国产化10000m^3天然气球罐制造工艺方案.pdf

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第 2 9卷第 1 O期 2 0 0 9年 l 0月 煤 气 与 热 力 GAS & HEAT Vo 1 2 9 No 1 0 0c t 2 0o 9 国产化 1 0 0 0 0 m 3天然气球罐制造工艺方案 石 兰 权 ( 重庆燃气( 集团) 有限责任公司,重庆 4 0 0 0 2 0 ) 摘要 : 重庆燃气( 集团) 有限责任公司建设的 4台 1 0 0 0 0 m 天然气球罐 , 首次在球 壳用钢 板 、 设计 、 制造 、 安装等方面全部 实现 国产化 。论述 了 1 0 0 0 0 n l 。大型天然气球罐 的主要技术参数 、 主要 制造 及检 验标 准 、 制造 工 艺。 关键词 : 大型天然气球罐 ; 制造 ; 球壳板 ; 国产化 中图分类号:T U 9 9 6 文献标识码 :B 文章编号 :1 0 0 0 4 4 1 6 ( 2 0 0 9 ) 1 0 0 A 2 7 0 6 M a n u f a c t u r i n g Pr o c e s s S c he me o f Do m e s t i c a l l y Pr o du c e d 1 0 0 0 0 m Na t ur a l Ga s Sp he r i c a l Ta n k S HI L a n q u a n Abs t r a c t:T he d o me s t i c p r o d u c t i o n o f f o u r 1 0 0 0 0 m n a t u r a l g a s s ph e r i c a l t a nk s o f Ch o n g q i n g Ga s ( G r o u p )C o L t d i s c o m p l e t e l y r e a l i z e d i n t e r m s o f t a n k s t e e l p l a t e , d e s i g n , m a n u f a c t u r i n g a n d i n s t a l l a t i o n T he ma i n t e c h ni c a l p a r a me t e r s , ma i n ma nu f a c t u r i n g a n d i n s p e c t i o n s t a n da r ds a n d ma n u f a c t u r i n g p r o c e s s o f 1 0 0 00 m l a r g e t y p e n a t u r a l g a s s p h e r i c a l t a n k a r e d i s c u s s e d Ke y wo r ds:l a r g e t y p e n a t u r a l g a s s ph e r i c a l t a nk; ma n u f a c t u r i ng;t a n k s t e e l p l a t e;do me s t i c p r o d uc t i o n 1 概 述 随着国家西气东输工程 的全面开展 , 对天然气 储存能力 的要求明显提高 , 国内外普遍采用大型球 形储罐储存天然气 。自 2 0世纪 9 0年代 , 我 国在北 京和西安等地先后建造 了逾 1 0台 1 0 0 0 0 m 。 天然气 球罐 , 都是采用进 口球壳板 ( 由国外设计 、 制造 ) , 由 国外技术人员指导国内安装单位安装的模式。这种 模式建造成本很高 , 耗用大量外汇; 建造期 比国产化 长很多 , 不利于投资早 日见效。因此 , 急需研究我 国 自主的大型球罐在球壳用钢板、 设计 、 制造 、 安装等 方面的技术 , 实现 大型天然气球 罐 的全部 国产 化。 球罐大型化可以减少 占地面积 , 大大降低综合造价 , 是国内外球罐技术发展的总体方向。 2 0 0 3年 , 国内开始 自行设计 、 制造 1 0 0 0 0 m 大 型球罐。重庆燃气 ( 集 团) 有 限责任公 司起 初建造 的 2台 1 0 0 0 0 m 天然气球罐采用 日本新 日铁公司 生产 的 WE LHI T E N 6 1 O C F钢 板 和 配套 的 L一 6 2 C F焊条 , 由合肥通用 机械研究 院设计 , 由大连金 鼎石油化工机器有限公 司制造 , 由中国化学第十三 建设公司安 装 , 于 2 0 0 6年投入 运行。这是 1 0 0 0 0 m 天然气球罐部分 国产化 的开始 。重庆燃气 ( 集 团) 有 限责任公司随后建设 的 4台 1 0 0 0 0 m 天然 气球罐 , 是我国首次在球壳用钢板 、 设计 、 制造 、 安装 等方面全部国产化 的 1 0 0 0 0 m 天然气球罐 , 使我 国在 1 0 0 0 0 m 大型天然气球罐的球壳用钢板、 设 计 、 制造 、 安装等方面技术实现重大突破 , 对我国球 罐总体技术水平的提高有着里程碑的意义 。本项 目 2 0 0 7年开始设计 、 制造 , 2 0 0 9年 1 月投入运行。 2 球罐主要技术参数 公称容积 : 1 0 0 0 0 m 。 A 2 7 一 一 第2 9 卷第 1 0 期 煤 气 与 热 力 内径 : 2 6 8 0 0 mm。 设计压力 : 1 0 5 MP a 。 工作压力 : 0 9 8 MP a 。 设计温度 : 一1 5 8 0 。 工作温度 : 一 1 0 7 0。 球壳材质 : 1 5 Mn N b R。 锻件材质 : 2 0 Mn Mo D。 球壳厚度 : 3 8 m m。 充装介质 : 天然气。 球罐结构形式 : 十四支柱五带混合式 。 球罐质 量 ( 包 括球 壳 、 锻 件 、 支 柱 、 拉 杆 等 附 件) : 7 1 8 8 5 8 t 。 球罐数量 : 4台。 3 主要 制造、 检验及验 收标准 J B 4 7 3 2 -1 9 9 5 ( 钢制压力容器分析设计标 准 。 G B 1 2 3 3 7 -1 9 9 8 ( 钢制球形储罐 。 G B 5 0 0 9 4 -1 9 9 8 ( 球形储罐施工及验收规范 。 G B 6 6 5 4 -1 9 9 6 ( 压力容器用钢 板 ( 含第一 号 修改单) 。 J B T 4 7 3 0 1 4 7 3 0 6 2 0 0 5 承压设备无损 检测 。 J B 4 7 2 7 -2 0 0 0 低 温压 力容器 用低 合金钢 锻 件 。 J B 4 7 0 8 - - 2 0 0 0 ( 钢制压力容器焊接工艺评定 。 G B T 2 2 8 -2 0 0 2 金属 材料 室 温 拉伸 试验 方 法 。 G B T 2 2 9 - 1 9 9 4 金 属夏 比缺 口冲击 试验 方 法 。 G B T 2 3 2 -1 9 9 9 ( 金属材料弯曲试验方法 。 G B T 5 1 1 7 1 9 9 5 碳钢焊条 。 G B T 5 1 l 8 1 9 9 5 低合金钢焊条 。 J B T 3 2 2 3 -1 9 9 6 ( 焊接材料质量管理规程 。 G B T 3 9 6 5 -1 9 9 5 熔 敷金属 中扩散 氢测定方 法 。 G B T 1 8 5 9 1 -2 0 0 1 焊接预 热温度、 道 间温度 及预热维持温度的测量指南 。 J B 4 7 4 4 -2 0 0 0 ( 钢制压力容器产 品焊接试板的 力学性能检验 。 J B T 4 7 1 1 _2 o 0 3 压力容器涂敷与运输包装 。 4 球罐的制造工艺 球罐在制造单位的预制工作主要有材料到厂后 的复验 、 球壳板的下料 、 球 壳板的坡 口表 面质量检 测 、 球壳板曲率修校与检验、 零部件 的制造和组焊、 球壳板与零部件焊接及热处理变形控制、 极带板 的 预组装等工序。由于本项 目的 4台 1 0 0 0 0 I l l 。 天然 气球罐采用应力分析设计 , 对球壳用钢板 、 锻件 、 焊 条的要求更为严格 , 对球罐制造过程中焊接、 焊缝的 成形 、 无损检测等 的要求也更 为严格 , 因此 , 制造单 位必须提高工作质量 , 保证球罐制造过程 中每道工 序的准确无误 , 严格控制关键工序 的工作质量 , 提高 球壳板 的制造精度 , 确保相 同球壳板具有互换性 , 为 球罐在现场顺利安装提供有力的保障。 4 1 材 料 到厂后 的复 验 4 1 1 钢板 球壳用 1 5 Mn N b R钢板应具有质量合格证 明书。 制造单位应按质量证 明书对钢板进行验 收 , 并采用相关标准按下列要求进行复验 : a 按 J B T 4 7 3 0 -2 0 0 5的规定对钢板逐张进行 1 0 0 超声波检测 , 球壳用钢板 I 级为合格 , 支柱用 钢板 I I 级为合格 。 b 对钢板逐张进行测厚 , 每张钢板的测点不少 于 9个点 , 钢板允许负偏差为 0 m m。 c 钢板 的化学成分按炉罐号进行复验 , 其熔炼 化学成分 的技术要求应符合 1 5 Mn N b R钢板化学成 分的规定 , 成品分析允差符合钢板产 品化学成分允 许偏差的规定 , 按国家标准和企业标准执行。 d 球壳用 1 5 M n N b R钢板应用分别 采用 G B T 2 2 8 、 G B T 2 2 9 、 G B T 2 3 2标准 , 对钢板逐张进行力 学性能复验 , 其复验结果应符合 1 5 Mn N b R钢板化学 性能和冷弯性能的规定 , 按 国家标准和企业标准执 行 。 4 1 2 锻件 球罐 承压部件选 用 2 0 Mn Mo D钢锻件 , 应 经安全注册 , D N 6 0 0 mm的人孔 凸缘及 D N 3 0 0 mm 的天然气进出口的级别为 J B 4 7 2 7 -2 0 0 0标准中的 级 , 其余锻件级别为级。 球罐承压部件用锻件应具有质量合格证 明 书 。 采用钢锭锻造时 , 锻件 的主截面锻造 比不 得小于 3 ; 采用轧材锻造时 , 锻件 的主截面锻造 比不 得小于 1 6 。 锻件应保证不存在白点( 即无缺陷) 。 A 28 石兰权: 国产化 1 0 0 0 0 I l l 天然气球罐制造工艺方案 第2 9卷 第 1 O期 制造单位应按锻件质量保证书对锻件用钢 化学成分和锻件 的力学性能进行复验。 a 按 J B T 4 7 3 0 -2 0 0 5的规定对锻件 逐件进行 1 0 0 超声波检测 , 其结果应符合 J B 4 7 2 7 -2 0 0 0标 准中 2 0 Mn Mo D锻件用钢化学 成分的有关规定 , 按 国家标准和企业标准执行 。 b 钢板的化学成分按炉罐号进行复验 , 其熔炼 化学成分和标准成品分析允差应符合标 准的规定 , 按国家标准和企业标准执行 。 c 锻件应分别采用 G B T 2 2 8 、 G B T 2 2 9 、 G B T 2 3 2标准, 对锻件进行力学性能复验 , 其复验结果应 符合 2 0 M n Mo D锻件 的力学性能 的规定 , 按 国家标 准和企业标准执行 。 4 1 3 焊条 凸缘与极中板的对接焊缝 、 定位焊 、 直接与 球壳板焊接的焊缝均应采用与 1 5 Mn N b R钢板相匹 配的 P P J 5 5 7 R或 J Q J 5 5 7 R高韧性低氢型焊条 。 P P J 5 5 7 R或 J Q J 5 5 7 R焊条应具有质量合 格证明书。 制造单位 应按质量证 明书对焊条进行 验 收 , 并应采用相关标准按批进行下列要求的复验 : a 焊条 熔敷 金属 的化学 成分 和力 学性 能 ( 焊 态) 按 G B T 5 1 1 8规定进行复验 , 复验结果应分别 符合焊条熔敷金属的化学成分和焊条熔敷金属的力 学性能的规定 , 按国家标准和企业标准执行 。 b 焊条熔敷 金 属扩散 氢含 量 的测
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