1、压力容器球形储罐施工及验收规范GB50094-2010锅炉和压力容器用钢板GB713-2008承压设备用碳素钢和合金钢锻件NB/T47008（JB/T4726）-2010承压设备无损检测JB/石油化工企业设备与管道表面色及标志SH3043-2003承压设备用焊接材料订货技术条件 NB/7-2011承压设备焊接工艺评定NB/T47014-2011压力容器焊接规程NB/T47015-2011承压设备产品焊接试件的力学性能检验 NB/T47016-2011施工临时用电安全技术规范JGJ46-2005建筑施工机械安全使用规范JGJ33-2001建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范JGJ130-2001
2、建筑施工现场环境与卫生标准JGJ146-2004我公司质量手册及其支持性文件本施工方案未涉及土建和罐体防腐的施工内容。3、适用范围 本方案适用于榆林炼油厂150万/年常压装置（A）技术改造及配套设施改造工程5303单元液化石油气罐区中2台2000m液化气球罐（TK-001A/B）坐标为：（A= B=）及5303单元C5+拔头油罐区及泵房罐区中2台1000m拔头油球罐（12002-5303A-05-TK-001A/B）（A= B=）的安装施工。（以上球罐位置及坐标值详见陕西延长石油（集团）有限公司榆林炼油厂150万吨/年常压装置（A）技术改造及配套设施改造工程总平面图）。4、施工作业程序及内容球
3、罐安装程序图球罐组装流程球壳组装要求。球壳不得采用机械方法强力组装。对口间隙应符合图纸要求。采用手工电弧焊时，间隙宜为 22mm。球壳组对错边量小于2mm（当两板厚度不等时，不应计入两板厚度的差值。组装后，用弦长不小于 1000mm 的样板，沿对接接头每 500mm检测一点，棱角E（包括错边量）不应大于 7mm。球罐赤道带组装后，每块球壳板赤道线水平度偏差不宜大于2mm，相邻两块板赤道线水平度误差不宜大于 3mm，任意两块球壳板的赤道线水平度误差不宜大于 6mm。球罐组装后，其最大直径和最小直径之差应小于罐设计内径的7，且不大于 80mm。支柱拉杆安装支柱安装时,必须先将热处理支柱垫板安装在支
4、柱下面,为便于滑动，垫板与柱地板间应涂抹适量黄油,热处理后进行焊接。支柱安装找正后，应在球罐径向和周向两个方向检查支柱的垂直度，其允许偏差为支柱高度的 ，且不应大于 12mm。拉杆安装时应对称均匀拧紧，拉杆中部的挠度 = mm。零部件安装开孔位置允许偏差为 5mm。接管外伸长度及位置允差为 5mm。接管法兰面应与接管中心轴线垂直，且应使法兰面水平或垂直，其偏差不得超过法兰外径的 1%，且不应大于 3mm。球罐焊后尺寸检查焊接后，棱角值不得大于 10mm。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应之差应小于设计内径的 7，且不大于 80mm。球罐组装 组装采用散装法,用固定式内
5、外脚手架施工。组对后，采用手工电弧焊焊接，焊前采用电加热预热球罐；球罐焊缝要进行整体消氢后热处理（采用霍克式喷嘴轻油内燃法进行焊后消氢处理）。赤道板吊装方法 赤道板吊装。吊装前应测量基础标高，找平在基础上放好样，标出十字线，点好定位卡，并将下极带板吊放到球罐基础内。吊装时，先吊第一块带支柱的赤道板，就位后，用 3 根钢丝绳及花兰螺丝拉紧固定， 同样方法进行第二块带支柱的赤道带板的吊装，然后吊装不带支柱的赤道带板插入两个带支柱的赤道板之间，随即用卡具找正固定，依照上述方法直至赤道带闭合。组对成环后，按技术要求进行检查，调整重点注意调整上、下环口的圆周度和周长，以利于极带的组装，且在支柱下端用水准
6、仪测出各支柱的水准线，以便检查，调整赤道线水平度。 下极板吊装方法 下极带边板、侧板、中板吊装。吊钩从赤道带上环口垂下，利用下极带边板内侧的定位方块作吊点进行吊装，用手拉葫芦进行调整，并利用卡具进行粗略调整，按顺序依次吊装闭合，同理完成下极带侧板及中板的安装。上极板吊装方法 上极带边板、侧板、中板吊装。在上极带边板外侧焊一固定吊耳， 利用外侧两个方块作吊耳，吊起第一块上极带边板就位于赤道带上环口后，用钢管支撑上部，加以调整后，用拖拉绳加以锚固，打紧环缝卡具后摘钩，采用同样方法，依次吊装另外的上极带边板、侧板、中板，并打紧卡具，直至完成全部上极带板的吊装。焊缝的调整和打底焊 球罐吊装就位后，在施
7、焊前必须借助卡具定位方块，按组装质量要求进行焊道调整，经检查合格后，对焊道进行打底焊。打底焊顺序打底焊顺序为先纵缝后环缝，对称分布焊工，对称施焊，在调整钝边间隙为 4mm 后，进行打底焊，同时在外侧预热。赤道带纵缝打底焊以后，以赤道带线为准，上、下方向打底焊。打底焊长度为 50mm、间距 300mm。打底焊前预热及焊接工艺参数同正式焊接。罐内脚手架搭设 待球罐赤道带，下极带边板、侧板、中板组装完毕后，球罐内搭设脚手架，每层高度宜为 左右，但在环缝处应适合于施焊为宜可适度调整增加高度，每层平台靠球片端平铺三块钢架板，并用 10# 铁丝绑扎牢固，最上层平台用架板铺满，此层平台距罐顶距离宜为 左右，
8、严禁搭设探头架板。每层平台周边距球片距离约为 100150mm。并挂好安全平网。球罐内脚手架的构架设计应充分考虑工程的使用要求，各种实施条件及要求及规范要求。搭设脚手架所用钢管规格不低于48*，确保所搭设脚手架强度符合规范要求。搭设脚手架前首先对球罐底部出料口用钢板制作成盖板状进行有效隔离，严防扣件及杂物落入。球罐底部扫地杆的支撑点需用木板进行隔离，严防钢管和罐底板部摩擦，造成设备不必要的损伤。对球罐内各类连接管进行有效防护，严禁以各类连接管为连接对象或连接管进行受压，杜绝一切搭设过程中对连接管增加附着力的行为，严防对连接管造成损伤。球罐内脚手架的构架设计应充分考虑工程的使用要求和各种实施条件
9、和因素。罐内脚手架按构架稳定要求设置适量的竖向和水平整体拉结杆件。在脚手架立杆底端一律搭设纵向和扫地杆，并与立杆连接牢固。罐内脚手架的杆件连接结构符合以下规定：多立杆式脚手架左右相邻立杆和相邻平杆连接头应相互错开置于不同的构架框格内。搭接杆件接头长度：扣件式钢管脚手架应1米。每层作业平台都必须搭设符合要求的拦腰杆。脚手架禁止靠在球罐上和球罐壁靠近部位的架杆要用毛巾包裹。脚手架所用钢管，扣件必须符合施工规范要求，不同规格的钢管不得混用，对有裂纹、变形的扣件坚决不得使用，出现滑丝的螺栓必须更换。球罐内搭设满堂脚手架和Z字形梯子，罐顶部分的脚手架要求铺满架子板，严防有空隙，不留安全隐患。本球罐高于1
10、7米，从安全角度考虑，人员的上下爬梯采用斜型通道的搭设要求。斜行通道支撑杆的角度为30，两边立杆和横杆相连接，并设置拦腰杆。脚踏步的间距不大于300mm，并用扣件固定牢固。脚手架搭设完成后，自检自查合格后上报车间验收挂牌。脚手架拆除拆除过程与搭设过程相反，先装者后拆。自上而下。逐步拆除，一步一消，先松钢架板部分，再松横杆，最后拆除立杆。松动的立杆立即运下，不得悬挂在架子上。拆除、运送杆件必须同时两人或三人配合操作，避免出现安全问题。拆除完毕的架杆，严禁乱扔、乱放，避免损坏各种设施和造成安全隐患。外部脚手架及防风、防雨棚搭设 球罐整体吊装完后，在球罐外搭设脚手架，作为罐外操作平台及防风、防雨棚支
11、架。然后在脚手架外铺设防火布，并用铁丝与脚手架绑扎牢固。针对本次工程特点采取的措施 考虑到本次球罐在炼油厂内施工的特点，根据业主及监理要求，在球罐焊接前需搭设防火墙，防火墙采用双排脚手架搭设，搭设高度同球罐顶平台高度，用彩钢板铺设整面防火墙，具体搭设方案见罐区防火及安全文明施工方案，搭设位置见平面布置图。固定焊与定位焊固定焊定位块、限位块和吊耳等与球壳板的焊接必须采用与壳板主焊缝相同的焊条及焊接工艺；预热方法采用单头液化气烧嘴局部预热，预热周围为板厚的3倍；焊接时必须在焊接处引弧，并注意引弧、收弧时采用回填法以避免产生弧坑。严禁产生咬肉或电弧擦伤壳板等缺陷。定位焊定位焊必须在球壳直径、椭圆度、
12、错边量、角变形和对口间隙等调整合格后进行；球壳板定位焊应分成五组或十组同时对称进行焊接。纵缝定位焊时，应从每条焊缝的中心点向两端进行焊接。环焊缝定位焊时，各组要分别从左向右进行焊接；定位焊缝在内坡口侧进行，点固长度、厚度要求：（1）纵焊缝：用焊条焊接一层，长度不小于100mm，间距不大于300mm，焊缝两端必须点固；（2）环焊缝：环缝丁字口处焊条焊接两层，第一遍的长度不小于500 mm，第二遍的长度不小于400mm，一、二遍搭接两头呈台阶，且预留长度大于50mm，丁字口以外其它部位的点固采用焊条焊接一层，长度不小于200mm。焊接试板焊接代样试板，每台球罐需制备三块产品代样试板立焊代样试板；横
13、焊代样试板；平焊加仰焊代样试板。代样试板材质应与球壳板同批号，并附有相应的材质证明。试板规格：最小尺寸360650，坡口加工尺寸、加工方式应与球壳板相同。代样试板的焊接应与三个位置的产品焊缝在同等条件下完成。代样试板的焊接执行球壳板焊接工艺，施焊焊工由现场质检员指定，质检员应在现场进行监督并对焊接过程进行记录。代样试板经射线及超声波检测合格后随球罐一同进行热处理。代样试板试验项目：横向拉伸试验一组、横向侧弯两组、焊缝低温冲击三组，各项指标均不得低于母材。焊接工艺焊接环境条件在遇下列情况之一者，若无有效防护措施，应停止焊接：雨、雪天气；相对湿度90%；风速8m/s；环境温度在-5以下。球罐组焊所
14、有受压元件焊接坡口应按 JB/T4730-2005 进行 100磁粉或渗透检测，级合格；为防止球壳板可能产生的变形，组焊时须采用相应措施如预留变形量、调整焊接工艺、加胎具固定或校形等；凸缘、厚壁管与法兰，凸缘与接管，接管与法兰的焊接接头应采用氩弧焊打底；双面对接焊接接头，单侧焊接后应进行背面清根。且碳弧气刨清根后，应用砂轮修整坡口形状尺寸、磨除渗碳层，清根后必须采用磁粉或渗透检测，焊前应预热，预热温度根据焊接工艺评定确定预热温度为：150-180,预热范围为焊缝中心两次中心各取3倍板厚，且不小于100mm，层间温度应不低于预热温度且不高于焊接工艺评定的最高值。焊后须立即进行消氢处理，后热温度为
15、：250-350，后热时间为：。应在距焊缝中心50mm处对称测量，每条焊缝测量点数不应少于3对；焊接接头（包括对接接头和角接接头）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，不应有急剧的形状变化，呈圆滑过渡；所有的对接接头和插入式接管与球壳板之间及排放口接管与人孔法兰盖之间的角焊接接头应保证全焊透；各种缺陷清除和焊接修补后均应进行磁粉或渗透检查；球壳对接焊接接头内外表面应打磨平滑，内外表面打磨后焊接接头余高为 0。球罐焊接在焊接前，球罐要搭建球罐焊接防护棚和防火篷布防护棚，焊接完成后，拆除防护棚。焊接顺序：先纵缝后环缝，先大坡口后小坡口，一面焊接成型再焊另一面。具体
16、顺序：（1）赤道带上、下丁子接头处加强焊；（2）赤道带纵缝外侧、内侧；（3）上环缝外侧、内侧；（4）下环缝外侧、内侧；（5）下极侧板Y缝外侧、内侧；（6）上极侧板Y缝外侧、内侧；（7）上极中心板纵缝外侧、内侧；（8）下极中心板纵缝外侧、内侧。各位置焊缝的焊接赤道带纵缝的焊接（现已2000m球罐为例说明）（1）赤道带纵缝共24条，由12名焊工完成，每名焊工焊接两条缝，每隔一条缝焊一条缝，对称同时焊接，保持焊接速度一致，第一、二层焊接速度快慢之差不得大于300mm，以后层数不得大于600mm；（2）球罐的纵缝共焊九遍，外侧五遍，内侧四遍。外侧前三遍采用分多段逆向焊接，由下向上，第一、二层每段300
17、mm，第三、四层分四段，相邻两层接头应错开200mm，盖面层不分段由下向上一次成型。赤道带上下端不留活口，要一直焊到头，并且焊缝金属要延伸到环缝的坡口内。环缝的焊接（1）环缝由多名焊工分段同步焊接，采用分层多道压道焊接方法；（2）第一、二、三层采用分段退向焊，每段长度700800mm，每段的三层连续焊完后，然后再焊下一段的三层，依次类推，三层以后的填充层采取由左向右直通焊连续完成，盖面层仍采用分段退焊法，各段必须连续排焊完后再转段，每段长度8001000mm；横焊的接头：第一、二、三层的起弧、熄弧点，各焊工交接处错开及层间要错开50mm以上，其他各层的焊工交界处错开200mm，每层的各道要错开
18、80mm以上。极带板与赤道板焊缝的焊接赤道板与极带板焊缝的焊接：平焊位置外侧六遍，内侧为四遍；仰焊位置外侧为六遍，内侧为四遍。所有焊缝第一层均采用分段退焊法，分段长度不大于300mm，中间层次分两段退焊，盖面层不分段一次完成。清根和打磨清根 清根采用碳弧气刨，规格碳棒8mm，直流反接，电流300A，风压4kg/cm，刨槽深度控制在将外侧焊缝的第一层焊缝金属刨掉即可。清根完后，焊缝内坡口需按JB/T4730-2005进行100%渗透（PT）检测，合格等级为级。打磨碳弧气刨后的坡口必须采用角磨机进行打磨，且必须彻底清除渗碳层露出金属光泽。如有缺陷，继续气刨打磨，直到缺陷彻底清除为止。焊接缺陷焊缝表
19、面缺陷的修补焊缝表面缺陷应用砂轮磨除，缺陷磨除后的焊缝表面若低于母材，则应进行焊接修补；焊缝两侧打磨深度大于时，应将打磨部位修整成便于焊接的凹槽再进行焊接，补焊长度不得小于50mm；焊接修补时，必须在半径不小于150mm的范围内进行预热，预热温度不得低于150-180；补焊焊接电流取规定参数的上限值，补焊后应立即进行250-350后热处理，时间2小时。内部缺陷的返修经无损检测后判定不合格的焊缝必须按下列步骤进行返工；测定内部缺陷位置（靠近内表面或外表面）。用碳弧气刨将表面焊肉刨去，清除缺陷。刨槽长度须大于缺陷长度，最短的点状缺陷也要刨去150 mm以上，刨槽宽度必须大于深度，刨完打磨经着色检验
20、确定无缺陷为止。返工部位的预热和后热应与正常焊接一致。返工的焊接工艺要求与正式焊缝焊接相同，中间不得停顿，必须一次焊完。所有缺陷的返修均应在热处理前进行，同一部位的返修次数不得超过两次。焊缝检测 外观表面检查 所有坡口、工具夹的焊痕处均须进行 100% 磁粉（MT）或渗透（PT）检查；热处理前,所有零部件组焊的焊接接头表面均须进行 100% 磁粉（MT）或渗透（PT）检查。磁粉（MT）检测应在射线（RT）或超声（UT）检测发现的缺陷修补合格后进行，离焊接完成后的时间不应小于 36h；水压试验后，所有焊接接头表面需要进行 100% 的磁粉（MT）或渗透（PT）检查，应包括制造 厂内完成的焊接接头
21、，全部丁字焊接接头及每个焊工所焊焊接接头的一部分。射线或超声检测 焊接结束 36h 后,焊接接头的射线检测（RT）或超声波检测（UT）方可进行； 球罐组装焊接完毕后,所有 A、B 类焊接接头应进行 100% 射线检测（RT），还应附加100%的超声波检测（UT）。接管与极板之间的角接焊接接头应进行 100% 超声波检测（UT）； 热处理后,所有 A、B 类焊接接头和接管与极板之间的角接焊接接头应进行 100% 超声波检测（UT）； 水压试验后，所有 A、B 类焊接接头和接管与极板之间的角接焊接接头应进行 20% 超声波检测（UT）；射线检测（RT）按 JB/T4730-2005 标准执行,II
22、级合格，超声波（UT）复验检测按 JB/T4730-2005 标准执行，级合格。球罐热处理前准备球罐球体、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。所有无损探伤检查工作必须完成。球罐内外表面质量和几何尺寸应检验合格，记录齐全。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。所有原始资料齐全，所有使用的工机具必须报验合格，并经质保系责任人员签字认可，经监检单位和甲方确认。热处理系统装置必须全部安装好，各系统应调试完毕。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。应掌握气象资料，热处理应避开大风与下雨天气。各岗位人员应齐全到位
23、，并经培训上岗，分工协作。施工技术方案应向所有参与热处理施工人员交底。在脚手架及外围搭设雨布，以便防雨、防风且备用 20kw 柴油发电机1台，防止停电，并准备消防器材防止火灾的发生。保温方法 球罐保温材料采用超细玻璃纤维毡，总厚度100mm保温棉采用钢带和保温钉固定，安装保温棉块时要用14#铁丝在保温钉上交叉绕紧，尤其应注意防止下半球安装的保温棉块下塌脱落。球罐上的入孔，接管，均应加保温棉，从支柱与球罐连接焊缝的下端算起向下1m长度范围内的支柱需保温。保温的效果具体由微机每3秒钟巡检上点，每2分钟左右巡查一遍的速度加以监控，能及时发现保温的缺陷发生温差信号告警，提示加以补救。热处理工艺（现已2
24、000m热处理工艺系统 本次热处理工程由燃油、供油、测量、柱腿移动和排烟系统组成。燃油系统。燃油系统采用枪式燃烧器，燃烧器与球罐下入孔相接，采用一套微机系统对热处理工程进行智能化控制，以满足工艺要求，燃料采用0号柴油通过油泵送油，经电磁阀控制进入喷嘴喷出，燃烧器鼓风机由底部送风助燃，雾化燃烧油，自动电子点火器点为燃燃油进行燃烧。供油系统。根据热工计算，本次罐热处理最大耗油量为874L/h，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倍，故应设备容量为6吨的储油罐。温度测量控制系统。 温度测量监控系统由热电偶，补偿导线和一套PC-WK型集散控制系统对温度进行智能化测
25、量和控制。（1）测量点布置。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35个（罐体布置32个，3块产品焊接试件各1个），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（见下图）（2）热电偶安装。采用储能式热电偶点焊机，按图二要求将热电偶牢固地点焊在球壳外侧，烟道气和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。（3）温度监测。温度监测配置两套系统，一套是EH100-24长图自动平衡记录仪3台，共可记录72个测
26、温点，另一套是微机集散型温度监控系统，3秒钟扫描一个测温点巡回检测各测温点的温度，并与设置的热处理工艺曲线进行比较对照，从面向燃烧器给出具体燃油控制理，同时按工艺每30分钟打印1份各点温度的报告。柱腿移动措施。热处理前将罐支柱杆及地脚螺栓全部松开，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（径点环向）柱腿移动前在基础板上做出移动量刻度进行移动。柱腿移动量由公式L=DOat计算。式中a材料的线膨胀系数DO球罐直径热处理温度确定。热处理温度为565-600，,恒温时间不小于 2小时。加热时，在 400 以上，升温速度宜控制在 50-80/h 范围内，降温时，
27、从热处理温度到 400 的降温速度宜控制在 30-50/h 范围内，400 以下可在空气中自然冷却。在 400 以上升温或降温时，球壳表面上相邻两侧温点的温差不得大于 130。根据以上要求，特制定本球罐热处理工艺曲线图（示意图）如下：热处理设备系统由以下系统构成 烧嘴系统：即霍克式烧嘴；供油系统：柴油罐、齿轮泵、加热器、流量计及管路；供风系统：空压机、空气贮罐、分气罐及管路；液化石油气系统：液化气减压阀及管路；测温系统： 热电偶、补偿导线、温度自动记录仪；柱脚移动机构：千斤顶、移动指示；保温：保温岩棉毡 50mm。加热方法采用轻柴油内燃加热法。将整台球罐作为炉体，在上人孔处安装一个带调节挡板的
28、烟囱 DN5003000（烟囱大样图见下图），下人孔处安装一组辉光火焰喷射器（霍克式烧嘴），烧嘴要设在球体中心线上，以使球壳板受热均匀。以0# 轻柴油为燃料，以液化气作为辅助燃料。首先点燃常燃火嘴，然后用压缩空气将柴油雾化并点燃加热球体。按照热处理工艺曲线要求控制加热过程。热处理设施安装主要要求保温的要求保温材料选用能耐最高热处理温度、对球罐无腐蚀、容重低下、导热系数小和施工方便地无碱超细玻璃棉。 保温材料应保持干燥，不得受潮。 保温层应紧贴壳表面，局部间隙不宜大于20mm。接缝应严密。在热处理过程中保温层不得松动、脱落。 球罐的人孔、接管、连接板均应进行保温。从支柱与球壳连接焊缝的下端算起，
29、向下不少于1000mm长度范围内的支柱应进行保温。 热处理时，保温层外面温度应不高于60。热电偶要求，应对温度进行连续自动记录。热电偶及XWJ-300型电位差记录仪表应经过校准并在有效周期内，仪表精确度应达到1%的要求。供油、供风、供气系统设备在使用前应检修，试运正常，配管后应与系统试压、试漏，无漏油漏气情况。柱脚处理热处理时应松开拉杆，在支柱底部各加装1台 40t 螺旋千斤顶及位移测量装置。热处理程中，应监测支柱底板实际位移值，并按计算位移值及时调整柱脚位移，温度每变化 100 应调整一次，移动柱脚时应平稳缓慢。热处理后，应测量并调整支柱垂直度和拉杆挠度。温度每变化100，每根支柱的位移值不大于H*1000，且不大于15mm。温度控制措施通过调节上部烟道挡板的开闭程度可控制升降温速度。通过调节进油量、进风量来控制供热量，调节升温度和控制恒温时间。通过调节油和空气的比例来调节火焰长度，从而控制球体上下部温差，使球体温度均匀化。热处理操作进程点火：点火前向球罐内送风 10min，清除漏进罐内的可燃气体。然后点燃常燃火嘴，将火焰调整至正常，接着向烧油嘴送压缩风，将内压
