4000立方米球罐焊接施工方案

1、1 概述4000 立方米球罐焊接施工方案2 编制依据3 焊接前的准备工作及要求4 焊接施工5 焊缝质量检验6 焊缝的返修与球壳的修补7 产品焊接试板8 安全及文明施工注意事项 附：焊接工艺卡（含热处理工艺卡）4000m3 液态烃球形储罐现场组焊焊接工艺流程图1 概述球罐的现场组焊质量主要是通过其焊接质量来体现的， 因而焊接是球罐现场组焊极其重要的关键环 节。施工中必须认真对待，确保焊缝质量。2 编制依据1) 施工图 LPE4000.48 ；2) GB12337-1998 钢制球形储罐 ；3) GB150-1998 钢制压力容器 ；4) 压力容器安全技术监察规程 (1999 版)；5) JB47

2、08-2000 钢制压力容器焊接工艺评定 ；6) JB/T4709-2000 钢制压力容器焊接规程 ；7) 锅炉压力容器焊工考试规则 (劳动部)；8) GB324-88 焊接符号表示法 ；9) JB4730-94 压力容器无损检测 ；10) JB4744-2000 钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验11) LPE17-20014000m3液态烃球形储罐现场组焊、检验和验收技术条件;12) LPE13-20014000m3液态烃球形储罐用 610U2钢板订货技术条件；13) LPE14-20014000m3液态烃球形储罐用 610F钢锻件订货技术条件；14) LPE15-20014000m3

3、液态烃球形储罐用 LB-62UL焊条及TGS-62焊丝订货技术条件15) LPE16-20014000m3液态烃球形储罐制造、检验和验收技术条件；16) Q/CPSCCG.5912-2000压力容器质量保证手册 ；17) Q/CPSCCG.3001-2000图纸审查管理程序 ；18) Q/CPSCCG.3002-2000压力容器工艺管理程序 ；19) Q/CPSCCG.1802-2000材料管理程序 ；20) Q/CPSCCG.1803-2000焊接材料管理程序 ；21) Q/CPSCCG.3004-2000压力容器现场组焊(含球罐工程)管理程序；22) Q/CPSCCG.3005-2000焊

4、接管理程序 ；23) Q/CPSCCG.5801-2000无损检测管理程序 ；24) Q/CPSCCG.3006-2000热处理管理程序 ；25) Q/CPSCCG.504-2000 压力容器质量检验管理程序26) Q/CPSCCG.5851-2000 理化检验管理程序 ；27) Q/CPSCCG.6006-2000 工艺装备管理程序 ；28) SHJ505-87 炼油、化工施工安全规程 ；3 焊接前的准备工作及要求3.1 焊接工艺评定球壳板采用日本钢管株式会社(NKK)生产的NK-HTEN610U2厚度为3 =46/48mm焊接选用焊条牌号为LB-62UL，其化学成分及力学性能见表、2。NK

5、-HTEN610U2化学成分及机械性能表化学成分(%)机械性能兀素符号标准值项目标准值Cw 0.09拉 伸 试 验d s (MPa) 490Si0.15 0.40d b (MPa)610710Mn1.20 1.60S 5(%) 19Pw 0.025冲 击 试 验试验温度(C)-20Sw 0.015冲击功Av (J)单值 33Niw 0.30均值 47Crw 0.30冷弯试验3a 180 Mow 0.30取样方向横向V0.02 0.06取样部位t/4Bw 0.003交货状态调质Pcmw 0.20Ceqw 0.40LB-62UL化学成分及机械性能表化学成分(%)熔敷金属机械性能兀素符号标准值项目标

6、准值Cw 0.10拉 伸 试 验d s (MPa) 500Siw 0.75d b (MPa)610770Mn0.75 1.50S 5 (%) 19Pw 0.020冲 击 试 验试验温度(C)-20Sw 0.020冲击功Av (J)单值 33Niw 0.80均值 47Mo0.15 0.35冷弯试验6t 180其它合金 元素总量w 1.50扩散氢含量2ml/100g注：1) Pcm=C+Si/30+M n/20+Cu/20+Cr/20+Ni/60+Mo/15+V/10+5B2) Ceq= C+Si/24+M n/6+Cr/5+Ni/40+Mo/4+V/143.1.2 球罐焊接工艺评定按 JB470

7、8-2000钢制压力容器焊接工艺评定执行，按立焊、横焊和仰焊三种焊接位置分别进行评定 。焊接工艺评定前，必须按GB12337-1998的规定进行焊接裂纹试验(采用斜Y型焊接裂纹试验)。3.1.3 焊接工艺评定按 JB4708-2000钢制压力容器焊接工艺评定、LPE17-20014000m3液态烃球形储罐现场组焊、检验和验收技术条件及LPE16-20014000m3液态烃球形储罐制造、检验和验收技术条件的规定进行，并对焊接工艺评定试板进行(575 25) CX 2h的焊后热处理。3.1.4 评定试板力学性能试验中的抗拉试验和弯曲试验应按JB4708-2000钢制压力容器焊接工艺评定的要求进行。

8、试验结果符合表的规定。低温冲击试验的试样为两组，缺口分别开在焊缝金属和热影响区。同一部位所取试样为三件，除试验结果应符合表的要求外，其余按 JB4708的要求进行。表 (T b(MPa)-20 C冲击功A KV (J)侧弯试验d=3a 180 单值均值 610 33 47合格3.1.5 工艺评定试板的焊接预热温度通过焊接裂纹试验及焊接工艺评定确定，以防止冷裂纹的发生。加热宽度距焊缝中心每侧100mm测温点距焊缝中心 50mm每条焊缝的测温点不少于3点。3.1.6 焊接工艺评定试板的坡口形式应与球壳板的坡口形式相同。3.1.7 焊接工艺评定试件的焊接应由本单位技术熟练的焊工担任。3.2 焊工资格

9、3.2.1 从事球罐焊接的焊工必须具备质量技术监督部门颁发的锅炉压力容器焊工考试合格证，且施焊的钢材种类、焊接方法、焊接位置等要求与施焊焊件相符。3.2.2 本球罐工程所用材料采用日本钢管株式会社（NKK）生产的NK-HTEN610U2焊接选用焊条牌号为LB-62UL，所需焊接合格证项目应单独进行考试。考试位置应有平焊、立焊、横焊、仰焊以及管板的垂 直俯位与水平固定等位置。3.2.3 承担本球罐焊接的焊工在采用610U2钢板和LB-62UL焊条进行考试时，试件除按原劳动部锅炉压力容器焊工考试规则进行检验外，还应增加焊缝金属冲击韧性检验项目，3件试验的-20的平均冲击功Akv应大于或等于47J，

10、单个值应大于或等于33 J，该焊工方具备该材质球罐焊接资格。对未从事过610U2钢焊接的焊工，应进行特殊焊接技能培训，在熟练掌握焊接要领并经考试合格后方可施焊。3.3 焊材检验及管理3.3.1 焊条必须具有质量证明书，其中应包括熔敷金属的化学成分、力学性能、扩散氢含量等，各项指标应符合 LPE15-20014000m3液态烃球形储罐用LB-62UL焊条及TGS-62焊丝订货技术条件及LPE16-20014000m3液态烃球形储罐制造、检验和验收技术条件等的有关规定。本球罐所用焊条必须进行扩散氢含量复验，合格标准见表。3.3.2 焊材库应保持干燥，相对湿度不得大于60%库房内温度不得低于10 C

11、。焊材堆放应符合Q/CPSCCG.1803-2000焊接材料管理程序的有关规定。焊条烘烤条件及存放温度见表。表 焊条牌号规格烘烤温度（C ）烘烤时间（h）保存温度（C）LB-62UL$ 3.2、$ 43504001100110333 焊条在保温筒内不宜超过4小时，否则应重新烘烤且次数不宜超过二次。334 焊条库应设专人负责。焊条的烘干、保管、发放和回收应严格按要求执行，并做好记录。3.4 焊接设备3.4.1 焊机应采用性能比较好、且空载耗电较小的唐山松下公司生产的YD-400SS型手弧焊机。3.4.2 焊接用电焊机应安装指示准确、并经校验合格的电压表、电流表。3.4.3 现场设置专用的电焊机棚

12、，焊机应可靠接地。3.5 焊接前应按照焊接工艺评定报告编制焊接工艺，焊接工艺必须经焊接责任工程师审核签字，并经 监理工程师认可后方可用于焊接施工。4 焊接施工4.1焊接长度见表4.1。焊接长度一览表表4.1序号部件名称焊缝编号焊缝长度（mm）备注单条焊缝长度总长1上极盖仆4F1467.855871.425F 8F8046.0332184.1239F、10F8723.9617447.924上极+ 上温带FB42007.125上温带纵缝1B21B6908.71145083.006上温带+赤道带BA61658.927赤道带纵缝1A 21A9501.40199529.338赤道带+下极AG42015.

13、619下极盖1G- 4G1468.155872.60105G- 8G8047.6632190.63119G 10G8725.7317451.45焊缝总长：601.312米4.2 下列环境条件如未采取有效措施，严禁施焊。1）雨、雪天；2）手工电弧焊风速超过 6m/s，氩弧焊风速超过 2m/s；3）环境相对湿度在 85鳩上。4）环境温度在-5 C以下4.3焊接环境气象条件应每天上、下午各测定一次，焊接环境条件应在距球罐表面5001000mm处测量,要求专人负责记录。4.4 焊前准备4.4.1 施焊前应对焊接坡口进行检查，确认其坡口角度、对口间隙、错边量等均符合要求，并将坡口 表面及两侧20mm范围

14、内的油污、水分、锈蚀、毛刺及其它有害杂质清除干净。4.4.2 定位焊、所有预焊件、临时辅件 （工卡具） 与承压件的焊接应由持证焊工焊接，使用与正式焊接 相同的焊材， 其焊接条件及焊接过程的管理也应与正式焊接相同。 定位焊宜在气刨清根的一侧进行 （即 球罐内侧进行），长度为80100mm高度为810mm间距为200300mm所有T、Y字接头三个方向 均应进行定位焊，正式焊接时必须清除定位焊焊道，以防止缺陷存在。4.4.3 工卡具的焊接引弧、熄弧点应在工卡具焊道上，严禁在非焊接位置任意引弧和熄弧。4.4.4 方帽焊接及定位焊应在预热温度达到要求后再进行，预热必须均匀，预热采用液化石油气或氧 乙炔加

15、热。4.4.5 焊接前的预热1）焊接预热采用电加热器，从而达到均匀预热的目的。预热必须由专人负责操作，现场应配备 检查完好的消防器材；2）焊前预热及焊后消氢处理的加热范围，应以焊缝中心为基准，每侧不应小于150mm加热带以外部分应进行保温；3）焊前预热及焊后消氢处理时，焊件面的温度应均匀，并应测量其温度。测温点应均匀布置在球壳表面，在距焊缝中心线 50mm处对称测量，每条焊缝测温点数不少于3对。随时检查层间温度不得低于预热温度的下限，并设专人记录；4）热电偶及测温仪表应经计量检定合格，并在有效期内。4.4.6 产品焊接试板应在球壳焊缝焊接前焊制，产品焊接试板施焊焊工由监检人员指定。产品焊接试

16、板组对时应垫置牢固，并应采取反变形措施以防止焊接过程中产生变形。4.4.7 焊条在使用前应按表 的规定进行烘干，施焊现场必须使用焊条保温筒随用随取，每次领用的焊条不得超过 4kg。最长使用时间不得超过 4小时，若超过4小时则必须退回重新烘干，重新烘干 的次数不得超过 2 次。4.5 焊接顺序球罐排版、焊缝位置分布图见图 4.5 。Oa?oeFBAPE1gIs* iiofl lllfl I12fl II II II I13*0*1836图4.5正式焊接前应仔细检查定位焊处,不得有裂纹和开脱现象，为了减少焊接变形和残余应力，特制定如下焊接顺序和焊工配置。4.5.1 先焊赤道带，后焊上温带、再焊极盖

17、。4.5.2 先焊纵缝，后焊环缝。4.5.3 同一焊缝先焊大坡口 （外）一侧，然后在小坡口 （ 内）一侧。4.5.4 焊工应按对称位置施焊，球罐赤道带、上温带各 21 块。球壳纵缝可由 21 名焊工同步、对称焊 接。赤道带与上温带环缝由 20 名焊工同步对称施焊，焊接速度与进度应基本一致。下极盖与赤道带环 缝由 20名焊工同步对称施焊，上极盖与上温带环缝由 20 名焊工同步对称施焊。4.5.5 主体焊缝焊接程序见 4000m3 液态烃球形储罐现场组焊焊接工艺流程图。4.6 施焊操作要求461 焊接时应采取分段退步焊法，分段长度不宜超过2m且各名焊工焊速应尽可能保证一致，这样除减少焊缝应力外，还

18、有利于焊缝的预热和后热措施的实施。462 每层焊道引弧点错开 50mm以上。焊道始端应采用后退起弧法，焊道终端应将弧坑填满。4.6.3 焊纵缝时，分段处层间接头应错开，便于段与段之间的连接焊接。纵缝两端的分段焊接时，应分别在环缝坡口内引弧、连续焊至环缝坡口内，然后在环缝焊接前将纵缝末端的焊肉打磨干净。4.6.4 焊环缝时不得以 T、Y 形交叉部位作为分段起始或终止点。4.6.5 每条焊缝的单侧坡口， 应合理安排每天每一焊工施焊的具体长度，保证当天连续施焊直至焊完；4.6.6 焊缝清根采用碳弧气刨，打磨后经磁粉检测无缺陷再完成小坡口一侧的焊接。4.7 焊接工艺4.7.1 焊接时应严格执行焊接工艺

19、卡和焊接工艺说明书的参数规定。（焊接工艺附后）焊接极边板之间的焊缝 1F4F时，应从上温带与上极带的环缝部位引弧向上焊接，焊到与极侧板形成的Y字部位时不应熄弧，应继续向5F8F坡口内焊接200300mm然后熄弧。例如焊接 2F焊缝时，第一、三、五、层焊道在FB环缝坡口内引弧向上焊接到6F内200300mm第二、四、六、层焊道在FB环缝坡口内引弧向上焊接到7F内200300mm焊接极边板之间的焊缝 1G-4G时，应从5G-8G坡口内距Y形交叉点200300mn然后引弧向1G-4G坡口内焊接。例如焊接 2G焊缝时，第一、三、五、层焊道在6G坡口内距Y形交叉点200300mm引弧向上沿2G焊缝焊接到

20、 AG环缝内，第二、四、六、层焊道在7G坡口内距Y形交叉点200300mm引弧向上沿2G焊缝焊接到 AG环缝内。4.7.4 焊缝清根使用碳弧气刨和砂轮机，必须完全清除根部焊道的缺陷，清除渗碳层。刨槽宽度应基本一致， 深度均匀且不宜过大， 气刨后用砂轮机将清根后的坡口打磨干净， 经磁粉检测无缺陷后再预热 施焊。Q = 60 I U / V式中： Q 焊接线能量（ J/cm）;I 焊接电流（ A） ;U电弧电压（V）;V 焊接速度（cm/mn）。仔细做好焊条烘烤记录、焊材发放记录、焊接记录、焊接环境等记录。由于球壳采用610U2高强钢，焊工不得随意在球壳上打焊工钢印，每条焊缝的焊工分布情况应在焊工

21、钢印分布图上准确标明。5焊缝质量检验5.1 外观及尺寸检验5.1.1 进行焊缝外观检验前，应清除焊缝及两侧的熔渣和飞溅物，焊缝和热影响区表面不得有焊瘤、咬肉、未熔合、裂纹、咬边、气孔、弧坑和夹渣等缺陷。5.1.2 角焊缝的焊脚尺寸应符合设计图样要求，在图纸无规定时取焊件中较薄者之厚度，角焊缝应有圆滑过度至母材的几何形状。5.1.3 焊后成型焊缝的宽度应比坡口每边增宽12mm5.1.4 采用打磨方法去处焊缝表面焊波，打磨后对接焊缝的余高为外表面02.5mm,内表面00.5mm,超高部分应打磨掉。5.1.5 工卡具去除后的表面，不得有裂纹、气孔、咬肉、夹渣、凹坑、未焊满等缺陷。5.1.6 对接焊缝

22、形成的棱角度E值用弦长不小于1000mm样板检查，不得大于8mm对口错边量b 2 mm沿焊缝每500mm检查一点。5.2 焊缝无损检测无损检测焊缝编号方法及布片顺序应符合4000ni液态烃球形储罐安装施工方案第的规定；本球罐工程的无损检测项目、检测比例及合格级别见表。表 部位方法比例合格要求备注球壳板复验板块UT 20%板块JB4730 94H级赤道带温带各4块、上下极各3块周边UT 20%板块JB4730 94H级赤道带温带各4块、上下极各3块坡口 MT或PT 20%板块无裂纹、分层、夹 渣等缺陷赤道带温带各4块、上下极各3块测厚 540MPa焊缝焊补后应在焊补焊道上加焊一道凸起的回火焊道，

23、回火焊道焊完后应磨去回火焊道多余的焊缝金属，使其与主体焊缝平缓过渡。6.1.6 焊缝修补前应在以修补处为中心，150mm范围内进行预热，预热温度应取工艺规定的预热温度上限；焊接线能量应在工艺规定的范围内；修补后应按工艺规定对修补焊缝进行消氢处理。6.2 返修规定6.2.1 焊缝内部缺陷返修焊补，长度应大于50mm外部成形应符合要求。6.2.2 焊缝返修前采用超声波检测的方法确定缺陷距球壳板表面的深度，利用射线底片确定缺陷的准确部位，焊缝内部缺陷可采用碳弧气刨或打磨的方法去除，清除缺陷的深度不得超过球壳板厚度的23。若清除到球壳板厚度的23 处还有缺陷，应由现场焊接技术负责人记录，并制定具体的返

24、修工艺，经监理工程师认可后可在该状态下焊补，该状态下焊补后，在其背面继续清除缺陷进行焊补。6.2.3 当采用碳弧气刨清除缺陷时，应用砂轮机修整刨槽形状尺寸，磨除渗碳层。6.2.4 对于判定为裂纹性质的焊缝缺陷及清除缺陷的过程中发现的缺陷为裂纹时，应停止清除，由现 场焊接技术负责人记录后再继续清除，并制定具体返修工艺，经监理工程师认可后方可补焊。6.2.5 焊缝的返修应执行原焊缝焊接时的焊接工艺。 为保证返修焊缝的质量， 尽可能减少焊缝的二次 返修，采取以下措施：1) 焊缝返修前采用超声波检测的方法确定缺陷距球壳板表面的深度，利用射线底片确定缺陷的准确部位；2) 焊缝返修工作应由有经验且技术稳定

25、的焊工承担 ;3) 焊缝返修按原焊接工艺要求进行预热及焊后消氢处理。预热温度宜选取焊接工艺规定预热温度的上限值。626焊缝同一部位返修次数不宜超过两次。第二次返修需经公司技术总负责人批准，并在焊缝返修审批报告上签字，做好焊缝返修记录。6.2.7 焊缝返修后应按原焊缝无损检测要求进行无损检测。6.2.8 焊缝同一部位的返修次数、部位和返修情况及球壳板表面缺陷焊接修补部位和修补情况应记入 球罐质量证明书。7产品焊接试板7.1 产品焊接试板材料由制造厂家提供。每台球罐产品焊接三块产品焊接试板，焊接位置为平+仰焊、立焊、横焊。7.2 试板由施焊该球罐的焊工采用与施焊球罐相同的工艺条件，相同的焊接方法及相同焊接工艺焊接。焊接产品试板的焊工由技术质量监督局锅检所在焊接该球罐的焊工中指定，焊后在距焊缝50mm处敲打材料标记及焊工钢印。7.3 产品焊接试板应经外观检查、100% RT检测和100 % UT检测，结果按JB4730-94压力容器无损检测的规定，RTH级合格，UTI级合格。7.4 产品