5000m³液氨球罐焊接施工方案.pdf

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1、1/14福建天辰耀隆新材料有限公司液氨储罐项目 焊接施工方案 焊接施工方案 编 制：审 核：批 准：大连金鼎石油化工机器有限公司2017-07-09 发布 2017-07-18 实施 受控状态：受控 版本：R01 分发号：福建天辰耀隆新材料有限公司液氨储罐项目2/14目录目录1.工程概况.32.编制依据.33.施工组织.34.质量保证.44.1 质量方针.44.2 质量目标.44.3 质量控制.45.焊前准备.45.1 技术交底.45.2 坡口检查.55.3 工卡具检查.55.4 支柱组对.55.5 球罐组对后几何尺寸检查.56.主要焊接机具设备.67.球罐焊接.67.1 焊工要求.77.2

2、焊接材料.77.3 焊接施工.88焊缝清根.119焊缝返修.119.1 清除焊缝缺陷.119.2 焊缝修补.119.3 修磨和补焊后无损检测.119.4 返修次数.1210球罐焊后检查.1211产品焊接试试件.1312HSE 管理措施.1312.1 电焊.1312.2 气焊.14福建天辰耀隆新材料有限公司液氨储罐项目3/141.工程概况工程概况 工程名称：福建天辰耀隆新材料有限公司液氨储罐项目。工程内容：球罐本体以及附件的安装、检验、报检、工程质量监检、验收和交付等设备投用前的全面工作。球罐的梯子、平台及平台垫板。球罐的热处理。基础沉降观测、水压试验球罐气密性试验。工程数量:本工程共有 1 台

3、 5000m3液氨球罐。项目的建设单位：福建天辰耀隆新材料有限公司；2.编制依据编制依据1)本项目承包合同、现场考察、设计图纸、工程特点及安全技术条件；2)固定式压力容器安全技术监察规程TSG21-2016；3)钢制球形储罐GB12337-2014；4)球形储罐施工规范GB50094-2010；5)钢制压力容器GB150-2011；6)特种设备焊接作业人员考核细则 TSGZ6002-2010；7)承压设备无损检测JB/T4730.16-2005；8)承压设备产品焊接试件的力学性能检验NB/T47016-2011；9)承压设备焊接工艺评定NB/T47014-2011；10)熔敷金属中扩散氢测定方

4、法GB/T3965-2012；11)金属夏比缺口冲击试验方法GB/T229-2007；12)低合金钢焊条GB/T5118-2012；13)国家和地方政府颁布的有关现行相关经济、技术法规和规范；3.施工组织施工组织选派技术水平高，工作责任心强的质量管理人员和工人，组成施工队伍，安排好交叉作业，保证设备、工人的配备，精心施工，实行质量预控，严格质量保证体系运行，各质量保证体系人员要坚守岗位、一丝不苟，保证施工进度，创造优质工程。福建天辰耀隆新材料有限公司液氨储罐项目4/144.质量保证质量保证4.1 质量方针坚持质量第一，持续改进球罐的组焊质量，保证球罐的安全性能；以超越用户的需求标准为目标，以保

5、障人民群众生命财产安全为目的，服务于用户，贡献于社会。4.2 质量目标焊接质量一次合格率98%。4.3 质量控制对各个工序施工进行监控，作好施工记录；对不符合国家标准、图纸及方案应立即整改，不合格零部件不得转入下道工序，以保证施工工程质量。5.焊前准备焊前准备5.1 技术交底按球罐设计图纸中的技术要求向施工人员进行技术交底，并做好记录备察。球罐的主要技术参数见表 5.1 表 5.1 5000m3液氨球罐主要技术参数 公称容积：5000 m3 容器类别：类 设计压力：1.45Mpa 设计温度：40 工作压力：0.51.2 Mpa 工作温度：1030 工作介质：液氨 内 直 径：S21200 mm

6、 球壳厚度：50mm 球壳材质：Q345R 福建天辰耀隆新材料有限公司液氨储罐项目5/145.2 坡口检查焊接前应检查坡口，并应在坡口表面和两侧至少 20mm 范围内清除铁锈、水分、油污、灰尘，坡口表面不应有裂纹和分层等缺陷存在。若有缺陷，应采取合格工艺进行修磨或焊补，焊补后应进行磁粉或渗透检测，并磨成原坡口形状。5.3 工卡具检查组装用定位块的材料应与球壳板相同，定位块布置于球壳板的内则（其中，上极带板及上极带与赤道带相对应的定位块在外侧），间距 8001200mm。定位焊缝长度应在 80mm 以上，其引弧、熄弧点应在坡口内，工卡具的焊接、引弧点和熄弧点应在工卡具、焊道上，严禁在非焊接位置任

7、意引弧和熄弧。定位铁三面封焊，锤击方向的背面不焊。用作吊耳的方铁四周应满焊，内脚手架的三角挂架应采用 20#材料的483 的钢管制作，所有组装用的定位铁、卡具和三角挂架必须焊接牢固，保证安全生产，防止吊装过程中因吊耳脱落发生事故。5.4 支柱组对上支柱与下支柱按焊接作业指导书（WWI）焊接。5.5 球罐组对后几何尺寸检查表 5.5 球罐组对后各项目几何尺寸允许偏差一览表 序号 检 查 项 目 允 许 偏 差 1 球壳组对间隙 2mm2mm 2 球壳组对错边量 2 mm 3 棱角值 7 mm 4 支柱垂直度（径向与周向两个方向）15 mm 5 赤道带每块球壳板的赤道线水平度 2 mm 福建天辰耀

8、隆新材料有限公司液氨储罐项目6/146 相邻两块球壳板的赤道线水平度 3 mm 7 任意两块球壳板的赤道线水平度 6 mm 8 球罐两极间的内直径、赤道截面的最大直径和最小直径三者之间相互之差 70 mm 6.主要焊接机具设备 6.主要焊接机具设备 表 6.1 主要焊接机具设备投入计划一览表 序号 材料设备名称 规格 单位 数量 性能评估 1 电焊机 ZX7-500 台 20 完好 2 电焊条烘干箱 ZYHC-150 台 1 完好 3 除湿机 DH818-D 台 1 完好 4 干湿温度计 支 2 完好 5 钳型电流表 0600A 个 1 完好 6 气刨电焊机 ZX5-1000 台 1 完好 7

9、 角向磨光机 150 台 15 完好 8 焊缝检验尺 HJC40 个 1 完好 9 焊条保温筒 个 20 完好 7.球罐焊接球罐焊接 按照设计图纸、安装技术条件及钢制压力容器焊接工艺评定JB4708-2011 标准要求制定本项目焊接工艺规程（WPS），现场焊接责任人以此为依据编制焊接工艺卡，向工人进行技术交底，并严格检查、监督，并作好各项施焊记录。福建天辰耀隆新材料有限公司液氨储罐项目7/147.1 焊工要求 从事本项目球罐焊接的电焊工必须持有有效期内的“中华人民共和国特种设备作业人员证”，焊工施焊的钢材种类、焊接方法及焊接位置等均应与本产品相符。焊工到场后，应进行焊工考试，取得云南石化焊工进

10、场施焊许可证，方可持证上岗。7.2 焊接材料 7.2.1 焊材选用 球罐球壳板之间的焊接、上支柱、安装用工卡具、预焊件等与球壳板焊接的焊缝使用的焊条均必须采用钢板相匹配的焊条。表 7.2.1 球罐与焊条选用对照一览表 序号 球 罐 名 称 安装位号 材质 焊条牌号 1 5000m3液氨球罐 V27201 Q345R J507R 7.2.2 焊材质量管理 焊条的质量管理应符合焊接材料质量管理规程JB3223-1996 的有关规定。焊条要具有质量合格的证明书，包装良好，外观质量好，焊芯无锈迹不偏心，药皮强度好。并按相关质量标准对焊条进行验收，还应采用相关标准按炉批号进行复验，复验结果应符合球罐设计

11、图纸中技术条件的相关要求。焊条还需按批号进行扩散氢含量的测定、化学成分复验、熔敷金属力学性能复验，合格后才能入库。7.2.3 焊材保管 焊条应有专人负责保管、烘培、发放、回收，并作好有关记录；烘培温度应按相关技术条件和产品说明书的规定执行，烘培温度为 350400，恒温 1h,然后置于 100恒温箱内，随用随取。7.2.4 焊材使用 焊工应配备性能良好的焊条保温筒，从焊条保温筒内取用焊条一次不宜超过 3 根，焊条在保温筒内不宜超过 4 小时，超过时间后应重新烘焙（温度 350400），但重复烘焙次数不应超过二次（烘焙超过二次的焊条不得用于球罐焊接）。福建天辰耀隆新材料有限公司液氨储罐项目8/1

12、47.2.5 焊材回收 回收后的焊条要妥善保管，严禁混用，不同牌号的焊条，应严格分开烘焙。7.2.6 注意事项 生锈、受潮的焊条不得用于球罐焊接。7.3 焊接施工 7.3.1 焊前预热 按照国家标准球形储罐施工规范GB50094-2010、设计图纸及国家有关规范要求，球罐对接焊缝焊前需进行预热处理。聚合级丙烯球罐焊前的预热温度应 100150。预热应均匀，预热宽度应为焊缝中心两侧各取 3 倍板厚、且不少于 100mm，预热温度应距坡口边缘不超过 50mm 的距离处对称测量，每条焊缝测点不少于三对。预热采用火焰加热的方法。7.3.2 焊接电流 J507R 型焊条应采用直流电源，可全位置焊接。表

13、7.3.2 焊条采用的焊接电流一览表 焊 条 牌 号 J507R 焊 条 直 径 mm 4.0 焊接电流A 平焊、横焊150180 立焊、仰焊150170 7.3.3 焊接线能量 焊接线能量应根据球壳板的材质、厚度、焊接位置和预热温度等，由焊接工艺规程或焊接作业指导书（WPS）确定；对于本项目球罐的焊接线能量，应进行测定和严格控制。焊接线能量的控制应按下式计算结果进行：Q=60UI/V 式中：Q焊接线能量（J/cm）；I焊接电流（A）；福建天辰耀隆新材料有限公司液氨储罐项目9/14 U电弧电压（V）；V焊接速度（cm/min）。不同焊条在各种位置下焊接线能量见下表。施焊时，应采用窄焊道、薄层多

14、层焊，每一焊道宽度不大于焊芯直径的 4 倍，每一层焊道厚度不超过 3.5mm。表 7.3.3 焊条各种位置下的焊接线能量 焊接位置 J507R 焊接线能量 KJ/cm 1230 7.3.4 层间温度 需要进行焊前预热处理的球罐，焊接时层间温度应不低于预热温度，不得超过 200,且不大于 180为宜。7.3.5 焊接环境 当出现下列情况之一时，应采取有效的防护措施后再进行焊接。1)雨天及雪天；2)风速超过 8m/s；3)焊接环境温度在-5及以下；4)相对湿度在 90%及以上；注：焊接环境的温度和相对湿度应在距球罐表面 0.5m1m 处测量。7.3.6 “十不焊”1)无技术交底、无统一指令不焊；2

15、)组对间隙量不符合国家标准不焊；3)组对错边量大于国家标准规定不焊；4)组对棱角度大于国家标准规定不焊；5)球壳板坡口及其周边至少 20mm 范围内未达到清洁要求不焊；6)焊接环境不符合要求不焊；7)气刨及打磨质量不符合要求不焊；福建天辰耀隆新材料有限公司液氨储罐项目10/148)预热温度未达到规定要求不焊；9)焊条质量或烘焙不符合要求不焊；10)球壳板焊缝清根后未经渗透检测合格不焊。7.3.7 焊接顺序 赤道带板纵缝上温带板纵缝赤道带和上温带板环缝上极带板纵缝上极带板环缝上温带与上极带板环缝下极带板纵缝下极带板环缝赤道带与下极带板环缝。先焊大坡口，然后在内侧碳弧气刨清根、打磨，经外观及着色检

16、查合格后，并清理干净小坡口内残液、污物，预热后再进行小坡口焊接。7.3.8 控制角变形方法 1)调整正反面焊接顺序；采用一组焊工 20 人进行对称焊接。2)控制碳弧气刨清根的深度和打磨量；3)增设工卡具；4)辅焊龙门板。7.3.9 后热消氢处理 按照国家标准球形储罐施工规范GB50094-2010、设计图纸及国家有关规范要求，球罐在焊后需立即进行后热处理。后热处理应按照设计文件、焊接工艺规程或焊接作业指导书（WPS）执行，后热温度为 200250，后热时间为 0.5h1h。后热应均匀，后热宽度应为焊缝中心两侧各取 3 倍板厚、且不少于 100mm，后热温度应距坡口边缘不超过 50mm 的距离处

17、对称测量，每条焊缝测点不少于三对。7.3.10 焊接要求 施焊作业应严格按焊接工艺规程要求焊接。焊接时不得在非焊接处起弧，以免造成电弧擦伤，如不慎造成弧疤或坑，必须打磨平滑后进行磁粉或渗透检测。施焊时要求对称施焊，采用多层、多道焊控制线能量，每层焊道的厚度以不超过 3.5 毫米为宜，各层焊间接头应错开 50mm 以上，每层焊道完后，应将焊瘤打磨至与焊层齐平后，方可进行下层焊道的焊接。每一层焊道宽度不大于焊芯直径的 4 倍，纵焊缝焊道应焊至相交环缝中部，环缝焊接时再行铲除，Y 形焊缝要避免在三条焊缝交接处收弧、起弧，采取更换施焊方向的办法，防止福建天辰耀隆新材料有限公司液氨储罐项目11/14接头

18、重叠，详见焊接工艺，严格按焊接工艺卡要求执行。7.3.11 焊道引弧 焊道始端应采用后退起弧法。换焊条重新起弧时，要在上一根焊条的弧坑未冷却时尽快重新引弧。8焊缝清根焊缝清根双面对接焊缝，单侧焊接后应进行背面用碳弧气刨清根。清焊根时，应将定位焊的焊缝金属清除干净。采用碳弧气刨法清根时，需要进行焊前预热的球罐，应按 7.3.1 的规定进行预热。除去渗碳层，修整刨槽，使其成为 U 型，槽底半径应大于 5mm，同时长度宽窄一致。经 PT100%检测无裂纹、未焊透、未熔合夹渣，且不保留有熔渣与飞溅物等缺陷，方可施焊。9焊缝返修焊缝返修9.1 清除焊缝缺陷当发现不允许存在的缺陷时,应在查清缺陷产生原因后

19、，采用碳弧气刨法去除焊缝缺陷，需要进行焊前预热处理的球罐在气刨前应按 7.3.1 规定进行预热，并用砂轮打磨清除渗碳层，同时修整坡口尺寸。刨除缺陷深度不得超过 2/3 板厚，若清除到板厚 2/3 处仍有缺陷时，应在该状态下补焊，然后在其背面再次清除缺陷，进行补焊。确认缺陷已清除干净后才能进行焊补，返修焊缝长度应大于 50mm,在焊补焊道上加焊一道凸起的回火焊道，回火焊道焊完后，应磨去回火焊道多余的焊缝金属，使其与主体焊缝圆滑过渡。9.2 焊缝修补焊接修补时应选派技术水平高的焊工焊接，修补工艺与球罐焊接工艺相同。9.3 修磨和补焊后无损检测各种缺陷清除和修补后,均应进行磁粉或渗透检测，焊接修补深

20、度超过 3mm 时（从球壳板表面算起），应增加射线检测或超声检测；无损检测合格指标应符合无损检测的规定。福建天辰耀隆新材料有限公司液氨储罐项目12/149.4 返修次数同一部位的返修次数不宜超过两次。对于超过两次的焊缝返修，应充分分析焊缝产生缺陷的原因，返修焊接时必须严格按照设计文件、标准规范及焊接作业指导书要求，返修前应进行超声定位，将缺陷深度确定，缺陷去除后应进行 PT 检测，检查是否将缺钱清除干净。施焊时必须在良好的焊接环境下进行，焊前预热、层间温度、后热处理的温度必须严格进行控制。焊接时焊条应按规定进行烘干并装入保温筒内，焊接过程中焊工每次在焊条筒内只允许取一根焊条，并将焊条保温筒筒盖

21、盖好，焊接时严格控制焊接线能量，焊后应将焊缝表面打磨干净。返修次数、部位和情况应记入球罐质量说明书。10球罐焊后检查球罐焊后检查 对接焊缝表面不得有裂纹、咬边、气孔、弧坑和夹渣等缺陷，并不得保留有熔渣与飞溅物，焊缝余高应严格控制，满足要求，且与母材圆滑过渡。焊缝表面不应有急剧的形状变化，角焊缝应与母材呈圆滑过度。球罐焊后各项目几何尺寸允许偏差见表 10。表 10 球罐焊后几何尺寸允许偏差（mm）项 目 允 许 偏 差 焊缝宽度 比坡口每边增宽：1mm2mm棱角值 10 mm 两极间的内直径、赤道截面的最大内直径和最小内直径之间相互之差100mm 两极间的内直径与设计内直径之差 100 mm 赤

22、道截面的最大内直径与设计内直径之差 100 mm 赤道截面的最小内直径与设计内直径之差 100 mm 球罐支柱的垂直度 15 mm 福建天辰耀隆新材料有限公司液氨储罐项目13/1411产品焊接试件产品焊接试件 1)每台球罐应做立焊、平加仰焊位置的产品焊接试件各一组；球罐主体焊接时，焊工应按与球罐焊缝相同的条件和工艺焊接产品试件。2)焊接责任人要认真监督执行焊接工艺，作好记录；并协助焊工控制好产品焊接试件的焊接变形，避免产品焊接试件焊后角度变形超差。产品焊接试件焊缝应经外观检查，100%射线检测、100%超声检测和 100%磁粉检测，其检测合格标准与球罐焊缝检测标准相同。3)焊接完成后的产品焊接

23、试件应同球罐本体一同进行焊后整体热处理，由焊接及检验责任人书面委托加工，标明按 NB/T47016-2011 标准及设计图纸与技术条件的有关要求进行检验、机械加工和机械性能试验；整理好报告资料，并在其上签署意见认可后备查。12HSE 管理措施管理措施12.1 电焊1)电焊机应安设在干燥，通风良好的地点，周围严禁存放易燃、易爆物品。2)电焊机应设置单独的开关箱，作业时应穿戴防护用品，施焊完毕，拉闸上锁。遇雨雪天，应停止露天作业。3)在潮湿地点工作，电焊机应放在木板上，操作人员应站在绝缘胶板或木板上操作。4)严禁在带压力的容器和管道上施焊。焊接带电设备时，必须先切断电源。5)贮存过易燃、易爆、有毒

24、物品的容器或管道，焊接前必须清洗干净，将所有孔口打开，保持空气流通。6)在密闭的金属容器内施焊时，必须开设进、出风口容器内照明奄压不得超过 36V。7)把线、地线不得与钢丝绳、各种管道、金属构件等接触，不得用这些物件代替接地线。8)更换场地，移动电焊机时，必须切断电源，检查现场，清除焊渣。福建天辰耀隆新材料有限公司液氨储罐项目14/149)在高空焊接时，必须系好安全带。焊接周围应备有消板或铁板。12.2 气焊1)乙炔发生器应采用定型产品，必须备有灵敏可靠的防止回火的安全装置。2)乙炔发生器与气不得同放一处，距易燃、易爆品不得少于 10m。严禁用明火检验是否漏气。气、电石应随用随领，下班后送回专

25、用库房。3)氧气瓶、乙炔发生器受热不得超地 350C，防止火花和锋利物件碰撞胶管。气焊枪点火时应按“先开乙炔、后开氧气”的顺序作业。4)氧气瓶、氧气表及焊割工具的表面。严禁沾污油脂。5)乙炔发生器应每天换水.严禁在浮筒上放置物件,不得用手在浮筒上加压和摇动.添加电石时严禁明火照明。6)乙炔发生器不得放在电线的正下方,焊接场地距离明火不得少于 10m 7)氧气瓶应设有防震胶圈,并旋紧安全,避免碰撞剧烈震动和强烈阳光曝晒。8)乙炔气管用后需清除管内积水.胶管回火的安全装置结冻时,应用热水溶化,不得用明火烘烤。、9)点火进焊枪不得对人,正在燃烧的焊枪不得随意乱放。10)电石应放在干燥的地方,移动或搬运应将桶上小盖打开,轻移轻放开桶时头部要闪开,不得用金属工具敲击桶盖。11)施焊时,场地应通风良好。施焊完毕,应将氧气阀门关好,拧紧安全罩。乙炔浮筒提出时,头部应避开浮筒上方向,提出后应挂放,不得扣放在地上。