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2019一級(jí)造價(jià)工程師《安裝工程》考點(diǎn):球罐的制作和安裝

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  球罐的制作和安裝

  球形罐與立式圓筒形儲(chǔ)罐相比,在相同容積和相同壓力下,球罐的表面積最小,故所需鋼材面積少;在相同直徑情況下,球罐壁內(nèi)應(yīng)力最小,且均勻,其承載能力比圓筒形容器大1倍,故球罐的板厚只需相應(yīng)圓筒形容器壁板厚度的一半。采用球罐,可大幅度減少鋼材的消耗,一般可節(jié)省鋼材30%~45%;此外,球罐占地面積較小,基礎(chǔ)工程量小,可節(jié)省土地面積。(09,16)

  (一)球罐的構(gòu)造與分類

  1.球罐的構(gòu)造

  球罐由本體、支柱(承)及附件組成。

  (1)球罐本體。球殼有環(huán)帶式(橘瓣式)、足球瓣式、混合式結(jié)構(gòu)三種形式。

  (2)球罐支柱。

  (3)球罐的附件:梯子平臺(tái),人孔和接管,水噴淋裝置,隔熱和保冷設(shè)施,液面計(jì),壓力表。

  2.球罐分類

  通常按照外觀形狀、殼體構(gòu)造和支承方式的不同來(lái)分類。

  (1)按形狀分為圓球形和橢球形罐。

  (2)按殼體層數(shù)分為單層殼體和雙層殼體球罐。

  1)單層殼體球罐。單層殼體球罐最常見(jiàn),多用于常溫高壓和高溫中壓球罐。(12)

  2)雙層殼體球罐。由外球和內(nèi)球組成,由于雙層殼體間放置了優(yōu)質(zhì)絕熱材料,所以絕熱保冷性能好,適用于液化氣或超高壓氣體的儲(chǔ)存,目前使用不多。

  (二)球罐的安裝施工

  1.球罐的拼裝方法

  (1)分片組裝法。

  優(yōu)點(diǎn):施工準(zhǔn)備工作量少,組裝速度快,組裝應(yīng)力小,且組裝精度易于掌握,不需要很大的吊裝機(jī)械,也不需要太大的施工場(chǎng)地。

  缺點(diǎn):高空作業(yè)量大,需要相當(dāng)數(shù)量的夾具,全位置焊接技術(shù)要求高,且焊工施焊條件差,勞動(dòng)強(qiáng)度大。分片組裝法適用于任意大小球罐的安裝。(06,07,15)

  (2)拼大片組裝法。由于在地面上進(jìn)行組裝焊接,減少了高空作業(yè),并可以采用自動(dòng)焊進(jìn)行焊接,從而提高了焊接質(zhì)量。

  (3)環(huán)帶組裝法,F(xiàn)場(chǎng)施工時(shí),需要一定面積的臨時(shí)鋼平臺(tái),占用場(chǎng)地大;組裝時(shí)需用的加固支撐較多;組成的環(huán)帶重量較大,組裝成球時(shí)需較大的吊裝機(jī)械。另外,環(huán)縫組對(duì)時(shí)難以避免強(qiáng)制性組裝,因而強(qiáng)裝焊接后產(chǎn)生較大的應(yīng)力。環(huán)帶組裝法一般適用于中、小球罐的安裝。

  (4)拼半球組裝法。特點(diǎn)是高空作業(yè)少,安裝速度快,但需用吊裝能力較大的起重機(jī)械等。故僅適用于中、小型球罐的安裝。

  (5)分帶分片混合組裝法適用于中、小型球罐的安裝。

  上述這些組裝方法中,在施工中較常用的是分片組裝法和環(huán)帶組裝方法。

  2.球罐焊接

  3.球罐焊前預(yù)熱、焊后熱處理及整體熱處理

  (1)焊前預(yù)熱。球罐的預(yù)熱溫度根據(jù)焊件材質(zhì)、厚度、接頭的拘束度、焊接材料及氣象條件確定。(05)

  (2)焊后熱處理。球罐焊接完后應(yīng)立即進(jìn)行焊后熱處理。焊后熱處理的主要目的:一方面是釋放殘余應(yīng)力,改善焊縫塑性和韌性;更重要的是為了消除焊縫中的氫根,改善焊接部位的力學(xué)性能。

  遇有下列情況的焊縫,均應(yīng)在焊后立即進(jìn)行焊后熱消氫處理:

  1)厚度大于32mm的高強(qiáng)度鋼;

  2)厚度大于38mm的其他低合金鋼;

  3)鍛制凸緣與球殼板的對(duì)接焊縫。

  (3)整體熱處理

  1)整體熱處理的目的。為了消除由于球罐組焊產(chǎn)生的應(yīng)力,穩(wěn)定球罐幾何尺寸,改變焊接金相組織,提高金屬的韌性和抗應(yīng)力能力,防止裂紋的產(chǎn)生。同時(shí),由于溶解氫的析出,防止延遲裂紋產(chǎn)生,預(yù)防滯后破壞,提高耐疲勞強(qiáng)度與蠕變強(qiáng)度。目前我國(guó)對(duì)壁厚大于34mm的各種材質(zhì)的球罐都采用整體熱處理。(06,11)

  2)整體熱處理的方法。內(nèi)燃法和電熱法。

  4.球罐的檢驗(yàn)

  (1)焊縫檢查

  1)外觀檢查

  2)焊縫內(nèi)在質(zhì)量的檢驗(yàn)

 、偾蚬薜膶(duì)接焊縫應(yīng)100%進(jìn)行射線探傷和超聲波探傷。

 、谶x擇100%射線探傷檢查時(shí),對(duì)球殼板厚度大于38mm的焊縫還應(yīng)做超聲波探傷復(fù)檢,復(fù)檢長(zhǎng)度不應(yīng)小于所探焊縫總長(zhǎng)的20%.

 、圻x擇100%超聲波探傷方法時(shí),應(yīng)對(duì)超聲波探傷部位作射線探傷復(fù)檢。(09)

 、芩畨涸囼(yàn)后進(jìn)行復(fù)查。復(fù)查數(shù)量不得小于焊縫全長(zhǎng)的20%.

  3)磁粉探傷和滲透探傷檢查。

  ①球罐對(duì)接焊縫的內(nèi)、外表面應(yīng)在耐壓試驗(yàn)前進(jìn)行100%焊縫長(zhǎng)度的磁粉探傷或滲透探傷,如果球罐需焊后熱處理,則應(yīng)在熱處理前進(jìn)行探傷。

  ②水壓試驗(yàn)后應(yīng)作復(fù)查,復(fù)查數(shù)量應(yīng)為焊縫總長(zhǎng)度的20%以上。

  (2)水壓試驗(yàn)。水壓試驗(yàn)是為了檢查球罐的強(qiáng)度、考核球罐組裝焊接質(zhì)量,以保證球罐能夠承受設(shè)計(jì)壓力不漏。經(jīng)過(guò)水壓超載能夠改善球罐的承載能力。

 、偎畨涸囼(yàn)壓力應(yīng)為設(shè)計(jì)壓力的1.25倍。

 、矍蚬匏畨涸囼(yàn)過(guò)程中要進(jìn)行基礎(chǔ)沉降觀測(cè),觀測(cè)應(yīng)分別在充水前、充水到1/3、充水到2/3球罐本體高度、充滿水24h和放水后各個(gè)階段進(jìn)行觀測(cè)。(11,13)

  (3)氣密性試驗(yàn)。根據(jù)規(guī)定,球罐經(jīng)水壓試驗(yàn)合格后要再進(jìn)行一次磁粉探傷或滲透探傷,排除表面裂紋及其他缺陷后,再進(jìn)行氣密試驗(yàn)。(10,12)

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