非标罐体裙座热处理技术.docx

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非标罐体裙座热处理技术

非标罐体裙座热处理技术总结

随着现代工程技术水平和要求的不断提高，施工安装中对大厚壁和特殊材质管道和结构的焊后热处理也在从无到有，从低到高。

在公司项目部断的向国际迈进，参与越来越多的外企项目，以及国内施工工艺要求同国际接轨，对焊接后应力消除的施工也在不断的增加，焊后热处理施工难度和工艺要求也不断提高。

施工方法也从最初的火焰加热消除法跨越到陶瓷电阻加热消除法，在技术的不断更新中，新的难题和挑战也不断出现。

非标罐体需做热处理裙座特点

非标罐体一般都是按照现场实际制作，本文用北京分公司承接的沧州正元化肥项目，气化框架中的非标粉煤罐作为对象，介绍非标罐体裙座热处理。

沧州正元化肥年产20万合成氨项目，要求对粉煤贮罐体裙座焊缝进行热处理。

粉煤贮罐位于气化装置部分，距离地面60米。

现场共个罐体，需要做热处理的焊缝累积总长度达到1200多米焊缝在筋板和腹板分隔的凹槽以及牛腿中。

施工量大，具有相当难度。

如图标识。

如图，贮罐体角焊缝示意图

施工难度

（1）需做热处理的裙座已经安装处于负重状态，需要考虑加热时，钢板屈服点降低材质软化所带来的影响.

（2）加热焊缝所处部位在凹槽结构内部，和以往的管道加热完全相反，如何放置电加热片，如何保温，需重新定义。

（3）贮罐体裙座热的热处理具有钢板厚度大（裙座板材厚度60mm），焊缝所处位置基本都凹陷在结构凹槽里，普通的加热片很难接触到焊缝，不宜加热，焊缝长度大，且被一个个裙座结构上面的凹陷槽分割开来，无法连续铺设加热片，即使使用更多的加热片，但由于空间不合适，也难以达到热处理的工艺施工要求及理想效果。

（4）现场电力荷载有限，施工单位很多，无法专门为裙座热处理提供一个罐体整体裙座加热所需的用电量，最后经项目部调节，提供3台JF-D-120KW型智能温控仪所需的满负荷电量（该设备为脉冲型，3台瞬时耗电量360KW，如若使用更多的设备，在加热时，当所有设备用电集合到一个峰值瞬间时，就会因功率不足，引起保护跳闸，这样就前功尽弃）

考虑以上因素，我们根据现场实际情况，在相应的施工范围内，与以往的施工方案做对比。

这种气化部分的粉煤贮罐体裙座焊缝热处理是首次接触到，与以往的管道焊缝热处理施工技术有很大的不同。

贮罐体裙座热的热处理具有钢板厚度大（裙座板材厚度mm），焊缝所处位置基本都凹陷在结构凹槽里，普通的加热片很难接触到焊缝，不宜加热，焊缝长度大，且被一个个裙座结构上面的凹陷槽分割开来，无法连续铺设加热片，即使使用更多的加热片，但由于空间不合适，也难以达到热处理的工艺和施工要求及理想效果。

在对现场裙座认真的测量尺寸和现场查看后，发现和以往的管道热处理最大的困难有以下几点

（1）加热片无法很好的铺设，尤其顶部和侧翼。

（2）保温效果难以达到要求，由于凹槽部分为开口型，空气流通，散热快。

若是用保温棉把凹槽全部堵上，那么保温棉的消耗将是呈几何增加的。

（3）功率消耗过大，普通方式难以协调用电问题。

若是解决以上几点困难，那么就可以很好的对裙座热处理来施工。

新型热处理设计方案的确定及实施

一、最初构想

（1）按照以前做管道热处理的思路，决定对每个焊缝单独铺设加热片，单独固定，裙座中间每个凹槽内空间为700*400*600，有8条焊缝，需铺设8块加热片，每片加热片功率为10KW，固定加热片方式为点焊固定钉，然后将加热片通过固定钉固定在顶部和侧翼。

保温棉也通过固定钉固定在加热片外层。

但实验的结果却是很不理想。

裙座内部出现大量焊瘤和接头，需要大量打磨工时。

每个凹槽内铺设8个加热片的状况下，电力一次只够热处理4个凹槽，达不到整个裙座的四分之一，对消除整体焊接应力效果不理想。

故从成本和效果双方面来考虑，这种方案不合适。

（2）方案二：

购置大型高能加热设备，整体密闭火焰加热设备，还有红外一体加热设备，但是对于裙座的热处理，要购置大型设备，比如高能加热设备，加热效果数据理想，但就是价格昂贵，整套设备需几百万元，对于现场施工，可行性并不很高，也很不经济实际。

（3）学习借鉴：

借鉴宝丰项目类似罐体热处理施工，采用的是自制的一个内部固定框架，将加热定在框架上，对焊缝进行加热。

如图

现场试验后，因裙座为环形，有很大的弧度，制作的支架很难很好的贴近焊缝，中间间隙很大，保温有很大问题，如果在中间间隙部位全部填满保温棉的话，就会出现大量废旧的保温棉，不方便处理，额外经费也很大。

二．设计方案的提出及实施

在经过多个方面的技术学习后，再根据现场实际，我设计了一套适合本次裙座热处理的较为经济合理的方案。

如下：

裙座上凹槽大小，都是对应5个凹槽为一组重复循环，一组凹槽中有3种尺寸大小的凹槽，因此我们制作了3种不同规格的密封箱体，尺寸按照每个不同规格凹槽内部尺寸，消减掉相应的余量，在对长度较长的格子，将密封箱分2个制作，将加热片安装在箱体外部，这样就可以解决加热片的安放问题，同时在箱体内部充填上硅酸铝保温棉，这样就可以有效的做好保温，还能循环利用硅酸铝保温棉。

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箱体为基本箱型结构，骨架使用25*25*3角钢，外皮使用0.5mm薄铁皮，内部使用硅酸铝保温棉充填。

角钢和板材在保证不被610º高温烧穿以及在高温状态下有足够的支撑力，选用最大限度轻和薄的材料，以减轻重量。

箱体示意图

如图：

设计成品在现场施工中的使用

这样的箱体只需要制作7个箱体，就可以循环使用来满足整个裙座的热处理需要。

设计成品在现场具体操作使用步骤：

1、首先将裙座按90º平均划分为4个区域（每次在两端交界处各多做约300mm-500mm交替加热预留区域），热处理时在做完第一部分后，应将设备换到已做完这部分的对称部分，进行下一次的热处理。

（这是为了避免出现连续区域加热时，罐体裙座在起到支撑作用时，屈服点的改变会对支撑着力点造成作用力集中，引起罐体倾斜。

如果现场电力完全足够一整个罐体的裙座热处理，在罐体安装到位，裙座处于受力状态下，可一次整体热处理完，但应增加2倍以上的临时支撑点）同时在加热区域的牛腿位子和非加热区的交界位子放置临时支撑点，防止裙座变形。

2、在将箱体放入裙座内时，先应清理干净裙座内的铁块和焊渣，以免损坏加热片。

3、在平铺下面的加热片时，先在薄铁皮上铺好保温棉，将加热片放在保温棉上，然后将铁皮连同铺好的加热片放在裙座下面，用耐高温物体支撑好，上部的直接平铺后，盖上保温棉。

4、将密封箱体和裙座之间的空隙用保温棉全部封好，凹槽内有2个箱体的，应将箱体尽量靠近两边的焊缝，余量留在中间没有焊缝的部位，然后填上保温棉。

5、一次使用7个箱体和上下铺设的加热片共34块，所需电源线也相应的为34根，数量繁多，为避免混乱，应将电源线两端全部编上号，用油漆笔写上后再用透明胶带缠绕好，以防脱落。

6、温控测试点，放置在箱体的上下焊缝部位，这样可以最大程度的监控温度。

电热偶如后来不好放置，可先焊接在里面再放置箱体。

7、在控制程序里按规范设置好相应温度控制后，应先对每个控制仪表进行单独调试，确定每个控制仪表和加热片，监控电热偶都是正常运行后，方可开始加热工作。

开始加热后，应随时观测电源用电状况和仪表指示，并做好相关记录。

8、开始加热后，应在加热裙座外设置警戒线防止无关人员进入，控制仪表处和加热裙座处，分别派人值守，防止无关人员进入受到烧伤和电击。

该设计优点

1密封箱体可以循环使用，如若暂时没有相同的裙座热处理，可以将加热片卸掉，用在管道热处理上，避免出现闲置。

2密封箱体和凹槽形成一个相对密闭的加热空间，（类似一个小型加热炉）加热时温度不容易流失，温度流失减小就相对的节约了电能，热处理对电能的消耗是很大的，所以节约了很大的成本。

3加热效果稳定，升温，恒温，降温，一气呵成，节约工时。

如下图为热处理后的曲线效果图

4方便安装放置，只需要将箱体放好，省去固定加热片的环节。

5操作简化，相对于其他方法和管道热处理，操作上很简单，新员工都可以很好的完成。