山东某石化原油罐焊接施工方案

PAGEPAGE1目录1工程概况 32工程特点 33焊接方法 34焊前准备 34.1坡口形式 34.2焊接材料 44.2.1焊材的选择 44.2.2焊材的使用要求 54.3焊接工艺评定 64.3焊接工艺参数 65焊接过程 65.1焊接环境 65.2焊接顺序 75.3主要焊接工艺 85.4预热、层间温度控制和焊后热处理 95.5焊接变形控制 105.6过程控制 116修补与返修 126.1修补 126.2返修 127无损检测 138机械设备 139环境安全 149.1环境管理 149.1安全管理 1410质保体系 1410.1人员职责 1410.2质保体系图 1611进度计划 1711.1现场焊接设备布置 1711.2现场焊接进度 1812引用规范及标准 1913交工资料目录 201工程概况本工程为***港***原油罐区一期工程。共有4台50000m3和6台100000m3双盘式外浮顶原油储罐以及原油、蒸汽、消防、氮气等工艺管道约30000m。其中50000m3储罐罐体重约1200t，高19.54m,直径60m，由8圈板组成，主要材质为16MnR和Q235B；100000m3储罐罐体重约2100t，高21.97m,直径80m，由9圈板组成，主要材质为08MnNiVR、16MnR和Q235B。各种规格底板焊缝总延长米约22600m，壁板环向焊缝（包括底圈T角缝）总延长米约19637m，壁板纵向焊缝4510m，浮舱焊缝总延长米约70000m，其他Ⅲ、Ⅳ类焊缝若干。直径DN50～DN900管道焊口总数约5000个，主要材质为20＃、L245。2工程特点1）储罐制作安装采用正装工艺，主要接头形式为对接；2）浮顶板薄，焊缝密集；3）焊接工作量大、工期紧；4)首次使用08MnNiVR高强度钢材，对前期准备和中间控制过程要求严格。3焊接方法根据现场实际和规范要求，确定各部位的焊接方法见下表3.1表3.1各部位焊接方法一览序号部位接头形式焊接方法备注1底板边缘板对接SMAW收缩缝GMAAW+SAAW2底板中腹板对接GMAW+SSAW丁字处SMAAW3底圈T角缝角接SMAW+SSAW4壁板立缝对接EGW5壁板环缝对接SAW6附件安装对接、角接SMAW7浮盘安装、管管道角接SMAW8其他任意SMAW9管道对接GTAW＋SSMAW4焊前准备4.1坡口形式50000m3原油储罐用钢板厚范围δ为：10~32mm；100000m3原油储罐用钢板厚范围δ为：12~32mm。根据各焊接工艺的要求，制定如表4.1.2所示接头坡口形式。其中表3.1中1、2、3、9项按图纸及设计要求，具体要求见表4.1.1表4.1.1组对要求项目间隙形式角度备注边缘板对接内端10~112mm外端6~8mmm加垫板40°中腹板对接及及收缩缝4~5mm加垫板40°大脚缝///内切5×133（高）坡口口管口对接间隙2～3/50°～600°可参见表4..1.11中V型坡口SMAWW表4.1.1不同厚度板材坡口形式焊接方法坡口形式厚度mmSMAWSAWEGW10、1212～2222～324.2焊接材料4.2.1焊材的选择根据不同的材质和焊接工艺，配以合适的焊接材料，具体见表4.2.1.1、4.2.1.24.2.1.1各焊接工艺用焊材一览表序号材质焊接方法焊材规格焊条焊丝附加金属1Q235BSMAWJ427//Φ3.2、ΦΦ4.02Q235BGMAW+SSAW/ER50-66+H088AH08AΦ1.2+ΦΦ4.0+Φ1.03Q235BEGW/SQL5077/Φ1.64Q235BSAW/H08A/Φ3.25Q235B++16MnnRSMAW、SSAWJ427H08A/Φ3.2616MnRSMAWJ507//Φ3.2、ΦΦ4.0716MnREGW/SQL5077/Φ1.6816MnRSAW/H10Mn22/Φ3.2916MnR++08MMnNiVVRSMAW、SSAWJ507H10Mn22/Φ3.21008MnNiiVRSMAWJ607RHH//Φ3.2、ΦΦ4.01108MnNiiVREGW/DWS-600G/Φ1.61208MnNiiVRSAW/US-49/Φ3.21308MnNiiVRSAW（T角角）/US-40/Φ2.41420＃、L2245GTAW+SSMAWJ422H08Mn22SiA/Φ2.5、ΦΦ3.24.2.1.2埋弧焊用焊剂一览表序号材质焊接位置焊剂备注1Q235B平焊HJ4312Q235B横焊SJ1013Q235B++16MnnR平焊HJ4314Q235B++16MnnR横焊SJ101516MnR横焊SJ101616MnR大脚焊SJ1017Q235B++08MnnNiVRR平焊HJ431816MnR++08MnnNiVRR横焊SJ101908MnNiiVR横焊MF-33HH1008MnNiiVR大脚焊MF-3000或MF-333H表4.2.1未提及的50000m3角焊缝用焊材同于其埋弧横焊。同时，储罐罐壁接管部分的焊接，统一按高匹配要求，即：50000m3储罐底圈罐壁接管焊接材料用J507焊条，100000m3储罐底圈罐壁接管焊接材料用J607RH焊条。浮顶焊接面积大，考虑环境对焊接的影响及焊条自身的使用要求，统一采用J422焊条。4.2.2焊材的使用要求焊材的使用必须按照规范要求进行存放和烘干保温，具体见下表4.2.2.1表4.2.2.1各类焊材烘干保温要求序号焊材烘干温度/℃℃保温时间/hh备注1J42215012J42735013J50735014J607RHH350～433015SJ101300～355026MF-33HH/MF--300350～40002焊材烘干和发放必须进行记录，领用时有领用人签名并安表格内容填写领用细况。焊材管理必须由对其性能和使用有一定了解的专人负责，并监督焊材的有效使用时间和督促及时进行回烘，做好焊条头的回收管理。4.3焊接工艺评定在施焊前对，对无相应焊接工艺评定报告的各焊接工艺进行评定工作，且评定报告项目能覆盖现场进行所有焊接项目。具体根据图纸及设计要求，执行JB4708－2000《钢制压力容器焊接工艺评定》和GB50128－2005《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》附录A要求。同时根据相应评定报告，确定施焊参数及措施。4.3焊接工艺参数表4.3.1各工艺焊接工艺参数序号焊接方法电流/A电压/V焊接速度cmm/minn气体流量L//min备注1SMAW120～188022～2510～15/2GMAW180～200020～258～12203SAW550～655030～3532～40/平焊4SAW450～500025～3240～60/横焊5SAW300～455025～3030～50/角焊6EGW350～422035～4012～1820～257GTAW90～120012～157～1015～205焊接过程5.1焊接环境焊接环境出现下列任一情况时，必须采取有效防护措施，否则禁止施焊。1）风速：气体保护焊时大于2m/s，其他焊接方法大于10m/s；2）相对湿度大于90%；3）雨雪环境；4）环境温度：碳素钢焊接时低于-20℃，低合金钢焊接时温度低于-10℃，标准屈服强度大于390MPa的低合金钢焊接时低于0℃；5）焊件温度低于-20℃。5.2焊接顺序1）中腹板焊接时，从中间分两边对称焊接（见图1浅兰色3#箭头示），先焊短焊缝，后焊中长焊缝，最后焊接长焊缝（Ⅱ→Ⅰ→Ⅲ），短缝焊接顺序见图中Ⅱ-1～6，中长焊缝中焊接顺序见图中Ⅰ-1～15，长焊缝焊接顺序见图中Ⅲ-1～16。同时，中长缝与长焊缝从中间往两边退焊，分别如图1蓝色1#和红色2#箭头示；2）边缘板焊接时，焊工均匀分布，沿同一方向施焊。首先焊接边缘板外端300mm焊缝，在罐底与罐壁角焊缝焊完后且与中腹板之间的收缩缝施焊前，完成剩余边缘板焊缝和中腹板的对接焊缝；3）罐底大脚缝第三圈环缝结束后开始焊接，由若干焊工从罐内外沿同一方向进行分段均布焊接，内外初层焊道焊接结束后仍以先内后外的顺序埋弧盖面；4）罐壁的焊接，先焊纵向焊缝，后焊环向焊缝。当焊完相邻两圈壁板的纵向焊缝后进行环向焊缝焊接，纵环缝焊接时先焊外侧焊缝后焊内侧焊缝，焊机均布，并沿同一方向施焊；3#2#1#3#2#1#图1底板焊缝布置及焊接顺序5）浮顶的焊接，由中心向外焊接，根据人“字”形铺板规则，随铺板进度先点焊后采用分段跳焊的方法进行。焊接时先进行背面间断焊，后正面满焊。5.3主要焊接工艺1）气电立焊①熔池表面与铜滑块气道下沿相对位置控制在5～10mm，因为熔池过低，CO2气体达不到保护熔池的作用，熔池过高，容易堵塞CO2气体通道。CO2气体纯度大于99.5％，水含量小于0.005％；②焊枪嘴与铜滑块上端相对位置控制在10～15mm，焊丝伸出长25～35mm,在板厚方向摆动幅度为5～7mm,焊丝摆动根据不同板厚，摆动频率控制在2～3HZ；③焊接过程中存在焊道不规则，熔池突变现象，焊工应及时作出调整，保证焊丝在过熔池中心、垂直于焊道的位置摆动，并随时清理熔池内析出物；④起始焊接时可以在端头滑块处加部分碎丝起弧，以免损坏母材，且便于清理。同时加收弧板熄弧，保证接头处焊道填满，无残留缺陷；⑤降低飞溅率：电流的选择避开飞溅率高的区间150~300A，选择匹配的电压，调整合适的焊枪角度。2）埋弧自动横焊①由于埋弧焊根部焊缝基材稀释率大，所以限制焊接速度过快，避免热裂纹的产生；②控制焊剂敷设厚度，焊剂太厚时内部气体不易逸出，容易产生气孔;焊剂太薄时，焊剂起不到保护作用,对风大焊药无法保护情况应停止焊接；③焊接好第一道焊缝是控制横缝自动焊质量的关键，调整焊枪和焊丝达最佳距离。距离太小，容易造成熔深过大、产生高温裂纹;距离太大，根部熔合不良，易产生夹渣；④焊丝夹角在起弧时不得小于35°，打底焊道应以平滑过渡形式填充，即熔合比主要集中在下圈坡口。焊丝端头距坡口根部5mm,焊丝杆长15～30mm，调整焊丝不可将机头回调，应将焊丝缩回，保证焊丝在正式焊接时回到预调好的位置；⑤控制金属熔敷角度,避免熔敷金属与上坡口形成焊缝死角造成紧跟焊层在焊接时焊渣无法熔出而形成夹渣等焊接缺陷；⑥焊缝预热采用液化气配专用烤把，调整烤把距离和气体流量，保证坡口两侧100mm以内钢板温度达到预热要求；层间焊道应进行回车火加热“保温”。⑦近横焊道位置的立焊起弧端短缝在焊接时必须反向磨除20～30mm，当有缺陷时应进一步扩除。横焊在此部分焊接完成后进行；⑧严格清根质量和方式，必须清除缺陷至背面根部焊道，并在背面重新形成要求坡口，严禁垂直于壁板式小坡口的出现。3）埋弧自动角焊①焊条手工焊打底，保证焊道的熔透性，及初层焊道质量，焊前对坡口进行100～150℃预热；②保证角焊缝坡口的疲劳强度以及耐腐蚀能力，增加焊缝熔合深度及熔合比，所以在T角焊缝一侧开一定角度的坡口。③角焊缝主要受解应力及腐蚀作用，应此焊缝应避免咬边等主要缺陷，并保证焊缝圆滑过度。④焊道填充由底向上封层,必须在底层形成要求宽度,尤其罐内侧焊道。同时，内侧焊道高度必须覆盖坡口高度。⑤罐外侧焊角（高×宽）13×13，内侧焊角（高×宽）13×25，并以凹状过渡。单位：mm；5.4预热、层间温度控制和焊后热处理本条主要针对有设计及规范要求的100000m3原油储罐用08MnNiVR材料。1）预热：预热可以控制焊接冷却速度、减少和避免热影响区中淬硬马氏体组织的产生。降低热影响区硬度，降低焊接应力，有助于接头中氢的逸出，降低冷裂纹产生几率。预热温度t0计算公式：t0（℃）＝－214＋324Pcm＋17.7[H]+0.014Rm＋4.73δ式中：[H]――熔敷金属中扩散氢含量（甘油法，ml/100g）Rm――被焊金属的抗拉强度（MPa）δ――被焊金属的板厚从公式可以得出：08MnNiVR材料板厚δ=32、29、22mm的预热温度分别为108、94、80℃，厚度δ≤19mm的预热温度为50℃或可不预热（常温）。2）层间温度控制：对于多层多道焊，为了促进接头区氢的逸出，防止焊接过程中氢制裂纹的产生，必须控制焊道间温度不低于预热温度。3）焊后热处理：按照图纸及设计要求，对SR系列08MnNiVR的接管焊后进行整体热处理，一般加热到585，保温2.5h（升温速度160℃/h，降温速度210℃/h）。5.5焊接变形控制钢板焊接过程中受焊接热的影响，在焊道及附近温度场内会产生一定的应力变形，不仅会影响生产工艺流程的正常进行，而且会降低结构承载能力，影响结构尺寸精度和外形。因此，针对储罐施工中各部位可能发生的变形和所要进行的焊接工艺采取防护和做一定的反变形措施，其主要行为为加背杠及斜撑，详见图2，图3，图4。图2纵缝防变形背杠图3环缝防变形背杠图4大角缝防变形斜撑背杠和斜撑的数量可根据板厚、板强度及变形可能程度定，一般纵缝为4～5块/2m，环缝3根/2m，大角缝3根/2m。环缝浮盘焊接过程中，虽有桁架、隔舱板等控制变形措施，但由于焊接量大和板薄的原因，必须进行局部背杠。根据储罐焊接先外后内的规则，罐壁板焊接时可预做反变形措施：焊前焊缝处略往外；边缘板焊前端头垫高约30～40mm。5.6过程控制1）焊接前应检查组对质量是否满足焊接要求，并清除坡口面及坡口两侧20mm范围内的铁锈、水分和污物，并应充分干燥；2）焊接中始端应采用后退起弧法，必要时采用引弧板，终端可加收弧板保证弧坑填满，多层焊的接头应错开，尤其边缘板外端焊接时每层接头应错开50mm左右，同时接弧处应保证焊透与熔合；3）固定焊缝的长度根据不同的材质可分为：碳素钢和低合金钢不小于50mm，标准屈服强度大于390MPa的低合金钢不小于80mm;4）固定焊应严格控制焊接参数和焊接速度，不得出现严重咬边和母材损坏严重以及点固焊缝希长拖沓现象。应按照正常焊接工艺使用母材匹配焊材进行焊接；5）不得在母材上引弧，对固定焊裂开焊缝应磨除并经铆工配合从新点固后进行正常焊接；6)对点固焊等造成严重坡口损伤或其他焊接方法无法正常施焊处必须进行打磨修补后再行焊接；7）板厚大于等于6mm的搭接角焊缝至少两道成型；8)焊接时应按焊接施工技术措施或焊接工艺卡严格控制线能量，08MnNiVR板材焊接线能量不得大于100KJ/cm;9）除有特殊要求外，所有异种钢焊接时焊材的选择以低匹配焊材的焊接工艺；10）采取局局部预热时时，为防止止局部应力力过大，预预热的范围围为焊缝两两侧各不小小于焊件厚厚度的3倍且不小小于1000mm，并并用红外线线测温仪在在焊道两侧侧各50mmm测温达达到预热要要求；11)双面面焊必须进进行背面清清根，至打打磨出正面面打底的焊焊缝金属；；12）对不规规则管口必必须进行校校正，保证证组对质量量。严格控控制氩气纯纯度满足施施工要求；；焊口间距距不得小于于管道直径径，且不得得小于1550mm，螺螺纹管应避避开十字缝缝。13)低氢焊焊条使用时时，必须放放进保温桶桶，且每次次使用时从从中抽取1~3根，每筒筒在用后2小时内未未用完则必必须重新进进行烘焙。6修补与返返修6.1修补1）深度超过过0.5划伤、电电弧擦伤、焊焊疤等的有有害缺陷，应应打磨平滑滑。打磨后后的钢板厚厚度不应小小于钢板名名义厚度扣扣除负偏差差值；2)缺陷深度度或打磨深深度超过11mm时，应应进行补焊焊，并打磨磨平滑；3）对焊缝咬咬边或凹陷陷深度大于于0.5mmm，或连连续长度大大于1000mm或焊焊缝两侧长长度大于总总长度的10%则必须进进行修补；；4）对标准屈屈服强度大大于390MMPa或厚度大大于25mmm的低合合金钢的底底圈壁板纵纵缝应将咬咬边打磨光光滑；5）标准屈服服强度大于于390MMPa的钢板，其其表面的焊焊疤应在磨磨平后进行行MT或PT检测，有有裂纹、夹夹渣和气口口时必须进进行修补，修修补深度大大于3mmm时，必须须进行RT检测。6.2返修1）对需要焊焊接返修的的缺陷应当当分析产生生原因，提提出改进措措施，按评评定和合格格焊接工艺艺编制返修修方案进行行返修；2）焊缝内部部的超标缺缺陷在焊接接返修前，应应探测缺陷陷的埋置深深度，确定定缺陷的清清除面，清清除长度不不应小于550mm，清清除的深度度不宜大于于板厚的2/3，当采用用碳弧气刨刨时，对标标准屈服强强度大于390MMPa的钢板必必须先进行行预热，且且在缺陷清清除后修磨磨刨槽并进进行MT检测；3）同一部位位的返修次次数不宜超超过2次，两次次以上返修修时必须经经施工单位位现场技术术负责人批批准。7无损检测按照GB500128－－20055《立式圆圆筒形钢制制焊接储罐罐施工及验验收规范》和GB50235－2007《工业金属管道施工及验收规范》规定对储罐焊缝、管道焊缝或板材进行无损检测，执行JB4730－2005《压力容器无损检测》标准判定合格等级，提出书面返修通知，并配合进行现场返修。具体检测部位及要求见《无损检测方案》。8机械设备备表8.1设备备需用一览览表序号设备名称规格型号数量/台备注1交流电焊机BX1-400050用于浮舱、管管道及钢结结构2交流电焊机BX1-5000-110用于浮舱3直流弧焊机ZX3-25506用于壁板4直流弧焊机ZX3-400020用于浮舱或壁壁板5交直流两用弧弧焊机ZXE1-550010用于壁板6气电立焊机HHZ1用于壁板纵缝缝7气电立焊机AUTOEEGW255M-A4用于壁板纵缝缝8埋弧自动平焊焊机MZ100008用于底板（包包括大角缝缝）9埋弧自动横焊焊机CHH-Ⅱ4用于壁板环缝缝10埋弧自动横焊焊机AUTOSSAHWⅠ-A6用于壁板环缝缝11半自动CO22保护焊机机MBC-500012用于底板12氩弧焊机10用于管道表8.2计计量器具需需用一览表表序号设备名称规格型号数量/件备注1焊缝检验尺/202卷尺5m103红外线测温仪仪/104湿度计/25风速仪/19环境安全全9.1环境管管理1）焊条电弧弧焊、气体体保护焊时时会产生可可溶性氟、氧氧化氟、锰锰、氮氧化化合物等有有毒气体和和粉尘，会会导致氟中中毒、锰中中毒、电焊焊尘肺等。因因此，要根根据具体情情况采取全全面通风换换气、局部部通风、小小型电焊排排烟机组等等通风排烟烟尘措施。2）埋弧自动动焊虽为隐隐弧焊接，对对人体几乎乎不产生弧弧光辐射伤伤害。但其其所用焊剂剂成分复杂杂，含有多多种对人体体有害的物物质，且颗颗粒细小，在在有风情况况下对环境境造成污染染，并且产产生大量药药渣。因此此，必须加加强焊剂输输送皮带轮轮的挡风措措施及回收收吸尘设备备，对焊后后废弃物进进行清扫及及掩埋。3）焊接过程程中，各焊焊工必须对对焊条头进进行回收，打打扫焊道，对对药皮进行行清扫、掩掩埋。不使使用或少使使用大烟尘尘焊条。9.1安全管管理1）手工焊和和气体保护护焊为明弧弧焊接，尤尤其气体保保护焊弧光光强烈且飞飞溅严重，并并伴有浓烈烈的烟尘，因因此焊工在在操作过程程中必须佩佩带弧焊护护目面罩，口口罩，专业业焊接手套套及工作服服。多人操操作时应采采取防护隔隔绝措施，避避免弧光交交叉辐射。2）在焊接作作业点100m以内、高高空作业下下方和焊接接火星所及及范围，应应彻底清除除易燃物品品。自动焊焊高空作业业时下方严严禁人员走走动，避免免高温药皮皮的烫伤或或坠落物的的砸伤。3）焊接操作作应配绝缘缘手套、鞋鞋，专业人人员随时检检查焊机状状态及电缆缆磨损程度度，防止漏漏电。10质保体体系10.1人人员职责1）项目经理理①项目经理理是项目质质量的第一一责任人，对对工程质量量管理全面面负责，保保证项目质质量达到创创优目标。②建立和完完善项目的的组织机构构，建立健健全项目内内部的各种种责任制，明明确人员职职责，充分分发挥参与与项目建设设人员的积积极性。③合理配置置并组织落落实项目的的各种资源源（包括人人员、施工工机具设备备、物资及及资金等），按按质量体系系要求组织织项目的施施工生产。2）项目技术术负责人①项目技术术负责人是是项目质量量管理的主主要责任人人，对项目目施工质量量的全过程程进行管理理。②审核施工方方案，保证证施工方案案的科学性性、合理性性和先进性性。③指导协调各各专业技术术人员的工工作，保证证每位施工工人员都明明确自己的的质量职责责。3）质量安全全负责人①负责施工工过程的质质量管理，是是本工程质质量管理的的直接责任任人，具体体实施各项项质量管理理工作。②对工程施施工的全过过程进行检检查、监督督。对每道道施工工序序都按有关关规范、标标准进行检检验，控制制不合格品品的产生。负负责本项目目质量控制制措施的落落实。③严格执行“质量否决决权”，对不符符合质量标标准的情况况有现场处处置权，对对检查出的的问题提出出整改要求求，并限期期整改。4）工程技术术管理部①全面负责责工程项目目的技术管管理工作，认认真贯彻执执行企业有有关技术管管理的规定定，负责执执行和落实实各项技术术管理制度度和措施。②组织工程程技术管理理人员编制制施工方案案和作业指指导书／专专题施工方方案，进行行技术交底底，并组织织实施。③组织编制质质量保证措措施，并组组织实施和和负责修改改。④认真执行质质量保证体体系中《过过程控制程程序》的规规定，严格格按IS099002标准执行行。⑤定期对施工工机具设备备进行检查查、保养，并并随时掌握握现场施工工设备的运运转情况，对对出现故障障的设备及及时组织人人员进行修修理。确保保每台机器器均处于最最佳状态，保保证工程施施工的进度度及质量。5）各专业工工程师①是专业质质量管理目目标的责任任人和落实实人。②对施工班组组进行技术术交底，负负责技术复复核工作。③解决施工中中的技术难难题，督促促施工班组组作好自检检和质检员员作好专检检工作。随随时指出作作业班组的的不规范操操作，对质质量达不到到要求的，督督促其整改改。10.2质质保