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球罐现场组焊施工方案安装公司审核版

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眉山市奥新能源技术有限公司
8万吨/年丙烯工程

球罐现场组焊施工方案

编制单位: 眉山奥新能源项目部
编 制 人:
审 核 人:
批 准 人:
编制日期: 年 月 日

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( 盖章受控)

版本:第一版 发布日期: 年 月 日

目录
第一章 编制依据 1
1.1 眉山奥新能源技术有限公司8万吨/年丙烯工程装置平面布置图和球罐单体图 1
1.2 本工程所采用的施工规范 1
1.3 编制原则 1
第二章 分部分项工程概况 2
第三章 主要施工方法及技术要求 3
3.1 主要施工程序 3
3.2 主要施工方法及技术要求 4
3.3 球罐焊接 15
3.4 热处理前的无损检测 19
3.5 球罐热处理 19
3.6 平台、 喷淋装置的制作与安装 24
3.7 水压试验 24
3.8 水压试验后的无损检测 25
3.9 气密性试验 26
3.10 涂漆施工 26
3.11 验收 27
第四章 技术复核内容及方法 27
第五章 劳动力组织 28
5.1 劳动力投入计划 28
5.2 劳动力供应保障措施 29
第六章 材料、 设备等供应计划 29
6.1 主要施工机具一览表 29
6.2 计量检测器具一览表 33
6.3 施工机械保障措施 34
第七章 工期安排及保证措施 34
7.1 确保工期的施工准备措施 34
7.2 确保工期的技术措施 35
7.3 确保工期的计划管理措施 35
第八章 质量标准及保证措施 39
8.1 质量控制点设置 39
8.2 质量管理措施 39
8.3 质量通病的控制 39
8.4 成品保护 41
第九章 安全防护措施 41
9.1 组织管理措施 41
9.2 球罐吊装安全措施 42
9.3 脚手架安全技术措施 43
9.4 现场高处作业的安全措施 44
9.5 施工用电管理措施 44
9.6 防火防爆炸安全管理 45
9.7 预热安全措施 46
9.8 焊接安全措施 46
9.9 气刨安全措施 47
9.10 打磨安全措施 47
9.11 无损探伤安全措施 48
9.12 耐压强度试验安全措施 48
9.13 气密性试验安全措施 49
9.14 油漆防腐安全措施 49
9.15 有限空间作业 49
第十章 节能减排及绿色施工 50
10.1 节能措施 50
10.2 节材与材料资源利用措施 50
10.3 环境保护措施 50
10.4 节水与水资源利用 51
10.5 节地与土地资源保护 51

第一章 编制依据
1.1 眉山奥新能源技术有限公司8万吨/年丙烯工程装置平面布置图和球罐单体图
1.2 本工程所采用的施工规范
1.2.1《固定式压力容器安全技术监察规程》 TSG R0004-
1.2.2《钢制球形储罐》 GB12337- ;
1.2.3《压力容器》 GB150— ;
1.2.4《球形储罐施工及验收规范》GB50094- ;
1.2.5《锅炉和压力容器用钢板》 GB713- ;
1.2.6《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46- ;
1.2.7《承压设备无损检测》 JB/T4730-
1.2.8《压力容器涂敷与运输包装》JB/T4711-
1.2.9《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-
1.2.10《石油化工建设工程施工安全技术规范》GB50484-
1.2.11《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-91
1.3 编制原则
1.3.1 认真贯彻国家工程建设的法律、 法规、 规程、 方针和政策。
1.3.2 严格执行工程建设程序, 坚持合理的施工程序、 施工顺序和施工工艺。
1.3.3 坚持又快、 又好的原则, 采用先进的工程管理理念, 组织有节奏、 均衡和连续的施工。
1.3.4 优先选用先进的施工技术、 科学的施工方案、 合理的实施规划, 有效的控制工程的安全、 质量、 进度、 成本。
1.3.5 提高施工机械化、 自动化程度, 改进劳动条件, 提高生产率。
1.3.6 坚持”安全第一、 预防为主、 综合治理”的方针和”企业负责、 行业管理、 国家监察、 群众监督”的安全生产管理体制, 完善安全文明施工和生态环境保护措施, 杜绝重大安全事故, 控制施工的噪声、 粉尘及垃圾污染。

第二章 分部分项工程概况
2.1 工程概况
眉山市奥新能源技术有限公司8万吨/年丙烯工程有8台 m³球形储罐组焊施工, 球罐由中国石化集团南京工程公司设计, 山东省腾达化工设备制造有限公司进行工厂化预制, 中建安装工程有限公司现场组焊施工。球罐具体规格见下表。
球形储罐明细表
名称
规格
材质
数量
m³精制液化气球罐
Ф15700(内径)×42mm
Q370R
1
m³精制液化气球罐
Ф15700(内径)×42mm
Q370R
1
m³丙烯球罐
Ф15700(内径)×50mm
Q370R
1
m³丙烯球罐
Ф15700(内径)×50mm
Q370R
1
m³成品液化气球罐
Ф15700(内径)×42mm
Q370R
1
m³醚后C4球罐
Ф15700(内径)×42mm
Q370R
1
m³醚后C4球罐
Ф15700(内径)×42mm
Q370R
1
m³不合格液化气球罐
Ф15700(内径)×56mm
Q245R
1
2.2 工程特点
2.2.1球罐安装属于三类压力容器现场组焊,必须有具备”A3级球形储罐现场组焊资质”的单位施工。施工前须到眉山市质量技术监督局办理”特种设备安装改造维修告知单”。
2.2.2球壳板壁厚, 焊接量大, 劳动强度大。
2.2.3球罐组焊受气象因素( 湿度、 温度等) 影响较大, 现处于雨季施工,防雨、 防雷电、 防潮等防护措施必须合理、 到位, 能保证连续焊接。
2.2.4球罐安装场地狭窄,需要50t吊车配合组装。
2.2.5组焊质量要求高、 施工难度大。

第三章 主要施工方法及技术要求
球罐基础验收
球罐壳板检查验收

赤道板组装
外经缝焊接

上下极边板安装

纬缝组焊

附件安装焊接

射线探伤

整体热处理

耐压试验

气密性试验

上下极中板安装

竣工验收
整体组装质量检查

清根打磨检查
焊缝返修
内经缝焊接

MT、 PT探伤检查
基础沉降测量
组对要素检查
组对尺寸检查
组对尺寸检查
内部清扫、 封罐
MT、 PT探伤复查

球壳板吊耳定位块组焊
3.1 主要施工程序

图3.1.1 现场施工总顺序
3.2 主要施工方法及技术要求
3.2.1 施工准备
熟悉施工图纸, 准备施工规范、 标准图集、 现场采查, 征求业主、 监理对施工的要求, 准备材料、 机具进场计划, 做好施工技术交底及安全技术交底。
球罐施工方法: 采用散装法组装, 整体组装成型, 采用全位置手工电弧焊方法焊接, 焊前预热采用液化气加热方法, 拍片采用γ源整体曝光, 采用内燃法进行焊后整体热处理。
3.2.2 基础验收
1) 基础应达到设计强度的75%以上, 检查基础的标高基准线、 纵横中心线、 沉降观测水准点等是否符合标准。
2) 检查基础外观是否有裂纹、 蜂窝、 空洞、 露筋等缺陷。
3) 按设计图纸,用钢卷尺、 盘尺、 直尺及水准仪测量各部位尺寸,允差符合表3.2.1规定。
表3.2.1 基础允许偏差
序号
项 目
允许偏差( mm)
1
基础中心圆直径( Db)
( Di为球罐设计内径)

球罐公称容积( m3)

±7.85
2
基础方位
1°
3
相邻支柱基础中心距S
±2
4
支柱基础地脚螺栓中心与基础中心圆的间距Sa
±2
5
基础标高
采用预埋地脚板固定的基础
各支柱基础上表面的标高
－3mm
相邻支柱的基础标高
3mm
6
单个支柱基础上表面的水平度
采用预埋地脚板固定的基础地脚板
2mm
3.2.3 球壳板及附件的到货验收
3.2.3.1球壳板及零部件质量证明文件检查
1) 锅炉压力容器质量安全监检机构出具的产品监检证书;
2) 零部件出厂合格证;
3) 材料代用审批证明( 如果发生代用情况) ;
4) 钢板、 锻件及零部件无损检测报告;
5) 球壳板周边及坡口无损检测报告;
6) 焊接接头无损检测报告( 包括检测部位图) ;
7) 产品焊接试件检验报告;
8) 球壳板及零部件焊接记录;
9) 球壳板几何尺寸检验记录;
10) 排版图;
3.2.3.2球壳板和试板的外观检查
1) 球壳板的结构形式应当符合设计文件, 每块球壳板本身不得拼接。
2) 球壳板不得有裂纹、 气泡、 结疤、 折叠、 夹杂、 和压入的氧化皮等缺陷。
3) 坡口型式应符合图样要求, 坡口表面平滑、 无裂纹、 分层、 挂渣氧化皮, 气割坡口平面度不应大于球壳板名义厚度的4%且不应大于1mm。
4) 球壳板制造单位提供的产品试板和工艺评定用的试板, 其材料标识及厚度应和球壳板相一致, 其尺寸应当为180×650mm。每台球罐产品试板数量不应少于6块。
3.2.3.3 球壳板无损检测
1) 球壳板超声波检测: 对球壳板周边100mm范围内应进行超声检测抽查, 抽查数量不得少于球壳板总数的 20％, 且每带不少于 2 块, 上、 下极各不少于 1 块, 检测结果Ⅱ级合格。若发现超标缺陷, 应加倍抽查, 若仍有超标缺陷, 则应 100％检验。
2) 球壳板测厚: 用测厚仪对球壳板的厚度进行抽查, 抽查数量不少于球壳板总数的20％, 每带不小于2块, 上、 下极各不小于1块。每块球壳板测量点应为5点, 其中4 个点分布在距离边缘100mm 左右的位 置并包括各顶角附近, 1 个点位于球壳板的中心附近。实测厚度应不小于设计厚度。若有不合格, 应加倍抽查, 若仍有不合格应对球壳板进行100%测厚检查。
3.2.3.4 球壳板曲率、 几何尺寸和坡口复检
1) 球壳板曲率复检
使用样板检查球壳板曲率, 检测时样板与球壳板保持垂直, 且每块球壳板不少于5个测量点, 样板的弦长和曲率允许偏差应符合下图3.2.1和表3.2.2的规定:

图3.2.1 球壳板曲率检查图
表3.2.2 样板及球壳板与样板允许间隙
球壳板弦长( m)
样板弦长( m)
允许间隙( mm)
≥2
2
3
＜2
与球壳板弦长相同
3
2) 球壳板几何尺寸复检
用钢板尺检查, 焊于极板上的人孔和接管用钢尺测量。测量时应在坡口处放置定位样规, 其几何尺寸允许偏差应符合图3.2.2和表3.2.3的规定:

图3.2.2 球壳板几何尺寸检查示意图

表3.2.3 球壳板几何尺寸允许偏差
项 目
允许偏差值( mm)
长度方向弦长L1、 L2、 L3
±2.5
任意宽度方向弦长B1、 B2、 B3
±2.0
对角线弦长
±3.0
两条对角线间的距离
≤5.0
注: 对于刚性小的球壳板只检查弧长, 不检查两条对角线间的垂直距离, 但球壳曲率符合规范要求。
3) 坡口复检
坡口角度α允许偏差±2°30′; 钝边厚度P允许偏为±1.5mm; 坡口深度h允许偏
为±1.5; 坡口表面应平滑, 平面度b＜1mm(板厚δ＞20mm时, B≤0.025δ), 如图3.2.3。熔渣与氧化皮应清除干净, 坡口表面不得有裂纹和分层等缺陷存在。
3.2.3.5复检人孔、 接管位置、 法兰面与接管的同心度、 法兰面的水平度。

图3.2.3 图3.2.4
1) 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。
2) 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。
3.2.3.6 球罐支柱几何尺寸检查:
1) 支柱的直径及长度用钢尺、 钢卷尺检测, 长度应符合图纸要求。长度偏差不得大于3mm, 分段支柱上、 下段接头段圆度不应大于2mm。运输中造成的圆度超标, 组装前应当修复。
2) 支柱全长L的直线度偏差应小于或等于全长的1/1000, 且不应大于10mm。分段支柱上段与赤道板组焊后的直线度允许偏差不大于L1/1000( L1——支柱上段长度) 。
3) 支柱与底板垂直度允许偏差2mm, 如上图3.2.4。
4) 焊于赤道带板上的支柱用钢卷尺检查, 其允许偏差应符合图3.2.5和表3.2.4的规定:

图3.2.5赤道带板上支柱测量检查图
表3.2.4 赤道带板上的支柱允许偏差
项目
允许偏差值( mm)
支柱长度L
±2.0
支柱与球壳板的距离h
±3.0
支柱中心线与球壳中心偏移│L1－L2│
≤2.0
3.2.3.7支柱间可调式斜拉杆的螺纹应当进行外观检查, 不得有锈蚀和断扣现象, 否则应当进行修磨除锈, 螺纹配合良好, 并应当涂抹润滑油防止生锈。
3.2.3.8安全阀安装前应经当地质量监督部门检测效验, 起跳压力、 回应压力均应符合设计规定, 并应有检测调试报告。
3.2.4 支柱与赤道壳带板组焊
3.2.4.1赤道板支柱下段与上段组焊、 上段支柱与赤道板组焊在现场预制平台上进行, 水平吊移带上段支柱的赤道板, 内侧向下使四个角支点平放在钢板上, 利用方楔铁找平赤道板, 然后将支柱与赤道板组装, 如下图3.2.6所示。完成上段支柱与赤道板的组焊后, 再进行支柱的组焊。支柱对接后, 用水准仪、 直尺、 水平尺等配合检查其直线度, 调整赤道带支柱长度和高度方向的尺寸, 调整下段支柱的水平度( 利用三木搭、 导链配合) , 画出赤道带板中心线, 以上段支柱轴线为中心线点O, 左右各测出500mm等间距点A和B( OA=OB) , 沿支柱底板向上定出间距100mm测量点C, 测量AC( L1) 和BC( L2) , 尽量确保L1=L2; 利用水平尺和导链调整支柱水平度。
3.2.4.2支柱的组对要求: 对角线L1与L2, 水平高差C1与C2的偏差均应控制在±2mm, 然后点固对接口焊接部位, 支柱组对允许偏差如表3.2.5。
图3.2.6 支柱组装图

表3.2.5 球罐支柱组对允许偏差
序号
检查项目
允许偏差( mm)
1
支柱底板下表面到赤道线距离H
±3
2
支柱直线度
15
3
支柱与赤道带板轴线的平行距离│L1－L2│
2
4
上段支柱与下段支柱的对口错边量
2
3.2.5 吊耳、 卡具组焊
3.2.5.1球壳板安装前应焊接吊耳、 方铁(定位块)、 限位块。吊耳按照标准选用; 方铁按照球壳板对接缝相对应的位置焊接; 球壳板在组装前, 应当对每块球壳板和焊缝进行编号, 球壳板的编号宜沿着球罐0°、 90°、 180°、 270°、 0°进行编排, 标号为1的球壳板应当排在0°或紧靠0°向90°方向偏转的位置上。方铁材质为Q370R。
3.2.5.2方铁的数量和间距应根据球壳板的长度和厚度确定, 纵向间距宜为1.1～1.3m, 环向间距宜为0.5～0.8m, 定位块与球壳板边缘的间距按卡具的中心距确定。赤道带板和上极板的方铁焊在壳板外侧, 下极板和赤道带板下侧的方铁焊在壳板内侧。
3.2.5.3限位板焊接在赤道带板中心水平线上下( 带支柱的赤道带板限位板在下, 不带支柱的赤道带插板限位板在上) 位置。定位块、 限位板型式如下图3.2.7。

图3.2.7
3.2.5.4焊接吊耳、 方铁应当执行合格的焊接工艺评定, 需要预热、 后热的必须进行焊前预热和后热。上极带边板和侧板焊接3个吊耳, 赤道带板和中心板焊接2个吊耳。焊接应与球罐正式焊接的工艺相同。参与施焊的焊工应持有该材质焊接的合格证书。定位块为三面焊, 在受力方向的背面焊, 吊耳为四面满焊, 焊肉高度10-12mm。
3.2.5.5球壳板与吊耳、 方帽焊接前应当将焊接处的油漆、 铁锈清理干净。
3.3.5.6方铁、 吊耳、 限位板拆除时, 采用碳弧气刨, 不得伤及母材, 切除后应打磨光滑,
并进行100％磁粉或渗透检测。
3.2.6 球壳板组装
球壳板组装时, 选用50t或70t吊车进行球壳板吊装, 必要时采用双机抬吊的滑移吊装法。
3.2.6.1赤道带板组装
在基础滑板表面划出支柱安装中心线、 角度等分线和支柱底板的圆, 考虑到焊缝收缩和方便组装, 将支柱中心线的直径比设计值大10~20㎜, 以便于最后一块赤道带的插装就位。在支柱底板下面涂一层厚度约为1㎜左右的润滑脂。
赤道带板的吊装采用插入法, 具体步骤如下:
1) 首先起吊前, 用导链配合吊装索具调整第一块带支柱赤道带板吊索长度, 确保第一块带支柱赤道带板起吊后保持垂直, 平稳吊到基础滑板上, 对准滑板上的十字中心线就位。为防止倾倒用φ10mm钢丝绳结合导链在顶部外侧拉住, 调整支柱径向、 周向垂直度使其≤15, 用磁力线坠、 钢直尺配合检查合格后, 紧固地脚螺栓。如下图3.2.8:

图3.2.8
2) 吊装第二块带支柱的赤道带板, 按前述方法, 调整支柱径向、 周向垂直度、 紧固地脚螺栓及用拖位绳拉住, 安装两支柱间拉杆并进行调整。
3) 吊装第三块不带支柱的赤道带板, 插装在已安好的两块带支柱的赤道带板之间, 水平度可根据限位板的位置进行控制, 并与邻板间留有2±2㎜的焊接间隙。吊装就位后, 用组装夹具、 方楔子、 圆楔子将三块板组成一体。如图3.2.9:

图 3.2.9
4) 按上述方法依次吊装一块带支柱的赤道带板, 一块不带支柱的赤道带板, 吊装就位后用组装夹具连接并进行调整, 直至全部闭合, 组装成带。赤道带板的组对间隙、 错边量和棱角的检查, 沿对接接头每500㎜测量一点。
⑴ 对口间隙: 采用手工焊条电弧焊2±2mm;
⑵ 错边量 ≤3.0㎜;
⑶ 棱角 ≤7㎜;
⑷ 上下环口不平度≤2mm;
⑸ 每块球壳板的赤道线水平误差不大于2㎜; 相邻两块球壳板的赤道线水平误差不大于3㎜; 任意两块球壳板的赤道线水平误差不大于6㎜;
⑹ 8台 m³球罐的支柱垂直度均为≤15mm。
3.2.6.2下极带板组装
赤道带板组对成环, 调整、 检查合格后, 再组装下极带各板, 吊装顺序为下极带边板→下极带侧板→下极带中心板。第一块边板吊装就位后, 用组装夹具与赤道带板连接, 边板的下端用φ10mm钢丝绳结合导链向上牵引, 然后依次吊装其它各边板直至闭合。由于板下端因其重力作用而下垂导致下环口增大, 因此围板收口要小一些, 以保证极侧板、 极中板就位后的间隙。各板之间的定位连接都采用组装夹具。安装就位后调整: 对口间隙: 2±2mm; 错边量≤3.0mm; 棱角度≤7mm。

图3.2.10 下极带边板吊装图
3.2.6.3 内外脚手架搭设
下极带各板组装、 调整合格后, 应搭制内、 外脚手架。内脚手架由钢管搭制, 上铺设跳板。脚手架的搭设位置依据上极拼缝、 上极方环缝的位置而定, 脚手架的四周靠横干与球壳板固定。外脚手架根据球体的大小、 距焊缝的距离及适于焊接进行搭设, 并按规定设置安全扶手, 以保证施工过程中的安全。
3.2.6.4上极带板组装
内、 外脚手架搭设后, 吊装上极带各板, 吊装顺序为上极带边板→上极带侧板→上极带中心板。第一块边板吊装就位后, 防止板上端因自重而下垂, 造成上环口减少, 极侧板、 极中板安装困难, 需将边板上仰一定角度, 上端用φ13mm钢丝绳结合导链向外侧牵引, 下端用组装夹具与赤道带板连接, 再依次吊装其它极边板及极侧板、 极中板, 用组装夹具连接。安装就位后调整: 对口间隙: 2±2mm; 错边量≤3.0mm; 棱角度≤7mm。

图3.2.11 上极带板吊装图
3.2.7 球体调整及定位焊
3.2.7.1调整及定位焊顺序: 赤道带纵缝→下、 上极板缝→下、 上赤道带环缝。
3.2.7.2调整方法: 利用球体外侧组装卡具, 调整焊缝的根部间隙、 错边量、 角变形等。如下图423-17。调整时不得采用机械方法进行强力组装。
方楔子
球壳板
卡具
方楔子
圆楔子

图3.2.12 错边量、 角变形、 间隙调整
3.2.7.3调整及定位焊必须对称配置作业人员, 采用对称法进行工作。定位焊时以赤道带
板中心线为基准, 赤道带下段由上向下的方法进行,赤道带上段由下向上的方法进行。
3.2.7.4定位焊时, 焊接要预热, 预热采用液化气+单把加热器烤把。焊接参照《焊接工
艺规程》执行。
3.2.7.5调整合格后由铆工划出定位焊位置线, 由持证焊工进行定位焊。定位焊在内侧进
行, 采用两层焊道, 定位焊长100mm, 间距300mm, 焊肉厚度大于8mm, T型焊缝、 Y型
焊缝必须全封150mm长, 并焊牢。引弧和息弧点应在坡口内, 严禁在球壳板上和T型焊
缝、 Y型焊缝的交合处。
3.2.7.6定位焊后, 部分组对用卡具要拆除, 为保证球罐的整体安全性, 对定位焊的强度进行计算, 符合要求, 详见附件1。
3.2.8 组装验收
3.2.8.1 执行标准
验收执行GB12337- 《钢制球形储罐》及GB50094- 《球形储罐施工及验收规范》。球壳组装后, 应对各带板进行调整, 用弦长不小于1m的样板检查组对后的棱角, 使上述各带板组装后的对口间隙、 错边量、 棱角度、 赤道线水平度、 支柱垂直度及任意位置最大与最小直径之差应符合表3.2.6:
表3.2.6 组装后允许偏差( 焊前)
检查项目
允许偏差
组对间隙
2±2㎜
组对错边
≤3.0㎜
组对棱角
≤7㎜
赤道线水平度
每块球壳板
≤2㎜
相邻两块球壳板
≤3㎜
任意两块球壳板
≤6㎜
支柱垂直度
径向
≤15㎜
≤15㎜
周向
≤15㎜
球罐任意位置最大直径、 最小直径及两极间净距与设计内径之差
50mm
3.2.8.2质量检验标准和方法
1) 球罐支柱的垂直度应沿径向和切线方向测量, 测量方法可用线坠和钢尺在支柱上、 下两点测量, 线坠的重量不小于1Kg。
2) 球罐支柱的垂直度应在焊接前、 后各测一次, 如球罐需要进行焊后整体热处理, 则应在热处理后做最后的测定。
3) 赤道带的水平度应在赤道线用连通管或钢卷尺和水平仪测量, 测点不少于6点。组装时赤道板的赤道线水平误差不应大于2.0mm, 相邻两块球壳板的赤道线水平误差不应大于3.0mm, 任意两块球壳板的赤道线水平误差不应大于6.0mm。
4) 球罐内径宜用钢板尺和钢盘尺, 测量分沿水平面和垂直面测定, 水平面不应少于6个数据, 垂直面不应少于2个数据, 其中必须包括一个铅垂方向的直。水平面的直径也可采用外径吊线坠在地面测量然后减去板厚差, 见图3.2.13。
5) 球罐焊接后, 检查球壳两极间及赤道截面的内直径, 两极间的净距与球壳设计内直径之差和赤道截面的最大内直径与最小内直径之差均应小于球壳设计内直径的7‰, 且不大于80mm。

图3.2.13 球罐椭圆度检测图
6) 焊接后棱角应按本标准规定进行检查, 棱角值不得大于10mm。
7) 检测方法使用水平仪、 样板和钢卷尺。
3.2.9垫板安装
球罐组焊时应当按照图纸要求, 在球壳板上焊接梯子支撑垫板、 顶部平台支架垫板、 喷淋管支架垫板等; 垫板四周应当满焊, 预留10mm长度不焊接用于排气, 垫板焊接时应当按照规范要求进行预热和后热, 同球罐其它焊缝一起进行焊接检验, 并进行焊后热处理。对于焊接检验需要返修的焊缝, 应当按照球罐焊缝要求进行返修。
3.3 球罐焊接
3.3.1 焊接采用全位置手工电弧焊施焊,所有焊缝采用双面焊全熔透。
3.3.2焊接工艺评定
3.3.2.1焊接工程开始之前, 在焊接责任工程师的主持下对球罐壳体材料进行焊接工艺评定。
3.3.2.2 球壳上所有对接焊接接头, 球壳板与凸缘、 接管、 支柱的连接焊缝接头, 在焊前均要进行预热, 预热温度为150～200℃, 焊后立即进行后热消氢处理, 后热温度为200～250℃, 后热时间为0.5～1h。
3.3.2.3 焊接工艺评定见焊接工艺评定报告。
3.3.2.4 焊接线能量按Q=60IU/V计算, 应不超过焊接工艺评定合格的线能量上限。
3.3.3 焊接管理
3.3.3.1 焊工: 参加球罐施工的焊工, 持有劳动部门发给的锅炉压力容器焊工考试合格证。合格项目应与施工的钢种, 焊接方法和焊接材料相符, 且身体健康者。
3.3.3.2 焊接设备: 使用合格完好的焊机。
3.3.4 焊材
3.3.4.1 焊材选用: 选用符合GB/T5117的焊材, 规格为φ3.2mm、 φ4mm和φ5mm, 焊条质量证明书各项数据必须齐全, 并依据规定做好化学成份、 力学性能等复验工作。
3.3.4.2 焊材保管和发放: 焊条的保管和发放严格执行《压力容器质保手册》中”焊接材料管理制度”有关规定。
3.3.4.3 焊接环境: 应在施工中详细填写焊接环境, 气象记录; 下列情况无有效防护措施禁止施焊:
( 1) 风速≥8m/s
( 2) 相对湿度≥90%
( 3) 下雨、 下雪
鉴于施工现场焊接环境湿度高, 为保证焊接质量, 焊接过程中必须采取以下措施:
（1） 球罐脚手架四周采用防火布制作防护棚来防风、 防雨, 保证小环境焊接条件;
（2） 在防护棚内部放置湿度计, 随时监控防护棚内部湿度, 湿度超标即停止焊接;
( 3) 焊接前焊条必须按照规定烘干, 保温;
( 4) 焊接前焊缝焊接侧同焊接背侧充分预热, 达到预热要求
( 5) 焊接过程中, 焊条使用采用焊条保温桶保温, 防止焊条二次受潮;
( 6) 下雨天终止焊接。
3.3.5 焊接工艺
3.3.5.1 产品试板的焊接与试验
( 1) 产品试板, 焊接材料, 焊接工艺、 焊接位置均应和球罐壳板要求相同。
( 2) 产品焊接试板应由施焊求购的焊工在与球罐相同焊接条件和相同焊接工艺的条件要求进行焊接, 每台球罐分别做横焊、 立焊、 平焊+仰焊三种位置的六块产品试板, 试板尺寸为650mm×180mm。
( 3) 产品焊接试板应经外观检查合格, 经100%RT和双面100%MT检测合格, 其合格标准RT: JB4730- 的Ⅱ级, MT: JB4730- 的Ⅰ级。
( 4) 产品试板的试样切取, 检验项目, 实验方法均应符合GB150- E附录E的规定。
3.3.5.2 焊接工艺规范参数: 见焊接工艺评定。
3.3.5.3 整体组装完, 进行全面的组装质量检查验收, 由质保工程师组织有关人员参加办理工序交接手续, 并在交接记录上签字认可, 方可进行正式焊接。
3.3.5.4 定位焊
( 1) 定位焊必须在球壳直径、 椭圆度、 错边量、 角变形和对口间隙等调整合格后进行。
( 2) 球壳板定位焊应分几组同时对称进行焊接, 纵缝定位焊时, 应从每条焊缝中心向两端进行焊接。环焊缝定位焊时, 各组要分别从左向右进行焊接。
( 3) 定位焊缝在内侧小坡口侧, 焊接规范与正式焊接规范相同。
( 4) 定位焊采用间断焊, 焊缝长度为100mm, 间距为300mm左右。
3.3.5.5 主体对接焊缝焊接
( 1) 赤道带纵缝外侧——上极带纵缝外侧——上环缝外侧——下极带纵缝外侧——下环缝外侧——上极带纵缝内侧——上环缝内侧——赤道带纵缝内侧———下环缝内侧——下级带纵缝内侧
( 2) 焊接时工位均匀对称分布, 罐内外焊接方向相同。
( 3) 改变焊接工位之前, 该条焊缝最少焊两层以上且焊到末端。
( 4) 引弧采用回焊法, 在焊道前方内引弧, 然后拉回到焊接处焊接, 严禁在坡口外引弧。
( 5) 经缝焊接
a.第一层( 打底层) 采用φ3.2mm焊条, 相对整条焊缝采用分段倒退向上焊接。
b.其余各层同第一层, 三角形法运条, 与前进方向取0°～10°倾角, 短弧操作。
c.打底及填充成形主要要防止未焊透及咬边等缺陷产生。每层焊接应呈平或凹状。层道间的接头尽应错开。
d.先同时焊接10条外坡口焊缝, 一次焊完外坡口后, 再焊接另10条焊缝。内口焊接时, 一次焊完10条焊缝, 再焊另10条焊缝。
e.当进行层间施焊时, 应注意施焊时, 应注意施焊时内部产生的缺陷, 及时在焊道外对应处划出记号, 焊完该层后, 用砂轮对缺陷进行处理。
f.焊接成型后, 施焊者对施焊的焊缝进行如下自检: 焊缝存在哪些质量通病, 如咬肉、 弧坑、 药皮未清除、 飞溅、 焊瘤等, 对出现上述通病必须认真进行补焊和清除, 处理后方可离开焊接岗位。
g.定位焊应选用与正式焊接相同的焊条, 其焊接工艺与正式焊接工艺相同。
h.定位焊应在内侧进行, 定位焊长度应在100mm以上, 焊肉高度12 mm左右, 间距300 mm, 正式焊接时, 必须将定位焊道的焊肉清除干净。
i.应在焊道内引弧, 不得在非焊接处引弧, 如不慎造成弧坑, 必须打磨清除。
j.在横焊中采用多道焊, 每层最后的预留间隙要大于焊条直径, 以保证其边缘的填满和熔合良好。
( 6) 碳弧气刨清根
a.碳弧气刨虽属不构成工程实体的工序, 但关系到焊缝质量和焊工操作等, 因此必须引起高度重视。
b.刨槽的位置应无偏斜, 无渗碳层, 刨槽成形应为U形, 不允许成V形或形, 由刨槽到两侧槽壁呈圆滑过渡, 槽壁呈平滑状, 宽度应一致, 深度应适当。
c.在非因消除焊接内在缺陷所需要的情况下, 刨槽不应过宽过深。以清除X坡口大坡口一侧的第一层焊肉为限, 壁厚42mm的球罐清根坡口深度应控制在18～25 mm, 壁厚50mm的球罐清根坡口深度应控制在24～34 mm, 壁厚56mm的球罐清根坡口深度应控制在26～38 mm, 以防引起焊接角变形和局部应力集中形成质量隐患。
d.气刨焊机选用ZX7-630直流电焊机, 极性为反接, 即工件为负极, 其优点是: 提高熔深, 金属流动性好, 同时凝固温度降低, 刨削过程稳定, 刨槽光滑。
e.为防止刨槽过深和夹碳现象, 对气刨电流要正确选择, 对于不同直径的碳棒, 可根据下面经验公式选择电流。I=( 30～50) d 其中: I为电流( A) , d为碳棒直径( mm)
f.碳棒直径选用φ10的碳棒
g.气刨速度为0.5～1.2m/min为宜, 以防止形成夹碳缺陷。
h.碳棒与工件的倾角, 一般采用45°左右, 倾角不应过大, 使刨槽过深。
i.当进行返修气刨时, 气刨深度不得超过板厚的2/3, 以42 mm板为例, 最大深度为32 mm, 如刨至该深度时, 仍有缺陷, 只能将刨槽焊满成形, 再从另一侧返修, 焊补长度应大于50 mm, 返修时, 可选用φ8的碳棒。
j.刨槽质量应达到如下要求: 刨槽位置无偏斜, 无渗碳层, 呈U形且表面光滑, 根部圆弧应符合焊接工艺要求。
k.气刨后磨除便面渗碳层, 并进行渗透检验, 检查应无裂纹、 气孔、 夹渣等缺陷。
3.3.5.6 返修工艺及要求
( 1) 凡经外观及无损探伤检查不合格的焊缝, 必须查清原因, 确定缺陷性质及部位, 落实返修措施, 严格执行返修工艺。
( 2) 返修时, 检验员及现场技术负责人必须到位进行监督检查。
( 3) 缺陷清除可采用气刨或砂轮打磨。选择缺陷距表面较近侧进行消除缺陷工作, 气刨后用砂轮打磨露出金属光泽。
( 4) 裂纹缺陷返修时, 先用气刨到标定的深度值用砂轮清除, 并经着色检查完全清除为止。
( 5) 所有返修部位长度应大于50mm。两缺陷间隔小于50mm时应合为一处返修。
( 6) 补焊时, 不得中间停顿, 须一次完成。
3.4 热处理前的无损检测
3.4.1从事球罐无损探伤人员, 必须持有国家质量监督检验检疫总局颁发的锅炉压力容器无损检测技术等级鉴定证书, 取得Ⅱ级以上证书的人员方可填写和签发检验报告。
3.4.2 焊缝表面的形式尺寸及外表检查合格后, 方可进行无损探伤。
3.4.3 球罐对接焊缝, 外侧焊接完毕, 应进行背面清根, 据规定打磨和渗透探伤。
3.4.4 球罐上所有A、 B类焊接接头及接管、 凸缘与长颈法兰之间的对接焊接接头在水压试验后再进行100%UT检测复查, UT检测结果Ⅰ级合格, 检测技术不低于B级; 球罐上所有A、 B、 D类焊接接头内外表面, E类焊接接头外表面, 支柱与赤道板的焊接角焊缝外表面, 上下支柱连接的所有角焊缝, 焊接工卡具清除后的焊迹及热影响区, 在热处理前进行100%MT检测, 检测结果Ⅰ级合格。
3.4.5 评定缺陷介于两极之间时, 必须从严评定以确保焊接质量。
3.4.6 射线、 超声检测均应在焊接结束36小时后进行.
3.4.7 焊缝返修是在RT、 UT检测出缺陷后进行, 如有超标缺陷必须进行返修。
3.4.8 焊缝内部缺陷可用碳弧气刨或打磨方法去除, 消除缺陷的深度不得超过球壳板厚度的2/3。判定或发现缺陷为裂纹时, 应停止清除, 并做好记录, 应检验人员确认后, 方可清除和焊补。
3.4.11 返修后的焊缝应按要求进行无损检测, 焊缝返修处必须要认真记录, 同一部位焊缝返修, 不允许超过二次, 第三次返修, 应经建设单位技术负责人批准。
3.5 球罐热处理
球罐整体经无损检测、 几何尺寸检查合格后, 且与球罐焊接的所有零、 部件作全部焊接完毕后, 方可进行整体热处理。为减少、 消除焊后残余应力, 达到热处理的目的, 在热处理过程中必须认真执行热处理工要求。
球罐整体热处理工艺流程示意图如下图:

缓
冲
罐
低压空压机
储 油 罐