【正文】 ④采用焊條電弧焊時(shí)，要求焊工掌握全位置的焊接技能。試驗(yàn)區(qū)域應(yīng)懸掛安全標(biāo)志，嚴(yán)禁非工作人員入內(nèi)。圖38 球罐水壓試驗(yàn)流程球罐進(jìn)行水壓試驗(yàn)時(shí)，設(shè)基礎(chǔ)沉降觀測(cè)點(diǎn)，基礎(chǔ)為環(huán)形基礎(chǔ)，要求均勻沉降，并做好實(shí)測(cè)記錄。由于球罐的體積龐大，無(wú)法在熱處理爐內(nèi)進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，所以采用內(nèi)燃加熱法對(duì)球罐進(jìn)行整體熱處理。對(duì)球殼板表面缺陷進(jìn)行焊補(bǔ)時(shí)，每處的焊補(bǔ)面積控制在5000mm2以內(nèi)。②焊接位置要求平焊和仰焊兩種位置，采用平焊時(shí)，電流可適當(dāng)增大，采用仰焊時(shí)，電流可適當(dāng)減小。⑨焊接小坡口面時(shí)，注意不要產(chǎn)生未熔合或未焊透缺陷，焊接封面層時(shí)，電流要適當(dāng)減小，以免產(chǎn)生咬肉缺陷。⑤先焊大坡口面第一層焊縫，焊接時(shí)背面成形，盡可能焊透。⑥焊接第2～6層焊縫，焊接時(shí)注意坡口兩側(cè)熔合情況，不要產(chǎn)生夾渣或未焊透現(xiàn)象。⑩產(chǎn)品焊接試板。為了控制起來(lái)簡(jiǎn)便，應(yīng)用每根焊條應(yīng)焊接的最小焊縫長(zhǎng)度來(lái)控制焊接線能量。②焊接方法。焊接坡口采用X形不對(duì)稱坡口，定位焊在小坡口側(cè)進(jìn)行。尤須指出，焊接環(huán)境溫度和相對(duì)濕度在距球罐表面500～1000mm處測(cè)得。按圖紙方位用吊機(jī)將焊有人孔、接管的上極帶中間板從上極帶圍板上口吊入，注意對(duì)準(zhǔn)中心線方位，然后吊裝左、右側(cè)板就位。利用龍門夾具、斜楔調(diào)節(jié)對(duì)口間隙、錯(cuò)邊量和棱角，使其滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，見(jiàn)圖22。圖18 工裝夾具示意圖(a) 龍門夾具；(b) 小方塊；(c) 馬蹄形夾板；(d) 定位塊將下段支柱與已焊接在赤道板上的上段支柱在平臺(tái)上進(jìn)行拼接，按圖19所示。2mm地腳螺栓預(yù)留孔中心與基礎(chǔ)中心圓的間距sb177。球殼板發(fā)運(yùn)應(yīng)采用鋼結(jié)構(gòu)的托架包裝，球殼板的凸面朝上，各板間墊以柔性材料。焊后立即進(jìn)行消氫處理，后熱200～250℃，～1h，然后緩冷。同時(shí)，球罐相關(guān)的一些零部件，如：接管，支柱等應(yīng)該制作完成，并按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行半成品或成品的檢驗(yàn)，以便進(jìn)行下一步的組裝。 二次下料二次號(hào)料的球殼板經(jīng)自檢、互檢、專檢合格后方可下料切割，并且球殼板的二次切割須在特制的胎具上進(jìn)行。其它帶板與其做法相似，只是形狀、尺寸不同。由于400m3球罐制造所用鋼板厚度較厚，所以選用42009輥式中厚板矯平機(jī)進(jìn)行矯平。表4 焊接材料表母材焊條∕規(guī)格烘干溫度∕時(shí)間球殼板16MnRE5015∕ 350～380℃∕1h梯子、平臺(tái)Q235–AE4303∕100～150℃∕ 遵守的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》GB150－1998《鋼制壓力容器》GB12337－1998《鋼制球形儲(chǔ)罐》GB50094－1998《球形儲(chǔ)罐施工及驗(yàn)收規(guī)范》 2 400m3球罐生產(chǎn)工藝流程球罐的生產(chǎn)工藝流程與其它焊接產(chǎn)品的工藝流程大致相同，主要包括：生產(chǎn)前的準(zhǔn)備，金屬材料的加工，裝配與焊接以及焊后的成品加工四大部分[5]。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(yùn)輸，須在現(xiàn)場(chǎng)組裝焊接，而100m3容積的臥（立）式貯罐，則尚可在制造廠中預(yù)制。 forming。本文根據(jù)球罐上每條焊縫的不同特點(diǎn)，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)。這是當(dāng)前市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中人們十分關(guān)注的問(wèn)題。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(yīng)對(duì)其進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為120～140℃。鋼板在軋制、運(yùn)輸、裝卸和堆放過(guò)程中，由于自重、支撐不當(dāng)、或裝卸條件不良及其他原因，可能會(huì)產(chǎn)生彎曲、扭曲、波浪及表面不平等變形。所以要求劃線樣板的幾何尺寸和曲率精度一定要符合設(shè)計(jì)圖紙的要求。表7 2000噸油壓機(jī)技術(shù)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(hào)料經(jīng)壓制合格后的球殼板下胎后，對(duì)其進(jìn)行二次號(hào)料。當(dāng)球殼板成形后的塑性變形超過(guò)3%時(shí)，應(yīng)按焊后熱處理規(guī)范進(jìn)行熱處理。為了防止裂紋，應(yīng)連續(xù)施焊至最后一層。球殼板應(yīng)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。項(xiàng)目允許偏差基礎(chǔ)中心圓直徑Db177。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。相鄰赤道板則用手拉葫蘆進(jìn)行調(diào)節(jié)。下極帶中間板與下極帶左右兩側(cè)板各板之間以及下極帶中間板與下極帶左右兩側(cè)板與下極帶圍板之間用龍門夾具鎖定。棚的四周用三防布覆蓋，頂部用石棉瓦楞板覆蓋。定位焊長(zhǎng)度為100mm，間距300mm，焊縫高度10mm，要求焊接第一層時(shí)盡可能背面成形。圖27 球罐焊縫示意圖①坡口處理。⑥焊接線能量控制。加熱方法與預(yù)熱相同。③焊接第一、二層焊縫為分段退向焊，分段長(zhǎng)度為600～700mm ，其余各層均為順向焊。焊接起弧點(diǎn)應(yīng)在環(huán)縫的坡口內(nèi)進(jìn)行（大環(huán)縫坡口內(nèi)起弧焊肉在焊大環(huán)縫前刨除）。圖31 大環(huán)縫焊接方法示意圖圖32 上、下大環(huán)縫及方環(huán)縫焊接接頭簡(jiǎn)圖表16 上、下大環(huán)縫及方環(huán)縫焊接工藝參數(shù)層、道填充材料焊接電流電弧電壓(V)焊接速度(cm/min)線能量(kj/cm)型號(hào)直徑極性電流(A)1E5015反接160～18024～26～～2/2～3E5015反接200～22028～30～～3/4～6E5015反接200～22028～30～～4～5/7～15E5015反接200～22028～30～～6/16～21E5015反接160～18024～26～～7/22E5015反接200～22028～30～～8/23～24E5015反接200～22028～30～～9/25～27E5015反接200～22028～30～～10/28～31E5015反接200～22028～30～～11/32～36E5015反接160～18024～26～～⑥焊接第2～6層焊縫，焊接時(shí)注意坡口兩側(cè)熔合情況，不要產(chǎn)生夾渣或未焊透現(xiàn)象。 ⑩焊后打磨焊縫，去除飛濺、焊瘤，圓滑過(guò)渡焊縫。 焊后修補(bǔ)球殼板局部表面和焊縫表面的缺陷及工裝夾具痕跡，必須用砂輪修磨，修磨范圍內(nèi)的斜度至少為3 ：1。球罐的所有焊縫表面以及嵌入式接管與球殼連接的對(duì)接焊縫表面，須按照J(rèn)B473094規(guī)定進(jìn)行磁粉檢測(cè)，檢查結(jié)果不得有任何裂紋、任何橫向缺陷顯示、不得有單個(gè)尺寸4mm以上的圓形缺陷顯示，即按JB473094Ⅰ級(jí)為合格。并隨時(shí)調(diào)整支柱位置，以保證其垂直度。在球罐焊縫及接管法蘭部位涂肥皂水，檢查有無(wú)泄漏。為保證球罐的質(zhì)量，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：① 保證球殼板的成形精度。但我國(guó)球罐行業(yè)的整體制造水平較國(guó)外相比，還有很大差距，還必須不斷努力學(xué)習(xí)，以提高本國(guó)的球罐制造水平。要求球殼內(nèi)表面除銹達(dá)Sa3級(jí)，見(jiàn)金屬光澤，把內(nèi)表面與氧氣接觸的部位按HGT20282《脫脂工程及驗(yàn)收規(guī)范》進(jìn)行脫脂處理，脫脂處理后用波長(zhǎng)3200～3800埃的紫外線檢查，無(wú)油脂熒光為合格。試驗(yàn)介質(zhì)為干燥、清潔的壓縮空氣，溫度不低于5℃。圖37 球罐熱處理工藝在熱處理之前，應(yīng)將平臺(tái)、梯子的予焊件焊好，用于固定產(chǎn)品銘牌和注冊(cè)銘牌的銘牌架也應(yīng)在熱處理之前焊在球殼板上，并避開(kāi)焊縫。補(bǔ)焊后的表面須修磨平滑。⑤焊接第2～7層焊縫，焊接時(shí)注意坡口兩側(cè)熔合情況，不要產(chǎn)生夾渣或未焊透現(xiàn)象。焊接接頭簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖32，具體焊接工藝參數(shù)見(jiàn)表16。⑧大坡口面焊完后，采用碳弧氣刨清根，檢查合格后再焊接小坡口面焊縫。⑨焊接小坡口面時(shí)，注意不要產(chǎn)生未熔合或未焊透現(xiàn)象。應(yīng)做立、橫和平加仰焊3個(gè)位置的試板各1副。當(dāng)單面焊后發(fā)現(xiàn)角變形超差時(shí)，應(yīng)根據(jù)超差的具體情況，在焊縫反面清根時(shí)，可適當(dāng)增加清根的深度和寬度，以使后續(xù)焊的焊縫產(chǎn)生一定的反變形，把棱角控制在允許偏差范圍內(nèi)[3]。③焊工布置。熱源采用液化石油氣，定位焊和臨時(shí)焊縫采用點(diǎn)狀加熱器，球殼焊縫采用條狀加熱器，且應(yīng)放在焊縫小坡口的一側(cè)。對(duì)每一個(gè)持證焊工，頒發(fā)識(shí)別鋼印。組裝完成后，進(jìn)行整球調(diào)整。先裝下極帶圍板，再裝上極帶圍板。3mm，焊后，整個(gè)支柱應(yīng)校直，直線度偏差不大于177。墊鐵均布在地腳螺栓兩側(cè)，每疊墊鐵高度不小于25 mm，且不多于3塊。所有加工體表面應(yīng)涂防銹油脂，拉桿螺紋應(yīng)妥善保管。接縫兩側(cè)500mm范圍內(nèi)除銹，打磨光潔。根據(jù)人孔、接管接頭的實(shí)際尺寸，劃出開(kāi)孔尺寸線，并做好標(biāo)記。坡口加工后必須仔細(xì)檢查其面質(zhì)量和曲率。內(nèi)卡樣板示意圖見(jiàn)圖6。圖3 42009輥式中厚板矯平機(jī)原理圖鋼板的表面除銹采用噴丸的方法。圖2 400m3球罐生產(chǎn)工藝流程3 球殼板的備料工藝 備料根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)每塊球殼板用計(jì)算機(jī)放大樣，根據(jù)放樣后的實(shí)樣，提出球殼板的備料計(jì)劃，要求備料球殼板的同時(shí)，要考慮到球罐焊接產(chǎn)品的試板用量，需復(fù)驗(yàn)的材質(zhì)要求和安裝用胎具用量以及球殼板所需的工藝余量和加工余量等，并且應(yīng)盡量節(jié)省材料。但是，其基本制造工藝還是比較穩(wěn)定的，所以球罐的制造技術(shù)應(yīng)該被廣泛的應(yīng)用，并在原基礎(chǔ)上有所突破創(chuàng)新。目前，焊接已廣泛用于能源、石油化工、航空航天、原子能、海洋、交通等重大工程項(xiàng)目，同時(shí)亦遍及工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，球殼板的壓制成形、球罐的組裝與球罐的焊接屬于生產(chǎn)中的重點(diǎn)與難點(diǎn)，在本文中都進(jìn)行了詳細(xì)的分析和論述。球罐建造的增長(zhǎng)速度如此之大，是因?yàn)槿藗冊(cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到使用球罐比圓筒形容器更加合理。通過(guò)計(jì)算得出，16MnR的碳當(dāng)量CE=%～%。對(duì)球殼用鋼板的具體要求如下：鋼板幾何尺寸必須符合計(jì)劃要求，每塊球殼板均不得拼接，球殼板的材質(zhì)為16MnR（化學(xué)成分測(cè)定和力學(xué)性能試驗(yàn)），并要求在正火狀態(tài)下供貨，厚度保證48mm，必須符合GB6654－96《壓力容器用鋼板》中的規(guī)定，并在交貨狀態(tài)下逐張進(jìn)行超聲波檢測(cè)，按JB4730－94《壓力容器無(wú)損檢測(cè)》規(guī)定Ⅲ級(jí)為合格，并須在19℃做V型缺口試驗(yàn)，沖擊功不小于20J。 (a) (b)(c) (d)圖4 球殼板的幾何尺寸示意圖(a) 極帶中間板 (b) 極帶側(cè)板 (c) 極帶圍板 (d) 赤道帶板下料前，應(yīng)逐張核對(duì)鋼板的爐批號(hào)及編號(hào)，然后將其標(biāo)記移植到球殼板的指定位置，并經(jīng)檢查人員檢查確認(rèn)無(wú)誤后方可下料，同時(shí)將檢查結(jié)果準(zhǔn)確記錄在工藝卡上。壓形采取局部成形的方法（見(jiàn)圖8），局部成形屬于冷壓成形，坯料每壓一次后向前移動(dòng)一段距離，注意要留有一定的壓延重疊面積，以保證曲率均勻一致，要求一次下壓量不要太大，應(yīng)緩慢壓至所規(guī)定的曲率嚴(yán)禁采用急劇加工成形，在壓制過(guò)程中，用內(nèi)卡樣板檢查球殼板，合格后方可下胎。2mm，對(duì)角線弦長(zhǎng)允許偏差不大于177。焊機(jī)選用ZXG 400型弧焊整流器，焊接工藝參數(shù)見(jiàn)表8。2mm，上段支柱離開(kāi)球殼板表面的距離允許偏差177。檢查基礎(chǔ)的標(biāo)高基準(zhǔn)線、縱橫中心線，沉降觀測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)等是否符合標(biāo)準(zhǔn)。所用的電焊機(jī)、焊條烘箱、空壓機(jī)、起重機(jī)、工裝夾具等必須性能良好，數(shù)量能滿足施工需要。其余各塊赤道板依次吊裝，直至完成赤道帶的組裝。吊裝閉合后，調(diào)整縱縫和環(huán)縫的間隙、錯(cuò)邊量、棱角和上口圓度，允許偏差見(jiàn)表12。表13 焊后幾何尺寸檢驗(yàn)項(xiàng)目執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)允許偏差檢驗(yàn)用具棱角GB12337≤10mm（含錯(cuò)邊量）R樣板和深度游標(biāo)卡尺赤道截面內(nèi)徑差GB12337＜46mm鋼卷尺兩板間凈距與設(shè)計(jì)內(nèi)徑差GB12337＜46mm鋼卷尺支柱垂直度GB12337≤