置焊接适合焊接多种材料。4 不足之处是生产效率低劳动强度大。焊剂/焊条的类型焊条药皮的化学成分对电弧的稳定性、熔深、金属熔敷率和定位能力有很大影响。焊条可分为三大类：纤维素型焊条、氧化钛药皮焊条、碱性焊条。 1. 纤维素型焊条的药皮中含有大量的纤维素，它的特点是电弧熔深深、摩擦变形速度快，这也提高了整个焊接速度。但由于焊缝沉淀物比较粗糙并且和流动的熔渣混合在一起，所以除渣很困难。这种焊条在任何位置都可以使用，而且因其在高架焊管中的使用而为人们所熟悉。 特点：在所有位置都能形成较深的熔深；适用于向下立焊；良好的机械性能；产生大量的氢有造成热影响区裂纹的风险。 2. 氧化钛焊条的药皮中含有大量的氧化钛。氧化钛使起弧、平滑电弧操作和降低弧飞溅变得容易。这种通用焊条具有良好的焊接特性。在交流电或直流电下，它们可用于所有位置的焊接，特别适用于横角/立角位置的接头焊接。 特点：合适的焊缝金属机械性能；粘性熔渣能形成良好的焊道外形；定位焊接可能会产生流动的熔渣（含氟化物）；易清除熔渣。 3. 碱性焊条药皮中含有大量的碳酸钙（石灰石）、氟化钙（萤石）。这使它的熔渣比氧化钛型焊条的熔渣更易流动，这也是一种协助立焊和仰焊快速冷却的方法。这些焊条用于焊接中型和大型结构，要求具有较高的焊接质量、良好的机械性能和抗裂纹能力（过度拘束会产生裂纹）。 特点：低氢焊缝金属；要求高焊接电流/速度；焊道成形差（表面轮廓弯曲、粗糙）；清除熔渣困难；金属粉末焊条包含加有金属粉末的涂料，可使焊接电流增加到最大容许电流。因此，与药皮中不含铁粉的焊条相比，金属粉末焊条的金属熔敷速度和效率（金属熔敷比例）都有所提高，熔渣也很容易清除。由于熔敷速度快，铁粉焊条主要用于平焊、横焊和立焊。氧化钛焊条和碱性焊条没有显著的电弧特性，电弧力度较小，减少了焊道的熔深。 电源 焊条可以在交流或直流电源下使用。并不是所有的直流焊条都能在交流电源下使用，但交流焊条通常都能在直流电源下使用。对焊接电流的选择取决于焊条的尺寸，生产厂商向用户推荐正常的操作范围和焊接电流。选择焊条尺寸的标准操作范围如左图所示。根据经验，选择电流所依据的焊条标准约是40A/mm（直径）。因此，一个直径为4mm的焊条首选的电流大小应该是160A，但实际的操作范围可以是140-180A。2.2 埋弧焊埋弧焊（含埋弧堆焊及电渣堆焊等）是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。其固有的焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧光及烟尘很少等优点，使其成为压力容器、管段制造、箱型梁柱等重要钢结构制作中的主要焊接方法。近年来，虽然先后出现了许多种高效、优质的新焊接方法，但埋弧焊的应用领域依然未受任何影响。从各种熔焊方法的熔敷金属重量所占份额的角度来看，埋弧焊约占10%左右，且多年来一直变化不大。 埋弧焊的主要优点 埋弧焊是当今生产效率较高的机械化焊接方法之一，它的全称是埋弧自动焊,又称焊剂层下自动电弧焊。优点：1.生产效率高 这是因为，一方面焊丝导电长度缩短，电流和电流密度提高，因 此电弧的溶深和焊丝溶敷效率都大大提高。（一般不开坡口单面一次溶深可达20mm）另一方面由于焊剂和溶渣的隔热作用，电弧上基本没有热的辐射散失,飞溅 也少，虽然用于熔化焊剂的热量损耗有所增大，但总的热效率仍然大大增加。2.焊缝质量高 熔渣隔绝空气的保护效果好，焊接参数可以通过自动调节保持稳定，对焊工技术水平要求不高,焊缝成分稳定，机械性能比较好。 3.劳动条件好 除了减轻手工焊操作的劳动强度外，它没有弧光辐射，这是埋弧焊的独特优点。 埋弧焊的应用范围 目前主要用于焊接各种钢板结构。可焊接的钢种包括碳素结构钢，不锈钢，耐热钢及其复合钢材等。埋弧焊在造船，锅炉，化工容器，桥梁，起重机械及冶金机械制造业中应用最为广泛。此外，用埋弧焊堆焊耐磨耐蚀合金或用于焊接镍基合金，铜合金也是较理想的。埋弧自动焊的过程 埋弧自动焊接时，引燃电弧、送丝、电弧沿焊接方向移动及焊接收尾等过程完全由机械来完成。焊剂由漏斗流出后，均匀地堆敷在装配好的工件上，焊丝由送丝机构经送丝滚轮和导电嘴送入焊接电弧区。焊接电源的两端分别接在导电嘴和工件上。送丝机构、焊剂漏斗及控制盘通常都装在一台小车上以实现焊接电弧的移动。 焊接过程是通过操作控制盘上的按钮开关来实现自动控制的。焊接过程中，在工件被焊处覆盖着一层3050mm厚的粒状焊剂，连续送进的焊丝在焊剂层下与焊件间产生电弧，电弧的热量使焊丝、工件和焊剂溶化，形成金属熔池，使它们与空气隔绝。随着焊机自动向前移动，电弧不断熔化前方的焊件金属、焊丝及焊剂，而熔池后方的边缘开始冷却凝固形成焊缝，液态熔渣随后也冷凝形成坚硬的渣壳。未熔化的焊剂可回收使用。 焊丝和焊剂在焊接时的作用与手工电弧焊的焊条芯、焊条药皮一样。焊接不同的材料应选择不同成分的焊丝和焊剂。如焊接低碳钢时常用H08A焊丝，配用高锰高硅型焊剂HJ431等。焊接电源通常采用容量较大的弧焊变压器。 埋弧自动焊的主要优点1.生产率高 埋弧焊的焊丝伸出长度（从导电嘴末端到电弧端部的焊丝长度）远较手工电弧焊的焊条短，一般在50mm左右，而且是光焊丝，不会因提高电流而造成焊条药皮发红问题，即可使用较大的电流（比手工焊大510倍），因此，熔深大，生产率较高。对于20mm以下的对接焊可以不开坡口，不留间隙，这就减少了填充金属的数量。2.焊缝质量高 对焊接熔池保护较完善，焊缝金属中杂质较少，只要焊接工艺选择恰当，较易获得稳定高质量的焊缝。3.劳动条件好 除了减轻手工操作的劳动强度外，电弧弧光埋在焊剂层下，没有弧光辐射，劳动条件较好。 埋弧自动焊至今仍然是工业生产中最常用的一种焊接方法。适于批量较大，较厚较长的直线及较大直径的环形焊缝的焊接。广泛应用于化工容器、锅炉、造船、桥梁等金属结构的制造。这种方法也有不足之处，如不及手工焊灵活，一般只适合于水平位置或倾斜度不大的焊缝；工件边缘准备和装配质量要求较高、费工时；由于是埋弧操作，看不到熔池和焊缝形成过程，因此，必须严格控制焊接规范。3 焊接性分析3.1 材料的焊接性分析3.1.1 16MnR的化学成分和力学性能16MnR钢是低合金高强度钢。其含有一定的合金元素及微合金化的元素，其焊接性与碳钢有差别，主要是焊接热影响区组织与性能的变化对焊接热输入较敏感，热影响区淬硬倾向增大，对氢致裂纹有敏感性较大，含有碳、氮化合物形成元素的低合金高强度钢还存在再热裂纹的危险等。其含c量小于等于0.20、Mn含量在1.20-1.60、Si的含量在0.20-0.55、Ni、Mo、Cr、Nb、Al、V含量都为零。S的含量小于等于0.030、P的含量小于等于0.035。低合金高强度钢中w（C）一般控制在0.20%以下，为了却保钢的强度和韧性，通过添加适量的Mn、Mo等合金元素及V、Nb、Ti、Al等微量合金化元素，配合适当的轧制工艺或热处理工艺来保证钢材具有优良的综合力学性能。由于低合金高强钢具有良好的焊接性、优良的可成形性及较低的制造成本，因此，被广泛的应用于压力容器、车辆、桥梁、建筑、机械海洋结构、船舶等制造中，已成为大型焊接结构中最主要的结构材料之一。16MnR作为低温压力容器用钢或厚板结构时，为改善低温韧性，也可在正火处理后使用。3.1.2 16MnR的焊接性1.热裂纹：对于此类钢，一般含碳量都较低，含锰量又较高，因而w（Mn）/w(S)较高，具有较好的抗热裂纹能力。但是，当材料成分不合格而发生严重偏析或局部含碳、硫量很高时，也会出现热裂纹。2.冷裂纹：此类钢由于含有少量的合金元素而增加了淬硬性，其冷裂倾向比低碳钢要大一些。其在焊接快冷时会出现少量的铁素体、珠光体及贝氏体和大量的马氏体。因此，其冷裂倾向比低碳钢大。3.再热裂纹：此类钢由于不含强炭化物形成元素，因而对再热裂纹不敏感。4.层状撕裂：层状撕裂往往出现在钢制结构的施焊或使用过程中，是轧制板材中存在层状夹杂物条件下，在板材厚度方向受到较大拉应力时产生的。一般来讲，层状撕裂的产生不受钢材的种类和强度级别的限制，但与板厚有关，一般板厚在16mm以下就不易产生层状撕裂。5.脆化和软化：其产生脆化的原因是因为含碳量不同而异。当碳的质量分数偏于下限（0.12%）时，脆化一般是由于过热区晶粒粗化而形成魏氏体组织造成的；当含碳量较高时，除了由于形成魏氏体组织而脆化外，在发生偏析等情况下还有可能出现由于形成高碳马氏体组织而引起的脆化。热影响区的软化很少发生。4 工艺设计球壳是球罐主体，是装载物料的受压构件，球罐的几何尺寸比较大，用材量大，不能整体运输，因而球壳必须由许多瓣片组成，在制造厂进行球瓣的压制等预制加工后运至施工现场组焊。 设计条件公称容积：5000m（内径Di=21200 mm）球壳材料：16MnR,= t=157 MPa储存物料：液氨物料密度：1=617 kg/m设计压力：P=1.60 MPa设计温度：T=-20-40射线探伤检验：100%充装系数：k=0.9地震设防烈度：7度 基本风压值：400N/ 球罐建造场地：II类场地，近震，B类地区支柱数量：n=12（上下段选取材料16MnR，82412 mm卷制钢管）拉杆：选取2198 mm钢管，材料为Q235-A4.1 球壳的计算4.1.1 赤道板尺寸计算 （见图4.1）弧长=8321 mm弦长=8112.89 mm弧长=2562.53mm弦长弧长弦长弦长 弧长 图4.1 赤道板4.1.2 极板尺寸计算 （见图4.2）图4.2 极板弦长弧长弧长弦长弧长弦长对角线弦长与弧长的最大间距4.1.3 极中板尺寸计算 （见图4.3） 图4.3 极中板弦长弧长弦长弦长弧长弦长弧长对角线弦长与弧长的最大间距 弦长弧长4.1.4 极侧板尺寸计算（见图4.4）图4.4 极侧板弦长弧长弦长弧长弧长弦长弧长弦长弦长弧长式中A、H同前4.1.5 极边板尺寸计算 （见图4.5）图4.5 极边板弧长弦长弦长弧长弧长弦长弧长弦长弦长弧长式中4.1.6 温带板尺寸计算（见图4.6）图4.6温带板弦长弧长弦长弧长弦长弧长弦长弧长：mm4.1.7 计算压力根据式：计算，附加量C=C1+C2=0.3+2=2.3mm设计温度下球壳的计算厚度 球壳的计算厚度为53.5mm，设计厚度为55mm，钢板厚度负偏差不大于0.3 mm，考虑到钢板生产单位能生产的钢板厚度，选择球壳板的名义厚度为56mm。4.1.8 开孔所需要补强面积开孔直径d=di+2C=600+23.1=606mm本开孔直径d=606mm10600 mm，满足GB150 6.4.1条的计算方法适用条件，故采用GB150 6.5条（等面积法）的开孔补强计算方法进行计算。（1）球壳计算厚度 （2）开孔所需补强面积开孔所需补强面积A按GB150 式（6.1确定）A=60652.11=31578 mm2补强圈外径=980mm，内径=630+4=634mm；补强圈的厚度=90 mm；4.2 材料的进厂入库检验结构材料和焊接材料验收合格后，应按企业标准，分别存放在金属材料库和焊接材料库。金属材料主要存放各种钢材、有色金属和外购铸、锻件等，不允许露天堆放。不锈钢板、钢管和有色金属材料，应分别单独存放并妥善保管。4.3 放样、划线与号料放样、划线与号料是决定焊接坯料形状与尺寸公差的重要工艺，亦是焊接结构过程主要质量控制点之一。放样是在制造金属结构之前，按照设计图样，在放样平台上用1：1的比例尺寸，划出结构或者零件的图形和平面展开尺寸。号料和划线采用划针或者磨尖的石笔、粉线作线。4.3.1 毛坯尺寸下料根据展开尺寸，考虑各种影响变形的因素，按下料时各边留出1820 mm的加工余量，做出毛坯下料样板进行画线下料。4.3.2 二次精确下料毛坯经成型加工，曲率合乎要求后，进行二次准确下料。二次下料的切割线采用球面样板画出，以得到尺寸准确的球壳板。球壳板的切割在弧形格板胎具上进行。胎具由弧形格板与支架构成，弧形壳板组成的球形弧面与被加工的球壳板曲率完全符合。因此，同一胎具可以切割同一球罐上的所有球壳板，割炬自行小车可在相同弧形轨道上运动。4.3.3 球瓣的压制球瓣的成型方法主要是通过压机的压力冲压加工而达到要求的形状。该过程称为成型操作。球罐的成型操作分冷压，热压及温压。考虑球壳的厚度，曲率半径，强度等因素，选用热压成型方法。热压成型是指将钢板加热到临界点以上的某一温度，并在这个温度下成型。其优点是：可将钢板加热到塑性变形温度，然后用模具一次冲压成型，降低材料的屈服极限，减少动力消耗，避免应变硬化和增加材料的延展性。一次成型可避免冷压的多点多次冲压过程。 热压应注意以下几点： 1） 热压温度要加以控制，过高的加热温度会造成脱碳，晶粒长大和晶间氧化。热压时为了避免上述问题，要做到内外温度一致，保温时间尽可能短。一般推荐为800900C之间。 2） 需要正火处理的材料，可以用加压的加热来代替钢厂的正火处理，要有足够的保温时间。 3） 材料需要其他热处理，如退火或淬火加回火，则必须在热压后重作处理。 采用厚截面热轧材料如16MnR等，为了提高材料的安全性，用正火温度来进行热压成型，不但达到了热压的效应，而且通过热压使材料的性能提高了。由于冲压过程毛坯塑性变形较大，对于壁厚较大或冲压深度较大的板材，为了提高材料变形能力，保证球壳成型质量，一般都采用热冲压成型。由于本次所选用的球壳壁厚为55mm壁厚较大，因此球壳的冲压成形选用热冲压一次冲压成形。选用液压机型号为：125T油压机。 表4.1 125T油压机参数工作行程垂直速度空程速度回程速度工作台尺寸使用介质20010801203000x290020号机油4.4 坡口加工坡口加工采用火焰热切割并清除表面的氧化层，坡口表面应平滑；焊接接头坡口形状和几何尺寸的设计，应遵循以下原则: （1）保证焊接质量 （2）坡口加工简易 （3）便于焊接加工 （4）节省焊接材料4.4.1 球壳对接坡口球壳对接的焊接采用手工电弧焊弧焊，根据手工电弧焊焊坡口加工要求其坡口形式为双面V形坡口，即X形坡口。具体尺寸如下： 图4.7 球壳对接坡口4.4.2 接管与球壁的焊接 坡口采用氧乙炔焰切割，坡口角度采用45；如图4.8： 图4.8 接管与球壳的焊接球壳各带对接环焊缝图4.9球壳各带对接环焊缝4.5 现场装配与焊接在各类焊接结构生产中，装配焊接是决定产品最终质量的关键性工序，是质量保证体系中重要的质量控制点。为此，生产企业必须为每一部件编制装配工艺卡，为每一中接头编制焊接工艺规程。球壳板应具有良好的表面质量，不应有压坑、麻点、划痕等表面缺陷，其中尖锐有害的伤痕必须修补。4.5.1 组装准备由于本次设计球罐体积较大，采用单片组装法。（1）组装装备及工具起重设备：400kN（40tf）汽车起重机（2）中心柱：中心柱是组装球罐的重要设施，主要是借助钢丝绳或型钢带拖拉装拼和固定球瓣，同时还可利用中心柱设平台，手脚架等。 本次组装采用3008 管子制成，各节间用法兰连接，并设置伞形手脚架。（3）工夹具工夹具（也称工装夹具）是球罐安装过程中必不可少的设备之一，它的主要作用是使相邻球瓣的连接安全牢固，使相邻两球瓣之间的尺寸（错边量及间隙大小）得以方便准确的调整，它对工程的进度、质量以及改善作业条件均有密切关系。本次球罐安装采用的是日字形夹具（图4.10）及间隙片（图4.11）。日字形夹具是由日字形卡码、方形卡帽和圆锥销配套而成。日字形卡码的长度短、底部平，方形卡帽焊在距拼接球瓣边缘较近处，将圆锥插入卡帽后，两壳版之间容易达到调整错边的目的（一般在配合缝隙上每隔1.3m装设一套日字形夹具。）日字形夹具一般与间隙片配合使用，间隙片除了起保证间隙作用外，还可以调整轻微的错边作用（图4.9） 图 4.10日字形夹具 图 4.11间隙片4.5.2 上下支柱的焊接上下支柱的连接采用无胎具组对工艺(如图4.12)，具体操作如下：首先调整赤道带板与地面接触点在同一水平面内，利用球罐上段支柱与赤道板已连接并符合质量要求这一特性，以上半段支柱为基准，根据等腰三角形中线基本原理，现场拉设两条粉线作为三角形的腰，通过控制两腰线相等即AB=AC，多次测量，几点决定一条中心线，进行柱腿上下段支柱的调校，保证支柱的直线度，找正后进行点固焊。图4.12球罐分段式柱腿无平台组对示意图4.5.3 内脚手架、外防护棚的搭设搭设脚手架是球罐组焊过程一项必要的设施，它是从安装、焊接到检验全部工程高空作业时工作人员的主要工作平台。脚手架搭设合理与否对作业条件，安全生产，建设速度有密切关系。为了方便球罐的组装操作，球罐赤道带板及以下各带壳板的组装采用在罐内侧作业的方法，球罐赤道带板以上各带壳板的组装采用在罐外侧作业的方法。据此，赤道带板及其下部壳板的定位块设置于球壳内部，赤道带上环缝及以上壳板的定位块设置于球壳的外部。4.5.4 球罐的安装程序球罐的安装程序赤道带板下温带板上温带板下极边板上极边板下极侧板上极侧板上极中板下极中板首先吊起一块带支柱赤道带板就位于球罐基础上，吊起另一块带支柱赤道带板就位于相邻基础上，之后吊起一块不带支柱赤道带板，插入两块已就位的球壳板之间，操作人员通过爬梯到达带支柱赤道带板的各层操作平台，通过卡具固定赤道带板，然后向不带支柱赤道带板上的三角托架上铺设连接跳板，闭合操作平台，同样方法直至完成赤道带板的吊装。为减少高空作业工作量，预先在地面将每两块温带板连接部位调整点焊为一体，进行吊装就位。先安装一块下温带板，就位后进行相邻温带板的安装，依次完成除下极带中板以外的下部各板的吊装。为施工操作方便，下极带中板暂不安装，待球罐其余焊缝焊接及检验完成后，进行安装组焊。下部壳板安装完毕后，操作人员从罐内赤道带板上端安装赤道带上环缝下外部挂架并搭设跳板和围栏，进行上温带板的吊装时，操作人员从罐外利用赤道带板和上温带板的外侧挂架形成的平台上完成上温带各板的组装工作。采用同样方法，完成上极带各板的吊装。4.6 焊接工艺4.6.1 球壳焊接方法的选择本次球罐的焊接采用手工电弧焊。焊接设备：ZX5400 型硅整流焊机。该球罐主体焊缝的焊接全部采用林肯DC-400弧焊电源，每台焊机必须配置经校验合格的电流表、电压表；以便控制、记录和检查焊接时的线能量。每台焊机要有良好的接地线，并标注专机、专人的姓名和编号。球罐施焊的每位焊工应配有焊条保温筒(仅限于手工电弧焊用)、角向磨光机等工具。电流极性：直流反接。全部采用手工电弧焊。（1）焊条的选择为了有效的减少裂纹的发生，根据等强原则，现场采用与16MnR钢匹配的、规格为4和mm的型号为E5015；牌号为J507的焊条。J507焊条属于低氢碱性焊条，可以有效降低接头中的含氢量。其化学成分中镍的含量较高，可以有效韧化焊缝，减小冷裂纹倾向。（2）焊接参数的确定焊条直径为6mm；焊接电流I=Kd=456=270A；电弧电压为2125V，取24V；电流极性为直流反接。焊条直径为4mm；焊接电流I=Kd=404=160A；电弧电压为2125V，取22V；电流极性为直流反接。4.6.2 焊接顺序1 赤道带焊接工艺赤道带纵焊缝共24条，由8到24名焊工对称均匀分布施焊。焊接采取分段多道多层焊，赤道带纵焊缝里外共焊13层，大坡口侧焊8层，小坡口侧焊5层。焊接时，应采用向上立焊，先焊接大坡口侧，合格后再焊接小坡口侧焊缝。将赤道带纵焊缝平均分成三段，先焊上段大坡口侧，焊接第一、二层时，按每小段500mm长分段退向焊。每小段连续焊完两层后，再进行下一小段的焊接。从大三层起每段按分段长度连续施焊，直至封面。上段大坡口侧焊完后再焊下段大坡口侧。大坡口侧焊完后，进行碳弧气刨清根、砂轮机打磨、表面探伤合格后，再进行小坡口侧焊缝的焊接。2 上下温带半纵焊缝焊接工艺地面焊接，将组对好的温带半放到焊接胎架上，两端焊上引弧板，以便填满坡口端部。采用电加热或火焰加热方法进行预热，预热装置安装在焊缝背面，长度与焊缝相同，将焊缝预热到100。然后先进行外侧大坡口焊接，由2名焊工从两端往中间进行爬坡焊，每层焊完后在焊下一层，每层平焊部位的冷接头要打磨光滑。外侧焊完后用汽车起重机将温带板翻身，放到焊接胎架上，摘除工卡具定位板，留下龙门板，经清根、打磨、磁粉或着色探伤检查合格后，进行内侧焊接。将焊缝再预热到100，由2名焊工从中间往两端进行爬坡焊。焊完后割掉龙门板，进行砂轮机打磨，射线探伤检查。3 上、下极板拼接焊缝的焊接工艺成球后上极板焊缝的焊接，上极板拼接焊缝在上极板与温带板组装成球后进行焊接时，外侧大坡口以平焊为主，而内侧小坡口则以仰焊为主。下极板拼接焊缝焊接时外侧大坡口以仰焊为主，而内侧小坡口以平焊为主。在焊接第一、二层焊缝时，采用分段退向焊，每段焊缝长600mm左右。其余各层（包括小坡口侧）全部采用顺向连续焊。大坡口侧焊缝焊完后，背面进行清根、打磨、磁粉或渗透检测，合格后进行小坡口侧焊缝的焊接。在焊接时，用曲率样板边焊边检查焊缝的角变形情况。4 上下温带与赤道带环焊缝的横焊工艺上、下温带与赤道带的环焊缝，由12名焊工同时均布对称焊接。环焊缝为横焊位置，其施焊方向一律从左向右进行，内侧焊缝和外侧焊缝的焊接方向相反。先焊大坡口侧焊缝，第一、二、三层采用分段退向焊，每段长度为600700mm，每段的三层连续焊完，然后再焊下一段的三层，以此类推。除封面焊外，其余各层各道，每个焊工要从所分担区域的始点连续焊到终点，最后的封面层要采用分段退向焊。第一段的各道连续焊完后再焊下一段，以此类推。分段长度为700800mm，每段的接点要保证焊接质量，焊道的排列要均匀、平滑过渡。焊接第一、二、三层时的起、熄弧点及层间要错开50mm，各焊工交界处也要错开50mm，其余各层的焊工交界处要错开200mm，每层的各道要错开80mm。5 极板与温带环焊缝的横焊工艺上极板与上温带、下极板与下温带之间环焊缝的焊接要求、焊接规范均与上下温带与赤道带环焊缝的横焊缝的横焊工艺相同。6 上下人孔凸缘对接焊缝的焊接工艺 人孔凸缘的坡口形式与球罐对接焊缝的坡口形式相同。焊接规范按照横焊缝的焊接规范进行。焊接时，先焊大坡口侧的焊缝，各层各道的排列要均匀适当，避免产生夹渣和咬肉等缺陷。大坡口侧焊缝焊完后，在小坡口侧进行气刨清根、打磨、合格后在焊小坡口侧。7 接管角焊缝焊接工艺坡口采用氧乙炔焰切割，坡口角度采用45，并且接管组装前要打磨坡口，使之露出金属光泽。焊接时，先焊大坡口面的焊缝，每层每道要排列适当，每层的焊渣一定要清除干净。各层各道的起弧点要错开80mm。大坡口侧焊缝焊完后，在小坡口侧进行气刨清根、打磨、磁粉检测。然后再进行焊接。焊后应立即进行后热消氢处理。另外，接管角接焊缝的焊接，容易产生焊接收缩裂纹，因此，应进行充分的预热。4.7 焊后热处理球罐进行焊后整体热处理。球形储罐焊后整体热处理的主要目的是消除焊接残余应力，改善球罐使用性能。加热方法采用内部燃烧法加热，即将球罐作为炉体，上人孔加烟囱，球壳外侧设置测温热电偶并加以保温，下人孔安装一组火焰燃烧器，以轻柴油作燃料，用压缩空气雾化后燃烧进行加热，并按规定控制整个热处理过程以达到热处理目的。焊接工艺上采取如下措施：1 焊前预热100200C 左右。2 焊后热处理750800C退火处理。4.8 焊件的质量检查 焊件的质量主要应依靠生产全过程各个工序、特别是关键工序的控制。焊件的最终质量检查，实际上是辅助性的质量控制手段。焊件的最终质量检查，可按产品的结构特点和技术要求，分为以下几点： 1：焊接结构的外形尺寸检查 2：焊缝的外观检查 3：焊接接头的无损检测 4：焊接接头的密封性检查 5：结构整体的耐压性检查 6：见证件检查 4.8.1 焊接接头的无损检测 焊接接头无损检测的作用，是探测目视检查不能发现的的各种缺陷。例