球罐施工方案.docx
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球罐施工方案.docx
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球罐施工方案
2000m³液化气球罐安装方案
文件编号:
编制人:
审核人:
批准人:
2013年4月
2000m³液化气球罐安装方案
监理意见:
签字:
年月日
业主意见:
签字:
年月日
1.工程概况
1.1工程特点
本次施工球罐包括15台液化气球罐,容积均为2000m3,施工地点位于扎纳若尔油田天油气处理及综合利用工程第三油气处理厂液化气储运及装车设施。
球罐的设计单位是中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司。
该地区属于典型的大陆型气候,夏季酷热、冬季寒冷,降水不稳定,空气湿度小,最冷月平均温度:
-15.6℃,最热月平均温度:
21.4℃,极端最高温度:
40℃
极端最低温度:
-43℃,年降水量:
140~200mm,最大积雪厚度:
20~30cm,年平均风速:
3.6~7.4m/s,最大风速达:
32m/s,主导风向:
WN,施工条件比较恶劣。
球罐属于三类压力容器,材质为Q345R,焊接性能好,我公司的焊工对此种钢材的焊接操作工艺熟悉,同时进行了长期的培训,焊接质量可以保证。
1.2关键环节
2.1球罐的组装质量,将直接影响到该球罐的几何尺寸和外观质量,而组装过程中的组对间隙、错边量、棱角量等问题直接影响到焊接质量。
因此,从球壳板的拉运,现场堆放到组装中的球壳板吊装等每一项工作都必须严格按标准措施施工。
2.2球罐的焊接要求全位置施焊,球罐焊接产生的应力有着特殊性,要求焊工水平高,所有这些因素都直接影响到焊接质量,而焊接质量好与坏直接关系到球罐的整体质量和使用寿命。
2.3球罐的整体热处理:
球罐在焊接完毕,并在无损检测合格后,需做整体热处理,以消除焊接残余应力和焊缝中的扩散氢(面残余应力和扩散氢又是影响到焊缝强度和产生裂纹的主要因素)。
1.3球罐结构
球罐采用混合三带式设计,自上而下分为上极带、赤道带、下极带三部分,具体设计参数见下表。
2000m3球形储罐
球壳材质
Q345R
设计直径(mm)
Φ15700
设计温度
50℃
腐蚀裕度
2mm
容器类别
类
设计压力
1.77MPa
球罐自重
325000Kg
遵循的规范及标准
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》
GB50094-2010《球形储罐施工及验收规范》
2.施工标准和准备工作
2.1球罐现场组装焊接所遵守的规程标准
《固定式压力容器安全技术监察规程》TSGR0004-2009
《锅炉压力容器安全监察暂行条例》
《钢制球形储罐》GB12337-1998
《球形储罐现场施工及验收规范》GB50094-2010
《钢制压力容器》GB150-2011
《锅炉和压力容器用钢板》GB713-2008
《钢制压力容器焊接规程》JB/T4709-2000
《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708-2000
《承压设备无损检测》JB/T4730.1~4730.6-2005
《低合金钢焊条》GB5118-95
《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
施工蓝图
2.2施工准备
1)施工资质及技术准备
1.1根据图纸要求和球罐管理要求查找相应的标准规程和条例,并组织各质控人员学习。
1.2审核施工图及有关技术文件,明确以下几点:
1.2.1设计是否符现行规范标准法规的要求。
1.2.2图纸是否齐全,能否满足施工要求。
1.2.3零部件的规格、型号、材质的使用部位是否明确合理。
1.3球罐严格按设计图样进行施工。
当需修改设计时,必须取得原设计单位的同意,并签署设计修改文件。
2、人员准备
2.1组织全体人员学习,由有关责任工程师向参加施工的全体人员进行技术交底,包括工程概况、施工工艺方法、关键质量控制点的技术要求、安全技术措施、设计变更、解答被交底人提出的问题。
2.2人员培训
特殊工种培训结合工程特点及公司实际情况,有针对性进行上岗培训,在培训中模拟现场条件,做到持证上岗率100%。
3、现场准备
施工现场准备包括:
场区三通一平,焊接设备、吊装设备、热处理设备进入现场,工具房、焊条烘干房、预制平台摆放整齐,各种施工机具、卡具、跳板、脚手架、防风蓬、防护材料等现场摆放整齐。
4、施工机具措施用料准备
运输吊装设备
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
履带吊车
70t
台
1
2
汽车吊车
50t
台
1
3
汽车
30t
台
1
平板车
焊接设备、工具
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
直流电焊机
ZX7-500
台
60
附配套工具
2
直流电焊机
ZX7-600
台
4
附气刨机具
3
电焊机房
3×6m
栋
8
附配电盘
4
角向磨光机
φ180
台
40
5
角向磨光机
φ150
台
40
6
角向磨光机
φ100
台
10
7
焊条保温筒
5Kg
个
60
焊条二级库
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
焊条二级库
24×12m
栋
1
2
焊条烘干室
6×3m
栋
1
3
焊条烘干箱
ZXH-100G型
台
3
4
恒温箱
DENG500℃
台
2
5
干湿温度计
支
4
检验测量工具
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1.
风力风向测量仪
套
1
2.
测温枪
0-1000
块
2
3.
水准仪
台
1
4.
经纬仪
台
1
5.
万用表
台
1
6.
焊道检验尺
支
10
7.
盘尺
30m
把
2
8.
盘尺
15m
把
2
9.
钢卷尺
3m
把
5
10.
塞尺
把
8
11.
氧气表
块
10
12.
乙炔表
块
10
13.
压力表
YB-1502.5MPa
块
8
热处理及预热设备
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
温控箱
台
2
2
火焰加热器具
300-2900
套
100
3
电子测温计
个
50
4
温度记录仪
台
2
5
表面温度计
支
2
6
热电偶
支
100
测温点
7
热处理器
套
1
8
烟囱
Φ426L=500
个
1
带阀
9
玻璃棉保温被
50mm厚
m2
10000
球罐保温用
10
钢带
50×320#
m
1500
球罐保温用
11
热处理器库房
栋
1
变配电设备
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
图1
一级配电柜
套
5
图2
二级配电柜
台
9
图3
三级配电柜
套
12
脚手架、防风雨设施
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
脚手杆
Φ48×3.5
米
100000
2
各种卡扣
个
40000
3
跳板
3000×250
块
8000
4
瓦楞铁
0.75
m2
6000
球罐防火防风用
5
防风帆布
m2
6000
球罐防火防风用
6
轴流风机
Φ400
台
6
7
螺旋焊管
Φ426×8
米
5
8
直缝焊管
Φ114×4.5
米
540
9
直缝钢管
Φ89×4
米
420
10
直缝钢管
Φ76×4
米
300
组装工具
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
定位块
个
9000
2
圆销子
个
6000
3
方销子
个
3100
4
卡具
个
1500
5
手拉葫芦
2t
个
4
6
手拉葫芦
3t
个
16
7
手拉葫芦
5t
个
5
8
千斤顶
20t
个
2
9
钢丝绳
3/4
米
1000
10
钢丝绳
1/2
米
1200
11
卡具库
16×12
栋
1
试压设备
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
高压风车
台
1
2
压风机
1.1MPa
台
1
3
液压电动试压泵
SY-350
台
1
4
手动试压泵
S60
台
1
5
空气压缩机
0.6MPa
台
1
6
水泵
扬程32m,流100m3/h
台
2
技术措施用料
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1.
槽钢
[10#
m
720
把线盒道
2.
槽钢
[20#
m
400
撬棍
3.
钢板
δ=25
m2
180
现场平台
4.
钢管
Φ219×9
m
40
现场平台垫管
5.
道木
300×300
M3
100
6.
钢板
δ=3
m2
18
间隙板
7.
垫铁
斜2
组
80
找正及移动支柱用
8.
铜粉
26×12m
Kg
5
产品试热
9.
角钢
L50×50×5
m
20
见证试板
10.
单头螺丝及螺母
M20×60
个
60
测温点固定
11.
铁丝
10#
Kg
20
固定铁皮及帆布
12.
油毡纸
20m/卷
卷
10
防雨用
13.
截止阀
PN3.0DN15
个
12
试水压
14.
截止阀
PN3.0DN100
个
4
试水压
15.
截止阀
PN3.0DN40
个
4
试水压
16.
无缝钢管
Φ114×4
m
100
试水压
17.
无缝钢管
Φ32×3
m
50
试水压
18.
无缝钢管
Φ21×3
m
60
试水压
19.
压力表
PN3.5MPa
块
5
试水压
5、施工人员需求计划
序号
人员类别
数量
备注
1
项目经理
1
2
项目副经理
2
3
项目总工程师
1
4
质量保证工程师
1
5
焊接责任工程师
1
6
检验责任工程师
1
7
工艺责任工程师
1
8
材料责任工程师
1
9
无损检测责任工程师
1
10
预算
1
11
资料文控
1
12
材料员
2
13
焊工
42
14
铆工
36
15
气焊工
2
16
起重工
3
17
普工
20
18
电工
2
19
其它(辅助)
10
20
总计
129
3.主要施工方法和施工过程控制
3.1球罐基础验收
1、在业主、监理的领导下,与土建专业办理基础中间交接验收证明书。
并附有测量记录、隐蔽记录、中间交接记录及有关试验报告等技术资料。
安装单位按交工资料和基础验收标准进行复测验收。
2、基础上应明显划出标高基准线、纵横中心线及观测沉降的水准线。
3、基础外观不得有裂纹、蜂窝、空洞、露筋等缺陷。
4、基础混凝土强度须达到设计要求,周围的土要回填、整平、夯实。
5、检查项目的允许偏差应符合表中规定
序号
项目
允许偏差
1
基础中心圆直径D1
±D/2000mm
2
基础方位
1°
3
相邻支柱基础中心距S
±2mm
4
地脚螺栓中心与基础中心圆的间距Sa
±2mm
5
地脚螺栓预留孔中心与基础中心圆的间距b
±8mm
6
基础标高
采用地脚螺栓固定的基础
各支柱基础上表面的标高
-D1/1000
且不低于-15mm
相邻支柱基础的标高差
≤4mm
采用预埋地脚板固定的基础
各支柱基础地脚板上表面标高
-6
相邻支柱基础地脚板标高差
3
7
单个支柱基础上
表面的平面度
采用地脚螺栓固定的基础
5mm
采用预埋地脚板固定的基础地脚板
2mm
注:
D为球罐设计直径
3.2球罐组装
根据现场施工条件,利用专用卡具和吊车把散装球壳板组对成整体,然后进行手工电弧焊焊接,采用TOFD进行探伤,整体进行热处理。
球罐内外侧搭脚手架,外侧搭设防风雨棚;冬季施工搭设防寒棚。
采用以赤道带为基准的插片散装法。
球罐组装程序如下:
先立10根下支柱,然后连接支柱拉杆,并调整支柱间距固定,下支柱与上支柱用3套卡具连接,赤道板用风绳固定,搭设外脚手架;相邻带上支柱的赤道板吊装;相邻支柱之间的赤道带组装;搭设外脚手架;下极带组装;搭设内脚手架;上极带组装;调整内脚手架;外脚手架调整;焊缝焊接;无损检测;焊缝返修;内脚手架拆除;整体热处理;耐压试验;泄露试验;附件安装焊接;防腐刷漆;外脚手架拆除。
附球罐施工工艺图,如下页:
1、定位块的定位焊接
定位块下大环和下极板均焊在球壳内侧,赤道带,上大环上极板均焊外侧,其焊接工艺同正式焊缝。
焊接之前应按定位块布置图划出定位块位置线。
上、下极板的定位块必须在赤道带纵缝组对完和上、下小环缝找圆后,再确定上、下极板定位块位置。
2、支柱、拉杆、赤道带板组装与调整
球罐吊装前的各项准备工作完成后,即可进行各带板的吊装,现场的起重设备选用70t履带吊车。
2.1。
1支柱高度找正
2.1.1基础验收合格后,在单个支柱基础上表面划出支柱安装十字中心线(将支柱中心圆直径放大20mm)。
2.1.2用8组斜垫铁进行调高,垫铁要垫在支柱圆下面,并按圆周八等分,当高度不够时,允许每组斜垫铁下面加一块平垫铁,即每组斜垫铁加平垫铁总数不得超过三块。
2.1.3吊装前在基础底板上涂润滑油,以便在球罐体热处理过程中支柱能顺利移动。
2.1.4质量要求见下表
表3-2
序号
检测项目
技术要求
1
支柱中心圆直径允差
±5
2
垫铁与基础平面,垫铁与垫铁接触面
>80%
2.2组装与调整
2.2.1用70t履带吊车吊装壳板,吊装时要利用定位块和专门吊具,不准另焊吊耳。
2.2.2吊装前先将上拉杆安装在支柱上耳板上,并用10#线临时将拉杆绑在支柱上,防止吊装时碰坏拉杆。
2.2.3从零度开始吊装,首先吊装靠近零度的第一块带支柱的赤道板,使其支柱底板的十字中心线和基础底板的十字中心吻合,为防止倾倒,用3根钢丝绳临时拉住,用经纬仪测量,调好支柱垂直度。
2.2.4第二块板吊装相邻零度的带支柱的赤道板,并用两根钢丝绳里、外方向拉住,找好支柱垂直度,此时可将两柱间拉杆安装好但不要调紧,地脚螺栓固定好。
3.2.5第三块吊装是零度不带支柱的赤道板,插装在已就位的两块赤道板中间大致找好坡口间隙和错边,并用组装卡具加以固定。
2.2.6以后继续按一块带支柱的赤道板,一块不带支柱的赤道板的顺序进行吊装,直到赤道板闭合。
2.2.7赤道带是整个球罐的基准带,对其他各带组焊质量影响很大,要精心调整,调整内容:
赤道带水平度、对接焊缝坡口间隙、棱角量,错边量,椭圆度、支柱垂直度和上、下环口的平齐等项目,为防止组装时产生过大的附加应力,要禁止强力组装。
2.2.8调拉杆,使支柱垂直度、赤道带椭圆度达到标准要求。
3、下极板的组装与调整
在赤道搬吊装前,下极带板应排列在基础内,先吊装极带外边板在吊装边板,利用壳板上的定位块作为吊装点,按排版图依次吊装,起吊就位时,外边板上端用组装夹具与赤道带下端连接,外边板下端用倒链钩挂在中心柱上,调整好间隙、错变量、棱角度后在吊装边板,程序同上。
4、内脚手架的搭设
本次组装考虑采用在罐内搭设满堂红式方格形内脚手架,架间距离为1.8—2.4m,共分7层,在到赤道带大环和上下小环时,该层应距环缝下0.8—1.5m左右,以利于焊工的施焊,并且各与球罐接触的架干不得与各纵缝相重合,并给出施焊空间。
5、上极板安装
按排版图依次吊装,吊点利用壳板上的定位块,先吊装极带外边板,次吊装边板,在吊装中板;起吊前应调节吊装角度,起吊就位时,壳板下端用组装卡具与赤道带上端连接,壳板上端用钢丝绳拉紧调整,通过倒链调整好间隙、错变量、棱角度,然后再依次吊装边板及中板,程序同上。
施工工艺流程图
6、外脚手架和防护棚安装
6.1外脚手架采用落地扣件式Φ48钢管搭设,并在外脚手架上附设防护棚。
6.2防护棚制作采用正十边形,周边高度到上级边板环缝处,在地面将瓦棱铁连成长条再进行吊装。
6.3外架应搭设梯子,以便于焊工行走。
6.4其层间距为1.8—2m。
6.5立柱横梁不得与球罐的纵缝重合,以便施焊。
6.6顶棚在地面组成一个整体,其结构形成为内层有架杆搭设成的骨架,将所有瓦棱铁都铺好固定,外层盖防雨帆布,然后整体吊装。
6.7天窗在地面组装成型,然后进行整体吊装,用螺栓将通风口与顶棚紧固。
6.8冬季施工期间防护棚外面加盖保温棉被。
6.9质量要求:
外脚手架要有足够的强度和刚度,以保证电焊工的正常安全施焊。
7、下极中心板的吊装
待赤道带、上极带、下极带边板焊接完毕后,方可进行下极带中板的组装,吊装时重点注意极板的安装方位,中极板组对时,经调整间隙、错变量、棱角度合格后,方可按焊接要求进行点固焊及焊接工作。
8、质量应符合下表要求
表3-3
序号
检测项目
技术要求(mm)
1
赤道线水平度允差
≤5
2
对接焊缝对口间隙
2±2
3
对接焊缝棱角量(包括错边量)
焊前≤7
4
球壳板对口错边量
焊前≤3
5
赤道带水平方向椭圆度
焊前≤15
6
支柱垂直度
≤15
7
赤道带上、下口(十字口处)不平度
≤2
8
球罐截面最大径差
∠3‰Di且≤50
9、注意事项
9.1定位块应采用与球壳相同或焊接性能相似的材料。
9.2定位块的布置必须按图施工,以保证调整错口和间隙达到规定要求。
9.3定位块的焊接应采用与正式焊相同的工艺。
9.4球壳板只准焊接组装卡具,不准焊其它件。
9.5吊装每一块球壳板前,应将需要的组焊卡具挂在定位块上,随板一起吊装。
9.6组装卡具的拆除,必须在球罐一侧焊接完成后进行,定位块及卡具不能用强力拆除。
9.7严禁锤击球壳板
9.8拆除组装卡具后,定位块先切割掉,留高5mm左右,然后用碳弧气刨,留高1-2mm,最后用砂轮磨到与球壳板平齐,切割和气刨时,不得损伤球壳板母材。
9.9球壳板因电弧擦伤,机械损伤等原因造成的缺陷,大于2mm时补焊,补焊后的表面应打磨平滑或加工具有1/3以下坡度平滑凹面且圆滑过渡。
9.10对接焊缝内外表面和焊缝两侧各100mm范围内要进行打磨。
9.11用砂轮机打磨时,要往复运动,不得在一处磨得时间过长或用力过大,以免造成表面裂纹。
9.12气刨清根后的坡口应进行打磨,其质量应符合焊接工艺要求。
3.3球罐焊接
1、焊材的检验及焊接性试验
1.1球罐主体使用的焊条为大西洋J507(Φ3.2、Φ4.0、Φ5.0),购此种焊条必须具有质量证明书。
1.2按规格及批号对焊材进行检验。
检验的各项指标应符合GB5118—85《低合金钢焊条》中的指标值。
1.3熔敷金属的化学成分及机械性能:
a化学成分
C
Mn
Si
S
P
≤0.12
≤1.6
≤0.75
≤0.035
≤0.04
b机械性能
试验项目
δbMPa
δ0.2
δ0.5%
AK.VT-25
保证值
≥490
≥410
≥22
≥27
1.4J507焊条按规格及批号进行扩散氢复验测定。
测定方法按GB3965干油法进行。
此焊条扩散氢含量值小于6ml/100g。
1.5焊接性试验
1.5.1按GB4675.1—84《焊接性试验》做斜Y型及直Y型坡口对接裂纹试验,评定标准裂纹率为零。
1.5.2按GB50094—2010《球形储罐施工及验收规范》附录做窗形拘束裂纹试验,评定标准裂纹率为零。
2、焊接工艺评定
2.1焊接工艺评定试板材质为Q345R,焊条为J507,φ3.2mm,φ4.0mm,φ5.0mm试板的坡口形式为不对称X型。
2.2按GB12337-1998《钢制球形储罐》及JB/T4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》中的规定,进行立焊和横焊两种焊接位置分别评定。
2.3焊接工艺评定过程:
拟定焊接工艺指导书,经过试件施焊及机械性能的试验来测定所拟定工艺指导的焊接接头的机械性能,提出综合性焊接工艺评定报告。
3、焊工
3.1参加球罐焊接的焊工,必须持有劳动部门颁发的有效期内焊工合格证。
合格证的项目必须与球罐施焊位置相符,焊工本身具备良好思想素质及身体素质。
3.2焊工在球罐施焊过程中,必须严格按着焊接工艺过程卡规定的程序,工艺参数进行施焊,并做好焊接记录。
4、焊条的管理
4.1焊条正确管理各合理的使用,是保证焊接质量的重要环节之一。
现场设有二级焊材库,库房具有通风良好,室内温度要10-30℃,湿度不大于60%。
4.2焊条烘干:
J507焊条烘干温度350℃,恒温1小时,温度降到100-150℃时应转入恒温箱内,恒温在100-150℃。
焊工领取焊条时,焊条从恒温箱中取出立即放在焊条保温筒内,取出的焊条应在4小时用完,4小时未用完焊条要重新烘干,焊条烘干的次数不超过二次。
5、球罐施焊环境要求
焊接环境是影响焊接质量的一个重要因素,施焊现场必须建立焊接环境管理制度,随时记录,其中,焊接环境的温度在距离球罐表面500—1000mm除测量。
球罐的施焊前当出现下列任一情况时不得施焊,应采取有效防护措施后,方可施焊。
降雨天及降雪天。
相对湿度大于90%时。
风速超过8M/S。
环境温度在-5℃以下时。
6、产品焊接试板
6.1试板材质及厚度与球壳板相同。
6.2每台球罐应按施焊位置(横、立、平/仰)各做一块产品试板,且试板与球罐一起进行热处理。
6.3试板应由施焊球壳的焊工,采用施焊球壳时相同的条件和相同的焊接工艺焊接。
焊工由检验部门指定。
6.4试板焊完后进行外观检查,并进行100%射线(或TOFD)探伤,100%超声探伤及表面着色探伤检查,合格等级为Ⅱ级。
6.5试板的尺寸、试样、截取、试验方法、合格指标应按GB150附录G的规定。
7、焊缝名称及编号
7.1焊缝名称编号
表2000m3球罐焊缝名称编号
序号
焊缝名称
数量
焊缝编号
1
上极顶板平(仰)缝
2
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