1.球形罐的构造及形式
1)球形罐的构造
球形罐由球罐本体、支座(或支柱)及附件组成。球罐本体为由球壳板拼焊而成的圆球形容器,为球形罐的承压部分。球形罐的支座常为由多根钢管制成的柱式支座,以赤道正切柱式最普遍。球罐的附件有外部扶梯、阀门、仪表。
2)球形罐的形式
(1)枯瓣式球形罐。组成球壳体的球壳板板片由经线和纬线分割而成,形状如同桔瓣。
(2)足球式球形罐。按足球分瓣的形状、尺寸相同的球壳板拼焊而成。
(3)混合式球形罐。为桔瓣式与足球式的结合。
2.球壳和零部件的检查验收
1)质量证明文件检查
(1)球形罐质量证明书包括的内容:制造竣工图样;压力容器产品合格证;产品质量证明文件;特种设备制造监督检验证书。
(2)产品技术资料包括:质量计划或检验计划;主要受压元件材质证明书及复验报告;材料清单;材料代用审批证明;结构尺寸检查报告;焊接记录;热处理报告及自动记录曲线;无损检测报告;产品焊接试件检验报告;产品铭牌的拓印件或者复印件。
2)球壳板及弯部件检查
球壳板的型式与尺寸应符合图样要求,表面不允许存在裂纹、气泡、结疤、折叠和夹杂等缺陷,球壳板不得有分层。
3)球壳板超声波测厚
球壳板应进行超声波测厚抽查,抽查数量不得少于球壳板总数的20%,实测厚度应不小于设计厚度,若有不合格,应加倍抽查,若仍有不合格应进行100%超声波测厚检查。
4)球壳板超声波探伤
球壳板周边100mm范围应进行超声波检查抽查,被抽查数量不得少于球壳板总数的20%,且每带不少于2块,上、下极不少于1块。其结果应符合规范规定,若发现超标缺陷,应加倍抽查,若仍有超标缺陷,则100%检验。
5)产品试板检查
(1)外形尺寸和数量。制造单位提供每台球罐6块焊接试板,其尺寸为600mm×180mm,试板的各项检测按《承压设备产品焊接试件的力学性能检验》NB/T47016— 2011的规定执行。
(2)标识和材质证明书。试板材料与球罐材料应具有相同标准、相同牌号、相同厚度和相同热处理状态。试板的坡口形式与球壳板相同。
3.球形罐组装
1)散装法
(1)散装法是以单块球壳板(或几块球壳板)为最小组装单元的组装方法。
(2)散装法组装施工程序(5带球形罐):支柱和赤道板组对→赤道带板组装→中心柱安装→下温带板组装→上温带板组装→中心柱拆除→下极板组装→上极板组装→内外脚手架搭设→调整及组装质量总体检查。
2)分带组装法
(1)分带组装法是在现场的一个平台或一个大平面上,按照赤道带、上下温带、上下极板等分别组对并焊接成环带,然后把各环带组装成球罐的方法。
(2)分带组装法施工顺序:平台上组装赤道带→赤道带纵缝焊接→平台上组装上、下温带→上、下温带纵缝焊接→平台上组装焊接上、下极板→上、下极板与上、下温带组焊→下温带(包括极板)吊到基础中心→安装支柱→吊装赤道带、就位后找水平度→下温带与赤道带安装→上温带与赤道带安装→内外脚手架搭设→组装后整体检查→赤道带与上、下温带环缝焊接及支柱与赤道带焊接→焊后总体检查。
4.焊接要求
(1)焊接程序;先焊纵缝,后焊环缝;先焊短缝,后焊长缝;先焊坡口深度大的一侧,后焊坡口深度小的一侧。
(2)焊工应对称分布、同步焊接;在同等时间内超前或滞后的长度不宜大于500mm;焊条电弧焊的第一层焊道应采用分段退焊法;多层多道焊时,每层焊道引弧点宜依次错开25~50mm。
5.球形罐焊后整体热处理
1)整体热处理的依据
球形罐根据设计图样要求、盛装介质、厚度、使用材料等确定是否进行焊后整体热处理。球形罐焊后整体热处理应在压力试验前进行。
2)整体热处理的条件
(1)具有已经批准的热处理施工方案。
(2)与球形罐受压件连接的焊接工作全部完成。
(3)各项无损检测工作全部完成并合格。
(4)加热系统已调试合格。
(5)前面工序已经完成,已办理工序交接手续。
3)热处理工艺实施
(1)球形罐整体热处理方法(内燃法)
① 用燃烧产生的烟气在球形罐内部加热并进行温度控制,球罐外部保温而达到热处理要求的热处理工艺温度。2000m3以下的球形罐宜采用负压内燃法,2000m3及以上的球形罐宜采用正压内燃法。在罐体上安装热电偶测量加热温度。
② 球形罐热处理时的外保温材料宜采用岩棉或超细玻璃棉。
(2)热处理工艺要求
热处理温度、升降温速度和温差应严格监控;测温点在球壳外表面均匀布置,相邻测温点间距小于4.5m,测温点总数应符合规定;在距上、下人孔与球壳板环焊缝边缘200mm范围内各设1个测温点,每个产品焊接试件应设1个测温点。
4)整体热处理后质量检验
球罐焊后热处理效果评定,包括热处理工艺报告和产品试板力学性能试验报告。
(1)热处理工艺报告的内容
测温仪表在现场实测的工艺曲线,标定实际工艺参数;根据工艺曲线数据填写的说明表格,有加热温度、保温时间、保温温差、加热速度及冷却速度,加热和冷却过程中的最大温差,热处理方法及热处理时间;热处理工艺效果评定及说明;热电偶布置图。
(2)产品焊接试板检验
产品焊接试板应与球罐一起进行热处理,试件的检验与评定按《承压设备产品焊接试件的力学性能检验》NB/T 47016-2011和设计文件要求进行。
6.耐压和泄漏性试验
1)水压试验
(1)试验应具备的条件
球罐和零部件焊接工作全部完成并经检验合格;需要热处理的球罐,已经完成热处理,产品焊接试件经检验合格;支柱找正和拉杆调整完毕,需要二次灌浆的基础,二次灌浆已经达到强度要求;在球罐顶部和底部便于观察位置安装2块量程相同、校验合格的压力表,压力表精度不低于1.6级,试验压力以顶部压力表读数为准。
(2)水压试验过程
球罐内气体应当排净并充满液体,试验过程应保证球罐外表面的干燥;在球罐罐壁温度与液体温度接近时,方可缓慢升压;缓慢试压至试验压力的50%,保压10min,检查球罐焊接接头和连接部位,无渗漏时继续升压;升至设计压力,保压10min,检查无渗漏继续升压;压力升至试验压力,保压时间不小于30min,然后将压力降到设计压力进行检查,压力保持不变,无渗漏、无可见的变形及异常声响为合格。
2)泄漏性试验
(1)试验条件:
球罐需经水压试验合格后方可进行泄漏性试验;泄漏性试验分为气密性试验、氨检漏试验、卤素检漏试验和氦检漏试验,应按照设计文件规定和要求进行泄漏性试验;气密性试验所用气体为干燥的洁净空气、氮气或其他惰性气体;试验压力为球罐的设计压力。
(2)气密性试验过程。
(3)压力缓慢上升,升至试验压力的50%时,保压5min,然后对球罐所有焊缝和连接部位进行泄漏检查,确认无泄漏后继续升压;升压至试验压力时,保压10min,然后进行泄漏检查,以无泄漏为合格。