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十多年施工经验总结的球罐施工秘籍!

发布时间:2019-12-17 16:47:39  南京万普建设工程有限公司

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。但由于球面是不可展曲面,压制、安装都有一定难度,小七特此带来胜利油田十几年施工经验总结的球形储罐施工法给大家~!希望大家能用到哦!

功法特点

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、安全的角度优选有中心柱单片散装法。

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。


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适用范围

适用于200~5000m3三带、四带、五带桔瓣式

混合式球形储罐

工艺原理

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。

工艺流程

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。 

球壳板成型下料工艺过程分为四个主要程序:

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。

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。

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。

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。

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:

(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。

(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。

(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。

(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)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。

(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。

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