南京球罐施工组织设计

南京金浦锦湖化工有限公司8万吨/年丙烷装置台1000m3丙烯球罐安装工程施 工 组 织 设 计编制：审核：批准：中国石油天然气第一建设公司二○○七年六月1．编制说明1.1 本施工组织设计仅适用于南京金浦锦湖化工有限公司 8万吨/年环氧丙烷装置丙3烯罐区2台1000m丙烯球罐安装工程。1.2 编制及施工验收依据●施工蓝图●《压力容器安全技术监察规程》质技监局锅发［ 1999］●《钢制球形储罐》GB12337—1998●《钢制压力容器》GB150—1998●《球形储罐施工及验收规范》 GB50094—98●《承压设备无损检测》 JB47030.1－4730.6－2005●《熔敷金属中扩散氢测定方法》 GB／T3965-1995●《金属夏比缺口冲击实验方法》 GB／T229-94●《压力容器涂敷与运输包装》 JB/T4711-2003●《钢制压力容器焊接工艺评定》 JB4708-2000●《压力容器用钢板》GB6654-1996●《碳钢焊条》GB/T5117-1995●《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》 JB4726-2000●《低合金钢焊条》GB/T5118-1995●《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》 JB4744-2000●《压力容器用钢焊条订货技术条件》 JB4747-2002●公司《压力容器现场组焊质量保证手册》及《质量管理手册》2．工程概况本工程南京金浦锦湖化工有限公司8万吨／年环氧丙烷装置32台1000m球罐安装工程新建设备。2.1建设单位：南京金浦锦湖化工有限公司。2.2设计单位：中国天辰化学工程公司2.31000m3丙烯球罐设计参数设计压力：2.18Mpa设计温度：50℃工作压力：1.96Mpa水压试验压力：2.73Mpa气密性试验压力：2.18Mpa3公称容积：1000m内径：12300mm储存介质：丙烯材质：16MnR容器类别：III类壁厚：48mm腐蚀裕度：2mm2.4工程内容2.4.123台1000m丙烯球罐本体组焊；2.4.2 球罐本体的罐顶平台、联合梯子平台预制安装、水喷淋系统安装等；2.5 球罐结构 形式赤道正切支柱三带混合结构，球罐零部件包括球壳板、支柱、拉杆、开孔接管及其它附件。2.6 工程实物量32.6.12 台1000m球罐本体组焊单台球壳板34块，支柱10根；单台焊缝298米32.6.2 2台1000m球罐无损检测RT射线检测、PT渗透检测、MT磁粉检测、UT超声波检测；32.6.32 台1000m球罐焊后整体热处理32.6.42 台2000m球罐焊后整体热处理及液压、气密性试验；32.6.52 台1000m防腐涂漆2.6.6 球罐附件安装3．施工方案3.1 前 言3本工程1000m球形储罐的现场组焊是采用以赤道带为基准的单片散装组焊法 ;无损检测采Ir192r 源全景曝光技术对球罐进行 100%的射线检查; 焊后热处理选择轻柴油为燃料内部燃烧外保温的方式进行整体热处理。用现场组焊的安装全过程将依照我国现行法规标准，在质量保证体系严格控制下完成。3.2球罐施工程序图（见下页）31000m球罐施工程序图现场报检 基础验收支柱和赤道带板组对外脚手架搭设赤道带板组装赤道带检查1．直径、椭圆度2．间隙、错口、角 下极带侧板组装变形3．支柱垂直度下极带边板组装3.3 施工工艺要点3.3.1 基础检验基础检验包括对基础施工记录、技术资料、基础外观质量、几何尺寸的检查。3.3.2 球壳板的检验包括制造厂提供的质量证明书技术资料的审查、球壳板及附件数量的清点、几何尺寸、测厚、UT抽查复验。3.3.3 组装球罐的组装拟选择一台 50吨吊车配合进行。1）支柱与赤道板组对在地面胎具上卧置进行组焊。2）赤道带组装吊装相邻两块带支柱的赤道板，安装斜拉杆，调整支柱垂直度，用拖拉绳定位找正，再安装中间不带支柱的赤道板，用卡具固定；吊装相邻每一块带支柱赤道板均用拖拉绳固定，再吊装一块不带支柱赤道板插入，用卡具固定，以此类推，组对完赤道带。调整间隙、错口、角变形、椭圆度，使赤道带平齐。赤道带组装完毕，拆除所有拖拉绳。赤道带是单片散装组焊的基准，必须严格控制赤道带的组对参数，特别是上下口的椭圆度，赤道线的水平度和立柱的垂直度。组对赤道带时应考虑焊缝收缩对支柱径向垂直度的影响。（3）极带组装利用吊车、倒链和卡具调整的办法进行组装，组装顺序为先下极带，后上极带。先组装下极带侧板，下极带边板、中板再组装上极带侧板、边板、中板。4）组装检查组装完毕，会同甲方（监理）和特检所对错口、角变形、间隙、椭圆度、支柱垂直度等几何尺寸进行复查，合格后签字确认。（5）脚手架结构采用内外满堂红架子。外脚手架呈十边棱柱形，高 16m。3.3.4 球罐的焊接31000m球罐球壳板的材质 16MnR属于国产抗裂性能良好的低合金钢。球罐的焊接方法采用全位置手工焊焊接；焊机选用美国飞马特 300S焊机，焊条选用J507（E5015）；焊接工艺依据焊接工艺评定报告编制焊接工艺指导书 (或焊接工艺卡)指导焊接的实施和操作。球罐的质量实际上主要是焊接质量，整个施焊阶段必须抓好以下几项工作：焊工管理，焊接工艺管理，焊接环境管理，缺陷返修管理。1）焊工的管理①焊工资格首先选择有经验的优秀焊工。要求必须持有按国内《压力容器焊工考试规则》考试合格的焊工合格证。经甲方（或监理）、特检所代表确认才能上岗操作。②施工过程中对焊工进行跟踪检查，一次合格率低于 90%的焊工要下岗重新培训考试操作技能，达到要求后才能重新上岗施焊。（2）焊接工艺①按设计单位提供制造安装、验收技术条件及JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》的要求，进行焊接工艺评定。据此编制焊接作业指导书（措施）。焊接顺序具体见《焊接技术措施》，先焊大坡口侧后焊小坡口侧，应采取对称同步焊接，环缝焊接，施焊焊工应均布，按同一方向同时施焊。②预后热温度按裂纹试验及焊接工艺评定确定。③预热后热选择液化石油气加热。④线能量：焊接线能量由工艺评定确定。施工操作线能量计算公式如下：60 ×电流(A)×电压(V)焊接线能量(入热量)=──────────速度(cm/min)线能量由焊接技术负责人控制和管理并做好记录，原则上每个焊缝，每层焊道做记录一次。预后热、线能量操作控制人员不少于 8人，并配备专用器具。（3）返修管理焊缝返修应选派优秀焊工，按公司《不合格品控制程序》进行。缺陷定位气刨打磨PT补焊再RT。返修过程要做到定位准确，缺陷清除彻底，采用与球壳焊接相同焊接工艺，提高预热温度，加大预热范围，保证一次返修成功。3.3.5 无损检测无损检测人员应具有资格证，评片人应有二级以上资格证。无损检测部位，比例执行标准，按图纸技术要求进行确定。焊缝的无损检测要建立严格的管理制度，无损检测技术负责人，对从划线开始直至整理报告的管理工作负责。施工现场设暗室，评片室。底片要及时冲洗和评比，以便对焊接质量起到监控作用，检测中发现的缺陷由无损检测技术负责人签发焊接返修通知单，并对缺陷进行定位，返修后，焊接技术负责人通知进行复验。无损检测施工程序按以下顺序进行：探伤人员资格认可 探伤人员培训 材料设备准备

PT(清根打磨后

)

RT检查

返修部位定位和返修后再次 RT UT MT耐压试验。本工程建议采用 Ir192r 源全景曝光技术对球罐进行

100%的射线检查，射线源的强度3满足产生合格底片的透照要求，我公司已经具备 200—6250m球罐γ源全景曝光技术和经验。γ射线检测与常规 X射线检测相比有如下优点：Ir192γ源焦点尺寸相对较小，射线能量高，穿透厚度大。②γ射线检测不需电源、水源，便于操作，可连续工作，适用于易燃作业。③全景曝光可有效控制质量，杜绝漏检现象，提高检测速度，缩短检测工期。④采用γ射线检测，时间短且较为集中，只要采取有效的防护措施，安全性好于 X射线机检测。设警绳、警灯、警牌等警示标志，和专职巡检人员来保障安全防护可靠性。3.3.6 焊后整体热处理为消除残余应力，改善机械性能，降低峰值硬度，缓解氢脆和延迟裂纹，提高球罐安全性，按设计规定，本球罐焊后进行整体热处理。（1）申报和联合检查热处理前，填写中间验收申报表，报请公司一级质保工程师，建设单位、监理方、特检所监检部门。对球罐进行联合检查验收，经确认组装、焊接、无损检测施工质量及相应记录、报告，合格后方可进行。2）热处理方案（技术措施）经有关部门批准，才能依据有效版技术措施进行热处理。3）采用标准规范GB12337—98，及设计图纸技术条件。4）热处理工艺条件①方法的选择选择轻柴油为燃料内部燃烧外保温的方式进行整体热处理。②热处理温度、时间600±25℃，保温不少于 120分钟。③升降温速度:升温：宜50—80℃/小时;降温：宜30—50℃/小时;400℃以下可不控制。（5）工艺流程柴油罐 空气压缩机 液化气储罐回流

油泵

储风罐

调压阀管（6）工装设备的选择①燃烧系统燃烧器系统包括燃烧器（GD4.8×9霍克型喷嘴）、点燃器（高压引射式燃烧器）、空气预热器（扩散式燃烧器）和供风、油路组成。②供油系统由储油罐、油泵、调节计量装置和油路组成。③供风系统由空气压缩机组、空气缓冲罐、分气罐及调节计量装置和管路组成。④供燃气系统液化气储罐、分气罐、阻火器、调压器及计量装置及相应管路组成。⑤测温系统选用WXC中长图自动平衡记录仪;柔性凯装热电偶（K）;铜—康铜双芯补偿到导线 ;选0.5千瓦单相自偶调压变压器，为仪表供电 ;测温点均布。⑥保温结构选无碱超细玻璃纤维隔热保温材料7）热处理步骤①绝热均温阶段;试点火;预热;升温;绝热均温。②升温阶段操作;③调温阶段操作;④保温阶段操作;⑤降温阶段操作。8）质量验收①热处理曲线②产品试板机械性能试验结果（经热处理）上述各项达到规定指标，可评判热处理效果良好，确认合格。9）记录内容①温度记录仪自动打点记录热处理曲线图。②热处理温度，保温时间。③升、降温速率及温差记录④烟气温度记录。⑤测温系统表、计型号、规格、名称、检定证书和有效期。⑥设备系统检修试验记录。⑦燃料油、供风、压力、流量记录。⑧环境温度、湿度。3.3.7 压力试验1）选择以洁净水及洁净空气为介质进行水压和气密性试验。2）试压条件：热处理结果经认定合格。①球罐组焊作业结束，复查相关记录、报告、技术资料符合要求，中间验收合格；②热处理作业结束且确定合格；③产品试板试验完毕，出具了试验报告，并经焊接责任工程师和质检工程师确认合格；④试压方案经有关部门批准(建设单位代表或监理代表、特检所代表)；⑤试压用压力表需经校验合格，安全阀试压合格试压设施完善，安全可靠；⑥填写<<试压前工程质量报告书>>并经确认，签字。3）水压试验工艺①设备选用：试压泵②试验介质：清洁水（≥ 5℃）③试验压力：P=2.73Mpa；④上水方式：用消防带直接由上人孔注水或用泵（由切水口打入）上水方式。⑤试压步骤：水压试验前准备→升压到 50％试验压力，保持 15分钟，确认无渗漏后→继续升压到 90％试验压力，保持 15分钟，再检查无渗漏→继续升压到试验压力，应保持30分钟→无异常现象后将压力降至试验压力的 80%进行检查，以无渗漏和异常现象为合格（详见流程图和升压曲线）；⑥注意事项：试压时装满水重约 1172吨，上水过程严密观察基础沉降情况，控制上水速度；沉降观察用水平仪进行，由测量工负责，上水前选参照物，对立柱设置的沉降观测点进行观察并做好记录；充液前、充液后、放液后分别进行观察，确定其沉降量。试验完毕后把罐中的水排净后，用无油空气进行吹干。PG1000m3PGDg100Dg100 Dg20试压泵Dg100Dg100供水泵Dg100上水泵排水PP 30min90%P 15min80%P4）气密性试验工艺①设备选用：空气压缩机②试验介质：洁净空气③试验压力：P=2.18Mpa；④试压步骤：缓慢升压至气压试验压力的 50%，保持10min并对所有焊缝和连接部位进行初次检查，无泄漏可继续升压；升至试验压力，保持30min，对所有焊缝和连接部位进行检查，以无渗漏为合格。当有泄漏时，应在处理后重新进行气密性试验（详见流程图和升压曲线）；⑤注意事项：在试压过程中，如发现泄漏现象，不得带压紧固螺栓及补焊，检查受压设备时，不得击打。如试压过程中发生异常响声、压力下降等，应立即停止试验查明原因，消除隐患后，继续试验，确保试压过程中的安全。试压过程中，如发现异常现象如泄露、异常响动等、必须立即停止升压，研究处理。考虑气温对压力的影响，应加强监视压力表读数，防止发生超压现象，每两小时记录一次升压值及环境温度。试压期间应划出危险区域除有关人员外，不准其他人员进入。TG PG1000m3PP30min50%P10minTt1t2t3P：气密性试验压力3.3.8 防腐处理及 标志球罐压力试验合格后，内外表面彻底除锈，内外表面按设计文件要求施工。4、应编制的施工技术措施为确保该工程质量，球罐现场安装前应编制以下施工技术措施序号名称备注131000m球罐施工组织设计231000m球罐组装技术措施331000m球罐焊接技术措施431000m球罐质量检验计划35 1000m球罐无损检测技术措施36 1000m球罐整体热处理技术措施37 1000m球罐水压及气密性试验技术措施38 1000m球罐质量计划5、施工进度计划及施工部署为了确保球罐工程按照甲方规定的工期高速优质顺利地完成任务，必须严密组织施工，严格遵守施工程序，严肃施工计划，制定合理的科学的经济政策，以施工计划为龙头，生产调度为核心。强化生产指挥系统，科学合理组织施工生产，使整个工程紧张而有秩序的进行。5.1 原则上球罐组装、焊接、探伤、热处理、压力试验等工序流水作业。施工进度控制见3《1000m球罐施工计划表》38.6.2 根据甲方工期要求和现场施工条件， 1000m球罐现场组焊工程施工部署分三个阶段进行。5.2.1 第一阶段─ ─施工前期准备施工前期准备对于拓宽工期确保及时开工如期完成是非常重要的。这一阶段作业时间从中标签定合同之日起，到正式下达施工命令之日止，该阶段的主要形象是（1）技术准备各职能部门、管理人员要认真熟悉该球罐的所有文件。①编制施工组织设计、施工技术措施。②报装资料准备，申报质量技术监检机构对球罐现场施工安装的监检。③建立健全各岗位责任制。（2）三通一平①道路通：罐区周围设8—10米宽的环形道，以备球罐组装时吊车行走。②电通：设一临时变电所，从低压配电盘上接出电缆供施工生产用电。（主要用电设备清单见下页表），用电负荷约 500KVA。③水通：由供水管网引进施工现场一根 Dg80管子，作为施工生产临时用水。用水量是按下式进行计算的：Q=Q3+1/2（Q1+Q2）升/秒Q3──消防用水Q2──生活用水Q1──生产用水④一平：球罐的施工现场应平整，以利施工生产正常进行。3）在施工现场建好供应库及其它临时设施（现场办公室、施工休息室等）。开工所需器材、机具、手段用料运至现场。制作组装球罐的卡具、及配套索具。施工生活营地应初具规模，达到居住条件，食堂应能开伙供饭。搞好施工生产机具设备，组织好人员进点工作。4）球罐壳体板、柱腿、拉杆及配件运至现场，组织好设备到货的检验。5.2.2 第二阶段——球罐组焊，

2

台球罐采取流水作业，交叉进行，单台计划工期

22天。（1）球罐组装——安排铆工作业队， 1台50t吊车。包括验板、倒板、焊接固定块、组对等，单台计划工期条件准备工作。

6天，该阶段同时进行开焊①焊工、无损检测人员、打磨人员的培训、确认。②电加热器制作，系统安装调试，经有关部门确认。③特检所、甲方（监理）对球罐组装质量、焊接准备工作确认。（2）球罐焊接——球罐焊接作业主要形象是：无损检测、返修作业结束，并审片及中间验收合格，达到热处理条件；单台计划工期为16天（含返修）。5.2.3 第三阶段——热处理、压力试 验、收尾结束达到交 工条件单台计划工期 17天。主要形象是：球罐的热处理、水压气密性试验及MT、防腐处理，达到交工条件。6、保证质量的措施6.1公司质量方针崇尚顾客至上，追求优质服务。创建精品工程，确保顾客满意。6.2、保证球罐安装质量的措施

强化过程控制，保证产品质量。推行持续改进，全面争创一流。工程项目部在贯彻质量方针的前提下，按《质量管理手册》的要求制定本项目的质3量保证和控制程序。球罐安装工程参见附录一《 1000m球罐施工质量控制程序》进行。6.2.1 球罐安装质量目标组装一次合格率：100%焊接一次合格率：98%以上；射线全景曝光技术一次成功，各项指标国内领先；工程交验一次合格率 100%；单位工程优良率 92%以上。6.2.2 建立球罐安装质量保证体系（1）质量保证组织机构●公司按GB/T19001—idtISO9001质量体系标准要求形成了企业生产、安装和服务的质量保证体系，以确保工作的施工质量符合规定的要求。●同时根据压力容器现场组焊的特殊性，按公司《压力容器现场组焊质量保证手册》要求，拟建立项目压力容器现场组焊质量保证体系（见下页图）。（2）质量管理体系与管理职责●本项目采用“矩阵体制、动态管理、目标控制、节点考核、两组体系相结合”的动态管理法组织施工，并根据人员精、层次少、调度灵的原则建立高效的指挥控制系统和精干协调的职能管理体制。●实施GB/T19001质量保证模式的项目质量保证体系和压力容器现场组焊质量保证体系遵循统一的原则，管理职责明确，有效控制职能得以扩展，优势互补，给整个工程质量以充分保证。●质保体系按公司相应程序文件和《压力容器现场组焊质量保证手册》执行。职责权限如下：项目经理①惯彻执行公司的质量方针、目标和政策。②贯彻执行公司《质量管理手册》和其它质量体系文件。③对本项目质量体系的健全和正常运行负责，对本项目的工程质量全面负责。④对工程施工进行有效控制，保证安全文明生产。⑤有权调配并管理进入项目的人力、资金、物资、机械设备等生产要素。项目副经理①对施工生产劳动力、物资供应、施工设备机具的合理配置及施工进度的合理安排负责。②严格按技术标准、技术规范、质量体系文件和有关技术文件组织施工，既保证工程施工质量又保证工程按期交工。③组织本项目的工序交接活动。1000m3球罐现场组焊质量保证体系一级质保工程师质保工程师热工无计焊质材设处艺损量接量料备检理责责责检责责测验责任责任任责任任任工任任工工工工工工工程程程程程程程程师师师师师师师师技术副经理（质保工程师）①主管本项目的质量管理、技术管理、具体负责质量体系文件在本项目的贯彻实施，对工程施工质量控制的有效性负责。②组织本项目不合格的评审、审批处置方案。③组织编制质量计划、施工方案和施工方案并审核审批，每月至少主持一次项目质量分析会。④组织本项目的质量自检、互检和专检活动，随时检查无损检测情况，及时发现问题并采取有效措施。⑤负责并主持重要停检点的检查认证工作，审查其见证资料。⑥审查交工技术资料，并负责主持交接。⑦负责接受建设单位和地方劳动部门对工程质量的监督和检查。技术质量部（责任人员同时兼任工艺责任工程师、焊接责任工程师、质检责任工程师、无损检测责任工程师、计量责任工程师）①协助质保师对质量体系进行综合管理，并负责本项目的技术管理、质量管理和计量管理工作。②参加编制质量计划和施工方案，并协助质保工程师组织实施。③监督、检查工程的自检和互检，负责工程质量的专检。④依据质量奖惩规定，实施奖惩及行使质量否决。⑤审核并参加编制交竣工技术资料和施工技术总结，呈交甲方并上报公司技术质量处。⑥负责工程质量的统计上报工作，质量事故处理及不合格信息的收集，协助质保工程师组织项目质量分析会，对纠正、预防措施实施具体管理。⑦组织单位工程质量评定，负责监督分项、分部工作的质量评定。⑧负责顾客和第三方对工程质量监督检验的协调工作。⑨负责无损检测人员、计量检定员和持证焊工的资格管理。负责工程技术文件、资料和质量记录的综合管理及督查工作。⑩压力容器现场组焊质保体系责任人员还应按公司《压力容器现场组焊质量保证手册》中规定的职责和权限行使管理职能。工程协调部①按程序文件和质量计划要求组织施工。②组织编制年、季、月施工生产计划并检查计划执行情况，按时进行施工统计上报，并建立相应台帐。③负责工程交付前的防护管理。④对施工过程的人、机、料、法、环诸要素会同有关部门做出科学