2000立方米球罐整体热处理方案

2000 立方米球罐整体热处理方案 编制 编制 校对 校对 审核 审核 审定 审定 二 九年 七月 一 概况一 概况 根据设计要求和按照 GB12337 1998 钢制球形储罐 有关技术标准 需 进行焊后整体热处理 采用燃油进行热处理 为确保热处理工程质量按技术要 求顺利进行 特制定如下热处理实施方案 1 球罐主要设计参数 见表一 球罐主要设计参数 见表一 球罐主要设计参数球罐主要设计参数 表一 序号项 目参 数 1球罐直径15700mm 2设计壁厚48 mm 3公称容积2000m3 4球罐材质Q345R 5总重量331t 2 热处理依据 热处理依据 本次热处理按 GB12337 1998 钢制球形储罐 标准进行整体热处理 3 热处理的目的 热处理的目的 为了消除球罐组装与焊接的残余应力 稳定球罐的几何尺寸 改善焊接接 头和热影响区的组织和性能 达到降低硬度 提高塑性和韧性的目的 进一步 释放焊缝中的有害气体 防止焊缝的氢脆和裂纹的产和生 二 热处理方法及工艺规范二 热处理方法及工艺规范 1 热处理方法 热处理方法 采用燃油法进行热处理 以球罐内部为炉膛 选用 0 号柴油为燃料 球罐外部用保温材料进行绝热 保温 通过鼓风机送风和喷嘴将燃料油喷入并雾化 由电子点火器点燃 随着 燃油不断燃烧产生的高温气流在球罐内壁对流传导和火焰热辐射作用 使球罐 升温到热处理所需的温度 2 热处理工艺规范 热处理工艺规范 按照 GB12337 1998 钢制球形储罐 选择如下热处理工艺参数和工艺曲 线 1 恒温温度 600 25 恒温时间 2h 升温速度 50 80 h 400 时可不予控制 降温速度 30 50 h 400 时可不予控制 升温时的最大温差 130 降温时的最大温差 130 2 热处理工艺曲线 见图一 三 热工计算 1 热工计算参数 见表二 热工计算参数 见表二 热工计算参数热工计算参数 表二表二 序号项 目参 数 1球罐内径 d15700mm 2球壳板厚度 48mm 3材质Q345R 4球壳板重量 G331t 5保温棉厚度 80 100mm 6保温棉容量 G65kg m3 7钢材比热 C 500 0 162Kca1 kg 600 0 18Cal kg 8钢材导热系数 1 500 30 962Kca1 m h 600 28Kca1 m h 9 保温棉导热系数 0 500 0 07Kca1 m h 600 0 828KCa1 m h 10保温棉比热 0 2Kca1 kg 11环境温度 35 12燃烧油0 号柴油 2 计算 计算 热处理耗热量见表三 以下是升温到 500 600 期间 升温速度按 50 h 80 h 时的计算结果 热工计算表热工计算表 表三表三 速率烟气单位时间耗油量时间单位耗油量 10000Kca1 h h BKg h 流量 L hQ1Q2Q3Q4Q5Q6总耗热量 l 6555040648430 4 30 4 18 56 100 84 24 48 8487 表中 Q 球壳板温所需热量 Q2 热壳板与保温层的传热损失 Q3 保温层的蓄热损失 Q4 炉废气带走的热 Q5 燃料化学不完全燃烧损失的热理 Q6 燃料机械不完全燃烧损失的热量 B 燃料油的用量 本次热处理工程采用德国 EK9 1000L R 型枪式燃烧器 其燃烧能力产生 的热量为 11000000kca1 由表三可知 球罐热处理时能满足供热要求 四 热处理现场工艺设计四 热处理现场工艺设计 1 热处理工艺系统 热处理工艺系统 本次热处理工程由供油 燃油 测量 功率控制 柱腿移动组成 A 燃油系统 燃油系统 燃油系统采用德国 EK9 1000L R 型枪式燃烧器 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 B 供油系统 供油系统 5 根据热工计算 本次罐热处理最大耗油量为 487L 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 1 5 倍 故应设备 容量为 6 吨的储油罐 C 温度测量控制系统 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 温度进行智能化测量和控制 C 1 测量点布置测量点布置 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 24 个 上下半球共 7 个带 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 250mm 以内及产品试板上 必须设测温点 详见测温点布置图 图二 C 2 热电偶安装热电偶安装 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 C 3 温度监测温度监测 温度监测配置两套系统 一套是 EH100 24 长图自动平衡记录仪 1 台 共 可记录 24 个测温点 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 D 柱腿移动措施 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 DO a t 计算 见表四要求 式中 a 材料的线膨胀系数 DO 球罐直径 柱柱 腿腿 移移 动动 量量 表四 温度范围 100200300400500600 累计移动量 mm7 615 219 825 42830 6 3 保温方法 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 6 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 4 试板与球壳板同步热处理 试板与球壳板同步热处理 7 在热处理规范中要求试板与球罐的球壳板采用相同工艺进行热处理 因此 规定把试板放在温带以 120 间隔放置三块试板力求同步 事实上试板因放在 球壳板外侧 靠球壳板温度传导给试板 因此试板必定滞后和低与球壳板的温 度 本次热处理由微机采样方试板附近测温点的温度 把这一温度作为试板的 设定温度 由智能仪表自动加以补温使之保持在 1 的温差内 做到同步热 处理 五 热处理前的准备工作五 热处理前的准备工作 1 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 2 所有无损探伤检查工作必须作完 3 球罐内外表面质量和几何尺寸应检验合格 记录齐全 4 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 5 所有原始资料齐全 并经质保系责任人员签字认可 经监检单位和甲 方确认 6 热处理系统装置必须全部安装好 各系统应调试完毕 7 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 8 应掌握气象资料 热处理应避开大风与下雨天气 9 各岗位人员应齐全到位 并经培训上岗 分工协作 8 10 施工技术方案应向有关人员交底 六 施工组织六 施工组织 1 人员 郑来林 王浩林等 2 为确保热处理工作顺利进行 设置岗位和职责范围 详见表五要求 热处理岗位和职责范围热处理岗位和职责范围 表五 表五 序号岗位名称人数责 任 范 围 1指挥岗1 负责指挥整个热处理工艺实施和掌握热处理全过程各种情 况及各种问题 2工艺操作岗2负责燃烧及供油系统正常进行 3议表维护岗1负责测温系统及燃烧系统仪表正常动行及故障处理 4 电器机械 维护岗 1负责热处理系统电器 机械设备正常动行及故障处理 5柱腿移动岗4负责柱腿移动 由甲方安排操作人员 6 保温棉 检查岗 2 检查保温棉完好程度测量外层温度 如属保温棉脱落或外 层温度 60 应及时补救 7安全防火岗1热处理防火措施落实及过程监控 七 安全措施七 安全措施 1 清理现场易燃易爆品及闲置器材 清量工作道路 装好夜间照明 准 备足够数量的消防器材 2 储油罐 液化气瓶 乙炔瓶应离处理点火处 20 米以外 3 保证安全送电 各种电缆线布置整齐合理 4 坚守岗位 尽职尽责 无关人员不得进