储罐壁板热处理施工方案

海洋石油工程股份有限公司惠州炼油项目马鞭洲岛原油库EPC23合同号CHRP-06-111047中海油马鞭洲油库项目1047-600-CM-MD-00 -0000REV

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供审查阶段STEP

杨东 汤海编制 审核BY CHK’D

候立更批准APPR惠州炼油马鞭洲原油库区联合项目组 施工方案目 录工程概况： 2编制依据： 2施工程序： 2施工准备： 3施工方法： 5热处理质量保证措施 主要施工机具和施工人员表 1惠州炼油马鞭洲原油库区联合项目组 施工方案工程概况：马鞭洲原料油库区工程项目（单元号600）是中国海洋石油总公司（CNOOC）新建12004行施工，主要焊缝全部采用自动焊进行焊接。因此，国家有关设计和施工标准规范对底圈开口结管壁板预制和焊后热处理均提出明确要求。热处理的具体要求详见EPC23英派尔设计说明。编制依据：GB50341-2003《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》10．2．9进行整体热处理。390MPa32300390MPa，125010．5．11GB50128-2005《立式圆筒钢制焊接油罐施工及验收规范》390MPa，12（人孔、清扫孔等）强板的开口接管。390MPa，32300㎜的开口接管。C：SH3046－92《石油化工立式圆筒钢制焊接油罐施工及验收规范》JB/T4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》。JB/T4730.1-4730.6-2005《承压力设备无损检测》。中国海洋石油总公司惠州炼油项目马鞭洲原料油罐区及泵站大型储罐施工技术条件。施工程序：五万立方米储油罐带接管底圈板热处理施工程序如下；2惠州炼油马鞭洲原油库区联合项目组 施工方案施工准备→钢板的外观检查→超声波探伤→化学成份、力学性能、弯曲性能复验（排版）→钢板切割下料→尺寸检测→坡口打磨→磁粉检测→壁板滚弧→弧度检查→厚度检查→接管开口放样（开口放为确认）→弧板开口修磨→射线检查（试板焊接）→焊接接管→初层焊道磁粉检查→焊道磁粉检查→补强圈气密性试验→热处理（焊接试板机械性能试验→尺寸复验→焊道磁粉检测→板周边打磨→喷砂、油漆（第一遍）→标记、编号→装车发运。本方案的重点程序是：施工准备→焊道磁粉检查→补强圈气密性试验→热处理（焊接试板机械性能试验）→尺寸复验→焊道磁粉检测→板周边打磨→喷砂、油漆（第一遍）→标记、编号→装车发运。施工准备：对于厚壁结构的焊接接头、交差焊缝的焊接区域或存在焊接缺陷的区域，焊接残余应力会使材料的塑性变形能力下降，造成构件发生脆裂性破裂。焊接残余应力在一定条件下引发的裂纹，将降低结构的强度，缩短使用寿命。为保证油罐的焊接质量、安装质量，设计要求开口接管及补强板与相应罐壁在组装焊接并检验合格后，应进行整体部件消除应力热处理。因些采用现场砌筑电加热炉，使工件逐件入炉处理的方法。由于马鞭洲原料油45炉应以满足最大一张壁板的尺寸为基准，而电加热片控制的灵活性，可以满足不同尺寸工件的需要。451。表1 工件的材质及规格项目材质数量规格（mm）曲率半径（mm）最大接管直径（搅拌器孔（mm）

16MnR3211600×2310×3427500748452，3，1。3惠州炼油马鞭洲原油库区联合项目组 施工方案0080076250）0）6（℃0（0度5温0温040030020011 2 3 4 5 6时间（h）

7 8 9 10图1热处理工艺曲线表2 热处理工艺参项目 参数入炉温度（℃）升温速度V1恒温温度恒温时间（h）冷却方式V2

空气温度300℃以上时，50℃/h≤V≤200℃/h1625±25≥80随炉300℃以上时，50℃/h≤V≤200℃/h2300℃以下时，出炉在空气中静止冷却表3 热处理设备、材设备型号与材料规格智能程序温度控制仪（WCK－240－0606）硅酸铝保温棉测温热电偶专用接长导线KJ-124

数量2台1.65t（含损耗）14（含备用）36（含备用）惠州炼油马鞭洲原油库区联合项目组 施工方案KCD14mm×50mm×3mm1412mm∮89×6mm（1000mm×450mm×80mm）

36（含备用若干（含备用）若干36片（含备用）WCK-240-0606智能型温度程序控制箱是我公司长期采用的热处理设备。该设备采用日本进口温度程序控制仪，通过过零触发器来控制单向可控硅的导通和截止，从而实现热处理工艺过程中的温度变化控制。WCK-240-0606智能型温度程序控制箱设有六点温度自动记录仪，能将整个热处理过程中的温度以曲线形式记录下来。本控制箱功能齐全，结构紧凑，其性能十分优良。WCK-240-0606智能型温度程序控制箱主要技术参数输入电源：380V 三相四线控温点：6记录点：6控制最高温度：1000℃程序段数：8段工作环境温度：0~50℃外形尺寸：1030mm×850mm×1700mmWCK-240-0606智能型温度程序控制箱结构原理本控制箱主要是由主电路及控制电路、温度程序控制仪及温度记录仪等部件组成。主电路由空气开关、可控硅、熔断器及专用输出插座等部件组成。控制电路由温度程序控制仪，过零触发器等部件组成。过零触发电路是由集成触发器RC艺要求设置升温、恒温、降温程序。启动后按设置程序控制，从而获得非常理想的热处理5惠州炼油马鞭洲原油库区联合项目组 施工方案工艺曲线。施工方法：45分布在第一圈尺寸不同的壁板上，所以现场砌炉应以满足最大一张壁板的尺寸为基准；该×16002为保证该项目整个热处理工作顺利进行，不受气候条件的影响，在热处理炉设活动雨棚。详见图3。热处理坑净空宽度12.5*3罐壁板2加热片砖墙罐壁板1黄沙层 地基 硅酸铝保温棉图2炉体结构示意图6惠州炼油马鞭洲原油库区联合项目组 施工方案活动雨棚活动雨棚热处理池图3：热处理活动雨棚示意图为减少弧形壁板热处理变形，必须制作专用热处理胎具。上下两层壁板均以仿形胎具14－18148950胎具固定在一起，以便在换板时，整体吊装。3－5（4500），2003。7惠州炼油马鞭洲原油库区联合项目组 施工方案壁板23 14 5 21 352 4壁板1图3测温热电偶分布示意图温时间、降温速度等环节，以获得理想的热处理效果。50℃（650℃。300℃。450050℃。制热处理曲线。500℃加热时间。热处理过程的功率推算：350～625℃，运行所需功率，即可满足全部热处理过程的功率要求。350～625℃100℃/h2.75h。热处理过程中的热量消耗主要表现在四个方面。即图2酸铝保温棉、砖墙层的蓄热功率P1，两块弧形板之间的对流散热功率P2，测面的对流散热8惠州炼油马鞭洲原油库区联合项目组 施工方案功率P3，底层及其他不确定的热损耗功率P4。2（两块带接管的弧形钢板）M8340kg（本项目原料油罐底圈带接管需热处理的弧形圈板最大重量MM19143kg。其中钢板、保温棉和红砖的密度分别为7850kg/m31281560kg/m3P1P2P3P4P1350～625℃区间保温棉的经验平均温差为：625+80）-（350+30］/2＝192.5(℃)红砖层的平均温差为30℃。这样可计算出钢、棉、砖层的蓄热功率P1：P=/t

C1×M×100℃+C2×M×125℃+C×M×192.5℃+C×M×30℃）=（0.678×8340×100℃+0.754×8340×125℃+0.73×1433×192.5℃+0.816×19143×30℃）/t=204.19(kW)式中：C1—钢板比热，350~500℃C2—钢板比热，350~625℃M8340kgC0.73M1433kgC0.816M砖—红砖层的质量，取19143kgt—2.75h（9900S）P280℃Ra=8.3×1010109系数α2=1.58×(ΔT)1/3,其中ΔT为硅酸铝保温棉外层与空气的温差（假定空气温度为15℃）80℃-15℃=65℃，则：对流换热系数为：α2=1.58×651/3=6.35（W/m2·℃）这样，上表面对流散热功率P2为：P2=ΔT2/(δ钢/λ1+δ棉2/λ2+1/α2)×A2=610/(0.034/41.87+0.08/0.088+1/6.35)×399惠州炼油马鞭洲原油库区联合项目组 施工方案=22.30(kW)式中：ΔT2—内外换流层温差：ΔT2=625-15=610（℃）δ钢—钢板厚度，取0.034mδ棉2—上表面棉层厚度，取0.08mλ1—41.87λ2—保温棉平均导热系数，取0.088W/m·℃α2—对流换热系数，取6.91W/m2·℃A2—上表面换热面积，取39㎡P330℃时的侧表面空气自由流动换热的瑞Ra=4.29×108109104，因此侧表面换热状态为层流。其对流换热系数α3=1.49×(ΔT/L)1/3,其中ΔT30℃-15℃=15℃,L20.60m，则：α3=1.49×(15/0.60)1/3=3.65(W/m2·℃)P33/λ2+δ砖=610/(0.1/0.088+0.24/0.489+1/3.65)×25.60=7.33(kW)ΔT3—内外换流层温差:ΔT3=625-15=610（℃）δ棉3—侧面棉层厚度，取0.1mδ砖—砖层厚度，取0.24mλ3—0.489W/m·℃α3—对流换热系数，取3.65W/m2·℃A3—侧面换热面积，取25.60㎡P410％－15％，保守取为：15％。则P4=（P1+P2+P3）×15%=（204.19+22.30+7.33）×15%=35.07（kW）P=P1+P2+P3+P410惠州炼油马鞭洲原油库区联合项目组 施工方案=204.19+22.30+7.33+35.07=287.70(kW)热处理质量保证措施:行整体热处理.300℃300℃却;升温和保温工程前期,应观察炉温和工件上所有温度的差值,已确定延长保温时间.主要控制措施:2)12500×3000×10003-54500200600mm。为防止弧板变形，在胎具上设置卡具，用销子卡紧。10mm，拱高偏差±40mm，2mm圈信号孔涂上润滑脂，拧紧丝堵；热处理后，部件上所有焊缝进行磁粉检测PT20mm带有开孔接管热处理后要求。开孔接管位置严格按图纸要求，位置偏差≤5mm；接管方向应符合图纸要求；开孔接管法兰螺