液氨球罐方案.docx

1、液氨球罐方案2000m3液氨球罐施工方案公司二一年五月十四日第一部分 球罐制造1 主要技术参数1.1 本球罐为2000m3液氨球罐。1.2 结构形式： 根据国内外板材生产情况，球罐采用四带混合式结构。该形式减少了球壳焊缝长度，减少了因焊缝过长而带来的安全隐患。同时又节省了焊条用量，使工期得到了充分保证。2 主要材料2.1 钢板 2.1.1 球壳板采用16MnR（正火）。2.1.2 球壳板应逐张进行超声波检查，探伤标准为JB473094,质量等级为级。2.2 锻件2.2.1 凸缘、加强管、法兰等采用16Mn，且为正火状态。2.2.2 锻件标准采用JB4726，质量等级为级。2.3 焊条 用于球壳

2、板焊接，采用E5017。3 制造工艺3.1 下料3.1.1 为便于球壳板制造过程中的检验和以后组装的方便，对每片球壳板分别建立工艺卡，记录球壳板的钢号、炉批号及球壳板的编号。3.1.2 球壳板采用火焰切割法下料。为保证下料精度，采用二次下料法，第二次下料后对坡口切割线周边100mm范围内进行100%超探，标准为JB4730级合格后方可切割。3.2 压型3.2.1 球壳板均采用多点冷压成型工艺，曲率应均匀，成型时缓慢压至规定的曲率，严禁急剧成型加工。3.2.2 球壳板成型在环境温度0以上进行。3.2.3 球壳板成型后采用弦长2m的样板进行检查，曲率允差及几何尺寸应符合GB12337-98的有关规

3、定。3.2.4 坡口表面应进行100%磁粉检测，并在试剂清除干净后立即在坡口50mm范围内涂上可焊性防腐涂料。3.3 零部件制造 零部件用材料应符合图纸的要求。受压元件材料均须有钢厂的质量证明书。3.4 零部件组焊 3.4.1 人孔、接管与极中板的组焊以及上支柱与赤道板的组焊应在制造厂进行，其开孔周边100mm范围内也应进行超探。3.4.2 上支柱与赤道板组焊后赤道板的曲率及几何尺寸按GB1233798的有关规定。上支柱与赤道板的安装尺寸允差为3mm。3.4.3 与上支柱相焊 的赤道板成型后距柱头焊缝周边100mm范围内也进行100%超探。3.5 其它 球罐在制造厂制造完毕后，按图样要求进行油

4、漆、包装与运输。并备齐安装所需的物资与相应软、硬件资料交付给安装单位。第二部分 球罐现场组装1 概述 本施工方案适用于湛江液氨罐区2台2000m3液氨球罐的现场组装，焊接、无损探伤、热处理、水压试验、气密试验、梯子平台的制造和安装等。 在遵守设计图纸要求的基础上，借鉴已往丰富的球罐施工经验，编制了比较完善的切合实际的施工方案，目的在于更好地组织施工，保证施工质量。1.1 球罐材料验收标准1.1.1 球壳板：16MnR GB6654-96压力容器用钢板标准规定。1.1.2 其它部件：按设计图纸及有关技术要求供材并验收。1.2 编制依据1.2.1钢制球形贮罐GB12337-981.2.2压力容器安

5、全技术监察规程（99版） 1.2.3钢制压力容器GB150-19981.2.5球形贮罐施工及验收规范GB50094-981.2.6压力容器焊接规程JB/T4709-921.2.7 压力容器无损检测JB4730-94 1.2.8 十三化建球形容器现场组焊通用工艺规程QJ/13J09-01-972 施工工艺选用2.1 球罐组装采用无中心柱分片组装工艺。2.2 球罐焊接采用整体全位置焊接，焊接方法选用手工焊。2.3 射线检测方法采用射线。2.4 热处理为柴油内燃法整体热处理工艺。控制方法选用微机控制。2.5 球形容器现场组焊施工工艺流程如下图所示：3 施工准备工作3.1 球壳板到现场后，应对球壳板制

6、造厂家提供的质量证明书进行认真的审核。审核的主要内容包括：a) 质量证明书的样式是否符合压力容器安全技术监察规程的要求；b) 资料的数量是否符合有关要求；c) 是否已按要求对球壳板进行了检验和检测；d) 资料上注明的球壳板的标记是否与到货一致。3.2 球壳板到现场后，应对其几何尺寸、曲率半径及坡口进行逐张测量，测量结果必须符合GB50094中的规定，检查方法如下：a) 坡口加工尺寸用样规检查；其偏差应符合下列要求：坡口角度的允许偏差为2O30；坡口钝边及坡口深度的允许偏差为1.5mm。b) 球壳板尺寸用钢尺检查；允许偏差见下表：项目允许偏差（mm）长度方向弦长2.5任意宽度方向弦长2对角线弦长

7、3两条对角线间的距离5 c) 球壳板曲率用样板检查，测量时样板与球壳板保持垂直，每块测量点不少于5个。允许偏差见下表：球壳板弦长（m）样板弦长（m）允许间隙（mm）2233.3 球壳板应按规定做好测厚和超声波检测的检验。检验方法及标准详见本方案第6章无损检测工艺。3.4 对球罐上的其他部件，开箱后逐件清点，并按图纸要求核对其材质、几何尺寸，做好记录。发现尺寸、材质不符或缺件者，应及时与制造厂协商解决。3.5 基础检查验收应符合GB50094中规定， 并结合土建交工资料进行检查和验收，做好检查和验收记录。基础各部位尺寸允许偏差见下表：序号项目允许偏差1基础中心园直径（D1）7.852基础方位13

8、相邻支柱基础中心距2mm4支柱基础上的地脚螺栓中心与基础中心园的间距2mm5支柱基础地脚螺栓预留孔中心与基础中心园的间距8mm6 基础 标高采用地脚螺栓固定的基础各支柱基础上表面的标高-15mm相邻支柱的基础标高差4mm7单个支柱基础上表面的水平度采用地脚螺栓固定的基础5mm3.6 根据已测量过的赤道带球壳板宽的弧长累加，同时兼顾上下温带大口周长的偏差，计算出球罐赤道线处弧长，并按每道环缝加入24mm收缩量作为基础圆外周长。然后按此周长算出直径作为基础圆的放样直径。3.7 按放样直径在基础上画圆，并按支柱数等分，画出滑板安放的十字中心线，铲平基础墩并加垫铁，放上滑板，固定地脚螺栓。滑板的十字中

9、心线与基础墩十字中心线对齐。然后测量高差、进行调整。要求所有滑板上平面绝对高差2mm，相临两柱墩上滑板的高差为1mm。3.8 基础灌浆结束，混凝土达到预定强度后，重新在基础滑板上画线放样，标出十字中心线，打上样冲。4 球罐组装球罐全部采用单片吊装。组装前应对每块球壳板和焊缝进行编号。编号要与原厂证书编号一致。4.1 组装卡具焊接4.1.1 组装工具采用日字型卡具（包括方块、日字卡、楔子）。4.1.2 方块在球壳板上的布置为纵向间距1-1.3米一个，环向0.4-0.7米一个，球壳板的两端部可适当密集。4.1.3 方块的焊接按焊接工艺卡有关参数进行。应严格执行加热工艺，预热范围为方块周围150mm

10、内，预热温度按焊接工艺评定的参数执行（详见5.4节）。引弧和收弧应在方块上，不允许在球壳板上引弧，对于球壳板上电弧打伤部位，应及时打磨干净并作着色渗透检查。方块焊角高度为10-12mm。4.1.4吊耳的焊接在保证足够强度的原则下，尽量不采用封闭焊缝，引弧应在吊耳上进行，焊角高度10-12mm，其他工艺参数按焊接工艺卡参数值执行。4.2 球罐支柱的组装4.2.1 组对：在已抄平的小平台上放出实样进行组对(如图4.2.1)。 图4.2.1 球罐支柱组对图4.2.2 支柱组对尺寸要求：支柱与带板轴线的平行度L1-L22mm。4.2.3 支柱与赤道带板的相贯线组对后，检查相贯线处支柱与赤道板之间的间隙

11、，偏差不得大于2mm。4.2.4 组对后，对支柱与球壳板间的焊缝进行加固焊接。 支柱下托板覆盖的焊缝全部满焊，焊角高度应满足图纸要求，其余未覆盖焊缝处的焊接要求为每隔100mm，焊接100mm长。焊接过程中应随时监控支柱的变形，如发现支柱与球壳板轴线的平行度不能满足要求，应及时改变焊接顺序进行矫正。 组装焊接下托板，焊角高度按图纸要求。4.2.5 拼缝组装时应确保球壳板曲率。焊缝组装间隙应均匀一致，棱角度、错边量应满足要求。 焊接过程中应随时对球壳板的变形，特别是角变形进行监控，并通过改变焊接顺序进行矫正。4.3 球罐的组装球罐的组装采用无中心柱分片整体组装工艺。4.3.1 赤道带组装将初步焊

12、接完成的第一块带支柱赤道带板吊到基础滑板上，对准滑板上的十字中心线。为插板方便，可在柱腿底板的内侧临时垫以薄板，使赤道带板略向外仰，然后把紧地脚螺栓。上端暂用拖拉绳拉住。再吊相邻的第二块带支柱赤道带板，并安装好两柱之间的拉杆。然后吊装两柱腿间的插板，吊装就位后用卡具进行固定，而后再依次吊装第三块柱腿板、第二块插板,依次组装完整个赤道带。 赤道带吊装时用组装卡具固定，吊装期间可使用移动式脚手架。赤道带吊装宜连续作业直至围过半径，中途停止吊装（如过夜）时两敞开端必须用锚绳向内向外拉固，以防大风。 赤道带是整个球罐安装的基准带，至关重要，它对于其它各带及整个球罐的组装质量影响很大。因此，必须精心调整

13、，以保证椭园度，上下弦口水平度，对口间隙，错边量、角变形等技术参数达到规范要求再进行点焊。 用弦长2米的样板对赤道带上下口圆度进行测量，样板与球壳板的间隙不大于3mm，否则应进行调整。椭园度利用柱间拉杆调整，对口间隙、错边量、角变形用组装卡具调整。 4.3.2 下极带组装吊装第一块下极外边板时，上口用卡具与赤道带固定，下口用导链及钢丝绳拉在赤道带上弦口外侧的吊耳上，以后每隔一块板下口用倒链固定一次。下极外边板组装时，要注意其下垂趋势，所以收口宜偏小3mm。下极外边板吊装完后，先调整与赤道带连接的环缝，再调整纵缝，然后吊装下极边板，调整完后点焊固定。考虑到罐内作业需要采光通风，人员进出罐方便等，

14、下极顶中心板可暂不吊装，待罐内焊接作业结束、再组装焊接。 4.3.3 上温带组装上温带组装时，组装工作在球罐外部进行。吊装第一块上温带板、调整好尺寸后，外部应用拖拉绳拉住（见下图），依次类推。以后每隔两块板拉一下，超过三分之一圆后可不拉拖拉绳，超过半圆后，可去掉拖拉绳。4.3.4 上极带组装上极带的组装与下极带组装基本相同。吊装第一块上极外边板时，下口用卡具与上温带固定，上口用导链拉在预先埋好的锚点上。上极外边板组装时，也要注意其下垂趋势，所以收口宜偏大35mm。上极外边极吊装完后，仍先调整其与上温带的环缝，后调整纵缝，然后吊装上极边板，调整完后点焊固定纵缝。上下极带组装完成后，要认真调整，如

15、有几何尺寸不符合标准，应加以修整，保证各部分的尺寸都合格。4.3.5 搭设内脚手架 罐内脚手架搭设时，应确保安全稳固的原则，并应注意不要与球罐内壁相焊接。跳板的铺设应有利于焊工焊接及检测工作的顺利进行。4.3.6 罐外脚手架搭设 外部双排满架到顶，铺设的跳板应绑扎牢固，外挂白铁皮、三防篷布或采取其他防风措施。4.3.7 点固焊 点固焊前应对球罐整体焊缝组装质量进行一次全面的检查。检查内容包括： 表4.3.7 球罐组装标准项目国家标准本方案角变形(mm)75立柱垂直度(mm)1210错边量(mm)334.3.8 拆除工卡具 工卡具拆除时应采用气刨，避免使用锤击。拆除后及时打磨焊瘤。拆除工卡具处应

16、按规定要求进行表面检测。4.3.9 组装说明 1)组对时错边量必须控制到最小。 2)组装时应保持水平方向的直径大于垂直方向的直径，以1530mm为宜。5 焊接5.1 焊工管理从事球罐焊接的焊工必须持有劳动部门颁发的锅炉压力容器焊工考试合格证书。焊工施焊的钢材、种类、焊接方法和焊接位置等均应与焊工本人考试合格的项目相符。5.2 焊接工艺评定 5.2.1 球罐焊接前必须进行焊接工艺评定，工艺评定按立焊，横焊和平加仰三个位置进行。 焊接工艺评定的具体执行按JB4708-92的规定。5.2.2现场组焊前应根据焊接工艺指导书(WPS)编制适宜现场使用的焊接工艺卡。焊接工艺卡应包括以下内容：焊接位置； 焊

17、接材料； 焊接方法； 预热温度及层间温度； 焊接工艺从参数（电流、电压、焊速等 ）； 后热温度及时间； 热处理方式。5.3 焊接环境5.3.1 球罐施工现场建立焊接管理制度，派专人观测气象条件，每天上午、下午各记录一次或多次。5.3.2 在下列情况下如无可靠防护措施，不得进行焊接。a. 雨天、雪天；b. 风速8m/秒（手工焊）；c. 环境温度在-5以下；d. 相对湿度90%。注：以上数据为距焊缝表面5001000mm处测量数据5.4 预热、层间温度和消氢处理 5.4.1 预热和后热可采用气体火焰加热或电加热方式进行。加热时，加热器设置在焊道的背面一侧。5.4.2 预热宽度为焊缝中心两侧各取三倍

18、板厚，且不少于100mm。5.4.3 测温点应在距焊缝中心50mm处测量。5.4.4 预热温度按焊接工艺评定要求或现场焊接工艺规程要求。5.4.5 消氢处理参数：后热200250，后热时间0.51，后热宽度为焊缝两边各大于150mm。5.5 焊缝外观质量5.5.1 焊缝外观要求5.5.1.1 焊工完成当天的焊接工作后，必须将渣皮，飞溅等物清理干净。5.5.1.2 焊缝及热影响区表面不得有裂纹、气孔、夹渣、凹坑、焊瘤等缺陷。5.5.1.3 焊缝不允许有咬边。5.5.2 球罐焊后尺寸检查表 项 目 标 准 要 求错边量 3mm棱角度 10mm赤道截面最大最小直径差两极净距与设计内径之差80mm柱腿

19、垂直度 12mm5.6 焊条的选用及管理5.6.1材质为16MnR，选用E5016,其他材质的焊条选用E4303。5.6.2焊条或焊丝必须有质量证明书，质量证明书应包括熔敷金属的化学成份、机械性能，并依据规定做好扩散氢含量复验工作（对E5016其扩散氢含量不大于6ml/100g）。5.6.3烘干设备高温烘箱： 0600C 恒温干燥箱：0300C 5.6.4 施工现场设焊条管理室，派专人管理。必须按要求烘干发放和回收焊条，并认真填写焊条烘干、发放记录。5.6.5 焊条储存室的温度应保证在10以上，相对湿度不得超过75%。5.6.6 焊工应携保温焊条桶领取焊条。超过4小时未用完的焊条应重复烘干方可

20、使用。焊条重复烘干的次数不得超过两次。5.7 焊接程序5.7.1 球罐的焊接程序：先纵缝，后环缝，先大坡口一侧，后小坡口一侧；先赤道带，后上温带、下、上边板，再极板。如下图： 5.7.2 球罐焊接还应遵循“多焊工，均匀分布，同工艺，等速度”的原则。5.7.3 赤道带及纵缝等长焊缝可分为多段进行焊接。5.7.4 每道焊缝开始焊接的第一、二遍宜采用分段退焊法。立焊缝每段约1000mm,平焊缝每段约1500mm为宜。5.8 定位焊 定位焊在焊缝调整后进行，并在其150mm范围内预热。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为不小于50mm，间距200-300mm，焊

21、肉厚度约6mm。点固焊缝应配合焊接过程中用碳弧气刨逐步除去，不能使其残留在熔敷金属内。 定位焊工艺参数应按焊接工艺评定的参数值执行。5.9坡口修补 当坡口局部尺寸超过标准要求时，可进行修补。 原则上是在定位焊后进行。若不会导致球壳板变形时，也可在组对前进行，在钝边上引弧部位要在停焊后迅速打磨，修补部位还需检测合格，焊接工艺参数见焊接工艺评定。5.10主焊缝的焊接 采用电加热器或火焰加热器对焊缝进行焊前预热。 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。 焊接程序原则上先焊纵缝，后焊环缝。 焊接工位均匀分布，罐内外焊接方向相同，

22、施焊时所有的工艺参数及敷焊层次序与焊接工艺评定相同。 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。 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。5.10.1纵焊缝焊接 第一层（打底层），相对整条焊缝采用分段倒退向上焊接，其余各层填充与第一层运条方向一致。 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。 两侧盖面前凹槽以为宜，电流可比填充时稍大一些，但要避免咬边和未熔合等缺陷的产生，焊缝余高为3，焊缝

23、宽度应保持一致，压边为。 纵缝的首末端的焊肉应达到环缝的坡口中心，待环缝焊接时，再打磨至与坡口齐平。5.10.2环缝的焊接 第一层焊接时，相对每位焊工分段范围内采用分段退焊，摆动不宜过大。其余各层道施焊时不作摆动，采用压道焊，注意层间清除要彻底。 每层间的起焊位置应错开，且离开丁字缝200左右。 两侧盖面前凹槽深，其他注意事项同纵焊缝。5.10.3接管、柱腿及人孔环缝焊接按GB12337的要求，接管及柱腿与球罐之间的焊接接头应由球壳板制造厂完成。如因特殊原因，须在现场焊接时，应采用分段焊。每层、道要焊成封闭的环形焊道后，方可进行下一层、道的焊接，当球壳板较厚或开孔较小时，宜适当增加预热温度或扩

24、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。5.10.4其它结构焊接 其它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。5.11返修工艺及要求 凡经过外观及无损检测检查不合格的焊缝，现场技术负责人必须组织检查人员、检测人员及焊工，查清原因，确定缺陷的性质部位，认真落实返修措施，严格执行返修工艺，保证一次返修合格。 返修时，检查员及现场技术负责人必须到位，进行监督检查。 缺陷消除可采用气刨或砂轮打磨，选择缺陷距表面较近侧进行消除缺陷工作，气刨后用砂轮打磨露出金属光泽。 所有返修部位长度应100，两缺陷间隔小于50mm时应合为一处返修。补焊时，不得中

25、间停顿，须一次完成，接头及回火焊道处打磨平滑。5.12 产品试板的焊接 产品试板的焊接参数与相应位置焊缝参数相同，分横、立、平加仰位置施焊，且随罐热处理。5.13气刨清根 气刨的刨槽要直、光滑、深浅和宽窄一致（有缺陷处可深刨，消除缺陷为止）并经砂轮打磨，露出金属光泽并进行着色检查。 ）规范 电流：400-500A 电弧长：1-2 压缩空气压力：0.4-0.6 气刨速度：0.7-1）气刨时使用的电流较大，应注意防止焊机过载，防止连续使用时间过长而损坏焊机。 ）气刨的刨槽用砂轮打磨完后经着色检测合格，方可施焊。6 无损检测6.1 范围 本工艺适用于球罐的对接焊缝、角焊缝及其它连接焊缝以及球壳板的无

26、损检测。6.2 无损检测程序6.2.1 检测人员资格 a)参加球罐检测的人员，必须经过技术培训，按锅炉压力容器无损检测人员资格考核规则取得技术监督部门颁发的与其工作相适应的资格证书。评片人员、UT、MT、PT主要操作者和报告签发人，应持有级以上资格证书。 b) 从事射线检测的人员还需持有国家卫生部门颁发的放射线工作人员证。 c) 底片评定人员矫正视力不低于1.0。 d) 从事磁粉、着色检测的人员，不得有色盲、色弱。6.2.2 检测责任人员的职责 负责整个工程的无损检测工艺规程的实施，并对整个工程的无损检测交工资料完整性负责。6.2.3 检测工艺程序及检测方法 a) 球罐无损检测工艺程序、检测部

27、位、检测时机、检测方法，安排如图6.2.3所示； 图6.2.3 检测工艺程序b)对接焊缝超声波检测、射线检测、磁粉检测及着色检测均应在焊接完毕24小时后 。焊缝及热影响区外观经检查人员检查合格，并在检测委托单上签字认可后方可进行检测；6.2.4 检测比例及合格级别 a)球壳板的UT复检：抽检数量为球壳板数量的20%，每带不少于2块，上、下极不少于1块，其球壳板边缘100mm范围内100%检测，按JB4730评定，级为合格。 b)厚度测量：比例、要求与球壳相同。每块球壳板5点。 c)RT检测：球罐对接焊缝100%射线检测（但高颈法兰与接管的对接焊缝，当D250mm，其28mm时，可不作射线检测）

28、，按JB4730评定，级合格。 d)UT检测：球罐焊缝抽检20%，按JB4730评定，级合格。 e) 球罐所有对接焊缝碳弧气刨清根打磨后进行目视或100着色检验，不允许有任何裂纹、分层、线性和园形显示的红色图象。 f)球罐上所有对接焊缝及热影响区，去除工具卡的焊后痕迹打磨后， 热处理前做一次100磁粉检测，并在水压试验后作20的磁粉检测复查。按JB4730评定，级合格。对不合格部位，应打磨修补后按原检测方法复验，直至合格为止。 g) 球罐人孔、接管、柱腿角焊缝表面，热处理前进行100着色检查。耐压试验后进行20复查。按JB4730评定，级合格。对不合格部位，应打磨修补后按原检测方法复验，直至合

29、格为止。6.3 球罐钢板超声波检测 本标准适用于20mm球罐钢板的超声波检测，采用直接接触法。6.3.1 超声波检测仪和探头 a) 检测仪采用A型脉冲反射式超声波检测仪。 b) 仪器性能应符合ZBY230A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件的有关规定； c)探头选用单晶直探头，公称频率2.5MHZ，探头圆晶片直径20mm； d) 仪器和探头组合的始波占宽15mm。6.3.2 试块、耦合剂 a)试块材质应与被探钢板声学性能相同或近似，试块经超声波检测不得有2平底孔当量以上的缺陷存在， 试块厚度应与被探钢板厚度相近； b)耦合剂采用超探专用耦合剂(化学浆糊)、机油或75的甘油。6.3.3 检测条

30、件 a) 被探钢板表面应清除影响检测的氧化皮、锈蚀、油污等； b) 检测灵敏度应采用试块进行调整，试块平底孔第一次反射波高等于满刻度的50来校准。6.3.4 检测方法 a) 检测方式采用直接接触法； b) 检测部位为球壳板凹面； c) 检测扫查形式：检测沿垂直钢板压延方向，间距为100mm平行线进行扫查。在钢板周边100mm内作100扫查； d) 扫查速度不得大于150mms，当采用带自动报警装置仪器时不受此限制。6.3.5 缺陷的确定6.3.5.1 在检测过程中，发现下列三种情况之一者即为缺陷。 a) 缺陷第一次反射波F150满刻度；b) 当底面第一次反射波(B1)未达到满刻度，即B1100，而F1B150%者；c) 当底面第一次反射波（B1）低于满刻度的50%，即B1 50%。6.3.5.2 缺陷的边界或指示长度的测定方法： 检出缺陷后，移探