200立方米空气球罐组焊方案解析

1、山东华鲁恒升化工股份有限公司大型氮肥装置国产化技术改造工程标段一 造气及甲醇组焊方案中国化学工程第六建设公司二OO二年一月十八日目录1编制依据2球罐的组装程序3基础验收和球罐予制件检验4球罐的组装5焊接6水压试验和气密性试验7安全技术措施8附件1编制依据1.1压力容器安全监察规程 ；1.2钢制球形贮罐施工及验收规范 GBJ94-901.3钢制压力容器 GB150-981.4现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范 GB50236-972球罐的组装程序2.1球罐的组装方法 该球罐采用分带组焊施工方法，即把球守则分成两个半球帽和一个独立带， 在平台上合拢组焊，吊装总成。2.2球罐的组装程序a、 组

2、装准备球罐组装准备工作包括基础验收， 球罐予制件检查、 平台铺设及工卡具准备。b、 南温带组装，下极板人孔，接管安装并与南温带组装成下球帽。将下球帽吊起放在事先准备好的底座上， 找正值置和上弦口的水平， 加以固 定。C、赤道带组装、加固。 将加固好的赤道带吊起，同下球帽合拢，调整环缝并点焊固定。d、安装支柱并与赤道带焊接。吊起上球帽，同赤道带合拢，调整后点焊环焊缝，检验后焊接两道环焊缝。f、检验、探伤、消除应力外处理后安装梯子平台及其它附件。g、 水压试验、气密试验后竣工。球罐的组装程序见200m3球罐的组装施工程序图（附图二）。 各带的拼装按200m3球罐排板图进行（见附图三）。组装时的工卡

3、具按龙门卡具布置图的要求进行（见附图四） 。3基础验收和球罐予制件检验3.1基础验收3.1.1球罐在组装前，应按设计图纸和土建竣工文件对基础进行全面检查和验收，其检查项目和验收标准见表 2基础检查项目及验收标准表 2序号检查项目验收标准示图及其它1中心园直径 D1 5mm2基础方位13相邻支柱基础中心距 S 2mm4予留孔中心与中心园的间距S2 8mm5基础标咼7mm6相邻支柱标咼差 4mm7基础单个支柱上表面的表面平面度5mm3.1.2 检查方法及其它检验项目按规范及有关文件的要求进行。3.1.3 基础检查验收合格后，应对基础和地脚螺栓进行保护，以防碰伤和损坏。3.2 球罐予制件检查验收。3

4、.2.1 球罐的球壳板、 人孔、 接管、 支柱等零部件出厂证明文件应包括 GBJ94-86 和 2.1.1条所列内容。3.2.2 按出厂证明文件、设计图纸、质量证明书和发货装箱单、进行数量清点和 质量检查。3.2.3 球壳板表面应光滑周边无皱折现象，球壳板及支柱的几何尺寸和探伤检验 应符合表 3 的要求。球壳板及支柱的检验项目、验收标准表 3序号项目验收标准示图及其它1局部凹凸度v2mm2球壳板曲率 E 5mm上下极板和每带工块每块7球壳板测厚2.5-0.9mm5 点8球壳板 UTn级9坡口平面度 B 0.05mm12坡度角度a 2 30/13坡口钝边 L3 1.5mm14坡口深度 L4 1.

5、5mm15坡口 UT (100%)n级16支柱全长直线度 5mm17支柱底板垂直度w2mm324 球罐的其它附件，配件均应按设计图纸和有关标准规范及出厂质量证明书进行全面检查。325 球罐的壳板和所有附件、配件凡经检验不合格者如未经许可，不得安装使 用。326 球罐予制件等，一经现场点数验收，应办理移交手续，并进行妥善保管防 止丢失。3.2.7 球壳板的现场装卸、运输和存放过程中应采取措施，严防变形和机械损伤。 4 球罐的组装4.1 平台铺设4.1.1 按施工总平面布置铺设一 12X8m 的球罐组装平台。4.1.2 为保证平台铺设质量，必须按以下程序及要求进行平台铺设a 在指定地点，以间距 0

6、.8m 挖出浅沟，铺设一层道木，道木接头适当错开， 并用水平仪将道木找平。b、在道木上以间距为 0.8m 横向摆放 14#号工字钢，在各工字钢间，以间距 不大于 1m 增设角钢支撑（160X6），将其与工字钢彼此焊接固定，并用水平仪 复测各工字钢上翼缘平面是否水平。c 在工字钢上铺设S=1420m （要求同一厚度）钢板，缝隙点焊固定。d、在平台上以下温带上口直径 D=6585.5mm （中径）的园周上以 12 等份点 焊上 14#槽钢座，并用水平仪将其精找平。4.2组装工夹具准备4.2.1球罐组焊仍然采用原有的专用板形夹具及其配套工装卡具进行施工， 夹具 的安放位置按卡具龙门板布置图进行。4.

7、2.2用于环缝组装的底座仍然采用原有的专用可拆卸的活动底座。 并放置在基 础中心组装固定。4.3 球罐组装工艺的技术要求和注意事项4.3.1 下温带予组装，必须以上口设计内径 D 仁 6559.5mm 为基准，并考虑到焊 接收缩量进行放样划线，同下板极一起组装，焊接后的允许偏差为22m。4.3.2 赤道带予组装，应将下温带焊完后的上口实测周长除n所得值（即上口平 均直径）为基准，并将实测的焊接收缩量考虑进去后，进行赤道带的放样划线， 组装后测出赤道带上口周长使之与下口周长差值小于 10mm。4.3.3 上温带予组装，则应将赤道带焊后上口实测周长除以n值（即得赤道带上 口平均实际直径） 为基准。

8、 并将实测的焊接收缩量考虑进去后， 然后进行上温带 下口放样划线，同上极板一起组装，焊后的允许偏差为 22m。4.3.4各带吊装前，上、下球帽的弦口和赤道带的上下弦口应进行十字支撑加固， 防止吊装过程中变形。4.3.5 下球帽上托架后，对上口用水平仪量水平，其偏差应控制在土2mm 内。4.3.6组装球壳支柱时， 在赤道板上划线定位， 其相邻两支柱中心线， 在赤道线 上的长度偏差不能大于实测值的土 2mm。待支柱的水平、垂直度、标高均符合设 计要求后，点焊固定。为了消除应力时柱、脚移动灵活，在支柱底座板与基础垫 铁间应安放600X600X20 的滑动板一块。437 组装工夹具的固定位置，原则上按

9、工夹具分布图进行，临时吊装以及局部 组对需要采用的简单小型工夹具的固定，本着操作方便视现场情况决定。4.4 球罐组装质量控制要求4.4.1 球壳在组装过程中应避免强行组对，以防止焊接裂纹和减少内应力。4.4.2 球壳及支柱组装误差的规定见表 4球壳及枝柱的组装误差表 4序号项目允差示图1对口错边量 e12.6mm2对口间隙21mm3角变形 e1 焊前焊后7mmw10mm4最大最小直径差49mm5人孔、接管位置差5mm6人孔、接管外伸长度5mm7支柱垂直度w12mm8连接板的安装位置w10mm4.4.3 配件及附属设施的安装a 球罐的予 焊板应在整体消除应力前，全部安装焊完。b、球罐的梯子平台等

10、正式连接件均应在水压试验前安装，并按图样和GB205-83钢结构工程施工规范检查验收。4.4.4 球罐采用机械激振消除应力。在其组装焊接完毕（包括各类接管、连接板）， 经检验及无损探伤合格，中间交工验收手续办理完毕后进行，其工艺和技术要求 见球罐整体机械激振法消除应力施工方案。5 焊接5.1一般规定5.1.1 从事球罐焊接的焊工必须持有劳动人事部门（襄劳局）颁发的锅炉压力 容器焊工考试合格证，其施焊的钢种、焊接方法和焊接位置等应与焊工本人考 试合格的项目相符。5.1.2 焊接方法采用手工电弧焊。5.1.3 球罐施焊前必须具有合适的焊接工艺评定。5.1.4 焊接对坡口及组对的要求。5.1.5 坡

11、口形式及尺寸（见图 1）5.1.6坡口质量要求见表 5表 5序号项目技术要求1坡口表面平面度 B 0.62mm2表面粗糙度 G 0.5m5.2 坡口表面熔渣与氧化皮应清除干净，坡口表面不应有裂纹和分层等缺陷存 在。5.3 组对尺寸（见图 2）5.4 组对质量要求见表 6表 6序号项目技术要求1对口错边量 e 100mm5.5 焊接材料的选用及其现场管理5.5.1 焊接材料的选用5.5.1.1 本球罐的焊接采用 E5015 焊条施焊。5.5.1.2 用于球罐焊接的焊条，必须具有质量证明书。质量证明书应包括熔敷金 属的化学成份、机械性能、扩散氢含量等。其各项指标应符合GB5118-85低合金钢焊条

12、和 GB1225-76焊条检验、包装和标记的有关规定。5.5.2 现场管理5.5.2.1焊条应有专门的仓库存放，焊条库的要求见压力容器质量保证手册 的有关规定。5.5.2.2焊条库应设专人保管、烘干、发放，并作好记录。5.523 焊条命名用前应烘干 1 小时，烘干温度 350-400C。5.524 烘干后的焊条应保存在温度为100C-150T的恒温箱中，药皮应无脱落和明显的裂纹。5.5.2.5 现场使用的焊条应存放在性能良好的保温筒中，存放不宜超过 4 小时， 超过后，应按原制度重新烘干，重复烘干次数不超过二次。5.6定位焊及工、卡具的焊接5.6.1定位焊及工、卡具的焊接工艺以及对焊工的要求均

13、应与球壳焊接相同。5.6.2定人闰焊的长度应在 50mm 以上，其引弧和熄弧点都应在坡口内。5.6.3工、卡具临时焊道的焊接时，引弧和熄弧点应在工卡具或焊道上。5.6.4严禁在非焊接位置任意引弧和熄弧。5.6.5工、卡具等拆除时，不得伤及球板，切除后应打磨平滑，并按球罐施工 探伤方案的要求进行探伤检查。5.7焊接施工5.7.1焊接程序（见附图二）5.7.2焊工分布5.7.2.1极板与南北温带间环缝由 4 名焊工对称施焊， 人孔与极板间环缝由 2 名 焊工对称施焊，赤道带与南北温带间环缝由 6 名焊工对称施焊。5.7.2.2赤道带、南北温带纵缝均由 6 名焊工对称施焊。5.7.3焊接工艺参数（见

14、表 7）表 7项目焊位平焊立焊横焊仰焊备注电流（A） 底层95 595 5105 5100 51、予热采用氧-乙烯其它165-180115-130155-180145-160焰加热。电压（V）24-2624-2524-2624-262、清根彩和碳弧气焊速底层9.0-11.04.5-5.56-86-7.5镅，DC 反接，风压cm/min其它7.0-13.04-614-205.5-90.4-0.5MPa。予热（C）170 10170 10170 10170 103、焊接电源：DC 反层温（C）170 20170 20170 20170 20接5.7.4 焊接施工的一般规定5.741 球壳的焊接，底

15、层焊道应采用分段退焊法施焊，每段长度约 400-500mm。5.7.4.2 球罐焊接前应检查坡口，并清除坡口表面和两侧至少 20mm 范围内的铁 锈、水分、油污和灰尘，清理后应尽快焊接。5.7.4.3 焊接中应注意焊道始端和终端质量，始端应采用退起弧法，终端应将弧 坑填满，焊接层间接头应错开 100mm 以上。5.7.4.4 用碳弧气刨清根后，应用砂轮修整刨槽，磨除渗碳层，并按球罐季工 检验方案进行检查。5.7.4.5 清根时应将定位焊的焊缝金属清除掉，清根后的坡口形状宽窄应一致。5.7.4.6 每条焊缝如因故中断焊接时，应根据焊接工艺要求采取措施，以防止裂方，再焊前必须仔细检查确认无裂纹后，

16、方可按原工艺要求继续施焊。5.7.4.7 对施焊现场的焊接环境应加以监测，并有记录。在出现下列任一情况时， 应采用适当的防护措施，方可进行现场焊接。a、雨天及雪天。b、风速超过 8m/s。c、环境温度在-5C以下。d、相对湿度在 90%以上。注：环境温度和相对湿度在距球罐表面 0.5-1m 处测。5.8 支柱及接管的焊接5.8.1 支柱焊接工艺按工艺评定中骑座式管板焊接及T 字板焊接的工艺进行，工艺参数（见表 8）表 8参数部位电流（A）电压（V）焊速（cm/min ）予热（C）层温（C）底层105 5246.5-8170 5其它170-190267-11170 20备注1、予热米用氧-乙炔娄

17、加热。2、 清根采用碳弧气刨、 DC、反接、风压 0.4-0.5MPa3、焊接电源：DC、反接5.8.2 接管的焊接工艺按工艺评定中插入式管板焊接工艺进行，工艺参数见表 9。表 9参数部位电流（A）电压（V）焊速(cm/min )予热（C）层温（C）底层105 5246.5-8170 5其它170-190267-11170 20备注1、 予热采用氧-乙炔娄加热。2、 清根采用碳弧气刨、 DC、反接、风压 0.4-0.5MPa3、焊接电源：DC、反接5.8.3 支柱及接管的坡口型式和焊接要求见设计图纸。5.9 焊接检验5.9.1 外观质量要求见表 10表 10序号项目要求备注1裂纹、气孔、夹渣、

18、凹坑、未焊满不允许2咬边深度0.5mm长度连续 20%GBJ94-86极板UT一块ZBJ74003-88m南北温带、赤道带UT 20%ZBJ74003-88m极板周边人孔开孔UT100%ZBJ74003-88m周边 100mm 范围内极板周边坡口人孔开孔坡口MT100%JB3965-85-二二 单面成型后清根坡口表面PT 渗透100%GB150-89附录 H二焊后 24 小时纵环焊缝丁字口RT 射线100%JB3965-85m四焊后 48 小时对接焊缝内外表面及热影响区MT100%JB3965-85五焊后 48 小时卡具点，吊耳点补焊点及热影响MT100%JB3965-85六焊后 48 小时接

19、管、补强板，支柱角焊缝热影 响区PT100%GB150-89 附录 H七耐压试验后气密试验前对接焊缝内外表面及热影响区MT100%JB3965-885.10.1.4 焊接修补后应按球罐施工探伤方案进行探伤检验。5.10.2 修补标准5.10.2.1 球壳板表面和工、卡具焊迹上的裂纹，刮伤和电弧擦伤等表面缺陷必 须用砂轮清除。磨除深度应小于 1.82mm。否则，需进行焊接修补。每处的修补 面积应在 50cm以内，两处修补的净距应在 50mm 以上。每块球壳板上修补面积 总和必须小于该球壳板面积的 5%。5.10.2.2 坡口表面缺陷一般使用砂轮磨除，当需采用焊接修补时，应将缺陷清 除，经渗透透探

20、伤确认没有缺陷后再进行堆焊修补。堆焊厚度自球壳析算起不应超过 50mm,堆焊后应磨平，保持原坡口形状和尺寸。5.10.2.3 下列焊缝缺陷应进行焊接修补。a 焊缝表面缺陷用砂轮清除后其表面低于母材。b、焊缝两侧的咬边和焊趾裂纹用砂轮清除后，磨除深度大于0.5mm。C、焊缝咬边长度超出范围。5.10.3修补方法5.10.3.1球壳表面较小缺陷、焊缝咬边及焊趾裂纹等仅用砂轮修磨时，应打磨 平滑或加工成蛤有 1：3 以下坡度的斜坡。见下图。5.10.3.2对球壳表面较大缺陷进行焊接修补时，划伤及表成加工产生表面伤痕等缺陷的形状比较平滑的，可直接进行堆焊。如直接堆焊可能导致产生裂纹时， 可用砂轮将缺陷

21、清除后再进行堆焊。堆焊后表面应打磨平滑，加工成具有1：3以下坡度的平滑凸面，且高度在 1.5mm 以下。5.10.3.3对焊缝咬边和焊趾裂纹进行焊接修补时，应先用砂轮将缺陷清除并修 整成便于焊接的凹槽，再进行焊接修补，修补长度应在 50mm 以上。5.10.3.4焊缝内部缺陷焊接修补前，应探测缺陷埋置深度。缺陷的清除深度应 在钢板厚度的 2/3 以内（从球壳板表面算起） ，如超过 2/3 深度的焊缝内部仍残留 缺陷时，应停止清除，进行焊接修补，然后在其背面再次清除缺陷。进行焊接修 补，焊接修补长度均应在 50mm 以上。6 水压试验和气密性试验6.1水压试验6.1.1水压试验应在下列工作完成后

22、进行：a 焊缝及焊接部位磁探后，梯子、平台等零部件组装工作完成经检验合格。b、球罐整体消除应力并经验收合格。c、 基础二次灌浆达到强度要求，支柱找正固定。6.1.2 水压试验的试验压力为 2.205MPa (22.5kgf/cm2),其水质及压力表选择见表 5。试验水质及压力表要求表 12序号项目要求备注1水水质洁净水水温 5C2压力表数量3 块顶部 2 块，底部 1 块量程4MPa2(40kgf/cm )精度等级1.5表盘直径 150mm6.1.3 水压试验的程序及技术要求见表 13试压程序水压试验程序及要求表 13技术要求合格标准1、 工艺流程检杳2、 基础沉降测量准备符合流程图1、 停

23、2 小时测量2、 停 2 小时测量3、 停 24 小时测量均匀均匀不均匀沉降7mm相邻基础沉降2mm1、 保压 15min2、 保压 15min3、 保压 30min无渗漏无渗漏无压降全面检杳无渗漏无形变1、 停 2 小时2、 停 2 小时3、 停 2 小时无不均匀回升1、 打开入孔盖2、 吹除残留水注：a 试压时安全阀应折下或关闭安全阀下部截止阀;b、 表中各压力读数匀以球罐顶部压力表读数为准；c、 球罐内部有压力时，不得对受压元件进行任何修理和紧固工作，在试验压力下严禁磁撞和敲击球罐。6.2 气密试验621 气密试验在水压试验合格，并经磁粉探伤复查合格后进行，其试验技术参数见表 14。气密

24、试验技术参数表表 14试验介 质洁净压缩空气试验压力1.764MPa试验温度不限试验用压力表精度 1.5 级量程 4.0MPa盘径150mm6.2.2 气密试验步骤见表 15气密试验步骤及要求表 15步骤方法保压时间检杳部位合格标准-一一升压至 0.882MPa10mi n焊缝连接部位无渗漏-升压至 1.764MPa10mi n焊缝连接部位无渗漏三缓漫降压至零竣工注：a 如有渗漏，处理后重新进行步骤一、二;b、气密试验时，容器上全部安全装置和阀门等装配齐全；c、随时注意环境温度变化，监视压力表读数，防止发生超压现象。7 安全技术措施7.1 参与球罐施工的一切人员，均应在施工前进行一次安全防火、防爆、防中 毒教育，并经考核合格后方可上岗，否则不得参与施工。7.2 参与球罐施工的各工种职工，遵守本工种的安全操作规程外，还必须严格 执行公司液化气站的有关安全管理制度。7.3 现场动火应按安全保卫部门的规定或指导进行7.4施工现场用电气设备应绝缘良好，并均进行保护性接地。7.5现场须配备一定数量的干粉灭火器，参加施工的所有人员必须学会操作， 懂得保管