專利名稱：一種用于貯存乙烯的低溫球形貯罐及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于貯存乙烯的低溫球形貯罐及其制備方法，尤其涉及焊接方法。
背景技術(shù)：
球形貯罐是一種常用的化工設(shè)備，尤其是在大型石油化工領(lǐng)域，更是得到了廣泛的應(yīng)用。
由于貯存的物料的性能的不同，對(duì)球形貯罐的材質(zhì)和制作要求也有不同的要求，如用于貯存乙烯的球形貯罐，即需要承受-50℃的低溫，因此一般采用“帶”、“柱”和“片”構(gòu)成的足球混合式球罐，如采用結(jié)構(gòu)形式為3帶8柱30片足球混合式球罐。
所說(shuō)的“帶”指的是赤道帶、極帶，所說(shuō)的“柱”指的是支柱，所說(shuō)的“片”指的是球片；所說(shuō)的球形貯罐包括罐體和焊接在罐體上的配件，所述配件如人孔和管件支柱等。
目前，常規(guī)的球形貯罐的罐體和配件均采用同一種材料或采用性能相近的材料，無(wú)疑將增加設(shè)備成本，因此，如何采用不同的材料制備所說(shuō)的用于貯存乙烯的低溫球形貯罐，以降低生產(chǎn)成本，是有關(guān)部門所十分關(guān)切的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題之一是公開一種用于貯存乙烯的低溫球形貯罐，以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的制作成本較高的缺陷；本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題之二是提供所述低溫球形貯罐的制備方法。
本發(fā)明的用于貯存乙烯的低溫球形貯罐，包括罐體和焊接在罐體上的配件，所說(shuō)的罐體為一種采用帶、柱和片通過焊接構(gòu)成的足球混合式球罐，所述配件如人孔和管件等，其特征在于(1)所說(shuō)的罐體材料選自型號(hào)為N-TUF490的鋼板，其組分見表1；表1 N-TUF490鋼板化學(xué)成分 重量％

所說(shuō)的N-TUF490鋼板可采用市售產(chǎn)品，如日本新日鐵公司的σs≥500Mpa低焊接裂紋敏感性鋼板N-TUF490；(2)所說(shuō)的配件材料的型號(hào)為08MnNiCrMoVD，其組分見下表；

以上為重量百分比。
注(1)為改善鋼的性能，允許添加其他微量元素。
(2)為改善鋼板的焊接性能，熔煉分折碳當(dāng)量Ceq0.45％；碳當(dāng)量計(jì)算公式為Ceq＝C+Si/24+Mn/6+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14(％)(3)裂紋敏感性組成Pcm0.25％；Pcm=C+Si30+Mn20+Cu20+Ni60+Cr20+Mo15+V10+5B%.]]>本發(fā)明采用了不同的罐體材料和配件材料，可顯著降低制作成本，同時(shí)也為焊接提出了更高的要求。
上述的低溫球形貯罐的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)預(yù)熱將需要焊接配件的罐體的相應(yīng)位置預(yù)熱至110～130℃，預(yù)熱時(shí)間為0.3～1小時(shí)，預(yù)熱寬度為130～200mm；(2)焊接采用電弧焊，通過焊材將配件焊接與罐體，電流為100～160A，電壓為20～24V，焊接速度為7.0～10cm/min，線能量為18～25KJ/cm；所說(shuō)的配件包括人孔、接管、支柱和拉桿；按照本發(fā)明，在整個(gè)焊接過程中，應(yīng)當(dāng)保持層間溫度為100～180℃，術(shù)語(yǔ)“層間溫度”；指的是多層焊中，在施焊后繼焊層時(shí)，其前一相鄰焊層所保持的最低溫度；所說(shuō)的焊材的熔敷金屬化學(xué)成分見下表，直徑為3.2～4mm，可采用市售產(chǎn)品，如日本新日鐵公司生產(chǎn)的牌號(hào)為L(zhǎng)-60的焊條；

以上為重量百分比。
根據(jù)低溫球罐焊接接頭要求等屈服、等強(qiáng)度和等韌性的指導(dǎo)原則，因此在焊材選擇方面應(yīng)當(dāng)充分考慮熔敷金屬的屈服強(qiáng)度(σs)、抗拉強(qiáng)度(σb)、延伸率(δ5)及沖擊韌性(Akv)與母材相匹配；焊接材料的烘焙是保證焊縫質(zhì)量的重要措施之一，所以，焊條使用前應(yīng)按規(guī)定的烘焙溫度進(jìn)行烘干。烘干溫度過高，涂層中某些成分會(huì)發(fā)生分解，降低機(jī)械保護(hù)的效果，烘焙溫度過低或烘焙時(shí)間不足時(shí)，則受潮涂層的水分去除不徹底，會(huì)產(chǎn)生氣孔和延遲裂紋。
(3)后熱焊接結(jié)束后進(jìn)行后熱，以消除熱應(yīng)力，后熱溫度為200～250℃，后熱時(shí)間30～60分鐘，后熱寬度為130～170mm。
采用如下的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對(duì)本發(fā)明的用于貯存乙烯的低溫球形貯罐進(jìn)行檢測(cè)，其質(zhì)量完全和達(dá)到規(guī)定在指標(biāo)和要求，可在-45～45℃的低溫下貯存乙烯。
質(zhì)技監(jiān)局鍋發(fā) 154號(hào)《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》GB150-1998《鋼制壓力容器》GB12337-1998《鋼制球形儲(chǔ)罐》GB50094-1998《球形儲(chǔ)罐施工及驗(yàn)收規(guī)范》JB/T4709-2000《鋼制壓力容器焊接規(guī)程》JB4744-2000《鋼制壓力容器產(chǎn)品焊接試板的力學(xué)性能檢驗(yàn)》JB4708-2000《鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定》JB4730-94《壓力容器無(wú)損檢測(cè)》JB4727-2000《低溫壓力容器用低合金鋼鍛件》GB6654-1996《壓力容器用鋼板》JIS G3115《壓力容器用鋼板》JIS Z3212《高強(qiáng)度鋼用藥皮電弧焊條》GB4675.1-1984《斜Y型坡口焊接裂紋試驗(yàn)方法》。
由此可見，采用本發(fā)明的方法制備的用于貯存乙烯的低溫球形貯罐，其罐體具有較高的強(qiáng)度，同時(shí)還具有優(yōu)良的焊接性能和高韌性，而配件采用08MnNiCrMoVD材料加工而成，采用08MnNiCrMoVD鍛件與N-TUF490材料混合制造用于貯存乙烯的低溫球形貯罐，不僅機(jī)械性能優(yōu)良，而且能夠在-50℃的條件下安全使用，完全能夠滿足有關(guān)方面的需要，同時(shí)大大降低了制作成本。


圖1為貯存乙烯的低溫球形貯罐的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1耐酸耐膽鹽實(shí)驗(yàn)a.實(shí)驗(yàn)方案1.將待測(cè)菌株從斜面上活化1次，37℃培養(yǎng)18hr取出備用；2.用滅菌生理鹽水將菌體從斜面上洗下，使用3.0比濁管進(jìn)行比濁；3.耐酸取0.1ml菌懸液加入到2mlPH3.0的磷酸鹽緩沖液中，37℃厭氧培養(yǎng)3hr；耐酸耐膽鹽取0.1ml菌懸液加入到2mlPH3.0的磷酸鹽緩沖液中，37℃厭氧培養(yǎng)1hr后，取1ml加入到0.15％的膽鹽溶液中，37℃厭氧培養(yǎng)3hr；4.適當(dāng)稀釋后進(jìn)行平板計(jì)數(shù)。
所說(shuō)的焊材的熔敷金屬化學(xué)成分如下(重量％)，直徑為3.6mm，牌號(hào)為L(zhǎng)-60的焊條；

(3)后熱焊接結(jié)束后進(jìn)行后熱，以消除熱應(yīng)力，后熱溫度為230℃，后熱時(shí)間45分鐘，后熱寬度為150mm。
實(shí)施例2對(duì)實(shí)施例1的球殼板與人孔鍛件的對(duì)接焊的評(píng)定通過580℃±10℃保溫3.6h的模擬熱處理后，對(duì)焊縫金屬及焊縫熱影響區(qū)進(jìn)行拉伸、彎曲試驗(yàn)、沖擊等試驗(yàn)，其結(jié)果見下表。
焊接接頭試驗(yàn)結(jié)果

實(shí)施例3低溫試驗(yàn)方法和結(jié)果采用GB12337、JB4708、JB4709、JB4730、JB4744標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法對(duì)實(shí)施例1的用于貯存乙烯的低溫球形貯罐進(jìn)行檢測(cè)，低溫(-50℃)下關(guān)鍵項(xiàng)目的幾何尺寸及外觀檢查見下表


超聲波檢測(cè)(UT)鍛件復(fù)驗(yàn)、鋼板復(fù)驗(yàn)的超聲波檢測(cè)按JB4730-94評(píng)定II級(jí)合格，焊縫的超聲波檢測(cè)按JB4730-94評(píng)定I級(jí)合格。經(jīng)檢測(cè)無(wú)不合格。即一次UT合格率達(dá)到100％。
磁粉、著色檢測(cè)(MT、PT)球殼板坡口和開孔坡口、焊縫清根后表面、鍛件表面進(jìn)行著色檢測(cè)，A、B、D類焊縫內(nèi)外表面進(jìn)行磁粉檢測(cè)，均按JB4730-94評(píng)定I級(jí)合格，檢測(cè)結(jié)果MT、PT合格率達(dá)到100％。
球罐焊縫的射線檢測(cè)比例100％，本球罐工廠制造部分焊縫共拍片104張，按JB4730-94評(píng)定II級(jí)合格。I級(jí)片98張，II級(jí)片6張，即一次RT合格率為98.1％。
實(shí)施例4將接管焊接與罐體，接管的型號(hào)為08MnNiCrMoVD，其他與實(shí)施例1相同，檢測(cè)結(jié)果與實(shí)施例1相同。
權(quán)利要求
1.一種用于貯存乙烯的低溫球形貯罐，包括罐體和焊接在罐體上的配件，其特征在于(1)所說(shuō)的罐體材料的鋼板，其組分見下表，重量％
(2)所說(shuō)的配件材料的組分見下表，重量％
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫球形貯罐，其特征在于，所說(shuō)的配件包括人孔、接管、支柱和拉桿。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的低溫球形貯罐的制備方法，其特征在于，包括如下步驟(1)預(yù)熱將需要焊接配件的罐體的相應(yīng)位置預(yù)熱至110～130℃，預(yù)熱時(shí)間為0.3～1小時(shí)，預(yù)熱寬度為130～200mm；(2)焊接采用電弧焊，通過焊材將配件焊接與罐體，電流為100～160A，電壓為20～24V，整個(gè)焊接過程中，保持層間溫度為100～180℃；(3)后熱焊接結(jié)束后進(jìn)行后熱，以消除熱應(yīng)力，后熱溫度為200～250℃，后熱時(shí)間30～60分鐘，后熱寬度為130～170mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，焊接速度為7.0～10cm/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，線能量為18～25KJ/cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所說(shuō)的配件包括人孔、接管、支柱和拉桿。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所說(shuō)的焊材的熔敷金屬化學(xué)成分見下表
以上為重量百分比。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所說(shuō)的焊材的直徑為3.2～4mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于貯存乙烯的低溫球形貯罐及其制備方法。本發(fā)明的低溫球形貯罐，包括罐體和焊接在罐體上的配件，罐體材料選自型號(hào)為N－TUF490的鋼板，配件材料的型號(hào)為08MnNiCrMoVD，本發(fā)明對(duì)所用材料的性能進(jìn)行分析，確定了焊接參數(shù)，使所制作的低溫球形貯罐，罐體具有較高的強(qiáng)度，同時(shí)還具有優(yōu)良的焊接性能和高韌性，而配件采用08MnNiCrMoVD材料加工而成。采用08MnNiCrMoVD鍛件與N－TUF490材料混合制造用于貯存乙烯的低溫球形貯罐，不僅機(jī)械性能優(yōu)良，而且能夠在－50℃的條件下安全使用，完全能夠滿足有關(guān)方面的需要，同時(shí)大大降低了制作成本。
文檔編號(hào)B23K35/30GK1641257SQ20041009916
公開日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2004年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月28日
發(fā)明者吳成, 陳平 申請(qǐng)人:上海市安裝工程有限公司