球罐制造技术条件JB(专题六十二：球罐制作过程 球罐施工组织设计)

一、球罐的安装流程

基础的检查和验收，交安记录球罐零部件外观、几何尺寸检查球罐支柱组对焊接球体组装防护棚及脚手架搭设（罐内满堂脚手架，罐外双排脚手架）（防火篷布将球罐整体包住）主体焊接（内外球壳板焊接）无损检测（TOFD检测II级）（UTI）（20%RTII）（MTI）整体热处理（必须先将罐内/外壁所有与壳体连接的焊接件如垫板等焊接完毕，并报监理、业主、特检所确认后方可热处理）硬度检测水压试验磁粉检测气密性试验梯子平台安装涂漆保冷及消防喷淋安装脚手架拆除交工验收

二、施工前准备

文件（方案、组织设计、焊评等）现场准备（办公地点、焊材库、场地）（通电、通水、通信）人员准备（焊工考试、技术人员到位、资料员）工器具（14个厚的钢板卡具6000个、支架、吊耳）（45#圆钢锥销8000个、40mm厚方销斜铁16000个、定位块、方帽）（1）根据球罐排版图及GB50094-2010《球形储罐施工规范》，球壳板组装时为保证之间的错边量和间隙达到要求，需要龙门卡具700套。8台球罐同时施工，需要组队卡具4200套，每套方帽：55*55*46mm；键板：2个槽钢+1个连接板

卡具

脚手架：除了满堂脚手架外，还需准备三角挂架，为了急需。双排脚手架，上铺跳板，注意脚手架搭设时要与球罐外壁预留200mm的空间，为后期整体热处理时保温及热膨胀留出空间。机具：（1）12KV直流电焊机---70台（2）焊条烘烤箱---2台（3）焊条恒温箱---2台（4）汽车吊---2台（5）水压试压泵---2台（6）超高压清洗机器---1台（7）气体压缩机---1台---气密试验（8）碳弧气刨---4台（9）砂轮机---60台（10）焊缝检验尺---4个（11）经纬仪、水准仪、钢丝刷、焊条保温桶、手动葫芦、脚手架跳板、表面温度计、干湿温度计、（12）便携式硬度计---硬度检测（13）热电偶、补偿导线、电加热控制柜、保温棉---预热和热处理使用（14）测温仪、试电笔、HRB-加热片

三、球罐现场组装

1、球壳板的编号规则：

赤道带：A1-A24上温带：B1-B24上极中板：F1-F3上极边板：F4-F7下极中板：G1-G3下极边板：G4-G7

2、组焊总流程：

12块带支柱赤道板安装---12块没有带支柱的赤道带安装---24块上温带板安装---赤道带校正调圆---4块下极边板安装---3块下极中板安装---3块下极中板焊缝找均匀后拆下---4块上极边安装---3块上极中板安装---3块下极中板安装---球罐整体校圆

3、基础的检查与验收

球罐安装前，必须就基础各部位尺寸进厂检查和验收；基础混凝土强度不低于设计要求的75%方可安装。基础尺寸要求如下：中心圆、相邻基础间距、基础标高

检查预埋螺栓和螺纹是否保护好，检查地脚螺栓露出长度、丝扣长度、是否变形等。

4、球壳板的复验：曲率、几何尺寸（长度方向、宽度方向、对角线方向）、表面质量（凹陷、划痕、裂纹）

由甲方质量检验人员、监理、施工单位技术负责人共同按照GB12337-2014《钢制球形储罐》、GB50094-2010《球形储罐施工及验收规范》对球壳板本身及坡口几何尺寸进行复验，并做好记录，如果发现超标现象，立即上报，并做好标记，研究处理。球壳板除几何尺寸检查，还应做无损检测：（1）球壳板UT：最少为球壳板总数的40%，到货100块球壳板，UT做40块，合格级别为I级；而GB12337-2014《钢制球形储罐》8.1.2中规定：对球壳板超声波抽检数量最少为总数的20%，并且只是在球壳板周边100mm范围内做UT，每带板不少于2块，上下极各不少于1块。若发现缺陷，则加倍抽查，若还有缺陷，则全部球壳板UT。（2）球壳板超声波侧厚：检测比例最少为总数的40%，合格级别为I级。而GB12337-2014《钢制球形储罐》8.1.2中规定：超声壁侧厚抽查数量不得少于总数的20%，且每带不少于2块，上下极板不少于1块，每张球壳板检测不得少于5个点，其中4个点分布在距离边缘100mm左右的位置，包括各顶角附近，1个点位于球壳板中心附近。如果实测厚度小于设计厚度，则加倍抽查，如果仍不合格，则全部检查。（3）复验球壳板材质：光谱分析或金相分析（4）球壳板坡口要做磁粉MT：检测比例最少为总数的40%，I级合格。GB12337-2014《钢制球形储罐》8.1.2中规定：仅仅针对于抗拉强度≥540MPa的低合金钢制造球壳板，坡口表面要按照JB/T4730.4要求，进行MT检查，I级合格，抽查数量最少为总数的20%，如果有不合格的，则直接100%MT检查。（5）尤其注意的是：底板与基础、拉杆与支柱的固定连接应在耐压试验（水压试验）合格后进行。

现场材料摆放：分类摆放，如球壳板、支柱、接管等，其中，球壳板还应按带、按规格分开摆放，便于寻找，为了使其不发生永久变形，则在下面垫4块木质衬垫。吊升球壳板时不得使用钢丝绳，防止损坏球壳板边缘，应该使用带两个双吊索的4个安全夹钳。尤其对带支柱的赤道板，堆放时特别注意：板面之间加以衬垫，每堆最多放2块。其他材料放仓库，专用材料特殊保护，焊条保持干燥，法兰面用塑料包裹存放。

5、工装卡具：用定位块或方帽进行点固

定位块或方帽的目的是调整错边量和组队间隙，定位块的布置应严格按照布置图；定位块必须采用与球罐本体相同的材料；定位块在球壳板吊装前焊完，数量应根据球壳板的长度和厚度确定，一般纵向间距1.1m-1.3m，环向间距0.5m-0.8m;定位块应连续满焊，焊角高不少于20mm，保证连接强度；定位块拆除，必须在焊缝焊接完毕后进行，定位块不能强力拆掉；切割时应保留2mm的余量，用磨光机磨平后按无损检测工艺对切割部位进行检测；

6、组装：散装法

上下支柱的连接：基础垫板，吊装选用70t吊车赤道板吊装：吊装前应测量基础标高，放样，标出基础底板十字线上极带边板、侧板、中板吊装上极带边板、侧板、中板吊装焊缝的调整合打底焊：球板吊装完毕后，利用组装卡具按要求进行调节，然后进行定位焊接。（线坠和钢尺测量，或经纬仪，）（连通管、钢卷尺、水平测量仪）（红外线测距仪）（间隙用量规测量）罐内脚手架搭设罐外脚手架和防风、防雨棚搭设梯子平台制作：按照GB50205-2020《钢结构工程施工质量验收》规定，放样准确；热处理前焊接上与球罐的连接板，热处理后才能在连接板上组装梯子、平台、喷淋管，所有与球体焊接的连接板焊后应进行MT或PT。

7、球罐焊接

焊工必须经TSGZ6002-2010《特种设备焊接操作人员考核细则》合格球罐壳体对接焊缝及球罐组对点焊均采用SMAW，上下柱对接焊缝采用SNAW，垫板焊接采用SMAW焊材选用：母材材质为Q370R，焊条为J557R，烘干温度为350-400℃，保温1h，烘干次数不超过2次，烘干后放在恒温箱中，保温100-150℃。焊前准备：按照NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》进行焊评，并编制焊接工艺卡。焊接环境：雨雪天、风速大于8m/s，环境温度小于-5℃，相对湿度90%以上焊接工艺：（1）定位焊机点焊卡具时，对其预热；焊接结束后，后热处理；正式焊接时，采用电加热预热（电加热片和电热偶）；---用手持式便携式测温仪测量；中断焊接时，立即后热处理，温度200-250℃，保温1h；（2）引弧在坡口内进行，弧坑填满；（3）层间温度不得低于预热温度，中断焊接时，应及时采取后热处理；（4）每段焊缝宜一次连续焊完，（5）焊接第一层、第二层时，起弧点、熄弧点及层间错开45-50mm，各焊工交界处错开45-50mm，其他各层焊工交界处错开150-200mm，每层的各道间要错开50-80mm；（6）余高最大2mm焊接顺序：先焊纵缝、后焊环缝；先焊赤道带，后焊极带；先焊大坡口，后焊小坡口；焊工均匀分布，同步焊接。（1）赤道带纵缝---上下极带侧板小纵缝---赤道带与上下极带侧板大环缝---上下极板纵缝---下极板方形环缝---下极板方形环缝---下极中板两头和两侧500mm以内环缝和与下极侧板检纵缝。外部大坡口焊接完毕后，在内侧碳弧气刨清根，打磨，经外观及MT或着色检查合格后，并清理干净小坡口内残液、污物，并达到预热温度后再进行小坡口焊接。焊接过程控制：控制焊接参数、预热温度、后热温度焊缝检查：焊接完毕后，检查焊缝外观，及内部质量检查，外观检查合格后，方可进行无损检测；（1）外观不得有裂纹、气孔、夹渣、凹坑、未焊满、咬边等（2）上下支柱环焊缝应焊透，并100%UT，B级，I级合格；（3）球壳对接环缝焊后、热处理前，根据NB/T47013-2005和NB/T47013-2010，20%RT（II级合格，B级）或TOFD检测（II级合格），还进行100%UT。热处理后还进行UT，（4）焊缝清根，缺陷清除打磨，全部100%MT或PT，I级合格（5）焊缝NDT应在球罐焊接后36H后进行。返修：同一个部位返修不能超过2次

8、球罐焊接后焊缝检查：

9、焊接试板：NB/T47016-2011《承压设备产品焊接试件的力学性能检验》

10、焊接过程记录：

四、焊接预热和后热措施

1、预热和后热：采用HRB吸铁式加热片外部加热方法，加热区域为焊缝两侧各不小于100mm，24条焊缝同时施焊，每米焊缝布置2块吸铁式加热片，预热均匀。预热宽度为焊缝中心两侧各取3倍的板厚，板厚为56mm，则168mm。预热温度测控根据GB/T18591

五、无损检测

前期：球罐板边缘100mm范围内超声检测，I级合格；对接焊缝内部清根：100%PT对接焊缝：100%TOFD+100%MT+100%UT上下支柱对接接头：100%UT水压试验合格后：MT

六、整体热处理

消除焊接残余应力采用内部燃油法：通过鼓风机送风，喷嘴将燃油喷入并雾化，由电子点火器点燃，随着燃油不断燃烧产生的高温气流在球罐内壁对流传导和火焰热辐射作用，使得球罐达到热处理所需的温度。焊后热处理前：与球罐连接的部位连接件焊接全部完成；各项无损检测工作全部合格；与热处理无关的接管采用盲板封堵；产品焊接试板已布置在球罐热处理过程中的高温区的外侧，并用指甲和楔铁，使其与球壳紧贴。球罐整体焊后热处理温度：610℃±15，保温时间：最少2.6h；

七、水压试验

水压试验前的准备工作（1）球罐本体及零部件焊接工作已完成，并检验合格（2）焊缝焊后热处理合格（3）基础二次灌浆合格，并达到强度要求（4）支柱找正固定，拉杆调整紧固完毕（5）梯子平台和地面连接螺栓已松开（6）球罐内部打扫干净（7）试验用的法兰、垫片、螺栓、阀门等仪表、仪器已检查完毕（8）升压前各种测试工具安装完毕，试压区域用绳索围起来，并挂上“禁止入内”的标识牌（9）试验方案经有关部门批准，（10）试验压力=1.25设计压力，用的是干净的纯净水，水温不低于15℃（11）球罐底部和顶部各压力表一块，其量程相同，精度不低于1.6级，试验压力以球罐顶部压力表读书为准，压力表量程为试验压力的1.5-3倍，表盘直径不小于150mm，压力表必须计量校正合格（12）装水时球罐顶部设排气孔，必须将空气排净，充满水后封好顶部孔盖，安好压力表，球罐表面应保持干燥，便于水压试验时观察水压试验步骤（1）待球罐罐外壁温度与水温一致时，缓慢升至试验压力的50%时，保持15min，对球罐焊缝和连接处检查，确认无泄漏后继续升压；（2）升至试验压力时，保持30min，然后将压力降至试验压力的80%，保持足够时间，检查焊缝和连接处，无泄漏和无异常现象为合格；（3）试验完毕后，降压应缓慢进行，待顶部压力显示为0时，打开放空口，和顶部人孔盖，放水至排水沟，严禁冲刷基础

八、基础沉降观测记录

球罐水压试验时，应进行基础沉降试验观测（1）球罐充水前，应在每个支柱的基础垫板上沿径板向最外侧作为沉降观测点，并在垫板相应位置划出明显标记---充水前，定出基准点（2）充水至1/3的球罐内径时，记录（3）充水至2/3的球罐内径时，记录（4）充满水时（5）充满水24h（6）放水后计算测定沉降值：各支柱应按规定焊有永久性的水平测定板和基准线的差值，就是沉降值；每个支柱都有基础沉降值；按要求支柱基础沉降应均匀，放水后，不均匀沉降量不大于Db/1000mm；相邻支柱基础沉降差不大于2mm。（Db为基础中心圆直径）

九、气密性试验

水压试验合格后，按照GB12337-2014要求，进行气密性试验，使用的是干燥清洁的压缩空气，试验压力为设计压力使用与水压试验相同的压力表，气密性试验应加安全阀，所用安全阀必须校验合格（1）压力升至试验压力的50%时，保持10min，对球罐所有焊缝和连接处进行检查，确认无漏后，继续升压（2）压力升至试验压力后，保持10min，对所有焊缝和连接处涂刷肥皂水进行检查，以无泄漏为合格，如有渗漏，应在处理后重新进行气密试验；试验完成后再预先接好的放气口缓慢泄压，降压速度不得超过1.5MPa/h；（3）气密性试验应监测环境温度和监视压力表读书，不得发生超压，气密试验压力不得超过规定值+0.05MPa（4）试压时严谨敲击球罐，恒压时，密切注意环境温度的变化，随时监视压力表的读数，防止发生超压现象。

十、梯子、平台制作

材料验收（1）先要验收材料的质量证明文件，钢材表面不得有裂纹、折叠、发纹、扎折、离层、结疤等缺陷，螺栓、螺母应完整、无划痕、毛刺等，（2）钢结构预制：火焰切割预制，打磨，去除氧化层，使其表面光洁，（3）钢结构的筋板，节点板等样板下料，切割后打磨坡口，打磨光滑后分类摆放，并标识（4）框架、胎具、桁架采用型钢45°斜对铁预制（5）梯子平台框架焊接完毕后，清理焊缝表面熔渣和两侧飞溅，检查焊缝外观质量钢结构柱脚垫铁安装：（1）垫铁放置在柱脚钢筋板的下面，每组垫铁最多不超过4块，斜垫铁配对使用，结合长度不小于垫铁长度的2/3（2）二次灌浆前将垫铁点焊固定，并将伸出部分割除（3）钢结构基础复查验收钢结构安装前，应对基础和支撑面的轴线、标高、地脚螺栓位置检查，基础支撑面、地脚螺栓位置允许偏差规定如下：

钢柱地脚板采用垫铁调整标高，垫铁设置地脚螺栓两侧的柱脚底板加劲板，每根地脚螺栓两侧设1-2组垫铁，每组垫铁不多于4块，厚度在30mm，垫铁与基础面接触面应平整、紧密，二次灌浆前将垫铁间焊接固定

基础上事先设置好垫铁，找好标高吊装后尽快找正，把紧地脚螺栓栏杆扶手圆滑过渡，安装牢固，稳定、美观

十一、球罐防腐保温

防腐施工程序：图纸会审---原材料检验---技术交底---表面处理---底漆涂刷---中间漆涂刷---面漆涂刷---交工验收所有焊口、螺栓等特殊部位要提前做好保护，以免油漆污染雨雾天和相对湿度大于80%时，要做好防护强风超过5级时除锈：现场补伤补口时，除锈等级为St2或St2.5，除锈用喷砂或抛丸除锈或手工动力机械除锈除锈的合格标准：无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈、油漆除锈完尽快刷底漆，最长不得超过8h防腐标准：涂层表面光亮平滑，纹理清除，颜色一致，无针孔，气泡，流坠、起皮、破损

十二、绝热

绝热材料：聚氨酯、泡沫玻璃、软体材料

十三、质量控制点