钢制球形储罐热处理施工工艺

钢制球形储罐热处理施工工艺摘要：一般施工工过程中，经经过冷热加工工以后的设备备，在常温下下内部均保留留着部分残余余应力。残余余应力的大小小，方向对设设备的稳定性性有很重要的的影响，采用用燃油内燃法法对球罐进行行整体消除应应力热处理改改善球罐的使使用性能，指指出了热处理理工艺中应该该注意的问题题。关键词：球罐；；热处理；燃燃油内燃法钢制球形储罐简简称“球罐”，焊后整体体热处理较复复杂，国内外外采用燃油内内燃法和燃气气法比较多，下下面介绍一下下燃油内燃法法。燃油内燃法即将将球罐作为燃燃烧室，上部部人孔为排烟烟孔，下部人人孔安装喷嘴嘴燃烧器，以以柴油作为燃燃料燃烧，按按工艺要求制制造升温、恒恒温、降温过过程，以达到到消除残余应应力的热处理理目的。1．主要材料、机机具及其他准准备工作1．1主要材料料、机具首先是球罐表面面保温材料的的选择，保温温材料的选择择很重要，它它关系到球罐罐的升温速度度和保温效果果以及燃料（柴柴油）的节约约。热处理时时应选用能耐耐最高热处理理温度、对球球罐无腐蚀、容容重低、导热热系数小和施施工方便的保保温材料。一一般选用无碱碱超细玻璃纤纤维保温棉被被，规格为22000mmm×l000mmm×50mm，硅硅酸铝板600mm×400mmm×50mm。其他主要有：热热处理控制设设备、空压机机、热电偶((K型)、保温钉、扁扁铁、铁丝、燃燃料油、储油油罐、液化气气罐（氧气、乙乙炔）、燃烧烧器、补偿导导线(铜-grN))、黄油等。1．2球罐热处处理前，应对对下列工作进进行确认1．2．1与球球罐受压元件件连接的焊接接工作全部完完成；1．2．2热处处理前的各项项无损检测工工作全部完成成，并经确认认合格；1．2．3球罐罐焊接后总体体几何尺寸检检验合格；1．2．4支柱柱拉杆及地脚脚螺栓已松开开，并确认支支柱柱脚在热热处理过程中中可以正常移移动；1．2．5产品品焊接试板已已放在球罐热热处理过程中中高温区的外外侧；1．2．6与热热处理无关的的接管已采用用盲板封堵；；1．2．7热处处理前，热电电偶及记录仪仪表应经计量量校验合格并并在有效期内内；1．2．8加热热系统已调试试合格；1．2．9已采采取防雨、防防风、防火和和防停电等预预防措施。2.球罐需整体体热处理条件件及恒温温度度2．1符合下列列情况之一的的球罐应在压压力试验之前前进行焊接后后整体热处理理2．1．1设计计文件要求进进行焊后整体体热处理的球球罐；2．1．2厚度度大于32mmm(若焊前前预热1000℃以上时，厚厚度大于388mm)的碳碳素钢和077MnCrMMoVR钢制制球罐；2．1．3厚度度大于30mmm(若焊焊前预热1000℃以上时，厚厚度大于344mm)的16MnRR钢制球罐；；2．1．4厚度度大于28mmm(若焊焊前预热1000℃以上时，厚厚度大于322mm)的15MnVVR钢制球罐罐；2．1．5任意意厚度的其他他低合金钢制制球罐；2．1．6图样样注明有应力力腐蚀的球罐罐，如盛装液液化石油气、液液氨等的球罐罐；2．1．7图样样注明盛装毒毒性为极度或或高度危害物物料的球罐。2．2热处理恒恒温温度热处理恒温温度度应按设计文文件要求，如如果设计文件件未提出要求求时，也可参参照表1进行。表1热处理温度度钢号热处理温度℃℃20R600±2516MnR600±2515MnVR570±2015MnVNRR565±2007MnCrMMoVR，07MnNNiCrMooVDR565±2009Mn2VDDR，16MnDDR600±203．热处理施工工过程燃油内燃法通过过安装在球罐罐下极人孔处处的燃烧器使使燃料油雾化化燃烧，以明明火加热方式式提供热处理理过程所需要要的热量。热热处理操作包包括保温系统统、测温系统统、加热系统统及支柱柱脚脚移动系统的的操作其施工过程如下下：挂扁铁—布置热热电偶—铺设保温棉棉（先铺硅酸酸铝板后铺岩岩棉保温被）—安装喷油嘴嘴燃烧器—连接油路、电电路及测温各各系统—热处理—热处理设备备及临时设施施拆除—产品检验—形成资料3．1挂扁铁保温钉不得直接接与球壳板焊焊接，采用扁扁铁与保温钉钉组成的带状状结构，保温温钉在扁铁上上的布置间距距宜为400mm--700mm。将焊接接有保温钉的的扁铁紧贴球球壳板纵向固固定于球罐外外表面，在赤赤道线处最大大间距宜为800mm—1200mm。3．2布置热电电偶测温点均匀地布布置在球罐外外表面，相邻邻测温点的间间距宜为45500mm。距距上下人孔与与球壳板环焊焊缝边缘2000mm范围围内应设测温温点各1个；产品焊焊接试板应设设测温点1个，测温点点总数不应少少于表2的规定。表2：测温点总总数球罐容积(m33)5012020040065010002000≥4000测温点数(个))88121212162436测温用的热电偶偶可采用储能能焊或螺栓固固定于球罐外外表面上，热热电偶和补偿偿导线应固定定好。热电偶偶及记录仪表表应经过校准准准确度应达达到1%的要求，并并在有效周期期内。热电偶偶采用镍铬、镍镍硅，补偿导导线采用铜和和康铜，其分分度号EV-2，采用螺母母，开4×4方槽为安装装热电偶靴座座，把开槽螺螺母点焊在测测点部位的球球壳上，靴座座缺口为径线线方向，点焊焊力求小，便便于消除磨光光。如图一：：图一：热电偶固定方法图一：热电偶固定方法3．3铺设保温温棉被将保温棉被挂在在保温钉上，每每层、每块接接缝严密，内内外层接缝应应相互错开2200mm～～300mmm，内层硅酸酸铝板与球壳壳板外壁应贴贴紧，最大间间隙不得超过过20mm，外外层岩棉被用用铁丝网捆住住，在热处理理过程中岩棉棉被不得松动动、脱落。保保温效果直接接影响加热速速度和温差均均匀性，若在在具体实施中中如果不严加加控制，往往往造成下极板板保温棉被下下坠。从而产产生与球壳板板严重脱离的的现象，影响响热处理质量量。球罐上的的人孔、接管管、连接板均均进行保温，从从支柱与球壳壳板连接焊缝缝的下端算起起向下不少于于1000mmm长度范围围内的支柱应应进行保温。3．4热处理球内燃烧法加热热装置应在投投用前进行试试压合格并经经吹扫和试烧烧，试烧时间间不得少于10min，试烧过程程中如发现的的设备缺陷彻彻底消除后，方方可按工艺曲曲线进行热处处理操作。球罐内燃烧法热热处理操作应应注意调节火火焰,控制球体各各部温差不得得过大。采用用柴油雾化法法加热调节火火焰时，应防防止正压反喷喷，点火时，先先给风后给油油，有专人负负责打开液化化气阀（或者者氧气乙炔焰焰），升温时时先加风后加加油，调小火火焰时，先减减油后减风，风风油增减应按按比例逐步调调节。升温和和恒温阶段，排排烟筒应处于于全开位置。温度应进行连续续自动记录。为为减少热处理理过程中的温温度波动，在在球罐内部用用钢筋、铁丝丝网及硅酸铝铝软毡(耐温10000~C以上)做一伞罩，吊吊挂在距下人人孔约l／3球罐内直径径处。3．4．1升温温升温和降温速度度的温度起始始线：根据资资料介绍，在在300～400℃以下的加热热或冷却速度度对材料性能能没有有害影影响。以往国国内外规范中中均是以3000℃作为控制的的界限，目前前大多数国家家热处理规范范中已将此温温度修改为4400℃。升温阶段，在4400℃及以下可不不控制升温速速度；在400℃以上时，升升温速度宜控控制在50-80℃/h的范围内。3．4．2恒温温热处理达到预定定的热处理温温度，需要一一定的保持时时间以使应力力松驰过程得得以充分进行行，以达到较较好的消除残残余应力和改改善焊接接头头性能的效果果。通常情况下，热热处理温度最最少保持时间间按球壳板厚厚度每25mmm恒温lh计算且不不少于1h。3．4．3降温温。降温阶段，降温温速度宜控制制在30-50℃/h的范围内，400℃以下可在空空气中自然冷冷却。3．4．4温差差热处理温差是热热处理时各测测点中最高温温度和最低温温度的差值，反反映了球罐整整体温度的均均匀性，温差差愈小，表明明各处温度愈愈均匀、残余余应力消除得得越充分。在在400℃以上升温和和降温阶段，球球壳表面上任任意两测温点点的温差不得得大于1300℃。热处理时时，保温层外外表面温度应应不大于600℃。3．4．5柱脚脚移动热处理过程中，应应监测支柱底底板位移。温温度每变化