1500m3乙烯球罐的建造

制造與安裝1500m3乙烯球罐的建造張建軍' ,張毅軍2(1.蘭州化學(xué)工業(yè)公司,甘肅蘭州730060;2. 甘肅省機械科學(xué)研究院,甘肅蘭州730030)摘要:介紹某公司 1500m?乙烯珠罐技術(shù)指標要求，與我國現行的有關(guān)標準規范相比有一定程度的提高,并在其建造過(guò)程中進(jìn)行了嚴格的質(zhì)量控制,各項實(shí)物指標均達到了較高的水準,對國產(chǎn)大型乙烯球罐的建造有一定的指導作用。關(guān)鍵詞:技術(shù)指標; - 40CAgv;幾何尺寸中圖分類(lèi)號:T0053.2文獻標識碼:B文章編號:1001 - 48372003)08 - 005 -04Fabrication of 1500m3 Ethylene Spherical TankZHANG Jian - jun' ,ZHANG Yi- jum2(1.Ianzhou Chemical Industry Company , I anzhou 730060, China;2.Gansu Province Machinery Scientific Reaserch Institute, Lanzhou 730030, China)Abstract:' Ihe technie index of 1500m' ethylene spherical tank which was discussed was made improvement ofa certain extent on Chinese standard. Product indexes of the tank reach high level, because its quality was con-tolled strietly in fabrication process. It had guidance function to the fabrication of large - size ethylene spheri-cal tank.Key words: technic index; - 40CAKv ; gometry size首臺國產(chǎn)大慶石化總廠(chǎng)1500m2 乙烯球罐結構參數1概況比較見(jiàn)表2。低溫乙烯球罐由于設計溫度低、壓力高,介質(zhì)又表1球罐設計的主要技術(shù)參數屬于易燃易爆,是目前建造技術(shù)難度最大的球罐之項目參數參一。20世紀90年代初，首臺國產(chǎn)07MnNiCrMoVDR最高工作壓力(MPa)| 1.32 I基本風(fēng)壓( 10m高處)(Pa) 300鋼制1500m2'乙烯球罐建成,到目前為止我國國產(chǎn)乙設計壓力(MPa)2.20地震裂度(°)|8烯球罐已達十多臺,這標志我國建造低溫球罐水平設計溫度(C)-4腐蝕裕量(mm)|1.5已達到了較高水平。某公司于2002年建造的一臺.貯存介質(zhì)乙烯焊縫系數07MnNiGrMoVDR鋼制1500m3乙烯球罐由某工程公幾何容積(m2)1531容器類(lèi)別司設計院設計,主體材料由合肥通用機械研究所采該球罐與大慶球罐相比,其材料利用率高、球殼購,球罐位號為R101- A。板數量減少、球殼板互換性好、焊縫總長(cháng)縮短,臧少2球罐主要技術(shù)參數及結構型式了制造和安裝過(guò)程中的工作量,并可有效地改善球罐的受力狀況。據國內外有關(guān)爆破試驗統計,插人球罐設計的主要技術(shù)參數見(jiàn)表1。中國煤化工接頭易形成應力集該乙烯球罐采用10支柱4帶混合式結構,它與HCNMHG35 .CPVT1500m'乙烯球罐的建造Vol20. No8 2003中,這是導致脆性破壞的主要因素之- - ,因此蘭化球(3)鋼板應逐張按JB4730-1994進(jìn)行超聲檢測罐設計時(shí)要求接管端部與殼體內表面磨平,且端部及復驗,100%應達到I級;棱角打磨成圓滑過(guò)渡。(4)每爐罐號鋼板抽取- .張進(jìn)行(570+ I5)Cx表2蘭州球罐與大慶球罐比較7h熱處理,熱處理后其- 40CAxv(平均值)≥68J。項目蘭州球罐大慶球罐3.2承壓 部件用08MnNiCMoVD鍛件主體材料07MnNiCrMoVDR07MnNiCMoVDR(1)人孔凸緣.液相乙烯進(jìn)出口應采用IV級鍛設計壓力(MPa)2.22.254件,其余承壓零部件應采用II級鍛件,其中- 40C球罐型式混合式桔瓣式Akv(平均值)≥60J;分帶數(帶)45(2)每爐罐號鍛件中抽取一件進(jìn)行(570士15)C.上極帶90/755°/3各帶球心上溫帶28:/2032.59/20x 7h熱處理,熱處理后其- 40CAxv(平均值)≥47Jc角/各帶分赤道帶62*/2060/203.3 球罐主體用PP. J607RH焊條塊數下溫帶32.5/20下極花55/3(1)球罐主體用PP. J607RH焊條熔敷金屬-焊縫總長(cháng)(m)412.9456.75 .50CAxv(平均值)≥47J;接管端部與殼接臂端部與殼體內(2)每批焊條熔敷金屬均進(jìn)行(570土I5)Cx7h表面平齊,且端部棱未磨平.熱處理,熱處理后其- 40CAxv(平均值)≥47J。體內表面型式角打麝成圓滑過(guò)渡3.4 焊接上支柱結構型式U形柱規定了球罐焊接時(shí)應嚴格控制焊接線(xiàn)能量不得上下支柱連接板坡口角度()45大于30kJ/cm;考慮到球罐進(jìn)行整體熱處理時(shí),高溫該球罐與大慶球罐上支柱均采用U形柱結構，區恒溫時(shí)間較長(cháng),因此工藝評定試板熱處理規范為(570土15)Cx5h;焊接工藝評定和產(chǎn)品試板焊縫、它與其它連接結構相比主要優(yōu)點(diǎn)有:(1)避免了支熱影響區- 40CAxv(平均值)≥47J。柱與球殼連接部下端由于夾角小而造成焊接的困3.5無(wú)損檢測難,保證了支柱與球殼焊接質(zhì)量的可靠性;(2)a點(diǎn)球罐在制造和安裝過(guò)程中需按JB4730--1994成線(xiàn)接觸，改善了該處的應力狀態(tài);(3)U形柱由鋼進(jìn)行無(wú)損檢測,檢驗率均比GB12337--1998的要求板壓制,特別適合于低溫球罐對上支柱材料的要求;有了較大幅度的提高。(4)與下支柱組焊簡(jiǎn)單。(1)凸緣與殼體、凸緣與法蘭的對接焊縫除進(jìn)行-般球罐在設計時(shí),上下支柱連接板坡口角度100% X射線(xiàn)檢測( II級為合格)外,凸緣與殼體的對比較喜歡沿用球殼板坡口角度(45P ~ 50*) ,而連接板接焊縫還應進(jìn)行100%超聲檢測( I級為合格);與球殼赤道板組裝時(shí)會(huì )自然形成一定夾角(因球殼(2)球罐主體對接焊縫熱處理前除進(jìn)行100% X板的表面是弧面),再加上:坡口角度,連接板與球殼射線(xiàn)檢測( I級為合格)外,還要求進(jìn)行100%超聲板表面形成的角度通常能達到60 ~ 70*,且是單面檢測( I級為合格);坡口,連接板厚度又較大(一般與球殼板等厚)。這(3)球罐整體熱處理前后及水壓試驗后,應分別勢必造成該處焊縫金屬填充量很大,球殼板局部變對球殼板上所有焊縫表面及其工卡具清除后焊跡等形量也相應加大,該部位又不宜校形,往往造成球殼部位進(jìn)行100%表面檢測( I級為合格);板曲率超標。因此該球罐設計時(shí)將連接板坡口角度(4)球罐水壓試驗后,對主體對接焊縫進(jìn)行減小為10°。100%超聲檢測( I級為合格)。3.6 球罐幾何尺寸3球罐技術(shù)指標特點(diǎn) .球罐幾何尺寸均按HG/ZQ1.7-87優(yōu)等品要3.1 球殼用07MnNiCrMoVDR鋼板求,球殼板幾何尺寸(除坡口外)允差比GB12337-(1)鋼板化學(xué)成分(熔煉分析)在滿(mǎn)足GBI50-1998減小了0.5mm, 球罐安裝幾何尺寸允差比1998附錄C的前提下,其中P含量應≤0.018% ,SCB12337- -1998 減小了約30%。含量應≤0.008%;(2)鋼板低溫沖擊功為- 40CAxv(平均值)≥4球罐制造工藝及質(zhì) 控制80J;4.1球殼板用 07MnNiCrMoVDR鋼板的驗收及36.中國煤化工YHCNMHG第20卷第8期壓力谷器總第129期4.5零部件組焊及質(zhì)量控制復驗該球罐共使用了44張武鋼生產(chǎn)的(1)焊接工藝評定07MnNiCMoVDR鋼板,制造廠(chǎng)分別對其化學(xué)成分、制造廠(chǎng)按JB4708- 200及技術(shù)條件進(jìn)行了力學(xué)性能、超盧檢測測厚等進(jìn)行了復驗。結果表07MrNiCMoVDR + 08MnNiCrMoVD、 08MnNiCrMoVD明,全部鋼板的超聲檢測結果的級別均為1級,所有+ 08MnNiCMoVD多項焊接工藝評定(熱處理恒溫時(shí)鋼板測厚結果均在43.80 ~ 46.17mm范圍內。鋼板間均為5h) ,工藝評定結果經(jīng)有關(guān)部門(mén)審查合格,其雜質(zhì)元素S.P含量分別小于0.008%、0.016% ;鋼板中- 40CAxv平均值焊縫.鍛件側HAZ、鋼板側HAZ- 40CAkv在85~ 180J之間,其中95%在100J以上，分別達62J、108J .92J。其檢驗及復驗的平均值分別達到130J、 I35J,從10(2)零部件組焊的質(zhì)量控制個(gè)爐罐號中抽取的10張鋼板經(jīng)(570土15)C x 7h熱制造廠(chǎng)對焊前預熱溫度、層間溫度、焊接線(xiàn)能量處理后,其- 40CAxv平均值達到107J。及后熱消氫處理等進(jìn)行了嚴格控制;對接管與法蘭、4.2球罐承壓部件用08MnNiCrMoVD鍛件的小凸緣與法蘭(內壁不能進(jìn)行焊接)對接環(huán)焊縫采用驗收及復驗了氬弧焊打底;對無(wú)法進(jìn)行X射線(xiàn)或超聲檢測的插球罐承壓部件用08MnNiGrMoVD)鍛件由無(wú)錫法人式接管與球殼板焊縫通過(guò)調整坡口角度和鈍邊位蘭鍛造廠(chǎng)生產(chǎn),鍛鋼的雜質(zhì)元素S、P含量分別小于置等辦法,確保完全焊透;凸緣、接管與中極板的組0.013% .0.014% ;鍛件-40CAyv在66 ~ 200]之間，裝、焊接以及上支柱與赤道板的組裝、焊接均在專(zhuān)用檢驗及復驗的平均值分別達到168J.152J,從2個(gè)爐的組裝平臺上進(jìn)行,并采用反變形措施,較好地控制罐號中抽取的兩件鍛件經(jīng)(570士15)心x 7h熱處理了球殼板曲率。所有焊縫內外表面均進(jìn)行打磨消除后,其- 40CAxv平均值達到142]。焊波,余高控制在0.5 ~ 2mm范圍內,上支柱與球殼4.3 PP.J607RH 焊條的驗收及復驗板連接角焊縫插入式接管與球殼板外表面角焊縫球罐主體焊接采用與07MnNiCrMoVDR鋼板配(內壁已齊平)均打磨與母材圓滑過(guò)渡。套的PP.J607RH焊條。焊條熔敷金屬的雜質(zhì)元素(3)零部件組焊后無(wú)損檢測SP含量均分別小于0.006%、0.014%，- 50C AKv凸緣與殼體、凸緣與接管、凸緣與法蘭以及接管在61~ 185J之間,檢驗及復驗的平均值分別達到與法蘭的全部對接焊縫進(jìn)行了100% 射線(xiàn)檢測，I89J.75J;焊條熔敷金屬經(jīng)(570士l5)C x 7h熱處理.級片達97.5%(其余為II級片);凸緣與殼體的對接后,其-40CAkv平均值也達到82J。焊條熔敷金屬焊縫進(jìn)行了100%超聲檢測,結果全部為I級。上擴散氫[H]含量(氣相色譜法)為3.5ml/100g。支柱與赤道板及凸緣、接管與中極板焊縫在校形后,4.4球殼板壓制及質(zhì)量控制對其進(jìn)行了100%表面檢測，結果均為I級。球殼板采用二次立體下料法,坡口加工采用火4.6球殼板質(zhì)量檢查焰切割,制造廠(chǎng)采用3m內控樣板檢查球殼板曲率,球殼板及坡口幾何尺寸經(jīng)檢查全部符合技術(shù)條曲率合格后再檢查球殼板幾何尺寸。對于因切割坡件要求,其結果見(jiàn)表3。另外,對其坡口周邊100mm口造成曲率超差的球片,重新進(jìn)行校型,以保證幾何范圍100%超聲檢測坡口表面100%磁粉檢測,按尺寸的精度。JB4730- -94 全部為I級。表了球殼板曲率、幾何尺寸、坡口檢查結果檢查結果(最大偏差)項目允差赤道板溫帶板極中板極側板極邊板長(cháng)度(mm)土2.01.81.51.6-1.5寬度(mm)土1.51.0-1.21.41.3，1.1對角線(xiàn)(mm)+2.5-2.5_2.3-2.0-2.2半角(°)土2.51.92.02.4坡口中心位移(mm)士1.51.-1.31.2鈍邊厚度(mm)土10.70.8-1兩條對角線(xiàn)間垂直距離(mm)4.3.8曲率(mm)≤2.52.5中國煤化工YHCNMHGCPVT1500m2'乙烯球罐的建造Vol20. No8 2003代號和日期進(jìn)行了記錄,以便檢查。5球罐安裝工藝及質(zhì)量控制5.4球罐組焊后的質(zhì)量檢查5.1 球罐組裝(1)焊縫外觀(guān)質(zhì)量該球罐儲存低溫介質(zhì),且壁厚較厚,從減少組裝考慮到該球齼在低溫工況條件下運行,為了減和焊接應力等著(zhù)重點(diǎn)出發(fā)，球罐組裝采用以赤道帶小應力集中,組焊后對內、外壁全部焊縫打磨消除焊為基準的張線(xiàn)單片散裝成形法。球殼板組裝成球波,對焊縫余高較高處進(jìn)行修磨并控制在0.5 ~ 2oum后,對其幾何尺寸進(jìn)行了檢查,其結果見(jiàn)表4。范圍內。表4球罐組裝后幾何尺寸檢查結果(2)球罐組焊后幾何尺寸檢查I坡口兩極間凈距與 赤道帶的球罐組焊完畢后,對其幾何尺寸進(jìn)行了檢查,結項目棱角值錯邊量|間陳設計內直徑差| 橢圓度(°)果見(jiàn)表5。技術(shù)條件≤6≤2 0~4≤42表5球罐焊后幾何尺寸檢查結果(mm)實(shí)測值0~40~2 0-410焊縫兩極間凈|赤道帶 最大| 赤道直5.2 焊接前準備項目棱角值余高距與設計|內直徑與最徑公差內直徑差小內直徑差(1)焊工培訓技術(shù)條件≤7| 0~2.5≤60組焊前為了使安裝公司焊工適應采用小線(xiàn)能量實(shí)測值0~40.3-2.520160(30kJ/cm以下)焊接07MnNiCrMoVDR鋼,對參加該球罐焊接的焊工均進(jìn)行了立焊位置的考核,所有的(3)焊縫無(wú)損檢測考核試板經(jīng)X射線(xiàn)、-40C沖擊性能及冷彎性能檢按JB4730- -94對主體對接焊縫進(jìn)行了100% 射驗全部合格。線(xiàn)檢測和超聲檢測，I 級片率達90.2% (其余為II(2)焊條復驗級片),超聲檢測結果均為I級。另對球罐的所有焊球罐主體焊縫、安裝用工卡具、予焊件等與球殼縫表面、球罐定位塊清除后的焊跡等部位進(jìn)行了板焊接的焊縫,均采用03.2、04.0的PP.J607RH 高100%磁粉檢測,符合JB4730- -94 I級。韌性超低氫型焊條。安裝單位對該焊條按批進(jìn)行了5.5 球罐焊后整體熱處理驗收和復驗,焊條熔敷金屬的雜質(zhì)元素S、P含量均本臺球罐焊后熱處理規范為570+5Cx2h。焊分別小于0.006%、0.012%, - 50C Av檢驗及復驗后整體熱處理采用球內燃燒法,為了更好的控制溫的平均值分別為89J、78J;焊條熔敷金屬經(jīng)(570士差,安裝公司在球罐下極帶外側安裝了電加熱器,作10)Cx7h熱處理后,其-40CAxv平均值也達到為罐體低溫區域的輔助加熱措施,從現場(chǎng)熱處理記72J,焊條熔敷金屬擴散氫[H]含量(氣相色譜法)為錄曲線(xiàn)可看出其恒溫階段實(shí)際溫差控制在土14C范4.0mL/ 100gc圍內。熱處理后對球罐內、壁所有焊縫表面進(jìn)行了(3)焊接工藝評定100%磁粉檢測,未發(fā)現超標缺陷,符合JB4730-94安裝公司根據JB4708- -001233--1998 及I級。技術(shù)條件進(jìn)行了焊接工藝評定(熱處理恒溫時(shí)間為5.6產(chǎn)品焊接試板的制作及其性能試驗5h) ,并經(jīng)有關(guān)部門(mén)審定合格,其焊縫中心、熱影響區該球罐共制作了三塊產(chǎn)品焊接試板,并均勻布- 40CAkw平均值分別達105]、136J。置在球罐上極帶高溫區域,熱處理后安裝公司對其5.3 焊接質(zhì)量控制進(jìn)行了力學(xué)性能及冷彎性能試驗,試驗結果見(jiàn)表6。焊前清除坡口兩側50mm范圍內的水銹、油污5.7 球罐水壓試驗和氣密性試驗等,焊接過(guò)程中預熱溫度和層間溫度基本控制在球罐水壓試驗的壓力為2.75MPa,水壓試驗過(guò)130 ~ 180C范圍內,后熱消氫處理的溫度控制在200程中球罐所有焊接接頭和連接部位無(wú)任何滲漏及異~ 230%之間,焊接線(xiàn)能量均控制在30kJ/cm以下，?，F象。水壓試驗后對球罐對接焊縫進(jìn)行了100%每層厚度均小于3.5cm。球罐外側焊縫焊接完畢,超聲檢測及所有焊縫內、外表面進(jìn)行了100%磁粉內壁清根打磨后進(jìn)行滲透檢測，結果全部符合檢測,按JB4730- -94均為I級。JB4730- -94 I級的要求。球罐主體焊接的工藝參數球罐氣密試驗壓力為2.20MPa,氣密性試驗過(guò)均按焊工鋼印號(不允許在鋼板表面打鋼印) .焊縫程中中國煤化工(下轉第 56頁(yè))38●YHCNMHG.經(jīng)驗交流文獻題錄、圖片信息舞臺以及國內外信息等欄目,并有豐富的產(chǎn)品廣告信息。本刊系中國科技論文統計分析刊源,自199年起一直被美國工程信息公司(E)定為Ei Pag Ome數據庫收錄期刊,1996年人編中國學(xué)術(shù)期刊光租版(CAJ- ),199年加入中國期刊網(wǎng)。先后榮獲全國機械行業(yè)優(yōu)秀科技期刊一等獎和第五屆全國石油和化1.行業(yè)優(yōu)秀期刊- -等獎。國內外公開(kāi)發(fā)行,雙月刊.大16開(kāi)本.單價(jià)8元，全年訂價(jià)48元。全國各地郵局均可訂閱。郵發(fā)代號:54- -19。逾期訂閱者可向本刊雜志杜索取訂單。地址:甘肅省蘭州市七里河區敏煌路1555 號蘭州石油機械研究所內，郵編:7300S0,E - mil:yhgh@ lpmi. ac. cn或shgb@ homail. com,電話(huà):(0931)2356471，234249 ,傳真:(0931)242485。歡迎訂閱2004年《化工機械》雜志《化工機械>是國內外公開(kāi)發(fā)行的中央級化工機械專(zhuān)業(yè)技術(shù)刊物,是全國優(yōu)秀期刊及中文核心期刊，多次榮獲部.省級獎動(dòng)。由化工部化T機械研究院與中國化工學(xué)會(huì )化工機械專(zhuān)業(yè)委員會(huì )合辦?！痘C械>創(chuàng )f于1974 年.主要報道化工機器、化學(xué)I程及設備.化工材料及防腐蝕的科技成果.實(shí)用技術(shù)、雙革經(jīng)驗和科技信息，可供從事科研、設計生產(chǎn)和教學(xué)工作者參考?！痘C械》為雙月刊,大16開(kāi)本,64頁(yè),逢雙月5日出版，單價(jià)8.00元,全年48.00元。郵發(fā)代號:54- 22, 全國各地郵局均可訂閱,漏訂讀者可匯款到編輯部補訂。本刊承接彩色、黑白廣告業(yè)務(wù)，愿熱忱為國內外企業(yè)服務(wù),宣傳企業(yè)形象,推廣戶(hù)品技術(shù)。地址:蘭州西尚合水北路3號,郵編:730060.電話(huà): (0931)7311073,傳真:(931)7311073. E - mail:hgjx @ chenmach. cun,網(wǎng)址:http: // www. chemach. com。(上接第38頁(yè)}泄露現象,保壓無(wú)降壓。6結語(yǔ)表6球罐產(chǎn)品焊接試板力學(xué)性能及冷彎性能拉伸試驗沖擊試驗彎曲(1)制造廠(chǎng)嚴格控制原材料的復驗、球片壓制、煤接試驗.位置o。嘶裂映口位置- 40CAxv(J)|D=4a零部件組焊及產(chǎn)品最終檢驗等關(guān)鍵環(huán)節,球片的制(MPa)位置180造質(zhì)量達到或高于設計的要求;小坡口側100, 124, 126(2)安裝單位嚴格控制球罐組裝工藝、焊接工立煤645母材大坡口側(1/48)| 104,76,120三件藝焊后整體熱處理規范及質(zhì)量檢驗等關(guān)鍵環(huán)節,確熱影響區(1/48)] 212,214,248保了球罐整體質(zhì)量?jì)?yōu)良。180,172. 150橫焊630母材年大坡口側(1/46) 40,172,150合格收稿日期:2003 - 07-09熱影響區(1/48) 192, 178,224作者簡(jiǎn)介:張建軍(1966- ),男,高級工程師，現從事壓力容.平焊50,58,170630母材中強大坡口側(1/48)| 17,56,100 | 三件器設計與總承包工作。通訊地址:甘肅省蘭州市西固區蘭化工程公司。仰焊，熱影響區(1/48) 83, 198,62;簡(jiǎn)訊大連冰山集團金州重型機器有限公司新置設備信息1.2002年大連冰山集團金州重型機器有限公司利用國債貸款購進(jìn)并安裝的微機控制的大型水平下調式三輥卷板機,其最大卷板厚度為10mn/20mm(冷/熱) ,最大卷板寬度為400mm近一年來(lái),該機不僅完成了本公司近10臺產(chǎn)品中的厚板卷簡(jiǎn)工作,其中最大鉻鉬鋼工件板厚已近142mm, 板寬3820mm,而且還為-重等單位制作了- -些厚大簡(jiǎn)體。該機的正常使用與公司原有技術(shù)的結合,提高了該公司壓力容器制造能力的檔次。2、國內壓力容器制造企業(yè)自身?yè)碛械淖畲笥蛪簷C即將在大連冰山集團金州重型機器有限公司安裝。這臺油壓機為龍門(mén)雙動(dòng)式,總重約7MN,最大壓力可達66N,內外滑塊最大行程為200m,檔梁離工作臺最大距離為5200nm,正面開(kāi)檔5600mm。工作臺為可移動(dòng)式,移出距離為600mm,承重600KN。該機操作便利,是壓制大型封頭及球形瓣片或壓邊拉伸工件等工序的必備設備。公司專(zhuān)為這臺油壓機新建的200m2廠(chǎng)房已竣T,該油壓機裝配基坑也同時(shí)宗T:預計今年年底該設備即可投入運行。中國煤化工. 56.THCNMHG