球形储罐施工工法PPT课件
5.3球形储罐 Spherical Storage Tank
足球瓣式
优：材料利用率高，焊缝长度缩短，球壳 板数量减少，极板尺寸较大，易布置人孔， 接管赤道用桔瓣式，可避开支柱搭在球 壳板的焊接接头上。
（1）（3）基本参数是GB/T 17261《钢 制球形储罐型式与基本参数》
（3）拉杆
（3）拉杆 作用：承受载，地震载荷，增加球罐稳定
性。 形式：可调式拉杆，每根拉杆两段间用可
调螺母。(图5-22) 固定式拉杆(图5-23) 优：制作简单，施工方便，但不可调节。
5.3.3人孔和接管Manhole and Nozzle
（1）人孔 Manhole 作用：检验，维修，施工中，通风，组装，搬运，
热处理时，用来调节空气，排烟。 数量位置：二个人孔，上下极板上。 尺寸：DN500 （2）接管 Nozzle 设计：厚壁管或整体锻件凸缘等补强，采用与球
相同（近）的材质，尽量布置在上下极板,以便集 中控制，均需设加强筋。 相应法兰用凹凸面法兰。
5.3.4附件 Accessories
（2）足球瓣式罐体
（2）足球瓣式罐体 （p255, 图5-17） 球壳划分类似足球，可以用尺寸相同或相
似的四边形或六边形球瓣组焊而成。 优：球壳板尺寸相同，下料成型方便，材
料利用率高，焊接检验工作量小。 缺：焊缝布道复杂，施工组装困难。 适用：容积小于120m3球罐，很少采用
（3）混合式罐体
（2）支柱与球壳的连接
（2）支柱与球壳的连接 可采用：直接连接，加托板结构，U形柱
结构，支柱翻边结构(图5-20) 直接连接：适合大型球罐 加托板：解决由于连接部下端夹角小，间
隙窄，难施焊问题。 U形柱：适合低温球罐对材料的要求 翻边结构：解决下端耐焊施，改善该部位
005 球形储罐制作工程
球形储罐制作过程1 制造、检验、验收1.1 下料1.1.1球罐在投产前应核对材料的质量证明书及牌号、炉批号的确认标记。
1.1.2为便于球壳板制造过程中的检验和以后组装的方便，制造厂对每片球壳板分别建立工艺卡，工艺卡必须记录球壳板的钢号、炉批号及球壳板的编号及位置号等，但不得在受压元件上刻画或打材料标记和焊工钢印，以免产生缺口效应。
1.1.3球壳板可采用火焰切割法下料，为保证下料精度应采用二次下料法，最后一次下料后应对坡口切割线周边100mm范围内进行100%超声波探伤检测，按JB4730-94标准Ⅱ级合格，钢板合格后无缺陷方可切割。
1.1.3要精确下料，不准一次下料，是确保球片质量的关键工序，必须注意以下几点：a.下料要经统一计量。
b.采用二次或三次号料法。
c.号料前进行核对钢板质量证明书及编号。
d.号料公差要严格控制，球片尺寸公差进行二次重新分配。
e.号料后作材料标记移植。
f.号料前对周边100mm范围内进行100%超声波检测，Ⅱ级合格。
1.2 压制1.2.1球壳板采用小模具多点冷压制成型工艺，曲率应均匀，成型时缓慢压至规定的曲率，严禁急剧成型加工，成型后的实际厚度不小于名义厚度减去负偏差。
1.2.2球壳板成型应在环境温度0℃以上进行。
1.2.3球壳板成型后用弦长>2m的样板进行检查。
球壳板尺寸精度在保证球壳板曲率和弧长尺寸的基础上，以弧长为验收基准，对球壳板的长度方向的弧长允许偏差为±2.5mm，宽度方向的弧长允许偏差为±2mm，对角线长度允许偏差为±3mm，对角线垂直度距离不小于±5mm，赤道带的球壳板在宽度方向的尺寸累积控制在负偏差范围内。
1.2.4坡口几何尺寸及允许偏差按标准要求，坡口半角度偏差为±2.5º，钝边厚度偏差为±1mm，中心位移偏差为±1mm，表面粗糙度Ra应小于或等于25μm。
1.2.5坡口表面应进行100%磁粉或渗透检测，合格后并在试剂清除干净后立即在坡口50mm范围内涂上可焊性防锈漆。
球形储罐图文简介 PPT课件
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1、焊接前准备 球罐组装完成后经报检合格后开始进行焊
接。首先搭设外侧脚手架，为保证焊接 质量，应球罐外侧搭建整体的防风棚， 并在现场设置湿度计和温度计对施焊环 境进行即时监控。
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2、焊接材料管理
焊接材料的管理是确保球罐焊接质量的一 个重要因素，焊材库应设专人进行管理，应有 严格的焊材烘干规程和焊材发放、回收制度。 焊材库内应配备温度计和湿度计对室内环境进 行监控，并应配备空气去湿机。焊材库内不准 堆放其它杂物。焊工领取焊条一律用保温筒盛 装并在整个施焊过程中一直存放在保温筒内。 焊条出库后4小时之内未使用完毕应一律退回 进行二次烘干，为确保焊接质量，二次烘干的 焊条不宜用于对接焊缝的焊接，可以在焊接垫 板角焊缝时使用。
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2
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左图为赤道带安装 的起始工序，先安装 1号和3号带支柱的 赤道板，然后安装2 号赤道板，完成后即 可按顺时针或逆时针 方向依次安装其它赤 道板，直至赤道带合 拢。组装的操作过程 是在专用的梯子上完 成的，梯子需现场绑 制，顶端有两个吊钩 挂在赤道板上，随赤 道板一同起吊。
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安装第一块赤道板
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三、球罐组装
1、支柱组对
对于分段到货的支柱，应首先进行支柱下段的现场组装，支柱对接 口通常为承插口，组装时将赤道板平放，支柱下段安装就位后从与赤道 板焊焊接在一起的支柱上段引一条粉线与支柱上段平行，上下调整支柱 下段的位置与粉线平行（见图1），然后测量支柱底座两侧分别到赤道板 两下角的距离，左右调整下段支柱，使两侧的距离相等（见图2），最后 点焊固定，然后进行焊接。组对过程主要应控制上、下支柱的同心度、 直线度和下支柱的焊角高度在规范的允许范围内。
球形储罐整体热处理施工工法
球形储罐整体热处理施工1、前言球形储罐是一种受焊接约束较大的压力容器，焊后消除应力是非常重要的。
为了消除焊接残余应力，在球罐组焊、无损检测等各项工作全部完成后，需要对球罐进行热处理。
热处理方法为电加热法和燃烧法。
我公司有20余年球罐安装历史，在200多台球罐的安装过程中积累了丰富的现场热处理经验。
通过多年内燃法整体热处理球罐的探索，对球罐内燃法整体热处理进行了改进：采用双喷嘴加长明灯代替单喷嘴。
2、工程特点陕西xx（集团）炼化项目xx炼化项目为陕西xx集团的重点项目。
我单位施工的储运系统液化气罐区及泵棚43单元4台2000m3液化气球罐（43-T-05~08）制安工程为该项目的关键点。
举例液化气球罐（43-T-08）参数如下：球罐焊后，需进行整体热处理。
热处理方法为，主要以内燃办法为主，在下极板适当敷设电加热器辅助加热。
3、内燃法热处理工艺原理燃油内燃法，原理是以球罐本身为燃烧室，以压缩空气为雾化剂，以自然风作为助燃的二次风、三次风，用液化气作为点火材料，点燃装在球罐下极入孔上处的两个高压喷嘴，将压缩空气送入喷嘴，气体喷出后将柴油雾化，同时调节油、风量使其在球罐内稳定的燃烧，烟气由装在上极人孔上带蝶阀的烟囱排出。
这样喷嘴燃烧形成的热量就会以对流和辐射的方式使球罐壳体达到一定温度，此时钢材并不发生相变。
在退火温度下钢的屈服强度大大降低，于是就发生金属蠕变，使焊缝附近的残余弹性变形转变为塑性变形，残余应力得以释放。
较长时间的保温，有利于焊缝金属中氢的扩散。
这样焊接残余应力得以消除，避免延迟裂纹和应力腐蚀裂纹的产生，提高球罐的使用性和安全性。
3.1球罐整体热处理：3.1.1传统的霍克喷嘴内燃法整体热处理是使用单个喷嘴、单套供油、供风系统进行。
工作时，柴油在压缩空气的带动下，通过霍克喷嘴喷射使燃料油雾化，并以高速喷出，通过两边的点火器点燃，高速的火焰流由下人孔进入球体，在球内靠对流和辐射来加热球体，由操作系统控制燃油，风压改变火焰的长度及燃烧过程，使球内的温度按热处理工艺卡规定的要求升降。
球罐储罐的安装PPT精选文档
✓ 散装法：又称逐块组装法， 此法采用中心立柱，球片 自下而上吊装起来组装， 并借助连接在中心的放射 式连接拉杆及专用夹具来 固定每块球片。
➢
基础验收找平，用地脚螺 栓二次灌浆固定
基础检验项目图
1-基础中心线；2-支柱中心线 7
散装法
➢支柱对接 就是将已焊接的中带板某些球 片的支柱上部与下部进行对正，和焊接。 如图所示 OA OA/ A B A /B
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整球组装焊
✓半球组装法：是先在地面铺设的平台上， 将整个球罐组装成两个半球，然后将两 个半球组装在基础上组装成整球。优点： 几乎所有环焊都处在平焊位置上施焊， 所有立焊的的内外焊缝都处于上坡焊的 位置上施焊。
✓球罐盘梯的制作安装 球罐盘梯的扶手、楼梯，其材质、焊
条和球罐相同
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球罐的焊接工艺
组队卡具和调整方法 示意图 1-卡具；2，3圆锥锲；4-圆锲；5斜锲；6-耳板
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散装法
➢安装中心立柱 由于 球体直径庞大，可以 在基础中心设立中心 立柱，进行上下带板 的球片的吊装与组对， 中心柱一般用无缝钢 管焊上钢板吊耳与装 上伞形支撑杆制成， 如右图所示
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散装法
➢安装其他各带板 可以在地面上将两三 块球片拼焊成大块或直接将每块球片吊 装到上带板或下带板位置进行组装，最 后在球体上组装已经在地面上拼好的上 下极板
➢ 组对与焊接上 下极板
14Βιβλιοθήκη 分带组装法球罐总组装
➢ 总组装：在球罐基础 中心部位装上临时几 家或转胎，并将其找 正找平。然后吊装下 极板和下带板到临时 支架上就位，也要找 正找平，并要以数根 支撑将其临时固定。
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分带组装法
分带组装法德优点：各带板在平台上组对 焊接，即方便又有助于保证质量，不易产 生很大的焊接应力和变形。其缺点：现场 需配用起重能力大的吊装机，这种方法使 用语中小型球罐群的安装。
球形储罐施工工法
球壳板成型下料工艺过程分为四个主要程序：
5.1.1、切割料坯：将选定的球壳板板材，按着球壳板 的设计尺寸，各边加放20~30mm制作一次下料样板， 按样板画线，然后切割成料坯。料坯尺寸加大有两 个目的，一是压制成型后二次切割留出切坡口余量， 二是压制过程中周边成型较好，即切割后消除直边。 根据板材厚度不同，加放尺寸大小可适当调整，以 保证较好的效果。 5.1.2、压延成型：成型精度直接影响二次下料的切割 精度，对成型精度必须用样板严格检验。
5.2球罐壳板的成型 球壳板压制的几何精度对球罐现场 组装和焊接质量影响很大。球罐壳板 的冷压成型就是钢板在常温状态下， 经冲压变形成为球面壳板的过程。冷 压成型采用S形点压法，特点是小模 具多压点，钢板不加热，适合加工调 质钢板，并且便于球壳板大形化。冲 压设备多采用800~2000t的油压机， 有单臂式、双柱式和四柱式，球壳板 的压制有1/2~2/3的重复率，以保证 两压点之间成型过渡圆滑。这种压型 方法可使成型应力壳板的压型顺序由 壳板的一端开始冲压，按顺序排列压 点，相邻两压点之间应相互分布均匀， 并能得到较好的释放效果，减少成型 后的自然变形。
在冲压过程中，每个压点不能一次压到底，要多次冲压， 形成逐渐塑性变形的过程，又可以避免产生局部过大突变和 折痕。在冲压过程中还应该注意以下几个方面： 5.2.1、变形率应控制在3%左右。环境温度不宜低于10℃，否则容易产生加工硬化现象，材质变脆，影响球罐寿 命。 5.2.2、冲压过程中要考虑回弹率造成的变形。一般回 弹率大约为成型曲率的4%左右，但是影响回弹率的因素很多， 如材料屈服强度高则回弹率相对要大些，冲压力大回弹率减 小，钢板厚度小，曲率半径大，板材幅面大则回弹率也相应 增大，回弹量的取舍不正确，会导致胎具所压材料的曲率与 设计偏差过大 ，影响球壳板的质量。 5.2.3、冲压过程中可采用加垫冲压的方式。以掌握球 壳板的曲率变化及校正球壳板的曲率，加垫位臵视情况而定。
球形储罐
第三节球形储罐5.3.1 罐体5.3.2 支座5.3.3 人孔和接管5.3.4 附件分类：①外观：A.球形；B.椭球形。
②壳体构造方式：A.球壳层数:a.单数；b.多数。
B．球壳组合方案：a.桔瓣式；b.足球瓣；c.混合式。
③支撑方式：A.支柱式支座；筒形或锥形裙式支座。
典型结构示例：圆球形单层纯桔瓣式赤道正切球罐罐体（上下极板、温带板、赤道板）支柱、拉杆、操作平台、盘梯、附件（人孔、接管、液面计压力计、温度计、安全泄放装置等）5.3.1 罐体作用：储罐主体，储存物料、承受物料工作压力和液柱静压力。
按其组合方式分：纯桔瓣式罐体、足球瓣式罐体、混合式罐体。
（1）纯桔瓣式罐体：球壳全部按桔瓣片形状进行分割成型后再组合215特点：球壳拼装焊缝较规则，施焊组装容易，加快组装进度并实施自动焊；便于布置支座，焊接接头受力均匀，质量较可靠。
缺点：球瓣在不同带位置尺寸大小不一，互换有限；下料成型复杂，板材利用率低；球极板尺寸往往较小，人孔、接管等容易拥挤，有时焊缝不易错开。
应用：适用于各种容量的球罐。
（2）足球瓣式罐体：由四边形或六边形组成特点：每块球壳板尺寸相同，下料成型规格化，材料利用率高，互换性好，组装焊缝较短，焊接及检验工作量小。
缺点：焊缝布置复杂，施工组装困难，对球壳板的制造精度要求高。
216应用：容积小于120m3的球罐。
（3）混合式罐体1-上极2-赤道带3-支柱4-下极图5-18 混合式球罐特点：赤道带、温带——桔瓣式；极板——足球瓣式；材料利用率——高；焊缝长度——缩短；球壳板数量——减少；适用于——大型球罐。
极板尺寸——比纯桔瓣式大，易布置人孔及接管。
球罐支座与球壳板焊接接头——避免搭在一起，球壳应力分布均匀。
组合方式壳片分割成型形式优点缺点应用纯桔瓣式球壳全部按桔瓣片形状进行分割成型后再组合球壳拼装焊缝较规则，施焊组装容易，实施自动焊；便于布置支座，焊接接头受力均匀，质量较可靠。
球瓣在不同带位置尺寸大小不一，互换有限；下料成型复杂，板材利用率低；球极板尺寸往往较小，人孔、接管等容易拥挤，有时焊缝不易错开。
球形储罐
第三节球形储罐5.3.1 罐体5.3.2 支座5.3.3 人孔和接管5.3.4 附件分类：①外观：A.球形；B.椭球形。
②壳体构造方式：A.球壳层数:a.单数；b.多数。
B．球壳组合方案：a.桔瓣式；b.足球瓣；c.混合式。
③支撑方式：A.支柱式支座；筒形或锥形裙式支座。
典型结构示例：圆球形单层纯桔瓣式赤道正切球罐罐体（上下极板、温带板、赤道板）支柱、拉杆、操作平台、盘梯、附件（人孔、接管、液面计压力计、温度计、安全泄放装置等）5.3.1 罐体作用：储罐主体，储存物料、承受物料工作压力和液柱静压力。
按其组合方式分：纯桔瓣式罐体、足球瓣式罐体、混合式罐体。
（1）纯桔瓣式罐体：球壳全部按桔瓣片形状进行分割成型后再组合特点：球壳拼装焊缝较规则，施焊组装容易，加快组装进度并实施自动焊；便于布置支座，焊接接头受力均匀，质量较可靠。
缺点：球瓣在不同带位置尺寸大小不一，互换有限；下料成型复杂，板材利用率低；球极板尺寸往往较小，人孔、接管等容易拥挤，有时焊缝不易错开。
应用：适用于各种容量的球罐。
（2）足球瓣式罐体：由四边形或六边形组成特点：每块球壳板尺寸相同，下料成型规格化，材料利用率高，互换性好，组装焊缝较短，焊接及检验工作量小。
缺点：焊缝布置复杂，施工组装困难，对球壳板的制造精度要求高。
应用：容积小于120m3的球罐。
（3）混合式罐体1-上极2-赤道带3-支柱4-下极图5-18 混合式球罐特点：赤道带、温带——桔瓣式；极板——足球瓣式；材料利用率——高；焊缝长度——缩短；球壳板数量——减少；适用于——大型球罐。
极板尺寸——比纯桔瓣式大，易布置人孔及接管。
球罐支座与球壳板焊接接头——避免搭在一起，球壳应力分布均匀。
桔瓣式和混合式罐体基本参数见--GB/T17261--《钢制球形储罐型式与基本参数》5.3.2 支座作用：用以支承本体重量和物料重量的重要结构部件。
分类：①柱式支座——赤道正切柱式支座结构特点：多根圆柱状支柱在球壳赤道带等距离布置，支柱中心线与球壳相切或相割而焊接起来。
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在冲压过程中，每个压点不能一次压到底，要多次冲压， 形成逐渐塑性变形的过程，又可以避免产生局部过大突变和 折痕。在冲压过程中还应该注意以下几个方面：
5.2.1、变形率应控制在3%左右。环境温度不宜低于-10℃， 否则容易产生加工硬化现象，材质变脆，影响球罐寿命。
5.2.2、冲压过程中要考虑回弹率造成的变形。一般回弹率 大约为成型曲率的4%左右，但是影响回弹率的因素很多， 如材料屈服强度高则回弹率相对要大些，冲压力大回弹率减 小，钢板厚度小，曲率半径大，板材幅面大则回弹率也相应 增大，回弹量的取舍不正确，会导致胎具所压材料的曲率与 设计偏差过大 ，影响球壳板的质量。
5.1.2、压延成型：成型精度直接影响二次下料的切割 精度，对成型精度必须用样板严格检验。
5.1.3、划线号料：划线使用球面软样板，用0.3mm钢 板制作，钢板厚了刚性太大，划线时与壳板不易服 帖，太软了又容易失去精度。用样板划线号料，主 要是确定假想切平面的位置。一般号料主要确定八 个点，其中每三个点即可确定一个切割平面的位置。
工装胎架包括压制胎具、现场安装伞形架、对口销 等可重复利用。
适用于200~5000m3三带、四带、五带桔瓣式 混合式球形储罐
球形储罐壳板采用近似平面展开下料，然后 压延成球面。各带球壳板压制曲率应相同，互 换性要好。球壳板压制的几何精度及焊接质量 是球罐建造中的关键工序，也是保证球罐质量 的重要环节。
5.2球罐壳板的成型 球壳板压制的几何精度对球罐现场组 装和焊接质量影响很大。球罐壳板的 冷压成型就是钢板在常温状态下，经 冲压变形成为球面壳板的过程。冷压 成型采用S形点压法，特点是小模具 多压点，钢板不加热，适合加工调质 钢板，并且便于球壳板大形化。冲压 设备多采用800~2000t的油压机，有 单臂式、双柱式和四柱式，球壳板的 压制有1/2~2/3的重复率，以保证两 压点之间成型过渡圆滑。这种压型方 法可使成型应力壳板的压型顺序由壳 板的一端开始冲压，按顺序排列压点， 相邻两压点之间应相互分布均匀，并 能得到较好的释放效果，减少成型后 的自然变形。
球罐球壳板的结构型式有桔瓣式、足球瓣式和混合 式；目前工程中广泛采用桔瓣式和混合式球罐；球 罐壳板的成型主要有两大类，一类为冲压成型，另 一类为滚压成型。冲压成型中有冷压成型和热压成 型，我厂多采用冷冲压成型的方法。
根据球罐的大小、型式和施工设备、场地等特点， 形成不同的的组装方法，常用的组装方法为散装法、 分带组装法和半球组装法。从工期、质量、设备、 安全的角度我厂优选有中心柱单片散装法。
球壳板的下料成型压制及球罐的现场安装技术
5.1球壳板的二次下料 球壳板的二次下料法的突出特点是几何精度及尺寸精度都
比较高。基本原理 ：球壳板的各段边弧，均由假设的平面 和锥面切割球面形成。切割平面通过球心切割球面，形成的 圆弧其半径与球体半径相同。切割锥面其锥顶在球心，锥角 已知，锥底直径即是锥面与球面交线，可以计算得出。在实 际下料中，因为球壳板有一定厚度，因此锥面切割可以保证 球壳板断面的几何形状。一个球体用假设平面和锥面截切， 就可以得到各种不同形状的球壳板。如果将平面板材压制成 球形面弧状板，然后按要求将切割工具形成不同的切割面， 切割球形弧状板，就可以得到我们所需要的各种不同形状的 球壳板。
球形储罐施工工法
球形储罐是储存各种气体、液化气体和液体的压力
容器，与相同容积的其他储存容器相比，具有表面积最 小、重量轻、受力均匀、占地面积小、成型美观等优点， 在石油、化工、冶金、城建、轻工、航天航空和核能等 工业中得到广泛应用，现主要用于储存液化石油气 （LPG）、液化天然气（LNG）、乙烯、丙烯、液氧、 液氨、城市煤气、氧气、氮气、氦气和压缩空气等。球 形储罐壳体承载能力比同直径同厚度圆筒形容器大一倍； 并且由于厂自93年取得球罐安装资质证以来十几年施 工经验的积累总结。
5.2.6、压延力与压延方式同钢板性能、厚度等有关。压延力 过大影响壳板成型质量，压延力太小影响冲压效率，一般控制
在400~600t左右为宜。
5.3球壳板人孔、接管、柱腿焊接 在人孔、接管、柱腿焊接中焊接变形超标是容易出现的问题， 可以在焊接时制作反变形胎具，采用合理的焊接顺序进行焊接。 针对刚性大、容易出现裂纹的问题，采取焊前预热和焊后缓冷 的措施，并在焊后及时进行热处理，从而保证较好的焊接质量。
球壳板成型下料工艺过程分为四个主要程序：
5.1.1、切割料坯：将选定的球壳板板材，按着球壳板 的设计尺寸，各边加放20~30mm制作一次下料样 板，按样板画线，然后切割成料坯。料坯尺寸加大 有两个目的，一是压制成型后二次切割留出切坡口 余量，二是压制过程中周边成型较好，即切割后消 除直边。根据板材厚度不同，加放尺寸大小可适当 调整，以保证较好的效果。
5.1.4、二次切割：基本原理为成型球壳板上划线得到 的三点与切割用割炬及球罐理论中心处在同一平面 内，该平面即为假想切割球面的截平面，割炬在运 动过程中，始终保持在同一平面内，即割炬本身形 成的空间轨道，因为此切割线一定通过那三点，切 割成所需要的弧边。同时二次切割又和切坡口一次 完成，必须有完全的可靠性及保证足够的精度。
5.2.3、冲压过程中可采用加垫冲压的方式。以掌握球壳板 的曲率变化及校正球壳板的曲率，加垫位置视情况而定。
5.2.4、凡是冲压成型后在球壳板焊接支柱、人孔及附件，冲 压曲率要相应增大一些，待焊接收缩变形后即可达到设计要求 的曲率。但冲压曲率不可增加太大，否则将给焊后校形造成困 难。
5.2.5、球壳板成型曲率偏差应取正偏差，即样板两端有间隙， 这样当球罐焊接组装时，通过收缩变形达到较好的几何形状， 同时在切割坡口时的热应力作用下，四周边将产生向心收缩变 形，曲率半径减少，也将使正偏差值随之减少。反之如果成型 壳板产生负偏差，即样板中间与壳板有间隙，即产生反效果， 使球罐在组装焊接中产生大的角变形或错边，影响球罐质量。