球形罐施工方案

4.1.10球罐施工初步方案第一节概述本施工方案适用于球罐的现场组装，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，按照我公司历来坚持的执行标准“就高不就低”的原则，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组织设计，目的在于更好地组织施工，保证施工质量。1.1球罐技术参数表1.1序号项目技术参数备注1容积1000/2000m36台/2台2直径12.3m/15.6m3容器类别Ⅲ4材质16MnR5壁厚40/24mm6介质液化石油气/石脑油7设计温度8设计压力10强度试验压力11气密试验压力12焊缝系数113焊缝射线探伤100%＋20%UT复验14磁粉探伤100%＋20%复验15对接焊缝长度16支柱数量17焊后整体热处理625±25℃18球罐重量1.2结构特点详见施工图纸。1.3球罐材料验收标准1.3.1球壳板：16MnRGB6654-96《压力容器用钢板》标准规定。1.3.2支柱：20#无缝钢管GB8163-89标准规定1.3.3其它部件：按设计图纸及有关技术要求供材并验收。1.4编制依据1.4.1《钢制球形贮罐》GB12337-981.4.2《压力容器安全技术监察规程》（99版）1.4.3《钢制压力容器》GB150-19981.4.5《球形贮罐施工及验收规范》GB50094-981.4.6《压力容器焊接规程》JB/T4709-921.4.7《压力容器无损检测》JB4730-941.4.8《公司压力容器质量保证手册》QG/13J002-02-981.4.9公司《球形容器现场组焊通用工艺规程》QJ/13J09-01-97第二节球罐现场组焊工艺流程球罐分片组焊施工工艺流程图见下页（共五页）。第三节组装工艺及质量要求3.1半成品检验3.1.1根据标准要求，对球壳板应进行超声波探伤抽检及厚度检查。球壳板超声波抽检：球壳板周边100mm范围内进行全面积超声检测抽查，数量不得少于球壳板总数的20%，且每带不少于两块，上、下极板不少于一块。按JB4730-94评定，Ⅲ级合格。超声波测厚：数量为球壳板总数的20%，且每带不少于两块，上、下极板不少于一块；每块不少于5点。实测厚度不得小于名义厚度减去钢板负偏差。3.1.2球壳板几何尺寸及曲率检查应符合下表规定。序号检查项目允许偏差备注1长度方向弦长±2.5mm用尺2宽度方向弦长±2mm用尺3对角线弦长之差±3mm用尺4两条对角线间的距离5mm用尺5球面曲率≤3mm两米样板6坡口角度±2°30’焊口检测器钝边±1.5mm3.1.3支柱全长长度允许偏差为3mm，支柱与底板焊后垂直度允许偏差为2mm，支柱全长的直线度偏差应小于或等于全长的1/1000，且不应大于10mm。3.1.4分段支柱与赤道带组焊后，采用弦长不小于1m的样板检查赤道板的曲率，其间隙不得大于3mm,上段支柱直线度允许偏差为上段支柱长度的1/1000,轴线位置偏移不应大于2mm。3.2土建基础验收球罐组装前应组织有关人员对基础各部位按规范进行检查和验收，并办好中间文件交接验收。其偏差应符合表3.2规定。序号项目允许偏差1基础中心圆直径D1±D内/2000mm2基础方位1°3相邻支柱基础中心距s±2mm4地脚螺栓中心圆与基础中心距离S1±2mm5基础标高各基础上表面标高-D1/1000mm相邻基础表面标高≤4mm6单个支柱基础上表面的平面度5mm3.3支柱及赤道带安装3.3.1每根支柱和对应赤道带板在地面平台组对，然后一体吊装。需用16t汽车起重机吊装。立起后支柱垂直度允许偏差为12mm。3.3.2吊装第一块带支柱的赤道板。下部用地脚螺栓固定，上部用拖拉绳锚固，并使之略往外倾斜。3.3.3吊装相邻的带支柱赤道板，用拉杆与第一块赤道板连接固定。依次吊装其余的带柱腿的赤道板。3.3.4在带柱腿赤道板吊装完毕后，吊装其余赤道带板（中间插板）。安装时用组装卡具与带柱腿赤道板固定。吊装期间可使用移动式脚手架。3.3.5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。3.3.6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，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。3.3.7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。3.4其它各带安装3.4.1其它各带安装顺序是：下极带、上极带。需用40吨汽车起重机吊装。3.4.2赤道带组装完后，以赤道带下口水平线为准，测量其弦高来控制几何尺寸，并用2m样板测量环口曲率。此间悬挂与调整用导链来完成。3.4.3下极带吊装完后，用卡具先调整与赤道带连接的环缝，再调整纵缝。调整时要避免弦口“露头”现象，调整合格，点焊固定。3.4.4下极带点焊后安装罐内脚手架，以便上极带的吊装。3.4.5上极带组装时，下口与赤道带上弦口用组装卡具固定，上口用一至二道钢丝绳拉着，以防往里扣。3.4.6上极带调整点焊固定后，组装下极顶板、上极顶板。3.5整体组装质量检查3.5.1球罐整体组装点焊工作结束，应对球罐总体几何尺寸进行检查，确认组装质量合格，再经监检部门确认后方可进行焊接。3.5.2球罐整体组装标准见表序号检查项目允许偏差备注1直径偏差≦D内3/‰mm且不大于50mm垂直方向测两点以上水平方向测六点以上2赤道带水平度2mm测八点以上3支柱垂直度(高度≤8m)高度大于8米≤12mm小于高度的0.15%，且≤15mm4角变形焊前7mm5对口间隙3±1mm手工焊2±2mm6错边量≤3mm第四节焊接工艺及质量要求球罐主体焊接采用自动焊，也可采用手工焊，固定焊及附件的焊接采用手工焊。第一部分自动焊焊接部分4.1球罐自动焊设备简介球罐自动焊设备，主要由焊接电源、爬行机构、柔性轨道、送丝机、焊枪组成。4.1.1DC-400和DC600，是美国林肯公司制造的多工艺，可控硅直流电源，能够得到理想电弧特性，恒压、恒流下产生优质电弧，即使当输入电压有10%范围内浮动，在线补偿仍可维持输出电压的稳定。4.1.2LN-9GMA送丝机，是林肯公司推出适合高速模式细丝熔化极气体保护焊工艺，送丝速度范围2.03～24.9m/min，可事先输定工艺评定参数，并可一直精确保证下去。4.1.3GULLCO球罐自动焊机构由KAT、combo摆头可进行钟摆运动、切线运动、摆幅可调，可预置和调节运行速度，三种位置的驻留时间，自动送丝开始和行走的开始和停止。4.2焊接施工准备4.2.1焊接工艺评定球罐材质为16MnR,板厚δ=40mm、δ＝24mm，进行横、立焊二种位置形式的焊接工艺评定。根据合格工艺评定报告，编制焊接工艺规程和焊接工艺卡。并以此作为现场焊接规范，要求焊工严格遵守。4.2.2焊接材料4.2.2.1自动焊用焊丝为TWE-711焊丝。另外焊丝、CO2气体、氩气等应具出厂质量合格证，焊丝应复验。4.2.2.2焊丝储存在干燥并通风良好的仓库内，相对湿度≤60％，温度高于5℃，使用前，应检查焊丝包装是否完好，对于密封破损的焊丝应进行烘干处理（250℃～300℃），严禁将破损包装的焊丝直接用于球罐焊接，另外对于被雨水淋湿的焊丝严禁使用。焊丝开封后应立即使用，用后将剩余焊丝置于密封塑料袋内，并加硅胶干燥剂，开封后没有进行防潮保护的药芯焊丝，再次使用前应进行250℃～300℃烘干，在密封袋内冷却后装机使用。4.2.2.3焊接用CO2气体，其纯度CO299%，O20.1%，H2O1-2g/m3气体纯度直接影响焊缝金属的塑性，在使用前应将气瓶倒置24小时后，放水，直至无水出现干冰时为止，对于杂质超标的应予更换。4.2.3焊接环境当施焊环境出现下列任一情况，且无有效防护措施时，禁止施焊：a.雨天及雪天；b.风速超过2m/s；c.环境温度在-5℃以下；d.相对湿度在90％以上。注：焊接环境的温度和相对湿度应在距球罐表面500～1000mm处测得。针对野外施工风速超标问题,球罐外侧特用三防棚布搭设可靠的防风棚,以保证焊接质量和工期.4.2.4施焊人员自动焊接操作人员必须具有《锅炉压力容器焊工证》，合格项目手工焊项目D2-5、6、7、8、自动焊RZ2-5、6、7、8，并在现场施焊前进行抽查，合格后方可上机。4.2.5施焊措施4.2.5.1施焊前必须对坡口进行检查，要求间隙均匀，保证在3±1mm，错边≤3mm，坡口及两侧各20mm内应无锈蚀，泥土等杂质及缺陷。4.2.5.2轨道的铺设应平整，与磁铁接触的球壳应打磨出金属光泽，并在轨道两头或其它部位，点焊加固件（施焊工艺与正式焊接相同），检查轨道牢固后，方可安上小车。4.2.5.3施焊前应检查电焊机各个电缆接线螺栓是否拧紧，焊机送气系统是否正常，气流量是否达到工艺要求。送丝系统是否通畅，送气嘴是否正常，电嘴的磨损是否超标，小车行走及摆动机构是否正常，在导电嘴外侧涂防堵膏，坡口两侧涂防飞溅液。4.2.5.4焊机一切调试完毕应在试板上进行试焊，确认各参数均正常，方可正式施焊。4.2.5.5施焊前对焊道采用电加热器预热，外侧施焊时在球罐内侧加热，在内侧施焊时球罐外侧应加热，预热范围在坡口两侧各100mm，并用点温计在距焊缝中心线50mm处测温，使其达预热温度120℃后方可施焊。焊后进行消氢处理，后热200℃～250℃，后热时间1ｈ，后热宽度为焊缝两边各大于100mm。4.2.5.6焊前１５分钟应向CO2减压加热器通电加热，并配备硅胶干燥装置，在施焊中检查硅胶有无变色，发现变色后，应及时更换，烘干后干燥保存备用。当CO2气用至１MPa时，CO2气体中水蒸汽的量将急剧增加，应及时更换。4.2.5.7开焊前，启动送气机的送气开关，放出管内积存气体，以保证正常送气，防止起弧时瞬间大气流量对熔池影响。将送丝机设置提前３ｓ送气，滞后２ｓ停气，使熔敷金属在熔化状态中处于气体保护。为防止收弧时，高速送丝造成粘连焊道，设置３ｓ的返烧时间。4.2.5.8防风防雨篷的搭设应使焊道基本处于无风状态，当局部风速过大时（〉2m/s），应采用挡风板或挡风罩，挡风板夹于焊枪两侧，随球壳板曲率相同，底部采用橡胶板，并由专人在焊道处，测定风速，负责记录施焊环境。4.2.5.9焊接中应密切观察熔池形成情况，发现异常立即停机，并找出原因，无法确定原因时应向焊接技术人员报告，一同分析解决。4.2.5.10在每次熄弧时，应填满弧坑，并剪掉焊丝端部的圆球，接头处应打磨成斜坡后，方可焊接，以免造成夹渣缺陷。焊道中的层间接头应错开30mm～40mm。4.2.5.11焊接操作人员应认真填写施焊记录，焊接技术员按记录绘制焊工焊接部位排版图。焊接操作人员并在纵缝右侧，环缝上侧距焊道50mm处，用记号笔写上焊工号。4.2.5.12产品试板的焊接参数与相应位置的焊缝参数相同，分横、立、平、仰施焊位置，同球罐一同热处理，并进行焊接接头的力学性能试验。4.3定位焊工艺定位焊采用手工电弧焊，见本节第二部分“手工电弧焊焊接”。4.4主焊缝的焊接工艺及质量要求4.4.1严格按预热要求进行，施焊前及施焊过程中应排除一切影响焊接的不利因素。4.4.2焊接程序球罐结构型式为混合式，焊接程序原则上先纵缝，后环缝。先焊赤道带纵缝外侧→上极带纵缝外侧→下极带纵缝外侧→赤道带上环缝外侧→赤道带下环缝外侧→上极带环缝外侧→下极带环缝外侧，然后在背面进行碳弧气刨清根，着色合格后进行自动焊焊接，顺序同上。焊接工位布置应均匀分布，采用8台GULLCO爬行小车，同速同向向上焊接，一条焊道焊一层，且焊到末端后，转入相隔的下一道焊接，以保证球壳焊缝在组焊中的可靠性，当焊道（如赤道带纵缝）全部焊２层后，再进行填充、盖面。施焊时所有工艺参数及敷焊层次序应与工艺评定基本相同。4.4.3赤道带纵缝焊接赤道带纵缝的位置基本处于立焊，从赤道带下端往上，焊缝位置处于变化中，为保证焊枪始终处于合适角度，焊枪前倾角保持90°～95°，发现角度发生偏差应及时调整焊枪角度。施焊时为保持焊缝可靠性，将赤道带纵缝