压力容器无损检测--球形储罐的无损检测技术

压力容器无损检测--球形储罐的无损检测技术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;因此,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。

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使用。最常见的为石化厂的石油液化气和液态乙烯等烯烃球罐,城市供气的大型天然气和煤气球罐,化肥厂的液球罐,炼钢厂的氧气、氮气和氩气球罐等;最常用公称容积为50,120,200,400,1 000,2 000,5 000,8 000和10 000 m3等;国内常用的材料为20R,16MnR,15MnVR和15MnVNR钢,也有许多从日本进口球罐采用的材料为SPV36,壁厚一般在20~50mm,30mm左右的最多。根据2003年的统计,我国拥有容积≥50m3的球罐5 800多台。

球形容器的结构由球壳和支座两部分组成,球壳由许多块球瓣组焊而成,球瓣的拼接方式一般有足球式分瓣和橙皮式分瓣两种。国内建造的球形储罐大部分为橙皮式分瓣,通常将球面比照地球分为五部分,即赤道带、南温带、北温带、南极板(即底版)和北极板(即顶板)。支座的形式主要有支柱和裙座两类,一般小型球形容器采用裙座式,>50m3的球罐采用赤道正切支柱式。由于球形储罐的几何尺很大,再加上运输的限制,其制造过程为先在压力容器制造厂压好球瓣,预焊好支柱,然后运输到现场进行总体组装,因此采用的无损检测方法必须适于现场操作。球形储罐在使用过程中,内部易受介质的影响,外部易受大气环境的影响,某些情况下可产生应力腐蚀开裂;球罐支柱的角焊缝是应力集中最大的部位,也是在用检验的重点。本文根据球形储罐制造、安装和使用的特点,综述了在不同阶段采用的无损检测技术的特点。

(一)球形储罐制造过程中采用的无损检测技术

球形储罐在工厂的制造工艺过程包括球壳钢板的切割及压制成型,人孔、接管和支柱的焊接等;在工厂制造过程中对无损检测的要求为球壳钢板的超声检

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