一建机电教材解读：1H413043 球形罐的安装技术
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【摘要】环球网校一级建造师频道为您提供一级建造师考试必备的复习资料和试题，供考生复习备考之用，本文为一建机电教材解读：1H413043 球形罐的安装技术，是考生必须要熟记和掌握的重点内容。2015年的一级建造师考试将于9月19日至20日举行，环球网校在此提醒广大考生做好复习备考。祝广大考生顺利通过一级建造师考试！
1H413043 球形罐的安装技术
钢制焊接球形储罐(以下简称球形罐或球罐)为球形的承压金属容器，是机电安装工程中的重要对象。球形罐盛装的是压力较高的气体或液化气体，多数是易燃、易爆介质，危险性大。安装施工难度大、质量要求高。本条的主要知识点是：球形罐的构造及形式;球形罐施工资格和监检要求;球壳和零部件的检查和验收;球形罐组装与焊接;球形罐焊后整体热处理。
一、 形罐的构造及形式
(一)球形罐的构造
球形罐由球罐本体、支座(或支柱)及附件组成。球罐本体为由球壳板拼焊而成的圆球形容器，为球形罐的承压部分。球形罐的支座常为由多根钢管制成的柱式支座，以赤道正切柱式最普遍。球罐的附件：有外部扶梯、阀门、仪表，部分大型球罐罐内还有内部转梯。
(二)球形罐的形式
球形罐按其本体壳板的分片结构形式可分为桔瓣式、足球式和混合式三种。
1.桔瓣式球形罐：组成球壳体的球壳板板片由经线和纬线分割而成，形状如同桔瓣。分为3～7带，依次分别为：赤道带;上、下温带;上、下寒带;上、下极。根据《钢制球形储罐型式与基本参数》GB/T 17261--2011，桔瓣式球形罐公称容积为50～l0000m3。
2.足球式球形罐：球壳体按足球分瓣的方法分成多块形状、尺寸相同的球壳板拼焊而成。
3.混合式球形罐：为桔辩式与足球式的结合。分为3～7带，赤道带;上、下温(寒)带采用桔辩式;上、下极采用足球式，极板又分极中板、极侧板、极边板。按照上述《基本参数》，桔瓣式球形罐公称容积为50～25000m3。但当前在国内工程运用的是3～5带的混合式球罐(无寒带)，公称容积为50～10000 m3。球形罐采用混合式排板，可以减少焊缝。
常用的球形罐为设计压力不大于4.0MPa、公称容积不小于50m3的桔瓣式或混合式的以支柱支撑的钢制焊接球形罐。
一、球形罐施工资格、监检要求
1.球形罐施工单位应取得A3级压力容器制造许可证。
2.球形罐开工前，施工单位应书面告知直辖市或设区的市的特种设备安全监督部门，并接受工程所在地的特种设备监检单位的监督检验。
三、球壳和零部件的检查和验收
球壳和零部件的检查和验收的工作包括对质量证明书等技术质量文件的检查、球壳板检验和支柱、零部件的检验，其中主要的有：
(一)质量证明文件检查
1.球形罐质量证明书包括的内容：制造竣工图样;压力容器产品合格证;产品质量证明文件;特种设备制造监督检验证书。
2.产品质量证明文件，包括：(1)质量计划或检验计划;(2)主要受压元件材质证明书及复验报告;(3)材料清单;(4)材料代用审批证明;(75)结构尺寸检查报告;(6)焊接记录;(7)热处理报告及自动记录曲线;(8)无损检测报告;(9)产品焊接试件检验报告;(10)产品铭牌的拓印件或者复印件。
(二)球壳板检查
外形尺寸检查：逐张进行成形和尺寸检查。
(1)球壳板曲率检查。用样板和塞尺检查其允许间隙应符合表1H413043-1的规定。
球壳板与桂板允许间隙表(mm) 表1H413043-1
|
球壳板弦长
|
样板弦长
|
允许间隙
|
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<2000
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与球壳板弦长相同
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3
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≥2000
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2000
|
3
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项 目
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长度方向弦长
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任意宽度方向弦长
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对角线弦长
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两条对角线间的距离
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允许偏差值
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±2.5
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±2
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±3
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±5
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四、球形罐组装与焊接
球形罐的组装常用的方法有分片法组装(又称散装法)和环带法组装(又称分带法)。球形罐施工宜采用分片法。环带法仅可用于公称容积不大于1500m3的球形罐。组装采用工卡具调整球壳板组对间隙和错边量，不得进行强力组装。
(一)分片法组焊工艺流程及要求
1.组装总体程序(5带球形罐)
支柱和赤道板组对一赤道带板组装一中心柱安装一下温带板组装一上温带板组装一中心柱拆除一下极板组装一上极板组装一内外脚手架搭设一调整及组装质量总体检查。
当前现场较多地采用了无中心柱组装施工工艺，在温(寒)带或极带组装中不需使用中心柱固定。因而上述有关中心柱的步骤可予以取消。
2.组装施工程序及工艺要求
(1)赤道带板组装顺序
1)吊装第一块带支柱的赤道带板，就位后用拖拉绳将赤道带板固定。测量支柱垂直度;当支柱和赤道带板偏心布置时，应在偏心一侧加适当支撑。
2)吊装第二块带支柱的赤道带板，就位后用上述同样方法固定。测量支柱垂直度及支柱间的相对位置。
3)将不带支柱的赤道带板吊起插入两块带支柱赤道带板之间，并用卡具固定。
4)依次吊装赤道带板就位，使之组成环带，并立即进行找正。
(2)温带板组装。先组装下温带板后组装上温带板，宜采用对称吊装。其组装程序：
1)按排版图要求吊装第一块下温带板，就位后温带板大边用组对卡具与赤道带板连接，小边用钢丝绳和赤道板上口的方帽固定，调整好温带板与赤道带板的曲率。
若采用中心柱的方法，应在温带板安装前，在球形罐中心位置安装中心柱。则小边用钢丝绳和中心拄固定(以下不再叙述中心柱固定方式)。
2)吊装第二块下温带板，就位后用上述同样方法固定，用卡具和相邻温带板及赤道带组对连接。依次吊装组对全部下温带板，并组装成型。
3)上温带板的吊装、组对程序与下温带板相同。板小边用钢丝绳(拖拉绳)固定。
(3)极带板组装。先组装下极板后组装上极板。极板吊装就位后，用卡具与温(寒)板固定。
3.焊接
(1)一般原则
1)球形罐焊接宜采用焊条电弧焊(常称手工电弧焊)，也可采用熔化极气体保护焊。
2)产品焊接试板应由焊接球形罐的焊工在球形罐焊接过程中，在于球形罐相同焊接环境下和采用相同的焊接工艺焊接。
(2)焊接顺序
1)焊接程序原则：先焊纵缝，后焊环缝;先焊短缝，后焊长缝;先焊坡口深度大的一侧，后焊坡口深度小的一侧。
2)焊条电弧焊时，焊工应对称分布、同步焊接，在同等时间内超前或滞后的长度不宜大于500mm。焊条电弧焊的第一层焊道应采用分段退焊法。多层多道焊时，每层焊道引弧点宜依次错开25～50mm。
(二)环带法组焊工艺
1.组装焊接原则程序
平台上组装赤道带→赤道带纵缝焊接→平台上组装上、下温带→上、下温带纵缝焊接→平台上组装焊接上、下极板→上、下极板与上、下温带组焊→下温带(包括极板)吊到基础中心→安装支柱→吊装赤道带、就位后找水平度→下温带与赤道带安装→上温带与赤道带安装→内外脚手架搭设→组装后整体检查一赤道带与上、下温带环缝焊接及支柱与赤道带焊接→焊后总体检查。
2.环带组装工艺要求
(1)各环带均在平台上进行组装，组装平台在施工过程中不得出现变形或偏沉。每个环带组对时应采用相应的胎具，胎具直径为各环带设计内径加焊接收缩量。
(2)环带组装程序：平台上画出组装带下口基准圆→基准圆内侧设置胎具→基准圆外侧点焊定位板→吊装壳板、固定→调整球壳板间接缝间隙→检查错边量、棱角、周长、圆度→定位焊。
五、球形罐焊后整体热处理
球形罐根据设计图样要求、盛装介质、厚度、使用材料等确定是否进行焊后整体热处理。
(一)整体热处理前的条件
1.球形罐焊后整体热处理应在压力试验前进行。
2.整体热处理前，与球形罐受压件连接的焊接工作全部完成，各项无损检测工作全部完成并合格。
(二)球形罐整体热处理方法和工艺要求
1.球形罐整体热处理方法
国内一般采用内燃法：是用燃烧产生的烟气在球形罐内部加热并进行温度控制，球罐外部保温而达到热处理要求的热处理工艺。2000m3以下的球形罐宜采用负压内燃法，2000m3及以上的球形罐宜采用正压内燃法。在罐体上安装热电偶测量加热温度。
保温材料宜采用岩棉或超细玻璃棉，并宜做成2.5m×1.0m保温棉被，便于使用、周转。
2.热处理工艺要求
(1)热处理过程升降温、恒温要求
1)热处理温度：按设计图样要求。当设计图样无要求时，可按《球形储罐施工规范》GB 50094---2010选用。最少恒温时间按最厚球壳板对接焊缝厚度的每25mm保持lh计算，且不应少于lh。
2)升降温速度和温差：升温：400℃及以下可不控制，400℃以上时，50～80℃/h，球壳板表面上任意两个测温点的温差不得大于120℃。降温：从热处理温度到，400℃，降温速度30～50℃/h9400℃以下可在空气中自然冷却。
(2)测温点要求。在球壳外表面均匀布置，相邻测温点间距小于4.5m。测温点总数应符合规定。
(3)球形罐柱脚处理及移动监测
整体热时应松开拉杆及地脚螺栓，检查支柱底部与预先在基础上设置的滑板之间的润滑及位移测量装置。热处理过程中应监测柱脚实际位移值，及时调整支柱使其处于垂直状态。热处理后应测量并调整支柱的垂直度和拉杆挠度。
(三)整体热处理后质量检验
球形罐整体热处理后应验证热处理结果，进行检验的项目包括：热处理记录曲线;热处理过程中各测点温差;热处理后的产品焊接试板的试验结果。
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