2019造价工程师《安装工程》教材精讲：第四章第三节_第3页

　　四、金属球形罐的制作和安装

　　(一)球罐的构造与分类

　　球形罐与立式圆筒形储罐相比，在相同容积和相同压力下，球罐的表面积最小，故所需钢材面积少;在相同直径情况下，球罐壁内应力最小，而且均匀，其承载能力比圆筒形容器大1倍，故球罐的板厚只需相应圆筒形容器壁板厚度的一半。

　　1.球罐分类

　　(1)按形状分为圆球形和椭球形罐。

　　椭球形罐是在常温下贮存蒸汽压比大气压稍高的挥发性液体用的低压容器。使用它是为了防止在将挥发性液体装入普通贮罐内时会产生蒸发损失。它特别适合于贮存车用汽油和天然汽油。

　　(2)按壳体层数分为单层壳体和双层壳体球罐。

　　1)单层壳体球罐。单层壳体球罐最常见，多用于常温高压和高温中压球罐。

　　2)双层壳体球罐。由外球和内球组成，由于双层壳体间放置了优质绝热材料，所以绝热保冷性能好，适用于液化气或超高压气体的储存。

　　(二)球罐的安装施工

　　1.球罐的拼装方法

　　(1)分片组装法。

　　(2)拼大片组装法。

　　在地面上进行组装焊接，减少高空作业，可采用自动焊进行焊接，提高焊接质量。

　　(3)环带组装法。环带组装法一般适用于中、小球罐的安装。

　　(4)拼半球组装法。

　　特点：高空作业少，安装速度快，但需用吊装能力较大的起重机械。

　　适用于中、小型球罐的安装。

　　(5)分带分片混合组装法。适用于中、小型球罐的安装

　　【例】组装速度快，组装应力小，不需要很大的吊装机械和太大的施工场地，适用任意大小球罐拼装，但高空作业量大。该组装方法是( )。

　　A.分片组装法

　　B.拼大片组装法

　　C.环带组装法

　　D.分带分片混合组装法

　　【答案】A

　　【解析】采用分片组装法的优点是：施工准备工作量少，组装速度快，组装应力小，而且组装精度易于掌握，不需要很大的吊装机械，也不需要太大的施工场地，缺点是高空作业量大，需要相当数量的夹具，全位置焊接技术要求高，而且焊工施焊条件差，劳动强度大。分片组装法适用于任意大小球罐的安装。

　　2.球罐焊前预热、焊后热处理及整体热处理

　　(1)焊前预热。

　　(2)焊后热处理。

　　主要目的：释放残余应力，改善焊缝塑性和韧性;消除焊缝中的氢根，改善焊接部位的力学性能。

　　(3)整体热处理

　　目的：消除由于球罐组焊产生的应力，稳定球罐几何尺寸，改变焊接金相组织，提高金属的韧性和抗应力能力，防止裂纹的产生。由于溶解氢的析出，防止延迟裂纹产生，预防滞后破坏，提高耐疲劳强度与蠕变强度。目前我国对壁厚大于34mm的各种材质的球罐都采用整体热处理。

　　球罐整体热处理有两种方法：内燃法和电热法。

　　【例】球罐焊接完后应立即进行焊后热处理。焊后热处理的主要目的是( )。

　　A.释放残余应力

　　B.消除焊缝中的氢根

　　C.使焊口光滑平整

　　D.消除组焊产生的应力

　　【答案】AB

　　【解析】球罐焊接完后应立即进行焊后热处理。焊后热处理的主要目的：一方面是释放残余应力，改善焊缝塑性和韧性;更重要的是为了消除焊缝中的氢根，改善焊接部位的力学性能。

　　3.球罐的检验

　　(1)焊缝检查。

　　1)外观检查。

　　2)焊缝内在质量的检验。对焊缝内在质量的检验是采用无损探伤检验。无损探伤检查有射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤和渗透探伤。

　　① 球罐的对接焊缝(包括人孔和公称直径不小于250mm接管的对接焊缝和法兰，锻制加强圈的外接焊缝)应100%进行射线探伤和超声波探伤。

　　② 选择100%射线探伤检查时，对球壳板厚度大于38mm的焊缝还应作超声波探伤复检，复检长度不应小于所探焊缝总长的20%。

　　③ 选择100%超声波探伤方法时，应对超声波探伤部位作射线探伤复检。

　　④ 水压试验后进行复查，复查数量不得小于焊缝全长的20%。复查部位包括全部“T”形接头及每个焊工各个焊接位置的对接焊缝和各种角焊缝。

　　(2)水压试验。

　　水压试验要求：

　　① 水压试验压力应为设计压力的1.25倍。设计有特殊规定时按设计文件要求进行，但不应小于球罐设计压力的1.25倍。

　　② 试验用水应为清洁的工业用水，对碳素钢和16MnR钢制球罐水温不得低于5℃;其他低合金钢球罐试压用水温度不得低于15℃;对新钢种的试验水温应按设计规定进行。

　　③ 球罐水压试验过程中要进行基础沉降观测，观测应分别在充水前、充水到1/3、充水到2/3球罐本体高度、充满水24h和放水后各个阶段进行观测，并作好实测记录。

　　(3)气密性试验。

　　球罐经水压试验合格后要再进行一次磁粉探伤或渗透探伤;排除表面裂纹及其他缺陷后，再进行气密性试验。气密性试验是在球罐各附件安装完毕、压力表、安全阀、温度计经过校验合格后进行。

　　【例1】为了检验球罐的强度、考核球罐组装焊接质量，以保证球罐承受设计压力不漏，应进行的试验是()。

　　A.气压试验

　　B.渗漏试验

　　C.水压试验

　　D.气密性试验

　　【答案】C

　　【解析】

　　焊接质量检验是保证球罐质量不可缺少的重要手段。其中，水压试验是为了检查球罐的强度、考核球罐组装焊接质量，以保证球罐能够承受设计压力不漏。

　　【例2】球罐水压试验过程中要进行基础沉降观测，并做好实测记录。正确的观测时点为( )。

　　A.充水前

　　B.充水到 球罐本体高度

　　C.充满水24h

　　D.放水后

　　【答案】ACD

　　【解析】水压试验要求：③ 球罐水压试验过程中要进行基础沉降观测，观测应分别在充水前、充水到1/3、充水到2/3球罐本体高度、充满水24h和放水后各个阶段进行观测，并作好实测记录。