球罐施工方案-技术交底

球罐组装1.1上段支柱与下段支柱的组装支柱组装在现场平台上进行，如下图所示，下段支柱调整时采用千斤顶进行精确调整，支柱的直线度及焊后全长均要符合图纸要求。标准位置标准位置测量位置上段支柱标准位置赤道板下段支柱任意位置平台1.2球罐组装准备⑴方帽、吊卡具的确定1）球壳板在安装前应先将与其同材质的方帽、对中板、吊耳等焊完。方帽的数量和间距应根据球壳板的长度和厚度、成型曲率偏差情况而定。纵向方帽间距在0.8m～1m左右为宜，环向方帽间距在0.5m～0.8m左右为宜。方帽中心线距球壳板边缘距离为2）上、下极板可利用方帽作为吊耳，不能利用时，可在外侧焊接一吊耳。赤道带组装前应在两侧各焊一块对中板，对中板规格为75mm×150mm×22mm。⑵下极边缘板、极板摆放将下极板吊装安放在基础中心圆内，并将方位基本找准。1.3球壳板组装⑴基础检查验收合格后，并找出中心圆，确定支柱底板在基础上的位置。支柱安装前在滑动底板上抹上润滑脂；⑵赤道带球壳板吊装1）吊装第一块带支柱的赤道板，用经纬仪测量，调整好支柱及赤道板的垂直度，将支柱底板固定，用钢丝绳沿径向拉紧，然后依次吊装其它带支柱的赤道板，按同样方法调整和固定，然后安装拉紧柱间拉杆；2）搭外脚手架，高度低于赤道板上端口700mm为宜。吊装一块不带支柱的赤道板，插入两块已安装就位带支柱赤道板之间，使对中板靠紧，用卡具固定；3）按上述程序依次吊装其余不带支柱的赤道带板，使之组装成环，调整赤道板的间隙、错边量、角变形及上口水平度、椭圆度。⑶边缘极带板吊装利用三脚架进行下极边板，极中板预留组装，下极板之间用卡具组装连接。调整组对间隙、错边量、角变形调以及椭圆度和直径。⑷上极带板吊装：安装完赤道带便可吊装极边板和极中板，调整组对间隙、错边量、角变形。⑸球壳吊装选用50t履带吊。吊装利用吊耳和方帽进行单点或多点吊装，赤道带板采用单点吊装，周缘板极板四点吊装采用倒链调整后，保持最佳安装角度进行吊装作业。⑹球壳板的检测、调整和定位焊。a）对组装好的赤道板、周缘板、极板进行全方位的调整、检测，使各部位间隙、错边量、角变形、直径、椭圆度均达到下表要求：序号检查项目允许偏差(mm)备注1支柱垂直度≤12mmH≤8mH1.5‰，且≤15mmH≥8m2单块球壳板的赤道线水平误差≤2相邻两块球壳板的赤道线水平误差不宜大于3mm；任意两块球壳板的赤道线水平误差不宜大于6mm3椭圆度Di/3‰且≤50球罐组装后，球罐的最大直径与最小直径之差小于球罐设计内径的3‰，且不应大于50mm。4焊缝间隙２2按焊接要求：测点范围500mm取最大一点5对口角变形E≤7焊前用弦长大于1000mm样板，测点范围500mm6对口错边量≤3测点范围500mm取最大一点b）检查、调整合格后，在内侧进行定位焊。2定位焊及工卡具焊接a）定位焊及工卡具焊接工艺与主体焊缝焊接工艺相同；b）定位焊顺序：按先纵缝后环缝的顺序进行定位焊的焊接。c）定位焊长度应大于80mm，厚度10mm，间距300mm～500mm，定位焊不得有裂纹，引弧和熄弧在坡口内，定位焊全部在内侧进行。d）定位焊均采用焊条电弧焊。3内外脚手架和防风棚搭设⑴内外脚手架搭设内脚手架为球内辐射环球满堂红架设，外脚手架为双排间距1.2m～1.⑵防风棚搭设防风棚搭设于外部脚手架外侧，并挂设瓦楞铁或彩板，瓦楞铁搭接应严密，以防漏风；上部用彩条布或防火帆布铺设挡雨棚。4焊接5.1焊接前准备①焊接方法及设备选用焊条电弧焊方法进行焊接。焊机的配备应与焊接工作量、工期要求相适应，焊机的容量应满足焊接工艺的要求，焊机上的仪表必须是经校验合格且在有效期内。②焊接材料的选择主体材质为Q370R，用J557焊条；③焊接工艺评定：按厂内工艺评定分平、立、横、仰。④焊工资格担任焊接任务的焊工必须按《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》进行考试，并取得与现场实际施焊材质、位置相适应的焊接资格，并遵守中捷焊接考试准入制度。5.2焊接基本要求①焊条的保管与使用a)焊条应有项目齐全的材质证明书，质量证明书应包括熔敷金属的化学成分、机械性能、扩散氢含量等内容，各项指标应符合相关标准的规定。使用前焊条应按GB/T3965-1995《熔敷金属中扩散氢测定方法》进行扩散氢复验，焊条烘干后的扩散氢含量要求在5ml/100g以下。b）在现场应设置标准的焊条烘干室及储存库，用以存放、烘烤焊条，焊条的保管、烘干、发放和回收应由专人负责,并要求做好焊条烘烤发放记录。c）焊条库内应保持干燥，并配备经校验合格且在有效期内的温湿度记录仪，确保库房内相对湿度不超过60%，温度不低于5℃d）焊条使用前必须经过烘干。e）焊材使用前应检查外观质量，焊条有脱皮及裂纹严重者不得使用。f）焊条的重复烘干次数不得超过2次，否则焊条不得用于受压部件的焊接。g）焊工领用焊条时，每次不得超过5Kg，且应装在保温筒内。焊条在保温筒内的时间不得超过4②焊接环境的要求焊接过程中，如施焊环境出现下列任一情况，且无有效防护措施时，禁止施焊。a）风速超过8m/s。b）环境温度在-5c）相对湿度在90%以上。d）雨天及雪天焊接环境的温度及相对湿度应在距球罐表面0.5--1米处测得。③定位焊及工卡具的焊接a）定位焊及工卡具焊接所使用的焊条应与主体相同；b）在定位焊及工卡具焊接处，至少应在150mm范围内预热；c）工卡具的材质应与母材材质相同；d)焊接工卡具时，引弧点和熄弧点应在工卡具焊道上，严禁在非焊接位置任意引弧和熄弧。④预、后热及层间温度控制a）预、后热、层间温度控制要求见下表。b）预、后热及层间温度控制应设专人进行测量、记录、控制，整个加热过程中，加热人员根据测定的温度调节加热火焰，保证加热过程均匀、准确，满足工艺要求，质量、技术人员应随时对加热过程进行监督检查。c）温度测量采用接触式温度计，预热宽度应为焊缝中心两侧各取3倍的板厚，且不少于100mm，测温时距焊缝中心线50mm焊缝种类预热温度（℃）层间温度（℃）后热温度（℃）预热范围测温位置加热方法及位置工装卡具、吊耳等与球壳相连附件焊接焊缝100-150≥100/焊接部位中心半径200mm范围内焊接部位中心半径50mm处且位于焊接侧液化气火焰加热焊接侧定位焊缝100-150≥100/焊接部位中心半径200mm范围内焊接部位中心半径50mm处且位于焊接侧液化气火焰加热焊接侧球罐对接焊缝100-150100-180200-25030min焊缝中心线两侧各3倍的板厚且不小于100mm焊缝两侧50mm处且在焊接侧液化气火焰加热焊接背面返修、补焊焊缝150≥150200-25030min焊缝中心线两侧各3倍的板厚且不小于100mm补焊部位中心半径50mm处且位于焊接侧液化气火焰加热焊接背面5.3焊接①焊接前应检查坡口角度、间隙、错边量，并办理交接手续，坡口两侧至少20mm范围内的铁锈、油污等须清除干净。②支柱的焊接a）焊接接头形式为对接，坡口形式为V形，下支柱管内的导向环相当于接头处的一块垫板。b）接头组对要求：间隙：0—4mm，钝边：0—1mm，坡口角度：60°±5°c）支柱焊接时应由两名焊工以相同的焊接工艺参数同时对称施焊，以减少焊接变形。d）打底层焊接时电流适当大一些，以保证焊透。e）焊后应将焊缝打磨光滑，并与母材圆滑过渡。③球罐主体焊缝的焊接a）焊接顺序：球罐主体焊缝焊接按先外后内、先纵后环的顺序，采用分段分区退步对称焊的方法。赤道带纵缝→上温带纵缝→下温带纵缝→下极板纵缝→上极板纵缝→赤道带与上温带环缝→赤道带与下温带环缝→上温带与上极板环缝→下温带带与下极板环缝。b）焊接工艺参数见焊接工艺卡。c）纵焊缝应采用多名焊工同方向、分段、同步对称施焊，每条环缝也应由多名焊工分段对称同步同方向施焊。d）上下极中板的焊缝应由多名焊工从中心向两侧焊接。e）每条焊缝的一侧宜一次连续焊完，如因故中断焊接，重新施焊时必须按要求进行预热。f）焊缝交叉部位，应先将纵缝焊到环缝坡口内，然后将环缝坡口内的焊肉打磨干净以除去焊缝终端缺陷，焊环缝时，不能在交叉部位引弧或熄弧。g）每层焊道焊完后，应将熔渣清除干净，并抽查测量层间温度。整条焊缝焊完后应将飞溅和熔渣打磨干净，并作好表面质量检查记录。h）焊接时应严格控制线能量，多层多道焊接，每层焊肉厚度不宜超过5mm。i）所有对接焊缝在焊完一侧后，都必须进行气刨清根，焊缝清根时应将定位焊的熔敷金属清除掉，清根后用砂轮机打磨，将渗碳层去除，并进行着色检查，确认无缺陷后方可进行焊接。清根后的坡口形状、宽窄应一致。j）焊接时起弧端应采用后退引弧法,收弧端应将弧坑填满，多层焊层间接头应错开。k）在距球罐焊缝50mm处的指定部位，应做好焊工代号标识。l）焊接记录要按日、部位分别记录，并经焊工本人签字。m）为防止焊缝应力集中，提高无损检测精度，所有对接焊缝均应进行打磨，去除焊缝凹凸及波纹，并使焊缝与母材圆滑过渡。④工卡具、吊耳等附件的拆除a）工卡具、吊耳等附件的拆除一律采用碳弧气刨，严禁使用锤击方式。气刨切割时切割线不要紧贴球壳板，而要在工卡具一侧。b）拆除后用砂轮机将残留焊疤打磨直至与母材平，打磨时要注意打磨方向和角度。c）拆除痕迹处应用油漆做出明显标记，并做好位置示意记录。⑤垫板不允许覆盖罐体上的对接焊缝，垫板周边焊缝与罐体的对接焊缝距离大于140mm，垫板四周留30×30mm⑤产品焊接试板试板的材质、厚度及坡口形式与球壳板相同。试板的数量及其检验要求a）每台球罐应同时作横焊位置、立焊位置、平焊+仰焊位置的三组试板。b）施焊产品试板的焊工必须是焊接球壳对接焊缝的焊工，焊接时应采用与球罐焊缝焊接相同的条件和相同的焊接工艺。c）试板经外观检查后，应进行100%射线探伤，其合格标准与球罐主体焊缝相同。d）球罐产品试板放置在球罐热处理的高温区外侧与球罐同时进行热处理后，方可加工试样进行试验。e）产品焊接试板的试样截取、检验与评定应按JB4744-2000标准的规定。f）如果按照JB4744-2000标准规定产品试板复验结果仍不合格时，该球罐的产品试板被判定为不合格。经原因分析并制定合适的工艺后，允许将试板及其所代表的球罐进行重新热处理，并按上述过程重新试验。5.4球罐焊后质量检验⑴焊缝表面形状尺寸及外观要求a）焊缝及热影响区表面不得有裂纹、气孔、弧坑、夹渣、凹陷、咬边、熔合性飞溅等缺陷。b）对接焊缝宽度以每边超过坡口边缘1mm～2mm为宜。c）对接焊缝余高：球壳板对接焊缝内表面余高为0—1.5mm，外表面余高为0—2.5mm。d)错边量:焊后错边量不得大于3mm。e）球壳板对接焊缝应用砂轮打磨到焊缝露出金属光泽，并与母材圆滑过渡。f）工卡具去除后的表面，不得有裂纹、气孔、咬边、夹渣、凹坑等缺陷。⑵焊后尺寸检验a）对接焊缝焊后形成的棱角应10mm，支柱垂直度允许偏差为10mm。b）两极板净距离与球内径之差及赤道截面的最大内直径与最小内直径之差必须小于49mm。⑶焊缝无损检测焊缝表面的形状尺寸及外观检查合格后，方可进行无损检测。球罐主体焊缝无损检测方法、比例按设计图纸要求进行。⑷修磨和焊补●表面缺陷的打磨：a)球壳表面缺陷、焊缝表面缺陷和工卡具焊迹均采用砂轮修磨。b)球壳表面缺陷及工卡具焊迹修磨后的实际厚度应不小于设计厚度,否则应进行焊接修补。c)焊缝两侧的咬边和焊趾裂纹的磨除深度不得大于0.5mm，且磨除后球壳的实际板厚不得小于设计厚度，否则应进行焊接修补。d)修磨范围内的斜度至少为1:3，且与母材圆滑过渡。●表面缺陷的修补:a)焊接修补前所有缺陷必须确认已清除干净，并将补焊处打磨露出金属光泽。b)球壳板表面缺陷进行焊接修补时，每处修补面积应在50cm2以内，如有两处以上焊补时，任何两处的净距应大于50mm。c)焊缝咬边和焊趾裂纹等表面缺陷进行焊接修补时，补焊长度不应小于50mm。在修补焊道上加焊一道凸起的回火焊道，焊后再磨去多余的焊缝金属。d)焊接修补的焊接工艺及焊工资格同所对应或接近的主体焊缝。e)焊接修补时的预热温度、范围见4.1中的要求。f)表面缺陷焊接修补后，焊缝表面应打磨平缓或加工成具有1：3及以下坡度的平缓凸面，且高度小于1.5mm。⑸焊缝内部缺陷的修补缺陷定位：用超声波检测方法对内部缺陷进行定位，确定修补侧。②缺陷清除：用碳弧气刨或砂轮机从缺陷较近侧将缺陷清除干净，清除刨槽应呈“U”形且刨槽长度不得小于50mm③缺陷修补：a)焊接修补时必须编制返修工艺文件，并由有焊接资格的焊工进行。b)预热温度和范围见4.1中要求并取预热温度的上限。返修时线能量应控制在规定范围内，并取略偏上限值。c)同一部位修补不应超过两次，超次返修由焊接责任工程师编制措施，项目总工程师批准后方可进行。d)返修次数、部位和补焊情况应作详细记录。⑹修补焊缝的无损检测焊接36小时后,方可进行无损检测，所有经焊接修补的表面缺陷经打磨后进行磁粉检验或渗透检验；当球壳板表面焊补深度超过3mm时，应进行射线检测；焊缝内部缺陷修补后，按缺陷所在的主体焊缝无损检测要求进行检测。6热处理6.1热处理程序●准备阶段⑴热处理前应确认已完成全部与球体有关的焊接工作和各项无损检测工作并已合格；⑵组织热处理人员熟悉有关热处理操作规程；⑶将产品焊接试板已放在球罐热处理过程中高温区的外侧，并与球壳板贴紧;⑷安装加热装置和测温系统；⑸封闭与热处理无关的接管;⑹脱开与球罐连接的所有附件使相互间至少保持单向柱脚移动量距离；⑺对球体进行保温，调试测温系统⑻根据环境及气象条件设置防雨雪、防风、防火设施，配备备用电源及消防器材。●升温阶段油泵、风机调试合格后，将规定的热处理工艺及温差范围输入计算机，启动点火按钮后，燃烧器将雾化的燃料点燃，并根据输入的热处理工艺自动调节燃烧器功率，从而调节火焰大小。●恒温阶段控制恒温温度，确保不超出热处理温度要求的允许误差。●降温阶段恒温结束后调节火焰大小，按要求的速度进行降温，温度降至300℃6.2施工方法球罐热处理方法拟采用内燃法，以轻柴油为燃料，经燃烧器雾化点燃，在球罐内部燃烧，以对流和辐射方式达到加热球体的目的。加热时，由测温仪表进行监测，用计算机根据输入的工艺曲线，自动调节火焰大小，从而控制球体的加热温度。6.3球罐热处理工艺要求温度温度℃6256252625625300300⑴热处理温度为62525℃⑵升温速度：加热温度300℃时，升温速度宜控制在50～80℃⑶降温速度：温度降至300℃之前，降温速度宜控制在30～50℃/h范围内，300⑷300℃以上升温和降温时,球壳表面上相邻两测温点的温差不大于⑸恒温时间：δs/25+0.2小时6.4主要施工工艺1)球罐加热燃料油由油罐流经燃烧器后被雾化点燃前，先用手动方法启动油泵，将管线内空气通过放空阀放出直至流出的燃油无泡沫状为止，再用手动方法调试风机运转，一切运转正常后，打开液化气阀，将燃烧器调至自动状态，严格按操作规程进行自动点火燃烧。2)球罐外部保温保温材料选用:保温材料选用被状硅酸铝玻璃棉，其厚度为≥40mm。保温材料应保持干燥。保温棉铺设方法：用带有保温钉的扁铁挂在球壳外表面，将保温棉挂在保温钉上，悬挂顺序由下而上，分内外两层铺设，总厚度不少于80mm，内外层接缝应相互错开200~300mm，每一保温层中，相邻两保温被之间应搭接100mm左右，外层用18#铁丝网捆住，保温棉与球壳壁应贴紧，局部间隙不大于20mm。铺设后在短期内进行热处理，在热处理过程中，保温棉不得松动、脱落。保温要求：球罐的接管、人孔、连接板及从支柱与球壳连接焊缝的下端起向下至1000mm长度的支柱应进行保温。热处理时，保温层外表温度应不高于60℃3)均温措施为减少热处理过程中的温差波动，在球罐内部用钢筋、铁丝网及硅酸铝软毡（耐高温在1000℃以上）做一直径4m4)测温系统⑴测温点布置各测温点间距不大于4.5m，各点在球壳外表面均匀分布，测温点总数12个，其中在距离上、下人孔焊缝200mm范围内各设一个测温点，产品焊接试板布置2个测温点，其余均匀分布在赤道带和上、下温带上。产品焊接试板应放置在热处理高温区的外侧，并与球壳紧贴，在试板上表面铺设电加热片，以便弥补由于厚度差异造成的温升滞后。⑵测温器材热电偶型号（K型）：L=1000mm测温范围：0～800℃补偿导线型号：铜-康铜2X2.5mm双芯导线热电偶及记录仪表应经过校准并在有效期内。⑶热电偶安装:将热电偶测温端用螺栓固定在球壳表面，以提高测温的准确性。⑷测温系统安装注意事项热电偶极性与补偿导线正负极性应一致。热电偶应与保温棉拦网铁丝避开，以免影响测温效果。5)热处理过程中柱脚移动⑴在热处理过程中，应监测支柱底板位移，并及时调整柱脚位置，以保持支柱的垂直度，温度每变化100℃⑵柱脚移动量计算：按经验公式计算：温度每变化100℃，每米半径柱脚位移值约为1mm，径向和周向两个方向的允许偏差≤⑶热处理过程中应设专人定岗操作和监视测温系统，有异常情况应立即采取措施。7水压试验7.1水压试验前应具备的条件⑴球罐本体及附件的组装、焊接和检验工作已全部结束。⑵已完成焊后整体热处理，产品焊接试板经检验合格。⑶基础二次灌浆已达到设计强度。⑷支柱找正固定和拉杆调整完毕。⑸工卡具定位焊痕迹打磨完毕并检验合格。7.2试验压力:根据设计图纸7.3水压试验过程(1)试验介质选择：试验介质宜采用洁净的工业用水。试验用水温度不得低于5℃(2)试验前准备准备好测量基础沉降量的仪器和工具，在适当地点(远离球罐基础)设置沉降量基准点，在各支柱上焊接水平沉降测定板。连接试压系统（下图）：在球罐顶部和底部至少各安装一块量程相同并经校准合格的压力表，其准确等级不低于1.5级，压力表量程宜为试验压力的2倍左右，压力表表盘直径不小于150mm。确保试验用的临时配管、阀门和法兰耐压强度符合要求，试压泵和给排水泵运转正常。试压泵压力表放空阀给排水泵压力表试压泵压力表放空阀给排水泵压力表图1水压试验系统连接图⑶试验过程和检验方法●操作步骤a）在球罐底部选择一个合适接管，用给水泵缓慢往球罐内充水，当水从罐顶部排气管溢流后，封闭排气管，进行升压试验，试验压力以顶部压力表读数为准。试验过程中要保持球罐外表面的干燥。充水过程中要做好基础沉降观测。b）试验时，压力要缓慢上升，当压力升至试验压力的50%时，保持15min，然后对球罐的所有焊缝和连接部位进行检查，确认无渗漏后继续升压。c）当压力升至试验压力的90%时，保持15min，再次进行检查，确认无渗漏后再升压。d）当压力升至试验压力时，保持30min，然后将压力降至试验压力的80%对球罐的所有焊缝和连接部位进行检查，以无渗漏和异常现象为合格。试验过程中若发现不合格，卸压后修补，合格后重新试压。e）试压结束后，打开放空阀使压力缓慢降至零后，打开球罐上人孔，然后再打开放水阀，将水缓慢用管引致基础外排水沟，不得