静置设备与工艺金属结构制作安装 (7)

寂寞安抚 分享 2020-06-28 下载文档

6)压力表。在球壳的上部和下部各设一块压力表。

2.球罐分类

球罐的结构是多种多样的,根据不同的使用条件(介质、容量、压力等)有不同的结构形式。通常按照外观形状、壳体构造和支承方式的不同来分类。 (1)按形状分为圆球形和椭球形罐。

图4.3.24为圆形单层纯橘赤道正切柱式支承的球罐。这种球罐由壳体、支柱、拉杆、操作平台、爬梯及各种附件等组成。在某些情况下,罐内设有转梯,外部设有隔热保温层或防火水喷淋管等。

(二)球罐的安装施工 1.球罐的拼装方法

球罐的拼装方法有多种,可根据球罐的容量、结构形式、施工现场及组装平台的大小、施工单位吊装机具及人力资源情况进行合理选择。 (1)分片组装法。

1)基础验收找平、地脚螺栓二次灌浆固定。 2)支柱对接。

3)安装赤道板。 4)安装中心柱。 5)安装其他各带板。。

6)分片组装法主要施工方法及工序见表4.3.3所列。

表4.3.3 分片组装法主要施工方法及工序

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 施工工序 现场搬远、堆放 按图纸要求进行检查 工卡具准备、辅件焊接 检查、坡口除污 基础验收 支柱地面组对 支柱就位 赤道带板组对 立中心柱并固定 下温带(寒带)板安装 上温带(寒带)板安装 球板预热焊接 上、下极板地面组对 施工方法 吊车、汽车、人工配合 人工 吊车配合、人工 人工 人工 吊车、人工配合 吊车、人工配合 吊车、人工配合 吊车、人工配合 吊车、人工配合 吊车、人工配合 液化气预热,手把焊接 吊车、人工配合 100m以内 不包括原加工板面探伤检查 对中心线、找正调整 不包括焊接工艺评定试验 说明

采用分片组装法的优点是:施工准备工作量少,组装速度快,组装应力小,而且组装精度易于掌握,不需要很大的吊装机械,也不需要太大的施工场地,缺点是高空作业量大,需要相当数量的夹具,全位置焊接技术要求高,而且焊工施焊条件差,劳动强度大。分片组装法适用于任意大小球罐的安装。

(2)拼大片组装法。拼大片组装法是分片组装法的延伸。在胎具上将已预热好、编了号的相邻两片或多片球壳瓣,拼接成较大的球壳片,然后吊装组焊成球壳体。组合的球壳片瓣数多少为宜,要根据吊装能力确定。拼大片组装法由于在地面上进行组装焊接,减少了高空作业,并可以采用自动焊进行焊接,从而提高了焊接质量。

(3)环带组装法。环带组装法一般分两种,一种是在预制厂先将各环带预制成型,然后运输到现场组装,这种方法常受各种限制,比较大的球罐很少采用。

大多数施工单位一般都是在现场进行预制并组装。在临时钢平台上,先后将赤道带,上下温带、上下极板分别组对焊接成环带,然后将各环带组装焊接成球体。

各环带组装成球有两种方法:

1)先安装下温带再安装赤道带。方法是根据图纸把下温带(包括极板)吊放在安装座圈上,然后吊装赤道带并与下温带组对焊接,再分装球罐支柱。最后吊装上温带(包括极板)进行组对找正、焊接成型。

2)先安装赤道环带再组装下温带。方法是首先吊装赤道带,就位后找平,先按设计规定把下温带大口向上吊装到球罐基础中心方位,再进行支柱安装。支柱间拉杆螺栓预紧。

环带组装法组装的球壳,各环带纵缝的组装精度高,组装的拘束力小,减少了高空作业和全位置焊接,施工进度快,提高了工效。同时也减少了不安全因素,并能保证纵缝的焊接质量。

环带组装法一般适用于中、小球罐的安装。

(4)拼半球组装法。首先搭设平台,然后在平台上划出赤道带大口径的内、外圆弧线、瓣片的平面投影线和赤道带小口的投影线,并沿大口内外圆线,每隔500mm处内交错焊接临时定位角钢,然后沿大口圆周用水准仪测量二十个水准点(每块瓣片两个点)及圆中心点。

整圈合缝后,再逐块检查,调校无误后随之点焊,最后在每条对接缝距上、下口150mm及接缝中间处各焊一块弧形板,以控制瓣片接缝处的焊接变形,赤道带各瓣片组成对型后,各条焊缝均在球外侧施焊三遍。

温带板的拼装方法与赤道带板拼装方法相同。

(5)分带分片混合组装法。将支柱分两部分,上部支柱与赤道环带在临时钢平台上组装拼接好,然后吊起赤道环带,与已就位于基础上的下部支柱组对拼接。其他球壳板以分片组装的方法,逐片吊装与赤道环带接成上下温带和上下极板,最后焊接成完整的球壳体,这种方法适用于中、小型球罐的安装。

上述组装方法中,在施工中较常用的是分片组装法和环带组装方法。

2.球罐焊接

球罐的焊接工作量很大,焊接难度高,焊缝包括平、立、仰、横各种位置的焊接。

(1)焊接工作首先应经过与球壳板同材质、同批号试验。焊工应具有劳动部门考试合格证。施工单位应制定合理的焊接施工方案与严格的管理制度。焊接工作应按有关技术规范的要求进行施焊和验收。

(2)施工现场必须建立焊条管理与气象管理制度。焊条管理工作包括焊条的烘干、恒温和保温;焊条一般在250℃的烘干箱内烘干2h,随烘随用,未经烘干或药皮不全的焊条严禁使用。气象管理主要是对下雨、风速在10m/s以上及气温在0℃以下时如没有适当的防护措施,应停止焊接。

(3)球壳板双面对焊时,应进行背面清根,如用碳弧气刨清根,清根后应将渗透碳层磨去,必要时需经着色检查合格,然后再行施焊。

(4)组对时的点固焊、工夹具和起重吊耳的焊接工艺及焊条,必须和主焊缝相同,点固焊长度不小于50mm,其焊肉高度不低于8mm。点固焊距离不得大于300mm。工夹具、吊耳等非正式附件,装配后均应用碳弧气刨去掉,并用砂轮磨光。

3.球罐焊前预热、焊后热处理及整体热处理

(1)焊前预热。预热的目的就是为了防止焊接金属的热影响区产生裂纹,减少应力变形量,防止金属热影响区的塑性、韧性的降低,并且可以除去表面水分。

根据施工规范规定,球罐的预热温度根据焊件材质、厚度、接头的拘束度、焊接材料及气象条件确定。

(2)焊后热处理。球罐焊接完后应立即进行焊后热处理。焊后热处理的主要目的:一方面是释放残余应力,改善焊缝塑性和韧性;更重要的是为了消除焊缝中的氢根,改善焊接部位的力学性能。

球罐的焊接后消氢处理应由焊接工艺评定结果确定,焊后热处理温度一般要求应与预热温度相同(200~350℃),保温时间应为0.5~1h。遇有下列情况的焊缝,均应在焊后立即进行焊后热消氢处理。

1)厚度大于32mm的高强度钢; 2)厚度大于38mm的其他低合金钢; 3)锻制凸缘与球壳板的对接焊缝。 (3)整体热处理。

1)整体热处理的目的。球罐的整体热处理是根据设计的规定和要求进行的。球罐整体热处理的目的是为了消除由于球罐组焊产生的应力,稳定球罐几何尺寸,改变焊接金相组织,提高金属的韧性和抗应力能力,防止裂纹的产生。同时,由于溶解氢的析出,防止延迟裂纹产生,预防滞后破坏,提高耐疲劳强度与蠕变强度。

2)整体热处理的方法。球罐整体热处理有两种方法:内燃法和电热法。 ① 内燃法。为了加强温度测量和管理,在球体外部均匀布置测温点,并设专人定岗操作和监视测量系统,作好记录。热处理温度应按设计要求。

② 电加热法。在施工现场不允许用火焰加热时,可采用电加热法进行球罐的整体热处理。

4.球罐的检验

焊接质量检验是保证球罐质量不可缺少的重要手段。 (1)焊缝检查。

1)外观检查。对焊缝表面质量检验、检查的方法主要靠目测,也称为焊缝的外观检验。焊缝外观检查时,焊缝及热影响区表面不得有裂纹、气孔、夹渣、凹陷、熔合性飞溅物等缺陷,焊缝的焊角高度、宽度、余高等都应满足有关规定要求。

2)焊缝内在质量的检验。对焊缝内在质量的检验是采用无损探伤检验。无损探伤检查的具体手段有射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤和渗透探伤。 ① 球罐的对接焊缝(包括人孔和公称直径不小于250mm接管的对接焊缝和法兰,锻制加强圈的外接焊缝)应100%进行射线探伤和超声波探伤。

② 选择100%射线探伤检查时,对球壳板厚度大于38mm的焊缝还应作超声波探伤复检,复检长度不应小于所探焊缝总长的20%。

③ 选择100%超声波探伤方法时,应对超声波探伤部位作射线探伤复检,复检长度不应小于所探焊缝总长的20%。

④ 水压试验后进行复查,复查数量不得小于焊缝全长的20%。复查部位包括全部“t”形接头及每个焊工各个焊接位置的对接焊缝和各种角焊缝。

3)磁粉探伤和渗透探伤检查。磁粉探伤和渗透探伤规定:

① 球罐对接焊缝的内外表面(包括人孔及公称直径不小于250mm接管的对接焊缝和法兰,锻制加强圈的外接焊缝、支柱角焊缝等)应在耐压试验前进行100%焊缝长度的磁粉探伤或渗透探伤,如果球罐需焊后热处理,则应在热处理前进行探伤。


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