球罐安装技术施工方案Word下载.docx
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P
S
Nb
Ceq
≤0.18
≤0.55
1.20~1.60
≤0.020
≤0.010
0.015~0.050
≤0.43
注:
Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15
表1-2Q370R钢板力学性能要求
板厚
cm
拉伸试验(横向)
冲击试验(横向)KV2(J)
180º
冷弯试验
(横向)b=2a
a:
试样厚底
b:
弯心直径
抗拉强度
(Mpa)
屈服强度
延伸率
A(%)
实验
温度
取样方向
及部位
平局
值
单个
36~60
520~620
≥340
≥20
-20℃
横向1/4板厚
≥60
≥42
d=3a
10~16
530~630
≥370
d=2a
冲击功值为一组3个试样试验结果的平均值,3个试样中只允许有1个试样冲击功小于平均值,但不得小于单个值。
丁二烯/不合格丁二烯球罐
球罐用钢板为Q345R钢板,应在正火状态、除去表面氧化皮后供货,并符合GB713-2008(含其1号修改单)及2000m³
丁二烯球罐制造、检验和验收技术条件的要求。
其化学成分及力学性能见表1-3及表1-4:
表1-3Q345R钢板化学成分(熔炼分析)(wt%)
Alt
≤0.025
≥0.020
允许添加上表中以外的其他微量合金元素,如果钢中加入Nb、Ti、V等,Alt含量的下限不适用。
表1-4Q345R钢板力学性能要求
16~36
500~630
≥325
≥21
≥41
≥29
3~16
510~640
≥345
醚后C4球罐
球罐用钢板为Q345R钢板,应在正火状态、除去表面氧化皮后供货,并符合GB713-2008(含其1号修改单)及1000m³
醚后C4球罐制造、检验和验收技术条件的要求。
EO球罐
球罐用钢板为Q345R钢板,应在正火状态、除去表面氧化皮后供货,做-15℃夏比(V形缺口)低温冲击试验,试验取样方向为横向,冲击功平均值不小于31J。
球罐设计主要技术参数
表1-5球罐设计主要技术参数
技术参数名称
单位
数值和内容
丁二烯球罐
不合格丁二烯球罐
工程容积
m3
2000
1000
400
内径
mm
15700
12300
9200
介质名称
液氨
丁二烯
醚后C4
环氧乙烷
容器类别
Ⅲ类
Ⅱ类
主体受压元件材料
Q370R
Q345R
Q245R
壳板厚度
50
26
22
20
焊接接头系数
1.0
充装系数
0.9
0.79
设计温度
℃
-15~100
工作温度
40
-5
设计压力
MPa
2.16
0.8/-0.1
工作压力
1.46
0.3
0.4
水压试验压力
2.7
0.99
1.06
气密性试验压力
2,16
0.8
腐蚀裕量
3
设备静质量
Kg
341100
189375
99100
48765
焊缝长度
m
387.79
298.66
155.84
2.主要施工工序
2.1.编制说明
江苏斯尔邦石化有限公司醇基多联产项目一期工程公用工程及辅助设施,分液氨罐组、丁二烯罐组EO罐组共16台球罐,为使其安装工作按照我公司球罐现场组焊施工工艺标准执行;
满足设计要求、施工规范和验收标准,对施工的进度、质量、安全等进行有效控制,以保证目标计划的顺利实现,特编制本施工方案。
2.2.编制依据
TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》
GB150-2011《钢制压力容器》
GB12337-1998《钢制球形储罐》(含附录A)
GB50094-2010《球形储罐施工规范》
GB713-2008《锅炉和压力容器用钢板》及第1号修改单
GB/T222-2006《钢的成品化学成分允许偏差》
GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分:
室温试验方法》
GB/T229-2007《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》
GB/T232-2010《金属材料弯曲试验方法》
GB/T18591-2001《焊接、预热温度、道间温度及预热维持温度的测量指南》
GB/T3965-2012《熔敷金属中扩散氢测定方法》
NB/T47009-2010《低温承压设备用低合金钢锻件》
NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》
NB/T47015-2011《压力容器焊接规程》
NB/T47016-2011《承压设备产品焊接试件的力学性能检验》
NB/T47018.1~47018.7-2011《承压设备用焊接材料订货技术条件》
JB/T4730.1~4730.6-2005《承压设备无损检测》
JB/T4711-2003《压力容器涂敷与运输包装》
1D1311-7216-SB-ST5-0001《2000m³
液氨球罐制造、检验与验收技术条件》
1D1311-7216-SB-ST5-0002《2000m³
液氨球罐现场组焊技术条件》
1D1311-7216-SB-SST-0100~0114液氨球罐施工图
以上各项标准、图纸全部受控,履行登记手续,所有标准都会被修订,使用标准的各方应探讨使用上述标准最新版本的可能性。
3.施工程序及准备
3.1.施工程序
球罐安装流程图
球罐零部件复验上下段支柱组焊
基础检查验收球罐组装
脚手架预制内脚手架搭设
外脚手架及防护棚搭设
球罐焊接
磁粉检测或渗透检测
射线检测
超声检测
整体热处理
磁粉检测或渗透检测
水压试验
交工验收磁粉检测或渗透检测
气密性试验
外脚手架拆除除锈涂漆
3.2.施工准备
施工准备是一个重要的阶段,它是影响工程总进度和工程质量优劣的具有决定性的前期工作。
施工组织者必须具有强烈的超前意识,根据施工准备工作之间的依存和制约关系,科学组织施工准备工作。
在施工准备工作上对相互没有制约关系的各项准备工作采取同步组织方法进行,即技术准备、人员组织、物资设备供应、外部施工条件的创造等同时进行,最大限度地缩短施工准备周期。
3.2.1.施工组织及培训
3.2.1.1根据工期要求,派出精干队伍,承担现场组焊任务,并确定其岗位和责任。
3.2.1.2组织全体施工人员学习、培训,并由有关责任人员向参加施工的全体人员进行技术交底,内容有:
a.工程概况;
b.施工工艺及要求;
c.关键质量点的技术要求;
d.特殊条件下施工技术措施;
e.质量控制要求;
f.工期要求及各专业交叉作业注意事项;
g.文明施工及安全技术措施;
h.转序要履行签字手续。
3.2.1.3从事特殊作业的人员必须持证上岗。
3.2.2.技术准备
a.请设计部门进行设计交底。
b.组织有关责任人员进行图纸会审,核定设计是否符合规范、标准及技术要求,零部件的规格、型号、材质、使用部位是否明确,焊接、检测及试压等技术要求是否明确,图纸是否齐全,能否满足施工需要,如需变更设计,应取得设计单位的认可。
c.2000m³
液氨球罐(72-T-1601A~D),球罐内径为15.7m,球壳板的厚度为50mm。
液氨球罐有10根支柱。
球罐赤道带球壳板20张,上极带球壳极边板4张,下极带球壳极边板4张,上极带球壳极侧板2张,下极带球壳极侧板2张,上极带极中板1张,下极带极中板1张,即3带共34张球壳板。
d.2000m³
丁二烯/不合格丁二烯球罐(72-T-1301A~D/72-T-1302),球罐内径为15.7m,球壳板的厚度为26mm。
丁二烯/不合格丁二烯球罐有10根支柱。
e.1000m³
醚后C4球罐(72-T-1303),球罐内径为12.3m,球壳板的厚度为22mm。
醚后C4球罐有8根支柱。
球罐赤道带球壳板16张,上极带球壳极边板4张,下极带球壳极边板4张,上极带球壳极侧板2张,下极带球壳极侧板2张,上极带极中板1张,下极带极中板1张,即3带共30张球壳板。
f.400m³
EO球罐(23-T-801A~F),球罐内径为9.2m,球壳板的厚度为20mm。
EO球罐有6根支柱。
球罐赤道带球壳板12张,上极带球壳极边板2张,下极带球壳极边板2张,上极带极中板1张,下极带极中板1张,即3带共18张球壳板。
G.球罐焊接所用焊条必须具有质量合格证明书,并应按照国内相关标准按批对焊条进行复验。
液氨球罐用焊条熔敷金属化学成分分析应满足P≤0.020%,S≤0,010%,做-20℃夏比冲击试验KV2≥60J,三个试样中允许有一个试样的冲击功小于60J,但不得小于42J。
丁二烯/不合格丁二烯球罐及醚后C4球罐用焊条熔敷金属的化学成分及力学性能(焊接状态)按GB/T5117和NB/T47018的规定进行复验。
焊条熔敷金属扩散氢含量[H]的测定按照GB/T3965中规定的甘油法进行。
焊接前必须经350~400℃×
1小时烘干,测定的[H]≤3.0ml/100g为合格。
3.2.3.现场准备
3.2.3.1施工现场要求
a.球罐施工现场地面应处理坚实,适于起重机行走及材料堆放,基础周围不得有低洼积水处。
b.水、电、气及燃料供应系统布置应符合安全技术规程,燃料储罐必须装设安全阀、压力表及防晒设施。
c.供电线路的电压应稳定,系统运行总电压降不得大于10%。
d.搭设组对平台应具有足够的刚度,要用水准仪进行超平,并尽可能靠近就位部位,并在起重设备有效作业范围内,并与各施工道路相适应,进出料方便。
3.2.3.2施工机械准备
a.对进场的各种施工设备进行功能检查,维护试运,保证状态完好。
b.施工所用的计量器具、样板应经过校验。
c.工程所用材料全部应是合格的产品,满足工程的质量要求。
d.做好施工用材料的清点、检查和验收工作,检查其完好程度。
电缆、胶管和砂轮片等入库存放。
卡具、吊具和架具在使用前对其材料、结构和尺寸的适用性予以核查确认。
3.2.3.3材料管理及材料库管理
a.入库保管的物资应按规定进行验证并做好记录;
b.检验合格的物资入库时由材料员验收,经库工核实后入库保管贮存;
焊条入库前要检查型号(牌号)标识,复验合格后才能办理入库手续;
c.入库物资应建帐、立卡,并做到帐、卡、物三相符。
d.材料库要统一规划,合理安排,保证入库物资能按要求存放;
e.材料库需设有防潮、防雨、防盗、防火能力,并配备防火设施和器具;
f.材料库要有照明和排水措施;
g.库外露天物资的保管,要堆放整齐,按规定上盖下垫;
h.贵重、易燃易爆、有毒等物资要单独设库房保管。
4.零部件的检查和验收
球罐安装前,安装单位应按GB50094-2010、GB12337-1998和设计图样及《2000m³
液氨球罐制造、检验和验收条件》、《2000m³
丁二烯球罐制造、检验和验收条件》、《1000m³
醚后C4球罐制造、检验和验收条件》的有关规定对球罐附件和零部件进行检查和验收。
球罐零部件的数量应进行核对确认,清点后做好记录,验收合格后分别进行入库和场地存放,对误差超出要求的部件,应另行摆放,把缺陷部位做好标识,并在排版图上注明,上报责任人员,会同有关部门研究处理。
在搬运过程中防止机械损伤和磕碰划伤,法兰、管板的密封面、紧固件的螺纹应有可靠的保护措施。
4.1.零部件质量证明书的检查
应核查制造单位提供的产品质量证明书,并确认如下事项:
a.材料质量证明书及有关的复验报告符合设计文件规定的要求,材料代用要有设计审批手续;
b.钢板、锻件、零部件及球壳板周边已按规定进行无损检验并合格;
c.球壳板的供货状态符合设计文件要求。
4.2.球壳板复验
4.2.1.曲率、几何尺寸、坡口检查
表4-1曲率、几何尺寸、坡口检查
序号
曲率、几何尺寸、坡口检查
允许偏差
测量工具和要求
1
球壳板曲率100%的测点
≤3mm
用弦长不小于2m的样板检查
球壳板曲率80%的测点
≤2mm
2
几何尺寸
长度方向弦长
±
2mm
用经校核的钢尺检查,测量时在坡口处放置定位样规
任意宽度方向弦长
1.5mm
对角线弦长
2.5mm
两对角线间的距离
≤4mm
用两直线和尺对角检查,注意将拉线上下位置调换测量
坡口尺寸
坡口角度α
2.5º
用焊接检验尺检查
坡口钝边p
1mm
破口深度h
4.2.2.球壳板外观检查
球壳的结构型式应符合设计图样要求。
每块球壳板本身不得拼接。
球壳板表面不得有裂纹、气泡、折叠、结疤和夹杂等缺陷,不得有分层。
球壳板应避免表面的机械损伤,对严重的尖锐伤痕按照规定进行修磨和焊补。
4.2.3.球壳板坡口表面检查
a.坡口表面应平滑,表面粗糙度(R)应小于或等于25mm;
b.平面度B≤0.5mm;
c.熔渣与氧化皮应清除干净,球壳板坡口表面不得有裂纹、分层和夹渣等缺陷存在;
4.3.球壳板无损检测
球壳板应进行超声检测抽查。
抽查数量应不少于球壳板总数的40%,赤道带不得少于8块,上、下级带各不少于3块。
超声检测按JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》的标准,Ⅰ级合格。
球壳板应进行测厚抽查。
抽查数量应不少于球壳板总数的20%,赤道带不得少于4块,上、下级带各不少于2块。
每块球壳板最少检测9点,球壳板实测厚度不得小于图示厚度。
球壳板坡口表面应进行磁粉检测抽查,抽查数量应不少于球壳板总数的40%,并应覆盖到每个规格的球壳板。
磁粉检测按JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》的标准,Ⅰ级合格。
EO球罐球壳板应逐张进行周边100mm范围内的超声检测。
超声检测按JB/T4730.3-2005《承压设备无损检测》的标准,Ⅱ级合格。
4.4.支柱及零部件的检查
4.4.1.所有附件应符合设计图纸及有关标准,且所采用的材料均须有质量证明书。
4.4.2.附件的油漆、防腐均应良好,所有加工件表面应涂防锈油脂,拉杆螺纹应妥善保护,法兰的密封面不许有腐蚀麻点及机械损伤等缺陷。
4.4.3.支柱全长长度允许偏差为3mm。
4.4.4.支柱的直线度允许偏差不大于8mm。
4.4.5.检查带上段支柱的赤道带板,采用弦长1m的样板检查赤道带的曲率,其间隙不得大于2.5mm,轴线位置偏移不应大于2mm。
4.4.6.下段支柱与底板的组焊应垂直,其垂直度允许偏差不大于2mm。
图4-1下端支柱与底板垂直度检查(单位mm)
4.4.7.人孔、接管与球壳板组焊后,人孔、接管开孔位置及外伸长度的允许偏差为5mm,球壳板的曲率及接管法兰的安装允许偏差应符合下列要求:
a.接管法兰面应与接管中心轴线垂直,且应使法兰面水平,其偏差不得超过法兰外径的1%(法兰外径小于100mm时按100mm计),且不应大于3mm;
b.凸缘与极中板组焊后,极中板的几何尺寸应符合表4.2.2的规定。
极中板的曲率允许偏差,球壳板坡口周边150mm范围以内用弦长不小于2000mm样板测量e≤3mm,开孔中心一倍开孔直径范围外,采用弦长不小于1000mm的样板检查球壳板的曲率,其e≤2.5mm。
5.球罐组装
球罐的组装是球罐建造工程中的关键环节,组装质量的好坏直接影响到焊接的质量,选择一个好的组装方法,可以减少组装造成的应力,提高组装质量。
5.1.基础复查验收
5.1.1.球罐安装前对基础各部位尺寸进行检查和验收。
其偏差应符合表中的规定,基础混凝土的强度不低于设计要求的75%方可进行安装。
表5-1基础尺寸允许偏差
序号
项目
基础中心圆直径
5mm
基础方位
1°
相邻支柱基础中心距
4
地脚螺栓中心与基础中心圆的间距
5
基础标高
支柱基础上表面的标高
-15mm
相邻支柱基础的标高差
3mm
6
单个支柱基础上表面的平面度
5.1.2.基础预埋地脚板表面的油污、碎石、泥土、积水等均应清除干净;
预埋地脚螺栓的螺纹和螺母应保护完好;
检查地脚螺栓露出长度、丝扣长度、变形等情况。
5.2.组装方法
本球罐采用单片组装法,又称散装法,即把单张球瓣逐一组装成型的方法。
这种方法由于单片组装,故不需要很大起吊能力的机具和安装场地,准备的工作量小,组装速度快,且球体的组装精度易于保证,组装应力小。
5.3.组装设备及工具
a.起重设备是球罐安装过程所需的重要设备之一,现场采用汽车起重机进行球罐组装。
b.为使相邻球瓣的连接安全牢固,使相邻球瓣之间的尺寸(错边量及间隙大小)得以方便准确地调整,采用脊板形夹具有脊板形卡码、方形卡帽及圆锥销配套而成。
c.根据组装和施工作业的需要,在球壳板上焊接一些临时性焊件,如组装用定位块、吊耳、挂鼻子等。
这些焊件均应采用与球壳材质相同的材料,先在地面按照确定的位置焊接在球壳板上.组对夹具纵向间距宜为1~1.3m,环向间距宜为0.5~0.8m,距离球壳板边缘150mm。
在赤道带外侧坡口的赤道线部位焊上基准块,以保证赤道线的水平度,赤道带板和上极带板的定位块点焊在外侧,下极带板的定位块点焊在内侧。
赤道带板和上极带板的吊耳点焊在外侧,下极带板的吊耳点焊在内侧。
定位方铁封焊三面,锤力方向的背面不焊,吊耳和挂耳四周满焊。
必须保证焊接牢固可靠,防止吊装过程中,因吊耳脱落造成人员伤亡和球壳板损伤。
5.4.球罐柱腿的组装
球罐安装时的柱脚与赤道带板柱头组装时采用空中组对法,具体方法:
画好上、下支柱的中心,先立下支柱于基础位置上,中心方位找正好后用地脚螺栓拧紧,后开始搭设脚手架,搭设高度以赤道板纵向中心以上为宜,组装时上、下支柱连接处使用四个卡具进行固定,然后点焊固定。
表5-2支柱组对尺寸允许偏差
检查项目
备注
支柱底板到赤道线距离L
支柱直线度
≤9
支柱垂直度
≤14.4
图5-1操作脚手架示意图
5.5.操作脚手架制安装
a.组装方式和操作架具的结构见图5-1系根据球罐的几何尺寸,本着安全施工、缩短安装周期、节约材料的思想来确定。
b.球罐赤道带板及以上各带壳板采用在罐外侧组装的方法,组装定位块设置于球壳外部;
球罐赤道带板以下各带壳板采用在罐内侧组装的方法,组装定位块设置于球壳的内部。
c.结合各带壳板的尺寸和安装位置,球罐组装前在地面上将挂架用挂鼻焊接在壳板的指定部位,预先固定在壳板所设的挂鼻上,赤道带板内侧由上至下设7层挂架,外侧上部设1层挂架,球壳内部每块板每层各设1个挂鼻。
d.将不同规格的三角挂架安装在相对应的挂鼻上。
并在层间铺设绑扎钢跳板作为操作平台。
e.球罐吊装完成后,将预置于罐内的伞形架吊起,就位固定在上极带内侧,上部采用横杆固定在上人孔处。
f.外脚手架与防护棚连为一体,在球罐吊装完成后组立,采用单排结构钢管扣件连接,并铺设钢跳板。
防护棚采取地面预制成片,分片吊装,外部用阻燃篷布下部横碴向内覆盖,要求达到防火、防风、防雨,满足焊接及无损检验的要求。
如图5-1
5.6.球壳板吊装
球罐组装采用散装法,即将球壳板逐块吊起,组装成球体。
球壳板吊装顺序如下:
各球壳板摆放到合适的位置:
立下支柱于基础位置上——赤道带板——下极带边板——下极带侧板——下极带中板——上极带边板——上极带侧板——上极带中板
5.6.1.赤道带板吊装
先把下极带板吊放到球罐基础圆内,赤道带均匀布置于球罐基础圆四周,其它球壳板放置于稍远处,待内脚手架组立完成后进行赤道带的吊装。
吊装时,先吊第一块带支柱的赤道带,使支柱底板就位于基础上的定位基准圆内,拧紧地脚螺栓,因该赤道带板重心与支柱中心线有所偏移,所以应在在壳板上端重心的一侧以及内外两侧用钢丝绳拉紧固定,同样方法进行第二块带支柱赤道带的吊装,随即操作人员通过爬梯到达赤道带各层角形脚手架的平台上,确认与第一块壳板边缘的挡铁相互已落实后,用卡具连接固定,并粗略调整,再吊装第三块带支柱球壳板,之后吊装一块不带支柱的赤道带,插入第二、三块已就位的带支柱的赤道带中间,用卡具连接固定。
依照上述方法直至赤道带闭合。
5.6.2.下极带边板、下极带侧板吊装
吊钩从赤道带上环口内垂下
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- 安装 技术 施工 方案