在用压力容器全面检验在用压力容器全面检验（球形贮罐）（球形贮罐）扬子石化特种设备检测站一、球形贮罐的用途与基本结构1.1球罐的基本用途球形容器在我国的应用领域非常广泛，例如，在石油、化工、冶金、城市煤气等工业领域，球型容器被用于储存液化石油气、液氧、液氮、液氢、液氨、氧气、氮气、天然气、城市煤气、压缩空气等物料；在原子能发电站，球形容器用作核安全壳；在造纸厂用作蒸煮球；在化工厂也被用作反应器等故我们把用于储存气体或液体介质的球形容器被称作球形储罐（简称“球罐”）1.2球罐基本结构（见图片1、2、3）北极带北温带赤道带南温带南极带1.2.1球壳球壳结构形式主要分足球瓣式、桔瓣式和混合式三种国内自行设计、制造、组焊的球罐多为桔瓣式足球式瓣球罐的球壳划分和足球壳一样，所有球壳板片大小相同，所以又叫均分法优点是每块球壳板尺寸相同，下料成型规格化，材料利用率高，互换性好，组装焊缝较短，焊接及检验工作量小，缺点是焊缝布置复杂，施工组装困难，对球壳板得制造精度要求高，由于受钢板规格及自身结构的影响，一般只适用于制造容积小于120m的球罐桔瓣式球罐的球壳划分就像桔瓣，是一种最通用的形式优点是焊缝布置简单，组装容易，球壳板制造简单，缺点是材料利用率低。
桔瓣式球罐结构如图1.（仰视图）、图2（俯视图）、图3（展开图）图1仰视图图2、俯视图图3、展开图混合式球罐的球壳组成是：赤道带和温带采用桔瓣式，极板采用足球瓣式由于取其桔瓣式和足球瓣式两种结构形式的优点，材料利用率较高，焊缝长度缩短，球壳板数量减少，且特别适用大型球罐该结构国外以广泛采用随着我国石油、化学、城市煤气等工业的迅速发展，近年来引进了许多混合式结构形式的大型球罐，通过对引进球罐的施工、开发研究，国内已经基本掌握了该种结构形式球罐的设计、制造、组装和焊接技术混合式球罐结构如图1、2、3GB123371998对球壳板的最小宽度加以限制，不小于500mm，且球壳板不允许拼接，是为了尽可能的减少焊缝长度球壳具体的分带和分块数量参照GB/172611998确定图1、仰视图图2、俯视图图3、展开图坡口各施工单位在长期的施工过程中，根据习惯和实际经验，大都制定有本单位的焊缝坡口形式与尺寸，故在GB123371998不作硬性规定，根据板材厚度与经验，一般采用“X”型坡口1.2.3支柱于球壳的连接球罐支座是球罐中用以支承球壳及附件和储存物料重量的结构部件支座形式有柱式和裙式两大类柱式支承有赤道正切柱式支承、V型柱式支承和三桩会一柱式支承。
裙式支承包括圆筒裙式支承、锥形支承，及用钢筋混凝土连续基础支承的半埋式支承其中柱式支承中以赤道正切柱式支承为国内外普遍采用赤道正切柱式支座的机构特点是：球壳由多根圆柱状的支柱在球壳赤道部位等距离布置，与球壳相切或近似相切(相割)而焊接起来支柱支承球罐的质量，为了承受风载荷和地震力，保证球罐的稳定性，在支柱之间设置拉杆相连接这种支座的优点是受力均匀，弹性好，能承受热膨胀的变形，组焊方便，施工简单，容易调整，现场操作和检修也方便，且适用于多重规格的球罐我公司的球罐都采用此类结构拉杆拉杆结构分可调式和固定式两种.a)可调式拉杆，采用圆钢加工而成，拉杆与支柱采用销钉连接b)固定式拉杆，一般采用钢管拉杆与支柱的连接采用焊接结构拉杆与拉杆的交叉处采用固定板焊接结构或直接焊接结构优点是支座简单、施工方便，由于拉杆可承受拉伸和压缩载荷，大大提高了支柱承载能力开孔球罐开孔应尽量设计在上下级上，便于集中控制，便于在制造厂完成接管的组焊和进行焊后消除应力热处理，保证接管部位的质量开孔应避开焊缝，若不得不在焊缝上开孔是，则以开孔中心为圆心，1.5倍开孔直径为半径的圆中所包含的焊缝必须经100%无损检测合格二、我公司球形贮罐的基本概况扬子石化公司共有大，小各种球罐90余台，其中：烯烃厂24台，炼油厂12台，芳烃厂6台，化工厂3台，贮运厂40余台，塑料厂1台，扬子百江3台。
盛装介质为各种化工原料或成品，有：石油液化气，乙烯.丙烯.石脑油.丁二烯.环氧乙烷.及各种苯类产品球罐的规格最大的3000立方米，最小的120立方米三、球形贮罐的全面检验3.检查项目及评定标准3.1查阅球罐交工资料及运行记录3.1.1重点查阅质量检验记录、耐压与气密试验记录、运行记录其目的是找出球罐组装时的焊接返修部位及损伤部位，以检查该簿弱环节在运行中的变化情况填写原始资料审查报告，绘制焊缝部位图3.1.2审查制造资料、出厂合格证、质量证明书、制造质量、现场组装检验资料3.1.3查阅历次检验报告、记录，以及重大修理或改造资料3.2检验前的准备3.2.1将球罐内部介质排除干净，切断所有物料管路，加装盲板（盲板应满足气密性试验和水压试验的强度要求），并挂上明显的盲板标记牌3.2.2清洗、置换；切断与球罐有关的电源，打开人孔盖容器内气体取样分析合格，符合卫生及防火安全要求3.2.3球罐内外部搭设安全牢固的脚手架，并须经厂方安监科和本站安全员的认可挂牌后方可使用3.3宏观检查3.3.1防腐层及铭牌情况3.3.2基础检查情况：发现有沉降倾向，则用水准仪进行测定，确定倾斜方位和数值，提供检验报告。
3.3.3检查液面波动等重点部位的腐蚀情况、返修部位、引弧坑、工夹具焊迹等处有无腐蚀、裂纹等缺陷，检查人孔主螺栓的锈蚀情况3.3.4检查其结构是否合理，主要查人孔及其补强焊缝布置支承法兰排污口等3.3.5检查几何尺寸是否与设计及有关标准相符，重点检查纵环焊缝的对口错边棱角度焊缝余高角焊缝高度咬边等3.3.6一般以肉眼直接观察为主，辅以510倍放大镜检查；记录较大缺陷及腐蚀部位、尺寸及外貌，对典型部位进行拍照球罐瓜片编号：对球罐瓜片从北极到南极按序顺时针编号，以利于在 检验过程中发现问题及时标注位置 3.4超声波测厚3.4.1对每块球片测五点，每个接管测4点，每点测二次3.4.2对液位波动部位，宏观检查和测厚过程中，有怀疑的部位增加测厚点采用超声测厚仪进行壁厚测定，精度为（T%+0.1）mm绘制测厚部位图3.5渗透探伤3.5.1对所有立柱角焊缝清除油漆且露出金属光泽后，首先用B型灵敏度试片校验灵敏度，校验合格后再进行渗透探伤检验3.5.2渗透探伤的评定标准为3.6磁粉探伤3.6.1对内表面的全部对接焊缝、人孔及接管角焊缝、工夹具焊迹用钢丝轮除锈后，进行100%荧光磁粉探伤检查对外表面对接焊缝、人孔及接管角焊缝、用钢丝轮除锈后，进行100%黑磁粉探伤检查3.6.2按照本站制定的磁粉探伤工艺进行磁粉探伤，首先用A1型30/100灵敏度试片校验灵敏度，校验合格后方可进行磁粉探伤。
3.6.3使用DA400S磁粉探伤仪，用非荧光湿式磁轭连续法进行探伤3.6.4磁粉探伤的评定标准为强调：内表面.外表面的磁粉探伤是在用球罐检验的重要检验手段，长期服役的球罐由于受到介质，温度，压力、自然界的气候，风载荷，地震载荷等影响，其发生的位移，形变等都是先从内，外表面开始发生的3.7超声波探伤3.7.1探伤部位为全部丁字焊缝（各向长度500mm），以及返修部位和外观质量差的部位3.7.2被检部位及焊缝两侧2TK宽度范围内，用钢丝轮清理干净T-板材厚度，K-探头K值)3.7.3采用单面双侧探伤法，用USL-32等探伤仪，探头K2频率2.5MHz采用CSKIA、CSKA标准试块来调节、校核探伤灵敏度，耦合剂为纤维素液板材厚度大于38mm还需要用k1.0探头扫查3.7.4评定标准、定检规3.8硬度测定3.8.1在下极带、下温带、赤道带、上温带、上极带等各个区域选择一些有代表性的焊缝部位，进行硬度测定3.8.2每个部位测5点，即焊缝、两侧热影响区及两侧母材3.8.3采用HLN-11A硬度测定仪测定，并打印、记录实测值3.8.4硬度检测标准为SHS01004-20044、安全附件校验4.1对安全阀、压力表、温度计、液面计等安全附件按“容规”的要求由厂方统一安排校验。
5、缺陷处理5.1检验中发现的所有超标缺陷均以联络签、意见通知书的方式通知厂方5.2当出现比较严重的缺陷必须修补处理时，由本站提出处理建议，厂方委托检修单位编制检修方案，（检修单位应有相应的检修资质）实施检修，本站负责检修后的复检5.2对检查出的裂纹等危害性较大的缺陷，需打磨消除时，必须通知厂方并经复验确认后方可进行5.3如用打磨的方法消除缺陷，必须限制打磨的深度在法规允许的范围内，打磨处应圆滑过渡5.4缺陷的部位、处理方法、处理结果、处理后的检验均应详细地记录在检验报告中6、水压试验6.1水压试验压力为（最高工作压力xMPa的1.25倍）yMPa，试验介质为洁净水各部位紧固螺栓必须装配齐全，精度不小于1.6级的压力表两块，上下各一块，并符合“容规”的有关规定6.2缓慢升压到试验压力yMPa，保压30分钟，然后降至试验压力的80%，(x)保压足够时间进行检查符合“定检规”第34条为合格6.3水压试验后，支柱角焊缝必须再次进行渗透检验6.4水压试验时，检验员和厂方安监人员，技术人员均应在场6.5如不能进行水压试验，由厂方办理相关手续7、气密试验7.1气密试验压力为最高工作压力.MPa，试验介质为空气或氮气。
7.2各部位紧固螺栓必须装配齐全，精度不小于1.5级的压力表两块，上下各一块，并符合“容规”的有关规定7.3缓慢升压到10%最高工作压力.MPa检漏一次，发现问题应卸压处理，如无问题继续按10%试验压力逐级升至试验压力并保持1030分钟，同时用肥皂水进行检查，无泄漏为合格7.4气密试验合格后应缓慢卸压7.5气密试验时，检验员和厂方安监人员，技术人员均应在场气密试验性试验要在压力试验后进行四、球形贮罐的常见缺陷及形成原因根据多年的检验经验，在用球罐容易出现表面裂纹的部位主要有工卡具拆除处的焊迹表面、支柱角焊缝、安装时组装的最后一道环焊缝(一般为上极圈环焊缝)的外表面，介质液面部位的焊缝内表面容积大于等于1000立方米的球罐如果在安装过程中未做整体热处理球罐要特别注意残余应力及应力腐蚀对球罐本体造成的影响，在焊缝，热影响区可能会有裂纹产生如前所述，内表面.外表面的磁粉探伤是在用球罐检验的重要检验手段在用球罐常见性危害缺陷(内表面裂纹)热影响区焊缝热影响区母材在用球罐常见性危害缺陷(内表面裂纹)焊缝热影响区母材热影响区对球罐的超声检测中直接发现焊缝内部产生的疲劳裂纹是很少见的，超声检测主要发现的还是球罐安装过程中漏检的气孔、夹渣、未熔合和未焊透等原始焊接缺陷。
许多情况下对超标的焊接缺陷采取缺陷安全评定的方法予以保留，而安全评定需要知道缺陷的长度和自身高度超声检测方法的特点是可以较精确测出焊缝内缺陷的长度和自身高度，为缺陷的安全评定提供缺陷的几何尺寸数据超声测厚的母材厚度除内装特殊介质以外一般也不会有太多的减薄，所以在用球罐的全面检验主要是内表面.外表面的磁粉探伤，又以内表面的荧光磁粉探伤更为重要五、结语1.在用球罐全面检验时的检验程序相当重要，由于球罐的检验项目多，检验人员集中在一台球罐上，内.外.上.下交叉作业，安全工作特别重要，先检的检验项目要不影响后面的检验项目.交叉作业的照明，电源等等不要互相干扰，发现问题及时定位复检2.在用球罐的检验要以宏观检验和内外部磁粉检验为主，其他的检验手段为辅球罐在工厂制造.现场 安装过程中的无损检测压力容器按几何形状分类，有球形容器、圆筒形容器、锥形容器和组合形容器等四大类与其它形状的压力容器相比，球形容器由于其几何形状的中心对称性，因此受力最均匀，在相同的壁厚条件下，球形容器的承载能力最高，反之，在同样的内压条件下，球形容器所需要的壁厚最薄；在相同的容积条件下，球形容器的表面积最小；此，在储存相同压力和体积物料的条件下，采用球形容器最节约钢 材，而且占地面积最小1。
鉴于球形容器的上述特点，目前国内外主要采用球形储罐来储存各种气体和液化气体，在石油、化工、冶金和城市燃气供应等方面得到广泛。