河南某化工企业m球罐施工方案

********化工有限公司1000m3二甲醚球罐现场组焊施工方案编制：审核：批准：质量：安全：中国化学工程****建设公司**分公司2006年8月18日目录1.工程概况2.编制依据3.球罐的基础检查验收4.施工具备的条件5.施工程序6.球罐组装7.球罐的焊接8.无损探伤检验：9.焊后整体热处理10.水压试验11.气密试验12.球罐防火、防腐13.总体交工1工程概况河南信阳市****县****化工有限公司1000m3二甲醚球罐设计主要技术参数全容积974.3m3设计压力1.16MPa材质16MnR充水重量1094798kkg介质液态二甲醚水压试验压力1.45MPa壳板厚度28mm气密试验压力1.16MPa容器类别三类焊缝系数1.0设计温度-19/60℃腐蚀裕度3.0mm基本风压值500Pa地震烈度72编制依据2.1.《压力容器安全技术监察规程》；2.2.GB12337-98《钢制球形储罐》；2.3.GB150-98《钢制压力容器》；2.4.GB50094-98《球形储罐施工及验收规范》；2.5.JB4730-2005《压力容器用无损检测》；2.6.GB50205-95《钢结构工程施工及验收规范》；2.7.《压力容器安全技术监察规程》1999版；2.7.施工图纸3、球罐的基础检查验收球罐基础采用予埋地脚板固定。当基础混凝土的强度大于设计要求的75%时方可安装，安装前应对基础各部位的尺寸进行检查和验收（见图3---1），其允许偏差应符合表3---1要求。基础各部位尺寸允许偏差表3---1序号项目允许偏差1基础中心圆直径（D1）±5mm2基础方位103相邻支柱基础中心心距（S）±2mm4基础标高各支柱基础地脚板板表面标高－6mm相邻支柱基础地脚脚板标高差3mm5单个支柱基础上表表面水平度2mm注：D1为球罐设计内径图3---1基础各部位尺寸检查4施工具备的条件4.1组焊方案已经审批，并报当地质量监督部门审查备案。4.2施工人员熟悉本岗位操作要领，领会本方案。4.3工程技术人员向施工人员进行安全、技术交底，并做好相应记录。4.4现场操作场地满足施工要求，并有相应安全防护及防火措施。4.5运输及施工现场道路畅通；相关障碍物与当地有关部门协调妥善处理4.6施工用水、消防用水、临时用电等符合要求并满足施工需要。4.7施工机具、吊装索具、起重运输设备已到现场；并经检查确认满足施工需要。4.8有相应的冬季施工措施。4.9编制焊缝排版图。5施工程序5.1球罐组焊程序球罐采用散装法组装，手工电弧焊焊接，施工程序见下图：6.球罐的组装6.1.施工准备（1）对于通至球罐安装现场的运输道路和工作区域进行平整。（2）对各种临时管路、水、电及库房等设施，按现场平面布置图的要求进行设置。材料验收基础验收支柱地面组装赤道带吊装材料验收基础验收支柱地面组装赤道带吊装下极板吊装上极板吊装赤道带外纵缝焊接下极板外拼缝焊接上极板外拼缝焊接赤道带内纵缝焊接下极板内拼缝焊接上极板内拼缝焊接上环缝焊接下环缝焊接RT、UT检验焊缝返修MT-1整体热处理水压试验MT-2梯台安装竣工防腐涂漆气密试验（4）对施工用的计量器具、样板等工具进行校验，工具加工件等全部运抵现场。（5）对使用的低氢形焊条J507，按批号进行扩散氢复验，扩散氢试验方法按GB3965-83的规定进行，烘干后的实际扩散氢含量应符合≤2.0mL/100g。（6）做好球壳板及其受压零部件的开箱检查及验收工作。（7）对施工图纸、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。6.2.球壳板检验（1）球罐安装前，对球壳板的曲率与几何尺寸、支柱全长与直线度及坡口表面质量进行全面复查。1）曲率允许偏差：样板的弦长不得小于2000mm，样板与球壳板的间隙不得大于3mm。2）几何尺寸允许偏差：长度方向弦长允差不大于±2.5mm；宽度方向弦长允差不大于±2mm；对角线弦长允差不大于±3mm；两条对角线应在同一平面上，用两直线对角测量时，两直线的垂直距离偏差不得大于5mm。3）支柱：支柱的直线度允许偏差不大于8mm；全长长度允许偏差为3mm。支柱底板的组焊应垂直。其垂直度允许偏差不大于2mm。4）坡口：坡口表面应平滑，表面粗糟度Ra<25μm；平面度<0.65mm。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。（2）对球壳板进行超声波探伤抽检，每台球罐抽检部位及数量为上、下极板各1块，赤道带各4块。其结果应符合JB4730.3-2005的规定的Ⅲ级合格。若发现超标缺陷。应加倍抽检，若仍有超标缺陷则应100％检验，单张球壳板检测部位为球壳板周边100毫米范围内全面积超声检查。（3）球壳板的厚度复检应进行抽查，实测厚度不得小于名义厚度减去钢板的负偏差。抽查数量为球壳板总数量的20%，其中赤道带为4块，上下极各1块，每张球壳板的检测不应少于5点，抽查若有不合格，应加倍抽查；仍有不合格，应对球壳板逐张检测。6.3.组装卡具的布置与方铁的点固赤道带及上极组装用方铁、卡具均应布置于壳板外侧；下极组装用方铁、卡具均应布置于壳板内侧，间距为800--1000mm范围内。方铁点固应三面连续焊，由持证焊工焊接，焊脚高不小于10mm。工卡具的焊接。引弧和熄弧点应在工具焊道上，严禁在非焊接位置任意引弧和熄弧。所有附件、卡具与球壳板的焊接，都必须遵守球罐焊接工艺，预热温度焊接规范要满足工艺要求，避免咬肉、擦伤等通病。工卡具拆除时，不得伤及母材，切除后应打磨平滑，并进行磁粉探伤。6.4.支柱与赤道带板的组焊支柱下段与赤道板组焊在组装平台上进行，平台高度必须计算准确。6.5.操作脚手架制安操作用的内脚手架采用Φ48焊接钢管，全部为扣件连接。每一层脚手架上铺设跳板，作为操作平台。外脚手架与防护棚连为一体，在球罐吊装完成后组装，采用单排结构。卡扣连接防护棚采取地面预制成片，分片吊装。外部用苫布覆盖，要求达到防风、防雨，满足焊接及无损检验的要求。如图6.6.球壳板吊装本球罐组装采用散装法，即将每块球壳板逐次吊起，组装成球体，其吊装顺序如下：赤道带板-上极板-下极板。（1）赤道带板吊装：先下极板临时吊放到基础内，待内脚手架组立完成后，进行赤道板的吊装。吊装时，先吊第一块带支柱的赤道带板。就位后用钢丝绳临时拉紧固定，用同样方法进行第二块带支柱的赤道带板的吊装，然后吊装不带支柱的赤道带板插入两个带支柱的赤道带板之间，随即用卡具找正固定，依照上述方法，直至赤道带闭和。（2）下极板吊装：下极板吊装时，可采用焊接吊点的办法，每块板外侧焊接两个吊点。吊装就位时，与赤道带上环口用卡具连接，逐块板依次封闭，并调整好赤道带、下极板焊缝间隙。其吊装顺序：极边外板-极边板-极中板（3）上极板组装：下极板组装调整完成后，再组装上极板（吊装顺序同上）。6.7.调整和点固（1）.调整的顺序为：赤道带纵缝-上、下极板拼缝--上下极环缝。（2）.调整时不得采用机械方法进行强力组装。调整后的各检查值应符合以下要求：1）对口间隙2±2mm；2）对口错边量≤3mm；3）用弦长L不小于1000mm的样板，沿对接焊缝每500mm测量点，棱角E组装后不应大于7mm；4）支柱垂直度允许偏差（径向、轴向）应≤15mm。（3）人孔、接管的安装应符合如下要求：1）人孔、接管的开孔位置允许偏差不应大于5mm；2）人孔接管的外伸长度允许偏差不应大于5mm；3）在开孔球壳板周边100mm范围内及距开孔中心一倍开孔直径处，用弦长不小于1000mm的样板，检查极板曲率，最大间隙不得大于3mm。（4）调整合格后，应由持怔焊工以正式的焊接工艺进行点固，点固焊焊缝长80--120mm，间距150--200mm，焊肉厚应大于8mm，丁字缝必须点固，引弧和熄弧点均应在坡口内。7球罐的焊接7.1一般规定按照JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》进行工艺评定。参加球罐施工的焊工必须持有劳动部门发给的锅炉压力容器焊工考试合格证，合格项目应与施焊的钢种、焊接方法和焊接位置相符。焊条必须具有质量证明书，质量说明书包括熔敷金属的化学成份、力学性能、扩散氢含量等。焊条须在干燥通风良好的室内仓库中存放。焊条贮存库不允许放置有害气体和腐蚀介质，室内保持整洁。焊条应存放在架子上，架子离地面高度距离不小于300mm，焊条堆放应按种类、牌号、批次、规格、入库时间分类堆放。焊条库应设温度计、湿度计，相对空气湿度不得大于60%。应认真填写记录。焊条使用前应进行烘干，碱性低氢焊条应在350-400℃烘干1-2小时，然后焊条保存在100-150℃的恒温箱中，药应无脱落和裂纹。焊条在保温筒内不宜超过4小时，超过后应按原烘干制度重新烘干，重复次数不宜超过两次，由专人负责焊条烘干、发放及回收工作，并做好记录。记录上应有牌号、批号、温度等内容。当施焊环境出现下列任一情况，且无有效防护措施，禁止施焊：a.雨天及雪天;b.风速超过8mm/s;c.相对湿度在90%以上;焊接中应注意焊道起弧端的质量，起弧端应将弧坑填满，多层焊的层间接头应错开。气刨清根刨槽要直、光滑并用砂轮打磨出金属光泽，外观检查无裂纹、气孔等缺陷，经检查合格后方可继续施焊。对于球罐焊缝及嵌入式接管与球壳对接焊缝焊后进行200-250℃/0.5-1小时后热消氢处理。焊缝表面不得有裂纹、咬边、气孔、弧坑和夹渣等缺陷，应不得保留有熔渣与飞溅物。对接焊缝余高0-3mm,角焊缝焊脚尺寸当图样无规定时，取焊件中较薄者之厚度。交焊缝应有圆滑过度到母材的几何形状。7.2焊接工艺焊接工艺规范参数见工艺评定。定位焊在焊缝调整后进行，并在150mm范围内进行预热宜焊在正式焊道的第一层，其引弧和熄弧都应在坡口内。壳体结构的点固长度一般应不小于50mm左右，间距200—300mm，焊肉厚度约6mm。点固焊缝应配合组焊过程用碳弧气刨逐步除去，不能使其残留在熔敷金属内。定位焊规范参数应按焊接工艺评定的参数值执行。a)对定位块的焊接。在定位块上引弧后，焊脚高度10—12mm。b)对吊耳块的焊接。在保证足够的强度的原则下，不采用封闭焊缝。在吊耳上引弧，在吊耳两面各焊45—55mm焊肉，焊脚高度10—12mm。c)对引弧板等临时工装手段施焊处，宜一侧点焊。焊脚高10—12mm，长度60—80mm，间隔200mm，不得在球壳上直接引弧。7.3球壳坡口修补在组对前进行坡口修补，在钝边上引弧部位要在停焊后迅速打磨，还需探伤合格。7.4柱腿与球壳的连接焊组对时要注意柱腿及托板的焊缝与该块球壳上任何一条焊缝，相距不小于100mm，组对与点固时应防止该块板的变形。点固长度100mm，间隔200mm，焊肉高视球壳体积的大小与球壳的厚薄一般为8—10mm，整个焊缝的焊接应在球罐主体焊完后进行。被托板覆盖的焊缝可在胎具上一次完成，但应采取防变形措施。7.5主焊缝的焊接由于本球罐的材质16MnR.厚度为28mm，根据规范的要求具备常温下可直接焊接，不需要焊前预热（前提是焊前焊件温度不低于0℃）。主体焊接工作是焊接的重点，其质量直接影响到球罐服役的安全可靠性。施焊前及施焊过程中应排除一切影响焊接的不利因素。焊接程序原则上先焊纵缝，后焊环焊缝；焊接完成后应立即进行焊缝的接脱氢后热处理，后热温度为200—250℃，后热时间0.5—1小时。焊接工位均匀分布，施焊时所有的工艺参数及敷焊层次序与焊接工艺评定基本相同，焊工应在焊接完成后距球罐焊缝50mm处指定部位打上焊工钢印代号并做记录，对不允许打钢印的球罐应采用排版图记录。为了保证球壳主体焊缝在组焊过程中的可靠性，在改变焊接工位之前，该条焊缝最少焊两层以上且焊到末端。引弧采用回焊法，在焊道前方引弧，然后拉回到焊接处焊接，严禁在坡口外引弧。纵焊缝（打底层）焊接时，相对整条焊缝采用分3-4段倒退向上焊接，其余各层填充与第一层运条方向一致。注意防止未焊透及咬肉等缺陷产生，每层焊接表面应填平或呈凹形，这样便于清渣，也避免熔合不良，便于下一层的焊接，熔敷厚度与工艺说明书中要求相当，层次之间的接头应错开。盖面前凹槽以1-2mm为宜，但要避免咬边和未熔合等缺陷的产生，焊缝余高为0-3mm,焊缝宽度应保持一致，压边为1-2mm。纵缝得首末端的焊肉应达到环缝的坡口中心，待环缝焊接时，打磨至坡口平齐。7.6环缝的焊接第一层相对每位焊工分段范围内采用分段退焊,按800-1000mm的长度进行分段,且内侧与外侧的焊接方向一致,焊接时摆动不宜过大，其余各层施焊时不作摆动，采用压道焊，注意清除要彻底。每层间的起焊位置应错开80-100mm,且离开丁字缝200mm左右。先焊侧包括盖面层在内留一、二层，待另一侧清根、填充、盖面后再焊。两侧盖面凹槽深1-2mm,其注意事项同纵焊缝。7.7接管及人孔环缝焊接接管及人孔环缝焊接，相对整条焊缝采用分段焊。每层要焊成封闭的环形焊道后，方可进行下一层、道的焊接，当开孔较小时，宜增加或扩大预热范围。层道间的要求及运条要求同环焊缝焊接。焊脚高不低于图纸上的要求尺寸。7.8其他结构焊接其他结构焊接是指指直接与球壳壳相焊接的结结构焊接。按按施工图纸要要求进行。7.9返修工艺及及要求返修工艺及要求应应与正式焊接接工艺相同。凡经过外观及无损损探伤检查不不合格的焊缝缝，现场技术术负责人必须须组织检查人人员、探伤人人员及焊工，查查清原因，确确定缺陷的性性质部位，认认真落实返修修措施，严格格执行返修工工艺，保证一一次返修合格格。返修时，检查员及及现场技术负负责人必须到到位，进行监监督检查。缺陷消除可采用气气刨或砂轮打打磨，选择缺缺陷距表面较较近处进行消消除缺陷工作作，气刨后用用砂轮打磨露露出金属光泽泽。所有返修部位长度度应>100mmm,两缺陷间隔隔小于50mmm时应合为为一处返修。补补焊时，不得得中间停顿，须须一次完成，接接头及回火焊焊道须打磨平平滑。返修工艺采用气刨时时应用砂轮清清除渗碳层，并并打磨圆滑过过度，经渗透透或碎粉检测测合格后方可可焊接修补；；气刨深度一一般不应超过过板厚的2/3，当缺陷仍仍未清除时应应焊接修补后后从另一侧气气刨。7.10产品试板板的焊接试板的钢号、厚度度及热处理工工艺均应与球球壳板相同。试板应由施焊球罐罐的焊工与球球罐焊接相同同条件和相同同的焊接工艺艺情况下焊接接。球罐应做横焊位置置，立焊位置置和平焊加仰仰焊位置产品品试板各一块块，试板尺寸寸300*6550mm。试板焊缝应经外观观检查和1000%射线检检测并经超声声波检测合格格。取样时应应避开焊接缺缺陷。产品焊接试板应与与球罐一起进进行热处理。7.11气刨清根根气刨的刨槽要直、光光滑、深浅和和宽窄一致（有有缺陷处可深深刨，但不应应超过球壳厚厚度２/３，消除缺缺陷为止）并并经砂轮打磨磨，露出金属属光泽。规定：碳棒直径：Φ8mmm伸出长度度：80—100mmm电流：320-4400Ａ电弧弧长：1-2mm压缩空气：0.77—0.6MPPa气刨速度：0.77—1m/minn气刨时使用的电流流较大，应注注意防止焊机机过载，连续续使用时间过过长而损坏焊焊机。7.12焊缝外观观检查焊后几何尺寸要求求：球罐焊后几何尺寸寸检查项目标准要求错边量≤3角变形≤10赤道截面最大最小小直径差两极净距与设计内内径差≯80mm柱腿垂直度（高度度≥8m）≤12mm外观检查a焊缝及热影响区不不得有裂纹、咬咬边、气孔、弧弧坑及夹渣等等缺陷。b盖面层焊缝宽度每每边压边1-2mm,内外表面焊焊缝余高：00-3mm.c焊缝表面要求圆滑滑过渡。如有有缺陷或机械械损伤应用砂砂轮清除。修修磨深度应小小于球壳板厚厚度的5%，且不大大于2mm,否则需进行行焊接修补。d角焊缝应圆滑过渡渡到母材。e焊缝两侧的飞溅物物必须清除干干净。8无损探伤检验验：8.1从事无损探探伤人员，必必须持有技术术监督部门颁颁发的锅炉压压力容器无损损检测人员技技术等级鉴定定证书，取得得Ⅱ级以上的人人员，方可检检查和签发检检验报告。8.2焊缝表面的的形状尺寸及及外观检查合合格后，方可可进行无损探探伤。8.3球罐对接受受压焊缝（包包括Nn≥250mmm的接管对接接焊缝）按JJB47300-20055进行100%%射线检验，Ⅱ级合格，应应在焊接完成成24h以后进进行；在完成成射线检测合合格后，应对对主焊缝进行行不少于20%的超声复检检。8.4在热处理前前球壳上所有有焊缝对接表表面的工卡具具焊迹、缺陷陷修磨处及人人孔、接管与与球壳板焊接接焊缝的内外外表面、补强强圈、垫板、支支柱、其它角角焊缝的外表表面应进行1100%磁粉粉或渗透检测测。8.5在球罐压力力试验后应进进行磁粉检测测或渗透检测测复查，复查查比例应为焊焊缝全长的20%及以上，复复查部位包括括每一相交的的焊缝接头、接接管与球壳板板焊缝内外表表面、补强圈圈、垫板、支支柱及其它角角焊缝的外表表面、每个焊焊工所焊焊缝缝及工卡具焊焊迹打磨和壳壳体缺陷焊接接修补和打磨磨后的部位。8.6重复检查，经经射线或超声声波探伤的焊焊缝，如有不不允许的缺陷陷，应在缺陷陷清除后焊补补，并对该部部位按原探伤伤方法重新检检查，直至合合格。9焊后整体热处理9.1一般规定热处理前，与球罐罐受压件连接接的焊接工作作必须全部完完成。热处理前，应把产产品焊接试板板对称布置在在球罐赤道带带的外侧，并并应与球壳板板紧贴。热处理前，应做好好防雨、防风风、防停电等等措施。9.2热处理工艺艺本球罐采用内燃法法整体进行。即即将球罐本体体做燃烧室。上上部人孔做排排烟孔，下人人孔设霍克喷喷嘴燃烧器，以以柴油做燃料料，电点火，石石油液化气引引燃，按规定定控制升温、恒恒温、降温各各个过程，具具体要求如图图示。自由升温自由升温650625600300降温速度≤30-50℃/h升温速度≤60-80℃/h温度℃保温时间120分钟自由降温小时热处理温度6255±25℃；保温时间70miin；在300℃以下时升升温速度可不不控制，3000℃以上时，升升温速度控制制在60-80℃/h范围内；；降温时，从热处理理温度到3000℃时降温速度度控制在300-50℃/h范围内，3000℃以下可在空空气中自然冷冷却；3000℃以上升温和和降温时，球球壳表面上相相邻两侧温点点的温差不得得大于1300℃。9.3保温要求球罐得人孔接管、连连接板及从支支柱与球壳连连接焊缝的下下端算起向下下至少1m长度的支支柱应进行保保温。热处理时，保温层层外表温度不不高于60℃。选用超细细玻璃棉，铺铺设两层，厚厚度约1000mm。两层层接缝处应错错开，扎紧防防止脱落。9.4测温系统测温点应均匀布置置在球壳表面面，相邻测温温点的间距为为4.5m，距距人孔与球壳壳板环缝边缘缘200mmm以内及产品品焊接试板上上，必须设测测温点。温度计录宜采用长长图连续自动动记录仪表，仪仪表精度应达达到1%的要求，并并应与热电偶偶、补偿导线线匹配。9.5柱脚移动热处理前在支柱底底板下部设移移动装置；热处理过程中，应应监测柱脚位位移，并按计计算位移值及及时调整柱脚脚位置，一般般温度每变化化100℃应调整一次次；热处理后，应测温温并调整支柱柱垂直度，其其偏差应符合合要求。10水压试验10.1水压试验验时，必须在在球罐顶部和和底部各设一一个量程相同同，并经过校校正的压力表表。本试验选选用压力表的的量程为0--6MPa，压力力表的直径以以不小于1550mm为宜宜，试验压力力以球罐顶部部压力表读数数为准。试验采用温度不低低于5℃的清洁水，试试验压力为11.45MPPa。10.2试验要求求：试验时，球罐顶部部应设排气口口，充液时将将球罐内的空空气排净，试试验过程中应应保持球罐外外表面干燥；；试验时，压力应缓缓慢上升，升升至0.733MPa时，保保持15miin，然后对对球罐的所有有焊缝和连接接部位进行渗渗漏检查，确确认无渗漏后后继续升压；；压力升至1.3MMPa时，保保持15miin，再次进进行渗漏检查查，确认无渗渗漏再升压。压力升至试验压力力1.45MPPa时，保持持30minn，然后将压压力降至1..16MPaa进行检查，以以无渗漏为合合格。水压试验完毕后，应应将水排尽，用用压缩空气将将罐内吹干，排排液时，严禁禁就地排放。压力试验合格后，底底板与基础，拉拉杆与支柱应应进行固定连连接。10.3基础沉降降要求：球罐在充放水过程程中，应在下下列过程中对对基础的沉降降进行观察。A充水前；b充水到到1/3球罐本本体高度；c充水到2/3球罐罐本体高度；；d充满水时；e充满水24h后。f放水后。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，放水后后基础沉降差差不得大于112.3mmm，c相邻支柱柱基础沉降差差不得大于22mm，超过过时采取措施施处理。11.气密试验11.1水