球罐组焊与安装工艺

球罐组焊与安装工艺

这个体积是一个压力容器来储存液体或气体。由于几何体积很大，无法整体运输。通常是在制造厂进行球片压制,接管与极板组焊,上段支柱与赤道带板组焊等工作,然后运到使用场地进行现场组焊。组焊是将压制好的球片在现场进行组对焊接,并安装其它附件,这一工作实际上是球罐制造过程的延续。根据《压力容器安全技术监察规程》和《锅炉压力容器制造监督管理办法》的规定,需对此过程进行产品安全性能监检。按照《锅炉压力容器产品安全性能监督检验规则》的要求,监检内容包括对球罐组装过程中涉及安全性能的项目进行检验和对受检企业制造质量体系运转情况的监检。1采用球罐装装工艺1.1球罐和罐体球罐一般由球壳板、支柱、拉杆、人孔、接管等部件组成。球壳是球罐的主体,球罐由多块压制成球面的球壳组焊而成。球罐安装是将支柱坐落在球罐基础上并以此为支撑,在空中将球壳用工卡具组装为一体,并依序进行其后的焊接和检测等工作,最终交付使用。1.2统一脚手架结构因球罐组装全部为高空作业,必须借助于操作脚手架来完成每块壳板之间的连接。球罐的内脚手架通常为伞形脚手架、满堂脚手架和三角腿脚手架几种形式。伞形脚手架是借助于组装用的中心柱架设的一种设施,是由中心柱、多层三脚架和跳板组成。满堂脚手架是采用钢管杆件和扣件连接,由立杆和横杆组成的水平和垂直两个方向的网格结构。三角脚手架是由三角挂架、挂鼻、跳板等组成。先将挂鼻焊接在壳板的指定部位,将不同规格的三角架安装在相对应的挂鼻上。1.3球罐及带支柱安装球罐的组装采用散装法,即将每块球壳板逐块吊起,组装成球体。球壳板的吊装采用汽车起重机(或履带吊车)进行,吊装顺序为:赤道带板→下级带侧板→下级带边板→上温带板→上极带侧板→上极带边板→上极带中板→下级带中板。吊装前,在地面上将三脚架安装在设置于每块球壳板的挂鼻上,并在带支柱赤道带板、下温带板和下极带边板内侧和上温带板外侧的挂鼻上铺设跳板并绑扎牢固,之后进行壳板的吊装。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(不带跳板),插入2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脚挂架上铺设连接跳板,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2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周栏,进行上温带板的吊装时,操作人员从罐外通过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。球罐罐内上部由于角度过于倾斜的原因,赤道带板上环缝以上部位,若设置三角挂架,存在臂长过大、稳定性不好的缺点,为满足罐内上部施工作业要求,根据具体尺寸,预先在地面制作可拆卸的双层伞形脚手架,在球罐组装完成后,将伞形脚手架材料输送至罐内底部,在罐底进行螺栓连接安装,并铺设跳板,然后从上极板人孔处提升,就位后,固定在上人孔上。完成球罐内脚手架的安装。外防护棚在球罐吊装完成后组立,采用单排结构钢管扣件连接,防护棚采用地面预制成片,分片吊装,并在上部外侧已有脚手架的基础上,绑扎下部脚手架,然后铺设钢跳板。完成后在外部用瓦棱铁皮覆盖,要求达到防火、防风、防雨,满足焊接及无损检验的要求。2焊接和现场监控2.1焊接前准备工作2.1.1焊接修复对下述内容进行审核:(1)焊条制造单位出具的质量证明文件;(2)安装单位按批号进行的化学成分分析及扩散氢含量及力学性能复检报告。2.1.2焊接工艺评定根据JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》、GB12337-1998《钢制球形储罐》及技术条件,按立焊、横焊、平(仰)焊3种焊接位置分别进行了焊接工艺评定。对其焊接工艺指导书、焊接工艺评定书和焊接工艺规程进行审查,确认所采用的焊接工艺均符合相关标准、规范的要求。2.1.3焊接资格审查对所有施焊焊工的资格证书逐一进行审核,焊工施焊的钢材种类、焊接方法和焊接位置等均与本人考试合格的项目一致。2.1.4柱的平齐度调整球罐组对精度对整个球罐的焊接质量乃至最终成形质量都有很大影响。故在组对完成后,应立即进行精确找正。对支柱垂直度、对口间隙、错边量、圆度、上下口的平齐度等均予以严格控制,反复调整,使其最终尺寸均高于标准和设计要求。在调整过程中,应特别注意各板间的累积误差。质检人员按要求完成几何尺寸的自检后,通知监检人员进行现场复查,确认各项数据均达到要求后,再进行定位焊。2.1.5焊接定位定位焊先在相邻两带球壳板的纵缝上进行。为减小焊接应力与角变形,定位焊采取了分组、对称、同时焊接,保证了焊接质量。2.1.6施焊条件及焊材库的检查焊接是影响球罐最终质量的关键环节,焊接时,首先检查施焊条件及焊材库,同时应严格按照所制定的焊接工艺规程操作。实时记录实际的预热温度、道间温度、后热温度和焊接工艺参数等。2.1.7球罐焊缝的焊接施焊顺序遵循下列原则:(1)先焊纵缝,后焊环缝;(2)先焊赤道带,后焊温带、极板;(3)先焊大坡口面焊缝,后焊小坡口面焊缝;(4)焊工均布,并同步焊接。焊接要点:(1)焊前应将坡口表面及其两侧的水、铁锈、油污、积渣和其他有害杂质清理干净。(2)焊条达到烘干温度,烘干后放在规定温度的恒温箱内,随用随取,取出后放在保温筒内,以备使用。(3)焊接时,必须在坡口内引弧,严禁在坡口外引弧或擦伤球壳板表面,防止产生淬硬的弧坑或弧坑裂纹。焊接时,应采取多层多道焊,每层焊道引弧点依次错开50mm以上,每段焊缝的接头处要打磨,更换焊条的速度要快,尽量减少接头的冷却时间。每焊第1根焊条时要在焊点前10-15mm处引弧,然后迅速拉回到施焊点进行焊接。(4)球壳板焊缝第1层焊道要采取分段后退法焊接,且应直线运条、短弧焊,尽量达到反面成形。(5)每条焊缝单侧必须一次连续焊完,否则应进行消氢处理。重新施焊时,按预热规定重新预热。(6)每组焊工间的焊接速度要保持基本一致,焊工还要注意经常调节焊接电流。(7)横焊缝是球罐焊接缺陷最容易产生的部位,因此,横焊时,每层每道的焊渣要彻底清除,要精心选择焊接方法和焊接顺序,正确掌握运条角度。(8)应在坡口内引弧,禁止在非焊接部位引弧,弧坑应填满。(9)焊接时应当认真控制热输入,每条焊道的热输入都不应高于评定合格数值。(10)双面焊需清理焊根,露出正面打底的焊缝金属,接弧处应保证焊透与熔合。(11)施焊过程中应控制道间温度不超过规定范围,当焊件预热时,应控制道间温度不得低于预热温度。2.1.8球壳板试板焊接工艺每台球罐焊接试板3块,即横焊位置、立焊位置、平焊加仰焊位置的产品试板各1块,试板是由与球壳板同一批号,同一厚度,并与球罐同样的焊接条件及焊接工艺下进行焊接。2.1.9t形涵缝、射线探伤级片率整体球罐焊接结束后,分别对对接焊缝进行磁粉探伤(内外表面100%)、超声波探伤(≥20%,均包含T形涵缝)和γ射线探伤(100%),射线探伤Ⅰ级片率达到97%。对超标缺陷进行返修后重新探伤,均应符合标准要求。审查各项无损探伤报告,核实探伤比例和位置,并抽查50%射线探伤底片(包括所有返修部位底片),符合JB4730-1994《压力容器无损检测》的要求。2.1.1产品焊接试板的热处理采用燃油高速喷嘴内燃法进行焊后整体热处理,热处理前审查热处理方案,确认热处理工艺及温度曲线均按照设计要求和规范编制,产品