CN105598648B - 一种球罐制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种球罐制造方法，它包括（1）备料；（2）号毛料；（3）冷压成型；（5）坡口切割；（6）壳板整型；（7）凸缘、接管及法兰的组焊；（8）修磨与焊补；和（9）除锈、涂敷、包装及运输。操作者按照该球罐制造方法中的步骤（1）至（9），使得球罐制造的每一个操作步骤都有相应地参考标准及实施过程，进而使得操作者有流程可依，这样，也使得操作者的工作负担及强度大大降低，节约了人力及工时，同时，在一定程度上，也使得球罐的制造效率有效地提高。

Description

一种球罐制造方法

技术领域

本发明涉及球罐制造技术领域，具体涉及一种球罐制造方法。

背景技术

随着工业的发展，大型球罐的应用是人们迫切需要的，球罐的形状有圆球型和椭球型，绝大多数为单层球壳，低温低压下贮存液化气体时则采用双重球壳，两层球壳间填以绝热材料，采用最广泛的为单层圆球型球罐，球罐有多块球壳板焊接而成，多块球壳板是由多块压制成球面的球瓣以橘瓣式分瓣法、足球式分瓣法或足球橘瓣混合式分瓣法组焊而成。

但已有的球罐制造方法不***，操作较为复杂，致使操作者没有统一的参考标准，进而在一定程度上，给操作者造成较大的工作负担，浪费人力及工时，最终，使得球罐的制造效率下降。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中的问题之一。

本发明的目的在于提出一种球罐制造方法。

根据本发明的实施例的球罐制造方法，包括如下步骤：

（1）备料：球壳板经选材过程选出后再经试验过程处理，所述球壳板选材过程为：球壳板用已进行淬火和回火热处理的钢板，该钢板应逐张进行100%超声检测；所述试验过程为：该钢板应逐张进行低温夏比V形缺口冲击试验，所述试验过程在试验温度-20℃的条件下进行, 该钢板的三个夏比冲击试验平均值不低于42J，其中，最小值不得低于28J；

（2）号毛料：球壳板毛料经过第一预操作过程采用二次下料法完成第一次下料，所述第一预操作过程主要包括将球壳板按照预定的规格尺寸先进行划线、排版，并每块球壳板对应建立一个下料卡，所述二次下料法包括首次下料和再次下料；

（3）冷压成型：球壳板经第一检查过程合格后进行多点冷压成型并进行第一检测处理过程，每次移动形成一个压延重叠面，多个压延重叠面在球壳板的长度上相等；

（4）号精料：球壳板精料经过第二预操作过程完成第二次下料；

（5）坡口切割：球壳板经第二检查过程合格后，采用火焰气割进行试切割过程，所述试切割过程合格后进行正式切割过程，并对切割后的球壳板进行第二检测处理过程；

（6）壳板整型：球壳板经第三检测处理过程以实现彼此之间的互换性；

（7）凸缘、接管及法兰的组焊：将凸缘、接管与法兰进行装配、焊接，并对凸缘、接管与法兰之间的连接进行100%超声波无损检测，形成球罐；

（8）修磨与焊补：对球罐制造过程中产生的尖锐伤痕应采用砂轮进行修磨过程；和

（9）除锈、涂敷、包装及运输：球罐检验合格后经除锈、涂敷和钢结构托架包装并运输。

操作者按照该球罐制造方法中的步骤（1）至（9），使得球罐制造的每一个操作步骤都有相应地参考标准及实施过程，进而使得操作者有流程可依，这样，也使得操作者的工作负担及强度大大降低，节约了人力及工时，同时，在一定程度上，也使得球罐的制造效率有效地提高。

根据本发明的一个实施例，所述首次下料为将球壳板毛料下料成为比实际的规格尺寸的各边长50-100mm,该实际的规格尺寸为球壳板的实际规格尺寸，所述再次下料为将经过首次下料的球壳板下料成为比预定的规格尺寸的各边长30-40mm, 该预定规格尺寸为经过理论方法计算所得的预定的球壳板的规格尺寸。

根据本发明的一个实施例，所述第一检查过程为：在冷压成型前，检查球壳板的边缘不得有尖角、熔渣等导致局部应力集中的缺陷，要清除钢板表面的氧化皮及其杂物；

所述第一检测处理过程为：使用弦长≥2500mm预压型样板检验曲率公差，其间隙e≤4mm，若球壳板局部曲率超差时，使用加垫板的方法修型。

根据本发明的一个实施例，所述第二预操作过程为：按球罐内表面尺寸进行计算所得的球壳板精料样板的规格尺寸对球壳板进行划线、排版，球壳板除划出气割后的边缘线外，还应划出检查线和坡口线，所述检查线距气割线500mm，并在气割线及检查线上打冲孔，该冲孔部位在球壳板的四角及气割线，检查线与中心线相交处，和气割线、检查线上分别打冲孔，共计三个冲孔，冲孔深度≤0.8mm。

根据本发明的一个实施例，所述试切割过程为：将割嘴移出气割线之外，试割200mm长的坡口，检查尺寸是否正确，合格后才能开始正式切割过程。

根据本发明的一个实施例，所述第二检测处理过程为：检测坡口表面是否光滑，应将溶渣、氧化皮清干净，坡口表面不得有裂纹和分层。

根据本发明的一个实施例，所述第三检测处理过程为：对所有球壳板在气割坡口后重新检查弦长、曲率等尺寸，对不符合要求的球壳板作校型处理。

根据本发明的一个实施例，所述凸缘、接管及法兰的组焊中，球壳板的无损检测合格后，进行整体热处理再进行水压试验，试验压力为4.5MPa。

根据本发明的一个实施例，所述凸缘、接管及法兰的组焊中还包括在极带板外表面号出与人孔凸缘、管座连接的开孔线，将与人孔连接的孔洞切割并打磨坡口。

根据本发明的一个实施例，所述凸缘、接管及法兰的组焊中还包括将凸缘组合件与球壳板组对、焊接，拆除凸缘组件与极带板组装的工卡具，并打磨工卡具处焊迹及所有焊缝表面，对与极带板相焊的对接焊缝、与极带板连接的组合焊缝，以及工卡具焊迹的打磨处和进行无损检测。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，本实施例的描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

根据本发明的实施例的球罐制造方法，包括如下步骤（1）至（9）：

（1）备料：球壳板经选材过程选出后再经试验过程处理。

所述球壳板选材过程为：

球壳板用SA-537M CL.2钢板，该钢板应已进行淬火和回火热处理作业，钢板应符合相关标准规定，其中，P≤0.025%，S≤0.015%，球壳板用钢板应逐张进行100%超声检测，结果应按相关标准规定进行检测。另外，受压元件用SA-266M Gr.3锻件应符合相关标准规定,其中C≤0.255，P≤0.025%，S≤0.015%。

所述试验过程为：

球壳板用SA-537M CL.2钢板应逐张进行低温夏比V形缺口冲击试验，在试验温度-20℃的条件下, 该钢板的三个夏比冲击试验平均值不低于42J，其中最小值不得低于28J。另外，SA-266M Gr.3锻件应按炉低温夏比V形缺口冲击试验，SA-266M Gr.3锻件的三个夏比冲击试验平均值不低于42J，其中最小值不得低于28J。

（2）号毛料：球壳板毛料经过第一预操作过程采用二次下料法完成第一次下料。

所述第一预操作过程主要包括将球壳板按照预定的规格尺寸先进行划线、排版，并每块球壳板对应建立一个下料卡，具体为球壳板毛料应根据材料规格进行下料、排版，如球罐的容积等规格即可作为下料、排版的参考，其尺寸一般比通过理论计算方法所得的球壳板尺寸再多加30-40mm，优先地，球壳板的每边都多加35mm，这样使得，在后期球壳板的组装焊接过程中，有效增加各球壳板之间的焊接预留量，进而有效增加各球壳板之间的焊接强度，进而增强球罐的焊接强度。号料时，应对每块使用的钢板分别建立下料卡，优先地，下料卡上记载下料的尺寸、操作人员姓名等相关信息，在划好线的球壳板上作标记移植，并填写受压元件标记移植记录，标记移植的内容主要包括材质、钢板编号、零件编号（球壳板的带号及位置号）等。

所述二次下料法包括首次下料和再次下料，所述首次下料为将球壳板毛料下料成为比实际的规格尺寸的各边长50-100mm,此处实际的规格尺寸为球壳板的实际规格尺寸，所述再次下料为将经过首次下料的球壳板下料成为比预定的规格尺寸的各边长30-40mm,此处的预定规格尺寸为经过理论方法计算所得的预定的球壳板的规格尺寸，采用二次下料法制作，可有效地保证下料精度及圆滑度。另外，在下料过程中，球壳板不得拼接，且表面不允许存在裂纹、气泡、结疤、折叠和夹杂等缺陷，球壳板不得有分层。

（3）冷压成型：球壳板经第一检查过程合格后进行多点冷压成型并进行第一检测处理过程，每次移动形成一个压延重叠面，多个压延重叠面在球壳板的长度上相等。

所述第一检查过程主要包括：在冷压成型前，应检查球壳板的边缘不得有尖角、熔渣等导致局部应力集中的缺陷，要清除钢板表面的氧化皮及其杂物，在压型过程中，应随时清扫球壳板及胎模上的氧化皮。

球壳板的成型采用多点冷压成型工艺，优先地，各次变形应一致，曲率应均匀。压型操作时，上模板从壳板一端逐步移向另一端，上模板每次下压时应缓慢。第一次下压不要压到底，避免球壳板产生过大的突变或折痕，严禁急剧成型加工。球壳板每受压一次移动一次，每次移动留有一定的压延重叠面，这个重叠面在壳板长度方向上相等。

球壳板的冷压成型优先地在环境温度0℃以上进行。为了提高压型的效果，在球壳板冷压成型后进行第一检测处理过程，所述第一检测处理过程为：使用弦长≥2500mm预压型样板检验曲率公差，其间隙e≤4mm，若球壳板局部曲率超差时，可用加垫板的方法修型，修型时，上下垫板不宜过分靠拢，以防止压伤球壳板表面。

（4）号精料：球壳板精料经过第二预操作过程完成第二次下料。

所述第二预操作过程主要包括：按球罐内表面尺寸进行计算所得的球壳板精料样板的规格尺寸对球壳板进行划线、排版，其尺寸公差要求如下：

纬向弦长为：±0.5mm、弧长为：±0.5mm；

径向弦长为：±0.5mm、弧长为：±0.5mm；

对角线弦长为：±0.5mm。

此次划线的球壳板除划出气割后的边缘线外，应划出检查线和坡口线，所述检查线距气割线500mm，并在气割线及检查线上打冲孔，该冲孔部位在球壳板的四角及气割线，检查线与中心线相交处，和气割线、检查线上分别打冲孔，共计三个冲孔，冲孔深度≤0.8mm。优先地，上述划线尺寸公差要求：

纬向弦长为：±1mm、弧长为：±1mm；

径向弦长为：±1mm、弧长为：±1mm；

对角线弦长为：±1mm、对角线之间间距：≤3mm；

检查线与气割线间距为0.5mm，每边测量三点必须是同向偏差。

（5）坡口切割：球壳板经第二检查过程合格后，采用火焰气割进行试切割过程，所述试切割过程合格后进行正式切割过程，并对切割后的球壳板进行第二检测处理过程。

所述第二检查过程主要包括采用弦长2500mm的曲率样板检查球壳板的曲率，不合格的不进行气割。上述球壳板的坡口切割采用半自动切割机进行火焰气割。所述试切割过程为将割嘴移出气割线之外，试割200mm长的坡口，检查尺寸是否正确，合格后才能开始正式切割过程。当一边气割完后，准备对相应对边进行气割前，应对已气割边进行测量，以便对气割线进行调整，以保证气割后的两切割线距检查线之和为100mm。

所述第二检测处理过程为检测坡口表面是否光滑，应将溶渣、氧化皮清干净，坡口表面不得有裂纹和分层，若有缺陷应修磨或焊补，钝边打磨应保持光滑平直，坡口表面粗糙度应≤25μm，平面度应≤1mm，球壳板坡口切割后表面打磨平滑，并进行着色检查，周边100mm范围内应按JB/T4730.3进行100%超声波探伤，达到Ⅲ级合格。

切割后的坡口的几何尺寸及允许偏差应如下要求：

坡口半角度偏差：β±2.5º；

钝边厚度偏差：a±1.0mm ；

中心位移偏差：t±1.0mm 。

（6）壳板整型：球壳板经第三检测处理过程以实现彼此之间的互换性。

所述第三检测处理过程主要包括对所有球壳板在气割坡口后，都要重新检查弦长、曲率等尺寸，对不符合要求的球壳板必须作校型处理，使每块壳板各方的弦长、曲率、坡口及对角线间距等几何尺寸都符合要求，这样，最终成型后，相同规格的壳板应具有互换性。

当然，最终成型后的球壳板的允许具有一定的偏差，具体如下：

长度方向弦长允差：≤±2.5mm；

宽度方向弦长允差：≤±2mm；

对角线弦长允差：≤±3mm；

两条对角线应在同一平面上，用两直线对角测量时，两直线的垂直距离允差：≤5mm。

球壳板曲率允许偏差e，应用弦长≥1000mm的样板进行检查；球壳板弦长＜1000mm时，样板的弦长不得小于球壳板的弦长，中间及周边测点≤3mm，来获得球壳板曲率允许偏差e。

球壳板最终成型后，应逐件进行厚度检测。每块球壳板最少应测5个点，实测厚度不能小于名义厚度减去钢板的负偏差，球壳板的几何尺寸、曲率、坡口尺寸检查的原始数据都应填写球壳板几何尺寸检查记录表。

（7）凸缘、接管及法兰的组焊：将凸缘、接管与法兰进行装配、焊接，并对凸缘、接管与法兰之间的连接进行100%超声波无损检测，形成球罐。

将凸缘、接管与法兰等按图纸要求进行装配、焊接，并保证其尺寸要符合焊接工艺要求。凸缘组件、接管组件、人孔组件与球壳板焊接时，要保证法兰面的水平。法兰面还应垂直于接管中心线，其偏差不得超过法兰外径的1%（法兰外径＜100mm时，按100mm计算），且≤3mm。对凸缘、接管和法兰等连接的焊缝进行应进行100%超声波检测，球罐所有对接焊缝及DN≥250接管对接焊缝还应进行100%超声检测，D类焊接接头、T形接头应进行100%超声检测，超声检测应符合相关标准规定。

所有接管开孔处母材坡口可进行磁粉检测或渗透检测，所有对接焊缝厚度大于38MM的坡口焊前要做磁粉或渗透检测。

所有焊缝内外表面、支柱与赤道板连接处的角焊缝表面、工卡具焊迹和缺陷修磨处表面在热处理前和压力试验合格后可进行100%用湿法磁粉检测，磁粉检测应符合相关规定。

球罐的无损检测合格后，须进行整体热处理。整体热处理合格后，须进行水压试验，试验压力为4.5MPa。水压试验合格后，须进行气密性试验，试验压力为3.0MPa。

所述凸缘、接管及法兰的组焊中还包括在极带板外表面号出与人孔凸缘、管座连接的开孔线，将与人孔连接的孔洞切割并打磨坡口。

在极带板外表面按图纸尺寸要求号出与人孔凸缘、管座连接的开孔线。将与人孔连接的孔洞切割并打磨坡口。

所述凸缘、接管及法兰的组焊中还包括将凸缘组合件与球壳板组对、焊接，拆除凸缘组件与极带板组装的工卡具，并打磨工卡具处焊迹及所有焊缝表面，对与极带板相焊的对接焊缝、与极带板连接的组合焊缝，以及工卡具焊迹的打磨处和进行无损检测。

将凸缘组合件与球壳板组对、焊接，凸缘位置及外伸高度允许偏差≤5mm，凸缘法兰面水平度偏差≤3mm。 拆除凸缘组件与极带板组装的工卡具，并打磨工卡具处焊迹及所有焊缝表面。凸缘、接管、法兰及球壳板组对焊接完成后，开孔极带板周边100mm范围内及距开孔中心一倍。开孔直径处，用弦长≥1000mm的样板检查其曲率，样板与极带板间最大间隙≤3mm。不符合要求的应重新进行整形，至符合要求。

（8）修磨与焊补：对球罐制造过程中产生的尖锐伤痕应采用砂轮进行修磨过程。

所述修磨过程的修磨范围内的斜度至少为 3:1，修磨后的球壳实际厚度应不小于设计厚度，同时磨除深度不超过2.0mm，超过时应进行焊补，焊补后应经超声检测并应合格。这样，有效地避免球壳板制造中的表面机械损伤，对壳板表面进行焊补时，每处的焊补面积在5000mm²内，如有两处以上补焊时，任何两处的净距应大于400mm，每块壳板的补焊面积总和必须小于该块球壳板面积的5%。坡口表面修补时，应将缺陷彻底清除并经渗透探伤确认没有缺陷后方可焊补。焊补后应磨平，使其保持原有坡口的形式和尺寸。

（9）除锈、涂敷、包装及运输：球壳板检验合格后经除锈、涂敷和钢结构托架包装并运输。

球罐经检验合格后，内、外表面应经除锈，沿周边坡口50mm范围内涂可焊性防锈涂料，球壳板外表面涂防锈漆两遍，每块球壳板上的球罐编号、球壳板编号、钢板编号、材料标记等应醒目地在其外表面上标出。

球罐应采用钢结构托架包装，球壳板的凸面朝上，各壳板间垫以柔性材料，严防运输中产生变形和损伤。每个包装件的总重不宜超过30t。

法兰、接地板、螺栓螺母、松紧节和试板等应装箱运输，拉杆等杆件宜集束包扎运输。所有加工件表面宜涂防锈油脂，法兰密封面及拉杆螺纹等应采用软包装妥善保护。

操作者按照该球罐制造方法中的步骤（1）至（9），使得球罐制造的每一个操作步骤都有相应地参考标准及实施过程，进而使得操作者有流程可依，这样，也使得操作者的工作负担及强度大大降低，节约了人力及工时，同时，在一定程度上，也使得球罐的制造效率有效地提高。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种球罐制造方法，其特征在于：所述球罐制造方法包括如下步骤：

（1）备料：球壳板经选材过程选出后再经试验过程处理，所述球壳板选材过程为：球壳板用已进行淬火和回火热处理的钢板,该钢板应逐张进行100%超声检测；所述试验过程为：该钢板应逐张进行低温夏比V形缺口冲击试验，所述试验过程在试验温度-20℃的条件下进行, 该钢板的三个夏比冲击试验平均值不低于42J，其中，最小值不得低于28J；

（2）号毛料：球壳板毛料经过第一预操作过程采用二次下料法完成第一次下料，所述第一预操作过程主要包括将球壳板按照预定的规格尺寸先进行划线、排版，并每块球壳板对应建立一个下料卡，所述二次下料法包括首次下料和再次下料；

（3）冷压成型：球壳板经第一检查过程合格后进行多点冷压成型并进行第一检测处理过程，每次移动形成一个压延重叠面，多个压延重叠面在球壳板的长度上相等；

（4）号精料：球壳板精料经过第二预操作过程完成第二次下料；

（5）坡口切割：球壳板经第二检查过程合格后，采用火焰气割进行试切割过程，所述试切割过程合格后进行正式切割过程，并对切割后的球壳板进行第二检测处理过程；

（6）壳板整型：球壳板经第三检测处理过程以实现彼此之间的互换性；

所述第三检测处理过程主要包括对所有球壳板在气割坡口后，重新检查弦长、曲率的尺寸，弦长、曲率的允差范围要求如下：

长度方向弦长允差：≤±2.5mm；

宽度方向弦长允差：≤±2mm；

对角线弦长允差：≤±3mm，两条对角线应在同一平面上，用两直线对角测量时，两直线的垂直距离允差：≤5mm；

球壳板曲率允许偏差e，应用弦长≥1000mm的样板进行检查，球壳板弦长＜1000mm时，样板的弦长不得小于球壳板的弦长，中间及周边测点≤3mm，来获得球壳板曲率允许偏差e；

（7）凸缘、接管及法兰的组焊：将凸缘、接管与法兰进行装配、焊接，并对凸缘、接管与法兰之间的连接进行100%超声波无损检测，形成球罐；

（8）修磨与焊补：对球罐制造过程中产生的尖锐伤痕应采用砂轮进行修磨过程；和

（9）除锈、涂敷、包装及运输：球罐检验合格后经除锈、涂敷和钢结构托架包装并运输；

所述首次下料为将球壳板毛料下料成为比实际的规格尺寸的各边长50-100mm,该实际的规格尺寸为球壳板的实际规格尺寸，所述再次下料为将经过首次下料的球壳板下料成为比预定的规格尺寸的各边长30-40mm, 该预定规格尺寸为经过理论方法计算所得的预定的球壳板的规格尺寸。

2.根据权利要求1所述的一种球罐制造方法，其特征在于：所述第一检查过程为：在冷压成型前，检查球壳板的边缘不得有尖角、熔渣等导致局部应力集中的缺陷，要清除钢板表面的氧化皮及其杂物；

所述第一检测处理过程为：使用弦长≥2500mm预压型样板检验曲率公差，其间隙e≤4mm，若球壳板局部曲率超差时，使用加垫板的方法修型。

3.根据权利要求2所述的一种球罐制造方法，其特征在于：所述第二预操作过程为：按球罐内表面尺寸进行计算所得的球壳板精料样板的规格尺寸对球壳板进行划线、排版，球壳板除划出气割后的边缘线外，还应划出检查线和坡口线，所述检查线距气割线500mm，并在气割线及检查线上打冲孔，该冲孔部位在球壳板的四角及气割线，检查线与中心线相交处，和气割线、检查线上分别打冲孔，共计三个冲孔，冲孔深度≤0.8mm。

4.根据权利要求3所述的一种球罐制造方法，其特征在于：所述试切割过程为：将割嘴移出气割线之外，试割200mm长的坡口，检查尺寸是否正确，合格后才能开始正式切割过程。

5.根据权利要求4所述的一种球罐制造方法，其特征在于：所述第二检测处理过程为：检测坡口表面是否光滑，应将溶渣、氧化皮清干净，坡口表面不得有裂纹和分层。

6.根据权利要求5所述的一种球罐制造方法，其特征在于：所述第三检测处理过程为：对所有球壳板在气割坡口后重新检查弦长、曲率等尺寸，对不符合要求的球壳板作校型处理。

7.根据权利要求6所述的一种球罐制造方法，其特征在于：所述凸缘、接管及法兰的组焊中，球罐的无损检测合格后，进行整体热处理再进行水压试验，试验压力为4.5MPa。

8.根据权利要求7所述的一种球罐制造方法，其特征在于：所述凸缘、接管及法兰的组焊中还包括在极带板外表面号出与人孔凸缘、管座连接的开孔线，将与人孔连接的孔洞切割并打磨坡口。

9.根据权利要求8所述的一种球罐制造方法，其特征在于：所述凸缘、接管及法兰的组焊中还包括将凸缘组合件与球壳板组对、焊接，拆除凸缘组件与极带板组装的工卡具，并打磨工卡具处焊迹及所有焊缝表面，对与极带板相焊的对接焊缝、与极带板连接的组合焊缝，以及工卡具焊迹的打磨处和进行无损检测。