球罐热处理方案资料

1、1、编制依据 1.1、扬子石化贮运厂提供的 G908、G910 球罐技术数据1.2、球形贮罐施工及验收规范 GB50094-981.3、钢制球形贮罐GB12337-981.4、压力容器安全技术监察规程1.5、钢制压力容器GB150-19982、概述扬子石化贮运厂 G908、 G910 球罐经检验发现焊缝局部有裂纹存在，业主决定 对球罐进行两次整体热处理。 第一次为焊缝返修前整体热处理； 第二次为焊缝返修 后整体热处理。两次整体热处理采用同一工艺参数。2.1、主要技术参数容积1000m3内径12400mm壁厚34mm材质SPV50Q工作压力1.60Mpa介质/2.2、热处理目的2.2.1、进一步

2、进行焊后消氢。2.2.2、消除由于组装和焊接引起的应力，稳定球罐几何尺寸。2.2.3、降低焊缝及热影响区的硬度。3、热处理方法及工艺3.1、热处理方法：“燃油法内热式球罐整体热处理” 。原理为：以球罐本身为燃烧 室，在球罐外表面敷设保温材料进行保温。以 0#或 -10#轻质柴油为燃料，以压缩空 气为雾化剂， 以自然风作为二次风、三次风，用液化石油气为点火材料，点燃安装 在球罐下极人孔上的高压喷嘴， 将压缩空气送入喷嘴将柴油雾化， 同时调节油、 气、 风，使其连续稳定燃烧， 烟气由装在上极人孔带蝶阀的烟囱排除。 这样喷嘴燃烧形 成的热量就会以对流和辐射的方式加热球体到规定温度，从而使球罐发生塑性

3、变 形，残余应力得到释放，改善由于压片、组装、焊接产生的变形，同时较长时间的 保温，也有利于焊缝金属中有害气体（主要为 H2）的扩散、释放、提高了球罐的 使用寿命。3.2、热处理工艺3.2.1、工艺参数a、热处理温度： 58515b、恒温时间： 160 分钟c、300以下自然升温， 300以上升温速度 50/h。d、降温速度 3050/h， 300以下自然冷却。3.2.2、工艺曲线见附图一4、热处理装置 热处理装置包括加热、供油、供燃料气、供风、测温和柱腿移动等系统组成。4.1、加热系统：本系统由液化气燃烧器、点火器、喷嘴、进风套筒和管道调节阀 等组成。4.1.1、液化气燃烧器采用自制的专用燃

4、烧器， 安装于下人孔处， 其作用既可加热下 人孔球体，又可燃烧点火，保证雾化油连续，均匀燃烧。4.1.2、点火器：采用自制单头液化气喷嘴（烤把） 。4.1.3、油喷嘴油喷嘴是热处理的核心设备。本方案中采用 GD4.49 型高压多孔油喷嘴。当雾化 剂压力为 0.21Mpa 时，其燃烧能力为 140升/小时；当雾化剂压力为 1.03Mpa时， 其燃烧能力为 1400 升/小时。经热负荷运算，以上油嘴能够保证球罐热处理的工艺 要求。油喷嘴经试烧后方可正常使用。4.2、供油系统供油系统需 4 吨容量的贮槽一台， 2CY-1.1/1.45 齿轮油泵两台（一台备用） ； 调节计量有控制阀组、 压力表等；

5、油泵出口有回油管； 贮油槽口加滤网以免堵塞喷 嘴。4.3、供风系统雾化剂用风由两台 7kgf/cm2/9m3 空压机提供（一台备用）或用工厂风。压缩 空气经缓冲罐，分气包至操作房控制阀组，最后输入喷嘴。助燃用二、三次风，由上、下人孔形成的气压差以及上升热流经进风套筒吸入 自然风提供。4.4、测温系统本系统由测温点、热电偶、补偿导线、自动记录仪等组成。4.4.1、测温点布置 按“GB50094-98”规范，为保证测温的精确，提高球罐热处理质量，球罐设测 温点 36 个。上、下极板各 2 个，上下温带板各均匀布设 8 个，赤道带均匀布设 16 个。4.4.2、热电偶的安装 热电偶的安装采用在球皮上

6、点焊 M16 的开槽螺母，用螺栓压紧的方法。连接 热电偶的补偿导线悬置固定，以免烧坏。冷端温度应接近环境温度。4.4.3、测温测温记录由三台 XWF-300 型记录仪完成，记录仪应与热电偶、补偿导线相匹配。记录仪、热电偶在使用前应校核，均应有“校验合格证” 。4.5、柱腿移动设施热处理时， 加热和冷却导致球体膨胀和收缩。 为了避免柱腿与球罐连接处产生 过大的应力和变形，因而要随时调整柱腿，一般每升、降 100调整一次，使柱腿 始终处于垂直状态。具体做法如下：做一个可移动的柱腿支架， 固定于柱腿上， 将千斤顶置于其上， 升温时向外顶， 降温时向内顶。为了便于移动，柱腿板下的平垫铁应涂上黄油，以减

7、少磨擦力。在 使用千斤顶的同时，松动或拧紧定位拉杆。球罐膨胀量按公式计算：A=内at1/2（mm）内球罐内径a钢的线膨胀系数 14.910-6t恒温最高温度A=1240014.910-66001/2=55（mm）1000m3 球罐最大直径膨胀量约为55mm，每个柱腿的最大移动量约为27.5mm，故柱腿每升、降 1000C，相应要向外或向内移动约 5mm。移动标记在基 础上划线，柱腿点焊定位钢针。热处理后柱腿垂直度要求符合 GB12337-98 规范要 求。4.6、热处理装置系统如图二5、保温球罐保温见保温图（附图四）保温材料采用无碱超细玻璃棉与高硅硅酸铝混合制成，厚度120mm，以确保保温效果

8、。在球壳表面， 通过圆钢箍拉紧扁钢带， 钢带上焊保温钉来固定保温棉。 敷设保 温材料时，相邻搭接量应大于 60mm；保温材料与罐壁间隙不大于 20mm。上下人 孔、法兰均需保温，支柱保温长度不小于 1m。保温结束后，赤道带以下应用 8#铁 丝箍紧拉实，以提高保温效果； 保温后还应搭设防护雨棚； 热处理迎风面要有防风 措施，避免温差过大。6、热处理前准备工作6.1、与 G908、G910 球罐连接的管线必须拆除脱离，并经置换合格后用盲板封死， 同时用保温棉对管线进行保温，以避免热传导殃及在使用的球罐。6.2、所有无损检测工作完毕，报告齐全，经审查合格。6.3、球罐内外表面质量和焊后球罐几何尺寸须

9、经三方联合检查格。6.4、必须经质保体系、甲方、监检单位会签。6.5、热处理前硬度已测定。6.6、热处理前，应使球罐螺旋盘梯处于自由状态，以免热处理中造成变形扭曲。6.7、烟囱、保温、柱腿移动装置已安装完毕。6.8、各操作系统已安装调试好，喷嘴经试燃，油泵、空压机经试车；风、油、气 控制系统经调试；热电偶、记录仪等经校验并合格。6.9、供电系统必须经全面检查，并同有关单位联系，确保60 小时不停电。6.10、必须掌握可靠的气象资料，确保 50 小时无雨方可点火进行热处理。6.11、防风、雨棚已搭设好；脚手架、跳板已搭设好，绑扎牢固。跳板等与保温棉 的间距不少于 1000mm。6.12、罐里清理

10、干净；罐外与之连接的刚性件已解除。6.13、安全、消防设施全部落实。6.14、必须贮备足够的油和液化气。6.15、各操作、维护人员已到位，已技术交底，对本岗位操作熟悉。6.16、因热处理工作是在装置区内进行，因此在球罐热处理所用的防护棚外必须搭 设防火墙。7、特殊技术措施7.1、因热处理工作是在装置区内进行，其四周均为在使用的球罐，因此必须设置 热处理专用防护棚（见附图三） ，热处理防护棚构成如下：7.1.1、球体防护棚 采用脚手架搭设球体防护架， 在防护架外用压形波纹板封堵， 波纹板与波纹板之间 采用搭接形式，并用 12#铁丝将波纹板连接成整体，波纹板搭接处整体敷贴玻璃纤 维布。7.1.2、

11、烟囱防护罩在球体防护棚的基础上将脚手架向上延伸 8 米高度，并用铁皮封堵，铁皮外用保温 棉包裹。在排气烟囱上方每 1米设阻火铜网一层， 以防止烟气火星外漏。 在烟囱顶 表面以下的防护罩体上开若干通气孔， 以降低从烟囱中排出的烟气温度。 通气孔部 位用阻火铜网封堵。7.1.3、球体防护棚与地坪间空隙， 采用保温棉封堵， 以防止装置区内残气向防护棚 内渗漏。7.2、柱腿恢复自由措施7.2.1、建议在能使柱腿恢复自由状态的情况下， 采用风镐延柱脚地脚螺栓方向将混 凝土支墩打开至露出地脚螺栓， 然后用气割将柱脚底板开月牙形长孔。 将地脚螺栓 烤弯避开柱底板。7.2.2、将柱脚底板与混凝土支墩脱离，以保

12、持柱脚自由。8、热处理操作8.1、点火开液化气阀门和启动空压机、 油泵。先开燃烧器进风阀， 用单头烤把点燃燃烧 器；紧接着打开喷嘴雾化剂阀门，再开启进油阀门送 -10#或 0#柴油，点燃喷嘴。8.2、升温调节烧嘴的风、油、观察火焰呈白色为宜。在 300以下，升温速度虽然没有具体要求，但也不宜过快，因在罐壁较冷状 态下加热，升温速度过快造成温差过大，产生正压反喷。在接近300时应将温差控制在 130以内， 300以上升温速度控制在 50 /h。8.3、恒温 接近恒温时，应密切注意仪表记录，调节风油比，平滑地过渡至恒温。恒温时 严密监视各点温度变化，力求缩小温差，使温差保持在 30以内。8.4、降

13、温降温时将火焰熄灭， 关闭烟囱和其它所有进出气口， 及时观察降温速度， 将其 控制在 3050 /h 以内。若有超差趋势，可点火或打开蝶阀进行调节。9、注意事项9.1、点火时先点燃烧把，再开液化气阀，防止爆燃。9.2、升温时，先加风，后加油，不能突然加大油量，否则易形成正压反喷。降温 时应先减油后减风，熄灭亦然。9.3、热处理时，为保证上极板的温差在许可范围内，应频繁调节蝶阀。9.4、热处理过程中，加热火焰不得与球壳板直接接触。10、热处理操作工艺过程及常见故障的排除10.1、热处理操作工艺过程10.1.1、开启烟囱蝶阀，使其处于全开位置。10.1.2、开启液化气阀门送气，用点火器从点火孔点燃

14、罐内长明灯。10.1.3、开启压缩空气阀，向罐内送风。10.1.4、开启油泵阀门，向罐内送油至油喷嘴，利用压缩空气引射使油雾化，以长 明灯点燃油喷嘴。10.1.5、雾化油引燃后，利用变更风油比的办法，以雾化器进行火焰调节，根据升 温速度的要求逐步加大或减少给油量。10.1.6、恒温期间，适当调节油压和风压，恒温期完毕可停止燃烧，如果气温较低， 球壳冷却速度过快时， 可开启雾化器用小油量继续燃烧， 或直接用点燃器进行燃烧 器进行燃烧，以达到延缓冷却速度的目的。10.2、热处理操作中常见的故障及排除方法10.2.1、火焰脉动或产生爆音 原因：燃料油或雾化剂大量含水。 后果：破坏稳定燃烧或完全熄灭。

15、 排除办法：排除燃料油或雾化剂中的水分。10.2.2、雾化器喷油孔堵塞原因：燃料油中含有机械杂质或沉淀物， 尤其是新雾化器更易出现喷油孔堵塞现象。 后果：燃烧严重恶化，甚至熄灭。排除办法： 新雾化器使用前必须认真清洗干净， 严格过滤燃料油， 定期更换使用滤 网。10.2.3、雾化不好，火焰偏烧，出现火星或烟囱冒黑烟 原因：雾化器加工有缺陷；燃料油粘度太大；雾化剂量不足。 后果：不完全燃烧严重；火焰冒黑烟；往下淌油。排除办法： 提高雾化器加工精度严格控制几何尺寸， 提高燃料油预热温度和雾化剂 量压力。10.2.4、点燃器易灭火或冒黑烟 原因：点燃气压力不够；纯度不高；助燃剂量不足或线路中有冷凝水

16、。 后果：容易造成熄灭；电点火器积碳不能点火。排除办法： 提高点燃气和助燃剂压力； 排除线路中的冷凝水； 加供热伴管或缩短点 燃气管路并保温。10.2.5、火焰反喷 原因：燃烧过程中由于雾化剂压力的突降，或加油量过急，造成油气比失调。 后果：使火焰倒燃，容易造成点火器熄灭。排除办法：逐步加大雾化剂压力， 维持点燃器压力的稳定和防止熄火； 一旦熄火后， 应停止供油，先用雾化剂将球罐吹扫一次，然后再点燃“点燃器” 。10.2.6、熄火热处理过程中， 一旦熄火， 应重新分析罐内气体成分并用氮气吹扫， 合格后才可以 重新点火。10.3、工厂风参数工厂风压力不应低于 67kgf/cm2，风量不应小于 1

17、5m3/min10.4、热处理用电量热处理时，总用电量不小于 20kw。11、安全技术措施11.1、热处理时，应设置警戒区，并有专人安全监护，非有关人员不得入内。11.2、严禁在热处理现场吸烟，进入现场要戴安全帽。11.3、脚手架与跳板需按有关规定搭设，牢固可靠。11.4、所有竹、木跳板、补偿导线、棚布等易燃物必须离开保温层1000mm 以上，保温棉表面温度不得大于 60。11.5、各层跳板、平台上应置放 4 只干粉灭火器。11.6、照明采用防爆灯具，并保证夜间足够的照明。11.7、热处理时，罐上应有人监视，以消除着火隐患。11.8、建议在相邻球罐物料无法倒空的情况下，在球罐整体防护棚外再搭设

18、防火隔 离墙。防火隔离墙先用砖结构砌筑 2 米高，在砖结构基础上再采用脚手架搭设 20 米高，并用铁皮敷贴悬挂，铁皮内用玻璃纤维布整体敷贴悬挂。11.9、在球罐周围地面上铺设一圈蒸汽管线，以备万一着火的情况下用蒸汽隔离。11.10、球罐热处理防护棚搭设、保温层、热处理前各项工作必须经共检合格。11.11、热处理时必须有环境监测人员 24 小时监控装置区内泄露情况。如遇排出物 料和大气中易燃易爆、 有毒介质浓度超过容许标准， 应立即采取有效措施， 确保安 全。11.12、监护人员不在现场，不得进行施工。11.13、热处理所用电器、接线及接地线应绝缘良好并就近接地。严禁接地线接在 生产设备、管道上

19、以及与其连接的钢结构上。11.14、热处理准备及作业期间，每日工作前必须由生产车间进行取样分析合格， 并办理相关手续，方可进行作业。11.15、热处理作业人员应遵守厂方的安全规定。11.16、热处理过程中，如发生意外泄露，应立即熄火，并关闭蝶阀，将烟道口下 人孔用保温棉封堵。12、热处理效果评定12.1、根据施工记录，确认热处理工艺符合标准规范要求，其恒温温度达到设计规 定值，偏差在允许范围之内， 恒温时间符合规范规定， 热处理过程中各测点的温差 是否符合标准规范要求， 热处理后焊缝及热影响区的硬度不大于母材硬度的125%。12.2、热处理工艺曲线。检查热处理曲线是否符合工艺要求。13、劳动力

20、组合工种人数工种人数安全监督1测温记录1消防1保温层处理4供油气1支柱移动4供风2电机维修2操作1警戒1烟火监控1工艺控制112、机具材料计划12.1、工装设备一览表（表一）12.2、耗用设备一览表（表二）13、附图附图一： 1000m3 球罐热处理工艺曲线图 附图二：热处理装置系统附图三：保温设施安表一：工装设备一览表 （单台耗用量 ）序号名称规格型号单位数量备注1油喷嘴GD4.49个2外购2液化气燃烧器个1自制3点火器单头烤把个1自制4内外套筒付1自制5贮油罐2V=2.5m 2台1自制6油过滤器Dg40台1外购7齿轮油泵2CY-1.1/14.5台2外购8玻璃转子流量计L2B-10（液）台2外购9分气包0.2m3台2自制10空压机W-9/7DY台2外购11缓冲罐2m3台1自制12烟囱500200个1自制13手控蝶阀480个1自制14减压