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大型球罐材料选用及安装要求

  
评论: 更新日期:2011年05月31日


  
  3球罐选材
  3.1国内外球罐常用材料
  国外球罐用材:发展较早,以日本、西德、美国为代表的国家在六、七十年代就能生产出性能稳定、规格齐全的中、高强度钢。如我国引进的SPV355(日)WEL—TEN62CF(日)等。国内球罐用材:八十年代未以前,大型高参数球罐用材基本上以进口为主(少量自产,且用在小型球罐上),八十年代末以后,开始研制、开发,应用自己的材料,目前以能生产满足大型球罐使用、制造、安装要求的各种钢材,且其价格远低于进口材料的价格,如武钢和通用所共同研制的20R(WH400)、16MnR(WH510)、15MnNbR(WH530)及07MnCrMoVR(CF-62),这些材料与国外同强度级别材料相比,强度、韧性、焊接性能都接近,甚至超过国外材料,使我国球罐用材从强度级别上达到系列化3。

  3.2盛装常用介质的球罐用材
  这里主要介绍盛装液化石油气、丙烯、液化气丙烯“混装”三种情况。
  盛装液化石油气:介质为含C3、C4的液态烃类混和物,且含有一定量的H2S,宜选用中强钢,尤以其中的高韧性值钢种最理想,如16MnR(WH510)。
  盛装丙烯:丙烯纯度较高,几乎不含H2S,宜选用高强钢,既满足使用要求,又减少了壁厚,降低了整体选价。
  “混装”:高强钢装丙烯有性能、价格优势,但满足不了装液化石油气耐H2S应力腐蚀要求。中强钢装液化石油气为较理想钢种,但用其装丙烯球罐壁太厚,给制造、安装带来困难,因而两种钢材都有其局限性,只有选用一种既具有足够的强度、又有良好的耐H2S腐蚀性能材料方能解决问题,武钢新近研制的低合金钢15MnNbR(WH530),是用在这种工况下的理想材料。

  4制造、安装要求
  球罐的制造包含瓜片的压制、极带上开口锻件的焊接,上支柱与瓜片的组焊以及焊缝局部热处理。球罐的安装包含球罐壳现场组对,现场焊接以及有关的试验,检验内容,其中与材料有关的主要要求如下:
  4.1原材料质量要求
  球罐用钢必须严格按照选材有关标准生产,并在制造、安装之前按照球罐标准及图样要求进行相关参数的复验。
  4.2焊接质量要求
  为确保焊接质量,焊接过程中应控制的重要参数有:焊接材料、焊接线能量、焊前预热、焊后消氢以及整体热处理。
  焊接材料:要求焊接材料能保证焊缝具有母体同等的韧性和强度值,不同母体材料应选用相应的焊接材料,一般选用超低氢型焊条(手工焊时)以减少氢的危害,保管焊条时,注意焊条的烘干、保温。
  焊接线能量:其值与焊接电流、电压及焊接
  速度有关,它直接影响焊缝和熔敷金属的强度、韧性、塑性等参数。不同材料的线能量值不等。
  
  焊前预热和消氢(焊后):焊前预热是降低焊后冷却速度的有效措施,有利于氢的逸出,可以减少焊接应力,防止冷裂纹的产生,其值取决于母材及焊接材料成份、球壳厚度、环境温度。焊后消氢也叫后热处理,其作用与焊前预热相同。对于球罐应在焊后立即进行消氢处理。一般消氢处理与焊前预热配合使用,效果更好。焊后消氢温度与材料、球壳厚度有关。
  热处理:球罐的热处理目的是改善焊缝及热影响区的性能,降低焊接过程中产生的残余应力。在制造厂进行的是局部热处理。通常采用电阻丝加热,现场安装之后进行的是整体热处理,一般采用喷咀燃油加热。不同材料热处理温同,但对同一材料也应控制好热处理保温温度和时间,因为保温温度过高或时间过长,反而造成机械性能、韧性值的下降,保温温度过低或时间过短则达不到热处理的效果。
  无损检测:球罐制造完毕,为了检测焊缝质量,要对焊缝进行无损检测。检测方法有射线、超声波及磁粉、着色检测,方法的选用要考虑球罐的用材和球罐的检测比例。目前球罐的无损检测多以100%的射线及磁粉为主,并辅以一定比例的超声波检。  

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