球罐施工全过程介绍

中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,安岳油气处理厂球罐安装中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部安岳分项目2014年03月31日,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,球罐施工工序,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,球罐安装说明：单台800m3液化气球罐（D-2101A/B）安装工程量,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,球罐安装说明：安岳油气处理厂球罐直径11550mm，高度13275mm,壁厚36mm,材质Q345R.每台800m3球罐焊缝（球壳板对接焊缝）总延长米约350m（以内径计算）其中对接焊缝250m,角焊缝（支柱和罐体焊缝、补强板焊缝、垫板焊缝等）约100m。球罐板采用双面坡口焊接，外坡口角度控制在27（单块），内坡口角度控制在25,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,球罐安装说明：单台球罐无损检测工作量如下:,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,一、现场到货材料验收本施工顺序是在施工方案经监理和业主批准后才可执行。罐板到现场后，由我方物资部门组织业主，监理，技术质量部门联合对到货钢板进行检查，下图为现场检查钢板厚度和编号。,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,一、现场到货材料验收我方和监理、业主方检查没问题后，再由我方给监理超声波委托申请，对球壳板进行超声波检测，按照图纸要求，每台球罐到货钢板20%应做超声波检测，本工程球罐每台30块球壳板（赤道16快，上下级各7块），需抽检8块,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,一、现场到货材料验收现场对到货的60块球板进行编号，便于后期检查时进行区分，采用蓝色记号笔标注在球板外表面中间位置。,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,一、现场到货材料验收这是我方给监理方下的超声波申请，以及监理给探伤公司下的检测指令。,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,二、基础验收球罐安装前，对球罐基础进行标高、方位等验收，验收合格后由土建队移交给安装队。基础检查各部位应该符合下表规定,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,二、柱腿组装材料验收合格后，开始安装球罐柱腿，我方按照出厂对应好的编号一一对应焊接上，并将安装卡扣点焊到球罐壁板表面（支柱和罐板间的支撑挡块出厂时已经测量好角度）,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,二、柱腿组装,柱腿焊接的同时，开始搭设球罐脚手架（环形脚手架），此脚手架搭设我方特编制了相对应的专项施工方案，由监理认可后，我方才开始进行施工。架杆搭设完成后，我方组织各部门联合检查架子安全性能合格后报监理进行检查，三方确认可以安全使用后挂绿牌子方可上人进行下步工序安装。,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,二、柱腿组装,图为我方工人在搭设环形脚手架，监理巡检检查,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,二、赤道板组装柱子和赤道板之间连接缝焊接完成后，就可以进行赤道板安装。该工程球壳板单板最大吊装重4.600吨，最大吊装高度15米，球壳板及吊车对应数据见右表：,通过以上数据分析，施工时选用25吨汽车吊车、载荷重量、吊装高度均能满足球壳板极限重量和高度的要求，可以完成全部吊装任务。因此，球罐组装采用一台25吨吊车进行主吊装。,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,二、赤道板组装,以25吨汽车吊吊装组对赤道带。先吊装相邻两块带柱腿的赤道板，与下部基础调整水平后，利用斜拉杆，调整赤道板。为了防止赤道板过长，下端偏重，可用拖拉系于赤道板上端，用倒链进行调整。利用地脚螺栓和拉杆把上下柱腿锁紧，用拖拉绳（3根）定位找正后，再按板号顺序吊装一块不带柱腿的赤道板插于中间、用卡具固定并调整间隙、错口。然后依次安装带柱腿的赤道板、不带柱腿的赤道板，直至赤道带组装完。赤道带是单片散装组对的基准，赤道带的组装质量直接影响下道工序的进行，所以在赤道带在组装过程中要及时利用水平管和弧形样板测量组装情况，应用拖拉绳和倒链、工卡具把组装尺寸控制在规范之内。组装完毕后要及时测量组装的椭圆度（小于或等于50mm）和赤道线的水平度（小于或等于6mm）。,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,二、赤道板组装这是吊装2块赤道板中间的一块。,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,二、赤道板安装,赤道板安装时，随时调整架杆尺寸，满足现场安装,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,二、赤道板安装,赤道板安装时，采用我方自己制作的卡扣进行安装固定，赤道板采用外口固定,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,二、赤道板安装,横向和纵向安装卡,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,三、下极板安装,在赤道带组装前应先将下极带三块板按编号顺序、方位吊装至基础中心，为下极带吊装组对提前做好准备；吊装下极带边板，吊车挂钩应从球体上部穿入，穿过赤道带吊装，吊装到位后用卡具与赤道带下口固定，用拖拉绳固定并调整角度；待两块边板组装完毕，调整球壳板对口间隙、错口、棱角度。然后吊装下极带板中板，与下极带边板固定，调整球壳板对口间隙、错口、棱角度。,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,四、上极板安装,下极板安装完成后，安装上极板，顺序和下极板一样，上极板采用外部卡扣固定。,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,组装检查球罐采取分片整体组装的施工方法,组装完毕后对焊缝错口、角变形及间隙、椭圆度、支柱垂直度进行检查，并做好纪录，发现不合格时及时调整。组装焊缝100%检查，每条焊缝500mm检查一点；球罐的椭圆度检查为上、下极各4点（4条直径），赤道截面为8点（4条直径）；支柱垂直度检查为每根支柱各检查径向和周向两个值。检查方法：使用焊缝检验尺、样板、钢板尺、经纬仪和直尺。,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,组装检查球罐组装尺寸允许偏差一览表,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,五、焊接准备1.焊工进行入场考试,为保证球罐焊接质量，焊工的管理必须符合以下规定：1、施焊的焊工必须持有有效的焊工合格证，焊工不得超项目施焊。2、参加球罐焊接的焊工的技术水平须经监理与业主的认可。3、参加球罐焊接的焊工必须通过现场组织的考试方可上岗。,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,五、焊接准备2.现场技术交底，对球罐安装中焊接等应该注意的事项和现场焊工进行交底学习,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,五、焊接准备3.按照相应的焊接工艺评定制作焊接工艺卡,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,五、焊接准备4.按照规范等要求对球罐焊道进行编号,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,五、焊接准备5.焊条管理焊材管理严格与否，直接关系到焊接的质量，因此，焊条的管理必须做到以下几点：1、扩散氢含量复验。2、焊材库房设置干湿温度计，确认空气相对湿度应在60%以下，当空气相对湿度在90%以上时，需设置空气去湿机。3、指定专人负责管理焊材的领取、烘干、发放及回收，焊材的烘干应按产品说明书的要求烘干，说明书无要求时，烘干温度如下：4、搬卸电焊条时，应防止碰掉药皮、焊条棒受损等情况。不允许使用药皮碰掉、弄脏或变质的焊条，应特别注意勿使电焊条受潮，必须使用充分干燥的焊条。5、焊条的发放与回收。焊材管理人员，应对每位焊工的焊条发放及回收加以管理，记录发放时间、焊条牌号、直径、数量、焊接位置及回收数量。,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,五、焊接准备对现场焊接用焊条进行现场取样送检扩散氢试验,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,五、焊接准备,焊条保管、烘干、回收,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,五、焊接准备6.防风棚搭设,采用防火布整体防护，这样可以避免焊接中风力对焊接质量的影响,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,五、焊接准备7.球罐几何尺寸检查，这个需要经特检院检查球罐的直径、圆度、间隙、错口、角变形以及支柱垂直度等之后方可进行焊接。,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,六、球罐焊接球罐焊接顺序,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,六、球罐焊接1.赤道板焊接，球罐组对检查完后，开始从赤道板纵缝开始焊接，先焊外口，球罐赤道带共计8条焊缝，由于处理厂球罐较小，焊缝不是很长，我方采用单焊道单焊工进行焊接，8条焊缝4个焊工焊接，4个焊工必须从相同位置对称焊接。,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,六、球罐焊接2.焊接前需要焊前预热，目前我方预热温度控制在100150之间，采用火焰内口加热（液化气）。,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,六、球罐焊接3.焊接完成后，需要进行焊后消氢处理（后热），后热温度控制在250左右，后热时间半个小时,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,六、球罐焊接3.外口焊接完成后，从内部进行清根（气刨法），保证焊口根部质量，清根完成后，监理进行检查，检查完成后进行PT检测。,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,六、球罐焊接4.赤道带焊接完成后，焊接上极带，同样采用4个焊工对称焊，先外口，再里口。,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,六、球罐焊接5.所有焊口焊接完成后，重新检查球罐几何尺寸和柱子垂直度以及焊道外观。,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,六、球罐焊接6.球罐焊接完成后，若发现超标缺陷需按以下要求进行处理1、球壳表面缺陷，焊缝咬边等，对超标部分要进行修补，不超标部分如需用砂轮机修磨时，应打磨平滑或加工成具有圆滑过渡的斜坡。2、球壳表面缺陷进行焊接修补，当为划伤及成形加工产生的表面伤痕等形状比较平滑的缺陷时，可直接进行堆焊。如直接堆焊可能导致裂纹产生时，可用砂轮机将缺陷清除后再进行堆焊，堆焊后的表面应打磨平滑，或加工成高度在1.5mm以下,具有圆滑过渡的斜坡，表面缺陷修补完成后应该进行磁粉检查。3、对焊缝咬边和焊缝裂纹进行焊接修补时，应先用砂轮机将缺陷清除并修理成便于焊接的凹槽形状，再进行焊接补修，其长度应在50mm以上，修补焊道上应加焊一道凸起的回火焊道，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。,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,六、球罐焊接6.球罐焊接完成后，若发现超标缺陷需按以下要求进行处理4、内部缺陷修补。内部缺陷的清除应在球壳板厚度的三分之二，即25mm以下，如超过25mm厚度仍残留缺陷时，应修补好该面，然后在其背面清除缺陷进行焊接修补。焊接修补的焊缝长度均在50mm以上。5、修补采用与球罐焊接相同的焊接工艺，预热温度尽可能提高到上限值，在以修补处为中心，半径150mm范围内进行预热。6、同一部位的返修次数不得超过两次。超过两次后应该从返修部位整张片子切口后进行重新焊接。,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,六、球罐焊接7.产品焊接试板球罐焊接时，选择参加球罐焊接，水平一般的焊工焊接产品试板。1、每台球罐制作横、立、平加仰焊试板各一块，尺寸为650mm360mm36mm；2、产品试板与球罐板同时运到现场，并保证钢号、厚度、炉批号与球罐板一致；3、试板的焊接应在与球罐焊接相同的条件和工艺下进行；4、试板应经外观检查后进行射线检查，合格标准与球罐相同；5、试板与球罐一起进行热处理；6、试板的检验按JB4744-2007有关规定执行。,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,七、球罐无损检测1.所有焊道表面监理检查完成后才可进行焊道超声波检测,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,七、球罐无损检测2.超声波不合格位置，经监理旁站，气刨吹开后返修处理,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,七、球罐无损检测3.超声波检测完成后，进行整体球罐放源(源)处理，由检测公司现行设置放源影响区域，并在球罐上面按照焊道顺序张贴相对应的底片。,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,八、球罐热处理球罐热处理关系到球罐整体焊道质量，是对球罐焊接过程中产生的应力消除的一个有效手段，热处理后可以改善母材、焊接区的机械性能，降低峰值硬度，提高断裂韧性，增强抗应力腐蚀的能力，析出溶解氢，缓解氢脆和延迟裂纹。热处理工艺的好坏，关系到整个球罐的使用寿命和安全性能。本次我方采用霍克燃烧器内燃法对球罐进行整体热处理。1：首先制定相对应的热处理工艺卡。2：制定出球罐热电偶排布图，按图分布热电偶。3：热处理仪器的校验4：整体保温棉包扎处理5：霍克燃烧器预热演练,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,八、球罐热处理热处理工艺卡：,热处理工艺条件热处理温度60025；恒温时间90分钟(目前我方恒温100分种)；升温：400以上:升降温速度5080/小时降温：降温速度3050/小时，400以下可不控制（自然降温）,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,八、球罐热处理热处理注意事项温度控制：预热阶段（常温200）预热应缓慢进行，使球壳体逐步由冷到热，预热阶段可以消除罐内残留水分，燃尽可燃物质，对各系统运转做初步考验，并作适应性的调整检查，确保各系统运行可靠。升温阶段（200400）在预热阶段，燃烧器稳定燃烧无异常后，即可调整风压，油量按工艺曲线进行控制。升降温期间，任意测温点间温差，应小于120，热处理过程中，应防止钢板过烧、氧化恒温阶段（60025）温度保持恒定，此时燃烧产生的热量，应完全用来补偿散失的热量，基本处于动态平衡状态。此时，要减小顶部人孔上烟囱挡板的开度，油量自200250升/小时调至150160升/小时，控制油量、风量，小油量、低风压，维持罐内恒温温度，控制范围60025以内,恒温时间不少于90分钟，此时应注意油量减少所产生的喘息现象,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,八、球罐热处理热处理注意事项温度控制：降温阶段（600400）球罐残余应力主要是在恒温和缓冷过程中消除，故应认真控制好冷却速度。恒温阶段结束后逐渐调小油量，直至关闭，关闭一个点燃器，打开烟囱挡板，控制降温速度为3050/小时。根据降温速度，可调整压缩风流量或拆除一层保温被，当温度降到300以下时，可拆处所有保温结构。重视恒温后降温阶段的管理是控制质量的关键之一，降温速度不宜太快，不宜超过50/h。,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,八、球罐热处理球罐热电偶分布图,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,八、球罐热处理霍克燃烧器预热测试,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,八、球罐热处理单台球罐热处理时间约12个小时,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,九、球罐水压、气密试验球罐热处理完成后需要检查对球罐几何尺寸和焊道以及柱子垂直度进行检测，检查完成后方可上水进行水压试验。,中国石油天然气第一建设公司川渝项目经理部,九、球罐水压、气密试验球罐水压试验时需同时对球罐基础进行沉降观测。沉降观测方法采用水准仪进行观测，8根柱子，每根柱腿上面设置一个观测点（柱腿上焊接一个水平挡板），分别在球罐上水前检测一次，上水到1/3观测一次，2/3观测一次，充满水后观测一次，满水24小时后观测一次，放完水后观测一