球罐组装监检的常用方法

球罐组装监检的常用方法

随着我国工业经济的快速发展，板材制造技术和能源挤出能力的不断提高，各地的工业企业经常使用球形罐作为储存容器，其中大部分是现场组装的。因此，球罐的制备和质量控制非常重要。如果组装工艺执行不严,焊接的顺序及手法不规范,在焊缝中就会形成气孔、夹渣、未焊透、未熔合甚至裂纹等缺陷,这些缺陷产生后,虽然有的经返修消除,但部分未超标缺陷在运行中也存在扩展的隐患。从近几年球罐检验发现的缺陷及组装抽检情况来看,球罐组装监检控制不容忽视,根据现场组装的过程和质保体系运转情况,对于球罐组装监检主要应从以下几个方面进一步加以控制。1焊接前质量监测1.1球壳板及部件球罐组装质量是以球壳板、上下段支柱拉杆、人孔接管、平台扶梯等部件的制造精度为基础的,如果球壳板的曲率及几何尺寸由于压制不符合要求或在运输和存放时不符合规定等原因造成超标,要想建成合格的球壳结构是很困难的。因此,在组装前必须对球壳板及部件按《规范》进行必要的产品复验,对超标严重的球壳板和部件进行调整,若现场确实无法校正就需要返回原厂重新压制后组装。此项监检可作为现场确认,但必须严格按(球罐验收规范、设计图纸)规定的方法进行检测,特别要注意模板的刚度以及检测曲率的位置,否则不会反映真实尺寸偏差。同时还要注意监控测量玄长时是否在同一平面,这一点在测量时会被疏忽,而它也是造成组装后椭圆度不均匀的重要因素。1.2处理工艺的测定根据球罐制造标准及GB150的规定,球壳板在组装前未要求必须进行模拟工艺试板制作和评定,但要求每台球罐必须随产品附带四块产品试板,而且要与球壳板相同材质、相同钢号、相同施焊及热处理工艺。在对一些球罐监检过程中我们认为,产品试板的制作如果条件允许可以抽出一块作为模拟工艺评定试板,经过检验合格后进行罐体组装焊接,如果条件不允许可以将一块产品试板按照组装工艺施焊后,按照局部热处理的方式保证与罐体相同热处理温度和时间的条件下,进行制作处理,然后进行检验,符合要求后再进行球罐组焊,这样此试板的制作工艺条件与规定要求基本相同,仍可作为球罐产品试板,而且又能够在组焊前印证焊接工艺的可行性,避免球罐组装完毕,在整体无损探伤以后才检出存在的缺陷,降低了焊接缺陷产生的可能性,减少了焊后一次性缺陷处理的麻烦。1.3球罐组装质量要素球罐的组装主要有以下几种方法;①整体吊装法。②两半球组装法。③分带组装法。④大片散装法。在上述组装的几种方法中,组装单位的吊装设备能力较强,现场组装条件完备的一般常用前两种组装方法。而现场组装条件较简易,不具备大型吊装能力的单位一般常用后两种方法,但后两种方法组装过程中保证几何尺寸难度较大,因此,更应该加强组焊前的监检控制。如下图。首先组装下温带、下级板,然后组装上温带、上级板。其过程是;①中心立柱并找正固定。②通过立柱支撑及板卡子将赤道带组装在支柱上。③组装下温带或下级板。④组装上温带或上级板。⑤进行焊前的几何尺寸调整。通常400m3左右的球罐经常采用此方法进行现场组装。影响球罐组装质量因素主要有以下几个方面;①球壳板几何尺寸不精确。这主要是由于制造厂对球壳板压制的弧度不精确,板片边缘尺寸存在误差或坡口加工不良所致。其次是球壳板在运输或堆放过程中管理不善造成变形。球壳板的弧度不精确很难校正,只能重新压制矫形,但几何尺寸不精确则可以在组装现场进行修正。②组装程序的影响。球罐组装如果搭配不合理很容易造成误差的积累,要克服这些弊病,除了采用分块吊装的方法以外,还应该对每道工序造成的组装公差进行详细记录并进行有效的公差分配和调整,使各种组装公差分配均匀,这样球罐的整体误差才能得到有效的控制。③吊装变形的影响。无论单片球壳板还是拼成大片的球壳板,在吊装或翻转过程中,都可能使球壳板产生较大的吊装变形,尤其大型球罐,这种变形影响更大,所以选择合理的吊装方法及有效的临时加固,对提高球罐的组装精度非常重要。球壳板组装焊前监检主要应从以下几个方面控制;①错边量控制:球罐的组对板片间错边超标的原因是在组对过程中未进行认真检查和调整,样板几何尺寸不够精确,造成错边超标。因此,监检要控制好组装顺序和检验程序,必须在第一道焊接开始以前严格监督,保证组对检查的真实性,并对外观检查明显错边的部位进行抽检,以控制组焊前的对接质量。②椭圆度控制:球罐的椭圆度是指通过球心任意平面上两条相互垂直的直径差值,因此,组焊前的罐体椭圆度要及时检查和调整,采取有效的加固措施,避免施焊后的尺寸误差叠加造成无法改变的缺陷,监检人员也要现场监督检测结果,保证存在误差控制在允许范围内。2影响焊接质量的因素焊接质量监检控制主要从两方面加以监督;首先,从球壳拼接焊缝的施焊方面加强监督。球罐焊接过程产生的缺陷主要是气孔、夹渣、未融合、未焊透、裂纹等,形成这些缺陷的原因很多,通常有母材或焊接材料的影响、施焊工艺不适应、焊接技术水平低、施工管理差以及强力组装等因素的影响,对于焊接监检主要应抽查焊接过程的工艺执行情况(包括焊前预热、焊条烘干存放等),是否与焊接试件选用工艺相符。其次,控制角变形。角变形对壳体应力状况影响很大,在球体内压力的作用下造成壳体局部应力不均匀,特别是当承受交变压力和焊缝内部有缺陷的情况下,由于局部应力过高很容易造成缺陷的扩展,对球罐的使用寿命及使用安全产生不利影响。在监检过程中,应加强焊接工艺执行的监督,避免由于坡口对接不合格或施焊程序不当等因素造成角变形超标。3球罐的无损检测监检球罐的无损检测通常采用超声波探伤、射线探伤、及表面探伤等方法。由于现在球罐建造比较普遍,从检测方便易行的角度来讲,射线探伤比较快捷,它能够比较准确地反映焊缝内的体积性缺陷,但对线性缺陷的检出还有一定的局限性,一般认为射线方向与一定裂纹缺陷的倾角大于15°时就不易发现。因此,球罐的无损检测监检主要应从以下几个方面加以控制;①通过焊接试板的无损检测,确认无损检测的人员资格,所用射线源的曝光时间,及所选胶片的透照灵敏度,并对球罐射线底片进行一定比例抽查。②现场监督针对射线检测盲区及球罐的主焊缝按图纸要求进行一定比例的超声波检测抽查,发现有怀疑的部位还应复探井增加抽查比例。③对图纸或建设单位有要求时还应核查C类、D类焊缝进行的表面和超声波探伤。4热处理监检控制球罐焊后热处理就是为了消除焊接热循环所造成的残余应力及产生的气体等不良影响,将球罐整体加热到相变点Ac1线以下合适温度,经过一定时间恒温和缓慢冷却的操作过程(如图)。对于壁厚较大的球罐,沿壁厚方向的残余应力能够达到较高的数值,呈三维分布状态,因而不容忽视,特别是球罐的上下极板、支柱与球罐连接部位、人孔环缝及工艺管孔等均为环形封闭焊缝,存在较大的拘束度,产生复杂应力状态。另外,当钢材或焊缝中溶有一定量的扩散氢时,氢以分子、原子、离子状态进入金属内部,在裂纹及缺陷处集聚与扩散形成氢分子,这种集聚在金属局部的气体压力可达到几十兆帕的内压,在钢材热影响区或焊缝中引发裂纹产生,甚至在高强钢中导致钢材的全面脆化。通过焊后热处理能够减少或消除这些隐患。因此,作为焊后热处理监检控制非常必要。主要应从以下几个方面加强监督;①现场监督热处理温度控制。主要核查热处理的温度升降速度、保温时间、保温温差等工艺参数是否正确合理,并现场抽查各自动测点以外部位的温差是否在低于130℃范围内,以及各支柱与球罐连接部位、接管焊接部位的加热温度及保温情况,是否在规定的温度范围内(对于支柱座已在制造厂进行热处理的除外)。②现场监督模拟产品试板的热处理过程。模拟产品试板焊后热处理的试验结果是检验球罐组装焊接质量的一项重要手段,它既能验证焊接工艺评定又能检查焊缝金相组织,所以必须将试板放在热处理的高温区与球罐同时进行热处理,并且在试板上也要设置一组测温点。在对试板试件的加工检查过程中必须符合《规范》要求,否则就无法体现出球罐的整体性能。对模拟试件检查中如果设计有要求还应进行试件焊缝