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球罐的焊接制造
球形儲罐（以下簡稱球罐）的現(xiàn)場組裝是球罐建造工程中的關(guān)鍵，特別是近年我國球罐大型化發(fā)展迅猛，進(jìn)口材料繁多，現(xiàn)場組焊焊接難度增大，施工機(jī)具增多，質(zhì)量要求不斷增高。因此選擇合理的施工方案，減少組裝應(yīng)力和焊接應(yīng)力，確保工程質(zhì)量，是業(yè)主、施工單位、監(jiān)理機(jī)構(gòu)追求的目標(biāo)。
一、球罐的組裝
隨著國內(nèi)球罐建造水平的不斷提高，特別是8000M3液化石油氣球罐的國產(chǎn)化，推動了球罐向大型化發(fā)展的步伐。但大型化的球罐無法作焊后整體消除應(yīng)力熱處理，所以 大限度的減少球殼板壓制和安裝現(xiàn)場的組焊應(yīng)力，已經(jīng)引起廣大用戶的關(guān)注，在招投標(biāo)中往往成為中標(biāo)的重要條件。球殼板在不影響運輸?shù)臈l件下，尺寸越來越大，其目的就是為了減少球殼的焊縫總長度，從根本上提高球罐的安全運行，這樣就減少了安裝現(xiàn)場的工程量，特別是減少了罐內(nèi)施焊對焊工身體的危害。
球罐組裝方案多種多樣，有散裝法，大片裝法，帶裝法等。安裝現(xiàn)場用施工設(shè)備和機(jī)具、工夾具繁多。組裝工藝、腳手架的搭板也不盡一致。本節(jié)就普遍采用的散裝法作一介紹。
1、上下段支柱、定位塊、吊耳的安裝
A、上、下段支柱的組對
大型球罐的支柱一般分兩段，支柱上段與赤道板的組焊已在制造單位完成，所以安裝現(xiàn)場需將支柱上、下段在平臺上組對焊接。組對前，先把赤道板放平墊實，然后分別畫出赤道板和支柱上段中心線，赤道板中心點為O，在赤道板中心線上找出兩點A和A’，使OA＝0A’＝A。對準(zhǔn)上段支柱與下段支柱中心線，在下部支柱定一個B點，找正支柱左右偏差，使AB＝A’B＝B。為檢查支柱上、下段同軸度，可通過赤道板上下口中心拉一細(xì)鋼絲，使下段與鋼絲平行，即C＝C’，然后進(jìn)行焊接與檢測。
B、定位塊的安裝
為調(diào)整球殼之間的間隙、錯邊等，需在球殼板周邊焊一些臨時定位塊，其縱向間距為1.1～1.3M，環(huán)向間隙為0.55～0.8M，定位塊距球殼邊緣距離應(yīng)根據(jù)夾具的結(jié)構(gòu)而定。定位塊和吊耳的焊接應(yīng)和球殼的焊接采用同樣的焊接工藝，拆除時須采用碳弧氣刨或氣割切除，砂輪打磨，嚴(yán)禁用錘打掉。
定位塊一般是赤道板及以上裝在外側(cè)，下溫帶板及以下裝在內(nèi)側(cè)；但對有腐蝕介質(zhì)的球罐定位塊宜全部裝在外側(cè)，因球罐的腐蝕主要在焊縫和焊跡處。
C、吊耳的安裝
赤道板和上溫帶板以及上極邊板、側(cè)板、中板的吊耳裝一般是焊在外側(cè)，下溫帶、下極帶的邊板、側(cè)板、中板上的吊耳裝焊在內(nèi)側(cè)。
2、組裝方法
球罐常用的組裝方法有散裝法、分帶組裝法、半球組裝法和大片裝法等。但近幾年球罐向大型化發(fā)展較快，更多業(yè)主已認(rèn)識到球罐組裝應(yīng)力給使用造成的危害，所以散裝法是一種先進(jìn)的、組裝應(yīng)力比較低的方法。
以赤道帶為基準(zhǔn)的散裝法，施工工藝簡便，所需起吊能力較小，使用起重機(jī)時間較少，是當(dāng)前使用 普遍的方法。組裝順序是先組裝赤道帶，將赤道帶調(diào)整合格后，再組裝其他各帶。
3、支柱的安裝
A、支柱用墊鐵找正后，每組墊鐵高度不應(yīng)小于25MM，且不宜多于3塊。斜墊鐵應(yīng)成對使用，接觸緊密。找正完畢后，點焊應(yīng)牢固。
B、支柱安裝找正后，應(yīng)在球罐徑向和周向兩個方向檢查支柱的垂直度。當(dāng)支柱設(shè)計小于或等于8M時，垂直度允許偏差為12MM；當(dāng)支柱高度大于8M時，垂直度允許偏差為支柱高度的1.5％，且不應(yīng)大于15MM。
二、球罐的現(xiàn)場焊接順序和焊工布置
1、球罐采用焊條電弧焊時，焊接順序和焊工布置應(yīng)符合下列要求：
A、球罐采用分帶組裝時，宜在組裝平臺上焊接各帶的縱、環(huán)縫，無損檢測合格后，再組裝成整體，然后進(jìn)行各帶之間的焊接。
B、球罐采用分片組裝時，應(yīng)按先縱縫后環(huán)縫的原則介紹焊接順序。
2、為防止球罐變形，焊工的布置應(yīng)均勻，并同步焊接。
3、焊條電弧焊雙面對接焊縫，單側(cè)焊接后應(yīng)進(jìn)行背面清根。當(dāng)采用碳弧氣刨清根時，清根后應(yīng)采用砂輪修整刨槽和磨除滲碳層，并應(yīng)采用VT、MT或PT檢測方法進(jìn)行檢查。
焊縫清根時應(yīng)清除定位焊的焊縫金屬，清根后的坡口形狀應(yīng)一致。
4、藥芯焊絲自動焊和半自動焊時，球罐焊接順序應(yīng)符合下列要求：
A、球罐組裝完畢后，應(yīng)按先縱縫后環(huán)縫的原則介紹焊接順序。
B、縱縫焊接時，焊機(jī)布置應(yīng)對稱均勻，并同步焊接。
C、環(huán)縫焊接時，焊機(jī)布置應(yīng)對稱，并按統(tǒng)一旋轉(zhuǎn)方向焊接。
5、焊接時起弧端應(yīng)采用后退起弧法，收弧端應(yīng)將弧坑填滿，多層焊的層間接頭應(yīng)錯開。
6、在距離球罐焊縫50MM處的制定部位，應(yīng)打上焊工鋼印，并作記錄。對不允許打鋼印的球罐應(yīng)采用排版圖記錄。
打鋼印的球罐應(yīng)采用排版圖記錄。
三、球罐焊縫返修及球殼板表面損傷修補(bǔ)
1、焊縫表面缺陷應(yīng)采用砂輪磨除，缺陷磨除后的焊縫表面若低于母材，則應(yīng)進(jìn)行焊接修補(bǔ)。焊縫表面缺陷當(dāng)只需打磨時，應(yīng)打磨平滑或加工成具有3：1及以下坡度的斜坡。
2、焊縫兩側(cè)的咬邊和焊趾裂紋必須采用砂輪磨除，并打磨平滑或加工成具有3：1及以下坡度的斜坡和焊趾裂紋的磨除深度不得大于0.5MM，且磨除后球殼的實際板厚不得小于設(shè)計厚度，當(dāng)不符合要求時應(yīng)進(jìn)行焊接修補(bǔ)。
3、焊縫咬邊和焊趾裂紋等表面缺陷進(jìn)行焊接修補(bǔ)時，應(yīng)采用砂輪將缺陷磨除，并修整成便于焊接的凹槽，再進(jìn)行焊接。補(bǔ)焊長度不得小于50MM。材料標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度大于或等于540MPA的球罐在修補(bǔ)焊道上應(yīng)加焊一道凸起的回火焊道，焊后再磨去多余的焊縫金屬。
4、焊接修補(bǔ)時如需預(yù)熱，應(yīng)以修補(bǔ)處為中心，在半徑為150MM的范圍內(nèi)預(yù)熱，預(yù)熱溫度應(yīng)取上限。焊接線能量應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)；焊接短焊縫時線能量不應(yīng)取下限值。焊縫修補(bǔ)后，有后熱處理要求的應(yīng)立即進(jìn)行。
5、焊縫內(nèi)部缺陷的修補(bǔ)應(yīng)符合下列要求。
A、應(yīng)根據(jù)產(chǎn)生缺陷的原因，選用適用的焊接方法，并制訂修補(bǔ)工藝。
B、修補(bǔ)前宜采用超聲檢測確定缺陷的位置和深度，確定修補(bǔ)側(cè)。
C、當(dāng)內(nèi)部缺陷的清除采用碳弧氣刨時，應(yīng)采用砂輪清除滲碳層，打磨成圓滑過渡，并經(jīng)滲透檢測或磁粉檢測合格后方可進(jìn)行焊接修補(bǔ)。氣刨深度不應(yīng)超過板厚的2／3，當(dāng)缺陷仍未清除時，應(yīng)焊接修補(bǔ)后，從另一側(cè)氣刨。
D、修補(bǔ)長度不得小于50MM。
E、焊縫修補(bǔ)時，如需預(yù)熱，預(yù)熱溫度應(yīng)取要求值的上限，有后熱處理要求時，焊后應(yīng)立即進(jìn)行后熱處理；線能量應(yīng)控制在規(guī)定范圍內(nèi)，焊短焊縫時，線能量不應(yīng)取下限值。
F、同一部位（焊縫內(nèi)、外側(cè)各作為一個部位）修補(bǔ)不宜超過兩次，對經(jīng)過兩次修補(bǔ)仍不合格的焊縫，應(yīng)采取可靠的技術(shù)措施，并經(jīng)單位技術(shù)總負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)后方可修補(bǔ)。
G、焊接修補(bǔ)的部位、次數(shù)和檢測結(jié)果應(yīng)做記錄。
H、各種缺陷清除和焊接修補(bǔ)后均應(yīng)進(jìn)行MT或PT檢測。當(dāng)表面缺陷焊接修補(bǔ)深度超過3MM時（從球殼表面算起）應(yīng)進(jìn)行RT檢測。
I、焊縫內(nèi)部缺陷修補(bǔ)后，應(yīng)進(jìn)行RT檢測或UT檢測，選用的方法應(yīng)與修磨前發(fā)現(xiàn)缺陷的方法相同。
6、球罐在制造、運輸和施工中所產(chǎn)生的各種不合格缺陷都應(yīng)進(jìn)行修補(bǔ)。
7、球殼板母材表面缺陷的修補(bǔ)應(yīng)符合下列要求。
A、球殼表面缺陷及工卡具焊跡應(yīng)采用砂輪清除。修磨后的實際厚度不應(yīng)小于設(shè)計厚度，磨除深度應(yīng)小于球殼板名義厚度的5％，且不應(yīng)超過2MM。當(dāng)超過時，應(yīng)進(jìn)行焊接修磨。
B、球殼板表面缺陷進(jìn)行焊接修補(bǔ)時，每處修補(bǔ)面積應(yīng)在50CM2以內(nèi)；當(dāng)在兩處或兩處以上修補(bǔ)時，任何兩處的邊緣距離應(yīng)大于50MM，且每塊球殼表面修補(bǔ)面積總和應(yīng)小于該球殼面積的5％。
當(dāng)劃傷及成形加工產(chǎn)生的表面?zhèn)鄣热毕莸男螤畋容^平緩時，可直接進(jìn)行焊接修補(bǔ)。當(dāng)直接堆焊可能導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生時，應(yīng)采用砂輪將缺陷清除后再進(jìn)行焊接修補(bǔ)。表面缺陷焊接修補(bǔ)后焊縫表面應(yīng)打磨平緩或加工成具有3：1及以下坡度的平緩?fù)姑妫腋叨葢?yīng)小于1.5MM。
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