3球罐選材
3.1國(guó)內(nèi)外球罐常用材料
國(guó)外球罐用材:發(fā)展較早,以日本、西德、美國(guó)為代表的國(guó)家在六、七十年代就能生產(chǎn)出性能穩(wěn)定、規(guī)格齊全的中、高強(qiáng)度鋼。如我國(guó)引進(jìn)的SPV355(日)WEL—TEN62CF(日)等。國(guó)內(nèi)球罐用材:八十年代未以前,大型高參數(shù)球罐用材基本上以進(jìn)口為主(少量自產(chǎn),且用在小型球罐上),八十年代末以后,開始研制、開發(fā),應(yīng)用自己的材料,目前以能生產(chǎn)滿足大型球罐使用、制造、安裝要求的各種鋼材,且其價(jià)格遠(yuǎn)低于進(jìn)口材料的價(jià)格,如武鋼和通用所共同研制的20R(WH400)、16MnR(WH510)、15MnNbR(WH530)及07MnCrMoVR(CF-62),這些材料與國(guó)外同強(qiáng)度級(jí)別材料相比,強(qiáng)度、韌性、焊接性能都接近,甚至超過國(guó)外材料,使我國(guó)球罐用材從強(qiáng)度級(jí)別上達(dá)到系列化3。
3.2盛裝常用介質(zhì)的球罐用材
這里主要介紹盛裝液化石油氣、丙烯、液化氣丙烯“混裝”三種情況。
盛裝液化石油氣:介質(zhì)為含C3、C4的液態(tài)烴類混和物,且含有一定量的H2S,宜選用中強(qiáng)鋼,尤以其中的高韌性值鋼種最理想,如16MnR(WH510)。
盛裝丙烯:丙烯純度較高,幾乎不含H2S,宜選用高強(qiáng)鋼,既滿足使用要求,又減少了壁厚,降低了整體選價(jià)。
“混裝”:高強(qiáng)鋼裝丙烯有性能、價(jià)格優(yōu)勢(shì),但滿足不了裝液化石油氣耐H2S應(yīng)力腐蝕要求。中強(qiáng)鋼裝液化石油氣為較理想鋼種,但用其裝丙烯球罐壁太厚,給制造、安裝帶來困難,因而兩種鋼材都有其局限性,只有選用一種既具有足夠的強(qiáng)度、又有良好的耐H2S腐蝕性能材料方能解決問題,武鋼新近研制的低合金鋼15MnNbR(WH530),是用在這種工況下的理想材料。
4制造、安裝要求
球罐的制造包含瓜片的壓制、極帶上開口鍛件的焊接,上支柱與瓜片的組焊以及焊縫局部熱處理。球罐的安裝包含球罐殼現(xiàn)場(chǎng)組對(duì),現(xiàn)場(chǎng)焊接以及有關(guān)的試驗(yàn),檢驗(yàn)內(nèi)容,其中與材料有關(guān)的主要要求如下:
4.1原材料質(zhì)量要求
球罐用鋼必須嚴(yán)格按照選材有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn),并在制造、安裝之前按照球罐標(biāo)準(zhǔn)及圖樣要求進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的復(fù)驗(yàn)。
4.2焊接質(zhì)量要求
為確保焊接質(zhì)量,焊接過程中應(yīng)控制的重要參數(shù)有:焊接材料、焊接線能量、焊前預(yù)熱、焊后消氫以及整體熱處理。
焊接材料:要求焊接材料能保證焊縫具有母體同等的韌性和強(qiáng)度值,不同母體材料應(yīng)選用相應(yīng)的焊接材料,一般選用超低氫型焊條(手工焊時(shí))以減少氫的危害,保管焊條時(shí),注意焊條的烘干、保溫。
焊接線能量:其值與焊接電流、電壓及焊接
速度有關(guān),它直接影響焊縫和熔敷金屬的強(qiáng)度、韌性、塑性等參數(shù)。不同材料的線能量值不等。
焊前預(yù)熱和消氫(焊后):焊前預(yù)熱是降低焊后冷卻速度的有效措施,有利于氫的逸出,可以減少焊接應(yīng)力,防止冷裂紋的產(chǎn)生,其值取決于母材及焊接材料成份、球殼厚度、環(huán)境溫度。焊后消氫也叫后熱處理,其作用與焊前預(yù)熱相同。對(duì)于球罐應(yīng)在焊后立即進(jìn)行消氫處理。一般消氫處理與焊前預(yù)熱配合使用,效果更好。焊后消氫溫度與材料、球殼厚度有關(guān)。
熱處理:球罐的熱處理目的是改善焊縫及熱影響區(qū)的性能,降低焊接過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。在制造廠進(jìn)行的是局部熱處理。通常采用電阻絲加熱,現(xiàn)場(chǎng)安裝之后進(jìn)行的是整體熱處理,一般采用噴咀燃油加熱。不同材料熱處理溫同,但對(duì)同一材料也應(yīng)控制好熱處理保溫溫度和時(shí)間,因?yàn)楸販囟冗^高或時(shí)間過長(zhǎng),反而造成機(jī)械性能、韌性值的下降,保溫溫度過低或時(shí)間過短則達(dá)不到熱處理的效果。
無損檢測(cè):球罐制造完畢,為了檢測(cè)焊縫質(zhì)量,要對(duì)焊縫進(jìn)行無損檢測(cè)。檢測(cè)方法有射線、超聲波及磁粉、著色檢測(cè),方法的選用要考慮球罐的用材和球罐的檢測(cè)比例。目前球罐的無損檢測(cè)多以100%的射線及磁粉為主,并輔以一定比例的超聲波檢?! ?/p>