TDI施工方案Word格式.docx
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1.55MPa
腐蚀裕度
3.0
基本雪压值
300Pa
基本风压值
500Pa
地震烈度
8度（近震）
场地土类别
Ⅱ类
地面粗造度类别
B
设备净质量
100.989t
30.643t
36.194t
22.087t
充水后重量
~500.989t
~218.043t
~223.594t
~140.887t
焊接系数
1.0
充装系数
表1.2.2施工技术要求一览表
耐压试验
3.2MPa
1.19MPa
2.13MPa
1.94MPa
试验介质
水
气密试验
RT探伤
100%、Ⅱ级合格
UT探伤
20%
MT探伤
100%+20%
整体热处理
625±
250C
柱腿防火
耐火极限2小时
安全阀开启压力
2.42MPa
0.88MPa
1.65MPa
1.452MPa
2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.JB4730-94《压力容器用无损检测》；
2.6.GB50205-2001《钢结构工程施工及验收规范》；
2.7.施工图纸Q03-203、304、305、409江西江联能源环保股份有限公司。
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）
±
5mm
2
基础方位
10
3
相邻支柱基础中心距（S）
2mm
4
基础标高
各支柱基础地脚板表面标高
－6mm
相邻支柱基础地脚板标高差
3mm
5
环型基础上表面水平度
2mm/m
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。
（3）对已进现场的各种施工机械，进行必要的检查、维修和试运行，以确保状态完好。
（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、几何尺寸和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；
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）对球壳板厚度应进行抽查，实测厚度不得小于名义厚度减去钢板负偏差；
抽查数量应为球壳板数量的20%，且每带板不少于2块，上、下极板不应小于1块，每张球壳板的检测不少于5点。
抽查若不合格应加倍抽查，若仍不合格，应逐张进行检查。
（3）对球壳板周边100mm范围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2块，赤道带各3块。
其结果应符合JB4730-94的规定的Ⅰ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。
（4）制造单位应提供不少于6块/每台的产品试板和焊接工艺试板，其尺寸为180×
650mm，试板材料与球壳板相同钢号、相同厚度。
6.3.组装卡具的布置与方铁的点固
组装用方铁、卡具均应布置于壳板内侧，间距为700--800mm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。
外部用瓦楞铁皮覆盖，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-上温带板-上极板-下极板。
（1）赤道带板吊装：
先把下温带板、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。
（3）上极板组装：
下极板组装调整完成后，再组装上极板。
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±
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≤12mm。
5）球罐两极的净距与赤道截面的最大内径及最小内径之差均应小于球罐设计内径的0.3%,且不应大于80mm。
（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
7.1.1按照JB4702《钢制压力容器焊接工艺评定》进行工艺评定。
7.1.2参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。
7.1.3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。
7.1.4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。
7.1.5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。
7.1.7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。
7.1.8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，
7.1.9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。
7.1.10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8m/s;
c.相对湿度在90%以上;
7.1.11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。
7.1.12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。
7.1.13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。
7.1.14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。
7.1.15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
7.2.1焊接工艺规范参数见工艺评定。
7.2.2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
7.4.1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。
7.4.2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
7.5.1对球罐的预热，采用电加热元件（电热板）对焊缝进行焊前预热（温度参见工艺评定），电热板用永久磁铁临时固定在球壳板上。
7.5.2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。
7.5.3焊接程序原则上先焊纵焊缝，后焊环焊缝，再焊人孔及其接管等后焊。
7.5.4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。
7.5.5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。
7.5.6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。
7.5.7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。
7.5.8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。
先焊侧面包括盖面层在内，应留一、二层不焊，待另一侧清根、填充盖面完成后再施焊。
7.5.9盖面前凹槽以1-2mm为宜，但要避免咬边和未溶合等缺陷的产生，焊缝余高为0-3mm,焊缝宽度应保持一致，压边为1-2mm。
7.5.10纵缝的首末端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
7.6.1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。
7.6.2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。
7.6.3两侧盖面凹槽深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
其他结构焊接是指直接与球壳相焊接的结构焊接。
按施工图纸要求进行。
7.9返修工艺及要求
7.9.1返修工艺及要求应与正式焊接工艺相同。
7.9.2凡经过外观及无损探伤检查不合格的焊缝，现场技术负责人必须组织检查人员、探伤人员及焊工，查清原因，确定缺陷的性质及部位，认真落实返修措施，严格执行返修工艺，保证一次返修合格。
7.9.3返修时，检查员及现场技术负责人必须到位，进行监督检查。
7.9.4缺陷消除可采用气刨或砂轮打磨，选择缺陷距表面较近处进行消除缺陷工作，气刨后用砂轮打磨露出金属光泽。
7.9.5所有返修部位长度应>
100mm,两缺陷间隔小于50mm时应合为一处返修。
补焊时，不得中间停顿，须一次完成，接头及回火焊道须打磨平滑。
7.10产品试板的焊接
7.10.1试板的钢号、厚度及热处理工艺均应与球壳板相同。
7.10.2试板应由施焊球罐的焊工与球罐焊接相同条件和相同的焊接工艺情况下焊接。
7.10.3球罐应做横焊位置，立焊位置和平焊加仰焊位置产品试板各一块，试板尺寸300*650mm。
7.10.4试板焊缝应经外观检查和100%射线检测并经超声波检测合格。
取样时应避开焊接缺陷。
7.10.5产品焊接试板应与球罐一起进行热处理。
7.11气刨清根
7.11.1气刨的刨槽要直、光滑、深浅和宽窄一致（有缺陷处可深刨，但不应超过球壳厚度２/３，消除缺陷为止），经砂轮打磨，露出金属光泽。
7.11.2规定：
碳棒直径：
Φ8mm伸出长度：
80—100mm
电流：
320-400Ａ电弧长：
1-2mm
压缩空气：
0.6—0.7MPa
气刨速度：
0.7—1m/min
7.11.3气刨时使用的电流较大，应注意防止焊机过载，连续使用时间过长而损坏焊机。
7.12焊缝外观检查
7.12.1焊后几何尺寸要求：
球罐焊后几何尺寸检查
标准要求
错边量
≤3
角变形
≤10
赤道截面最大最小直径差
两极净距与设计内径差
≯63mm
柱腿垂直度（高度>
8m）
≤15mm
7.12.2外观检查
a焊缝及热影响区不得有裂纹、咬边、气孔、弧坑及夹渣等缺陷。
b盖面层焊缝宽度每边压边1-2mm,内外表面焊缝余高：
0-3mm.
c焊缝表面要求圆滑过渡。
如有缺陷或机械损伤应用砂轮清除。
修磨深度应小于球壳板厚度的5%，且不大于2mm,否则需进行焊接修补。
d角焊缝应圆滑过渡到母材。
e焊缝两侧的飞溅物必须清除干净。
8无损探伤检验：
8.1从事无损探伤人员，必须持有劳动部门颁发的锅炉压力容器无损检测人员技术等级鉴定证书，取得Ⅱ级以上的人员，方可检查和签发检验报告。
8.2焊缝表面的形状尺寸及外观检查合格后，方可进行无损探伤。
8.3球罐对接受压焊缝（包括Nn≥250mm的接管对接焊缝）按JB4730-94进行100%射线检验，Ⅱ级合格，应在焊接完成24h以后进行。
8.4球壳上所有对接焊缝表面，工卡具焊迹及缺陷修磨，焊补处应进行100%磁粉或渗透探伤。
8.5重复检查，经射线或超声波探伤的焊缝，如有不允许的缺陷，应在缺陷清除后焊补，并对该部位按原探伤方法重新检查，直至合格。
9焊后整体热处理
9.1一般规定
9.1.1热处理前，与球罐受压件连接的焊接工作必须全部完成。
9.1.2热处理前，应把产品焊接试板对称布置在球罐赤道带的外侧，并应与球壳板紧贴。
9.1.3热处理前，应做好防雨、防风、防停电等措施。
9.2热处理工艺
9.2.1本球罐采用内燃法整体进行。
即将球罐本体做燃烧室。
上部人孔做排烟孔，
下人孔设霍克喷嘴燃烧器，以柴油做燃料，电点火，石油液化气引燃，按规定控制升温、恒温、降温各个过程，具体要求如图示。
07142128小时
9.2.2热处理温度625±
25℃；
9.2.3保温时间120min；
9.2.4在300℃以下时升温速度可不控制，300℃以上时，升温速度控制在50-80℃/h范围内；
9.2.5降温时，从热处理温度到300℃时降温速度控制在30-50℃/h范围内，300℃以下可在空气中自然冷却。
9.2.6300℃以上升温和降温时，球壳表面上相邻两侧温点的温差不得大于130℃。
9.3保温要求
9.3.1球罐得人孔接管、连接板及从支柱与球壳连接焊缝的下端算起向下至少1m长度的支柱应进行保温。
9.3.2热处理时，保温层外表温度不高于60℃。
选用超细玻璃棉，铺设两层，厚度约100mm。
两层接缝处应错开，扎紧防止脱落。
9.4测温系统
9.4.1测温点应均匀布置在球壳表面，相邻测温点的间距为4.5m，距人孔与球壳板环缝边缘200mm以内及产品焊接试板上，必须设测温点；
各球罐测温点数分别为120M3——8点、200M3——12点、400M3——12点。
9.4.2温度计录宜采用长图连续自动记录仪表，仪表精度应达到1%的要求，并应与热电偶、补偿导线匹配。
9.5柱脚移动
9.5.1热处理前在支柱底板下部设移动装置；
9.5.2热处理过程中，应监测柱脚位移，并按计算位移值及时调整柱脚位置，一般温度每变化100℃应调整一次；
9.5.3热处理后，应测温并调整支柱垂直度，其偏差应符合要求。
10水压试验
10.1水压试验时，必须在球罐顶部和底部各设一个量程相同，并经过校正的压力表。
本试验选用压力表的量程为0-4MPa，压力表的直径以不小于150mm为宜，试验压力以球罐顶部压力表读数为准。
试验采用温度不低于5℃的清洁水，各球罐试验压力见表1.2.2中的规定。
10.2试验要求：
10.2.1试验时，球罐顶部应设排气口，充水时将球罐内的空气排净，试验过程中应保持球罐外表面干燥；
10.2.2试验时，压力应缓慢上升，升至试验压力的50%时，保持15min，然后对球罐的所有焊缝和连接部位进行渗漏检查，确认无渗漏后继续升压；
10.2.3压力升至试验压力的90%时，保持15min，再次进行渗漏检查，确认无渗漏再升压。
10.2.4压力升至试验压力时，保持30min，然后将压力降至试验压力的80%进行检查，以无渗漏为合格。
10.2.5水压试验完毕后，应将水排尽，用压缩空气将罐内吹干，排液时，严禁就地排放。
10.2.6压力试验合格后，底板与基础，拉杆与支柱应进行固定连接。
10.3基础沉降要求：
10.3.1球罐在充放水过程中，应在下列过程中对基础的沉降进行观察。
a冲水前；
b充水到1/3球罐本体高度；
c充水到2/3球罐本体高度；
d充满水时；
e充满水24h后。
f放水后。
10.3.2每个支柱基础都应测定沉降量，各支柱基础应均匀沉降，放水后基础沉降差不得大于12.3mm，相邻支柱基础沉降差不得大于2mm，超过时采取措施处理。
10.4气密试验
10.4.1球罐水压试验合格后，应根据设计图纸规定进行气密试验，试验介质选用空气，介质温度不低于50C；
10.4.2气密试验压力应符合表1.2.2中规定，试验用压力表和安全阀应经过校准，并符合下列规定；
10.4.2.1气密试验时球罐顶部和底部各设置一块压力表，其精度等级不底于1.5级，量程为试验压力的2倍，且不应小于1.5倍和大于4倍的试验压力，压力表直径不小于150mm；
10.4.2.3气密试验用的安全阀必须使用有制造许可证单位生产的、符合技术标准规定的安全阀，安全阀必须经校准合格，安全阀的开启压力应定为试验压力加0.05MPa；
10.4.2.4压力升至试验压力的50%时，应保持10min，对球罐所有焊缝和连接部位进行检查，确认无泄漏后继续升压；
10.4.2.5压力升至试验压力时，保持10min，对球罐所有焊缝和连接部位进行检查，以无泄漏为合格；
当有泄漏时，应在处理后重新进行气密试验；
10.4.2.6气密试验时应监测环境温度变化和监视压力数值，不得超压，卸压时应缓慢。
11.安全技术措施
11.1一般规定
11.1.1现场施工人员必须执行我公司有关安全工作的各项规定，坚持杜绝违章作业，确保安全第一。
11.1.2进入施工现场必须戴安全帽，高空作业必须戴安全带。
11.1.3球罐内应设有
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