球罐热处理施工方案

1、XXX工程21000m3轻烃球罐热处理方案编制： 审核： 批准： XXX工程建设总公司XXX工程处年 月 日目 录1、概述 12、热处理工艺 13、热处理方法 24、热处理工艺系统 35、工艺流程 36、喷嘴系统 37、测温系统 38、供油、供风系统 49、保温系统 510、热处理操作程序 511、热处理用机具及主要设备表 612、质量保证措施 713、现场作业安全控制措施 8 14、热工计算 9球罐整体热处理方案1、概述为消除残余应力，改善机械性能，降低峰值硬度，缓解氢脆和延迟裂纹，提高球罐安全性，按设计规定，本球罐焊后进行整体热处理。本球罐现场整体热处理方法采用高速喷嘴内部燃烧法。以柴油为

2、主燃料,液化石油气为辅助燃料,压缩空气为雾化源，高速霍克(Hauck)喷嘴,在球罐内部喷油雾化燃烧,以对流和辅射方式加热球罐,用长图记录仪及WNFG-131型热电偶监测,人工操作控制火焰温度。按照热处理工艺要求控制加热过程，使球罐整体的温度达到热处理规范要求。2、热处理工艺1000m3轻烃球罐设计参数如下表：序号设计参数序号设计参数1设计压力06MPa10容器类别II类2设计温度-10/5011设备质量84930Kg3工作介质轻烃、天然气12主体材质Q345R4水压试验压力0.75MPa13厚 度18 mm5焊接接头系数1.014公称直径12.3 m6上极带板7块15支 柱8根7赤道带板16块

3、16焊缝长度271.6m8下极带板7块17公称容积1000m39台 数218热处理温度62020球罐热处理前，应具备下列条件：与球罐受压件连接的焊接工作全部完成；热处理前的各项无损检测工作全部完成；产品焊接试板已放在球罐热处理高温区的外侧；加热系统已调试合格；与热处理无关的接管已采用盲板封堵； 1 球罐与梯子、平台等部件连接的螺栓松开；已采取防雨、防风、防火和防停电等预防措施；相关质保体系人员到场。2.1 施工及编制依据：a) 设计图纸及技术说明；b) 固定式压力容器安全技术监察规程c) GB150-1998钢制压力容器d) GB12337-1998钢制球形储罐e) GB50094-98球形储

4、罐施工及验收规范2.2 该球罐热处理温度为62020。2.3 恒温时间不小于1.5小时。2.4 加热时，在300以下升温速度不限；在300以上，升温速度宜控制在50-80/h范围内。hTc6202030-50/h50-80/h300以下升温速度不限300以下降温速度不限1.5h3006002.5 降温时，从热处理温度到300范围降温速度宜控制在30-50/h范围内，300以下可在空气中自然冷却。理论热处理曲线见下图。2.6 在300以上升温和降温时，球壳表面上任意两测温点的温差不得大于120。2.7 恒温时加热区内最高与最低温度之差不应大于65 C；保温层外表面的温度不宜大于60 C。2.8保

5、温要求，球罐的人孔、接管、连接板及从支柱到球壳连接焊缝的下端算起向下至少1000mm长度的支柱应进行保温。热处理时，保温层外表温度不高于60。3、热处理方法采用燃油内燃法整体热处理工艺，在球罐下人孔设置高速燃油喷嘴，以柴油为燃料， 2 压缩空气为雾化剂，由喷嘴喷出的高速油气流经液化气点燃后，由喷嘴喷出的柴油散落在球罐的各个方位燃烧，在球内产生高温火焰，以达到加热球体目的。4、热处理工艺系统该球罐整体热处理工艺系统由喷嘴系统、供油系统、供风系统、液化石油气系统、控制系统、保温系统及柱腿移动机构、球罐保温措施等组成。5、工艺流程柴油罐液化气储罐空气压缩机回流管调压阀储风罐油泵分配罐分配罐稳压罐预热

6、器点燃器燃烧器6、喷嘴系统6.1 它是由高速喷嘴及其喷射引风装置、点火器及其燃料系统组成。6.2 热处理时，将整台球罐作为炉膛，上人孔处安装一个可调档板的烟囱，在球罐中心线位置下人孔处安装一组火焰喷射器。 6.3 火焰喷射器中央安有一只燃油高压高速喷嘴(即霍克式喷嘴). 6.4 在喷嘴内外侧上增设一套喷射引风装置，引进大量的自然风，使火焰充分燃烧，燃烧产生的大量热能能充分在球体内形成回转气流，使之燃烧气流充满并加热球壳板而受热均匀。 6.5 为了能持续点燃火焰维持连续的燃烧，在火焰喷射中高速喷嘴两侧偏上的位置，安放两个类似淋浴器多孔喷头的点火器。 6.6 点火器所用燃料为50Kg瓶装石油液化气

7、。7、测温系统准确测定球体各温带及部位温度，并自动绘制热处理温度曲线，是球罐热处理的重要环节，它间接地表示应力清除效果，也是调整全部热处理过程中压缩空气风压与油量参数3的依据。7.1 依据球形储罐施工及验收规范GB50094-98规定，现场球罐热处理时测温点布置16个（见下图：球罐热处理测温点布置图）。7.2 测温点应均匀布置在球壳体表面上，相邻测温点之间的距离宜在4.5m范围内。距上下人孔200mm处各设一个测温点，三块产品焊接试板应放在球罐热处理过程中高温区的外侧，设测温点一个，为此，该球罐共设16个测温点。7.3 测温点用的热电偶采用保温钢带或点固螺栓固定在球壳板外表面上。7.4 热电偶

8、和补偿导线应固定连接。7.5 温度长图连续自动记录仪。 7.6 自动记录仪通道、热电偶及补偿导线用编号注明，并用配线盘牢固的连接。7.7 热电偶安装前应检查，确保无断路和其它故障，连接补偿导线和记录仪极性不可接反。7.8 热电偶补偿导线必须与保温被拦圈铁线避开，以免影响测温效果。7.9 对温度进行连续自动记录仪。热电偶及记录仪表应经过校准并在有效期内，准确度应达到1%的要求。8、供油、供风系统8.1 现场自备5m3油箱一台,以10#柴油为燃料,采用两台油泵及电机并接工作，操作时一台工作，另一台备用。8.2 为便于控制油量及油压稳定，供油管路设有一个流量计，回油管路设有调节阀门。 4 8.3 输

9、油管路用胶管连接,接头要牢固,防止工作过程中崩开。8.4 为防止热处理时风压突然变化，风路中配有空气贮罐，设有压力表和控制阀组，送风管用耐压胶管连接扎牢。9、保温系统9.1 为了减小热能损失，该球罐采用耐热性、保温性能好的硅酸铝岩棉毡被保温材料进行保温。保温材料为规格为3000100050mm。9.2 保温材料应保持干燥，不得受潮。9.3 先将焊有保温钉的钢带纵向按一定间距紧贴铺设在球壳板外表面。9.4 将保温材料紧贴球壳板表面，上人孔附近1-1.5mm范围内贴两层保温棉。上下级带和赤道带以及下极板贴一层。9.5 单层保温时岩棉毡被接缝处要搭接150mm以上，多层保温时，接缝和搭接处要错开50

10、-100mm，不得形成通缝。9.6 试板放置在球罐热处理过程中高温区（球罐上极）的外侧,并固定好。9.7 罐上的人孔、接管、连接板均应进行保温，从支柱与球壳连接焊缝的下端算起，向下不少于1m长度范围内的支柱应进行保温。9.8 保温层铺设完毕，分别用16#、10#铁丝捆绑扎牢，防止在热处理过程中保温层松动、脱落。9.9 热处理时，保温层外表温度不宜大于60。10、热处理操作程序10.1 点火点火前先向球罐内送风10min，清除漏进罐内的可燃气体。然后点燃常燃火嘴，将火焰调至正常，接着向高速喷嘴送入压缩风，将内压升到0.4-0.5MPa，再次调整常燃火嘴，直到火焰稳定燃烧。然后将压缩风降到0.2M

11、P，这时向喷嘴送油，给油量为40-80L/h，此时喷出的油即被雾化点燃，再根据升温和恒温的要求加大或减少油、风量。10.2 升温和恒温当壁温在300以下时，为避免球罐下部与上部温差过大，应控制火焰长短,控制加热速度。使球罐内温度整体均匀地上升,油量控制在80-140L/h为宜,当温度在300-500之间时应加大风、油量，使升温速度达到50-80/h。壁温在600-640之间时，应适当减少油、风量，控制升温速度和加热时间,靠球壳板的热传导使各部温度趋于均衡，逐渐进入恒温阶 5 段。10.3 降温达到规定的恒温时间后,当温度在300C以上时，随时观察长图记录仪的降温速度，最佳降温速度控制在30C

12、-50C /h,为避免冷却速度过快,降温时应间歇交替控制油量及风量,缩短火焰长度,当温度降到300后,停止供油供风,关闭油、液化气、风等燃烧系统,使球罐在空气中自然冷却。10.4 柱脚位移升温和降温中，由于温度的变化球体产生膨胀和收缩，使柱脚产生位移。10.5 热处理时，松开拉杆及地脚螺栓，在固定地脚螺栓的底板上，标记出实际调整的位移量。10.6 按规范要求，球罐支柱在温度每升高100时向外移动一次，温度每降低100时球罐支柱向内移动一次。支柱移动量为球罐半径的1.25倍。移动脚时应平稳缓慢。10.7 在柱脚底部安装位移调整装置，利用柱脚基础作为固定点，使用千斤顶对称移动8个柱脚。10.8 热

13、处理结束后，柱脚位置要恢复到常温时的位置状态，然后拧紧地脚螺栓和拉杆松紧螺栓，并测量调整支柱垂直度允许偏差值为10mm。10.9 注意事项及安全措施(a) 热处理前必须工序交接，按公司质保手册规定，由有关人员确认签字后才能点火。(b) 热处理操作人员必须坚守岗位，不许脱岗。(c) 清除施工场地一切易燃、易爆物,准备必要的消防器材。(d) 油罐、液化石油气瓶等必须离球体30-50m以外。(e) 保温被没用前必须堆放在干燥、防潮、防湿的地方。(f) 热处理过程中不允许停电，并应得到建设单位的保证。(g) 加热、降温过程中，柱脚移动必须用千斤顶缓慢移动。11、热处理用机具及主要设备表序 号名 称规格

14、及型号单位数量备 注1空气压缩机6 m3/8kgf台12齿轮油泵KCB-83.3台23电动机台2防爆型4自动平衡记录仪XWFJ-300台2套5热电偶WRNK-131支20800镍铬-镍硅6补偿导线22.5mm2米500铜-康铜7高速喷嘴霍克型个2个8硅酸铝岩棉毡被5010003000米28009千斤顶8吨台210压力表Y-150、1.6MPa块411圆 钢16米812钢 管27-48米现场确定15流量计LRE-25件216液化气瓶50kg瓶517胶皮管3/4米12018氧气带米30019铁 丝16#公斤2020铁 丝10#公斤5012、质量保证措施12.1 所有参加球罐热处理工作的人员，必须认

15、真学习国家有关球罐施工及验收标准，看懂设计图纸，明确各项要求，并坚决执行。12.2 球罐热处理责任工程师必须详细具体地向施工人员进行技术交底。施工人员以示明确的工艺或图纸,必须问清弄懂后,方可施工。12.3 施工管理人员必须深入施工现场，每道工序必须亲自检查验收。12.4 计量器具必须经过校验合格。使用前发现有损坏或有怀疑的器具应立即停止使用，及时采取修复、校验等措施。12.5 施工过程中应严格“三检制”，保证本工序、监督上工序、服务下工序。对施工中发现的质量问题做到及时分析,采取纠正措施。质检人员必须坚持原则,对不符合质量要求的要行使职权,立即提出停工,同时向主管领导汇报。12.6 质检员随

16、时检查热处理操作者是否按工艺规程进行施工,发现问题及时纠正。12.7热处理施工人员安排： 7 施工负责人： 技术负责人： 热处理操作人员： 安全监护人员： 13、现场作业安全控制措施13.1 热处理时在施工现场球罐外搭设一座防火、防雨棚。采用钢制脚手架搭设，外覆盖防火布。132 热处理时注意防止火焰反喷伤人，观察火焰燃烧情况的人员应该通过反射镜进行观测，严禁直接观测火焰，发生火焰反喷时球罐附近的热处理监护人员应进行防护，防止燃着其他物品。133 球罐保温被的铺设应严密，外部采用细铁丝捆扎牢固。134 热处理前对加热系统进行测试，确保系统运行正常。热处理时所用的柴油箱等存储易燃易爆介质的容器应放

17、置在距球罐火源20米以上处，设专人进行监护。135对球罐热处理用点火器进行点火时，采用电子打火器（燃烧介质为液化气，通过胶管连接火嘴和液化气瓶）进行点火，严禁施工人员用手直接点火。136球罐下部点火设备、燃烧设备应采用钢、铜材料进行制作，设备与胶管的连接点应距火源1m以上。137 热处理操作控制人员应穿戴防火服进行火焰观测、调控等操作。138 如发生灭火现象应立刻关闭气路、油路，检查后立即重新进行点火。139 球罐热处理时四周布置8kg灭火器4具，设专职人员对罐区不间断巡视，进行安全监护。1310 热处理操作人员应按技术措施精心进行操作，处理问题果断及时，紧急情况应立即切断火源。1311 如果

18、出现安全事故，应及时把伤者送往医院治疗。 8 14、热工计算14.1、热工计算参数（见表一）热工计算参数（表一）序号项目参数1球罐内径d12300mm2球壳板厚度18mm3材质Q345R4球壳板重量G84930Kg5保温棉厚度50mm6保温层处表面积S500m27保温棉容量G硅酸铝岩棉毡8保温棉容量G65kg/m39钢材比热C500：0.162Kca1/kg .：620：0.18Cal/kg . 10钢材导热系数1500：30.962Kca1/m.h. ：620：28Kca1/m.h. 11保温棉导热系数0500：0.07Kca1/m.h. ：620：0.828KCa1/m.h. 12保温棉比热0.2Kca1/kg. 13环境温度2814燃烧油0号柴油14.2、计算热处理耗热量见表二，以下是升温到600-640期间，升温速度按50/h