球罐参考资料热处理方案.docx

1、球罐参考资料热处理方案宜昌鑫冠化工有限公司年产24万吨磷酸二铵项目球罐整体热处理方案 编制：审核：批准：中国化学工程第十六建设公司2012年3 月11日1.工程概况2.热处理方法及工艺规范3.热工计算4.热处理现场工艺设计5.热处理前的准备工作6.施工组织7.热处理工艺的评定8.安全措施1. 概况1.1宜昌鑫冠化工有限公司2台1000m3液氨球罐安装工程,根据图纸设计要求及GB12337-98、GB50094-1998等有关标准，2台球罐需进行焊后整体热处理，以消除球罐组装和焊接残余应力。为确保热处理工程质量按要求顺利进行，特制定以下热处理方案。1.2球罐主要设计参数：1000m3液氨球罐内

2、径12300mm公称容积1000m3容器类别类壁 厚42mm物料名称液氨球罐材质Q345R设计温度-1050C焊缝系数1.0结构形式八柱三带三十片混合式柱腿直径壁厚426*101.3编制依据（图号：Q11-502-00）1.4热处理的目的为了消除球罐组装与焊接的残余应力，稳定球罐的几何尺寸，改善焊接接头和热影响区的组织和性能，达到降低硬度，提高塑性和韧性的目的，进一步释放焊缝中的有害气体，防止焊缝的氢脆和裂纹的产生。2.热处理方法及工艺规范2.1热处理方法本次热处理采用“霍克喷嘴内部燃烧法”，以球罐内部为炉膛，球罐外部包扎保温材料保温，选用0#柴油为原料，将压缩空气及燃油同时喷入喷嘴并雾化用液

3、化气引燃油雾。随着燃油不断燃烧产生的高温气流在球罐内壁（并在球罐内设伞形罩）对流传导和火焰热辐射作用，使球罐升温到热处理所需要的温度。球体外表安装热电偶，用补偿导线连接到测温仪上进行温度测控。2.2热处理工艺规范按照GB12337-1998钢制球形储罐选择如下热处理工艺参数和工艺曲线：恒温温度：60025恒温时间：100min升温速度 5080/h （400以下不予控制）降温速度 3050/h （400以下不予控制）400以上升温和降温过程中，球壳表面上任意两测温点的最大温差120。2.2热处理工艺曲线图(如图2.2) 图2.2 图2.2 (C4)3.热功计算3.1热平衡计算基本公式 本热平衡

4、计算以下人孔到上人孔之间作为球罐的热平衡区域。在一个工作周期内，热处理过程所需要总热量Q由下式计算： Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 (1)式中，Q1为加热球罐金属的有效热量，Q2为绝热层散失的热量，Q3绝热层蓄热损失，Q4为燃料油化学未完全燃烧的热损失，Q5为燃料油机械不完全燃烧的热损失，Q6由烟囱排除烟气时带走的热量，KJ/h. 3.1.1 Q1的计算：下标m取16；tm分别取0，100，200，300，400，500，600。 3.1.2 Q2的计算：m,n,a,均取17；th分别取值100，200，300，400，500，600，625。3.1.3 Q3的计算：j取07，t0=

5、te,t1t7依次以100为分隔点。3.1.4 Q4的计算：3.1.5 Q5的计算：3.1.6 Q6的计算：3.2工艺设定液氨球罐温度区间/升温速度v0/h-1本周期加热所需要时间tm/hte100601.667100200701.429200300601.667300400601.667400500502.000500600402.50060025-1.68（保温）3.3热物理常数的规定低合金高强度钢物理常数规定见表2，密度1=7850kg/m3.（表2）超细玻璃棉毡的理常数规定见表3，密度1=60kg/m3.绝热层对空气的传热系数a、绝热层的平均温度tj及烟气带走的热量的百分率b见表43.

6、4根据热工计算结果，选择 HAUCK双喷嘴下燃烧法，选择9m3/min空压机。4.热处理现场工艺设计4.1热处理工艺系统本次热处理工程由燃油、供油、热循环、测量、柱腿移动和排烟系统组成。燃油系统采用喷嘴及风、油控制系统，将喷嘴固定在球罐下入孔，根据热平衡计算要求选用合适规格和数量的喷嘴，连接好风管及油管，通过控制柜来对热处理过程进行控制，以满足工艺要求，燃料采用0#柴油，通过油泵送油，压缩空气将燃油喷入喷嘴并雾化，用液化气引燃油雾使燃油进行燃烧。燃油系统加热装置在投用前要进行试漏、试吹、试烧，检查有无泄漏、堵塞现象，检查压缩空气是否够用，检查仪器、仪表是否正常，发现缺陷及时整改。根据热平衡计算

7、，单台热处理耗油量4吨，储油罐一次装油量应保证单台球罐热处理全周期所需油量的1.5倍，故应设备容量为6吨的储油罐。为了克服“霍克喷嘴内部燃烧法”在对大型球罐加热造成球体下半部温度偏低的问题，我们采用在球罐内加伞罩的办法均温，使球罐内部形成一个热气流的循环（如下图）。均温罩采用耐热钢或者不锈钢板分片制造，以便在球罐内部组装和拆除，向下呈120伞状，也可用平板状。伞罩的的安装位置根据我公司以往的安装经验及正式热处理之前的试验加以确定（由于该两台球罐为1000m3常规球罐，可不装内部伞罩）。 温度测量监控系统由热电偶，补偿导线，DR 030 B数字温度巡回检测仪或WP-80多路巡检显示控制仪对温度进

8、行智能化测量，然后根据测量结果进行控制，所有风管、油管、液化气管及测温线路均通过控制柜，便于操作与控制，热处理过程中，要观察火焰，通过调节气阀、油阀使之正常燃烧。一般先送风，后送油，风和油应按比例缓慢调节。按照GB12337-1998钢制球形储罐有关技术标准的要求，本次热处理共设测温点26个，球罐总共分3带，测温点应均匀布置在球壳表面，相邻测温点间距应4500mm，距入孔与球壳环缝边缘200mm以内及产品试板上必须设测温点。详见测温点布置图。按测温点布置图要求将热电偶牢固地点焊在球壳外侧，试板应单独另设热电偶。补偿导线应妥善固定，以防烧毁。各热电偶型号均为K型镍铬-镍硅，补偿导线采用K型双芯线

9、。DR 030 B数字温度巡回检测仪或WP-80多路巡检显示控制仪对温度进行智能化测量，每1秒钟巡回显示一个通道的温度测量值，并由热处理技术负责人将其温度与热处理工艺卡进行比较对照是否符合本次热处理的工艺要求，通过调节油气比例来调节火焰长短，缩小球罐上下部温差，通过调节油气排量来调节火焰大小，控制球罐升温速度。同时设定检测仪器会每隔30分钟自动打印1份各点温度的报告。4.2柱腿移动措施热处理前将罐支柱杆及地脚螺栓全部松开，同时在球罐吊装之前，每根支柱支柱底板板及基础预埋钢板之间都放置了一包黄油，以保证热处理过程中位移，在每一个柱腿处安装千斤顶一台，并对每个柱腿处设置垂直标准点（径向周向）柱腿移

10、动前在基础板上做出移动量刻度进行移动。，（见表式中：材料的线膨胀系数；D0球罐直径。 表4.2.1温度范围（）100200300400500600移动量（mm）6.256.256.256.256.256.254.3保温方法，保温被应保持干燥并贴紧球罐外表面相互叠压包放，每层厚50mm，共100mm。外用14#铁丝将其网紧，在热处理过程中保温被不得松动脱落。，从柱脚与球罐连接处的下端向下至少1m范围内应保温。，保温层外表面温度不应大于60。4.4试板与球壳板同步热处理在热处理规范中要求试板与球罐的球壳板采用相同工艺进行热处理，因此把试板布置在球罐外侧高温区即上极中处，力求与球罐同步。5.热处理前

11、的准备工作5.1球罐球体、入孔、接管及预焊件等必须全部焊接完毕，并经外观检察和无损探伤检查合格。5.2、所有无损探伤检查工作必须作完。5.3、球罐内外表面质量和几何尺寸应检验合格，记录齐全。5.4、产品试板焊接检查合格，并经监检人员确认，试板在球壳上固定应牢固。5.5支柱螺栓松开 拉杆松开5.6所有原始资料齐全，并经质保系责任人员签字认可，经监检单位和甲方确认。5.7热处理系统装置必须全部安装好，各系统应调试完毕。5.8供电系统经全面检查合格符合要求，并和有关部门联系，确保热处理期间不断电。5.9应掌握气象资料，热处理应避开大风与下雨天气。5.10各岗位人员应齐全到位，并经培训上岗，分工协作。

12、5.11施工技术方案应向有关人员交底。6.施工组织6.1为确保热处理工作顺利进行，设置岗位和职责范围（见表6.2）6.2热处理岗位和职责范围 岗位上岗时间为热处理点火开始,岗位下岗时间为热处理降温至常温。序号岗位名称人数职责范围1指挥岗1负责指挥整个热处理工艺实施和掌握热处理全过程各种情况及各种问题。2记录岗1每30分钟记录一次温度及自动记录仪记录监视。3温度控制岗1负责热处理过程中的温度控制。4工艺操作岗2负责液化气及供油系统正常进行。5仪表维护岗1负责测温系统及燃烧系统仪器仪表正常运行及故障处理。6电器机械维护岗1负责热处理系统电器机械设备正常运行及故障处理。7柱腿移动岗4负责柱腿移动及垂

13、直度的测量并做好施工记录。8保温棉检查岗2检查保温棉完好程度，如有脱落、松动及时补上拉紧。9安全防火岗1热处理防火措施落实及过程监控。 表6.27.热处理工艺的评定7.1热处理完工后，需对产品试板进行检测，对热处理工艺进行评定，其结果应符合JB4744-2000钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验。7.2热处理工艺实测记录（1）热处理报告（2）仪表自动记录时间温度曲线7.3据有关标准，以测试报告和记录为依据，对热处理工艺作出综合评定。8.安全措施8.1清理现场易燃易爆品及闲置器材，清量工作道路，装好夜间照明，准备足够数量的消防器材。8.2储油罐，液化气瓶，乙炔瓶应离处理点火处20米以外。8.3保证安全送电，各种电缆线布置整齐合理。8.4坚守岗位，尽职尽责，无关人员不得进入热处理施工现场。8.5热处理整个过程中，应有专人24小时全程安全监护。8.6及时掌握天气预报，严禁在5级以上大风或雨雪天气进行热处理作业。8.7设好安全警戒，严禁无关人员进入或通过热处理区域。8.8安全技术交底需在作业前进行，要有作业组（三人以上人员）亲笔签名方可生效。