工程案例
業務范圍
球形儲罐安裝技術交底
發布時間：2014-08-05
一、工程概況儲運界區1000m3乙烯球罐是由外商提供的球殼板和其全套配件。乙烯球罐的材質為日本LT50-A-50G，球殼板為混合式(赤道帶為桔瓣式，上、下蓋為足球瓣式)，由三帶兩極共計26塊球殼板和7根支柱所組成。球體直徑12.41m，球殼板厚度36mm。
二、施工準備
1．工程用料和措施用料
(1) 工程主要材料
球罐的主要材料是由制造廠提供的壓制成型的赤道帶板14塊、上極板2塊、上溫帶板4塊、下極板2塊、下溫帶板4塊、鋼支柱7根和斜拉桿、以及人孔、接管、鋼盤梯等鋼構件。
(2) 措施用料
措施用料主要為球體分帶組焊所需的鋼平臺、胎具和吊裝防變形加固用料，以及焊接防護棚和組焊所用的中心傘架等用料。主要采用的是鋼板、管材、型鋼、木跳板、道木和保溫材料等。
2．主要施工機具
主要施工機具為：汽車起重機、電焊機、控制柜、板式紅外加熱器、焊條烘干箱、γ射線設備、角向磨光機、手動導鏈和氣割用具、以及經緯儀、水準儀和水壓泵、高壓風機等。
3．現場作業準備及條件
(1) 對球殼板、支柱、鋼盤梯、人孔接管等構件進行幾何尺寸復驗和無損探傷的抽查檢驗。同時還應核查上述材料的質量證明書，并做好檢測資料的記錄和收集歸檔工作。
(2) 對球罐基礎的軸線、標高和地腳螺栓的尺寸進行復測，并同時辦理中間交接的驗收手續。
(3) 球罐組焊所需的鋼平臺、胎具、工卡具、中心傘架、以及防風棚等措施用料，均應制作完成和配備齊全。
(4) 焊條的存放序和烘干設備，以及焊條保溫筒和預熱設備均應配備齊全，并要保證設備的完好。
(5) 保證施工現場的吊車道路暢通和施工用電的供給，配備足夠的消防設施和安全措施用具。
三、勞動組織
組建一支專業從事壓力容器安裝的施工隊伍，共需鉚工8人、電焊工14人、打磨工7人、架子工2人、氣焊工1人、信號工3人、維護電工2人、測量工1人。
四、主要施工工藝
1．施工程序
根據國外提供的安裝指導文件的要求，球體的組焊采用分帶組焊工藝進行，主要施工程序如下：
(1) 在地面鋼平臺和胎具上分別進行上下極板和溫帶板的組焊工作。
(2) 當下極板與溫帶板組焊完成后，將其吊人罐基礎內的胎架上。然后進行鋼支柱和赤道帶板的組焊。
(3) 組焊成整體的下半球體與赤道帶下環口的組焊，最后進行上半球體與赤道帶上環口的組焊。
(4) 球體全部組焊完成后，進行盤梯等配件的安裝和焊縫的無損探傷檢驗工作。
(5) 所有組焊工作完成后，即可進行球體的水壓試驗和氣密檢驗工作。
2．施工工藝
(1) 上、下球蓋的組裝與焊接
在地面鋼平臺上用鋼管制作成極板與溫帶板的胎具，用于下蓋的組裝和外側焊縫的焊接。利用球殼板運輸胎架制作一個支撐型胎具，用于上蓋的組裝和內側焊縫的焊接。
下蓋的組裝是將組裝卡具的定位塊焊在球殼板內側，上蓋焊在球殼板的外側，以便于組裝成形后的焊接工作的進行。
下蓋的組裝程序是：先將四塊溫帶板吊人鋼平臺上的反胎上進行組對調整，然后將二塊極板吊裝就位，最后進行整體的幾何尺寸的調整。上蓋的組裝程序是：先將二塊極板吊人球罐基礎內的正胎上進行組對調整，然后將四塊溫帶板吊裝就位，最后進行整體的幾何尺寸的調整。在施焊前，必須做好焊接防變形和吊裝翻身防變形的支撐加固的措施。
(2) 上、下球蓋翻身吊裝
上、下球蓋體的環口直徑ф=10.19m、拱高H=3.25m、重量33.7t。當上蓋內側焊縫和下蓋外側焊縫的焊接完成后，即可進行上、下球蓋的翻身吊裝工作。
利用2臺70t汽車起重機將上球蓋從基礎內的胎具上吊起，平移到地面處。然后，將2臺吊車的吊點拴掛在上蓋對稱點的兩個吊耳處，同時起升將上蓋吊離地面。此時，再用另1臺15t吊車牽引下蓋底部，將上蓋翻落在鋼平臺的胎具上，然后進行外側焊縫的清根和焊接。
下蓋的翻身與上蓋的翻身程序相同。下蓋翻身后，則將下蓋體抬移到球罐基礎內的胎具上。隨后即可進行內側焊縫的清根和
(3) 赤道帶吊裝
赤道帶板吊裝前應先將罐內的中心柱傘架安裝好，然后進行球支柱和斜拉桿的安裝，最后進行赤道帶板的吊裝。先吊裝2塊帶有上段支柱的赤道帶板，隨后將中間板吊入兩板之間進行組對，按此方法直至全部赤道帶板吊裝完畢。經調整和幾何尺寸檢測合格后，即可進行內、外側焊縫的焊接工作。
(4) 上、下球蓋與赤道帶的組焊
利用160t液壓起重機先將下蓋吊起，與赤道帶進行組焊。然后，將上蓋吊至赤道帶上環口，進行環口的組焊。
上、下球蓋與赤道帶環口的組裝工作，應在吊車脫釣前將環口處的錯邊、對口間隙調整好，并固定牢靠。上、下環蓋與赤道帶環口的組對質量極為重要，其難度也很大。因此，必須進行仔細的調整和認真復測，確認合格后方可進行環口的點固和焊接工
(5) 球罐焊接
乙烯球罐的焊接材料采用的是日本新日鐵生產的L-60S焊條。焊條經1.5h烘焙后，在100~150℃恒溫箱內保存使用，一次領用時間不超過4h。
采用全位置手工電弧焊，使用AX-320系列中直流弧焊機，焊條直流反接。焊接預熱溫度為100~150℃，焊接層間溫度為100~200℃，后熱規范為150~200℃×1hr，焊接線能量控制在13~26.9kJ／cm之間。
焊接程序原則是：先焊縱縫，后焊平縫，最后焊環縫；先焊大坡口側焊道，后焊小坡口側焊道；每條焊道均應分段倒向多層多道焊。焊縫的焊接分布要求如下。
1) 上、下溫帶縱縫，分別由4名焊工同時施焊，縱縫末端收弧處落入環縫坡口內，待焊接環縫時，將其清除掉再施焊。
2) 兩塊極板間的對接焊縫，由2名焊工同時從焊縫中部向兩端分段退焊，焊縫末端收弧處的要求與(1)相同。
3) 極板與溫帶板間的環縫，由4名焊工均布同時右向施焊。始端離Y字形的接頭處約500mm的距離，嚴禁在Y字形的交點上起弧、收弧。
4) 赤道帶的每條縱縫，由2名焊工從中部均分二段，一名焊工從中部向上施焊，另一名焊工剛從中部向下分段退焊。
5) 赤道帶與上、下球蓋的環縫，分別由7名焊工均布分段同時施焊。分段點距赤道帶縱縫與環縫的交點T字型接頭定距為500mm。
6) 在進行大坡口側焊道的第一層和第二層的焊接，要求必須當天連續施焊完成，兩層之間施焊隔時間不宜超過15min。
7) 所有縱縫的開端焊接均需設有起弧板和收弧板。
(6) 焊縫檢驗
焊后48h，則應對焊道進行100％螢光磁粉檢驗(MT)、滲透檢驗(PT)，對焊縫及熱影響區進行超聲波探傷檢驗(UT)，并用γ射線全景透照對焊縫質量進行檢驗。
(7) 球罐的水壓與氣密試驗
當球罐所有焊接工作完成，并經各項檢測全部確認合格后，即可進行水壓試驗和氣密試驗工作。具體作法另編制試壓方案，并專項進行技術交底。
五、質量標準
1.主要執行施工規范
(1) 意大利TPL公司提供的技術文件；
(2) 《壓力容器安全技術監察規程》；
(3) 《鋼制球形貯罐》；
(4) 美國ASME標準第八卷第二冊。
2．質量檢查要點
(1) 組裝后(焊前)質量要求
球殼板組對后，應進行全面的復測工作。其對口錯邊量不應大于2mm；焊縫處角變形不大于7mm；板端不平度不大于2mm；上、下環口不圓度不大于10mm；直徑偏差不大于20mm。支柱垂直度偏差不大于10mm。
(2) 焊后質量要求
焊后的球殼板錯邊量不大于3mm；焊縫處的棱角度不大于10mm；球體不圓度不大于124mm；球體直徑偏差±80mm；支柱垂直度不大于24.2mm。焊縫質量的各項無損檢測合格率100％。水壓及氣密試驗一次合格。
六、注意事項
(1) 采用分帶組焊工藝進行球罐安裝，必須認真檢查球體上的吊耳和加固支撐的焊接情況，是否符合規定的要求，確保球蓋翻身與吊裝的安全進行；
(2) 各吊件的實際重量的計算要準確，選擇吊車型號要合理，并要有足夠的安全系數。
(3) 在封閉的球體內從事各種作業，應穿膠底鞋，罐內應裝有通風和除塵設施。
(4) 球罐內、外腳手架搭設后，應有專人進行檢查驗收，確認安全合格后方可使用。
(5) 在進行最初的幾塊赤道帶板吊裝時，一定要用鋼纜繩和配備手拉倒鏈拉緊固定牢靠。
(6) 在進行球罐γ射線和壓力試驗時，要設置足夠的安全禁區，一切非作業人員嚴禁進入禁區內。
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