CN204151384U - 接管与球壳板焊接接头热处理工装 - Google Patents

Abstract

一种接管与球壳板焊接接头热处理工装，接管与球壳板焊接接头的内外两侧设置局部热处理装置；内局部热处理装置包括球壳板刚性支撑构件和加热片支撑构件；球壳板刚性支撑构件包括球壳板弧形边支撑和固定在其底部的底部支撑；所述加热片支撑构件包括加热片支撑和固定在其底部的加热片底部支撑，该加热片支撑上部放置一层厚石棉，在厚石棉上放置内环形履带式电加热片；外局部热处理装置包括设置在所述接管与球壳板焊接接头外表面的外环形履带式电加热片，并在其上包裹厚石棉。本实用新型能够避免由于单侧控温局部热处理加热不均和球壳板整体刚性较差等原因造成球壳板产生超差变形重新进行校正尺寸，有利于提高生产效率，保证质量，减少成本。

Description

接管与球壳板焊接接头热处理工装

技术领域

    本实用新型属于压力容器热处理技术领域，具体涉及球罐球壳板压制成形后与接管焊接接头进行焊后消除应力热处理的一种工装。

背景技术

钢制球形储罐在安装现场组焊完成之前首先要在球片制造厂进行球壳板的压制成形、球壳板与各接管的组焊等工序。依据行业内标准GB12337-1998《钢制球形储罐》的规定，若球罐在安装现场不进行焊后整体热处理，制造单位应对球壳板与接管的焊接接头进行焊后消除应力热处理，且对于某些由特殊低温钢材料制造的球罐，即便在安装现场要进行焊后整体热处理，为保证焊接接头力学性能也应在焊后对球壳板和接管的焊接接头进行焊后消除应力热处理。选择热处理方法时，考虑到由于球壳板已压制成形，且球壳板压制一般均为冷成型，压制后存在较大的内应力，如果采用整体热处理的方法，热处理释放消除内应力后势必造成球壳板产生超差变形，不得不对球壳板重新压制校形，而此时球壳板与接管已焊接并热处理完毕，校形会十分困难甚至导致无法校形导致判废。

实用新型内容

本实用新型提供一种球罐球壳板与接管焊接接头热处理工装，可使整个热处理过程中加热区温度均匀，并采取刚性支撑，有效防止热处理后球壳板变形。

本实用新型的技术方案为：

一种接管与球壳板焊接接头热处理工装，接管与球壳板焊接接头的内外两侧设置局部热处理装置；内局部热处理装置包括球壳板刚性支撑构件和加热片支撑构件；球壳板刚性支撑构件包括球壳板弧形边支撑和固定在其底部的底部支撑；所述加热片支撑构件包括加热片支撑和固定在其底部的加热片底部支撑，该加热片支撑上部放置一层厚石棉，在厚石棉上放置内环形履带式电加热片；所述弧形边支撑圆弧尺寸、加热片支撑表面弧度与球壳板内表面圆弧尺寸吻合；外局部热处理装置包括设置在所述接管与球壳板焊接接头外表面的外环形履带式电加热片，并在其上包裹厚石棉。

所述焊接接头的内侧、外侧表面分别放置测温热电偶。

本实用新型的有益效果为：该工装结构简单，用料省，热处理方法可以使焊接接头内、外侧均采用履带式电加热片进行局部热处理，可使整个热处理过程中加热区温度均匀，并采取刚性支撑，有效防止热处理后球壳板变形。避免了单侧局部热处理加热温度不均匀、热处理效果不好、热处理后产生超差变形，导致球壳板内部圆弧尺寸发生变化，无法到安装现场组焊等技术问题。有利于提高生产效率，保证质量、减少成本。 

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

    图2为本实用新型球壳板弧型边支撑和加热片支撑的结构示意图。

具体实施方式

    下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式：

参照图1，图2，一种接管与球壳板焊接接头热处理工装，包括球壳板1，接管与球壳板焊接接头2的内外两侧设置局部热处理装置；内局部热处理装置包括球壳板刚性支撑构件和加热片支撑构件；球壳板刚性支撑构件包括球壳板弧形边支撑4和固定在其底部的底部支撑5；所述加热片支撑构件包括加热片支撑6和固定在其底部的加热片底部支撑8，该加热片支撑6上部放置一层厚石棉7，在厚石棉7上放置内环形履带式电加热片9；所述弧形边支撑4圆弧尺寸、加热片支撑6表面弧度与球壳板内表面圆弧尺寸吻合；外局部热处理装置包括设置在所述接管与球壳板焊接接头2外表面的外环形履带式电加热片10，并在其上包裹厚石棉11。

由于本实用新型采用局部热处理导致球壳板整体温度分布不均匀，所以收缩变形也不均匀，如对球壳板不进行刚性加固，势必造成球壳板在焊接接管和局部热处理后产生超差收缩变形，造成其球面弧度尺寸与要求尺寸发生偏差，对于球壳板而言球面弧度尺寸为重要尺寸，如偏差过大会造成在球罐安装现场球壳板组对错边量过大，甚至会导致无法组对安装对球壳板判废。常规的刚性加固办法是在球壳板内侧点固焊型钢或钢板作为拉筋，以限制由于焊接接管和局部热处理引起的球壳板四周产生超差收缩变形，但是点固焊本身也会产生焊接残余变形，并且拉筋位置如不对中或者点固位置不当，造成点固焊两端收缩变形量不一致，也起不到限制收缩变形的目的，为此本实用新型设计一种与球壳板内部球面弧度尺寸完全吻合的刚性支撑，在局部热处理过程中对球壳板进行支撑加固，限制其由于局部热处理产生的收缩变形。该支撑由四条与球壳板内部弧度尺寸吻合的型钢装焊而成，由于没有和球壳板进行焊接，所以支撑本身不会发生焊接收缩变形，其次由于该支撑在热处理过程中并没有受热，所以本身也不会发生热处理收缩变形，对于同规格的球壳板可以重复使用，并且不但能在球壳板局部热处理时进行刚性支撑，还能够在接管与球壳板焊接时进行支撑，是多用途且防变形效果显著的一种支撑结构。其具体构成为：球壳板弧形边支撑4为四件20#热轧工字钢拼焊而成，焊接必须做到牢固可靠。选用工字钢是因为工字钢刚度大，球壳板放置在其上时不会导致工字钢压弯变形，使得支撑更加稳固。拼焊前四件工字钢在三辊卷板机上进行卷制，经卷制后四件工字钢的圆弧尺寸与球壳板内表面圆弧尺寸相吻合，其圆弧半径尺寸偏差≤±3mm。

球壳板弧形边支撑4成型后再与底部支撑5组装焊接成整体支撑，底部支撑5均布在球壳板弧形边支撑4四周，相互点固焊接成整体支撑，点固焊必须做到牢固可靠。底部支撑5为四件长度相等的100×100×8（mm）的冷拔方形钢管，底部分别焊接四件150×100×10（mm）的钢板，以增大底部支撑与地面的接触面积。底部支撑5选用方形钢管是因为：方形钢管刚度大，能够承受住球壳板1和球壳板弧形边支撑4的重量，使得支撑更加稳固。球壳板弧形边支撑4与球壳板底部支撑5组装焊接成整体支撑，该支撑主要用于支撑球壳板，从而实现热处理过程中对球壳板的有效支撑，防止热处理过程中由于温度不均造成球壳板产生变形。

由于现有技术中，在球壳板内侧放置履带式电加热片加热存在以下难点：

1、履带式电加热片重量都比较大，如1.5m规格的履带式电加热片重量达100Kg，采用常规的捆绑法无法使电加热片与球壳板内侧贴合紧密，即电加热片与球壳板内侧总是会存在间隙过大的区域，造成加热效果不佳，严重影响热处理效果；

2、球壳板内侧具有一定的球面弧度尺寸，为使球壳板内侧热处理效果与外侧一致，要求在内侧的履带式电加热片应具有与球壳板相同的球面弧度尺寸并且与球壳板内侧贴合紧密 ，而采用常规捆绑和局部点支撑的方法都无法实现这一点。

所以，本实用新型中加热片支撑6的结构为为若干件2000×200×6（mm）的钢板和1500×200×6（mm）的钢板纵横交错拼焊而成，拼焊前每件钢板在三辊卷板机上进行卷制，经卷制后钢板的弧度尺寸与球壳板内表面圆弧尺寸相吻合，其圆弧半径尺寸偏差≤±3mm。

加热片支撑6成型后再与底部支撑8组装焊接成整体支撑，底部支撑8均步在履带式电加热片支撑6四周，加热片底部支撑8为四件长度相等的50×50×6（mm）的冷拔方形钢管。加热片支撑6成型后再与加热片底部支撑8组装焊接成整体支撑，该支撑上部再放置一层50mm厚的石棉7，放置石棉是为了在热处理过程中保护加热区，使热处理过程中加热区温度均匀，避免产生有害温度梯度。石棉上按接管位置放置内环形或扇形履带式电加热片9用来对焊接接头2的内侧进行热处理，从而实现焊接接头内侧热处理时同样能够加热均匀，达到优良的热处理效果。

球壳板1上部在接管3周围放置外环形或扇形履带式电加热片10，用于对焊接接头2的外侧进行热处理，从而实现焊接接头外侧热处理能够加热均匀，达到优良的热处理效果。履带式电加热片10上部放置一层50mm厚的石棉11，用于在热处理过程中保护加热区，使热处理过程中加热区温度均匀，避免产生有害温度梯度。

所述焊接接头2的内侧、外侧表面分别放置测温热电偶12。热处理温度通过该测温热电偶12测量，并通过温控装置和温度记录仪装置自动按热处理工艺要求控制温度，并记录打印时间—温度曲线。测温热电偶选用测温精度≤±10℃、且在检定合格有效期内的镍铬—镍硅热电偶。从而实现对接管和球壳板焊接接头内侧、外侧同时进行双侧控温的局部焊后热处理，并有效防止球壳板变形的有益效果。

Claims (2)

1.一种接管与球壳板焊接接头热处理工装，包括球壳板（1），其特征在于：接管与球壳板焊接接头（2）的内外两侧设置局部热处理装置；内局部热处理装置包括球壳板刚性支撑构件和加热片支撑构件；球壳板刚性支撑构件包括球壳板弧形边支撑（4）和固定在其底部的底部支撑（5）；所述加热片支撑构件包括加热片支撑(6)和固定在其底部的加热片底部支撑（8），该加热片支撑(6) 上部放置一层厚石棉（7），在厚石棉（7）上放置内环形履带式电加热片（9）；所述弧形边支撑（4）圆弧尺寸、加热片支撑（6）表面弧度与球壳板内表面圆弧尺寸吻合；外局部热处理装置包括设置在所述接管与球壳板焊接接头（2）外表面的外环形履带式电加热片（10），并在其上包裹厚石棉（11）。

2.根据权利要求1所述的一种接管与球壳板焊接接头热处理工装，其特征在于：所述焊接接头（2）的内侧、外侧表面分别放置测温热电偶（12）。