某万吨年硫基NK复合肥项目球罐制安施工方案

******化肥有限公司40万吨/年硫基NPK复合肥项目球罐施工方案编制说明及工程概况编制依据关于建设合肥分公司办公楼与综合楼报告书的批复。环监[2003]156号，安徽省环境保护局。宁******化肥有限公司40万吨/年硫基NPK复合肥项目工程施工招标文件。合肥分公司办公楼与综合楼项目建筑、安装工程施工合同；**勘察建筑设计院40万吨/年硫基NPK复合肥项目初步设计。**勘察建筑设计院40万吨/年硫基NPK复合肥项目工程施工图纸（其中液氨罐区为**工程科技股份有限公司设计）。总体进度计划。《化工建设项目施工组织设计》HG20235-93。有关国家标准和行业标准。工程概况工程名称：宁******化肥有限公司40万吨/年硫基NPK复合肥项目。建设地点：**市建设单位：设计单位：施工单位：工程范围：复合肥装置区：建筑、钢结构、工艺设备、工艺管道、给排水、消防管、电气、仪表等建筑、安装工程（制造商安装的设备及设备自带的自控部分、电气除外，电气高压部分、道路照明除外）；二台622m3磷酸罐的组焊；液氨罐区的设备、管道安装，二台650m3球罐的组焊；10#管线从主干道10P40-44阴井（A＝228.50、B＝722.50）向南至积水塘的雨水排水管；2#管线从2J-14阀门井向东至2J-55阀门井，再向南至2J-56阀门井，再向西至2J-62阀门井的生活水管；四台非标设备的制作、安装；硫酸装置区：两台5000m3硫酸罐组焊；三台非标设备的制作、安装。外管廊38#～110#管架的管道安装（不含38#管架）；从液氨罐区至磷酸装置的液氨管道的安装；球罐制安施工方案工程概况及编制依据球罐技术参数及工程量名称技术参数名称技术参数公称容量650m3焊缝系数1.0直径10700mm射线探伤100%主体材质16MnR表面检测100%设计压力1.65MPa容器类别三类设计温度42℃水压试验2.063MPaa介质液氨（氨气）气密性试验1.65MPaa腐蚀裕度3.0坡口形式X壁厚32mm单台重量Kg支柱型式/数量Φ426×10/66根结构形式混合式赤道带上、下极板形状桔瓣足球瓣数量14块各7块编制依据质技监局发[1999]154号《压力容器安全技术监察规程》GB150—1998《钢制压力容器》GB12337—1998《钢制球形储罐》GB50094—98《球形储罐施工及验收规范》JB4730—94《压力容器无损检测》JB4708—2000《钢制压力容器焊接工艺评定》JB/T4709—2000《钢制压力容器焊接规程》JB4744—2000《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》GB50205—95《钢结构工程施工及验收规范》Q/HSS01.03-2003《压力容器安装质量保证手册》Q/HSS001.01-2001《质量手册》Q/HSS01.03-2003《质量体系程序文件》Q/HSS01.03-2003《质量体系管理文件》球罐设计施工图纸及技术要求施工程序见后附图主要施工方法球罐安装采用单片散装法，焊接采用手工电弧焊，射线检测采用X射线拍片，整体热处理采用燃油内燃法。施工准备各种临时管路、水、电、库房、施工临时道路、平台等设施按现场平面布置图的要求进行设置。对通至球罐安装现场的运输道路和工作区域进行平整。对已进场的各种施工机械进行必要的检查、维修试运行。对施工用的计量器具、样板等工具进行校验，工卡具等加工件全部运抵现场。做好球壳板及其他零部件的开箱检查及验收工作。对施工图、设计文件及制造单位提供的技术文件等应做到认真审核，发现问题及早处理。球壳板检验球罐安装前，对球壳板的曲率、几何尺寸和坡口表面质量进行全面复查。曲率允许偏差：用弦长2m的样板检查球片曲率，样板与球壳板的间隙任何部位不得大于3mm。B1±2L1±2.5B2±2BB1±2L1±2.5B2±2B1±2B1/2L1/2L1±2.5L1±2.5L2±2.5L3±2.5B2±2B1±2B1±2B1±2L1±2.5B2±2B3±2L1±2.5坡口：坡口角度的允许偏差±2°30′；钝边厚度的允许偏为±1.5mm。坡口表面应平滑，表面粗糙Ra＜25um；平面度B＜1mm(板厚δ＝20mm时，B≤0.04δ，板厚δ＞20mm时，B≤0.025δ)。熔渣与氧化皮应清除干净，坡口表面不得有裂纹和分层等缺陷存在。球壳板板面超声波检测：球壳板周边100mm的范围内应进行全面积超声波检测抽查，每台球罐的抽查数量应不少于球壳板总数的20%，每带不少于2块，上、下极板各不得少于1块，超声波检测结果符合JB4730-94规定的Ⅱ级要求。若发现超标缺陷应加倍抽查，仍有超标缺陷应100%检测。超声波厚度测量：数量应不少于球壳板总数的20％，每带不小于2块，上、下极各不小于1块。每块球壳板测量点应为5点。若发现超标缺陷应加倍抽查，仍有超标缺陷应100%检测。复检人孔、接管位置、法兰面与接管的同心度、法兰面的水平度。复检上段支柱与赤道板组焊后几何尺寸偏差，支柱直线允许偏差不大于L/1000，且不大于10mm，支柱底板的组焊应垂直，其垂直度允许偏差不大于2mm,总长不大于3mm。基础验收检查基础的标高基准线、纵横中心线、沉降观测水准点等是否符合标准。检查基础外观是否有裂纹、蜂窝、空洞、露筋等缺陷。按设计图纸，用钢卷尺、盘尺、直尺及水准仪测量各部位尺寸，允差符合下表规定。序号项目内容允许偏差1基础中心圆直径±52基础方位1°3相邻支柱基础中心心距±2mm4地脚螺栓中心与基基础中心圆距距离±2mm5支柱基础上表面的的标高不低于-15mmm6相邻支柱基础标高高差≤4mm7单个支柱基础上表表面的平面度度5mm柱腿基础为预埋板，其其水平度允差2mm/m。组装卡具的布置与方铁的点固调整球壳板安装所用的方块垫(方铁)，事先准备好，材质与球壳相同。球壳板安装、调整所用方铁间距为600～700mm，安装位置为：纵缝、横缝方铁均布置在罐内侧，其它焊缝均布置在外侧。采用碳弧气刨拆除方块垫（方铁），不得伤及母材，切除后应打磨平，并进行100％磁粉探伤。带支柱赤道板的上段支柱与下段支柱的组装检查：上下支柱中心偏差±3mm(用四芯拉线测定)。上段支柱与下段支柱的对口错边量小于2mm。焊后支柱全长偏差±3mm。支柱的直线度偏差8mm。焊接部位偏差±2mm。操作脚手架制安及保护棚设置保护棚设置焊接采用保护棚，在球罐的外侧面和顶部用铁皮搭设保护棚进行围护。侧面铁皮用8#铁丝串连铁皮成一个整体，挂在球罐顶部脚手架上，顶部保护棚采用油布放置在顶部的伞架形钢脚手架上，并用铁丝或麻绳扎牢。脚手架设置下图9球体（球壳板）吊装本球罐组装采用于25吨吊车单片散装法。即将每块球壳板逐次吊起，组装成自由球体，再调整点固成应力分散均匀，几何尺寸偏差均匀的约束球体。吊耳利用方铁（方块板）。球体吊装顺序：赤道带板（上拉杆）→下极板→上极板。赤道带板吊装赤道带板吊装顺序如下图所示。11234567891011121314在基础上划出安装中心线，中心圆直径为设计内径尺寸是10700mm+（10mm）。并在各自单个支柱上找出支柱底板边缘线。先把下极板临时吊放在基础内，等外脚手架下半部搭设完成后，进行赤道带的吊装。先由第一块带支柱的赤道板就位，将支柱底板与基础上底板边缘线对准，调整好垂直度，拧紧地脚螺栓。用同样的方法吊装第二块带支柱的赤道板，就位后安装两者的拉杆，拧紧并调整好。同时用龙门卡具、斜垫铁、圆销将第一、第二块板连接在一起。用同样的方法吊装第三、第四块带支柱的赤道板。然后吊装不带支柱的赤道板插入第二、第三块支柱的赤道板之间。随后用龙门卡具找正、固定。为防止中间插板下滑，两侧利用导链吊在带支柱的赤道板上，依照上述方法，直到赤道带闭合如下图所示。赤道带起吊示意图赤道带起吊示意图斜垫铁基础起重滑车组132安装赤道板以制造时划出的赤道板中心线为基准，用斜垫铁调整各板的水平度和垂直度。利用起重滑车自已找吊件的重心，使吊件处于自然垂直状态测量项目椭圆度：650m3球罐允许值小于33mm。水平度：（赤道板中心的偏差）棱角≤7mm。每块球壳板的赤道线水平误差≤2mm任意焊缝的间距大于100mm相邻中心线的偏差量：│C1-C2│≤3mm，任意两球板的水平偏差不大于6mm。测量方法如下图所示。C1C2赤道带钢尺水平仪C1C2赤道带钢尺水平仪相邻中心线测量方法a1a2侧面图a1a1a1平面图支柱垂直度测量方法上下极板吊装安装下极板。安装上极板，按图纸找出接管方位，并保护好接管、人孔法兰面。利用方铁作吊耳，吊装上极板，利用外侧龙门卡将极板.与赤道带环缝固定在一起，这样直至封闭。测量项目极板与赤道带对口间曲率，允许偏差±7mm。上、下极板净距与设计内径允许偏差是内径的0.7%，且不应大于80mm。球体调整及定位焊调整及定位焊顺序：赤道带纵缝→上下极板缝→下极板与赤道环缝→上极板与赤道环缝。扁楔子球壳板龙门卡扁楔子扁楔子球壳板龙门卡扁楔子圆楔子图11错边量、角变形、间隙调整方法调整及定位焊必须对称配置作业人员，用对称法进行工作。定位焊时以赤道板为基准，赤道带下方由上向下的方法进行，赤道带上方由下向上的方法进行。调整合格后由铆工划出定位焊位置线，由持证焊工进行定位焊。定位焊在内侧进行，采用两层焊道，定位焊长80mm，间距200mm，焊肉厚度大于8mm，T型焊缝、Y型焊缝必须全封150mm长，并焊牢。引弧和息弧点应在坡口内，严禁在球皮上和T型焊缝、Y型焊缝的交合处。支柱垂直度调整：松开地脚螺帽及拉杆，进行支柱垂直调整。调整及定位焊结束后，进行球体几何尺寸检查。对口间隙：管理目标值2±1mm，允许<3±1mm。对口错边量：管理目标值1.5mm，允许值3mm。棱角度：管理目标值5mm，允许值7mm。两极净距与设计内径：管理目标值60mm，允许值内径0.7%且小于80mm。支柱垂直度：允许值15mm。目标管理值10mm。球罐焊接凡参加本工程球罐焊接的焊工，必须持有劳动部门颁发的锅炉压力容器焊工考试合格证书，考试的钢材种类、焊接方法和焊接位置均应与工件相符。在施焊区域内，距施焊点0.5～1米处，其相对湿度大于90%，环境温度在-5℃以下，风速大于8m/s，阴雨天气，没有有效预防措施，禁止进行焊接施工。焊条必须选用经扩散氢复验合格的低氢型焊条。16MnR板材之间及16MnR板材与16MnR（锻件）之间的采用J507焊条；16MnR板材与其他碳钢之间的焊接采用J427焊条。焊条使用前应按焊条使用说明进行烧烤，烘干后应存放在100-150℃的恒温箱内，药皮应无脱落、无明显裂纹、污损和变质。否则不能使用。预热温度、层间温度、后热温度控制预热温度：75～100℃加热宽度为每侧距焊缝中心100mm。后热温度：200～250℃，保温0.5～1小时层间温度：100～200℃预后热温度的测量，采用表面温度仪或温度笔（101℃、148℃、198℃、248℃、270℃五种规格）。测温点在距焊缝中心50mm范围以内，每条焊缝测温点不小于3对，加热器以外的区域应预保护，以免产生过大的温度梯度。焊接施工顺序赤道带采用纵缝对称分段焊接。在纵缝焊完以后进行焊接环缝，环缝同纵缝一样用对称法进行焊接，延同一方向同时进行焊接，内外方向相反。极板的焊接，从中心位置分成二段。焊接工艺评定及焊接工艺规程。按JB4708-92《钢制压力容器焊接工艺评定》对球罐主体材料16MnR进行焊接工艺评定试验（PQR），并经当地劳动部门认可。在焊接工艺评定之前必须进行焊接裂纹试验，焊接裂纹试验应按GB12337-90第.3条规定的三种方法进行。焊接工艺规程（WPS），按认可的〈焊接工艺评定〉编制焊接工艺参数表。焊接施工要领采用后退法在坡口内引弧，为了减少焊接缺陷产生，后退长度取电弧稳定长度的20～30mm。焊接开始时的引弧位置一定在坡口内，严禁在非坡口上的引弧和息弧。收弧要饱满，纵缝两端要延伸至焊缝上，避免弧坑形成。焊接中慎防球板表面电弧擦伤，如果不小心而擦伤球板，作出标记后，进行打磨清除，并经MT检查，按实际位置记在排版图上。运条尽量短弧，打底时应直线运条，坡口内要求中间稍快两端稍慢。焊接前应将坡口两两侧油、污、水水、锈和氧化化铁清理干净净。单侧焊原则上要求求一次焊接成成型，如果中中途停止焊接接，必须立即即进行消氢处处理以防产生生裂纹。再施施焊，除要进进行预热外，应应将原焊道的的弧坑打磨掉掉，确认无裂裂纹后，方可可按原工艺标标准继续焊接接。为了减少焊接接头头，各层均需需从始端焊至至终端，换焊焊条要快。多层焊接，层间接接头应相互错错开50mmm以上。外侧焊完后，内侧侧进行碳弧气气刨清理焊根根，清焊根时时应将定位焊焊的焊缝金属属清除干净，再再用砂轮机清清除和整理成成“U”型，并作1000%渗透探探伤以确认有有无缺陷存在在。焊接前，每个焊工工必须了解规规定的电流、电电压、焊接速速度、层数等等。对焊接线线能量予以控控制或测定每每根焊条的燃燃烧时间和熔熔敷焊条长度度进行控制线线能量，施焊焊时应用短弧弧，且不摆动动为宜，采用用窄焊道，薄薄层多焊，每每一焊道宽度度不大于焊芯芯的□倍，每一层层焊条的厚度度不应超过33mm。方铁（方块垫）拆拆除、焊缝表表面修磨、补补焊及焊缝反反修。方铁（方块垫）拆拆除不得用锤击法拆除除方铁（方块块垫），采用用碳弧气刨方方法，注意不不要伤及母材材。用砂轮机机将残留焊疤疤除去，注意意不要留下过过深的打磨伤伤痕，热影响响区的母材尽尽量少许打磨磨掉一点，并并用白粉划上上“O”标记，记录录其位置。焊缝表面修磨焊接结束后，对主主体对接焊缝缝，附件角焊焊缝、夹具痕痕迹以及因各各种原因伤及及球壳表面的的部位，应进进行必要的修修磨。补焊凡是因表面外观检检查，PT、MT、RT、UT检查发现现表面超标缺缺陷，当深度度大于0.55mm时，均均应进行补焊焊。球壳表面面的修补，按按GB123337-900标准中第7..7条规定进进行。补焊工工艺对照主体体焊接工艺规规程进行。焊焊后修磨，并并经PT或MT检查。焊缝返修凡是RT、UT检检测超标的内内部缺陷，均均应进行焊缝缝返修。焊缝内部返修按〈〈返修工艺规规程〉进行，返返修结束后，修修磨好，采用用UT或RT确认，并并做好返修记记录，在排版版图上标出返返修位置，返返修次数，返返修不得超过过二次。焊缝内部缺陷清除除方法：气孔孔、夹渣等缺缺陷可采用碳碳弧气刨，线线状缺陷采用用砂轮机慢慢慢地打磨掉。消消除缺陷深度度不得超过球球壳板厚度的的2/3，当缺陷陷末能清除时时，应焊接修修补后，从另另一侧气刨。对制定为裂纹性缺缺陷的焊缝，应应用砂轮机将将裂纹两端切切断再进行清清除。产品试板的焊接与与试验。每台罐应做平、立立、横、平仰仰焊四个位置置的产品焊接接试板各一块块。产品试板焊接与球球罐焊接同步步进行，焊接接按《焊接工工艺规程》进进行。产品焊接试板的尺尺寸，试样载载取和数量，试试验项目，合合格标准和复复验要求，应应按GB1550-89附附录G规定进行。产品焊接试板的焊焊接应符合《压压力容器安全全技术规程》第第71条2款规定行。试板应由施焊球壳壳的焊工，采采用施焊球壳壳时的相同条条件和相同焊焊接工艺焊接接，焊工应由由组焊单位质质检部门指定定。热处理时，应将产产品焊接试板板对称布置在在球壳赤道的的两则，并于于球壳紧贴，与与球罐一起进进行热处理。附件安装焊接与球体连接的部件件焊接按《焊焊接工艺规程程》进行。梯子平台制安按GGB502005-95规规范进行。焊缝检验焊缝的外观检查焊缝修磨后进行焊焊接外观检查查，检查方法法用肉眼、焊焊缝检测尺、样样板等进行。焊缝表面质量应符符合下列规定定：焊缝的热影响区表表面不应有裂裂纹、气孔、夹夹渣、凹坑、未未焊满等缺陷陷。焊缝的宽度比坡口口每边应增宽宽1～2mm。对焊接缝的余高，里里面在0～1mm以内，外外面在0～3mm以内。焊后几何尺寸检查查角变形：管理目标标值小于8mmm，允许值值小于10mmm。错边量：管理目标标值小于1..5mm，允允许值小于33mm。球内径：管理目标标值小于600mm，允许许值内径的00.7%且不不大于80mmm。两极净距与设计内内径：管理目目标值小于660mm，允允许值内径的的的0.7%%且不大于800mm。拉杆弯度：管理目目标值1.55mm，允许许值2.5mmm。球罐无损检测球罐所有对接焊缝缝清根后，须须进行渗透检检测。对焊接接完成36小时后，对对接缝进行1100%的射射线检测。在水压试验之前，对对接焊缝和热热影响区进行行的内外面，角角焊缝表面以以及卡具点的的焊疤等，进进行100%的磁粉检测测。磁粉探伤伤无法进行的的位置，进行行渗透探伤。球罐水压试验后，还还需对上述位位置进行20%的磁粉检测测，磁粉探伤伤无法进行的的部位，进行行渗透检测。对于返修的焊缝，仍仍须按上述规规定进行同样样程序的无损损检测。焊后整体热处理为消除残余应力，稳稳定结构尺寸寸，软化焊缝缝影响区，提提高焊缝韧性性，提高容器器抗应力腐蚀蚀性能，释放放焊缝区域的的有害气体，防防止裂纹产生生，从而提高高容器耐疲劳劳及蠕变温度度，球罐在组组焊完，水压压试验前，必必须进行整体体热处理。本工程根据现场情情况决定采用用燃油内燃法法进行热处理理，原理如下下：即将球罐本体作为为热处理炉膛膛，在球罐外外壁实施良好好保温。在球球体内安装燃燃气加热装置置，实行均匀匀加热。在这这一退火温度度下钢的屈服服强度大大降降低，于是就就发生塑性流流动，使焊缝缝附近的残余余弹性变形转转变为塑性变变形，残余应应力就得释放放。较长时间间的保温，有有利于焊缝金金属中氢的扩扩散。这样焊焊接残余应力力得以消除，避避免延迟裂纹纹和应力腐蚀蚀裂纹的产生生，提高球罐罐的使用性和和安全性。热处理前应对球罐罐进行一次联联合检查，确确保预焊件必必须焊接完,并做好热处处理的防风雨雨工作。热电偶应均匀布置置在球壳表面面。距人孔与球壳极环环焊缝边缘2200mm以以及产品试板板上必须设测测温点,相邻测温点点间距不大于于4.5m。热处理及保温要求求热处理温度5455～585℃保温时间：2小时时升温速度：3000℃以上升温速速率50～80℃/小时的范围围内。降温速度：从热处处理温度到3300℃的降温速度度宜在30～50℃范围内，300℃以下自然冷冷却。3000℃以上升温和和降温时，球球壳板表面上上相邻两侧温温点的温度不不得大于1330℃。支柱底板下部设置置柱腿移动装装置，利用千千斤顶，温度度每变化1000℃，柱腿进行行调整移位一一次，每次约约7～10mm。热热处理后重新新调整柱腿垂垂直度并拧紧紧拉杆螺栓。保温材料采用超细细硅酸铝纤维维被，厚度为为100mmm。球罐的人孔、接管管、连接极及及从支柱与球球壳连接的下下端算起，向向下至少1米长度的支柱柱进行保温。热处理时，保温层层外表面温度度应不高于660℃。温度记录采用自动动记录仪，仪仪表精度达到到1.5级要求求。顶部人孔上应设置置排气通风道道，通过开风风门来调整温温度。对加热设备的操作作必须由经验验丰富的人员员来完成。连续的热处理温度度曲线。热处理前后进行硬硬度测定。耐压试验试验准备球罐和零部件焊接接工作全部完完成经检验合合格。支柱找正固定。罐内打扫干净。强度试验介质：采采用洁净水进进行试验；气气密性试验：：采用压缩空空气试验。试验用压力表：量量程2.5MMPa，精度度1.5级，数数量2块。以球顶顶部压力表读读数为准。基础沉降观测（水水压试验需要要沉降试验）球罐在充、放过程程中，应在下下列过程中对对基础的沉降降进行观测。充水前。充水高度到1/33球壳直径时时充水高度到2/33球壳直径时时充满水后充水满24小时后后放液后。每个支柱基础都应应测定沉降量量，各支柱基基础应均匀沉沉降。放流后后，基础沉降降差不得大于于19，相邻支柱柱基础沉降差差不大于2mmm，超过时时，应采取措措施处理。试验时测量项目球罐内压力（原则则上每1个小时一次次）。球罐内部液温。膨胀量每个支柱基础沉降降量。天气及气温。试验时注意事项试验时，设置危险险区域，严禁禁无关人员进进入。严禁急激升压、降降压、应缓慢慢地进行。水压试验中，到达达最高压力时时，用照相机机拍摄压力表表，读数以便便于保存。安全阀校验合格。严禁升压到规定压压力以上。安全技术措施建立健全的安全保保证体系其它要求见储罐安安全技术措施施章节。质量控制措施要点点建立工程质量保证证体系项目经理项目经理项目总工/总质保师施工经理项目总工/总质保师施工经理设备材料部质量部施工部施工班组工艺责任师热处理责任师质检责任师焊接责任师设备材料部质量部施工部施工班组工艺责任师热处理责任师质检责任师焊接责任师质量管理责任师计量管理责任师专业技术责任师施工生产责任师材料责任师设备机具责任师质量管理责任师计量管理责任师专业技术责任师施工生产责任师材料责任师设备机具责任师专业工程公司质保师专业工程公司质保师质量控制要点序号阶段控制点点类别控制内容1准备阶段设计交底B设计意图、关键施施工、特殊要要求2球壳板质量检查B坡口尺寸、球壳几几何尺寸、超超声波抽检3焊接工艺评定C该项目或相同材料料焊接工艺评评定报告4施工方案审查B吊装方法组对程序序、焊接工艺艺、预热及热热处理措施5焊工资格检查C合格证项目、同类类项目资格、焊焊工编号6基础验收A标高、坐标位置、地地脚螺栓位置置7安装阶段球壳板组装B吊装工具、吊点、固固定方式、顺顺序8空位焊后检查A焊口间隙、错边、棱棱角等检查9支柱找正B支柱两个方向偏差差、垫铁检查查10球罐焊接B焊接工艺执行情况况、焊口处理理、预热措施施、焊接顺序序、焊工分布布等11焊后外观检查B咬肉、错边、气孔孔、角变形、裂裂纹12焊缝磁粉检查B表面裂纹检查13焊缝射线检查C焊缝质量综合报告告、底片抽查查14焊缝返修B返修工艺、执行情情况15返修后无损检查C探伤检查报告16球罐整体热处理A热处理工艺执行情情况及措施17试板检验C强度、焊缝及热影影响区硬度18立柱调整C垂直度斜拉紧情况况（热处理后后）19水压试验A检查焊缝渗漏等20基础沉降观测B水压试验前后下沉沉变化21磁粉探伤（按设计计要求）C表面裂纹情况22阀门安全阀检查A阀门试压密封口、气气密实漏、填填料试漏、安安全阀定压、回回座压力23附件安装C梯子、平台、阀门门、安全阀安安装、垫片正正确使用24交工阶段交工技术文件、竣