球罐組裝監(jiān)檢的常用方法

球罐組裝監(jiān)檢的常用方法

隨著我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，板材制造技術(shù)和能源擠出能力的不斷提高，各地的工業(yè)企業(yè)經(jīng)常使用球形罐作為儲(chǔ)存容器，其中大部分是現(xiàn)場(chǎng)組裝的。因此，球罐的制備和質(zhì)量控制非常重要。如果組裝工藝執(zhí)行不嚴(yán),焊接的順序及手法不規(guī)范,在焊縫中就會(huì)形成氣孔、夾渣、未焊透、未熔合甚至裂紋等缺陷,這些缺陷產(chǎn)生后,雖然有的經(jīng)返修消除,但部分未超標(biāo)缺陷在運(yùn)行中也存在擴(kuò)展的隱患。從近幾年球罐檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的缺陷及組裝抽檢情況來(lái)看,球罐組裝監(jiān)檢控制不容忽視,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)組裝的過(guò)程和質(zhì)保體系運(yùn)轉(zhuǎn)情況,對(duì)于球罐組裝監(jiān)檢主要應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)一步加以控制。1焊接前質(zhì)量監(jiān)測(cè)1.1球殼板及部件球罐組裝質(zhì)量是以球殼板、上下段支柱拉桿、人孔接管、平臺(tái)扶梯等部件的制造精度為基礎(chǔ)的,如果球殼板的曲率及幾何尺寸由于壓制不符合要求或在運(yùn)輸和存放時(shí)不符合規(guī)定等原因造成超標(biāo),要想建成合格的球殼結(jié)構(gòu)是很困難的。因此,在組裝前必須對(duì)球殼板及部件按《規(guī)范》進(jìn)行必要的產(chǎn)品復(fù)驗(yàn),對(duì)超標(biāo)嚴(yán)重的球殼板和部件進(jìn)行調(diào)整,若現(xiàn)場(chǎng)確實(shí)無(wú)法校正就需要返回原廠重新壓制后組裝。此項(xiàng)監(jiān)檢可作為現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn),但必須嚴(yán)格按(球罐驗(yàn)收規(guī)范、設(shè)計(jì)圖紙)規(guī)定的方法進(jìn)行檢測(cè),特別要注意模板的剛度以及檢測(cè)曲率的位置,否則不會(huì)反映真實(shí)尺寸偏差。同時(shí)還要注意監(jiān)控測(cè)量玄長(zhǎng)時(shí)是否在同一平面,這一點(diǎn)在測(cè)量時(shí)會(huì)被疏忽,而它也是造成組裝后橢圓度不均勻的重要因素。1.2處理工藝的測(cè)定根據(jù)球罐制造標(biāo)準(zhǔn)及GB150的規(guī)定,球殼板在組裝前未要求必須進(jìn)行模擬工藝試板制作和評(píng)定,但要求每臺(tái)球罐必須隨產(chǎn)品附帶四塊產(chǎn)品試板,而且要與球殼板相同材質(zhì)、相同鋼號(hào)、相同施焊及熱處理工藝。在對(duì)一些球罐監(jiān)檢過(guò)程中我們認(rèn)為,產(chǎn)品試板的制作如果條件允許可以抽出一塊作為模擬工藝評(píng)定試板,經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)合格后進(jìn)行罐體組裝焊接,如果條件不允許可以將一塊產(chǎn)品試板按照組裝工藝施焊后,按照局部熱處理的方式保證與罐體相同熱處理溫度和時(shí)間的條件下,進(jìn)行制作處理,然后進(jìn)行檢驗(yàn),符合要求后再進(jìn)行球罐組焊,這樣此試板的制作工藝條件與規(guī)定要求基本相同,仍可作為球罐產(chǎn)品試板,而且又能夠在組焊前印證焊接工藝的可行性,避免球罐組裝完畢,在整體無(wú)損探傷以后才檢出存在的缺陷,降低了焊接缺陷產(chǎn)生的可能性,減少了焊后一次性缺陷處理的麻煩。1.3球罐組裝質(zhì)量要素球罐的組裝主要有以下幾種方法;①整體吊裝法。②兩半球組裝法。③分帶組裝法。④大片散裝法。在上述組裝的幾種方法中,組裝單位的吊裝設(shè)備能力較強(qiáng),現(xiàn)場(chǎng)組裝條件完備的一般常用前兩種組裝方法。而現(xiàn)場(chǎng)組裝條件較簡(jiǎn)易,不具備大型吊裝能力的單位一般常用后兩種方法,但后兩種方法組裝過(guò)程中保證幾何尺寸難度較大,因此,更應(yīng)該加強(qiáng)組焊前的監(jiān)檢控制。如下圖。首先組裝下溫帶、下級(jí)板,然后組裝上溫帶、上級(jí)板。其過(guò)程是;①中心立柱并找正固定。②通過(guò)立柱支撐及板卡子將赤道帶組裝在支柱上。③組裝下溫帶或下級(jí)板。④組裝上溫帶或上級(jí)板。⑤進(jìn)行焊前的幾何尺寸調(diào)整。通常400m3左右的球罐經(jīng)常采用此方法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)組裝。影響球罐組裝質(zhì)量因素主要有以下幾個(gè)方面;①球殼板幾何尺寸不精確。這主要是由于制造廠對(duì)球殼板壓制的弧度不精確,板片邊緣尺寸存在誤差或坡口加工不良所致。其次是球殼板在運(yùn)輸或堆放過(guò)程中管理不善造成變形。球殼板的弧度不精確很難校正,只能重新壓制矯形,但幾何尺寸不精確則可以在組裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行修正。②組裝程序的影響。球罐組裝如果搭配不合理很容易造成誤差的積累,要克服這些弊病,除了采用分塊吊裝的方法以外,還應(yīng)該對(duì)每道工序造成的組裝公差進(jìn)行詳細(xì)記錄并進(jìn)行有效的公差分配和調(diào)整,使各種組裝公差分配均勻,這樣球罐的整體誤差才能得到有效的控制。③吊裝變形的影響。無(wú)論單片球殼板還是拼成大片的球殼板,在吊裝或翻轉(zhuǎn)過(guò)程中,都可能使球殼板產(chǎn)生較大的吊裝變形,尤其大型球罐,這種變形影響更大,所以選擇合理的吊裝方法及有效的臨時(shí)加固,對(duì)提高球罐的組裝精度非常重要。球殼板組裝焊前監(jiān)檢主要應(yīng)從以下幾個(gè)方面控制;①錯(cuò)邊量控制:球罐的組對(duì)板片間錯(cuò)邊超標(biāo)的原因是在組對(duì)過(guò)程中未進(jìn)行認(rèn)真檢查和調(diào)整,樣板幾何尺寸不夠精確,造成錯(cuò)邊超標(biāo)。因此,監(jiān)檢要控制好組裝順序和檢驗(yàn)程序,必須在第一道焊接開(kāi)始以前嚴(yán)格監(jiān)督,保證組對(duì)檢查的真實(shí)性,并對(duì)外觀檢查明顯錯(cuò)邊的部位進(jìn)行抽檢,以控制組焊前的對(duì)接質(zhì)量。②橢圓度控制:球罐的橢圓度是指通過(guò)球心任意平面上兩條相互垂直的直徑差值,因此,組焊前的罐體橢圓度要及時(shí)檢查和調(diào)整,采取有效的加固措施,避免施焊后的尺寸誤差疊加造成無(wú)法改變的缺陷,監(jiān)檢人員也要現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢測(cè)結(jié)果,保證存在誤差控制在允許范圍內(nèi)。2影響焊接質(zhì)量的因素焊接質(zhì)量監(jiān)檢控制主要從兩方面加以監(jiān)督;首先,從球殼拼接焊縫的施焊方面加強(qiáng)監(jiān)督。球罐焊接過(guò)程產(chǎn)生的缺陷主要是氣孔、夾渣、未融合、未焊透、裂紋等,形成這些缺陷的原因很多,通常有母材或焊接材料的影響、施焊工藝不適應(yīng)、焊接技術(shù)水平低、施工管理差以及強(qiáng)力組裝等因素的影響,對(duì)于焊接監(jiān)檢主要應(yīng)抽查焊接過(guò)程的工藝執(zhí)行情況(包括焊前預(yù)熱、焊條烘干存放等),是否與焊接試件選用工藝相符。其次,控制角變形。角變形對(duì)殼體應(yīng)力狀況影響很大,在球體內(nèi)壓力的作用下造成殼體局部應(yīng)力不均勻,特別是當(dāng)承受交變壓力和焊縫內(nèi)部有缺陷的情況下,由于局部應(yīng)力過(guò)高很容易造成缺陷的擴(kuò)展,對(duì)球罐的使用壽命及使用安全產(chǎn)生不利影響。在監(jiān)檢過(guò)程中,應(yīng)加強(qiáng)焊接工藝執(zhí)行的監(jiān)督,避免由于坡口對(duì)接不合格或施焊程序不當(dāng)?shù)纫蛩卦斐山亲冃纬瑯?biāo)。3球罐的無(wú)損檢測(cè)監(jiān)檢球罐的無(wú)損檢測(cè)通常采用超聲波探傷、射線探傷、及表面探傷等方法。由于現(xiàn)在球罐建造比較普遍,從檢測(cè)方便易行的角度來(lái)講,射線探傷比較快捷,它能夠比較準(zhǔn)確地反映焊縫內(nèi)的體積性缺陷,但對(duì)線性缺陷的檢出還有一定的局限性,一般認(rèn)為射線方向與一定裂紋缺陷的傾角大于15°時(shí)就不易發(fā)現(xiàn)。因此,球罐的無(wú)損檢測(cè)監(jiān)檢主要應(yīng)從以下幾個(gè)方面加以控制;①通過(guò)焊接試板的無(wú)損檢測(cè),確認(rèn)無(wú)損檢測(cè)的人員資格,所用射線源的曝光時(shí)間,及所選膠片的透照靈敏度,并對(duì)球罐射線底片進(jìn)行一定比例抽查。②現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督針對(duì)射線檢測(cè)盲區(qū)及球罐的主焊縫按圖紙要求進(jìn)行一定比例的超聲波檢測(cè)抽查,發(fā)現(xiàn)有懷疑的部位還應(yīng)復(fù)探井增加抽查比例。③對(duì)圖紙或建設(shè)單位有要求時(shí)還應(yīng)核查C類、D類焊縫進(jìn)行的表面和超聲波探傷。4熱處理監(jiān)檢控制球罐焊后熱處理就是為了消除焊接熱循環(huán)所造成的殘余應(yīng)力及產(chǎn)生的氣體等不良影響,將球罐整體加熱到相變點(diǎn)Ac1線以下合適溫度,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間恒溫和緩慢冷卻的操作過(guò)程(如圖)。對(duì)于壁厚較大的球罐,沿壁厚方向的殘余應(yīng)力能夠達(dá)到較高的數(shù)值,呈三維分布狀態(tài),因而不容忽視,特別是球罐的上下極板、支柱與球罐連接部位、人孔環(huán)縫及工藝管孔等均為環(huán)形封閉焊縫,存在較大的拘束度,產(chǎn)生復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)。另外,當(dāng)鋼材或焊縫中溶有一定量的擴(kuò)散氫時(shí),氫以分子、原子、離子狀態(tài)進(jìn)入金屬內(nèi)部,在裂紋及缺陷處集聚與擴(kuò)散形成氫分子,這種集聚在金屬局部的氣體壓力可達(dá)到幾十兆帕的內(nèi)壓,在鋼材熱影響區(qū)或焊縫中引發(fā)裂紋產(chǎn)生,甚至在高強(qiáng)鋼中導(dǎo)致鋼材的全面脆化。通過(guò)焊后熱處理能夠減少或消除這些隱患。因此,作為焊后熱處理監(jiān)檢控制非常必要。主要應(yīng)從以下幾個(gè)方面加強(qiáng)監(jiān)督;①現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督熱處理溫度控制。主要核查熱處理的溫度升降速度、保溫時(shí)間、保溫溫差等工藝參數(shù)是否正確合理,并現(xiàn)場(chǎng)抽查各自動(dòng)測(cè)點(diǎn)以外部位的溫差是否在低于130℃范圍內(nèi),以及各支柱與球罐連接部位、接管焊接部位的加熱溫度及保溫情況,是否在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)(對(duì)于支柱座已在制造廠進(jìn)行熱處理的除外)。②現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督模擬產(chǎn)品試板的熱處理過(guò)程。模擬產(chǎn)品試板焊后熱處理的試驗(yàn)結(jié)果是檢驗(yàn)球罐組裝焊接質(zhì)量的一項(xiàng)重要手段,它既能驗(yàn)證焊接工藝評(píng)定又能檢查焊縫金相組織,所以必須將試板放在熱處理的高溫區(qū)與球罐同時(shí)進(jìn)行熱處理,并且在試板上也要設(shè)置一組測(cè)溫點(diǎn)。在對(duì)試板試件的加工檢查過(guò)程中必須符合《規(guī)范》要求,否則就無(wú)法體現(xiàn)出球罐的整體性能。對(duì)模擬試件檢查中如果設(shè)計(jì)有要求還應(yīng)進(jìn)行試件焊縫