储罐工厂预制和现场组焊技术方案.docx
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储罐工厂预制和现场组焊技术方案
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储罐工厂预制和现场组焊技术方案
编制：
X
校审：
X
批准：
X
X厂
X年X月X日
目录
1.工程概况1
1.1工程简介1
1.2编制依据1
1.3球罐技术参数1
2.预制深度1
3.加工工艺及措施1
3.1材料准备1
3.2材料复验1
3.3下料1
3.4球壳板的压制1
3.5球壳板几何尺寸及成形后无损检查1
3.6人孔、接管的组对、焊接1
3.7支柱制作1
3.8支柱与球壳板的组装1
3.9极带板预组装1
4.焊接1
4.1焊接施工方法及焊机和附属器具。
1
4.2焊工1
4.3焊接工艺1
4.4焊接环境1
4.5焊接预、后热及层间温度控制1
4.6焊材管理1
4.7焊接实施1
4.8焊缝打磨1
4.9焊缝返修及修补1
4.10产品焊接试板1
4.11焊接记录1
4.12焊接检验1
5包装运输1
6措施用料1
1.工程概况
1.1工程简介
本工程为X联合装置（罐区部分），共三台储罐。
其中一台1000m3粗丙烯储罐，两台400m3液化气储罐。
由X设计院设计。
1.2编制依据
①GB150-1998《钢制压力容器》
②GB12337-98《钢制球形储罐》
③GBJ94-86《球形储罐施工及验收规范》
④《压力容器安全技术监察规程》
1.3球罐技术参数
1000m3粗丙烯储罐设计参数
表1
设计压力：
2.16MPa
全容积：
974m3
设计雪压：
250Pa
设计温度：
50℃
腐蚀裕度：
2mm
水压试验压力：
2.7MPa
工作温度：
常温
焊缝系数：
1.0
气密性试验压力：
2.27MPa
工作压力：
1.941MPa
设计基本风压：
400Pa
容器类型：
III类
操作介质：
丙烯
地震烈度：
7度（近震）
场地土类型：
III类
材质：
16MnR（正火）
热处理要求：
整体热处理
几何尺寸：
φ12300×14725×48
400m3液化气储罐设计参数
表2
设计压力：
1.77MPa
全容积：
407.73m3
设计雪压：
250Pa
设计温度：
50℃
腐蚀裕度：
2mm
水压试验压力：
2.21MPa
工作温度：
最高50℃
焊缝系数：
1.0
气密性试验压力：
1.86MPa
工作压力：
1.62MPa
设计基本风压：
400Pa
容器类型：
III类
操作介质：
液化气（C3C4C5）
地震烈度：
7度（近震）
场地土类型III类
材质：
16MnR（正火）
热处理要求：
整体热处理
几何尺寸：
φ9200×11270×30
2.预制深度
①上、下极中板上所有接管、人孔均焊接完毕出厂。
②赤道带与支柱组焊为一体，其余球壳板均净料出厂。
③球罐整体喷砂、油漆、防火层及消防喷淋我厂不负责施工。
3.加工工艺及措施
制造工序见球罐制造工艺流程图
3.1材料准备
3.1.1球罐用钢材应附有质量证明书，并按施工图纸的要求对钢板进行验收。
3.1.2球壳用16MnR钢板应在正火状态使用，要求对钢板进行100%UT检验，按JB4730-94II级合格。
3.1.3本球罐所用锻件应符合JB4726-94《压力容器用碳钢和低合金钢锻件》III级标准，并应进行正火加回火热处理。
3.1.4球壳的对接焊缝及与球壳直接焊接的焊缝，采用的低氢型焊条应具有质量证明书，质量证明书应包括熔敷金属的化学成分、力学性能、扩散氢含量等。
3.2材料复验
3.2.1球壳用钢板必须按炉批号进行复验，复验内容为材料的力学性能、弯曲性能及化学成分。
并每批取两张钢板进行夏比（V型缺口）低温冲击试验。
实验温度-20℃，取样方向为横向，三个试样冲击功的平均值指标为Akv≥34J
3.2.2焊接采用的低氢型焊条，按批号进行扩散氢含量复验。
扩散氢实验方法按GB/T3965的规定进行，烘干后的实际扩散氢含量应≤6ml/100g。
3.2.35锻件复验应按JB4726-94《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》的标准进行硬度、化学成分和力学性能复验。
3.3下料
3.3.1下料前应核对钢板规格与材质，确认材料已按要求进行复
验，并进行外观检查，要求钢材表面良好，无明显压痕、划伤和严重的麻点等缺陷，腐蚀严重的钢板应更换。
3.3.2按排版图要求放样下毛料，周边留有20~40mm余量，每块球壳板不得拼接。
3.3.3切割采用氧气－乙炔气精密切割，作好标记移植，除净毛刺、熔渣。
3.4球壳板的压制
3.4.1使用1000t和2000t油压机进行球壳板的压制，胎具的选择与球壳曲率相符。
3.4.2压制采用冷点压成型工艺，球壳点压成型按照Ｓ形压延加工顺序路线，逐渐且反复的向球壳板胚料施加点压力，使达到所需的曲率要求。
3.4.3在压制过程中应采用十字样板进行检查，当球壳板弦长大于或等于2000mm时，样板的弦长不得小于2000mm，当球壳板弦长小于2000mm，样板的弦长不得小于球壳板的弦长。
样板与球壳板的间隙不得大于3mm，见图一所示。
样板制作完毕后必须由质检人员确认方能使用。
3.4.4在压制过程中，需考虑压制回弹量，以保证曲率的精度。
3.4.5钢板表面应保持清洁，及时去除氧化皮等杂物，并随时检查钢板表面，防止产生裂纹、折痕等缺陷。
3.4.6吊装使用专用卡具，以防止吊装过程中产生变形。
3.4.7净料及坡口加工
3.4.7.1净料样板的制作及使用
①净料样板根据排板图绘制出球壳尺寸，在压制成形曲率合格的球壳板上实样制作，选用1.5~2mm厚，宽80~100mm的扁钢做筋条，组焊成网格状，并根据球壳板大小确定长度及宽度方向的筋条数。
筋条用机械方法加工，并除去加工毛刺。
组焊后将使用侧的焊缝打磨至与母材平齐。
样板与球壳板贴附的接触面积，按扁钢条长度计算，不能小于90%。
样板制成后，须经质量检验人员检查合格并打上确认钢印后，方可使用。
②划线时，将样板与球壳板贴附后，用6~8个卡兰将样板固定在球壳板上，使之全面接触且不能移位。
按样板在球壳板上画出中心线、周边标准线、切割线，并用样冲和铅油标记。
每一环带切割后的首件必须进行检查确认，以验证准确性，保证球壳板几何尺寸达到要求，否则需修整样板直至合格方可使用。
样板使用后，须妥善存放，防止变形，影响精度。
3.4.7.2净料及坡口加工
①采用自动或半自动切割机、双嘴割炬在专用切割胎具上同时进行切割（除局部处理外不许使用手工切割）。
先加工纵向坡口，后加工环向坡口。
球壳板下净料后须经质检员进行检验确定，以保证球壳板的制造几何尺寸准确。
切割后的球壳板应具有互换性。
②坡口质量
a.坡口表面应平滑，表面粗糙度25um。
b.熔渣与氧化皮应用砂轮机清除干净．坡口表面不得存在
裂纹和分层等缺陷。
若有缺陷时，应修磨或补焊，焊补时应将缺陷清除干净，并经渗透探伤确认无缺陷后方可补焊。
补焊工艺与球罐焊接工艺相同，补焊部位应修磨，使其保持设计坡口的形状及尺寸。
c.坡口角度允差±2.5o，钝边±2mm。
每条焊缝坡口至少检查10点。
3.5球壳板几何尺寸及成形后无损检查
3.5.1外观检查：
目测确认钢板表面及端面是否存在重皮、分层、夹渣、裂纹等有害缺陷。
对于目视检查怀疑存在的缺陷，采用磁粉或渗透探伤方法进行复检。
3.5.2球壳板曲率检查：
采用3.4.3条制作的样板按图一所示进行球壳板曲率检查要求任意部位的间隙E≤3mm。
检查样板使用前，应经检验人员确认合格。
3.5.3几何尺寸的检查（见图二）
①长度方向弦长允差A±2.5mm；
②宽度方向弦长允差B±2mm；
③对角线允许偏差C±3mm；
④两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。
⑤球壳板的最小厚度不得小于47.75mm（400m3球壳板的最小厚度不得小于29.75mm）。
图二
3.5.4成形后无损检验
①球壳板周边100mm范围内进行100%UT检验，按JB4730-94II级合格。
②成形后的球壳板应进行UT抽查。
UT抽检数量不得少于球壳板总数的20%，且每带不少于两块，上、下极板不少于一块，检查结果按JB4730-94II级为合格。
③成形后的球壳板应进行内、外表面MT抽查。
抽检数量
不得少于两块（其中一块极板，一块与支柱连接的球壳板）
检查结果按JB4730-94II级为合格。
上述②③条抽查若发现超标缺陷应加倍抽查，若仍有超标缺陷则应100%抽查。
3.6人孔、接管的组对、焊接
3.6.1按图纸要求划线，确定无误后开出极中板上各孔并加工坡口，坡口形式按图纸或排版图要求，切割后用砂轮机打磨氧化层及熔渣。
3.6.2开孔球壳板周边100mm范围内及开孔中心一倍开孔直径范围外用弦长不小于1000mm的样板检查极板曲率，最大间隙不得大于3mm。
3.6.3组焊人孔和各接管执行本措施第4条，人孔补强件与壳体进行无间隙组对，组对错边量1.5mm。
3.6.4嵌入式接管与球壳的对接焊缝和球壳自身的对接焊缝焊后立即进行后热消氢处理（400m3球罐嵌入式接管与球壳的对接焊缝焊后立即进行后热消氢处理）。
3.6.5带有人孔、接管的上、下极带板的尺寸检查见表3
表3
位置说明
允许偏差
法兰与接管的对口错边量
≤1.0ｍm
人孔补强件与球壳板的对口错边量
≤1.5mm
接管伸出高度允差
±5mm
接管的坡口角度偏差
≤2.5o
接管安装位置偏移
≤5mm
法兰的倾斜度（法兰外径Dg）
≤Dg%，最大3mm
极带板曲率检查（样板弦长≥1000mm）
≤3mm
3.7支柱制作
3.7.1支柱采用无缝管制作下料顺序为：
下料切割外观及尺寸检查。
3.7.2支柱采用钢板卷制，制造顺序为：
下料切割滚制纵缝组对焊接RT环缝组对焊接RT外观及尺寸检查。
3.7.3支柱的尺寸检验见表4表4
位置说明
允许公差
支柱的椭圆度
≤4mm
支柱的长度L1，L2
上支柱±2mm；总长≤10mm
支柱的弯曲度
≤L/1000mm且5mm
3.8支柱与球壳板的组装
3.8.1支柱安装时，用千斤顶等工具将赤道板按要求的曲率加以固定并检测合格后，将支柱放在适当位置并定位，如图三所示。
3.8.2支柱焊接见焊缝表及焊接部分的要求
3.8.3尺寸检验见图四和表5
表5
位置说明
允许偏差
支柱端口的椭圆度
≤2mm
支柱的垂直度H1
上支柱±2mm
总长≤10mm
支柱的位置|W1-W2|
≤3mm
支柱与底板的垂直度
≤2mm
支柱长度L1,L2
±2mm
耳板倾度C1,C2
≤±2.5o
耳板的高度H2,H3
±2mm
组焊赤道带曲率（用大于1米样板检查）
3mm
3.9极带板预组装
3.9.1组装准备
首先对组装胎面找平，其基准面水平误差1mm。
在经检验的钢平台上，标出基础中心和中心线，所用的各种样板应经质检人员检查合格后方可使用。
拉杆、加紧丝、螺栓等的选用，应具有足够的强度。
3.9.2组装要求
组装时利用工卡具调整对接焊缝的间隙错边量及角变形，不允许强力组对，组对间隙31mm，对口错边量2mm，组对角变形7mm，应选用弦长不小于1米的样板检查，每500mm长测量一点。
组装时板号顺序按排版图编号，不得互换，极带板整体预组装。
4.焊接
4.1焊接施工方法及焊机和附属器具。
1）球罐附件焊接采用手工电弧焊，并执行其焊缝表。
2）球罐施焊焊机必须完好,并配备计量合格且在有效期内的电流表、电压表。
所有附属机具应完好无损,满足焊接要求。
4.2焊工
焊工必须由具有一定施焊经验、焊接成绩稳定并具有“锅炉压力容器焊工考试规则”（劳动部）所规定的相应位置资格且在有效期限内。
4.3焊接工艺
根据母材特点、设计图纸要求进行施焊，焊接工艺见焊缝表。
4.4焊接环境
当在室外环境施焊时,若出现下列任一情况,且无有效防护措
施时,禁止施焊。
a.雨天、雾天或雪天;b.风速超过8m/s;
c.环境温度在0℃以下;d.相对湿度在90%以上。
4.5焊接预、后热及层间温度控制
1）焊接预、后热及层间温度控制按表6进行:
表6
施焊部位
预热温度
层间温度
后热温度
壳体，夹具及附件焊缝
100～150℃
100～150℃
200～250℃/2h
2）预、后热及层间温度控制
1预、后热采用液化气加热。
②预、后热必须均匀,预热宽度应为焊缝中心两侧3倍板厚范
围内且≥100mm,测温时距焊缝中心线50mm处对称测量，每条焊缝测温点不少于三对，定位焊及补焊预后热范围应为距补焊中心半径150mm范围内，
4.6焊材管理
1）焊材必须按“压力容器质量保证手册”规定进行检验、复验,其要求如下:
外观检验:
焊材外观完整、无破损、受潮、锈蚀。
材质证核对:
进行扩散氢含量须6ml/100g。
2）焊材必须贮存于认定合格的焊材贮存室。
焊材贮存室应满足以下要求:
温度不得低于0℃;
相对湿度不得大于60%;
支架高度及距墙面距离不得小于250mm。
3）焊材烘干
球罐所用焊条使用前必须按表7要求烘干并做相应记录。
表7
焊材
烘干温度
烘干时间
保温温度
J507
350～400（℃）
2（h）
100～150（℃）
焊条烘干次数不得多于2次。
4）焊条发放
①焊条的发放必须使用焊条保温筒，保温筒贮藏温度应
为80～120℃；
②每次发放焊条数量不得超过3Kg/人。
③保温筒内的焊条在现场使用时间不得超过4小时。
④对于药皮脱落、受潮、锈蚀的焊条不得使用。
4.7焊接实施
1）焊前准备
①施焊前，所有组对尺寸应经检验合格。
②施焊坡口表面及两侧至少20mm范围内应打磨光滑，不得有油污、铁锈等杂质。
③检验人员应在焊接过程中逐道焊缝测定电流、电压、焊接速度，将线能量控制在合适范围内。
2）引弧、收弧
①引弧应于焊接电流调整完后，在坡口以内采用后退法进行。
②收弧应在坡口之内且保证弧坑饱满，无外观缺陷。
③各层道间引弧、收弧处应相互错开100mm。
3）背部清根
①双面焊接时，一侧焊接结束后，进行另一侧清根。
清根时应将定位焊的熔敷金属除净，并露出合格金属，清根后坡口应深浅、宽度基本一致。
②清根采用碳弧气刨，并用砂轮机打磨干净。
4）焊接顺序
①人孔补强件与球壳板焊接
法兰与人孔补强件定位焊组对检验焊接无损检验人孔补强件与球壳板的定位焊（要求控制无间隙组对）组对检验单面焊接、反面气刨焊接无损检验
②支柱焊接
支柱与盖板定位焊组对检验焊接支柱与耳板定位焊
组对检验焊接支柱与球壳板定位焊组对检验焊接
无损检测
4.8焊缝打磨
1）对接焊缝及角焊缝应进行打磨至圆滑过渡。
2）对接焊缝打磨后，余高应控制在1mm以下。
角焊缝尺寸满足图纸设计及标准要求。
4.9焊缝返修及修补
1）焊缝缺陷采用碳弧气刨清除，并用砂轮机打磨干净。
补焊工艺同主体焊接工艺。
2缺陷清除从距缺陷较近侧进行，若清除到实际厚度2／3处时仍未发现缺陷，需补焊完后从另一侧再次清除、焊接。
3）返修次数不宜多于2次。
4.10产品焊接试板
对于球罐本体A类焊缝应按GB150附录要求制备产品焊接试
板，试板材质同主体焊缝并按相同要求进行控制、验收。
试
板规格为（650×180×48mm和650×180×30mm）数量为每台球
罐4组。
试板的坡口同球壳板的坡口。
4.11焊接记录
焊接时，应及时填写焊接记录表及返修记录，记录中应包括以下内容：
（1）施焊日期、焊缝编号;
（2）施工环境、天气记录;
（3）焊工钢印、姓名;
（4）焊接方法;
（5）焊接条件（电流、电压及焊接速度）;
（6）焊接位置;
（7）预后热及层间温度;
（8）焊材牌号、库号、规格;
4.12焊接检验
1）外观检验
焊缝打磨后，焊缝表面不得有裂纹、咬边、气孔、弧坑和夹渣等缺陷，不得残留有熔渣与飞溅物。
全部对接焊缝在焊接接头每边的盖面宽度为2～4mm,余高为0~1mm，形成的棱角E≤10mm。
同时用弦长不小于1000mm的样板检查其曲率，要求任意部位的间隙E≤3mm。
2）无损检验
①对接焊缝（包括嵌入式接管与球壳的对接焊缝）进行100%RT
检验，按JB4730-94II级合格。
（焊缝的检验应在焊接完成24小时后进行）
②对接焊缝（包括嵌入式接管与球壳的对接焊缝）RT检验合格后进行20%UT复验，按JB4730-94I级合格。
③对接焊缝（包括嵌入式接管与球壳的对接焊缝）的内、外表面，支柱、盖板、托板、垫板之间以及与球壳相焊角焊缝外表面，接管的D类焊缝及卡具拆除及补焊后打磨部位100%MT或PT检验，按JB4730-94I级合格。
④对支柱纵环缝进行100%RT检验，按JB4730-94II级合格。
⑤Dg≥250mm的接管与法兰的对接焊缝进行100%RT检验，按JB4730-94II级合格。
Dg〈250mm的接管与法兰的对接焊缝进行100%MT检验，按JB4730-94I级合格。
⑥表面缺陷打磨深度超过3mm时，补焊后进行100%UT检验，
按JB4730-94I级合格。
5.包装运输
5.1坡口表面和内外边缘50mm范围内打磨除锈后，立即涂可焊性防锈涂料。
5.2法兰等所有加工表面应涂油脂并采用δ3石棉板进行可靠性保护，拉杆螺纹部位应涂油脂并采用破布包裹妥善保护。
5.3运输球壳板的胎具支架、立柱等采用12#工字钢，横梁采用10#槽钢，球壳板之间采用50×50木块支垫，球壳板外侧采用扁钢捆扎。
6.措施用料
1
板材δ10Q235AF
25.6m2
2
工字钢12#
225.6m
3
槽钢10#
126.9m
4
焊条J427Φ4
30kg
5
铁皮δ2
24.5m2
6
乙炔气
15kg
7
氧气
30m3
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