设备制造安装实训报告文档格式.docx
《设备制造安装实训报告文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《设备制造安装实训报告文档格式.docx（19页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
1.1.1球罐本体
球罐本体是球罐结构的主体，它是球罐贮存物料并承受物料工作压力和液体静压力的构件。
球罐本体是由许多块球壳板拼焊而成的一个球形容器。
其结构外形见图1-1。
由于球罐直径大小不同，球壳板的数量也不一样。
按照《钢制球形储罐型式与基本参数》（GB/T17261—1998）的规定，球壳体有桔瓣式和混合式两种结构，见图1-2、图1-3。
球壳板为标准球形，一般由容器制造厂根据设计图纸进行压制。
压制方法有热压和冷压两种。
热压是将钢板置于加热炉中，加热至750～800℃然后放在模具上进行压制。
对于调质和正火供货的钢板，为保持钢板原有的机械性能，应进行冷压成形。
冷压是将钢板置于模具上用压力机通过模头对钢板施以压力使钢板应力超过屈服强度限而变形。
不论是热压和冷压，球壳板周边均应留有余量，便于检验尺寸、划线切割和开坡口。
球壳板经检查合格后，在制造厂还应进行预组装，然后对每块球壳板编号，发送施工现场。
1.1.2球罐支座
球罐支座系用于支承球罐本体、附件、储存物料重量及承受风载、地震力等自然力的结构部件。
球罐支座多采用与球罐赤道板正切的柱式支座，也称球罐支柱。
球罐支柱一般用钢管制成，支柱数量通常为赤道板数量的一半。
支柱间有拉杆，使其支承连成整体。
支柱通过柱脚板用地脚螺栓固定在基础上。
除上述赤道正切式支座外，还有V型柱式支座、裙式支座、半埋式支座等，但用得较少。
图1-1球罐结构外形示意图
1-南极板；
2-拉杆；
3-下温带板；
4-支柱；
5-中间平台；
6-上温带板；
7-螺旋盘梯；
8-赤道带板；
9-北极板；
10-顶部平台
图1-2桔瓣式图1-3混合式
图1-4球罐平台图
1-顶部平台；
2-盘梯；
3-中间平台；
4-停留平台；
5-斜梯；
6-罐体
1.1.3球罐附件
梯子平台。
为了检查、维护和操作，球罐上均设置有顶部平台和中间平台。
顶部平台是工艺操作平台，球罐上的工艺接管、人孔、仪表等大部分设置在球罐顶部的极板上。
中间平台是为了操作人员上下顶部平台时中间休息或作为检查球罐赤道部位而设置的，见图1-4。
有的球罐为便于内部检查和维护，设置有内部转梯，该转梯可以旋转，可转到球罐内部的任何部位。
人孔和接管。
人孔是为了检修人员进出球罐进行检查和维修而设置的，同时也用于现场组装焊接球罐时通风、进行热处理、安装燃烧器和烟气排出等用，人孔大小一般选用DN500。
根据工艺需要，球罐还装有各种接管。
喷淋装置。
喷淋装置的作用有二：
一是对球罐起冷却作用。
喷淋装置装在球罐的上部,通水时，冷却水从环管或堰流出，沿球罐壁流下，起到冷却介质的作用。
二是消防作用。
在球罐不同高度，离球罐外壁一定距离装环形管，环形管每隔一段距离装一个喷头，当球罐失火（自身或相邻）时，即可通过喷头喷洒灭火介质（一般为高压水，通过喷头后形成雾状）进行灭火或隔热。
隔热和保冷设施。
隔热和保冷是为了保证介质的一定温度，根据不同的介质和要求而定。
液面计。
用于观测球罐内液位。
压力表。
为了测量球罐内的压力，一般在球罐的上部和下部各装一块压力表。
1.2球罐的分类
按形状分为圆球形和椭球形两种。
椭球形球罐重心较低但制造复杂，应用较少。
按组成球壳体的球壳板形状可分为桔瓣式球罐、足球瓣式球罐和上述两种型式相混的混合式球罐。
足球瓣式球罐的优点是球瓣的尺寸相同或相近，制作开片简单。
缺点是组装比较困难，有部分支柱搭焊在球壳体的焊缝上，容易形成焊接缺陷和应力集中，因而用得较少。
足球瓣式球罐结构见图1-5。
《钢制球形储罐型式与基本参数》（GB/T17261—1998）仅推荐采用桔瓣式和混合式两种结构型式的球罐。
桔瓣式见图1-6。
1-5足球瓣式1-6桔瓣式
按壳体层数分为单层壳体和双层壳体。
双层球罐由外球和内球组成，双层壳体间充填优质隔热材料，所以隔热保冷性能好，一般用于储存温度低的液化气，如液体乙烯。
壳体材料的采用一般是内壳体为不锈钢，用于承受介质工作压力和低温工作条件；
外壳体为碳钢，用于支承内壳体和介质的重量，同时可隔绝雨、雪对隔热材料的侵袭。
但双层球罐施工很复杂，我国目前仅见于设计资料，尚无施工实践。
按支承结构分为柱式支承和裙式支承。
柱式支承中以赤道正切柱式支承用得最多，我国应用较广。
裙式支座有圆筒裙式支承和锥形裙式支承，用于容积较小的球罐支承，但用得较少。
第2章球罐的制造工艺
2.1选材及下料
2.1.1球罐选材的基本要求
罐体材料必须具有一定的强度、刚度、韧性。
而球罐成型还需材料具有一定的塑性及优良的焊接性能。
材料的选用需做全面的考虑，洽当地选材，确保安全使用，同时又经济合理。
罐体材料要求符合《固容规》及GB150-2011的规定，我们一般优先选用Q345正火板，该材料虽然是一种低强度钢，选择该材料罐体厚度适中，钢材消耗量较少，材料价格适宜，焊接工艺成熟。
用于制造其罐体的钢板投用前必须复验，复验内容至少包括：
逐张检查钢板表面质量和材料标志，按炉复验钢板的化学成分，按批复验钢板的力学性能、冷弯性能。
球壳用钢板，应在正火状态下使用，正火后机械性能应符合GB713-2008中的规定。
球壳板逐张100%UT，III级合格；
球壳板周边100mm范围内100%UT，III级合格。
2.1.2立柱
立柱选择Q345R热轧焊接钢管。
2.1.3锻件
锻件全部采用16Mn钢锻件,人孔凸缘、人孔法兰、开口接管等受压元件符合NB/T47008-2010《承压设备用用碳素钢和低合金钢锻件》的规定,合格级别为Ⅲ级。
作磁粉检测，I级为合格。
2.1.4压力容器的选材原理
具有足够的强度，塑性，韧性和稳定性。
具有良好的冷热加工性和焊接性能。
在有腐蚀性介质的设备必须有良好的耐蚀性和抗氢性。
在高温状态使用的设备要有良好的热稳定性。
在低温状态下使用的设备要考虑有良好的韧性。
2.1.5压力容器材料的种类
碳钢，低合金钢；
不锈钢；
特殊材料：
复合材料（16MnR+316L）、刚镍合金、超级双向不锈钢、哈氏合金（NiMo:
78%20%合金）。
2.1.6常用材料
常用复合材料：
16MnR+0Gr18Ni9
按形状分：
钢板、棒料、管状、铸件、锻件
按成分分：
碳素钢：
20号钢、20R、Q235
低合金钢：
16MnR、16MnDR、09MnNiDR、15CrMoR、16Mn锻件、20MnMo锻件
高合金钢：
0Cr13、0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti
尿素级材料：
X2CrNiMo18.143mol（尿素合成塔中使用，有较高耐腐蚀性）
2.2下料工具与适用范围
2.2.1气割
气割主要适用于碳钢。
用氧-乙炔（或其它可燃气体，如丙烷、天然气等）火焰产生的热能对金属（如钢板、碳钢，合金钢是切割不了的、型钢或铜锭）的切割。
气割所用的可燃气体主要是乙炔、液化石油气和氢气。
可燃气体与氧气的混合及切割氧的喷射是利用割炬来完成的。
气割原理：
利用可燃气体与氧气混合燃烧的火焰热能将工件切割处预热到一定温度后，喷出高速切割氧流，使金属剧烈氧化并放出热量，利用切割氧流把熔化状态的金属氧化物吹掉，而实现切割的方法。
金属的气割过程实质是铁在纯氧中的燃烧过程，而不是熔化过程。
气割要求：
气割时应用的设备器具除割炬外均与气焊相同。
气割过程是预热一燃烧一吹渣过程，但并不是所有金属都能满足这个过程的要求，只有符合下列条件的金属才能进行气割：
金属在氧气中的燃烧点应低于其熔点；
气割时金属氧化物的熔点应低于金属的熔点；
金属在切割氧流中的燃烧应是放热反应；
金属的导热性不应太高；
金属中阻碍气割过程和提高钢的可淬性的杂质要少。
符合上述条件的金属有纯铁、低碳钢、中碳钢和低合金钢以及铁等。
其它常用的金属材料如：
铸铁、不锈钢、铝和铜等，则必须采用特殊的气割方法（例如等离子切割等）。
目前气割工艺在工业生产中得到了广泛的应用。
气割优点：
切割钢铁的速度比刀片移动式机械切割工艺快；
对于机械切割法难于产生的切割形状和达到的切割厚度,气割可以很经济地实现；
设备费用比机械切割工具低；
设备是便携式的,可在现场使用；
切割过程中,可以在一个很小的半径范围内快速改变切割方向；
通过移动切割器而不是移动金属块来现场快速切割大金属板；
过程可以手动或自动操作。
气割缺点：
尺寸公差要明显低于机械工具切割；
尽管也能切割象钛这些易氧化金属,但该工艺在工业上基本限于切割钢铁和铸铁；
预热火焰及发出的红热熔渣对操作人员可能造成着火和烧伤的危险；
燃料燃烧和金属氧化需要适当的烟气控制和排风设施；
切割高合金钢铁和铸铁需要对工艺流程进行改进；
切割高硬度钢铁可能需要割前预热,割后继续加热,来控制割口边缘附近钢铁的金相结构和机械性能；
气割不推荐用于大范围的远距离切割。
2.2.2等离子切割
等离子切割主要适用于合金钢、不锈钢。
利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属局部熔化（和蒸发），并借高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口的一种加工方法。
工业用途：
等离子切割配合不同的工作气体可以切割各种氧气切割难以切割的金属，尤其是对于有色金属（不锈钢、铝、铜、钛、镍）切割效果更佳；
其主要优点在于切割厚度不大的金属的时候，等离子切割速度快，尤其在切割普通碳素钢薄板时，速度可达氧切割法的5~6倍、切割面光洁、热变形小、几乎没有热影响区。
等离子切割机广泛运用于汽车、机车、压力容器、化工机械、核工业、通用机械、工程机械、钢结构、船舶等各行各业。
工作气体：
等离子切割发展到当前，可采用的工作气体（工作气体是等离子弧的导电介质，又是携热体，同时还要排除切口中的熔融金属）对等离子弧的切割特性以及切割质量、速度都有明显的影响。
常用的等离子弧工作气体有氩、氢、氮、氧、空气、水蒸气以及某些混合气体。
切割方法：
等离子切割方法除一般形式外，派生出的形式还有水压缩等离子切割等。
最常用的方法是一般等离子切割和空气等离子切割。
一般切割：
一般的等离子切割不用保护气，工作气体和切割气体从同一喷嘴内喷出。
引弧时，喷出小气流离子气体作为电离介质；
切割时，则同时喷出大气流气体以排除熔化金属。
空气切割：
空气等离子切割一般使用压缩空气作为离子气，这种方法切割成本低，气源来源方便。
压缩空气在电弧中加热、分解和电离，生成的氧气切割金属产生化学放热反应，加快切割速度。
充分电离了的空气等离子体的热焓值高，因而电弧的能量大，切割速度快。
2.2.3剪板机
剪板机（英文名称：
plateshears；
guillotineshear）是用一个刀片相对另一刀片作往复直线运动剪切板材的机器。
是借于运动的上刀片和固定的下刀片，采用合理的刀片间隙，对各种厚度的金属板材施加剪切力，使板材按所需要的尺寸断裂分离。
剪板机属于锻压机械中的一种，主要作用就是金属加工行业。
产品广泛适用于航空、轻工、冶金、化工、建筑、船舶、汽车、电力、电器、装潢等行业提供所需的专用机械和成套设备。
平刃剪板机：
剪切质量好，扭曲变形小，但剪切力大，耗能大。
机械传动的较多。
该剪板机上下两刀刃彼此平行，常用于轧钢厂热剪切初轧方坯和板坯；
按其剪切方式又可分为上切式和下切式。
多用途剪板机。
联合冲剪机：
即可完成板材的剪切，又可对型材进行剪切，多用于下料工序；
板料折弯剪切机：
即在同一台机械上可完成剪切和折弯两种工艺。
2.2.4电动锯管机
用于切断大口径金属管材用的一种电动往复锯。
电动锯管机Exact170切管机都具有重量轻，易于携带和便于现场操作的功能。
可以使用它切割钢铁，塑料，铜，铸铁，不锈钢和多层管。
优点及革新：
大大改善和缓解安装安全以及消防安全；
精密切割，切割后管子两边都是平的，便于连接；
切割方法简单，速度快，节省大量工作时间；
提供轻便的工作方法，可以根据工作场所（现场）自行设计切割方案；
安全性高，工作时不需要用手移动管子；
切割时不会对外界产生火花和灰尘；
功能全，可以切割电力系统的各种建好的管道；
切割管道材质全如：
钢，不锈钢，铸铁，铜，塑胶，多层管均可以切割；
对管子直径和工作平台无具体要求；
物美价廉，性价比高。
2.2.5卷板机
卷板机（RollingMachine）是对板材进行连续点弯曲的塑形机床，具有卷制O型、U型、多段R等不同形状板材的功能。
种类：
卷板机由于使用的领域不同，种类也不同。
从辊数上分为三辊卷板机和四辊卷板机。
三辊又分对称式三辊卷板机，水平下调式三棍卷板机，弧线下调式卷板机，上辊万能式三辊卷板机，液压数控卷板机。
从传动上分机械式和液压式。
从卷板机的发展上说，上辊万能式最落后，水平下调式略先进，弧线下调式最高级。
三辊卷板机有：
1、机械式和2、液压式
1、机械式三辊卷板机分为对称和非对称。
机械式三辊对称式卷板机性能特点：
该机结构型式为三辊对称式，上辊在两下辊中央对称位置作垂直升降运动，通过丝杆丝母蜗杆传动而获得，两下辊作旋转运动，通过减速机的输出齿轮与下辊齿轮啮合，为卷制板材提供扭矩。
该机缺点是板材端部需借助其它设备进行预弯。
机械三辊非对称式卷板机主要特点：
该机结构型式为三辊非对称式，上辊为主传动，下辊垂直升降运动，以便夹紧板材，并通过下辊齿轮与上辊齿轮啮合，同时作为主传动；
边辊作倾升降运动，具有预弯和卷圆双重功能。
结构紧凑，操作维修方便。
2、液压式三辊对称卷板机主要特点：
该机上辊可以垂直升降，垂直升降的液压传动，通过液压缸内的液压油作用活塞杆而获得；
下辊作旋转驱动，通过减速机输出齿轮啮合，为卷板提供扭矩，下辊下部有托辊，并可调节。
上辊呈鼓形状，提高制品的直线度，适用于超长规格各种截面形状罐。
为上调式对称式三辊卷板机，可将金属板材卷成圆形、弧形和一定范围内的锥形工件，本机种两下辊为主动辊，上辊为从动辊。
它广泛使用于造船、锅炉、航空、水电、化工、金属结构及机械制造行业。
适合用于金属板材的弯曲变形，可卷制圆形，弧形和一定范围内的锥形工件，并有板材端部预弯功能，本机型两个下辊为主动辊可水平移动，上辊为从动辊可上下移动，移动方式有机械式和液压式，传动轴均采用万向连轴器连接。
第3章球罐的安装施工
3.1球罐拼装方法
在我国，施工现场广泛采用的拼装球罐方法有两种：
环带组装法和分片组装法。
3.1.1环带组装法
环带组装法的要点是按照设计图纸对球罐的各个环带，分别在平台上组装焊接好，经检验合格后，然后把各个环带由下至上，或先安装赤道带，后安装下温带，再安装上温带，逐带吊装就位，最后施焊环缝，完成球罐的安装。
环带组装法的优点是环带纵缝的组装精度高，组装的约束力小，高空作业比较少，施工进度快，减少了不安全因素，有利于提高工效。
缺点是需组装一个比较大的平台，钢板用的较多，占用施工场地也比较大；
另外，在组装环缝时，往往难以避免强制组装现象的发生，组装后应力较大，焊缝易产生延迟裂纹；
同时，需要吊装能力较大的吊装机械。
因此，环带组装法一般用于容积等于或小于400m3的球罐。
3.1.2分片组装法。
分片组装法的顺序是首先安装带支柱的赤道板，可以用机械吊车或桅杆进行起吊。
方法是：
第一块带支柱的赤道板吊装就位并经调整检查合格用钢丝绳张紧固定。
然后用同样的方法安装第二块带支柱的赤道板。
当相邻两支柱的赤道板临时固定后，即安装两支柱间的赤道板，找平上、下口，调整好对口间隙，用夹具固定。
采用同一方法，将整圈赤道板组装完毕，并检查及校正水平度、球面曲率及上、下口直径的几何尺寸和圆度，然后进行点固焊。
赤道带组装完后再组装下温带、上温带及极板。
最后进行全位置焊接。
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，也不需要很大的吊装机械，同时可省去组装平台或只需一简易平台，因而施工现场相对较小。
缺点是高空作业大、需要相当数量的夹具，全位置焊接技术要求高，焊工施焊条件差，劳动强度大。
3.1.3现场组装
现场组装采用整体组装法进行组装。
球片检验合格后，进行定位方铁的组焊，组焊前应画出焊接位置。
组装用定位方铁，卡具均应布置于壳板外侧，允许偏差＜±
5mm,间距800～1000mm，定位方铁封焊三面，锤力方向的背面不焊，用作吊耳的方铁四周满焊，必须保证焊接牢固可靠，防止吊装过程中，因吊耳脱落造成人员伤亡和球壳板损伤。
3.1.3.1支柱管的组对
支柱管的组对是球罐组对的关键步骤，应在现场平台上进行，球罐进行组装前焊接完，为保证赤道带组对的几何尺寸，支柱管组对的尺寸应仔细测量。
用水准仪测出六个点的水平度，以保证1、2、3、4点的水平面与点5、6的水平面的水平，各点水平偏差不大于1mm。
保证支柱的连接尺寸，以确保赤道带安装尺寸。
首先找出赤道带垂直中心线，支柱中心线，并使其吻合；
然后找出赤道板的水平赤道线分别到支柱底板的距离反复测量，经质检员检查合格后点焊，并在平台上焊接完毕，焊后再次测量从赤道线到支柱底板的长度。
球罐吊装前的各项准备工作完成后，即可进行各带板的吊装。
3.1.3.2赤道板吊装
吊装前应测量基础标高，找平在基础上放好样，标出十字线，点好定位卡，并将下极带板吊放到球罐基础内。
吊装时，先吊第一块带支柱的赤道板，就位后，用3根钢丝绳及花兰螺丝拉紧固定，同样方法进行第二块带支柱的赤道带板的吊装，然后吊装不带支柱的赤道带板插入两个带支柱的赤道板之间，随即用卡具找正固定，依照上述方法直至赤道带闭合。
组对成环后，按技术要求进行检查，调整重点注意调整上、下环口的椭园度和周长，以利于极带的组装，且在支柱下端用水准仪测出各支柱的水准线，以便检查，调整赤道线水平度。
3.1.3.3下极带边板、侧板、中板吊装
吊钩从赤道带上环口垂下，利用下极带边板内侧的定位方块作吊点进行吊装，用手拉葫芦进行调整，并利用卡具进行粗略调整，按顺序依次吊装闭合，同理完成下极带侧板及中板的安装。
3.1.3.4上极带边板、侧板、中板吊装
在上极带边板外侧焊一固定吊耳，利用外侧两个方块作吊耳，吊起第一块上极带边板就位于赤道带上环口后，用钢管支撑上部，加以调整后，用拖拉绳加以锚固，打紧环缝卡具后摘钩，采用同样方法，依次吊装另外的上极带边板、侧板、中板，并打紧卡具，直至完成全部上极带板的吊装。
3.1.3.5焊缝的调整和打底焊
球罐吊装就位后，在施焊前必须借助卡具定位方块，按组装质量要求进行焊道调整，经检查合格后，对焊道进行打底焊。
3.1.3.6罐内脚手架搭设
待球罐赤道带，下极带边板、侧板、中板组装完毕后，球罐内搭设脚手架，每层高度宜为1.3m左右，但在环缝处应适合于施焊为宜可适度调整增加高度，每层平台靠球片端平铺三块跳板，并用16#铁丝绑扎牢固，最上层平台用跳板铺满，此层平台距罐顶距离宜为1.8m左右，严禁搭设探头跳板。
每层平台周边距球片距离约为100～150mm。
并挂好安全网。
3.1.3.7外部脚手架及防风、防雨棚搭设
球罐整体吊装完后，在球罐外搭设脚手架，作为罐外操作平台及防风、防雨棚支架。
然后在脚手架外铺设彩条布，并用铁丝与脚手架绑扎牢固。
3.1.3.8附件安装
与球壳板直接焊接的附件包括楼梯平台等须在热处理前按施工图规定的方位进行安装焊接完毕。
支柱拉撑安装，应注意不可拉紧，待水压试验完毕后进行调整。
3.2球罐焊接方法
3.2.1焊前预热
制作球罐的钢材大多为高强度钢，焊接后由于冷却、收缩较快，易产生冷裂纹及脆性断裂。
预热的目的就是为了缓解焊缝热影响区的冷却、收缩速度，降低钢材硬度，增加塑性及除去表面水分。
焊前预热的温度应根据焊件的材质、厚度、接头拘束度、气候条件等，由焊接试验确定，也可按GB12337-1998的规定执行。
3.2.2焊后后热。
焊后后热的目的是为了释放焊接残余应力、改善焊缝塑性和韧性，防止产生冷裂纹，更重要的是加速扩散氢的逸除，改善焊接部位的机械性能。
后热温度根据板厚不同一般为200～250℃，保温时间为0.5～1h。
遇有下列情况的焊缝，均应在焊后立即进行焊后后热消氢处理。
厚度大于32mm，且材料标准抗拉强度下限值6b＞540MPa的球壳；
厚度大于38mm的低合金钢；
锻制凸缘与球壳板的对接焊缝；
焊接试验
升级会员 