1 前言

    球罐在组装焊接过程中焊缝处会产生较大应力（组装应力，温差应力和组织应力等），焊缝附近存在着淬硬组织和扩散氢，这些都是使球罐产生延迟裂纹和应力腐蚀裂纹的重要因素，从而可能导致球罐早期破损和事故的发生。

    对球罐进行焊后整体热处理是消除焊缝应力，释放焊缝中的残余氢，改善和提高 焊缝综合机械性能的有效方法，从而极大的提高球罐的安全使用可靠性。本工艺规程是于本公司现场组焊的球罐整体热处理的通用工艺规程，在实际工程中应根据现场球罐的具体情况制定热处理实施方案。

2 工艺原理

    燃油内燃法为内热式热处理，它是将球罐作为炉膛，球罐外壁隔热保温，在球罐内部安装燃油燃烧装置，使燃油在球罐内燃烧，以此对球罐加温来达到热处理的目的，燃油内燃法采用了国产GD系列高压多孔喷嘴，使压缩空气与轻柴油在球罐内部雾化点燃后对球罐加热，通过调节压缩空气和燃油流量来控制火焰达到控制温度的目的。在工程实践中应根据现场球罐的参数进行热工计算，确定喷嘴、空气压缩机、油泵、流量计、供风管道的规格型号。

  2.1 施工工艺示意图见“燃油法球罐整体热处理示意图”。

3  热处理前的准备工作

    热处理工作应在本体焊接工作全部结束后、无损检测结果合格后方可进行，热处理前的准备工作及施工程序应按下列规定进行。

3.1 热处理前的一般规定

    3.1.1 调整脚手架，以便于保温、热处理操作及防火安全；

    3.1.2 搭设防雨、防风棚；准备消防灭火设施；

    3.1.3 松开地脚螺母、调整支柱，使其能自由膨胀位移并保持垂直，安装柱腿热膨胀位移监视装置；

    3.1.4 断开与球体相连接的平台、过桥、梯子等附件，以确保球体自由膨胀和位移；

    3.1.5 拆开与热处理无关之球罐接管管口，并用盲板封闭；

    3.1.6 在防爆区域施工应考虑采取隔离或屏蔽处理等安全措施。

3.2 热处理前准备工作的实施

    3.2.1 球罐柱腿移动装置安装：卸除地脚螺母后，在基础底板上置入减摩装置或涂上黄油，以减少球罐在热处理过程中膨胀位移的磨擦力。

根据理论膨胀量与实测膨胀差及时调整，以免柱腿由于外力作用而造成塑性变 形，一般每升、除100℃调整一次。

    柱腿膨胀位移量的计算： A=Φ内×L×t×1/2

                           式中Φ内——球罐内径（mm）

                           L——钢的线膨胀系数（14.9×10-6）

                           t——恒温最高温度（℃）

     3.2.2 烟囱安装 在中心吊架安装后将带翻板的烟囱与人孔法兰用螺栓连接固定。

     3.2.3 测温点的安装

     3.2.3.1 按照测温点的布置要求，将热电偶用开槽螺母固定在球壁各测点位置，开槽螺母点焊在球皮上之前，点焊处周围100mm范围内应预热100-120℃，点焊完毕，点焊处周围300mm范围内应进行保温缓冷。

     3.2.3.2 热电偶应依次编号，固定热电偶时螺钉旋入不可太松或太紧。

     3.2.3.3 测温点的分布按垂直高度划分，且按圆周均布，各层之间测点按“品”字 形布置，测温点应均匀布置在球壳面上，相邻两测温点的间距宜在4.5米内。

     3.2.4 试板安装：将试板固定在规定位置，并要求良好地与球壳外壁贴合，使其导热良好，试板测温点应在试板安装后随之安装。

     3.2.5保温：为降低工程造价，在全球外表面的保温层可分内外两层，保温层内层选用能耐最高热处理温度，对球罐无腐蚀、容重低、导热系数小和施工方便的保温材料，常用硅酸铝保温棉，外层用价格较低的保温材料。

     内、外两层保温厚度各为50mm。内、外保温层的保温棉被在敷贴时要注意结合部位的搭接裕度，角缝和热电偶处，应用散棉塞严，不得有裸露部位，球罐上的人孔接管，连接板均应进行保温，柱腿保温至少1m长度，最后，下半球可用薄钢带或8号钢丝接缚，使保温被紧贴在球皮上。

    3.2.6 热处理工艺曲线的确定

    ①热处理工艺曲线的一般规定

    300℃以下自由升温:300℃以上以60-80℃/h的速率升温，最大温差130℃以内。 

    恒温期(保温阶段): 恒温温度见表1，恒温时间按壳板对接焊缝的最大厚度每25mm恒温1h，且最少不小于1h，恒温温度差为±25℃。

    降温期:应以30-50℃/h的降温速率降温，当降至300℃以下后可任其自冷。 

    具体施工时应按照设计要求或现行规范标准要求确定热处理工艺参数。

    ②工艺曲线示意图例，如 “球罐整体热处理工艺曲线” 图。

    ③国内球罐用典型钢种热处理温度见表1。