容器焊裝的常用方法

將工廠預制好的球殼板及支柱等構件，按照設計和規(guī)范要求，在工地進行組裝、安裝、焊接成球狀的作業(yè)過程。球形壓力容器簡稱“球罐”，與其他形式的容器相比，其重量與體積之比最小，受力均勻，可以承受較高的壓力，是工業(yè)中普遍應用的大容積定容儲氣罐。在冶金工廠中，球罐常用于貯存氧氣、氮氣及保護氣體等，以供氧氣煉鋼、富氧鼓風、軋鋼熱處理爐及煤氣置換等生產(chǎn)所需用氣。球罐由球體殼板(分赤道帶、下溫帶、下寒帶、上溫帶、上寒帶和極頂板)、支柱、操作平臺及管件等組成。球罐按其結構型式分為桔瓣式和混合式兩種。根據(jù)運輸條件，中、小型球體，多采取由制造廠整體、半球或分帶供貨，大型球體均由制造廠分瓣供貨。球罐在服役過程中易出現(xiàn)脆性破壞，因為其制作、安裝要求比較嚴格，對其裝配的幾何尺寸、焊接質(zhì)量及整體退火等要實行參數(shù)監(jiān)控和跟蹤檢驗，以保證生產(chǎn)使用的安全。球罐安裝企業(yè)要由具有國家勞動部門批準的球罐安裝許可證資格的單位承擔。球形壓力容器安裝主要包括球體組裝、球體焊接、強度試驗、氣密性試驗和防腐涂裝等內(nèi)容。安裝前要制訂細致的施工方案，準備吊裝機具，進行焊工培訓，做好原材料及構件檢驗和檢測條件準備，以保證安裝工作順利進行。球體組裝分瓣供應球體的組裝方法有散裝法、帶裝法和混合法三種。散裝法將球殼板一次拼裝成整體后再焊接成球體的方法。在鋼平臺上，先將赤道帶的殼板與支柱組焊，并逐塊吊到基礎上裝配成整環(huán)帶，調(diào)整好幾何尺寸，然后再以此帶為基準，吊裝溫帶、寒帶等殼板，并用夾具臨時固定。殼板全部裝配成球形體后，檢查和調(diào)整形位公差并定位焊接。吊裝機具采用位于基礎中心的中心柱和沿球體外圍行走的自行式起重機。散裝法使用的吊機較小，又可集中吊裝，節(jié)省施工機械費用，但焊工在封閉的球體內(nèi)進行全位置焊接，勞動條件差，焊接難度較大，適合于沒有大型吊機或場地狹窄時的球體安裝。帶裝法即分步成球法。先將球殼板在平臺上組焊成若干環(huán)帶(極帶、溫帶、赤道帶)，再用吊機將下極帶吊放到位于球罐基礎中心的臨時胎架上，進行找平找正，然后以此為定位基準，把組焊好的下溫帶、赤道帶等，從下至上依次吊裝就位。每吊完～帶，即應進行環(huán)縫裝配和焊接。赤道帶吊裝到位和焊接后即可安裝支柱，拆除臨時胎架。帶裝法可使球殼板在地面上組焊成為環(huán)帶，操作條件較好，易于保證焊接質(zhì)量，也便于組織流水作業(yè)，但必須有足夠的組焊場地和大型吊機。

混合法因地制宜地采用散裝法和帶裝法兩種組裝球體的方法?？刹扇∫猿嗟缼榛鶞?，先安裝上半球，然后利用上半球吊裝下半球；也可采取先把下極帶、下溫帶整體吊裝到臨時胎架上，然后分塊安裝赤道帶。球體焊接球體焊接是球罐安裝質(zhì)量的關鍵工序，應做好全過程焊接管理，合理選擇焊接方法及施焊順序，嚴格進行焊縫質(zhì)量檢驗，消除焊接應力熱處理和試板檢驗等工作。全過程焊接管理

包括施工前進行焊接工藝評定和焊工合格考試，施工中健全組織，加強焊材專人管理(分類、保管、烘烤、發(fā)放)，焊工上崗資格管理以及焊接氣象、焊接順序、質(zhì)量控制和焊縫返修等管理，并做好記錄。焊接方法和順序球殼的焊接，工地上大多采用手工電弧焊或手工焊和埋弧焊相結合的方法，立縫可采用管狀焊條熔嘴電渣焊。罐體焊接順序是先焊縱縫，后焊環(huán)縫。采用散裝法組裝時，一般先焊外側，后焊內(nèi)側。用帶裝法組裝時，一般先焊內(nèi)側，后焊外側。一條焊縫的焊接工藝，一般為：定位焊→外側封底焊→內(nèi)側焊接→外側碳弧氣刨清根和砂輪打磨→滲透著色探傷檢驗→外側焊接。為了控制焊接變形和保證焊接質(zhì)量，焊前要進行預熱，施焊中要檢查控制層間溫度，焊后要進行保溫處理。焊接時，可根據(jù)具體條件采用全厚度分段反向焊，也可采用第一層焊縫用分段反向焊，其他各層焊縫采用連續(xù)焊?？v縫或環(huán)縫的焊接，焊工要對稱分布，同步進行。環(huán)縫焊接宜采用多層、多道焊接法。平縫、立縫、仰縫焊接宜采用多層焊接法。每層焊縫均要及時清除焊皮，起、收弧點要錯開。焊縫質(zhì)量檢驗分焊縫外觀檢查和焊縫內(nèi)部質(zhì)量檢查。外觀檢查包括對焊縫的咬邊、增寬、余高和表面氣孔等缺陷的檢查。焊縫內(nèi)部質(zhì)量檢查包括焊縫未焊透、裂紋和大尺寸氣孔、夾渣等缺陷的檢查。檢查手段主要采用X或γ射線和超聲波探傷，并輔以磁粉或滲透探傷。對每條對接焊縫及人孔、管座的焊縫要作1。0％的超聲波探傷；對球罐的對接焊縫及其兩側3cm范圍內(nèi)的內(nèi)外表面要作100％的磁粉探傷；對T字口焊縫和超聲波檢驗的復檢，要作X射線探傷。對支柱角焊縫及碳弧氣刨坡口處采用著色探傷。焊縫缺陷返修后還須再進行探傷。

消除焊接應力熱處理

由于球殼板的材質(zhì)不同，當板厚超過一定限度時，焊后產(chǎn)生的應力會影響球罐的安全工作，因此需作消除焊接應力熱處理以改善焊接接頭的組織，使淬硬組織回火，消除殘余應力，提高韌性，消除焊接應力熱處理方法有：整體內(nèi)燃法、遠紅外加熱法、溫水超載法和爆炸法等，其中前兩種應用較多。不同的鋼種應選用不同的熱處理制度。

試板檢驗

為了驗證焊縫質(zhì)量，通常在球體焊接的同時，由焊接球罐殼板的焊工制備若干與球殼板相同材質(zhì)、同等板厚、相同焊接參數(shù)和相同熱處理條件的試板。檢驗試板的力學性能，以此推斷球殼焊縫的工作性能。

強度試驗最常用的方法是向球罐內(nèi)充滿液體(通常用水作介質(zhì)，故亦稱水壓試驗)，并保持其一定壓力(一般為1.25倍工作壓力)，溫度大于5℃，檢查球罐各部位和基礎的可靠性。試壓應采取緩慢分級升壓，為了能及時發(fā)現(xiàn)裂縫及其擴展情況，可以用聲發(fā)射方法(AE法)進行監(jiān)視。當球罐支柱難以保證水壓試驗的荷載時，要采取相應的加固措施。氣密性試驗強度試驗合格后，應采用氣體(壓縮空氣或惰性氣體)檢查球體在工作壓力時的密封性能。這對盛裝不允許有微量泄漏介質(zhì)(易燃、易爆或有毒)的球罐尤為重要。防腐涂裝整個容器強度性能和幾何尺寸檢驗合格并獲得確認