年产5万吨炭黑产品储罐焊接方案.doc

中中 国国 化化 学学 工工 程程 第第 六六 建建 设设 有有 限限 公公 司司 第 1 页 共 11 页 目目 录录 1工程概况和编制依据工程概况和编制依据 2 1 1工程概况 2 1 2编制依据 2 2可焊性分析 可焊性分析 3 3焊接方法 焊材选用及焊接设备焊接方法 焊材选用及焊接设备 3 3 1焊接方法 3 3 2罐焊材选用及烘干温度 恒温温度 4 3 3焊材管理 4 4坡口形式及坡口形式及相关位置相关位置 5 5焊接工艺参数焊接工艺参数 7 6焊接施工焊接施工 7 6 1一般要求 7 6 2锥斗的焊接 7 6 3罐壁的焊接 7 6 4拱顶的焊接 8 6 5附件的焊接 8 6 6焊接施工中质量通病的预防 8 7焊接质量检测焊接质量检测 8 7 1焊缝外观检查 8 7 2焊缝无损检测 9 8焊缝返工焊缝返工 9 9焊接施工安全措施和文明施工措施焊接施工安全措施和文明施工措施 10 9 1焊接施工安全风险识别 10 9 2焊接施工安全措施 10 9 3焊接文明施工措施 11 中中 国国 化化 学学 工工 程程 第第 六六 建建 设设 有有 限限 公公 司司 第 2 页 共 11 页 1 工程概况和编制依据工程概况和编制依据 1 1 工程概况工程概况 我公司承建的年产 5 万吨炭黑项目 炭黑产品贮罐区共有 4 台 1150m3贮罐 图纸由中橡集团炭黑工 业研究设计院设计 位号 T1503A B T2503A B 罐顶板材质为 Q235 B S30408 复合钢板 壁板 8 6 8 12 带为 Q235 B S30408 复合钢板 其余各带为 Q235 B 基体 锥体为 Q235 B S30408 复合钢 板材质 单台容积 1150m3 主要数据见表一 为了保证焊接质量 优质高速完成贮罐的施工任务 特编 制焊接工艺方案 以指导现场施焊工作 本方案仅适用于年产 5 万吨炭黑项目产品贮罐的焊接施工 表一 贮罐主要参数一览表 设备名称 项 目 T1503A B T2503A B 主要材质Q235 Q235 B S30408 S30408 板厚度 mm14 10 5 1 5 4 5 1 5 6 5 1 5 直 径 mm 10000 高 度 mm19910 容 积 m31150 净重量 kg133890 设计压力 Kpa充满炭黑 工作压力 Kpa常压 工作温度 65 80 工作介质炭黑 焊接接头系数0 7 1 2 编制依据编制依据 1 T1503A B T2503A B 罐设计施工图 2 压力容器无损检测 JB4730 2005 3 承压设备用焊接工艺评定 NB T47014 2011 4 压力容器焊接工艺规程 JB T4709 2000 5 立式圆筒形钢制焊接储罐施工验收规范 GB50128 2005 6 石油化工立式圆筒形钢制储罐施工工艺标准 SH3530 1993 7 石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范 SH3046 1992 中中 国国 化化 学学 工工 程程 第第 六六 建建 设设 有有 限限 公公 司司 第 3 页 共 11 页 2 可焊性分析 可焊性分析 Q235 B S30408 不锈钢复合钢板的复层为 S30408 S30408 属奥氏体不锈钢 焊接性较好 基层为 Q235 B 属碳素结构钢 其焊接工艺较简单 而 Q235 B S30408 的焊接工艺难点是 Q235 B 和 S30408 过 渡层和 S30408 不锈钢的焊接 S30408 的导热系数小 线膨胀系数大 热量不易散失 很容易形成所需尺寸的熔地 但在自由状态 下 易产生较大的焊接变形 因此 在焊接复层 S30408 时 应采用小电流 快速焊 窄焊道的多层多道 焊接 要控制好焊道层间温度 焊接要点 1 焊基层第 1 层时须特别注意不得将低合金金属沉积到复层上 2 焊复层前必须清除坡口边缘复层坡口上的飞溅物 3 过渡层的熔敷金属必须完全盖满钢层 b 1 5 2 5mm 并盖过不锈钢与碳钢交界面 a O 5 1 5 mm 见下图 4 过渡层第 1 遍焊接要采用小参数 反极性 直道多道焊 以降低对复层的稀释 5 复层焊接过程中为保证焊接质量要用小直径焊丝进行多道焊 对焊层的堆焊高度要控制到最小 6 复层焊接时 必须彻底清除过渡层熔渣及其它表面附着物 层间温度控制在 100 以下 并经 检查无表面缺陷时 方可焊接下一层 7 焊时应注意引弧和熄弧的质量 收弧应将弧坑填满 多层焊时的层间接头应错开 3 焊接方法 焊材选用及焊接设备焊接方法 焊材选用及焊接设备 3 1 焊接方法焊接方法 综合考虑技术要求及各规范情况以及现场条件等 焊接方法选用如下 罐壁 罐底对接 角接焊缝采用手工电弧焊 罐壁与接管的管板角焊缝采用手工电弧焊焊接 中中 国国 化化 学学 工工 程程 第第 六六 建建 设设 有有 限限 公公 司司 第 4 页 共 11 页 3 2 罐焊材选用罐焊材选用 按照施工图纸的要求 对储罐焊接所用焊条规定如下 1 梯子 平台 栏杆 扶手等材质为 Q235B 的钢构架的焊接采用 J422 焊条 规格为 2 5mm 3 2mm 4 0mm 2 对于罐体 当母材材质为 Q235B Q235B 时 采用 J422 焊条 当 母材材质为 Q235B S30408 时 采用 A302 焊条 当母材采制为 S30408 S30408 不锈钢时 采用 A102 焊条规格均为 2 5mm 3 2mm 4 0mm 3 3 焊材管理焊材管理 1 焊接所使用焊材应有合格的材质质量证明书 且外观包装良好 无锈蚀现象 2 焊材必须有专门的地方存放 3 焊条烘干 发放设专职人员 4 烘干后的焊条应放入恒温箱内 恒温保存温度 100 备焊工随时领取 5 焊工领取焊条必须带保温筒 保温筒应保持完好 领用焊条的数量一般不宜超过 40 根 焊接过程中 保温筒盖要关闭严密 6 焊接过程中焊条头应于回收 除初次外 领用焊条必须交相应数量的焊条头 7 每天工作结束 焊工应将未用完的焊条退回烘干室 并填写退回记录 严禁在预制厂及施工现场遗留 焊条 8 发放出的焊条超过 4 小时未用完 应进行二次烘干 二次烘干的焊条应优先使用 焊条烘干的次数不 得超过二次 9 焊条烘烤员每天要对焊材烘干 恒温 发放和回收及二次烘干作详细记录 且领取焊条有焊工的签字 中中 国国 化化 学学 工工 程程 第第 六六 建建 设设 有有 限限 公公 司司 第 5 页 共 11 页 4 坡口形式及坡口形式及相关位置相关位置 中中 国国 化化 学学 工工 程程 第第 六六 建建 设设 有有 限限 公公 司司 第 6 页 共 11 页 5 焊接工艺参数焊接工艺参数 如下表是焊接的各参数 表五 焊接工艺参数 工艺参数 焊接位置 焊条直径 mm 焊接电流 A 焊接电压 V 焊接速度 min cm 电源极性 焊接线能量 J 3 285 12524 288 20DC 10000 45000 平焊 平角 4100 18024 307 20DC 10000 45000 3 275 10024 285 15DC 10000 45000 立焊 纵缝 490 16024 306 20DC 10000 45000 3 280 12524 287 20DC 10000 40000 横焊 环缝 4110 18024 3010 25DC 10000 40000 6 焊接施工焊接施工 储罐焊接施工中 在保证焊缝的内在和外观质量符合标准要求的基础上 焊接质量主要取决于焊接 变形的控制 因而要合理按排焊接施工顺序 严格焊接工艺纪律 采取防变形措施 将焊接接头的内外 在质量和几何尺寸控制在标准允许范围之内 6 1 一般要求一般要求 1 定位焊及工卡具的焊接工艺与正式焊接相同 由合格焊工担任 引弧和熄弧都要在坡口内或焊 道上 2 焊接前要检查并保证组装尺寸符合图纸要求 清除坡口表面及坡口两侧 20mm 范围内的泥砂铁 锈 水分和油污 确保施焊部位充分干燥 复层距坡口 100mm 应防止飞溅 3 焊接中要保证焊道始端和终端的质量 始端要采用后退起弧法 必要时可采用引弧板和熄弧板 终端要将弧坑填满 4 多层焊的层间接头必须错开 50mm 以上 5 罐顶搭接的搭接焊缝 至少焊两遍 焊缝厚度以搭接母材较薄的板为准 6 双面焊的对接接头在背面焊接前要清根 用砂轮将表层的焊缝金属和母材去掉直到露出金属光 泽 注意复合层过渡层的合金钢焊肉一定要清理干净以及复合层焊接时焊材的选择 7 在下雨时 对施焊部位要采取防雨措施 在刮风且风速超过 8m s 时要采取防风措施 在大气相 对湿度超过 90 时 要采取干燥措施 否则不得进行焊接 中中 国国 化化 学学 工工 程程 第第 六六 建建 设设 有有 限限 公公 司司 第 7 页 共 11 页 6 2 锥斗的焊接锥斗的焊接 锥斗要根据批准的排板图进行辅设 辅设后要打上卡具 临时固定 辅设要有足够的搭接量 接缝要 贴合紧密 锥斗复合板焊接时存在的主要问题是如何防止和控制波浪变形和局部凸凹深度超差及如何控制纵向和 横向焊接收缩量 防止 锥斗复合板板焊接变形总的原则是 1 合理的装配和焊接顺序 焊接顺序原则上是先焊短缝 后焊长缝 由双数焊工对称均布 从中 间向外展开 分段退焊 中幅板焊接从中心向四周逐步扩大 先焊接成带板 再将各带板接成整体 焊 接时 要控制底板收缩方向 2 全体焊工在施焊时要协调一致 听从指挥 同一条焊缝的每一名焊工要使用相同的焊接工艺参数和 方法 使他们所在的每一位置都受热均匀 应力分散 3 锥板的焊接 作为环向焊缝 采用多名焊工时要均匀对称分布 分段退焊 同向焊接 且先进 行间断焊 然后再进行连续焊 以防止拱曲 4 复合板焊接时设置十字架固定 以减小焊接受热产生的变形 5 焊完一遍时 应当处理一下焊缝外观 使焊缝达到圆滑过渡 由于锥斗在整个储罐的焊接中是最易产生变形且焊接变形比较集中的地方 因此控制锥斗复合板变 形 对提高整个储罐的焊接质量极其重要 6 3 罐壁的焊接罐壁的焊接 1 罐壁的焊接 先焊纵焊缝 后焊环焊缝 当焊完相邻两圈壁板的纵向焊缝后 再焊其间的环向 焊缝 2 纵焊缝的焊接必须对称施焊 先焊外侧 后焊内侧 罐壁组装卡具必须安装在罐壁纵缝内侧 间距不大于 500mm 初层焊道采用分段退焊或跳焊 焊条直径为 3 2mm 分段长度为 600mm 在以后各 层焊接时 可用焊条直径为 4 0mm 焊条进行连续焊接 建议复层侧用 3 2mm 直径焊条进行焊接 防止热量 过于集中 3 环缝焊接时由数对焊工均匀分布 沿同一方向进行等速 同规范和分段焊接 先焊外侧 后焊 内侧 初层焊道采用分段退焊或跳焊 焊条直径为 3 2mm 分段长度为 1500mm 在以后各层焊接时 可 用焊条直径为 4 0mm 焊条进行连续焊接 建议复层侧用 3 2mm 直径焊条进行焊接 防止热量过于集中 6 4 拱顶的焊接拱顶的焊接 1 采用手工电弧焊 焊接时保持较小的线能量 焊条直径选用 3 2mm 中中 国国 化化 学学 工工 程程 第第 六六 建建 设设 有有 限限 公公 司司 第 8 页 共 11 页 2 原则上采用先点焊短焊缝再焊长焊缝的施焊方法 焊接时采用小规模 从中间向外分段退焊 焊接时应防止电流过大焊穿蒙皮 3 罐顶蒙皮板组对 组焊时 搭接部位要贴合紧密 间隙最大不超过 1mm 并用临时卡具进行固 定 然后方可进行焊接施工 4 顶板应先焊内侧焊缝 后焊外侧焊缝 径向的长焊缝 采用隔缝对称由中心向外分段退焊 顶 板与包边角钢焊接时 沿缝均布 同向分段退焊 各焊工之间的接头应注意相互配合 分层叠压 5 在现场具体施焊时 将以焊接工艺卡的形式对顶板焊缝的焊接工艺作一具体规定并下发班组指 导施工 6 5 附件的焊接附件的焊接 1 凡直接焊于储罐上的各种附件 如梯子 平台 栏杆 扶手 加强圈 包边角钢 补强板等 的焊接均应按已有的工艺评定或者焊接工艺指导书的要求进行 在焊接过程中要确保熔透 焊缝表面要 平滑过渡至母材表面 2 角焊缝的焊脚高度按图纸规定执行 图上没有明确的 不小于相焊件中较薄件的厚度 3 对于锥板的焊接 作为环向焊缝 其焊接要求与罐体的环向焊缝焊接要求一样 采用多名焊工 时要均匀对称分布 分段退焊 同向焊接 且先进行间断焊 然后再进行连续焊 以防止拱曲 6 6 焊接施工中质量通病的预防焊接施工中质量通病的预防 1 焊接时不得在坡口以外的焊件上引弧 熄弧 避免罐体表面被电弧擦伤 不得在罐体上随意焊 接临时用具 2 焊缝的每层焊道在下一层焊道施焊前都要清除药皮熔渣及其它脏物 焊接完成后要将药皮熔渣 清除干净 露出焊缝金属光泽 3 施焊中层与层之间的焊道接头要错开 50mm 以上 4 所有焊缝 包括角焊缝 边缘要和母材表面熔合良好 光滑过渡 5 梯子 平台 栏杆和扶手等钢构架的焊缝尺寸要符合图纸要求 焊后要将药皮熔渣清除干净 并将接头附近的飞溅物清除干净 要用角向砂轮机将焊接接头打磨光滑 外观要美观 7 焊接质量检测焊接质量检测 7 1 焊缝外观检查焊缝外观检查 7 1 1 焊缝应去除渣皮 飞溅物 清理干净焊缝表面后 方可进行焊缝外观检查 7 1 2 焊缝表面及热影响区表面不得有裂纹 气孔 夹渣 弧坑和未焊满等缺陷 中中 国国 化化 学学 工工 程程 第第 六六 建建 设设 有有 限限 公公 司司 第 9 页 共 11 页 7 1 3 对接焊缝的咬边深度 不得大雨 0 5mm 咬边的连续长度 不应大于 100mm 焊缝两侧咬边的总长 度 不得超过该焊缝长度的 10 7 1 4 罐壁纵向对接焊缝不得有低于母材表面的凹陷 罐壁环向对接焊缝和罐底对接焊缝低于母材表面的 缺陷不得大于 0 5mm 凹陷的连续长度不得大于 100mm 总长度不得大于该焊缝长度的 10 7 1 5 角焊缝焊角高度应符合图纸要求 且外形应平缓过渡 7 1 6 焊缝完成后首先由焊工自检 自检认为合格后检查员再进行专检 7 2 焊缝无损检测焊缝无损检测 7 2 1 焊缝探伤检验比例应按 GB50128 2005 和罐的图纸以及罐的有关技术要求执行 7 2 2 煤油渗漏检测应按 JB4730 2005 进行 焊缝合格标准应符合下列规定 a 不得有任何裂纹 b 不得有任何横向缺陷 c 不得有任何长度大于 1 5mm 的线性缺陷 d 在 100mm 长的焊缝上 缺陷显示长度不得大于 2mm 8 焊缝返工焊缝返工 8 1 焊缝返工工艺应与焊接工艺相同 并做好各项记录 8 2 焊缝表面修磨 焊缝表面成型几何尺寸超标或出现其它微小缺陷时 一般深度1mm 应先用砂轮将缺陷清除 再进行补焊 并打磨平滑 8 4 焊缝内部缺陷返工 由检测部门下达返工通知单 焊工接到通知单后应及时返工 8 5 焊缝返工应先用砂轮将缺陷清除 再进行焊接 8 6 焊缝返工时 缺陷的挖补深度应小于母材的 2 3 如挖到 2 3 时缺陷还未清除 则应在该状态下焊补 然后在板材的另一侧再次进行清除 待挖到缺陷后进行渗透检测 确认无缺陷后方可进行补焊 8 7 焊缝的补焊按照施工技术文件的要求进行 焊缝的补焊长度不小于 50mm 8 8 焊缝同一部位返工次数不宜超过 2 次 如超过 2 次 焊前应组织有关专业人员分析原因 由焊接责任 中中 国国 化化 学学 工工 程程 第第 六六 建建 设设 有有 限限 公公 司司 第 10 页 共 11 页 工程师制定返工方案 并经单位主管 或质保工程师 批准 返工后应将补焊的次数 部位 结果和补 焊的情况记录存档 9 焊接施工安全措施和文明施工措施焊接施工安全措施和文明施工措施 9 1 焊接施工安全风险识别焊接施工安全风险识别 按照公司职业安全健康管理体系的要求 对储罐焊接中可能存在的安全风险识别如下 1 焊接过程中设备漏电事故 2 焊接电缆漏电事故 3 焊工触电事故 4 高空堕落事故 5 火灾 爆炸事故 6 电弧光打眼 7 灼伤 烫伤 8 砂轮机伤人 9 吸入过多烟尘 烟气 10 空中重物击伤人和设备 11 雷电击伤事故 12 高温中署 9 2 焊接施工安全措施焊接施工安全措施 经上述安全风险分析 在焊接作业中主要采取以下针对性安全措施 1 安全教育 在施工前 要对每位职工进行安全教育 将可能发生的安全隐患向工人逐一分析 解释 并将采取的针对性预防措施及发生事故后采取的紧急预案向工人逐一分析 解释 做到人人心中有数 树立安全第一的施工意识 并能在施工中自觉地遵守安全规定 2 进入现场必须正确佩戴安全防护用品 各工种必须按安全操作规程进行作业 3 施工现场要有专职安全员 施工队长和作业班组长要做好兼职安全员的工作 特殊工种要持有本工种 合格证 4 吊装作业时 吊装前要认真检查起重设备的机械性能 严格执行起重作业的 十个不准吊 吊车下 及吊装物移动路线下 严禁行走和站人 交叉作业时 严禁从高空向下乱扔物体 以免空中物体击伤人 和设备 中中 国国 化化 学学 工工 程程 第第 六六 建建 设设 有有 限限 公公 司司 第 11 页 共 11 页 5 电焊机 电焊把线等电气设备使用之前要由电工检查合格 要安全接地或接零 电焊把线要绝缘良好 焊机要由专人操作 要搭设焊机防雨 防晒棚