球罐焊接技术交底

中原石化乙烯原料线路改造（MTO）项目公用工程和辅助生产设施2000立丙烯球罐现场焊接施工技术交底工程简介中原石化乙烯原料路线改造（MTO）项目公用工程和辅助生产设施丙烯球罐，位号为29800-T-001，材质为07MnNiMoVDR，V=2000m3。内直径为φ15700mm，壁厚为48mm，球罐型式为足球橘瓣混合式球壳（赤道带为橘瓣式、上下极板为足球瓣式），球壳由赤道带和上下极组成、10根支柱。单台球罐金属重量为350t；此台球罐的球皮由业主外委公司压制，我公司现场进行球罐的组装、焊接、热处理、水压试验、气密试验和防腐保温工作以及附属平台的安装。施工周期约为3个月，此项工程由中国石化工程建设公司设计；主要焊接工程量主体对接焊道δ=48382m支柱角焊缝φ630×1420m焊接准备焊接前准备焊接方法及设备选用焊条电弧焊方法进行焊接。焊机的配备应与焊接工作量、工期要求相适应，焊机的容量应满足焊接工艺的要求，焊机上的仪表必须是经校验合格且在有效期内。焊接材料的选择球壳板为07MnNiMoVDR，支柱上段材质为07MnNiMoVDR，支柱下段材质为Q345R。球壳板之间及与之相焊的工卡具等焊接的焊条选用LB-65L，下支柱与上支柱托板焊接采用焊条为LB-65L。焊接工艺评定球罐本体焊接选用焊接工艺评定编号为0815WV-BX、0816WH-BX、0817WF-BX；下支柱与上支柱托板焊接选用评定编号为0821WV-BV。焊工资格担任焊接任务的焊工必须持有效期内的相应材质、相应位置的《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》或《特种设备焊接操作人员考核细则》合格项：SMAW-(Fe)Ⅱ-1G(K)-X-(Fe)f3J(平)、SMAW-(Fe)Ⅱ-4G(K)-X-(Fe)f3J（仰）、SMAW-(Fe)Ⅱ-3G(K)-X-(Fe)f3J（立）、SMAW-(Fe)Ⅱ-2G(K)-X-(Fe)f3J（横）、SMAW-(Fe)Ⅱ-6G(K)-X-(Fe)f3J（注：X≥12），对未从事过LB-65L焊条与07MnNiMoVDR钢板焊接的焊工，除符合上述规定外，还应结合该钢的焊接工艺特点进行技能培训，培训考试合格经业主、监理确认合格后方可上岗施焊。焊材、焊接设备管理焊材使用前应检查外观质量，焊条有生锈、脱皮、发霉或受潮的不得使用；焊条的重复烘干次数不得超过2次，否则焊条不得用于受压部件的焊接；焊工领用焊条时，每次不得超过5kg，且应装在保温筒内。焊条在保温筒内的时间不得超过4h，否则应重新烘干；焊接设备双表（电流表、电压表）齐全，且均应在计量检定有效期内；焊接电缆线采用橡皮软线，不得有破损裸露铜线处，接头不超过2个以充分保证焊接电流；每台电焊机单独接地，实行一机一闸一漏保。焊接环境要求焊接过程中，如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：风速超过8m/s；相对湿度在90%以上；雨雪天；环境温度在-5℃以下。注：焊接环境的温度及相对湿度应在距球罐表面0.5m～1m处测得。预、后热及层间温度控制预、后热采用液化气体火焰和电加热片加热方式，相关方法和要求见表焊缝种类预热温度（℃）层间温度（℃）后热温度时间预热范围测温位置加热方法及位置工装、卡具、吊耳等与球壳相连附件焊接焊缝125～150125～180保温缓冷预热宽度为焊缝中心两侧各200mm距坡口边缘两侧50mm处对称测量液化气体火焰加热焊接侧定位焊缝125～150125～180保温缓冷预热宽度为焊缝中心两侧各200mm距坡口边缘两侧50mm处对称测量液化气体火焰加热焊接侧球罐对接焊缝125～150125～180200℃～250℃1h预热宽度为焊缝中心两侧各200mm坡口边缘两侧加热片覆盖处均匀测量电加热片加热焊接背面返修、补焊焊缝125～150125～180200℃～250℃1h预热宽度为焊缝中心两侧各200mm距坡口边缘两侧50mm处对称测量液化气体火焰加热焊接侧注：施焊时，层间温度不得低于焊前预热温度。预、后热及层间温度控制预热时加热片用磁铁固定在球壳板上，在待焊面覆盖硅酸铝毯使温度上升迅速，加热人员根据电脑温控箱显示温度达到125~150℃时，通知电焊开始施焊，质量、技术人员随时对加热过程进行监督检查；焊接过程中，电加热片不脱离球壳本体，由温控箱调节保证层间温度在工艺要求范围内；焊工完成焊接任务后，加热人员应立即进行后热消氢处理，应迅速覆盖硅酸铝毯保温，将电加热片调节至工艺要求后热温度200~250℃，控制后热时间1小时，绘制后热曲线，标注焊缝编号，起始范围，后热起始时间，日期，并签名，交质量、技术人员存档备查。球罐主体焊缝的焊接焊接顺序：球罐主体焊缝焊接按先外后内、先纵后环的顺序，采用分段分区退步对称焊的方法，具体顺序如下：赤道带纵缝外侧→上极板拼缝外侧→下极板拼缝外侧→赤道带与上极环缝外侧→赤道带与下极环缝外侧→赤道带纵缝内侧→下极板纵缝内侧→上极板纵缝内侧→赤道带与上极环缝内侧→赤道带与下极环缝内侧球罐主体焊缝的焊接1.焊接前应检查坡口角度、间隙、错边量，并办理交接手续，坡口两侧至少50mm范围内的铁锈、油污等须清除干净。焊接工艺参数见焊接工艺卡(附表A～C)；环带纵焊缝应采用多名焊工同时对称施焊且每条纵缝要进行分段退步焊，每段不超过2m，每条环缝也应由多名焊工分段对称同步同方向施焊；每条焊缝的一侧宜一次连续焊完，如因故中断焊接时，应按照要求进行后热消氢处理，重新施焊前应将原焊道的弧坑部分打磨掉，经渗透检验确认无裂纹后，再按照规定进行预热并按原工艺施焊；焊缝交叉部位，应先将纵缝焊到环缝坡口内，然后将环缝坡口内的焊肉打磨干净以除去焊缝终端缺陷，焊环缝时，不能在交叉部位引弧或熄弧；球罐主体焊缝的焊接每层焊道焊完后，应将熔渣清除干净，并抽查测量层间温度。整条焊缝焊完后应将飞溅和熔渣打磨干净，并作好表面质量检查记录；焊接时采用多层多道焊接，每层焊肉厚度不宜超过3.5mm，每一焊道宽度不大于焊条直径的4倍，一般情况下每根焊条施焊长度控制在60mm；严格控制线能量且不得超过工艺卡规定的范围，所有对接焊缝在焊完一侧后，都必须进行气刨清根，焊缝清根时应将定位焊的熔敷金属清除掉，清根后用砂轮机打磨，将渗碳层去除，清根后的坡口形状为U型，且槽底半径不得小于5mm，并需进行100%渗透检查，确认无缺陷后方可进行焊接；焊接时起弧端应采用后退引弧法,收弧端应将弧坑填满，多层焊的层间接头应错开50mm以上；在距球罐焊缝50mm处的指定部位，做好焊工代号标识；焊接记录按日、部位分别记录，并由专人负责，焊接电流值应采用经校验合格的钳形电流表测量。焊接记录应经焊工本人签字；为防止焊缝应力集中，提高无损检测精度，所有对接焊缝均应进行打磨，去除焊缝凹凸及波纹，并使焊缝与母材圆滑过渡。平台或附件垫板焊接平台或附件垫板不允许覆盖罐体上的对接焊缝，垫板周边焊缝与罐体的对接焊缝距离大于150mm，每块垫板最低处留20mm不焊，作透气用。产品焊接试板球罐应同时作横焊位置、立焊位置、平焊+仰焊位置的三组试板，每块试板规格为650mm×180mm×48mm；产品试板的钢号、厚度、供货状态和坡口型式与球壳板相同；施焊产品试板的焊工必须是焊接球壳对接焊缝的焊工，焊接时应采用与球罐焊缝焊接相同的条件和相同的焊接工艺；试板经外观检查后，应进行100%射线检测和100%磁粉检测，其标准与代表的焊缝标准相同；球罐产品试板放置在球罐热处理的高温区外侧与球罐同时进行热处理后，方可加工试样进行试验；产品焊接试板的试样截取、检验与评定应按NB/T47016-2011《承压设备产品焊接试件的力学性能检验》执行；如果按照NB/T47016-2011标准规定产品试板复验结果仍不合格时，该球罐的产品试板被判定为不合格。经原因分析并制定合适的工艺后，允许将试板及其所代表的球罐进行重新热处理，并按上述过程重新试验焊缝表面形状尺寸及外观要求焊接后焊缝应进行100%外观检查，检查前应将熔渣皮、飞溅物等清理干净。焊缝表面质量应符合下列规定：焊缝及热影响区表面不得有裂纹、气孔、弧坑、夹渣、凹陷、咬边、熔合性飞溅等缺陷；对接焊缝宽度以每边超过坡口边缘1mm～2mm为宜；焊接完毕的全部焊缝表面应用砂轮打磨光滑,对接焊缝应打磨至与母材圆滑过渡，焊缝表面不应有急剧的形状变化.角焊缝应与母材圆滑过渡；对接焊缝余高：球壳外表面焊缝的余高应在0mm～2.0mm，球壳内表面焊缝的余高应在0mm～1.5mm，但不得低于母材；焊缝无损检测焊缝表面的形状尺寸及外观检查合格后,方可进行无损检测。射线及超声波检测射线及超声波检测须在焊接结束至少36h后进行；球壳对接焊缝焊后（整体热处理前）应进行100%RT及100%UT检验，RT按JB4730.2-2005II级合格后，UT按JB4730.3-2005I级合格；水压试验后还应进行不小于20%UT抽查（包括所有T型焊接接头），按JB4730.3-2005I级合格；上、下支柱之间的组合焊缝应进行100%超声检测，按JB/T4730.3标准，I级合格磁粉及渗透检测球罐对接接头焊后（整体热处理前）、整体热处理后及水压试验后，应分别对制造和组焊过程中球壳上的所有焊接部位（包括球壳对接焊缝的内、外表面、同球壳板焊接形成的角焊缝、工卡具清除后的焊迹部位及其热影响区）进行表面100%的磁粉（内表面应采用荧光磁粉）或渗透检测，分别按JB/T4730.4或JB/T4730.5标准I级合格；磁粉或渗透检测应在焊接结束至少36h后进行。表面缺陷的焊接修补焊接修补前所有缺陷必须确认已清除干净，并将补焊处打磨露出金属光泽；球壳板表面缺陷进行焊接修补时，每处修补面积应在50c㎡以内，如有两处以上焊补时，任何两处的边缘距离应大于50mm。每块球壳板上修补面积总和不得大于该块球壳面积的5%；焊缝咬边和焊趾裂纹等表面缺陷进行焊接修补时，补焊长度不应小于50mm；焊接修补的焊接工艺及焊工资格同所对应或接近的主体焊缝；焊接修补时的预热温度、范围见上表；表面缺陷焊接修补后，焊缝表面应打磨平缓或加工成具有1:3及以下坡度的平缓凸面，且高度小于1.0mm焊缝内部缺陷的修补缺陷定位用超声波检测方法对内部缺陷进行定位，确定修补侧。缺陷清除用碳弧气刨或砂轮机从缺陷较近侧将缺陷清除干净，如采用碳弧气刨应先进行预热，清除刨槽应呈“U”形且刨槽长度不得小于50mm，采用砂轮打磨清除熔渣，露出金属光泽并经渗透检验确认无缺陷后方可进行补焊。缺陷清除深度从球壳板表面算起不应超过板厚的2/3，如在2/3深度处缺陷仍未消除，应打磨后进行补焊，然后从另一侧再次清除缺陷并重新打磨检验及补焊。缺陷修补焊接修补时必须编制返修工艺文件，并由有焊接资格的焊工进行；预热温度和范围见表4。返修时线能量应控制在规定范围内，并取其上限；焊缝表面缺陷修补时，焊补长度应大于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；同一部位修补不应超过两次，超次返修由焊接责任工程师编制措施，经项目技术总负责人批准后方可进行；修补次数、部位和修补情况应记入球罐质量证明书。修补焊缝的无损检测修补结束至少36h后，方可进行无损检测；所有经焊接修补的表面缺陷经打磨后进行磁粉检验或渗透检验；当球壳板表面焊补深度超过3mm时，应进行射线检测；焊缝内部缺陷修补后，按缺陷所在的主体焊缝无损检测要求进行检测。质量管理目标质量目标：创建优质工程；质量指标：RT一次合格率98%；UT一次合格率98%；MT/PT一次合格率100%。质量管理措施施工前，施工图必须经专业审核和各专业会审，并做出图纸会审记录。未经图纸会审不得施工。并事先将从事球罐焊接的持证焊工、检验人员、无损检测人员名单、球罐安装计划等资料在安装前报技术监督部门；球罐焊接前，必须根据具体技术要求或图纸特殊要求由工程技术人员负责向施工班长、岗长及所有施工