1000立球罐现场焊接技术方案.docx
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1000立球罐现场焊接技术方案
√
综合
重大
一般
1000m3球罐焊接
施工技术方案
编制：
审核：
复审：
批准：
*公司
工程项目经理部
*年*月*日
目次
1编制依据……………………………………………………………………………………1
2工程概况……………………………………………………………………………………1
2.1工程简介………………………………………………………………………………1
2.2主要焊接实物量………………………………………………………………………1
3焊接…………………………………………………………………………………………1
3.1焊前准备…………………………………………………………………………1
3.2焊接顺序……………………………………………………………………………3
3.3焊接……………………………………………………………………………3
3.4产品焊接试板……………………………………………………………………………3
4球罐焊后质量检验………………………………………………………………4
4.1焊缝表面形状尺寸及外观要求………………………………………………………4
4.2焊后尺寸检验…………………………………………………………………………4
4.3焊缝无损检测…………………………………………………………………………4
5修磨和焊补…………………………………………………………………………………4
5.1表面缺陷的修补………………………………………………………………………4
5.2焊缝内部缺陷的修补…………………………………………………………………5
5.3修补焊缝的无损检测…………………………………………………………………5
6焊后热处理…………………………………………………………………………………5
7主要资源需求计划…………………………………………………………………………5
7.1劳动需使用计划………………………………………………………………………5
7.2主要施工机具………………………………………………………………………5
7.3焊条用量计划………………………………………………………………………6
8质量标准和保证措施………………………………………………………………………6
8.1质量管理目标………………………………………………………………………6
8.2质量管理的具体措施…………………………………………………………………6
9HSE管理……………………………………………………………………………………8
9.1HSE管理目标…………………………………………………………………………8
9.2HSE组织机构…………………………………………………………………………8
9.3应急预案………………………………………………………………………………11
10质量记录…………………………………………………………………………………12
附焊接工艺卡…………………………………………………………………………13
1编制依据
1.1施工标准和规范
a）《压力容器安全技术监察规程》[1999]154号；
b）《钢制压力容器》GB150-1998；
c）《钢制球形储罐》GB12337-98；
d）《球形储罐施工及验收规范》GB50094-98；
e）《钢制压力容器焊接规程》JB/T4709-2000；
f）《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》JB4744-2000；
g）《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708-2000；
h）《压力容器无损检测》JB4730-94；
i）《石油化工工程建设交工技术文件规定》SH3503-2001。
1.2设计图纸
1.3《压力容器制造和现场组焊质量保证手册》
2工程概况
2.1工程简介
4台1000m3球罐由X公司设计，X监理单位为监理公司，安装承包商为X公司。
表1
序号
球罐位号
材质
数量（台）
容积（m3）
1
16MnR
3
1000
2
16MnR
1
1000
2.2主要焊接实物量表2
序号
球罐名称
焊接部位
规格（mm）
焊缝延长米
1
球罐主体焊缝
δ46
272米/台
支柱对接焊缝
φ550×10
12米/台
2
球罐主体焊缝
δ34
272米/台
支柱对接焊缝
φ550×10
12米/台
3.焊接
3.1焊前准备
a）焊接材料的要求
1）焊条按设计要求选用低氢型焊条（E5015）；
2）焊材要有项目齐全的材质证明书或合格证，使用前焊材按批号进行扩散氢复验合格，并经材料责任工程师盖章认可，材质证明书包括熔敷金属的化学成分、力学性能、扩散氢含量等，各项指标均要符合相应国家标准及设计要求；
3）焊材使用前应检查外观质量，焊条有脱皮及裂纹严重者不得使用；
4）在现场设置标准并取得使用许可证的焊条烘干室及储存库，配备高温烘箱和恒温箱及附属设备。
现场设置的焊条库内设有去湿装置，相对湿度不超过60%，焊材堆放离地300mm以上。
焊条使用前必须经过烘干，烘干参数应满足下表要求，烘干次数不宜多于二次；
种类
烘干温度
烘干时间
恒温温度
E5015
350℃～400℃
2h
100℃～150℃
b）焊工要求
担任焊接任务的焊工必须按《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》考试合格，具备相应资格。
c）对焊接环境的要求
当环境条件在下列情况而没有防护措施时，不允许进行焊接：
1）风速在8m/s以上时；
2）相对湿度在85%以上时；
3）下雨天气。
d）焊接工艺参数
焊接工艺参数表
焊接
位置
焊接
方法
焊道
及层数
焊材
及规格
焊接
电流（A）
焊接
电压（V）
焊速
（cm/min）
工艺评定
编号
全位置
手工焊
外侧5～6层
内侧4～5层
E5015Φ3.2
Φ4.0
80～120
160～190
22～24
26～30
6～10
8～15
0381WV-BX
e）定位焊及工卡具焊接
1）定位焊及工卡具焊接工艺与主体焊缝焊接工艺相同；
2）定位焊顺序
赤道带纵缝→上极板纵缝→下极板纵缝→赤道带与上极板环缝→赤道带与下极板环缝→上、下极板环缝
3）定位焊长度应大于50mm，厚度大于10mm，间距300mm～500mm，定位焊不得有裂纹，引弧和熄弧在坡口内，定位焊全部在内侧进行且应避开丁字接头；
4）定位焊均采用手工焊接方法。
3．2焊接顺序
赤道带外纵缝→上、下极板外纵缝→赤道带和上极板外环缝→赤道带和下极板外环缝→赤道带内纵缝→上、下极板内纵缝→赤道带和上极板内环缝→赤道带和下极板内环缝→上、下极板拼缝
3．3焊接
1）每个带的纵焊缝都采用多名焊工、多台焊机同时对称施焊的办法，每条环缝也分段对称同步施焊；
2）每条焊缝的一侧宜一次连续焊完；
3）每层焊道焊完后，将熔渣清除干净，整条焊缝焊完后将飞溅和熔渣打磨干净，并作好表面质量检查记录；
4）焊接时严格控制线能量，多层多道焊接，每层焊肉厚度不超过5mm；
5）所有对接焊缝在焊完一侧后，都必须进行气刨清根，并用砂轮打磨，将渗碳层去除，检查是否有裂纹。
按JB4730-94进行PT检验，I级合格。
6）焊接前应预热，预热温度≥100℃，预热宽度为焊缝中心两侧各120mm内，焊接过程中应控制层间温度不低于预热温度，焊后采用液化气加热的方法立即进行后热消氢处理，后热温度及时间为：
200℃～250℃/0.5h～1h。
7）支柱的焊接
a）焊接接头形式为对接，坡口形式为V形，下支柱管内的导向环相当于接头处的一块垫板；
b）接头组对要求：
间隙2mm～3mm，钝边0mm～1mm，坡口角度30°；
c）支柱焊接时应由两名焊工以相同的焊接工艺参数同时对称施焊，以减少焊接变形；
d）打底层焊接时电流适当大一些，以保证焊透；
e）焊后应将焊缝打磨光滑，并与母材圆滑过渡
3.4产品试板制备
a）试板的材质、厚度及坡口与球壳板相同；
b）试板的数量及其检验要求：
1）每台球罐应同时作横焊位置、立焊位置、平焊+仰焊位置的三组试板，规格为650mm×180mm×46mm；650mm×180mm×34mm；
2）试板由指定焊工焊接，采用与球罐焊缝焊接相同的条件、相同的焊接工艺；
3）试板经外观检查合格后，应进行100%射线探伤，其标准与代表的焊缝标准相同；
4）球罐产品试板放置在球罐热处理的高温区外侧与球罐同时进行热处理后，方可加工试样进行试验；
5）产品焊接试板按JB4744-2000《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》执行。
4球罐焊后质量检验
4．1焊缝表面形状尺寸及外观要求
a）焊缝及热影响区表面不得有裂纹、气孔、夹渣、凹陷和熔合性飞溅，焊缝不得有咬边现象；
b）球罐体全部对接焊缝在焊接接头每边的盖面宽度为1mm～2mm，余高为0～3mm；
4．2焊后尺寸检验
a）对接焊缝焊后角变形≤10mm，错边量≤3mm；
b）两极间的内直径、赤道截面的最大内直径和最小内直径三者之间相互之差均应小于设计内径的7/1000且不大于80mm。
两极间的内直径、赤道截面的最大内直径和最小内直径与设计内直径之差均应小于设计内径的7/1000且不大于80mm。
c）焊接完成后，支柱径向及周向两个方向垂直度偏差不超过12mm。
4．3无损探伤检验
a）球罐对接接头须在焊后24小时方可进行100%RT检验，按JB4730-94II级合格后，每条焊缝应增加20%UT复验，按JB4730-94
级合格；
b）球壳对接焊缝的内、外表面，与球壳相焊接的所有角接接头的内、外表面、补焊处的表面、工卡具拆除处的焊迹表面和缺陷修磨处表面、垫板及支柱与球壳连接处的角焊缝外表面，应在热处理前按JB4730-94《压力容器无损检测》进行100%磁粉探伤检测，I级合格。
耐压试验后应作复查，复查数量应为焊缝全长的20%以上，复查部位应包括全部丁字焊缝及每个焊工所焊焊缝的一部分。
5.焊缝返修及补焊
5.1焊缝表面及球壳表面缺陷返修用砂轮机打磨修整，对于打磨深度超过2mm的应进行补焊，补焊后表面打磨光滑并进行磁粉探伤，补焊深度超过3mm时增加射线探伤；
5.2焊缝内部缺陷返修前用超声波检测确定缺陷的位置和深度，当清除缺陷用碳弧气刨时刨槽长度不得小于100mm，并用砂轮机清除渗碳层，经PT检验确认无缺陷后进行手工补焊。
缺陷清除深度从球壳板表面算起不超过板厚的2/3，如在2/3深度处缺陷仍未消除，打磨后焊接填平，然后在背面再次清除缺陷并重新打磨检验及补焊；返修及补焊的焊接工艺要求应与正式焊接工艺要求相同，返修次数、部位和补焊情况作好详细记录。
5.3返修焊缝的无损检测
返修焊缝应按原要求重新进行无损检测。
同一部位返修最多不超过两次；超过两次时应编制返修措施，由质保工程师批准后方可进行返修。
6焊后热处理
球罐经各项检验均符合要求后，进行整体热处理，热处理工艺及要求详见《1000m3球罐热处理施工方案》
7主要资源需求计划
7.1劳动力需用计划
7月份
8月份
9月份
电焊工
13人
16人
16人
电工
2人
2人
2人
加热工
3人
6人
6人
打磨工
5人
5人
5人
合计
23人
29人
29人
7.2主要施工机具
序号
名称
规格
数量
1
硅整流电焊机
20台
2
三杯风向风速仪
DEM6型
1个
3
测温表
0～400℃
2个
4
钳形电流表
500A
2块
5
高温烘箱
500℃
1台
6
恒温箱
150℃
2台
7
空气压缩机（6m3/min）
2台
8
去湿机
2台
9
轴流风机
Φ500mm
4台
10
砂轮机
15台
7.3焊条用量计划
序号
名称
规格、型号
数量
备注
1
电焊条E5015
Φ3.2
0.3吨/台
1000m3
2
电焊条E5015
Φ4.0
3.0吨/台
1000m3
3
碳棒
Φ8
2000根
总计
8质量标准和保证措施
8.1质量管理目标
焊接一次合格率98%，创建优质工程。
8.2质量管理具体措施
8.2.1建立健全质量保证体系
a）建立质量保证体系：
项目经理对球罐安焊接质量负全责，项目质保工程师负责质量保证体系的运行。
配备焊接、质量检验责任工程师负责质量监督和指导检查工作。
b）现场设质量检查员，负责施工项目的质量监督和检查工作。
8.2.2质量管理措施
a）施工前，施工图必须经专业审核和各专业会审，并做出图纸会审记录。
未经图纸会审不得施工。
并事先将从事球罐焊接的持证焊工、检验人员、无损检测人员名单、球罐安装计划等资料在安装前报技术监督部门；
b）球罐焊接前，必须根据具体技术要求或图纸特殊要求由工程技术人员负责向施工班长、岗长及所有施工人员进行技术交底，班长在每天工作前向施工人员进行二次交底，做好交底记录；
c）质量检验人员应熟悉设计图纸和有关技术要求及质量标准，同时在施焊前必须对球罐组对的质量进行细致的全面的交接检查。
对焊接环境条件及所有焊接工序有关的工作如预热系统、焊条烘烤和发放等进行检查。
焊接责任人员要与质检人员一起对施焊过程的工艺纪律进行有效的控制和检查，制止违反工艺纪律、操作纪律的行为；
d）质量控制方面必须做到
1）坚持工序控制：
工序控制主要以自检和交接检验为主，工序自检工作由施工员负责。
专检工作由质检员负责。
记录要具有及时性、真实性和完整性。
未进行工序交接的，下道工序不得施工，上道工序检查不合格者，下道工序不得施工；
2）坚持工程质量因素控制，从焊材管理、焊接工艺控制、焊接环境等均要严格控制；
3）坚持三不准施工原则，即本施工方案未进行技术交底不准施工、特殊技术要求不明确不准施工、发现重大质量问题处理结论不清时不准施工；
4）积极开展施工过程中的班组QC小组活动，强化质量意识及时消除质量缺陷，提高工程质量；
5）质量检查员有权行使质量否决权，对施工中违反程序、规范及工程质量的问题应及时下达书面通知，通知其停止施工。
责令其提出纠正措施或进行返修直至合格为止。
e）工程用料或成品必须有内容完整、数据可靠的质量证明和有关技术资料，受压材料代用必须经原设计单位同意并签发；
f）试验、检验、测量用的仪器、仪表和量具均应符合各项计量的要求，进行正确使用、保管和定期鉴定，以保证计量器具的准确性；
g）实行奖优罚劣，对违反工艺纪律、操作纪律、施工纪律规定的人员要严肃处理，其奖罚数额依照《质量奖惩实施办法》确定。
9HSE管理
9.1HSE管理目标
遵守规程确保安全，杜绝伤亡，保证施工，实现六个重大事故为零。
9.2HSE组织机构
9.3应急预案
a）避免现场出现紧急情况时造成混乱，减少人员伤亡和财产损失，施工现场成立应急指挥小组，成员如下：
组长：
副组长：
组员：
b）应急小组职责：
1）负责组织应急处理；
2）负责与救援部门的联络；
3）负责统一向上级（业主）汇报险情处理情况。
c）发生紧急情况时，应按如下顺序采取应急措施：
1）避免死亡；
2）保护人员不受伤害；
3）避免或降低环境污染；
4）保护装置、设备、设施；
5）降低其他财产损失。
d）现场火警处理
1）任何发现火情的人，应在保证自己安全的条件下立即使用现场灭火器进行灭火，当火扑灭后，立即向安监站报告事故情况；
2）如果火不能被立即扑灭，立即就近拨打“119”电话报警并直接或间接向应急小组报告，由应急组长或副组长发布火险警报；
3）任何听见火警的人必须撤离现场并到最近的上风口，等待进一步指示，不要阻塞消防通道；
4）必须立即禁止所有车辆通行，停放到不阻碍交通的地方并熄火。
e）施工现场发生的紧急事故，现场负责人一边上报应急小组，一边指挥现场紧急服务队处理事故，开始着手人员救护。
1）对职工点名，确认无失踪人员；
2）开展失踪人员的搜寻工作；
3）确保重伤员送往医院治疗；
4）确保已经安排人员对伤员进行护理。
遵守规程确保安全，杜绝伤亡，保证施工，实现四个重大事故为零。
10质量记录
焊接过程中按相关标准和技术文件要求整理施工记录：
a）焊接记录
b）预热及层间温度记录
c）焊条烘培记录
d）焊条发放记录
e）产品焊接试板试验报告
f）焊缝返修记录
附表A接头焊接工艺卡
焊接工艺卡编号
WPS-1
接头简图:
焊接顺序及要求
接头名称
球壳板对接焊缝
先焊外侧焊缝，待整个球罐主体外侧
母材
16MnR
焊缝焊完后，进行清根，再焊内侧焊缝。
厚度
46mm,34mm
采用多层多道焊，层间接头应错开。
焊接工艺评定编号
0381WV～BX
注意层间清理，并保证层间温度。
焊接位置
全位置
严格控制线能量，严禁在坡口外引弧
焊工持证项目
D2-5,6,7,8J
或熄弧。
预热温度（℃）
100-150
层间温度（℃）
≥100
后热℃
200-250
焊后热处理（℃/h）
见热处理方案
层-道
焊接方法
填充材料
焊接电流
电弧电压
（V）
焊接速度
（cm/min）
线能量
（KJ/cm）
钨极直径
/
牌号
规格
极性
电流（A）
喷嘴直径
/
1,9
SMAW
J507
φ3.2
直流反接
80-120
22-24
6-10
脉冲频率
/
其它
SMAW
J507
φ4.0
直流反接
160-190
26-30
8-15
脉宽比（%）
/
/
/
/
/
/
/
/
/
/
气体成分
/
气体
流量
正面/
背面/
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