球罐熱處理方案1

1、1、概述1.1工程概況×××××裝置工程項目中液氨及酸堿罐區(qū)工程，我公司施工的四臺2000m3 液氨球罐,本球罐屬三類壓力容器，按設(shè)計圖紙要求均需進行焊后整體熱處理，以達到消除焊接殘余應(yīng)力，改善性能的目的，確保球罐使用的安全性。 液氨球罐設(shè)計技術(shù)參數(shù)（2000m3） 表1.1設(shè) 計 數(shù) 據(jù)設(shè)計壓力 MPa2.16容器類別三類工作壓力 MPa2.06操作介質(zhì)液氨設(shè)計溫度 50全容積 m32026工作溫度50主要受壓元件材料Q370R水壓試驗壓力 MPa2.73空重 Kg396460氣密性試驗壓力 MPa2.16焊縫延長米 m385.495球罐規(guī)格

2、 mm15700×56保溫材料/厚度 mm聚苯乙烯 100mm支柱防火要求（敷設(shè)部位）支柱外側(cè)防腐要求見防腐技術(shù)要求施 工 驗 收標準、規(guī)范GB12337-1998鋼制球形儲罐、壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程GB50094-98球形儲罐施工及驗收規(guī)范、球罐制造安裝技術(shù)條件焊接規(guī)程JB/T4709-2000焊接試板GB12337-1998JB4744-2000焊接接頭無損檢測類別射線檢測長度100%焊接接頭無損檢測復驗類別超聲波檢測長度50%(焊后)標準JB4730-2005 級標準JB4730-2005 級焊接接頭表面檢測類別磁粉檢測100%（熱處理前、水壓試驗后）熱處理要求整體熱處理標準

3、JB4730-2005 級1.2編制依據(jù) 液氨球罐設(shè)計圖紙及技術(shù)說明；石油化工施工安全技術(shù)規(guī)程SH3505-1999；鋼制壓力容器GB150-1998；鋼制球形儲罐GB12337-1998球形儲罐施工及驗收規(guī)范GB50094-1998球形儲罐工程施工工藝標準SH/T3512-20022、施工方法及準備工作2.1施工方法球罐整體熱處理采用輕柴油內(nèi)部燃油法?，F(xiàn)場使用全自動控制燃燒器，利用燃燒后的高溫煙氣加熱球體。產(chǎn)品試板安置于球罐外側(cè)，煙氣由上人孔安置的煙囪排出。2.2準備工作與球罐受壓件連接的焊接工作全部結(jié)束，經(jīng)無損檢測合格，并具備探傷專業(yè)所提供的工序交接記錄。拆除球罐內(nèi)部一切臨時設(shè)施，并清掃干

4、凈，熱處理前組織監(jiān)理、質(zhì)量檢測部門聯(lián)合檢查。將熱電偶按指定位置與球殼板進行固定，熱電偶分布見圖1 把產(chǎn)品焊接試板布置在球罐熱處理時高溫區(qū)的外側(cè)，三塊試板在同一水平位置成120°均勻分布，并用支架和楔鐵使其與球殼緊貼，間隙用無銹細銅絲塞緊，以確保傳熱良好，使其與球罐均勻同步升溫。在球罐上人孔處，裝設(shè)煙囪一個，煙囪內(nèi)裝有防火罩和旋轉(zhuǎn)閥，通過旋轉(zhuǎn)閥的開閉，調(diào)節(jié)熱處理的升降溫速度。與熱處理無關(guān)的接管和開口，用絕熱材料封堵。安裝燃燒器，燃燒器與下人孔法蘭間用絕熱材料隔絕。連接燃燒器動力線路及控制線路。安裝測溫系統(tǒng)所用熱電偶和補償導線。連接油管道及油泵（見系統(tǒng)圖2）。脫開與球罐聯(lián)接的鋼結(jié)構(gòu)，并調(diào)

5、整球罐外側(cè)腳手架與球殼板及柱腿外側(cè)的間距，確保柱腳移動的順利和絕熱施工的需要。松開拉桿和地腳螺栓，在支柱地腳板底部設(shè)置移動裝置。簡易裝置是在基礎(chǔ)底板上焊上定位塊后，在定位塊和支柱底板之間夾上方?jīng)_子，利用錘擊方?jīng)_子的方法實現(xiàn)移動?？煽坷靡苿友b置是用鋼板焊上加強筋的胎具，固定在球罐基礎(chǔ)的內(nèi)外兩側(cè)，設(shè)置千斤頂于支柱與胎具橫梁之間，在基礎(chǔ)滑板上畫出位移標記。3、球罐整體熱處理施工作業(yè)計劃球罐整體熱處理單臺施工計劃見表1 施工計劃表 表1序號 時間（天）項目12345678 91機具就位2腳手架調(diào)整3試件安置4安裝鋼帶5絕熱層設(shè)置6安裝移動框架7接通管路8熱處理操作9柱腳移動10拆除絕熱層11拆除鋼帶

6、12除去試板13拆除套筒、煙囪柱腳移動框架及管路20 圖1 球罐熱電偶分布圖 圖2 熱處理系統(tǒng)圖4、測溫系統(tǒng)的布置熱處理過程的溫度測量使用遠距離連續(xù)自動檢測系統(tǒng)，測量儀表事先檢定合格。測溫點均勻布置在球殼板外表面，相鄰測溫點的間距宜為4.5m，距人孔與球殼板環(huán)焊縫邊緣200mm 以內(nèi)及產(chǎn)品焊接試板上，必須設(shè)測溫點，試板至少有一個測溫點。鋼帶布置完畢后，即按測溫點布置圖用砂輪磨光測溫點位置至出現(xiàn)金屬光澤，把開槽螺母點焊在球殼外壁，保溫結(jié)束后，用補償導線與微機連接（見圖3）。 1-螺釘；2-開槽螺母；3-定位焊；4-球殼板；5-熱電偶圖3 熱電偶固定螺母示意熱電偶在殼體上布置均勻，按照熱電偶分布圖

7、布置測溫熱電偶。熱電偶點焊后，由施工單位負責組織監(jiān)理、業(yè)主單位對熱電偶的安裝質(zhì)量、分部位置進行聯(lián)合檢查，確認合格后再覆蓋上保溫層，并將熱電偶冷端吊離保溫層400mm以外。熱電偶補償導線由銅-康銅導線制成。每條補償導線選用整條導線，中間應(yīng)無斷頭或接頭。補償導線與熱電偶連接后，固定于離殼體保溫層外圍200mm以遠的位置上，不得與保溫層外的保溫鐵釘相接觸。熱電偶在使用前經(jīng)校驗合格。補償導線兩端的編號一致，便于及時、迅速地確定測溫部位。5、絕熱工程施工絕熱工程包括鋼帶制造、安裝及絕熱層安裝等三個部分。5.1鋼帶制造鋼帶采用厚3mm、寬25mm的扁鋼制成，扁鋼上間隔500mm均勻焊接8´160

8、的圓鋼制成的保溫鐵釘。鋼帶簡圖見圖4。鋼帶的保溫鐵釘與扁鋼、10圓鋼圍成的圓環(huán)與扁鋼焊接牢固。圖4 鋼帶簡圖保溫鐵釘6制成200500500200500305.2鋼帶安裝安裝時，鋼帶沿球罐徑向均布，與球殼板緊貼，上部和下部呈放射狀形式,相鄰兩者間赤道帶的最大間距為600mm。鋼帶上的保溫鐵釘應(yīng)牢固，不得脫落。鋼帶與單開槽螺母間保持一定的間距。5.3絕熱施工保溫材料選用能耐650高溫，對球殼無腐蝕、容重低、導熱系數(shù)小的硅酸鋁保溫棉。保溫層須緊貼球殼表面，采用鋼帶進行連接。厚度均勻，無空洞，片與片之間要搭接，外部用鐵絲固定壓緊，球罐下部鐵絲須加密，以防保溫層脫離。保溫層的厚度為60100mm。絕熱

9、層鋪設(shè)時，應(yīng)保持保溫材料干燥，不得受潮，相鄰兩塊絕熱層至少應(yīng)搭接200mm，接頭部位應(yīng)嚴密。絕熱施工自上而下逐層進行。鋪設(shè)時，均應(yīng)用18#細鐵線在鋼帶保溫釘上固定牢靠。局部間隙不得大于10mm。球罐上的人孔、法蘭、接管及連接板均應(yīng)進行絕熱，從支柱與球殼連接焊縫向下至少1m長度范圍的支柱應(yīng)進行絕熱。絕熱層在熱處理過程中，不得松動、脫落，確保熱處理工藝的正常進行。在熱處理過程中，保溫被外側(cè)溫度不超過60。6、柱腳移動裝置的設(shè)置熱處理過程中球體隨著溫度的變化會出現(xiàn)膨脹、收縮現(xiàn)象、導致赤道帶外側(cè)柱腳的徑向自由移動，移動中時刻監(jiān)測柱腿垂直度，若出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，需在柱腳底部安裝位移調(diào)整裝置，采用人工進行相應(yīng)

10、的調(diào)整。為確保柱腳底板滑動良好，在安裝柱腳底板時，必須在柱腳基礎(chǔ)上涂滑動牛油。柱腳移動裝置由千斤頂、移動固定框架及柱腳弧形護板構(gòu)成。柱腳移動框架，柱腳移動時固定在砼基礎(chǔ)上，柱腳移動框架簡圖見附圖5。橫梁框架圖5 柱腿移動器示意圖球罐受熱膨脹量按下式計算：t=×T×R式中： t為柱腳移動量mm；為鋼材在各溫度區(qū)間段的膨脹系數(shù)，mm （Q370R為1*10-5）；T為區(qū)間段球殼板測溫溫度與環(huán)境溫度差值，；R為球罐外半徑， mm；根據(jù)計算結(jié)果， 每升、降溫100半徑膨脹量如表3所示。球殼板平均溫度每升（降）100，柱腳移動一次，升溫向外移，降溫向內(nèi)移。每次移動的距離見下表。整體熱

11、處理參數(shù) 表3序號名 稱液氨及酸堿罐區(qū)液氨球罐1球罐材質(zhì)Q370R2球罐內(nèi)徑/壁厚15700/563測溫點設(shè)置264控制溫度范圍300560±205升溫速度控制/h50806恒溫溫度560±207恒溫時間(分鐘)1358降溫速度控制30509柱腳移動量每升降溫1008mm7、人員組織熱處理人員必須經(jīng)過專門訓練，熟悉本崗位工作。具有一定的獨立處理事故的能力，并經(jīng)過主管單位考核合格，方可上崗。熱處理所有人員必須聽從指揮，工作過程中，出現(xiàn)問題應(yīng)立即進行處理。熱處理是一項連續(xù)性很強的操作工藝，按12h為一班輪流作業(yè)，勞動力使用計劃如表4所示。 勞 動 力 使 用 計 劃 表4序號工

12、種名稱人數(shù)主要工作內(nèi)容1熱處理專業(yè)技師2控制熱處理過程2電焊工3安裝熱電偶等3打磨工6熱處理后修磨4電工2現(xiàn)場機具用電維護5司機1運輸6庫工1庫房管理7普工6運油，支柱移動的調(diào)整8保溫工6球罐保溫8、熱處理工藝球罐進行熱處理的目的在于減少焊接殘余應(yīng)力，延長球罐的使用壽命。熱處理工藝應(yīng)嚴格按照下列要求執(zhí)行。熱處理申請熱處理報告重新熱處理理工序交接控制1 A熱處理準備控制5 C控制4 A控制6 B控制7 B控制3 C無損檢測資料檢查熱處理施工方案編制、技術(shù)交底控制2 C硬度檢查施工工藝方框圖熱處理理論曲線下圖所示： 熱處理工藝要求球罐熱處理升溫至300以上時，升溫速度和降溫速度按附表要求進行控制，

13、300以下自然冷卻。300以上時升溫和降溫時，球殼表面上相鄰兩測溫點的溫差不得大于130。球罐恒溫溫度和恒溫時間見表3。熱處理裝置 本工程球罐熱處理選用了DCS-HY型大型球罐整體熱處理系統(tǒng)和霍克燃燒器來共同完成本單元球罐整體熱處理任務(wù)，DCS-HY型系統(tǒng)中采用德國進口歐寶EK910000型燃燒器能做到自動配比，輸出功率自動調(diào)整。該設(shè)備由熱處理電腦溫控儀、閥站、供油系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)和燃燒系統(tǒng)共同組成。根據(jù)實際情況可選用霍克燃燒器控制系統(tǒng)熱處理設(shè)備，該系統(tǒng)選用日本進口的DR030型數(shù)字記錄儀和霍克燃燒器共同完成熱處理，其特點是操作簡單、設(shè)備輕便。熱處理操作過程 自由升溫階段常溫300 首先點燃助燃

14、器，火焰穩(wěn)定后緩慢加風，達到藍色尖狀且不被吹滅的最佳燃燒狀態(tài)后，穩(wěn)定幾分鐘，開始供油。此后中央控制系統(tǒng)將自動調(diào)整燃燒器的功率，加大油量、風壓，開始升溫。 控制升溫階段400恒溫溫度中央控制系統(tǒng)自動調(diào)整燃燒器的功率，加大風壓、油量、升溫速度按設(shè)定值進行控制，并開始打印記錄。 恒溫階段中央控制系統(tǒng)將根據(jù)各測溫點的數(shù)值，自動調(diào)整燃燒器的功率，減小風壓、油量，達到設(shè)計規(guī)定熱處理溫度時，按恒溫溫度和時間進行控制、恒溫。 控制降溫階段恒溫溫度300 熄火，打開煙道旋轉(zhuǎn)閥，開啟燃燒器的風機部分，往罐內(nèi)送風，自控部分將對風機按設(shè)定數(shù)值進行調(diào)節(jié)，以保證降溫速度符合要求。 自由降溫階段300常溫關(guān)閉燃燒器的風機部

15、分，進行空冷，同時停止記錄。整個熱處理過程除自由降溫階段外，均應(yīng)設(shè)專人定崗操作和監(jiān)測測溫系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)測溫元件失靈應(yīng)及時修復，測溫點溫度偏離工藝曲線過大，各點溫差、升降溫速度超標時應(yīng)立即采取調(diào)整措施。9、熱處理操作要領(lǐng)熱處理前24h內(nèi)，應(yīng)準確掌握天氣預(yù)報情況，大風、降雨天氣無有效防護措施時，不得強行進行熱處理作業(yè)。加熱裝置在投用前檢查油路有無泄漏，油泵、風機轉(zhuǎn)向是否符合要求，檢查合格后試燒。試燒時間定為10min，試燒過程中發(fā)現(xiàn)的設(shè)備缺陷，待火焰熄滅后，徹底消除，方可按熱處理工藝進行操作。熱處理操作程序： 打開各油箱閥門，啟動主油箱處伺服油泵，燃油經(jīng)伺服油箱回到主油箱。 在燃燒器主控制系統(tǒng)中設(shè)置好

16、熱處理曲線，然后運行開始點火。 關(guān)火時，按停止按鈕即可。 加熱溫度每升高100需放松固定燃燒器的倒鏈至合適位置，并調(diào)整支柱位移按表3所示數(shù)值。 燃燒過程中若出現(xiàn)報警，必須找出原因，排除故障后方可復位。 檢查記錄儀，觀察運行是否正常。定時檢查油泵電機，溫度不得超過60。熱處理過程中，設(shè)專人定崗操作和監(jiān)視測溫系統(tǒng)。升、降溫期間每間隔30min記錄各測溫點溫度一次，發(fā)現(xiàn)測溫部位失靈，及時修復；溫度偏差較大時，應(yīng)采取措施進行調(diào)整。在熱處理過程作好書面記錄。記錄曲線、數(shù)據(jù)和圖表，應(yīng)該清晰、整潔，不得隨意涂改，最終提交的熱處理溫度記錄、圖表，應(yīng)注明設(shè)備位號、規(guī)格及熱處理的日期，并經(jīng)熱處理技術(shù)負責人，責任工

17、程師及有關(guān)部門負責人鑒定認可。10、質(zhì)量檢驗根據(jù)施工記錄，確認熱處理工藝的合理性。保溫溫度和時間達到要求值，各種記錄不超過規(guī)定的范圍，球罐上各測點之間同一時刻溫差在規(guī)定范圍內(nèi)。柱腳檢查時，應(yīng)同時檢測支柱的垂直度。垂直度上、下偏差不大于相應(yīng)尺寸，并符合GB50094-1998和GB12337-1998要求。熱處理完畢，調(diào)整拉桿，保持柱腿的垂直度滿足圖紙規(guī)定及標準要求。11、熱處理質(zhì)量控制體系熱處理施工按本方案規(guī)定的熱處理工藝要求進行作業(yè)，并按公司壓力容器質(zhì)量保證體系文件規(guī)定進行質(zhì)量控制。熱處理質(zhì)量控制體系組織結(jié)構(gòu)和質(zhì)量職能分配見下圖：公司質(zhì)量管理部門業(yè)主質(zhì)量管理部門地方政府質(zhì)量管理部門會項目質(zhì)量

18、管理領(lǐng)導小組組 長： 副組長： 成 員： 項目質(zhì)量保證工程師：設(shè)備安裝責任工程師 管道安裝責任工程師 熱處理責任工程師 計量責任工程師 焊接責任工程師 電氣安裝責任工程師 儀表安裝責任工程師 防腐絕熱責任工程師 項目專職質(zhì)量監(jiān)督員熱處理現(xiàn)場指揮：熱處理作業(yè)層熱處理技術(shù)質(zhì)量檢驗燃燒操作絕熱施工柱腳移動溫度記錄12、HSE管理12.1 HSE管理機構(gòu)儀表安裝工程專業(yè)組腳手架搭設(shè)專業(yè)組設(shè)備安裝工程專業(yè)組管道安裝工程專業(yè)組電氣安裝工程專業(yè)組建設(shè)公司HSE管理委員會項目經(jīng)理：業(yè)主監(jiān)理HSE管理部HSE主管經(jīng)理：安全管理部： HSE監(jiān)督員各專業(yè)施工隊（作業(yè)組）12.2安全技術(shù)措施現(xiàn)得有其它明火作業(yè)。球罐底

19、部2m以內(nèi)不得有易燃物。球罐上人孔頂部的遮雨棚必須拆除，腳手架及跳板不得接觸保溫層。球罐周圍不應(yīng)有易燃物。鋼架桿應(yīng)離開絕熱層外400mm，補償導線應(yīng)固定于絕熱材料外表面500mm以外，熱電偶也應(yīng)作適當固定。腳手架和跳板，必須牢固可靠。煙囪周圍的防雨棚布應(yīng)揭開，其它部位應(yīng)固定牢靠。各層跳板上應(yīng)設(shè)置一定數(shù)量的便攜式干粉滅火器，并作適當固定，便于使用。熱處理施工時，進入施工現(xiàn)場的工作人員應(yīng)戴好安全帽，穿戴好一切防護用品，謹防電傷或燒傷。熱處理現(xiàn)場（特別是油罐附近）應(yīng)懸掛警示牌。晚間作業(yè)，現(xiàn)場應(yīng)設(shè)充足的照明。甲方應(yīng)保證熱處理期間現(xiàn)場連續(xù)供電。熱處理前所有計量器具和元件均應(yīng)校驗合格。閥門應(yīng)無泄漏，開關(guān)靈

20、活，油罐罐體均不應(yīng)有泄漏點。工作室地面應(yīng)有絕緣木地板鋪設(shè)，工作房接地應(yīng)良好。非工作人員，不應(yīng)在球罐周圍停留，無關(guān)人員不得影響熱處理人員的正常工作。所有管路必須暢通，過路管段應(yīng)有保護措施?，F(xiàn)場消防通道必須暢通，保證消防車輛的通行?，F(xiàn)場所有值班人員，不得脫離崗位或在崗睡覺。除以上規(guī)定外，還應(yīng)遵守業(yè)主有關(guān)防火的安全規(guī)定，及石油化工施工安全技術(shù)規(guī)程SH3505-1999。12.3 JHA風險分析HSE因素(危險源)調(diào)查評價(風險評價)表（JHA）序號工作步驟危害因素主要后果現(xiàn)有安全控制措施LS風險度（R）建議改正/控制措施1編寫施工方案施工方法不明確，影響質(zhì)量出現(xiàn)質(zhì)量問題石油化工施工安全技術(shù)規(guī)程111

21、1.根據(jù)施工圖紙的技術(shù)要求，由技術(shù)人員編寫熱處理施工方案。2.編寫在熱處理工程中應(yīng)采取的各項安全技術(shù)措施。2熱處理人員的確定不熟悉工藝要求，易造成事故造成人員傷害、財產(chǎn)損失石油化工施工安全技術(shù)規(guī)程1111.參加熱處理的人員，必須經(jīng)過技術(shù)培訓和安全教育，掌握熱處理的操作方法和安全要求。 3熱處理前準備工作影響工期、出現(xiàn)質(zhì)量問題、安全事故造成人員傷害、財產(chǎn)損失石油化工施工安全技術(shù)規(guī)程1221.根據(jù)熱處理方案選用合格的熱處理機、電纜、配電箱等設(shè)施。2.由熱處理人員和專業(yè)電工、技術(shù)人員共同對熱處理設(shè)施安裝情況進行檢查確認。4熱處理過程中易發(fā)生火災(zāi)造成人員傷害、財產(chǎn)損失石油化工施工安全技術(shù)規(guī)程2241.

22、采用油霧化燃燒法熱處理時，球罐周圍的易燃物應(yīng)清理干凈，可燃介質(zhì)與設(shè)備和裝置之間的安全距離保持在30米以上，否則應(yīng)采取隔離措施。2.現(xiàn)場應(yīng)配備足夠的消防器材，必要時應(yīng)配備消防車監(jiān)護。3.點火前應(yīng)檢查罐內(nèi)是否有可燃氣體，點火時應(yīng)先將點火器點燃，在進行噴油點火。4.風筒附近嚴禁站人。5熱處理結(jié)束影響環(huán)境衛(wèi)生 污染環(huán)境石油化工施工安全技術(shù)規(guī)程2241.施工現(xiàn)場所剩的油料應(yīng)采取可靠的防泄露措施，防止因油料泄露污染環(huán)境。2.施工完畢后，所用的電纜、配電箱、熱處理機、空壓機等設(shè)備應(yīng)及時撤離，并對施工場地進行徹底的衛(wèi)生清理。注：1、風險值R=L×S；可能性L取值范圍為：1-2-3-4-5；嚴重性S取

23、值范圍為：1-2-3-4-5。詳見HSE因素(危險源)評價(風險評價)辦法2、風險值（R=L×S）R9的HSE因素(危險源)可確定為重要HSE因素(危險源)，需要進行控制。3、JHA由項目部總工程師組織技術(shù)員、安全員以及對該項工作有豐富經(jīng)驗的施工人員進行。13、應(yīng)急措施說明熱處理前對所有操作人員進行安全技術(shù)交底,明確崗位責任制,要求全體人員服從指揮,嚴格執(zhí)行操作規(guī)程,認真做好各項施工記錄。熱處理過程中各有關(guān)部門均應(yīng)派員值班,并備有必要的措施。穩(wěn)壓電源UPS可以預(yù)防突然斷電，無紙記錄儀可以繼續(xù)工作.如長時間停電，我們采取堵死煙筒的辦法防止降溫。在油箱附近及燃燒器附近放置干粉滅火器，并留守專門人員值班以防著火。在熱處理