10000立方大型天然氣球罐的設(shè)計和制造技術(shù)

1、第24卷第4期壓 力 容 器總第173期制造與安裝10000 m3大型天然氣球罐的設(shè)計和制造技術(shù)竇萬波1叫張中清2,陳 立3,董 寧3（1北京工業(yè)大學(xué)，北京100022;2.合肥通用機械研究院，安徽合肥230031; # 第24卷第4期壓 力 容 器總第173期 # 第24卷第4期壓 力 容 器總第173期3.重慶燃氣集團有限責(zé)任公司，重慶400020）摘 要:介紹了 10000 n?天然氣球罐的設(shè)計及制造情況,對我國今后設(shè)計及建造特大型球罐有一定的指導(dǎo)作用。關(guān)鍵詞:10000夭然氣球罐;設(shè)計；制造中分類號:TQ053.2;TQ050.2文獻標識碼:A文章編號：1001- 4837(2007)

2、04 - 0038 - 07 # 第24卷第4期壓 力 容 器總第173期 # 第24卷第4期壓 力 容 器總第173期Summarization of Design and Manufacture of 10000 m3 Large - scaleNatural Gas Spherical TankDOU Wan-bo1 ZHANG Zhong- qing2, CHEN Li3, DONG Ning3(1. Beijing University of Technology, Beijing 1000229 China; 2Chongqi昭 Gas Corporation,Chongqing

3、400020,China)aAbstract:This dissertation introduces design and manufacture of 10CXX) m natural gas spherical tank, and willgive certain guidance to future design and manufacture of large _ scale spherical tank in our country Key words： 10000 m3 natural gas spherical tank;design;manufacture1概況團有限責(zé)任公司

4、將擬建的2臺10000 m3天然氣球罐 進行國產(chǎn)化實物研制,2005年研制成功并投入運 行。本文對設(shè)計及制造技術(shù)要點進行簡要介紹。 39 第24卷第4期壓 力 容 器總第173期=1球罐大型化因其占地面積小、綜合造價低，成為 球罐技術(shù)發(fā)展的方向。自20世紀90年代以后，我 國在北京和西安等地先后建造了 10余臺10000 m3 天然氣球罐，當(dāng)時這類特大型球罐的設(shè)計、制造技 術(shù)，都是采用進口球片（由國外設(shè)計、制造）,并由國 夕卜專家指導(dǎo)國內(nèi)安裝。其成本高、周期長，為此，急 需研究開發(fā)我國自主知識產(chǎn)權(quán)的特大型球罐設(shè)計、 建造技術(shù)，以實現(xiàn)特大型天然氣球罐的國產(chǎn)化。2001年，合肥通用機械研究院承擔(dān)了

5、國家重大 技術(shù)裝灰目“10000 m3大型天然氣球罐研制”，：10000 m3大型球罐技術(shù)分析，并開展了大量的基礎(chǔ)研究工作。2003年重慶燃氣集2球罐主要參數(shù)及執(zhí)行標準研制球罐主要設(shè)計參數(shù)見表lo考慮到球罐存 儲天然氣，介質(zhì)自重較輕,從經(jīng)濟性岀發(fā)，決定球罐 不做水壓試驗，改用氣壓試驗。這樣既可降低球罐 支柱拉桿的重量，又降低球罐本體和基礎(chǔ)的造價,采 用充裝1000 t水實測球罐基礎(chǔ)沉降。球罐設(shè)計、制造、檢驗、安裝和驗收，執(zhí)行我國 現(xiàn)行的相關(guān)規(guī)范，主要有:壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察 規(guī)程、GB 1501998（鋼制壓力容器、GB 12337 1998（鋼制球形儲罐、GB 500941998球形儲罐施項

6、目公稱容積(m3)設(shè)計壓力(MPa)設(shè)計溫度(乜)地震裂度腐蝕裕度(mm)氣壓試驗壓力(MPa)工及驗收規(guī)范及相關(guān)標準。在各標準之間本著就 高不就低原則，力求可靠。表1球罐主要設(shè)計參數(shù)值100001.05* 10 + 7072L213球罐主體材料的確定 3.1對引進的10000品球罐用材分析1987年北京煤氣公司從日本引進2臺10000 m3 天然氣球罐,按美國ASME 1-2壓力容器另 一規(guī)范設(shè)計，其安全系數(shù)砒取3.0;球殼板采用Rm 為610 MPa級調(diào)質(zhì)高強鋼,由日本鋼管和新日鐵各 供一臺鋼板，牌號分別為NK- HTTEN62U和WEL- TEN62CFO1996-1999年，西安、北京

7、兩地又分別從法國引 進14臺10000 m3天然氣球罐，按CODAH5非直 接火受壓容器建造規(guī)范設(shè)計，安全系數(shù)n6為2.4; 球殼用鋼板采用ASME牌號的SA537CL. 1, Rm為 490 MPa級，屬正火中強度鋼。表2列出了國產(chǎn)07MnCrMoVR、15MnNbR鋼板 與引進的 NK - HITEN610U、WEL- TEN610CF 以及 SA537CL. 1鋼板力學(xué)性能技術(shù)要求對比。 41 第24卷第4期壓 力 容 器總第173期 # 第24卷第4期壓 力 容 器總第173期表2幾種鋼材技術(shù)條件對比鋼號鋼板狀態(tài)拉伸試驗沖擊試驗板厚(mm)恿(MPa)/(MPa)4 ()試樣溫度代)取

8、樣方向WEL - TEN610CF調(diào)質(zhì)20-50三490610 73019No.4-15縱向47NK - HITEN610U調(diào)質(zhì)20-50M490610-730mi9No.4-15縱向羽4707MnCrMoVR調(diào)質(zhì)16*50M490610 730* 20橫向M47SA537CL. 1正火W655485-620M22No.4-62縱向2015MnNbR正火36-60350520-640M20-20橫向 # 第24卷第4期壓 力 容 器總第173期HIII!SRmm.注:日本No4試樣的伸長率約為缶,我國鋼號的伸長率為力“ 由表2的技術(shù)指標可知，國產(chǎn)材料的標準技術(shù) 指標并不低于進口材料,07MnC

9、rMoVR鋼板的標準 指標和 NK - HITEN610U.WEL - TEN610CF 鋼板相 近;15MnNbR的強度指標略高于SA537CL.1,韌性指 標因最低沖擊試驗溫度不同無法直接比較，從 15MnNbR韌性指標看,是可以用于設(shè)計溫度-20 V 以上球罐的。3.2本次球罐選材思路根據(jù)重慶燃氣集團提供的介質(zhì)條件，天然氣在 進罐時已脫硫,HqS含量在20 ppm以下，因此H2S應(yīng) 力腐蝕問題不突出。在理論上Rm為490 MPa的 15MnNbR和 SA537CL. 1 以及心 為 610 MPa 級的 JFE - HITEN610U2、WEL - TEN610CF、07MnCrMoVR

10、 都可以使用。07MnCrMoVR鋼板只有武漢鋼鐵集團公司一家 生產(chǎn)，受軋機寬度限制，其板面尺寸較小，制造特大 型球罐焊縫太多，不利于安全性。器 Q4537CL.1 鋼板，按 GB 12337 或 ASME V容器另一規(guī)范(安全系數(shù)3.0)設(shè)一亠厚都超過了 38 mm,需進行整體 熱處理。目前我國經(jīng)整體熱處理的最大球罐為7000 m3,且溫差已難以控制在標準范圍內(nèi)，對于 10000 m3球罐，國內(nèi)外均沒有整體熱處理的經(jīng)驗，風(fēng)、 險較大。日本 JFE - HITEN610U2 和 WEL - TEN610CF 鋼 板在國內(nèi)已有使用業(yè)績，其強度高(心為610 MPa),球殼的壁厚可以控制在38 m

11、m以下,避免了 整體熱處理;其鋼板尺寸大,可實現(xiàn)合理的球罐結(jié)構(gòu) 形式。經(jīng)過綜合分析，最終選用新日鐵公司的WEL - TEN610CF鋼板及其配套的L - 62CF焊條。鍛件 采用國產(chǎn)的08MnNiCrMoVD,技術(shù)指標按JB 4727 2000低溫壓力容器用低合金鋼鍛件的要求。4球罐的強度計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.1球殼壁厚的確定根據(jù)設(shè)計條件，球罐的計算厚度34.7 mm,腐蝕 裕量取2 mm,鋼板負偏差0,設(shè)計厚度36.7 mm,再 考慮地震、風(fēng)載以及基礎(chǔ)承重試驗等對支柱的穩(wěn)定 性計算和支柱與球殼板連接部位應(yīng)力計算的影響, 球罐的名義厚度為:帶支柱的赤道板38 mm,其余37 mm0 43 、第2

12、4卷第4期力 容 器總第173期4.2開孔補強開孔采用插入本球罐對所有接管開孔都進行了補強,補強采 用兩種結(jié)構(gòu):對于DN 100 mm開孔采用鍛制凸緣 整體補強,其優(yōu)點是它與球殼板形成對接接頭，便于 焊接和無損檢測;對于DNwlOOmm 式厚壁管整體補強，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)省材料, 缺點是因開孔較小,角焊縫底部清根困難,又不利于 進行射線檢測和超聲檢測,容易產(chǎn)生焊接缺陷，需從 工藝上保證。4.3球罐的結(jié)構(gòu)型式球罐結(jié)構(gòu)型式對改善球罐的受力狀況、合理地 利用材料、減少制造和安裝的工作量、降低成本有重 要影響。一般來講，球罐單位容積的焊縫長度是結(jié) 構(gòu)先進性的一個重要指標,單位容積的焊縫越短，焊 接

13、的工作量越少,安全性也越高。三在確定球罐結(jié)構(gòu)型式時應(yīng)考慮能夠提供的鋼板 尺寸、球片壓制能力以及現(xiàn)場的安裝能力。本次2 臺球罐結(jié)構(gòu)設(shè)計時考慮到了新日鐵公司能夠提供的 鋼板尺寸,通過計算機優(yōu)化排板，確定了合理的分帶 數(shù)和分帶角，最終選用了 5帶、14支柱混合式結(jié)構(gòu) (赤道帶39。、上下溫帶38。、極帶13。),罐體焊縫總長 1118 m/臺。與以前北京引進的2臺7帶、14支柱桔 瓣式相比，每臺球罐的焊縫總長由原來的1290 縮短了 170 m多。從而節(jié)省了焊接量及焊接材料, 又因焊縫是球罐的薄弱環(huán)節(jié)，也提高了球罐的安全 性。球罐結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1球罐結(jié)構(gòu)形式4.4 支柱的分析和優(yōu)化在球罐按GB

14、12337進行常規(guī)設(shè)計的同時，又結(jié) 合AN立力分析技術(shù)，對球罐進行不同支柱尺匚及支柱內(nèi)部加筋和不加筋等對比分析和綜合優(yōu)化，以確定綜合受力好的支柱結(jié)構(gòu)。本球罐上支柱(見圖2)采用U型柱加橫托板結(jié)度只需24 mm,從而改善了橫托板與球殼板連接處構(gòu)形式，上支柱內(nèi)部通過在一些重要受力部位加筋 以改善支柱及球殼的應(yīng)力分布。例如:運用ANSYS 有限元應(yīng)力分析優(yōu)化,通過兩塊加強板,使橫托板厚 的應(yīng)力集中和拘束。圖2上支柱結(jié)構(gòu)示意支柱設(shè)計總體上體現(xiàn)了柔性設(shè)計的理念:一方面球殼的受力情況得到了改善，其受力優(yōu)于從法國1:1進口球罐01100 mm剛性大支柱的情況;另一方面節(jié)省了支柱鋼材。5球罐的制造I 5.1主

15、要技術(shù)難點和要解決的關(guān)鍵技術(shù)制造10000 m3天然氣球罐的關(guān)鍵技術(shù)如下:(1) 原材料的質(zhì)量保證和性能穩(wěn)定原材料的質(zhì)量是產(chǎn)品安全性的關(guān)鍵，主要受壓元件原材料有：WEL - TEN610CF鋼板、 08MnNiCrMoVD 鍛件、L - 62CF 焊條等。(2) 大、長板片的冷壓成型技術(shù) 由于調(diào)質(zhì)型高強鋼的屈強比較高，球殼板壓制過程中回彈量的控制及大長板片整體曲率的控制是 制造的技術(shù)難點。(3) 大、長球片坡口切割精度控制球片尺寸較大，一般都長達10 m以上,如果坡 口質(zhì)量及幾何尺寸控制不當(dāng)，都會對現(xiàn)場組裝造成 嚴重后果。由于GB 12337規(guī)定的幾何尺寸允許偏 差只是絕對值，增加了大球片切割

16、精度的控制難度。(4) 球殼鋼板的焊接及熱處理技術(shù)根據(jù)試驗結(jié)果,WEL - TEN610CF鋼的焊接線能量達到40 45 kj/cm時，增加熱輸入會造成焊接接頭韌性明顯下降,因此焊接人孔、接管及上支柱等部 位應(yīng)嚴格控制。此外,WEL - TEN610CF熱處理的控制要求遠比 一般中強正火鋼嚴格，因此中極板及帶支柱的赤道板熱處理時要有一套完整的工藝措施。5.2原材料質(zhì)量控制原材料的質(zhì)量從設(shè)計和訂貨的技術(shù)條件以及制 造廠復(fù)驗三個環(huán)節(jié)加以控制。在設(shè)計及訂貨技術(shù)條 件中，都提出了高于我國標準及10多臺引進10000 m?天然氣球罐材料的技術(shù)指標。在此以42-9 - 廣罐為例。（1）鋼板42-9-1*使

17、用了 98張鋼板，其實物水平如表 3,4所示。由表3可見,S、P很低，從而保證了材料力學(xué)性 能良好。Qg和心符合設(shè)計要求，使其焊接冷裂紋 敏感性低。從表4可知，強度范圍適中且塑性及韌 性指標較高。注:擴散氫含量H色譜法合格指標Hw4l ml/100創(chuàng)甘油法合格指標HL5 ml/100 g。 47 、第24卷第4期力 容 器總第173期表3 WEL-TEN610CF鋼板化學(xué)成分檢驗及復(fù)驗統(tǒng)計罐號數(shù)據(jù)來源Mn42-9-1*質(zhì)保書 復(fù)驗值0.07 0.090.07009L52-L571.52 1.570-170.200.17-6210.003-00090.003-0.0090.001 0.0030.

18、001 00030.37 0.400.37 0.4001709017019注:擴散氫含量H色譜法合格指標Hw4l ml/100創(chuàng)甘油法合格指標HL5 ml/100 g。 # 、第24卷第4期力 容 器總第173期注:V、Cu、Ni、5Mo、B、Nb等合金元素都在標準和訂貨技術(shù)條件范圍內(nèi),沒專門統(tǒng)計。表4 WEL-TEN610CF鋼板實物力學(xué)性能（鋼廠質(zhì)量證明書統(tǒng)計）數(shù)據(jù)來源血(MPa)/(MPa)4(%)（-20 弋）（J）冷彎d = 3a918(F最低值最高值總平均值質(zhì)保書528 -626627 70424-31153270213.3全部合格復(fù)驗值510 635610-70519-25131

19、290223全部合格注:擴散氫含量H色譜法合格指標Hw4l ml/100創(chuàng)甘油法合格指標HL5 ml/100 g。 48 、第24卷第4期力 容 器總第173期球罐號數(shù)據(jù)來源CMnSiSPCrNiMoVCu42-9-1*質(zhì)保書0.091.200.270.0140.0100.331,30.250.0360.12復(fù)驗值0.07L100.290.0090.0110.311.460.240.040.09表5 08MnNiCrMoVD鍛鋼的化學(xué)成分檢驗(%)表6 08MnNiGMoVD鍛件力學(xué)性能檢驗罐號鍛件批號數(shù)據(jù)來源氐（MPa）拉伸試驗 憶（MPa）沖擊試驗Q04-7-1215-342-9-# Q0

20、4-7-1215-4質(zhì)保書復(fù)驗值復(fù)驗值6656506505855805606756004(%)21242222120,122,98168,139,134 122.130U24 162、133、141硬度HB202214對鋼板-20尤沖擊功進行了實物統(tǒng)計,其中質(zhì) 保書統(tǒng)計:最小值153 J,最大值270 J,絕大多數(shù)在 190-250 J;復(fù)驗報告統(tǒng)計:最小值131 J,最大值290 J,絕大多數(shù)在190 250 Jo總體看鋼板有足夠韌性 儲備。鋼板的超聲波探傷級別均為I級，所有鋼板 測厚全部為正偏差，平均正偏差量在1 mm以上。（2）鍛件球罐用08MnNiCrMoVD鍛件的化學(xué)成分、力學(xué) 性能

21、、超聲波探傷及表面磁粉探傷符合設(shè)計技術(shù)條 件及JB 47272000的規(guī)定，質(zhì)量證明書齊全。人孔 凸緣鍛件按N級，其余鍛件按HI級。2個人孔凸緣鍛件實物化學(xué)成分和力學(xué)性能見 表 5,6。因 08MnNiCrMoVD 鍛件在 JB 47272000 標 準中為-40七低溫鍛件，因此按-40戲檢驗沖擊 功,其平均值都在100 J以上，韌性儲備較高。規(guī)格數(shù)據(jù)來源CMnSiSPNiMo04 mm6質(zhì)保書0.061.210.530.0020.0100.720.32復(fù)驗值0.041.350.520.0010.0050.710.32表7熔敷金矚化學(xué)成分擴散氫含HH*(ml/100 g) 2.9(色譜法) 0

22、.78(甘油法)（3）焊條注:擴散氫含量H色譜法合格指標Hw4l ml/100創(chuàng)甘油法合格指標HL5 ml/100 g。 # CPVT10000 n?大型天然氣球罐的設(shè)計和制造技術(shù)Vol24.No4 2007球罐主體受壓元件采用日本配套的L-62CF焊條，其熔敷金屬的化學(xué)成分、力學(xué)性能及擴散氫含功均在100 J以上。焊條的成分及性能數(shù)據(jù)均達到 并超過設(shè)計技術(shù)條件的要求。規(guī)格批號數(shù)據(jù)來源拉伸試驗沖擊試驗恿(MPa)“(MPa)4(%)仏(-20 兀)(J)04 mm4T01202096質(zhì)保書 復(fù)驗值6546905896202824154(平均值)169,171,120量的檢驗結(jié)果見表7,8。熔敷

23、金屬-20十低溫沖擊表8 L-62CF熔敷金屬力學(xué)性能5.3球片的壓制49CPVT10000 n?大型天然氣球罐的設(shè)計和制造技術(shù)Vol24.No4 2007#CPVT10000 n?大型天然氣球罐的設(shè)計和制造技術(shù)Vol24.No4 2007mm; r 胴: 02300 mm。由于球殼板長寬相差較大，在壓制過程 中縱橫方向的回彈量不同，因此進行局部補償,采用 & X 60 mmx 2000 mm鋼板帶墊壓補償，以保證各方(b)HI10000 m3天然氣球罐是典型的薄壁大容積球 罐，壁厚與球罐宜徑之比較小(37/26800 = 0.138%);同時單張板面積較大，最大的約達35 m2; 由于壁薄、

24、板大，加上WEL - TEN610CF屈強比較 高，壓制過程中回彈量較大,要壓制出高質(zhì)量的球 片,必須解決壓型胎和校型胎的設(shè)計;壓型時回彈量 的控制和掌握;多點冷壓過程中，壓制順序、壓點排 列和移動方向的控制;最佳成形壓力及校形工藝等。經(jīng)過理論分析和在首塊鋼板上回彈量的試驗, 最終確定在1500 1的油壓機上壓型。壓型胎的曲率 為R = 6000 mmo上胎：外徑01900 mm;下胎:向曲率的均勻。壓片過程中用3 m內(nèi)控樣板檢查球片曲率，保證了實際用2 m樣板驗收時曲率的可靠性。WEL-TEN610CF的較佳壓制順序如圖3所示,確保盡可能少的壓制次數(shù)。5.4球片坡口切割和精確下料球片的精確下

25、料及坡口加工在立體切割胎上一 次完成,為保證切割精度,切割胎的設(shè)計加工和切割工藝的控制是關(guān)鍵因素。針對本球罐分帶角和結(jié)構(gòu)形式,設(shè)計了四種規(guī)圖3球片壓形加墊及壓點順序示意格的切割胎:縱縫切割胎，解決赤道帶、溫帶及極帶 部分縱縫的切割;赤道帶環(huán)縫切割胎,解決赤道帶及 溫帶大環(huán)縫切割;溫帶小環(huán)縫切割胎,解決溫帶小環(huán) 縫切割;極帶大環(huán)縫切割胎，解決極帶大環(huán)縫切割。 切割胎的加工精度至關(guān)重要，加工完成正式切割前經(jīng)反復(fù)走線,精度可靠后才進入實物切割。通過對氧乙烘火焰、割炬高度等參數(shù)的調(diào)節(jié)及 切割過程中切割速度和熱變形等因素的研究，掌握 了合理的切割工藝。球片幾何尺寸、坡口檢查結(jié)果見表9。其中最大曲率公差為

26、2 mm;弦長寬度方向最大偏差1.6mm,長度方向最大偏差2.2 mm,對角線長最大偏差 2.5 mm,球片的幾何尺寸全部達到設(shè)計要求，嚴于國家標準的規(guī)定。實物水平全面優(yōu)于引進的10多 臺10000 m3天然氣球罐的制造精度。5.5零部件的制造和組焊(1) 支柱及人孔、接管等鍛件的加工，螺栓、螺母、拉桿、松緊節(jié)的加工均嚴格按圖紙與技術(shù)條件的 要求。4(2) 接管和法蘭對接的環(huán)焊縫均采用氮弧焊打底，手工焊蓋面，從焊接工藝上確保焊透。人孔、接管與中極板的組焊,上支柱與赤道 板的組焊均在專用的組裝平臺上進行，有效地保證51CPVT10000 n?大型天然氣球罐的設(shè)計和制造技術(shù)Vol24.No4 20

27、07組裝精度。焊接時采用反變形和專用防變形胎相結(jié) 合的方式,較好地控制了變形。為保證帶支柱赤道#第24卷第4期壓 力 容 器總第173期52第24卷第4期壓 力 容 器總第173期板及中極板焊后球殼周邊的幾何精度，專門研制了空心胎用于修型。罐號檢査項目允差檢查結(jié)果(最大偏差絕對值)赤道板溫帶板極中板極側(cè)板極邊板長度方向(mm)2.52.01.81.71.72.2弦長寬度方向(mm) 2.01.0L11.21.61.6對角線方向(mm) 3.02.42.50.61.02.5ACA1 #兩條對角線間垂直距離(mm)W5.04.03.03.02.02.542 _ 9 _ 1曲率(mm)2.02.02

28、.02.02.0半角(。)2.51.52.00.51.51.0坡口中心位移(mm)1.511111鈍邊厚度(mm)2 12.52222表9球殼板曲率幾何尺寸、坡口檢查結(jié)果(最大偏差絕對值)a io不同規(guī)格焊條釆用的焊接電流(4) 對于插入式接管等,通過調(diào)整坡口角度和鈍 邊位置配合專用清根工具等保證焊透。(5) 人孔、接管與中極板組焊后,管口位置偏差 W5 mm;接管法蘭面和接管的垂直度小于法蘭外徑 的1 %?且w3 mm;人孔、接管外伸高度差w5 mmo 人孔、接管的法蘭密封面保護良好。(6) 無損檢測凸緣與球殼板、接管、法蘭的對接焊縫除100% 射線檢測外，凸緣與球殼板的對接焊縫還進行 10

29、0%超聲檢測;所有零部件組焊的焊縫表面進行 100%磁粉或滲透檢測。全部合格。球罐零部件的制造和組焊質(zhì)量全部達到了設(shè)計 要求。5.6焊接工藝及產(chǎn)話試板(1)焊接工藝焊接 WEL - TEN610CF 及 08MnNiCrMoVD 時,采 用L-62CF焊條，直流反極,焊接電流推薦值如表 10所示。項目焊條直徑(mm)焊接電流(A)平焊、橫焊 立焊、仰焊數(shù)警3.2 4.0100-130150-18090-120140 170焊前預(yù)熱溫度不低于100 %;焊接層間溫度不低于焊前預(yù)熱溫度，且不超過180嚴格控制焊接線能量不超過35 kj/cm,不同位置焊接線能量控制要求見表11;焊后立即進行后熱消氫

30、處理，后熱溫焊接位置平焊橫焊立焊仰焊焊接線能量 (kj/cm)15-3015-3015-3515-30度為200 250 V，后熱時間為0.5 1.0 h。表11各種位置下的焊接線能量(2)產(chǎn)品焊接試板針對本產(chǎn)品人孔、接管等部位接頭性能的要求,焊制了一塊 WEL- TEN610CF + 08MnNiCrMoVD 產(chǎn)品試板，產(chǎn)品試板的性能情況見表12o表 12 WEL - TEN610CF + 08MnNiCrMoVD 產(chǎn)品試板性能項目拉伸試驗心(MPa)側(cè)彎試驗沖擊試驗WEL-TEN610CF(38mm) +08MnNiCrMoVD (38mm)620,6354支無裂紋焊縫119442,146

31、Akv( - 20 花)(J)鍛件側(cè)HAZ136,102,118鋼板側(cè)HAZ237,214,227主要焊接工藝:采用L-62CF焊條，直流反接;預(yù)熱75七焊接;層間溫度：W180力。焊接線能量控制在15-25 kj/cm范圍III內(nèi)。焊后熱處理規(guī)范為58015乞,保;145.7焊后熱處理球罐不進行現(xiàn)場整體熱處理，因此在制造廠焊 接中，需對極板及帶支柱的赤道板進行局部熱處理。 焊后熱處頂丁廿匹竭按580 15毛進行控制，升降 溫要求夬見定執(zhí)行,實測溫度曲線沒有異常情況。6球殼板預(yù)組裝為檢驗球殼板組裝后的精度，確?，F(xiàn)場安裝質(zhì) 量，在制造廠對球罐瓣片進行了預(yù)組裝?？紤]到預(yù) 裝的工作量及利弊，本著科學(xué)

32、和實事求是的原則采 用以下方法預(yù)裝：54CPVT1Illim3大型天然氣球罐的設(shè)計和制造技術(shù)Vol24.No4 2007III10000 m3大型天然氣球罐設(shè)計總結(jié)Z .1(1) 由于混合式球罐組裝時精度不易保證的部 位在極帶,極帶按2臺球罐任意抽取的方式預(yù)組裝, 檢驗組裝效果及互換性。(2) 溫帶也采用2臺球罐任意抽取相應(yīng)球殼板 的辦法預(yù)裝,檢查組裝效果及互換性。(3) 考慮溫帶和赤道帶焊縫都是標準的經(jīng)緯焊 縫,如果溫帶預(yù)組裝效果很好,采用測量赤道帶累積 誤差的辦法代替預(yù)組裝。極帶和溫帶預(yù)組裝后實測數(shù)據(jù)為:坡口間隙0 1 mm,錯邊量最大值wl mm,棱角度最大值w4 mm,弦口橢圓度最大值

33、w 15 mm,均優(yōu)于標準和設(shè)計 要求。赤道帶計算累計誤差也遠優(yōu)于設(shè)計要求，經(jīng) 分析不必進行赤道帶預(yù)組裝?，F(xiàn)場安裝的結(jié)果也證 實該方法科學(xué)可靠，為今后特大型球罐預(yù)組裝技術(shù) 積累了寶貴的經(jīng)驗。過精心設(shè)計、制造及嚴格把關(guān)，于2005年12月完成 現(xiàn)場安裝并投用，至今已安全運行一年多。表明我 國設(shè)計和制造技術(shù)已具備了 10000 m3天然氣球罐 國產(chǎn)化的能力，也為我國的球罐向更高參數(shù)、更大型 化發(fā)展提供了借鑒。參考文獻:品大型夭然氣球罐鑒定會資料3,2006.10000 m3大型天然氣球罐制造總結(jié)Z 10000 m3大型天然氣球罐鑒定會資料5,2006,10000大型天然氣球罐技術(shù)條件Z 10000

34、 m3大型天然氣球罐鑒定會資料4,2006.4 王嘉麟.球形儲罐焊接工程技術(shù)M.北京:機械王業(yè)出版社,1999.12. 55CPVT1Illim3大型天然氣球罐的設(shè)計和制造技術(shù)Vol24.No4 2007 #CPVT1Illim3大型天然氣球罐的設(shè)計和制造技術(shù)Vol24.No4 20077結(jié)語WEL - TEN610CF鋼制10000 m3天然氣球罐,通收稿日期:2007 - 03 - 26 修稿日期:2007-04-10 作者簡介:竇萬波(1963-),男，教授級高工，在讀博士研究 生,主要從事壓力容器及化工設(shè)備研究。 #CPVT1Illim3大型天然氣球罐的設(shè)計和制造技術(shù)Vol24.No4 2007 56CPVT1Illim3大型天然氣球罐的設(shè)計和制造技術(shù)Vol24.No4 2007(上接第！2頁)對鋼絲材料強度小的要求; #CPVT1Illim3大型天然氣球罐的設(shè)計和制造技術(shù)Vol24.No4 2007 #CPVT1Illim3大型天然氣球罐的設(shè)計和制造技術(shù)Vol24.