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石家庄炼化分公司油品质量升级及原油劣质化改造项目 气分原料和商品液化气罐区及泵房 30003000 立球罐施工技术方案立球罐施工技术方案 编 制： 施工技术审核： 安全管理审核： 质量管理审核： 审 定： 批 准： 中国石化集团 第十建设公司 石家庄炼化工程项目部 2012 年 3 月 3000 立球罐施工技术方案 -目次- 中国石化集团第十建设公司 SINOPEC TENTH CONSTRUCTION COMPANY 石家庄炼化工程项目部 目 次 1 编制说明及依据.1 1.1 编制说明1 1.2 编制依据1 2 工程概况及特点.1 2.1 球罐技术参数1 2.2 工程特点2 2.3 装置平面布置图2 3 施工前准备及部件验收.2 3.1 施工程序2 3.2 施工准备2 3.3 施工技术措施及要求5 4 球罐的组装.8 4.1 基础复查验收.8 4.2 组装方法8 4.2.1 组装设备及工具.8 4.3 上支柱与下支柱的组对.10 4.4 操作脚手架制安.10 4.5 球壳板吊装.12 4.5.1 焊道调整和定位焊14 4.5.2 球罐组装后质量检查标准14 5 产品焊接试板的制作及试验要求.16 6 球罐焊接.16 6.1 安焊接程序.16 6.2 焊接工艺的确定.16 6.2.1 焊接环境16 6.2.2 焊接施工17 6.2.3 缺陷的修补19 6.2.4 球罐焊后质量检查20 7 球罐焊后无损检测检查要求.21 3000 立球罐施工技术方案 -目次- 中国石化集团第十建设公司 SINOPEC TENTH CONSTRUCTION COMPANY 石家庄炼化工程项目部 8 球罐整体热处理.21 8.1 热处理前的准备工作.21 8.2 整体热处理保温.22 8.3 测温系统.22 8.4 热处理工艺.22 8.4.1 热处理装置及操作过程。22 8.4.2 热处理过程中与完毕后的要求23 8.4.3 热处理效果的认定23 9 水压试验和气密性试验.25 9.1 水压试验.25 9.2 气密性试验.26 10 喷淋梯子平台及其它零附件的安装.26 11 球罐防腐及防火要求.26 12 质量管理.27 12.1 质量保证措施27 12.2 球罐现场组焊质量目标28 12.3 专项质量保证体系28 12.4 质量控制及检验流程29 12.5 质量控制点31 12.6 质量控制措施32 13 安全管理.33 13.1 安全保证体系33 13.2 安全保证措施34 13.2.1 HSE 教育和培训34 13.2.2 HSE 检查34 13.3 安全控制措施34 13.4 剩余风险评价（JHA）.36 14 施工进度计划.36 15 施工资源计划.36 15.1 劳动力资源需求计划36 3000 立球罐施工技术方案 -目次- 中国石化集团第十建设公司 SINOPEC TENTH CONSTRUCTION COMPANY 石家庄炼化工程项目部 15.2 施工机具需求计划37 15.3 辅助及措施用料需求计划37 16 交工验收.38 16.1 交工验收的主要内容38 附图一 施工工艺流程图.40 附图二 剩余风险评价表（LEC）44 附图三 施工网络计划.45 附图四 施工平面布置图.46 3000 立球罐施工技术方案 第 1 页 共 45 页 中国石化集团第十建设公司 SINOPEC TENTH CONSTRUCTION COMPANY 石家庄炼化工程项目部 1 编制说明及依据 1.1 编制说明 为指导气分原料和商品液化气罐区及泵房球罐的安装工程，使其按照十建公司球罐 现场组焊施工工艺标准执行，满足设计要求、施工规范和验收标准，对施工的进度、质 量、安全等采取有效措施，保证目标计划的顺利实现，特编制本方案。 1.2 编制依据 1)固定式压力容器安全技术监察规程国家质检总局 2)钢制球形储罐GB123371998 3)球形储罐施工规范GB500942010 4)焊接预热温度道间温度及预热维持温度的测量指南GB/T18951-2001 5)石油化工建设工程施工安全技术规范GB50484-2008 6)承压设备焊接工艺评定NB/T47014-2011 7)压力容器焊接规程NB/T47015-2011 8)承压设备产品焊接试件的力学性能检验NB/T47016-2011 9)承压设备用焊接材料订货技术条件 NB/T 47018-2011 10)承压设备无损检测JB4730-2005 11)球形储罐工程施工工艺标准SH/T 3512-2011 12)大型设备吊装工程施工工艺标准 SH35152003 13)十建公司压力容器现场组焊质量保证手册 （G 版） 14)十建公司压力容器现场组焊质量管理程序文件QG/SH132528.00-2010 15)十建公司球形储罐现场组焊工艺标准QJ/SH132525.01-2007 16)石油化工建设工程项目交工技术文件规定SH3503-2007； 17)石家庄炼化分公司油品质量升级及原油劣质化改造工程项目管理手册 18)球罐施工图纸 ZSDQ220 2 工程概况及特点 2.1 球罐技术参数 2.1.1 球壳用钢板有关技术参数 球壳用 Q370R 钢板的化学成分（熔炼分析）与力学性能见表 2.1-1 与表 2.1-2： 表 2.1-1 Q370R 钢板化学成分（熔炼分析） CSiMnPSNb 0.18 0.200.551.201.60 0.0180.010 0.0100.04 0 表 2.1-2 Q370R 钢板力学性能和冷弯性能 拉 伸 试 验夏 比 冲 击 功冷弯试验 3000 立球罐施工技术方案 第 2 页 共 45 页 中国石化集团第十建设公司 SINOPEC TENTH CONSTRUCTION COMPANY 石家庄炼化工程项目部 Rel MPa Rm MPa A % 试验温度 ( ) 三个平 均值 （J） 允许一 个最低 值（J） 试样形状 b=2a 180 350 520620 2 2 -20 6042 2mmV 型d=3a 2.1.2 球罐设计技术参数 表 2.1.2 球罐设计主要技术参数 技术参数名称单 位数 值 和 内 容 容 积m33054 内 径mm18000 介质名称非饱和液化气 容器类别类 主体材料Q370R（正火） 容器结构形式四带十支柱混合式 壳板壁厚mm48 焊接接头系数1.0 设计温度 -1050 设计压力MPa1.625 2.2 工程特点 1) 该工程包含 7 台 3000 立球罐，工程量大，施工工期紧张； 2) 新区全厂给排水管网施工刚开始施工，施工现场到处开挖，造成人员、机具、车 辆进出场极为不便，施工降效严重； 3) 该工程建设场地位于新建液化气罐区，施工场地狭小，施工难度大，需使用大型 机具； 4) 环保及文明施工要求高。 2.3 装置平面布置图 装置平面布置图见附件四 3 施工前准备及部件验收 3.1 施工程序 根据国家标准、规范的要求，结合公司各专业工程的施工工艺标准，施工工艺流程 图见附图一 3.2 施工准备 本次球罐施工准备工作上，对相互没有制约关系的各项准备工作采取同步组织方法 3000 立球罐施工技术方案 第 3 页 共 45 页 中国石化集团第十建设公司 SINOPEC TENTH CONSTRUCTION COMPANY 石家庄炼化工程项目部 进行，即技术准备、人员组织、物资设备供应、外部施工条件的创造等同时进行，最大 限度地缩短施工准备周期。 3.2.1 技术准备技术准备 3.2.1.1 请设计部门进行设计交底。 3.2.1.2 组织有关责任人员进行图纸会审，核定设计是否符合规范、标准及技术要求，零 部件的规格、型号、材质、使用部位是否明确，焊接、检测及试压等技术要求是否明确， 图纸是否齐全，能否满足施工需要，达到预期目标，如需变更设计，应取得设计单位的 认可。 3.2.1.3 球罐焊接用焊条 J557R（E5515-G）必须具有质量证明书，并按质量证明书对焊条 进行验收，对用于球罐本体焊接的 J557R（E5515-G）焊条，应按批号对焊条扩散氢含量 进行复验（焊条经 350400烘干 1h 后） ，扩散氢含量H的测定按 GB/T3965电焊 条熔敷金属中扩散氢测定方法中的甘油置换法进行,力学性能应满足设计文件要求。 3.2.2 施工组织及培训 3.2.2.1 选用精干队伍，承担球壳制造和现场组焊任务，并确定其岗位和责任。 3.2.2.2 组织全体施工人员学习、培训，并由有关责任人员向参加施工的全体人员进行技 术交底，内容有： 1) 工程概况； 2) 施工工艺及要求； 3) 关键质量点的技术要求； 4) 特殊条件下施工技术措施； 5) 质量控制要求； 6) 工期要求及各专业交叉作业注意事项； 7) 文明施工及安全技术措施； 8) 本工序转交下一道工序要履行的签字手续。 3.2.2.3 从事特殊作业的人员必须持证上岗。 3.2.3 施工现场准备及布置施工现场准备及布置 3.2.3.1 球罐施工现场地面应处理坚实，适于起重机行走及材料堆放，基础周围不得有低 洼积水处。 3.2.3.2 水、电、气及燃料供应系统布置应符合安全技术规程，燃料储罐必须装设安全阀、 压力表及防晒设施。 3.2.3.3 供电线路的电压应稳定，系统运行总电压降不得大于 10。 3.2.3.4 搭设组对平台应具有足够的刚度，要用水准仪进行超平，并尽可能靠近就位部位， 并在起重设备有效作业范围内，并与各施工道路相适应，进出料方便。 3.2.3.5 现场的平面布置需要根据现场条件认真筹划，力求布置合理，充分利用作业条件， 使各工种能协调作业。 3000 立球罐施工技术方案 第 4 页 共 45 页 中国石化集团第十建设公司 SINOPEC TENTH CONSTRUCTION COMPANY 石家庄炼化工程项目部 3.2.3.6 要保证有足够的施工场地，同时考虑经济性，作业通道要有良好的起重运输条件。 3.2.3.7 施工场地的供排水应认真安排。工地上的日常用水、机器设备用水以及水压试验 的大量短期用水应妥善安排，在基础周围不应有积水，各施工场地及通道也应做好排水 工作。 3.2.3.8 施工使用的焊机较多，应搭设专门工棚集中专门看管。焊机工棚相对靠近作业场 地，避免因电缆引出过长而影响焊接稳定性，并有良好的通风效果，防止雨淋，同时注 意防火等安全问题。 3.2.3.9 配电间应选在较安全的位置，通向各主要用电区要相对集中，尽量缩短输出线路。 另外输入总电量应在图上标明，以便有关部门统筹规划。 3.2.3.10 对于噪声较大的设备，如空压机等，应距离主要作业区稍远为宜。 3.2.3.11 对于易燃易爆的物品如氧气罐及液化气罐组可单独设在离主要设备、人员以及材 料出入较少的地方，对具有危险性的临时导线、管道应埋设在地下，当需跨越施工场地 及通道时，要作出相应的安全措施。 3.2.3.12 施工的临时工棚如：办公室、休息室、工具材料室、焊条烘干室等视现场条件布 置，宜相对集中，便于管理。 3.2.4 施工机械及工程材料准备施工机械及工程材料准备 3.2.4.1 对进场的各种施工设备进行功能检查，维护试运，保证状态完好。 3.2.4.2 施工所用的计量器具、样板应经过校验，并且计量器具在有效期效验期内。 3.2.4.3 工程所用材料全部应是合格的产品，满足工程的质量要求。 3.2.4.4 做好施工用材料的清点、检查和验收工作，检查其完好程度。电缆、胶管和砂轮 片等入库存放。卡具、吊具和架具在使用前对其材料、结构和尺寸的适用性予以核查确 认。 3.2.4.5 材料入库 1) 入库保管的物资应按规定进行验证并做好记录； 2) 检验合格的物资入库时由材料员验收，经库工核实后入库保管贮存；焊条入库前 要检查型号（牌号）标识，复验合格后才能办理入库手续； 3) 入库物资应建帐、立卡，并做到帐、卡、物三相符。 3.2.4.6 贮存场所的要求 4) 贮存场所要统一规划，合理安排，保证入库物资能按要求存放； 5) 库房设施要有防潮、防雨、防盗、防火能力，并配备防火设施和器具； 6) 场地要有照明和排水措施； 7) 库外露天物资的保管，要堆放整齐，按规定上盖下垫； 8) 贵重、易燃易爆、有毒等物资要单独设库房保管。 3.2.4.7 对到现场的施工用材料，已有产品标识的，继续使用原标识；无标识的产品，在 3000 立球罐施工技术方案 第 5 页 共 45 页 中国石化集团第十建设公司 SINOPEC TENTH CONSTRUCTION COMPANY 石家庄炼化工程项目部 入库前应按规定要求进行标识。 3.3 施工技术措施及要求 3.3.1 零部件的检查和验收零部件的检查和验收 球罐安装前，安装单位按设计图样和 GB12337-1998、GB50094-2001 的有关规定对球 罐附件和零部件进行检查和验收。球罐零部件的数量应进行核对确认，清点后做好记录， 验收合格后分别进行入库和场地存放，对误差超出要求的部件，应另行摆放，把缺陷部 位做好标识，并在排版图上注明，上报责任人员，会同有关部门研究处理。在搬运过程 中防止机械损伤和磕碰划伤，法兰、管板的密封面、紧固件的螺纹应有可靠的保护措施。 3.3.1.1 零部件质量证明书的检查 应核查制造单位提供的产品质量证明书，并确认如下事项： 1) 材料质量证明书及有关的复验报告符合设计文件规定的要求，材料代用要有设计 审批手续； 2) 零部件及球壳板周边已按规定进行无损检验并合格； 3) 球罐的球壳板、人孔、接管、法兰、补强件、支柱及拉杆等零部件的出厂证明书 应包括下列内容： a)球罐零部件出厂合格证； b)材料代用审批证明； c)各种材料质量证明书及球壳板材料的复验报告； d)钢板、锻件及零部件无损检测报告； e)球壳板周边超声波探伤报告； f)坡口和焊缝无损探伤报告； g)产品焊接试板检验报告； h)监检机构出具的产品质量监检报告； i)各球壳瓣片的尺寸检查报告； j)主要施焊记录和焊接检查记录； k)球壳板等受压件缺陷及修补记录（要求有记录缺陷性质、位置、修补方法和 修补后的检验结果） ； l)注有分瓣角度、尺寸及材料批号的球壳排版图； m) 详细的装箱单 3.3.1.2 球壳板的复验 1)曲率、几何尺寸、坡口检查见表 3.3-1 和图 3.3.1。 2)球壳的结构型式应符合设计图样要求。每块球壳板本身不得拼接。球壳板表面不 得有裂纹、气泡、折叠、结疤和夹杂等缺陷，不得有分层。球壳板应避免表面的 机械损伤，对严重的尖锐伤痕按照规定进行修磨和焊补。 3000 立球罐施工技术方案 第 6 页 共 45 页 中国石化集团第十建设公司 SINOPEC TENTH CONSTRUCTION COMPANY 石家庄炼化工程项目部 表 3.3-1 曲率、几何尺寸、坡口检查 序 号曲率/几何尺寸/坡口检查允许偏差(mm)测量工具和要求 1曲 率3 用弦长不小于 2m 的样板检查，距离球壳板 坡口周边 150 范围内 e2mm 长度方向弦长2.5 任意宽度方向弦 长 2 对角线弦长3 用经校核的钢尺检查，测量时在坡口处放置 定位样规 2 几何尺寸 两条对角线间的 距离 5 用两直线和尺对角检查，注意将拉线上下位 置调换测量 3 坡口尺寸 坡口角度 坡口深度 h 坡口钝边 P 2.5 1.5 1.0 用焊接检验尺检验 图 3.3.1 球壳板几何尺寸检查 3000 立球罐施工技术方案 第 7 页 共 45 页 中国石化集团第十建设公司 SINOPEC TENTH CONSTRUCTION COMPANY 石家庄炼化工程项目部 3)气割坡口表面应符合下列要求： a)坡口表面应平滑，表面粗糙度(R)应小于或等于 25m； b)平面度 B1mm； c)熔渣与氧化皮应清除干净，球壳板坡口表面不得有裂纹、分层和夹渣等缺陷 存在； d)所有受压元件焊接坡口应按 JB/T4730-2005 进行 100%磁粉或渗透检测合格， 合格等级为 I 级。 4)对球壳板和球壳板周边 100mm 应进行超声检测抽查。抽查数量不少于球壳板总 数的 20%，赤道带不得少于 3 块，上下极带各不得少于 2 块，超声检测按 JB/T 4730-2005.3 标准级合格。球壳板厚度应进行抽查，抽查数量不少于球壳板总 数的 20%，且赤道带不得少于 3 块，上下极带各不得少于 2 块，每张球壳板的厚 度检测应不少于 5 点。若发现有不合格，应加倍复验，若仍有不合格，应对球壳 板逐张检测。 3.3.1.3 支柱及零部件的检查和规范的要求，所采用的材料均须有质量证明书。 1)所有附件应符合设计图纸及有关标准； 2)附件的油漆、防腐均应良好，所有加工件表面应涂防锈油脂，拉杆螺纹应妥善保 护，法兰的密封面不许有腐蚀麻点及机械损伤等缺陷； 3)支柱全长长度允许偏差为 2mm； 4)支柱的直线度允许偏差不大于 10mm； 5)检查带上段支柱的赤道带板,采用弦长 1m 的样板检查赤道带的曲率，其间隙不得 大于 3mm，轴线位置偏移不应大于 2mm； 6)下段支柱与底板的组焊应垂直，其垂直度允许偏差为 2mm，见图 3.3.2。 图 3.3.2 下段支柱与底板垂直度检查 7)人孔、接管与球壳板组焊后，人孔、接管开孔位置及外伸长度的允许偏差为 5mm,球壳板的曲率及接管法兰的安装允许偏差应符合下列要求： a)接管法兰面应与接管中心轴线垂直，且应使法兰面水平，其偏差不得超过法 兰外径的 1%（法兰外径小于 100mm 时按 100mm 计） ，且不应大于 3mm； b)凸缘与极中板组焊后，极中板的几何尺寸应符合表 4.2.2 的规定。极中板的 2 mm D支柱柱腿直径 D 3000 立球罐施工技术方案 第 8 页 共 45 页 中国石化集团第十建设公司 SINOPEC TENTH CONSTRUCTION COMPANY 石家庄炼化工程项目部 曲率允许偏差，球壳板坡口周边 150 mm 范围以内用弦长不小于 2 000 mm 样板测量 e3 mm，开孔中心一倍开孔直径范围外，采用弦长不小于 1000 mm 的样板检查球壳板的曲率，其 e3 mm。 4 球罐的组装 球罐的组装是球罐建造工程中的关键环节，组装质量的好坏直接影响到焊接的质量， 选择一个好的组装方法，可以减少组装造成的应力，提高组装质量。 4.1 基础复查验收基础复查验收 1)球罐安装前应按照施工记录、验收报告对基础各部位尺寸进行检查和验收，并办 理移交手续。其偏差应符合表 4.1-1 中的规定，基础混凝土的强度不低于设计要 求的 75%方可进行安装； 表 4.1-1 基础尺寸允许偏差 序 号 项 目允许偏差 1基础中心圆直径9mm 2基础方位1 3相邻支柱基础中心距2mm 4地脚螺栓中心与基础中心圆的间距2mm 支柱基础上表面的标高 -15mm 5基础标高 相邻支柱基础的标高差4mm 6单个支柱基础上表面的平面度5mm 2)基础预埋地脚板表面的油污、碎石、泥土、积水等均应清除干净；预埋地脚螺栓 的螺纹和螺母应保护完好；检查地脚螺栓露出长度、丝扣长度、变形等情况。 4.2 组装方法组装方法 本球罐采用单片组装法，又称散装法，即把单张球瓣逐一组装成型的方法。这种方 法由于单片组装，故不需要很大起吊能力的机具和安装场地，准备的工作量小，组装速 度快，且球体的组装精度易于保证，组装应力小。 4.2.1 组装设备及工具 1)起重设备是球罐安装过程所需的重要设备之一，现场采用汽车起重机进行球罐组 装。 2)为使相邻球瓣的连接安全牢固，使相邻球瓣之间的尺寸（错边量及间隙大小）得 以方便准确地调整。十建公司采用脊板形夹具进行球罐组装，脊板形夹具有脊板 形卡码、方形卡帽及圆锥销配套而成。 3)根据组装和施工作业的需要，在球壳板上焊接一些临时性焊件，如组装用定位块、 吊耳、挂鼻子等。这些焊件均应采用与球壳材质相同的材料，先在地面按照确定 3000 立球罐施工技术方案 第 9 页 共 45 页 中国石化集团第十建设公司 SINOPEC TENTH CONSTRUCTION COMPANY 石家庄炼化工程项目部 的位置焊接在球壳板上.组对夹具纵向间距宜为 11.3m,环向间距宜为 0.50.8m,距 离球壳板边缘 150mm。在赤道带内侧坡口的赤道线部位焊上基准块，以保证赤 道线的水平度，赤道带板和上极带板的定位块点焊在外侧，下极带板的定位块点 焊在内侧。赤道带板和上极带板的吊耳点焊在外侧，下极带板的吊耳点焊在内侧。 定位方铁封焊三面，锤力方向的背面不焊，吊耳和挂耳四周满焊。必须保证焊接 牢固可靠，防止吊装过程中，因吊耳脱落造成人员伤亡和球壳板损伤. 定位块、 楔块形状及尺寸见图 4.2.1 =1 340 140 140 550 100 70 楔形铁 38 200 35 30 190 230 30 50 50 30 140 130 140 130 20 卡具 圆冲子 定位块 卡具结构图 38 3000 立球罐施工技术方案 第 10 页 共 45 页 中国石化集团第十建设公司 SINOPEC TENTH CONSTRUCTION COMPANY 石家庄炼化工程项目部 线坠 平行线 2 球壳板 1.1.1.1.3 B 1 1.1.1.1.4 B 3 基准线 挡板 现场 图 4.2.1 定位块、楔块形状及尺寸 4.3 上支柱与下支柱的组对上支柱与下支柱的组对 上支柱与下支柱的组对在现场上进行，依据赤道带板的几何尺寸，画线定点并焊上 挡铁。把带上段支柱的赤道板放平垫实，然后分别划出赤道带板中心线和支柱中心线。 在赤道带板中心线上找两点，使之距离赤道带板中心线等距。对准上段支柱与下段支柱 中心线，在下部支柱设定一个点，找正支柱左右偏差。上支柱与下支柱点固后，用水准 仪和直尺检查支柱的直线度和长度。支柱直线度应不大于 8 mm，支柱的长度应不大于 3 mm，支柱与带板轴线的平行度应不大于 2 mm，合格后进行上支柱与下支柱焊接。见图 4.3.1。 图 4.3.1 上下支柱的组对 4.4 操作脚手架制安操作脚手架制安 1)组装方式和操作架具的结构见图 4.4.1 系根据球罐的几何尺寸，本着安全施工、 缩短安装周期、节约材料的思想来确定。 2)球罐赤道带板及以下各带壳板采用在罐内侧组装的方法，组装定位块设置于球壳 内部；球罐赤道带板以上各带壳板采用在罐外侧组装的方法，组装定位块设置于 球壳的外部。 3)结合各带壳板的尺寸和安装位置，球罐组装前在地面上将三角挂架用挂鼻焊接在 壳板的指定部位，预先固定在壳板所设的挂鼻上，赤道带板内侧由上至下设 5 层 挂架，外侧上部设 1 层挂架，带支柱赤道带板每层布置 2 个挂鼻，不带支柱赤道 现场放置 b 3000 立球罐施工技术方案 第 11 页 共 45 页 中国石化集团第十建设公司 SINOPEC TENTH CONSTRUCTION COMPANY 石家庄炼化工程项目部 带板每层布置 1 个挂鼻；上下温带板各设 4 层挂架，上温带板的挂鼻布置在球壳 外侧，球壳内部每块板每层各设 1 个挂鼻；下极带边板内侧设 1 层挂架，每块板 设 5 个挂鼻。 4)将不同规格的三角挂架安装在相对应的挂鼻上。并在层间铺设绑扎钢跳板作为操 作平台。 5)球罐吊装完成后，将预置于罐内的两层伞形架吊起，就位固定在上温带内侧，上 部采用横杆固定在上人孔处。 图 4.4.1 操作脚手架及防护棚搭设 6)外脚手架与防护棚连为一体，在球罐吊装完成后组立，采用单排结构钢管扣件连 接，并铺设钢跳板。防护棚采取地面预制成片，分片吊装，外部用瓦楞铁皮下部 横碴向内覆盖，要求达到防火、防风、防雨，满足焊接及无损检验的要求。 防风雨棚 外脚手架 引风 3000 立球罐施工技术方案 第 12 页 共 45 页 中国石化集团第十建设公司 SINOPEC TENTH CONSTRUCTION COMPANY 石家庄炼化工程项目部 4.5 球壳板吊装球壳板吊装 1) 球罐组装采用散装法，即将球壳板逐块吊起，组装成球体。球壳板吊装顺序如下： 各球壳板摆放到合适的位置赤道带板下极带边板下极带侧板下 极带中板温带板上极带边板上极带侧板上极带中板 2)赤道带板和温带板的吊装 先把下极带板吊放到球罐基础圆内，赤道带板和温带板均匀布置于球罐基础圆外四 周，其它球壳板放置于稍远处，待内脚手架组立完成后用汽车吊进行吊装。 吊装前，先在支柱地板下清理干净并抹上黄油，吊装时，先吊第一块带支柱的赤道 带板，使支柱底板就位于基础上的定位基准圆内，拧紧地脚螺栓，并在壳板上缘用四根 钢丝绳斜向四个方向拖拉固定，防止其倾倒。同样方法进行第二块带支柱赤道带板的吊 装，就位于相邻的球罐基础上，之后吊装一块不带支柱的赤道带板,插入已就位的两块带 支柱的赤道带板中间，用卡具连接固定。依照上述方法直至赤道带板闭合。温带球壳板 吊装同赤道带板吊装。吊装示意图见图 4.5.1。 图 4.5.1 赤道带组装示意图 3)下极带边板、下极带侧板吊装 吊钩从赤道带上环口内垂下，利用下极带边板、下极带侧板内侧的定位方铁作吊点 进行吊装，下极带边板共 4 块，组装第一块板时，壳板上端固定在赤道带下环口后，下 端用绳连接在中心柱上，用手拉葫芦调整接头弧度，然后固定。其它三块板以第一块板 为基准，就位闭合。其后安装两块下极侧板。吊装示意图见图 4.5.2。 4)上极带边板吊装 在上极带边板外侧焊接固定吊耳，利用吊耳吊第一块上极带外边板就位于赤道带上 环口后。加以调整后，用拖拉绳加以锚固，打紧环缝卡具后摘钩。采取同样方法，依次 吊装上极带边板，并打紧相邻壳板之间的卡具，直至完成全部上极带边板的吊装。吊装 吊车 3000 立球罐施工技术方案 第 13 页 共 45 页 中国石化集团第十建设公司 SINOPEC TENTH CONSTRUCTION COMPANY 石家庄炼化工程项目部 示意图见图 4.5.3。 图 4.5.2 下极带组装示意图 图 4.5.3 上极带组装示意图 5)上极带侧板和上极带中板吊装 在上极带侧板外侧焊接固定吊耳，加以调整，打紧卡具后摘钩，同样办法吊装就位 另一块上极带侧板，之后完成上极带中板的吊装。 6)下极带中板吊装 吊钩 吊车 下极带板 倒链 吊车 吊钩 倒链 上极带板板 3000 立球罐施工技术方案 第 14 页 共 45 页 中国石化集团第十建设公司 SINOPEC TENTH CONSTRUCTION COMPANY 石家庄炼化工程项目部 b a).棱角检查 b).对口错边量检查 c). 拉杆中部挠度检查 考虑人员在罐内操作及内脚手架的拆除，下极中板暂不安装，待球罐其它焊缝全部 焊完，借助定位方铁做吊耳，用手拉葫芦进行吊装就位。 4.5.1 焊道调整和定位焊 球罐吊装就位后，在施焊前必须借助卡具定位方铁，按组装质量要求进行焊道调整。 经检查合格后，划出定位焊位置线,以赤道带线为基准在球罐内侧对焊道进行定位焊。定 位焊先焊纵缝，后焊环缝。定位焊长度不应小于 80mm，间距宜为 300mm500mm，定位 焊焊肉高不得小于 10mm。工卡具的焊接和定位焊按焊接工艺规程进行，施焊前采用氧乙 炔加热方式以焊接处为中心，至少在 100mm 范围内进行预热，切勿急剧加热。工卡具等 临时焊缝焊接时，引弧和熄弧点均应在工卡具或焊缝上，严禁在非焊接位置引弧和熄弧。 定位焊的引弧和熄弧都应在坡口内。 4.5.2 球罐组装后质量检查标准 表 4.5.1 球罐组装后质量检查 序号检 查 项 目 允许偏差 （mm） 备 注 1球罐直径50实测最大直径与最小直径之差 2支柱垂直度15 对称均匀拉紧拉杆，支柱找正后, 在径向和周向两个方向铅垂测量 3对口间隙22 4错 边 量3 5棱 角 值（包括错边量）7 用焊接检验尺、钢直尺、弦长 1000mm 样板沿对接接头每 500mm 测量一点 每块赤道带板4 相邻两块赤道带板56赤道线水平误差 任意两块赤道带板8 在每块赤道带板外侧的两端垂下带 有重物的钢卷尺，在地面上利用水 准仪测量赤道带的水平误差 3000 立球罐施工技术方案 第 15 页 共 45 页 中国石化集团第十建设公司 SINOPEC TENTH CONSTRUCTION COMPANY 石家庄炼化工程项目部 d) 支柱垂直度检查 e) 赤道带水平度检查 图 4.5.4 球壳板组装时的检查（a.b.c.d.e.） A1 A 2 A2 = A1A2 500mm 线坠 3000 立球罐施工技术方案 第 16 页 共 45 页 中国石化集团第十建设公司 SINOPEC TENTH CONSTRUCTION COMPANY 石家庄炼化工程项目部 5 产品焊接试板的制作及试验要求 每台球罐应制作立、横、平加仰三块产品焊接试板，在球罐焊接的同时，由焊接检 查员指定施焊该球罐的焊工，并采用与球罐本体焊接接头相同的条件和焊接工艺进行焊 接。产品焊接试板经外观检查和射线（或超声）检测后，应对称布置在球壳热处理高温 区的外侧，并于球壳紧贴，与球罐一起进行热处理。产品焊接试板经外观检查和射线 （或超声）检测时，如不合格允许修补，并符合球罐本体焊接接头修补的要求。如不修 补，可避开缺陷部位截取试样。试验的试样制备、试验方法、合格指标以及复验等要求 按 NB47016 的规定。 6 球罐焊接 焊接是球罐组焊中的特殊过程，为了建造优质工程，确保球罐的质量，焊缝质量是 一个关键的因素，施焊焊工必须按焊接工艺规范操作。施焊焊工必须持有焊工合格证， 在有效期间内担任合格项目范围内的焊接工作，并在上岗前进行技术交底，使全体焊工 认识到制造优质球罐的重要意义和焊接工艺的严肃性。 6.1 安焊接程序安焊接程序 先焊接纵向焊缝，后焊接环向焊缝。焊缝外部全部焊完后，进行内部清焊根，并经 渗透检测合格后再焊焊缝内部。极板的纵缝从中间向两侧焊。具体焊接顺序如下： 赤道带纵缝（外侧）温带板纵缝（外侧）上极带边板纵缝（外侧）上极带 中心板纵缝（外侧）下级带边板纵焊缝（外侧）下极带中心板纵缝（外侧） 上温带大环缝（外侧）赤道带上环缝（外侧）下极带环缝（外侧） ，以同样的 顺序焊接球罐内焊缝。 6.2 焊接工艺的确定焊接工艺的确定 球罐焊接前应按 NB/T47014-2011 标准的有关要求进行焊接工艺评定，并制作焊接工 艺卡下发各施工班组，指导现场施工。 焊接工艺包括焊接规范参数、施焊顺序与层序、操作技术中的有关注意事项、焊条 的烘干、预热与后热消氢、焊接线能量、碳弧气刨、焊缝及球壳板缺陷的修复、固定件 与定位焊和焊接环境等。 6.2.1 焊接环境 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： 1)雨天和雪天； 2)风速超过 8m/s； 3)相对湿度在 90%及以上； 4)环境温度在-5及以下。 3000 立球罐施工技术方案 第 17 页 共 45 页 中国石化集团第十建设公司 SINOPEC TENTH CONSTRUCTION COMPANY 石家庄炼化工程项目部 25 钢管 注：焊接环境的温度和相对湿度应在距球罐表面 5001000mm 处测得，每间隔 24 小时测量一次。 6.2.2 焊接施工 1)焊条的贮存、保管与烘干 a)设专人对焊条进行保管、烘干和发放。焊条的贮存库应设有空调及去湿设备， 保持通风、干燥（室温宜 1025，相对湿度不大于 60%） ，焊材离地、离 墙距离均应大于 300mm，上下左右空气流通。搬运过程中要轻拿轻放，防 止包装损坏。焊条启封后，应按规定进行表面宏观检查，如有锈蚀和药皮脱 落现象应禁止使用。 b)焊条使用前，应进行烘干，烘干时烘箱温度应缓慢升高，烘干温度为 350400，烘干时间为 12 小时。 c)烘干后的焊条应保存在温度为 100150恒温箱中，随用随取，先放入的 先取出使用，焊条表面药皮应无脱落和明显的裂纹。 d)焊工须使用符合产品标准的保温筒，每次取用不超过两根，焊条在保温筒内 的保存时间不应超过 4 小时，超过后，必须单独存放，按原烘干制度重新烘 干，但烘干次数不宜超过两次，超过两次的焊条不得用于球壳板及受压元件 的焊接。 e)焊条管理员要做好贮存库的环境温度、相对湿度、入出库记录，并认真填写 焊条使用发放回收记录。焊条发放记录应包括：焊条型号、批号、规格、数 量、使用部位、领用时间等。回收的焊条按批号、规格分别存放，并有明显 的烘干次数标识。 2)焊前准备 a)施焊前应将坡口表面和两侧至少 20mm 范围内的油污、铁锈水分及其他有害 杂质清除干净。 b)焊件的预热是在焊接侧的背面，采用火焰加热，首先在预热区一侧安装预热 器位置必须准确。焊前预热温度不低于 125，焊接层间温度不得低于焊前 预热温度，且不大于 200为宜。预热温度的测量应符合 GB/T18591 的规定。 加热宽度为每侧距焊缝中心 150 mm，预热温度应均匀，预热温度的测量应 在距焊缝中心 50mm 处采用表面温度计对称进行，每段焊缝测量点数不应少 于 3 对。 圆钢 点焊 壳板 3000 立球罐施工技术方案 第 18 页 共 45 页 中国石化集团第十建设公司 SINOPEC TENTH CONSTRUCTION COMPANY 石家庄炼化工程项目部 图 6.2.1 球罐预热器示意图 3)焊接 a)焊接时，所有焊缝第一层焊道均采取分段退焊法。纵缝分段退焊每段宜为 500mm 左右，环焊缝退焊长度宜为 1000mm 左右。施焊时，采用窄焊道、 薄层多层焊，每一焊道宽度不大于焊芯直径的 5 倍，每一层焊道的厚度不超 过 4mm。每层焊道引弧点应依次错开 50mm 以上，焊道始端应采用后退起 弧法，即在接头前方 30mm 左右处引弧，然后将焊条拉回到接头处焊接，终 端应将弧坑填满，换焊条重新起弧时要在上一根焊条的弧坑尚未冷却的情况 下，尽快重新引弧。每一层焊接结束，都要彻底清除焊渣,检查有无缺陷,将 焊瘤及高低不平等采取打磨处理,以利下一层的焊接。纵向焊缝的焊道延至 环向焊缝的中心，并在环向焊缝焊接前将收弧点磨光，消除缺陷。层间接头 应错开。施焊时层间温度不得低于焊前预热温度，且不得超过 200。环缝 焊接时，不应在焊缝交叉部位引弧或灭弧。严禁焊工在坡口外乱打弧，电缆 线要绝缘良好，避免因短路打伤球壳板。如不慎造成弧疤或弧坑，必须打磨 消除，并经磁粉检测合格，同时做好记录。为了尽可能的使应力均布，纵缝 的焊接应交叉进行，采用 20 人对称施焊，力求施焊速度一致。 b)单侧焊接后应进行背面气刨清根，其目的是把第一层焊肉的缺陷去掉。每条 焊缝连续刨两遍，确保将底层焊肉刨去，槽底半径保持 5mm 左右。刨槽要 直，光滑，坡口形式应一致。清根后用砂轮修整刨槽，磨除可能存在的渗碳， 粘渣与铜斑等缺陷和修整刨槽深浅不均、宽窄不等的现象，并采用渗透检测 检查，如有缺陷，继续气刨打磨和渗透检测，直到缺陷彻底除净为止。 c)焊道因故中断焊接时，需立即进行加热缓冷处理，再行施焊前除按规定进行 预热外，还应将原焊道的弧坑部分打磨掉，确认无裂纹后，方可按原工艺要 求继续焊接。 d)在施焊过程中，应对每个焊工的焊接质量进行必要的跟踪检查，采用在每位 焊工施焊不同位置的开始，由焊接检查员通过实地观测其运条形式、熔池状 态、焊接工艺参数、焊缝表面质量等来监控其焊接水平，如有焊接质量不稳 定者，及时撤换。 e)对焊接工艺参数的控制应采取有效措施，工艺参数中电流、电压及焊接速度 由于各种因素的影响经常发生变化，但焊接的线能量应在规定范围之内，这 就需要随时调整焊接电流及焊接速度，在施工中除设专人测量并记录每个焊 工每一层次的焊接电流及焊接速度外，同时设专人调节电流。质检员和技术 人员随时对其记录进行检查。测温员要坚守岗位，按时做好测温记录。预热 或层间温度达不到工艺要求时，停止焊接，立刻进行调整，直至温度满足工 艺要求时方可施焊。对接焊缝焊后应立即进行后热消氢处理，后热温度 3000 立球罐施工技术方案 第 19 页 共 45 页 中国石化集团第十建设公司 SINOPEC TENTH CONSTRUCTION COMPANY 石家庄炼化工程项目部 200250，保温 0.51 小时，其加热范围、温度测量等要求与预热相同。 f)表面须采用砂轮打磨消除焊皮。 g)焊工施焊完毕后，对焊缝外观及尺寸进行检查,合格后及时在焊缝排版图上 注明焊工代号，以便达到焊接过程可追溯性要求。 6.2.3 缺陷的修补 1)表面缺陷的修补 a)球壳表面缺陷及工卡具焊迹，必须用砂轮清除。修磨范围内的斜度在 1：3 及以下。修磨后的实际板厚应不小于设计厚度，同时，磨除深度应小于 0.5mm。超过时，应进行焊补。工卡具定位块的去除采用碳弧气刨切割，其 优点是：对母材热影响小；切割后余根短浅，不会产生尖角形沟槽，便于磨 除。 b)球壳表面缺陷进行焊接修补时，每处修补面积应在 50cm2以内；当有两处或 两处以上修补时，任何两处的边缘距离应大于 50mm，且每块球壳板表面修 补面积总和应小于该球壳板面积的 5。缺陷焊补前必须用砂轮将缺陷清除。 修补后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，且高度应 小于 0.5mm。 c)焊缝表面缺陷应采用砂轮磨除，缺陷磨除后的焊缝表面若低于母材，则应进 行焊接修补。焊缝表面缺陷当只需打磨时，应打磨平滑或加工成具有 1:3 及 以下坡度的斜坡。 d)焊缝两侧的咬边和焊趾裂纹必须采用砂轮磨除，并打磨平滑或加工成具有 1:3 及以下坡度的斜坡，咬边和焊趾裂纹的磨除深度不得大于 0.5mm，且磨 除后球壳的实际板厚不得小于设计厚度，当不符合要求时应进行焊接修补。 e)焊缝咬边和焊趾裂纹等表面缺陷进行焊接修补时，应采用砂轮将缺陷磨除， 并修整成便于焊接的凹槽，再进行焊接。补焊长度不得小于 50mm，在修补 焊道上应加焊一道凸起的回火焊道，焊完后再磨去回火焊道多余的焊缝金属， 使其与主体焊缝平缓过渡。 f)焊接修补时，应以修补处为中心，在半径为 150mm 的范围内预热，预热温 度应取上限。焊接线能量应在规定的范围内；焊接短焊缝时线能量不应取下 限值。焊接修补后，应立即进行后热。 g)对判定为裂纹性缺陷的焊缝及清除过程中发现为裂纹时，应停止清除，由现 场焊接技术负责人记录，并制定具体的修补工艺，经建设单位现场代表确认 后方可清除和补焊。 2)焊缝内部缺陷的修补 a)对焊缝内部缺陷返工焊补前，应分析缺陷产生的原因，提出相应的返修方案。 返修方案应编制详细的返修工艺，经焊接责任工程师批准后才能实施。返修 3000 立球罐施工技术方案 第 20 页 共 45 页 中国石化集团第十建设公司 SINOPEC TENTH CONSTRUCTION COMPANY 石家庄炼化工程项目部 工艺应包括缺陷产生的原因；避免再次产生缺陷的技术措施；焊接工艺参数 的确定；返修焊工的指定；返修工艺编制人、批准人的签字，由无损检测人 员采用超声检测确定缺陷的位置和深度并标识记录，确定修补侧，填写“焊 缝返修通知”。 b)采用碳弧气刨清除缺陷时，应采用砂轮清除渗碳层，气刨的刨槽两端过渡要 平缓以利于多层焊接时的端部质量，并经渗透检测合格后，进行焊接修补。 气刨的深度以刨出缺陷为准，气刨深度不得超过球壳板厚度的 2/3，若清除 到该厚度还残留不合格时，应由现场焊接技术负责人记录，并制定具体修补 工艺，经确认后，方可进行清除和补焊。 c)焊补长度应大于 50mm。 d)焊接修补时，预热温度应取要求值的上限，线能量应控制在规定范围内，焊 短焊缝时，线能量不应取下限值。焊接修补后，应立即进行后热处理。 e)焊缝同一部位的返工焊补次数不宜超过两次，超过两次的返修，应采取可靠 的技术措施，经公司总工程师批准后，方可进行，并将焊补次数、部位和焊 后的无损检测结果和总工程师批准字样记入球罐质量证明书。 f)焊补的现场记录应详尽，其内容至少包括坡口型式、尺寸、焊补长度、焊接 工艺参数（焊接电流、电弧电压、焊接速度、预热温度、层间温度、后热温 度、后热时间、焊材牌号及规格、焊接位置等）和施焊者及其钢印等。焊接 检查员监督焊补过程。 3)球罐修补后应按下列规定进行无损检测： a)各种缺陷清除和焊接修补后均应进行磁粉或渗透检测。 b)当球壳表面缺陷焊接修补深度超过 3mm 时，应进行超声检测； c)当焊缝表面缺陷焊接修补深度超过 3mm 时，应进行射线检测。 d)焊缝内部缺陷修补后，应进行射线检测。 6.2.4 球罐焊后质量检查 表 6.2.2 球罐焊后焊缝形状尺寸及外观检查 序号项 目检 查 要 求 1 焊缝和热影响区及工卡具 去除后的表面 需采用砂轮打磨消除焊波，磨光后表面不得有裂纹、气孔、咬 边、夹渣、凹坑、未焊满等缺陷 2对接焊缝余高 应符合设计图样的规定，外表面焊缝余高 02mm，内表面焊缝 余高 01.5mm，且圆滑过渡至母材 3对接焊缝宽度比坡口每边增宽 12mm 4角焊缝焊脚打磨至与母材圆滑过渡，不允许有急剧的形状变化 表 6.2.3 球罐焊后尺寸检查 3000 立球罐施工技术方案 第 21 页 共 45 页 中国石化集团第十建设公司 SINOPE