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1、技术综述国内球罐焊后热处理技术刘超锋,刘亚莉,许培援,戚俊清(郑州轻工业学院材料与化学工程学院,河南郑州450002)摘要:概述了球罐的应用及对焊后热处理的要求,详细介绍了国内球罐热处理技术的新进展,包括电加热法、爆炸法、内燃法、电加热辅助燃油法,还展望了该领域技术的发展前景。关键词:球罐;焊后热处理;技术中图分类号:TU996文献标识码:A文章编号:1001-4837(2006)09-0038-06TechnologyofPostWeldFieldHeatTreatmentProcessUsedbySphericalTanksinChinaLIUChao-feng,LIUY
2、a-li,XUPei-yuan,QIJun-qing(SchoolofMaterialsandChemicalEngineering,ZhengzhouUniversityofLightIndustry,Zhengzhou450002,China)Abstract:Theapplicationandrequirementofpostweldheattreatmentusedbysphericaltanksaresummarized1Accordingtosteelusedbysphericaltanks,heat-prooftemperature-holdingmateria
3、lsusedbysphericaltanksandfieldheattreatmentusedbysphericaltanks,technologyofpostweldheattreatmentusedbysphericalstanksinChinawerereviewed1Keywords:sphericaltanks;postweldheattreatment;technology球罐作为一种高效的Ⅲ类存储容器,在我国应有足够的强度外,其韧性、焊接性能及冷热加工性能用广泛。球罐工作时,压力呈周期性波动,存在着低也是选材时主要考虑的因素,以保证球罐在可能出循环疲劳问题,疲劳
4、破坏是其失效形式的一种。球现事故时有足够的韧性而不至于突然断裂乃至爆罐设计、制造时,在保证一定的强度条件下,应尽可炸。另外,钢材的抗H2S应力腐蚀性能也是液化石能提高材料的塑性、韧性、优良的焊接性。油气球罐用材不可忽视的因素。[3]近几年来,球形储罐有朝着以高强钢为主体材国内研究者曾报道,对焊后不进行消除应力3料的趋势。高强钢材料的许用应力值高,同样容积热处理的3500m天然气球罐(球壳板材料WEL-的球罐就可选用厚度较薄的钢板,能满足球罐大型TEN610CF),在气压试验前后对焊缝残余应力测试,化发展的要求。但是球罐是一种受焊接约束较大的测试结果表明,经气压试验后焊缝残余应
5、力有一定压力容器,随着大型化发展,国、内外大量事故分析下降,球罐焊缝及热影响区没有出现明显的应力集及开罐检查的结果表明,高强钢球罐的裂纹产生往中现象,球罐壳体的工作应力叠加残余应力的总和往发生在焊接接头部位。因此,对球罐用钢的冲击仍小于材料的屈服限。由合肥通力工程建设监理公3韧性、焊接性能提出了更高的要求。例如,液化石油司监理的西安天然气公司潘家庄储气站10000m[4]气球罐,由于其能量的积聚极大,对壳体材料除要求天然气球罐由法国CMP公司按CODAP—95《非直·38·第23卷第9期压力容器总第166期3接受火压力容器建造规范》及法国《压力容器安装手材进行了技术经济比较,
6、建议对3000m以下的球3册》设计制造,主体材料为A537CL1,设计安全系数罐选用国产16MnR,对5000m及以上的球罐选用为214,壁厚较薄,尽管该球罐设计规定不作消氢和进口CF-62高强钢板。但这两种材质建造的球罐整体SR处理,但是在组装、焊接顺序、焊接工艺等焊后都应采用内燃法进行整体消除应力热处理。[5]方面要有完善的实施措施。上海石洞口煤气制气公司的代用天然气工程3[15]一般来说,高强钢制造的球罐在组装过程中,由中,有2台LPG球罐(2000m),材质为16MnR。于施工条件恶劣,壳体大,焊缝长,冷却速度很快,钢该球罐的焊后整体热处理工艺见图1。板厚,焊接热循环
7、次数多,应力状态复杂,容易产生变形,在球罐焊缝区造成很大的焊接残余应力和制[6]造应力,有的可达到材料的屈服极限,危害极大,有必要对球罐进行焊后消除应力处理。例如文献[7]和[8]采用X射线法对某炼油厂2000m3液化气图1球罐整体热处理工艺球罐实际运行一年后的残余应力进行了测试,结果WEL-TEN610CF是由日本新日铁开发的一种发现球罐组装时虽经过整体热处理,但运行一年后碳含量≤0109%的600MPa级低合金调质高强[6]局部残余应力仍高达019σs等问题,采取局部热处钢。该钢材制造的球罐按图纸要
