【正文】 ～11/32～36E5015反接160～18024～26～～⑥焊接第2～6層焊縫，焊接時注意坡口兩側熔合情況，不要產(chǎn)生夾渣或未焊透現(xiàn)象。②大環(huán)縫施焊前，要刨掉極板縱縫起弧時留在坡口內(nèi)的焊肉，然后打磨坡口，使之恢復坡口狀態(tài)。⑩焊后打磨焊縫，去除飛濺、焊瘤，圓滑過渡焊縫。⑥焊接第2～6層焊縫，焊接時注意坡口兩側熔合情況，不要產(chǎn)生夾渣或未焊透現(xiàn)象。焊接起弧點應在環(huán)縫的坡口內(nèi)進行（大環(huán)縫坡口內(nèi)起弧焊肉在焊大環(huán)縫前刨除）。具體焊接工藝參數(shù)見表15。（叉縫）的焊接工藝極帶板縱縫和方形環(huán)焊縫是球罐上應力最集中的地方，因此，焊接時必須按合理的焊接順序進行施焊，其目的是減小叉形焊縫處的焊接應力，焊接時小縱縫兩端再往方形環(huán)縫處各延伸250mm,。⑦焊接封面層焊縫時，要注意焊條運條要到位，以免產(chǎn)生咬肉現(xiàn)象。③焊接第一、二層焊縫為分段退向焊，分段長度為600～700mm ，其余各層均為順向焊。圖28 赤道帶、極板縱縫焊接方法示意圖赤道帶縱縫長為4817mm，采用分二段焊法，見圖28。試板焊縫外觀檢驗合格后，作100%RT和100%UT檢測，其合格指標應與球罐焊縫相一致。試板的鋼號、厚度及供貨狀態(tài)均與球罐產(chǎn)品相同。加熱方法與預熱相同。碳弧氣刨后用砂輪修整刨槽，去除滲碳層，使銳角圓滑過渡，使坡口寬窄均勻。球罐焊縫焊接和返修時，焊縫背面的清根及缺陷的清除采用碳弧氣刨及機械去除的方法。⑦角變形控制。⑥焊接線能量控制。每段焊縫應一次連續(xù)焊完，如有特殊情況需中斷時，則第一次焊接的層數(shù)不得少于兩層。其具體要求詳見后面各條焊縫的焊接工藝。所有焊縫全部采用焊條電弧焊，焊機選用ZXG 400型弧焊整流器。圖27 球罐焊縫示意圖①坡口處理。拘束度較高的焊縫節(jié)點（如人孔、接管）或環(huán)境溫度低于5℃時，應采用較高的預熱溫度，且適當擴大預熱范圍。溫度的測量點在距焊縫中心50mm處，兩側對稱測量。工裝夾具拆除時，不得損傷球殼板，切除后應打磨平滑。定位焊長度為100mm，間距300mm，焊縫高度10mm，要求焊接第一層時盡可能背面成形。焊條在保溫筒內(nèi)不宜超過4h,超過后應按原烘干規(guī)范重新烘干，重復烘干的次數(shù)不應超過兩次。 焊前準備球罐焊接前，應按國家標準《鋼制壓力容器焊接工藝評定》GB4708進行焊接工藝評定，并且應按立焊和橫焊兩種焊接位置分別評定。 焊工資格從事球罐焊接中受壓元件的焊縫、與受壓元件相焊的焊縫、定位焊縫、受壓元件返修焊縫的焊工，須按《鍋爐壓力容器焊工考試規(guī)則》進行考試，取得焊工合格證后，才能在有效期間擔任合格范圍內(nèi)的工作。棚的四周用三防布覆蓋，頂部用石棉瓦楞板覆蓋。焊后幾何尺寸檢驗按表13的規(guī)定。合格后轉入下道工序定位焊。上極帶中間板與上極帶左右兩側板各板之間以及上極帶中間板與上極帶左右兩側板與上極帶圍板之間用龍門夾具鎖定。下極帶中間板與下極帶左右兩側板各板之間以及下極帶中間板與下極帶左右兩側板與下極帶圍板之間用龍門夾具鎖定。上極帶圍板之間以及上極帶圍板與赤道板之間用龍門夾具鎖定。下極帶圍板之間以及下極帶圍板與赤道板之間，用龍門夾具鎖定。圖22 錯邊量和棱角測量(a) 等厚球殼板錯邊量；(b) 不等厚球殼板錯邊量（兩板厚度的差值不計入）；(c) 內(nèi)側測量棱角；(d) 外側測量棱角A—球殼與樣板的最大徑間距離；B—球殼設計內(nèi)半徑或外半徑與樣板曲率半徑的徑向距離；R—球殼的設計內(nèi)半徑或外半徑圖23 極帶圍板安裝順序用吊機在球罐中心位置立中心桅桿，并拉好纜繩。相鄰赤道板則用手拉葫蘆進行調(diào)節(jié)。接著吊裝第3塊不帶支柱的赤道板，將其插入在第1塊和第2塊赤道板之間，用龍門夾具鎖定，裝好第1塊和第2塊支柱之間的拉桿。焊后支柱全長偏差不大于3mm。焊接時采用焊條電弧焊，焊機選用ZXG 400型弧焊整流器，其焊接工藝參數(shù)見表11。在帶支柱的赤道板上劃出中心線和定位線后，焊上定位塊和馬蹄形夾板。球罐基礎周圍必須做好臨時道路，路寬10m，承壓不小于147KPa，以滿足吊機作業(yè)需要。在墊鐵設置過程中，須用水準儀測量，在各支柱基礎上標高允許偏差177。8mm支柱基礎上表面的標高Db/1000相鄰支柱基礎的標高差≤4mm地腳螺栓固定的基礎上表面平面度5mm預埋地腳固定的基礎上表面平面度2mm表10 基礎尺寸允許偏差圖17 基礎尺寸示意圖找出基礎中心圓及支柱安裝中心線，確定墊鐵設置位置。項目允許偏差基礎中心圓直徑Db177?；A復測按GB1233GBJ94標準進行。 整球組裝整球組裝法又叫散裝法，即先在平臺上將下段支柱與帶上段支柱的赤道板組焊好，然后在基礎上裝赤道帶，赤道帶組裝完成后，分別依次組裝溫帶和上下極板，這樣就組成一個整球[3]。每個包裝架的總重不宜超過15t，即不能超過3塊球殼板。球殼板應除銹，并涂防銹漆2度，坡口表面及其內(nèi)外邊緣50mm范圍內(nèi)涂可焊性漆料。表9 上段支柱與赤道板組焊的焊接工藝參數(shù)焊條焊條直徑∕mm焊接電流∕A焊接速度(cm/min)預熱溫度∕℃層間溫度∕℃E4315直流反接160～180～120～140≮120最后檢查幾何尺寸，上段支柱長度允許偏差177。上段支柱的組裝，在赤道板經(jīng)向和緯向兩個方向的中心允許偏差不得大于2mm。開孔球殼板周邊100mm范圍內(nèi)及距開孔中心1倍開孔直徑范圍外，用弦長不小于1000mm的樣板檢查極板曲率，最大間隙不得大于3mm。為了防止裂紋，應連續(xù)施焊至最后一層。將組裝好人孔、接管的極板，放在胎架上夾緊，加熱到預熱溫度后開始焊接。氣割開孔前，應在切割線內(nèi)鉆一個φ8mm的工藝孔作為氣割起始點。5 球罐的組裝工藝 零部件的組焊、接管與極板的組焊上下兩個極帶中間板，在壓制成形并經(jīng)檢查合格后，對其進行開孔。當球殼板成形后的塑性變形超過3%時，應按焊后熱處理規(guī)范進行熱處理。寬度方向弦長允許偏差不大于177。此外，球殼板周邊100mm范圍內(nèi)按JB47309規(guī)定進行100%的磁粉和超聲檢測，磁粉檢測的缺陷累計長度按Ⅱ級驗收，超聲檢測按Ⅲ級驗收，檢測合格后的焊接坡口表面及其內(nèi)、外邊緣50mm的范圍內(nèi)，應立即涂上專用于焊接坡口的可焊性防銹涂料，焊接時不必除去。此時凈尺時，同時將坡口按圖示要求開好（圖10）。表7 2000噸油壓機技術參數(shù)液壓系統(tǒng)最高工作壓力快速下行速度100mm/s公稱壓力2000噸加壓下行速度2～3mm/s系統(tǒng)調(diào)定工作壓力25MPa提升速度80mm/s圖8 局部成形法示意圖圖9 球殼板曲率允許偏差 二次號料經(jīng)壓制合格后的球殼板下胎后，對其進行二次號料。 球殼板的壓形將一次切割后的球殼板用2000噸油壓機進行壓形，2000噸油壓機的技術參數(shù)見表7。一次號料時，將所制作的劃線樣板放在用于制作球殼板的坯料上，在樣板輪廓線的基礎上，再向外四周分別擴展150mm,打上下料線。 圖5 赤道帶劃線樣板示意圖 圖6 內(nèi)卡樣板示意圖此外，每類球殼板還應各做一套內(nèi)卡樣板，用于檢查球殼板的曲率精度。所以要求劃線樣板的幾何尺寸和曲率精度一定要符合設計圖紙的要求。表6 GYX3M型鋼材預處理裝置技術數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)鋼板預處理規(guī)格/mm寬1000～3000，厚6～600，長2400～12000軌道最大載荷2t/m焊件輸送速度v/v=～4，無級調(diào)速年處理量/t20000～40000除銹等級SISO5 5900Sa2 1/2（A,B）涂膜等級/μm15～254 球殼板的成形工藝 球殼板的排板為了便于球殼板制造過程中的檢驗和以后組裝的方便，須根據(jù)設計圖紙繪制球殼板的排板圖，并計算出各類球殼板的立體幾何尺寸（見圖4），每塊球殼板的材質(zhì)、爐批號、鋼板編號及帶號都應分別記錄在各自的工藝卡上。鋼材經(jīng)此清理，并經(jīng)噴涂保護底漆，烘干處理等工序后，既可保護鋼材在生產(chǎn)或使用過程中不再生銹，又不影響機械加工和焊接質(zhì)量。其矯平原理如圖3所示，使板料通過矯平機上的上下兩列輥子之間，在輥子壓力的作用下，受到多次反復彎曲，整個鋼板得到均勻地伸長，使多重原始曲率逐步趨向一致變?yōu)閱我唬⒉粩鄿p小，最終得到矯平。鋼板在軋制、運輸、裝卸和堆放過程中，由于自重、支撐不當、或裝卸條件不良及其他原因，可能會產(chǎn)生彎曲、扭曲、波浪及表面不平等變形。 材料復驗、入庫無論是球殼用鋼板，外購件以及焊材等必須按圖紙及相關技術標準進行原材料的復驗或外購件的進廠檢驗，確保原材料的各項性能指標符合要求后方可使用。對于球罐附件的備料，要求各項技術參數(shù)，參照技術標準，相關圖紙?zhí)栆约皵?shù)量等必須明確、清晰。在球罐的整個制造過程中，球殼板的成形，球罐的組裝以及球罐的焊接三大環(huán)節(jié)屬于生產(chǎn)中的重點與難點。400m3球罐的球殼板厚為48mm，所以在焊接前，為避免出現(xiàn)裂紋，應對其進行預熱，預熱溫度為120～140℃。表2 16MnR的化學成分∕%鋼號CSiMnPS16MnR≤～～≤≤表3 16MnR的力學性能鋼號板厚∕mm狀態(tài)σS∕MPaσb∕MPaδ5∕%室溫沖擊功∕(AKV∕J)16MnR38～60正火≥285490～620≥19≥27（橫向）根據(jù)國際焊接學會（IIW）所采用的碳當量（CE）計算公式： （%） （11）將16MnR所含化學成分的相應數(shù)值代入上式，計算其碳當量。本次400m3球罐制造工藝設計依據(jù)工廠設計圖紙和國家相關標準規(guī)定進行編制；設計目的是全面了解400m3球罐的制造工藝，使所學到的焊接專業(yè)理論知識能夠應用到實際生產(chǎn)當中去，并最終完成畢業(yè)設計工作。球罐現(xiàn)場組裝焊接，施工費用高；施焊條件差；裝配尺寸與精度難以保證；器壁拘束度較大，會產(chǎn)生較大的殘余應力，甚至誘發(fā)裂紋；施工質(zhì)量受風雨、溫度和濕度等環(huán)境因素的影響[1]。這是當前市場經(jīng)濟中人們十分關注的問題。其中用于儲存液化石油氣、天然氣的球罐占有相當大的比重。隨著焊接技術與材料工程技術以及計算機技術的研發(fā)與結合，近年來，國內(nèi)一些典型的焊接結構件產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，并呈逐年遞增的趨勢。 installation。本文根據(jù)球罐上每條焊縫的不同特點，制定了了各條焊縫的具體焊接方法，并選擇了焊接工藝參數(shù)。根據(jù)工廠的生產(chǎn)經(jīng)驗和相關標準編制了400m3球罐的生產(chǎn)工藝流程。預熱溫度為120～140℃，焊接方法為焊條電弧焊，焊條為E5015。球罐組裝分為零部件組裝和整體組裝兩部分，整體組裝采用整球組裝的方法，須在現(xiàn)場進行。 forming。據(jù)報道，各工業(yè)發(fā)達國家用于焊接結構件的鋼材占各國全年鋼產(chǎn)量的40%～45%，可見焊接技術在工業(yè)生產(chǎn)中占有何等重要的地位[3]。迄今為止，我國現(xiàn)有各種球罐已愈萬臺。同時球罐還具有占地面積小，高度低，底座基礎工作量小，所以建造球罐時，可節(jié)省鋼材，降低成本，因而在各工業(yè)領域得到了廣泛的應用，在單罐容積大于1000m3僅用材消耗量就比同容積圓筒形容器節(jié)省三分之一以上（容積越大越顯著），其經(jīng)濟效益顯得十分突出。此外，球罐直徑通常較大，如50m3容積的球罐，,已不適于整體常規(guī)運輸，須在現(xiàn)場組裝焊接，而100m3容積的臥（立）式貯罐，則尚可在制造廠中預制。本次設計中的400m3球罐用于貯存氧氣，屬于中小型容積的球罐，現(xiàn)在，400m3球罐在國內(nèi)應用較為廣泛，主要用來貯存燃氣或是液化石油氣。圖1 混合式3帶球罐 球殼板材料球殼板采用16MnR低碳低合金鋼，其化學成分和力學性能分別見表2和表3。但是，%時，淬硬傾向尚不嚴重，焊接性較好，但隨板厚增加需要采取一定的預熱措施。表4 焊接材料表母材焊條∕規(guī)格烘干溫度∕時間球殼板16MnRE5015∕ 350～380℃∕1h梯子、平臺Q235–AE4303∕100～150℃∕