主甲烷反应器现场组焊方案.doc

兰州四方容器设备有限责任公司伊犁新天20亿m/年煤制天然气项目主甲烷反应器现场组焊方案编制：校对：审核：施工单位：兰州四方容器设备有限责任公司目 录一、工程概况二、施工方案编制依据三、施工组织体系四、施工流程及设备分段明细、组装方式、顺序五、设备组焊5.1施工准备5.2分段验收5.3设备组对5.4焊接5.5无损检测5.6热处理5.7水压试验5.8防锈防腐六、质量保证措施及体系七、安全保证措施及体系八、主要施工机具及人员计划九、施工计划十、附件（焊材使用管理规定、焊接工艺卡、热处理工艺卡）一、工程概况我公司承制伊犁新天年产20亿m3 煤制天然气项目中1号主甲烷反应器（位号：181R101、181R201）、2号主甲烷反应器（位号：181R102、181R202）2种4台设备，由于设备超宽，受运输条件的限制，必须分段运输到施工现场，在现场完成设备组对、焊接、探伤、热处理及水压试验等制作过程。设备主要技术参数如下表：1号主甲烷反应器 位号：181R101、181R2012号主甲烷反应器 位号：181R201、181R202容器类别（级别） (A2)容器类别（级别） (A2)设计压力 MPa3.9设计压力 MPa3.9设计温度 -16.5/300450（N1接管）设计温度 -16.5/300450（N1接管）焊后热处理要求焊后整体热处理焊后热处理要求焊后整体热处理全容积 m102.7全容积 m126.3设备高度 mm8750设备高度 mm9935直径 mmDN4700直径 mmDN4800主要受压元件材质Q345R(正火)主要受压元件材质Q345R(正火)设备净重 Kg225225设备净重 Kg265145充水后设备总重 Kg327925充水后设备总重 Kg391445液压试验压力 MPa6.5液压试验压力 MPa6.5二、编制依据（1）TSG R0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程（2）GB150-2011压力容器（3）HG20584-2011钢制化工容器制造技术规定（4）NB/T47014-2011承压设备焊接工艺评定（5）NB/T47015-2011承压设备焊接工艺规程（6）JB/T4730-2005承压设备无损检测（7）JB/T10175热处理质量控制要求（8）压力容器产品安全质量监督检验规则（9）SH3505-2011石油化工施工安全技术规程（10）SH/T3524-2009石油化工静设备现场组焊技术规程（11）JB/T4711-2003压力容器涂敷与运输包装 （12）JB/T3228-1983焊条质量管理规程（13）设备施工图纸（14）设备的相关技术协议和技术文件三、现场施工组织体系施工经理王海元质量负责人叶海检验负责人常振伟焊接负责人叶海装配负责人徐世江起重负责人张元斌电热工处负理责人卢子强安全负责人马奇全施工组施工组安全员四、施工流程及设备分段明细、组装方式、顺序4.1主要施工流程4.2设备分段明细、排版图及组装方式及顺序4.2.1 1号主甲烷反应器（位号：181R101、181R201），共2台 设备规格：f4700958750 主体材质：Q345R(正火)组装方式、顺序：卧式组对中段+下段， 焊缝编号为3B卧式组对上段+工装筒体卧式组对中、下段+上段+工装筒体, 焊缝编号为1B组装中段处轴式吊耳两瓣裙座在设备基础环形梁上拼接组焊，最后与设备立装组焊4.2.2 2号主甲烷反应器（位号：181R102、181R202），共2台 设备规格：f4800959935 主体材质：Q345R(正火)组装顺序：卧式组对中段+下段， 焊缝编号为3B卧式组对上段+中、下段， 焊缝编号为1B两瓣裙座在设备基础环形梁上拼接组焊，最后与设备立装组焊五、设备组焊5.1施工准备5.1.1组织相关技术人员进行图纸会审，全面熟悉图纸和相关标准，准备现场组焊用工艺文件。5.1.2组织现场施工人员熟悉施工图纸，并对各施工班组进行技术交底，使其明确设备组焊工序及施工质量要求。5.1.3建立设备现场组焊质保体系，并逐级进行交底，确保内部质量控制措施到位。5.1.4编制明确的质量、工序控制程序，明确各工序控制责任人。5.1.5向设备使用地的技术监督局提交特种设备安装改造维修告知书，施工单位应提交制造资格证书、制造生产经营许可证书、纳税证明等资质证明文件副本，以及设备现场组焊工艺文件、人员资质证书等。5.1.6施工机具、检验器具的报验。5.1.7按业主要求进行焊工考试，做到持证上岗，对现场施工人员进行安全培训。5.1.8检查现场三通一平情况，组对前根据组对筒体的长度预置水泥支墩，并对滚轮架安放位置进行找平。5.2分段验收吊装前对运抵现场的各段筒体进行分段报验、检查，确认合格后进行组焊，主要检查内容如下：5.2.1检查设备内外表面质量，是否在运输途中造成机械损伤，若存在局部伤痕、刻槽等缺陷应予以修磨，修磨斜度最大为1:3，修磨的深度应不大于该部位钢材厚度的5%，且不大于2mm。5.2.2检查设备各分段处的方位标示、组对标示，标示不清晰的应重新确认，并做好标记，保证组对时能顺利进行。5.2.3检查筒体端口处的防变形工装是否开裂、脱落，复查端口椭圆度，按GB150-2011要求椭圆度应Di 1%,且不大于25mm。若椭圆度由于运输途中造成变形的，应通过撑圆工装对端口进行撑圆。5.2.4用盘尺测量端口处的外圆周长，按错变量所允许的最大值进行分摊，由此可保证组对后错变量在整个圆周上均匀。5.2.5各分段筒体的直线度要求：筒体总长度L15000mm时，总偏差L/1000。5.2.6检查坡口是否在运输途中造成划伤，表面不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷。5.3设备组对5.3.1设备卧式组装顺序、示意图图一：卧式组焊中段+下段 图二：卧式组焊中、下段+上段图三：立式组焊裙座接口组对前检查坡口，清除坡口表面和两侧至少20mm范围内的氧化物、油污、熔渣、及其它有害杂物。按组对示意图将中段筒体放置在300吨滚轮架上，用吊车吊起下段筒体，将滚轮架调至低转速，缓慢旋转筒体使其方位保持同心；通过楔铁调整筒体端口组对间隙,用焊接检验尺测量组对间隙；通过楔子板及楔铁调整错变量，用焊接检验尺测量错变量；采用0.5mm的细钢丝沿筒体外壁圆周0、90、180、270四个部位测量设备直线度，测量时应保证钢丝在筒体两端口处于同一方位、同一基准高度；组对间隙、错变量及直线度调整合格后用拉筋板在组对端口内部点焊固定。组焊上段筒体与工装筒体（针对1号主甲烷反应器，该工装防止筒体在滚轮架上旋转时重心发生偏移，避免侧翻），将工装筒体焊接在上段封头顶端，点焊牢固后与中、下段组对，两条环缝组对完成后再进行焊接。1号主甲烷反应器三段组焊完毕后在组装吊耳。上、中、下段环缝无损检测合格后再焊接分段处锚固钉。卧式组对端口固定示意图卧式组对直线度测量示意图5.3.2合格要求5.3.2.1筒体分段组对合格要求椭圆度：用红外线测距仪测量，各分段筒体同一断面上最大内经与最小内经之差应不大于该断面内径的Di 1%,且不大于25mm ,如图示：错边量：错边量合格要求按GB150-2011规定如下表：对口处钢板厚度n按焊接接头类别划分的对口错边量，单位：mmABn1214n14n12n20314n20n403540n50318n50116n 且1018n 且20复合钢板对口错变量应不大于复层厚度的50%，且不大于2mm注：A类为纵向焊接接头，B类为环向焊接接头棱角度：棱角度合格要求按GB150-2011规定如下：用弦长等于Di/6且不小于300mm长的直尺检查，其E值不得大于(n/10+2)mm,且不大于5mm。 棱角测量示意图直线度：筒体总长度L15000mm时，总偏差L/1000。垂直度：允差为L/1000（L为设备高度），且30mm。组对后将以上记录填入筒节组装质量检查记录表中。5.3.2.2 轴式吊耳安装合格要求吊耳垫板应与与设备外壁吻合，间隙不大于1mm，信号孔应置于最低点；焊接后同环缝一并进行热处理。吊耳组焊后应以0.4-0.5MPa的压缩空气或氮气检查垫板角焊缝的焊接接头质量。5.4焊接5.4.1焊接机具的准备焊机应提前报验并检查合格，焊工使用的碳弧气刨枪、扁铲及打磨器具应准备齐全。5.4.2焊接环境要求焊接环境出现以下任一情况时禁止施焊：手工焊时风速大于10m/s、相对湿度大于90、雨雪环境。若无法达到施焊条件，在施焊区外围采用防火布进行防风、防雨。5.4.3焊接材料的选用焊接材料选用时按焊接工艺评定及焊接工艺卡选择，具体如下：埋弧自动焊选用H08MnMoA焊丝(f4)+HJ431焊剂，手工焊选用J507焊条，规格f4、f5；裙座环缝打底焊选用H08Mn2Si焊丝(f2.4)5.4.4焊接材料的验收及领用发放焊材必须有产品质量证明书。焊条应包装完好，药皮应干燥、无剥落；焊丝无锈污。焊材的存放要求、烘烤、发放与回收详见附件：焊材使用管理规定。5.4.5坡口表面要求用砂轮片或抛光片清除坡口表面和两侧至少20mm范围内的氧化物、油污、熔渣、及其它有害杂物。5.4.6定位焊定位焊时所用焊材及点焊应与焊接工艺卡一致，定位焊的具体要求如下：引弧和熄弧点应在坡口内，定位焊采取对称点焊法，以减少焊接应力与变形；熔入永久焊缝内的定位焊缝两端应便于接弧，否则应进行打磨修正或正式焊接时用碳弧气刨清除。注：卡具、楔铁、定位板等工装与筒体点焊要求：点焊位置应选在环缝组焊后的热处理范围内，不得在环缝局部热处理范围外点焊；5.4.7预热离组对端口A处各布置一套预热工装，用液化气对组对端口进行预热，预热温度150，预热范围A75mm；测温区域：用红外线测温仪按下图所示在加热面的背面进行测温，如无法测量，应先移开加热源，待母材厚度方向上温度均匀后测定温度。预热、测温范围示意图预热示意图5.4.8主焊缝焊接三段筒体组对后外部采用埋弧自动焊，内部采用手工焊；裙座拼缝、环缝采用手工焊。具体要求如下：组焊时，确保埋弧自动焊的焊接电流、电弧电压、焊接速度符合焊接工艺参数，使焊缝宽度、余高等符合工艺要求；一层焊接完毕应及时用扁铲清渣后焊接下一层。反面清根采用碳弧气刨，清根后用角磨机打磨至金属光泽，并进行100%MT检测；焊接时严格按照焊接工艺执行。5.4.9消氢采用电加热进行消氢处理，整个环缝采用电加热片均布在环缝外表面。在环缝上均匀设置8支热电偶进行测温，采用电脑控制进行控温。全过程消氢处理温度250-300，时间：4小时 消氢处理示意图5.4.10焊接返修焊接返修超过2次以上的应经焊接责任人批准后实施，并分析缺陷产生的原因，将缺陷完全清除干净后再施焊。5.4.11焊后检查焊接完毕后对焊缝外观进行检查，具体如下：焊缝表面不得有气孔、夹渣、裂纹、弧坑、未焊透、未熔合、咬边等肉眼可见的缺陷；对接缝、角焊缝余高应符合焊接工艺卡的要求，角焊缝应呈凹形圆滑过渡焊缝表面的焊渣、飞溅物以及影响无损检测的缺陷应打磨干净。5.5无损检测5.5.1现场组焊的B类焊接接头进行TOFD检测，按NB/T47013-2010检测级合格;进行100%UT检测，按JB/T4730-2005级合格，检测质量等级不低于B级;进行100%MT检测，按JB/T4730-2005级合格。检测时机：焊后进行。5.5.2现场组焊的锚固钉与筒体的角焊缝进行100%PT检测，按JB/T4730-2005级合格；检测时机：环缝热处理前进行。5.5.3裙座与支撑环在打底焊及焊接完毕后进行100%MT/PT检测，按JB/T4730-2005级合格。5.5.4工装筒体热处理后拆除，拆除部位的打磨区进行100%MT检测，按JB/T4730-2005级合格。5.5.5设备A、B类焊接接头进行100%（UT+MT）检测， UT、MT按JB/T4730-2005级合格。检测时机：水压试验合格后进行。无损检测工艺卡及人员资质单独报验。TOFD检测部位的表面处理要求：由于TOFD检测技术的特殊性，为确保TOFD探头表面与工件耦合良好，采集到准确有效数据，须对焊缝表面进行打磨处理。T字口焊缝三个方向各200mm长范围内的余高磨平。保留余高的焊缝，如果焊缝表面有较大的隆起和凹陷等也应进行适当的修磨，并作圆滑过渡以免影响检测结果的评定。焊缝熔合线两侧200mm范围的母材表面应无飞溅、凹坑、氧化皮、油污等杂质，露出金属光泽，表面应平整，一般粗糙度Ra6.3m。表面处理方法：先使用砂轮片进行打磨，再使用钢丝刷进行去毛刺处理，或者直接采用抛光片打磨。确保焊缝两侧200mm范围内无障碍物（垫板、接管、补强圈等），防止TOFD扫查架的通过。被检焊缝如果其中一个表面被其它部件覆盖，应在其另外表面进行检测。如果被检焊缝两侧的母材厚度不一致，检测面应该选择焊缝两侧平齐的表面进行检测（在该表面进行打磨处理）。5.6热处理须热处理的设备、部位及主要热处理工艺参数如下表：设备名称热处理部位热处理规范装炉温度加热速度/h加热温度均热后保温时间h冷却方式1号主甲烷反应器1B、3B环缝40050620360/h至400以下停机2号主甲烷反应器1B、3B环缝40050620360/h至400以下停机按热处理工艺规定，整个环缝电加热时用电加热片均布在焊缝外表面。在焊缝上均匀设置热电偶进行测温，采用热处理温控柜控制该环缝局部电加热热处理的全过程。热处理保温阶段可将整个环缝的温差控制在-10+15，保证整条环缝在同一温度下同时受热膨胀（加热片、热电偶的数量具体操作方式详见热处理工艺卡）。防变形措施：严格按照热处理的方案执行，在热处理过程中排专人全程监控，严格按热处理工艺卡要求的升温速率、保温时间、降温速率进行；热处理应选择在无雨、雪环境时进行。5.7水压试验5.7.1组织机构试压总负责： 王海元 安全负责人： 马奇全检 查 员： 常振伟5.7.2设备试压方案的技术论证试压方案须通过监理、业主审批合格后方可进行试验。设备上所有管口的试压盲板盲板、试压封头均按GB151-2011计算校核。设备试压用的盲板、螺栓、螺母、垫片的公称压力等级须不得低于容器上对应公称压力的等级，并准备齐全。试压时采用2块量程相同并经校验合格的压力表同时进行压力测定。压力表的量程约为试验压力的1.5-3倍，压力表精度等级不低于1.6级，并出具压力表校验证书。表盘直径不应小于100mm。试验用水应为洁净的工业用水，灌水前用测温仪测量水温，试验用水温度不得低于5。设备试验采用卧式水压，从人孔注水（可将人孔旋转至最高点，注满水后随即排空），压力表根据实际情况安装在T1/T2/T3管口。水压试验注水管路采用消防带。5.7.3试压过程划定试压区域，设置警戒线、警示牌，试验无关人员禁止入内。试压前应对设备内部进行彻底清扫，除注水口外封闭其余敞开管口，对封闭后的管口逐个检查。检查试验用具是否完整、齐全。试验前通知技术监督局监检人员、监理及业主到场。试压，首先充压至0.05MPa，保压5-10分钟，然后对容器的所有焊缝及连接部位初次检查。如有泄漏应卸压修补，再进行水压试压。初步检查无泄漏后，再继续缓慢上升至规定试验压力50%。若无异常现象，其后按每级规定的试验压力10%上升并逐级增至规定试验压力，保压30分钟后将压力降至设计压力，并保持1小时后，再进行检查。不得采用连续加压来维持试验压力不变。如有泄漏应完全卸压完成后预紧，方可进行水压试验，不得带压预紧紧固件。水压试验示意图5.7.4试验合格标准：耐压试验符合下列条件即为合格：无渗漏 无可见的变形 试压过程中无异常响声5.7.5判断的方法观察压力表表压是否有下降（要避免阳光照射引起的压力变动）、设备是否有异常声响。5.7.6注意事项：容器在试压过程中，禁止带压预紧螺母和无关试压的作业。在试压时至少有三名操作工，且试压过程中不得离开工作岗位，对试压泵、压力表安装位置时刻坚守。在试压过程中，须保持容器表面干燥。5.7.7耐压试验结束：将试验用水排放至指定排水系统。填写压力试验结果。设备业主、监理单位、技术监督局监检人员对试压结果进行确认。压力试验报告如下表。压 力 试 验 报 告水 压设备位号： 出厂编号： 表格受控号：SF1401-1压力表精度等级压力表量程压力表检定有效日期 年 月 日压力表编号压力表表盘直径（mm）试验介质氯离子含量（mg/L） 环境温度（）介质温度（）设计要求压力试验曲 线P Mpa试验压力 设计压力 Mpa 30min60minT保压时间保压时间实 际压力试验曲 线 P Mpa试验压力 设计压力 Mpa -30min60minT保压时间保压时间结论：本产品经 Mpa 试验，无渗漏、无可见的异常变形、无异常响声，试验结论合格。检验责任师： 检查员： 监理： 业主： 技术监督局：5.7.8试压工装拆除：拆除N1/N2管口试压封头，打磨接管端部坡口，并进行100%MT检测，按JB/T4730-2005级合格。5.8防锈防腐5.8.1对设备环缝处进行打磨除锈，按设计要求的油漆涂敷规定进行喷漆。5.8.2环境温度高于60或低于10不得进行喷漆。5.8.3喷漆后要求表面无气泡、流挂、裂纹、缩孔、褶皱及漏涂等缺陷，喷涂不合格的表面应打磨干净后重新喷涂。六、质量保证措施及体系6.1质量控制点36序号检查阶段检验项目检查单位控制点等级检查时间检查次数技术监督局业主华陆监理施工单位1设备进场检查及验收卸车时设备本体及管口的保护C设备到货外观、几何尺寸检查A2筒体组对坡口表面清理C组对后方位、错变量、直线度、垂直度AR3焊接焊材报验、焊工资质检查 BR焊前预热、焊后后热的温度和范围BR焊后外观清理C4无损检测焊后检测BR热处理后BR水压试验后BR5热处理热处理温度、升温、冷却速率、保温时间BR6水压试验试验压力检测AR7除锈防腐焊缝除锈及防腐处理B8产品终检设备总检是否符合图纸要求B9设备资料资料是否齐全B说明：质量控制点分为A、B、C三级，其中：A级为最重要的质量控制点，必须由华陆、监理、业主、施工单位四方质检人员共同检查确认；B级为重要的质量控制点，由华陆、监理、施工方三方检查人员检查确认；C级为一般质量控制点，由施工单位质检人员检查确认（除卸车外）；在A、B、C三级中需提交检查记录者，在其后加R，如：AR、BR、CR级。技术监督局A级控制点应必检，施工单位还应配合其余控制点的检测或抽检。6.2施工现场质量控制措施控制系统控制环节控制点主 要 控 制 因 素责任人主要控制依据工作见证筒体组对筒体组对质量检查筒体装配后接头错边量、棱角度检查员图样施工方案筒节组装质量检查记录压力容器外观及几何尺寸检查记录筒体圆度、直线度检查内件位置及尺寸焊接控制系统焊接工艺评定工艺评定容器受压元件及与受压件相焊接的工序有合格的焊接工艺评定支持。检查员质量负责人焊接控制程序JB4708PQR、WPS、评定资料焊工资格资格认定焊工考试考规焊工资格证焊接工艺产品焊接工艺书产品焊接工艺书依据评定合格的PQR和WPS编制。焊接控制程序产品焊接工艺说明书焊材管理材料保管1.焊材包装完好且有材质证。2.焊材库温度,湿度符合要求。检查员容规焊材管理方案材质质证温、湿度记录焊材烘烤,保温1.按规定烘烤并有记录。2.焊条牌号有区分标记。烘干记录实物标记焊接实施施焊1.按程序规定和工艺领用焊条。2焊完后做好记录。焊工焊接控制程序GB150焊接记录焊工钢印焊缝返修1. 返修记录。2.超次返修审批手续。检查员质量责任人返修记录返修审批单无损检测控制系统人员资格人员资格认定无损检测人员资格无损检测人员无损检测考规容规培训计划资格证书检测工艺工艺编制各种无损检测有相应的工艺并有审批签字。无损检测人员无损检测控制程序无损检测工艺实施检测委托和检测受检件达到无损检测规定要求后委托无损检测。检查员无损检测人员无损检测委托单无损检测报告报告及资料1无损检测报告级人员签发经 无损检测质控系统责任人审核2.资料及时汇总存档。无损检测人员无损检测控制程序无损检测报告原始记录X光底片热处理控系统工艺确认工艺确认热处理工艺内容齐全。质量责任人热处理工艺施工方案热处理工艺卡试验记录热处理实施热处理工艺实施1.热处理按热处理工艺实施。2.热处理装置有校准过的控制仪表。3.有温度-时间的自动记录。热处理工检查员质量责任人热处理工艺施工方案控制仪表校准标识热处理自动记录曲线压力试验压力试验检查1.确保各项检查记录齐全；2.所有探伤结果均符合相关标准及图纸要求；3.所有零部件装配齐全；4.确保按相关标准进行试压检查员质量责任人检验与试验控制程序试压记录七、施工现场安全体系及安全注意事项7.1施工现场安全组织机构安全负责人：马奇全 安 全 员：李明7.2危险性分析根据该现场施工特点，施工过程中须预防高空坠落、触电、电焊伤害、物体打击。工作危害分析（JHA）记录表序号工作步骤危害主要后果危害发生的可能性现有安全措施建议改正/控制措施1施工高空坠物意外伤害偶然发生施工前安全培训劳动