球罐整体热处理控制工艺规程

球罐整体热处理控制工艺规程

球罐整体热处理控制工艺规程（一） 1 前言

球罐在组装焊接过程中焊缝处会产生较大应力（组装应力，温差应力和组织应力等），焊缝附近存在着淬硬组织和扩散氢，这些都是使球罐产生延迟裂纹和应力腐蚀裂纹的重要因素，从而可能导致球罐早期破损和事故的发生。

对球罐进行焊后整体热处理是消除焊缝应力，释放焊缝中的残余氢，改善和提高 焊缝综合机械性能的有效方法，从而极大的提高球罐的安全使用可靠性。本工艺规程是于本公司现场组焊的球罐整体热处理的通用工艺规程，在实际工程中应根据现场球罐的具体情况制定热处理实施方案。 2 工艺原理

燃油内燃法为内热式热处理，它是将球罐作为炉膛，球罐外壁隔热保温，在球罐内部安装燃油燃烧装置，使燃油在球罐内燃烧，以此对球罐加温来达到热处理的目的，燃油内燃法采用了国产GD系列高压多孔喷嘴，使压缩空气与轻柴油在球罐内部雾化点燃后对球罐加热，通过调节压缩空气和燃油流量来控制火焰达到控制温度的目的。在工程实践中应根据现场球罐的参数进行热工计算，确定喷嘴、空气压缩机、油泵、流量计、供风管道的规格型号。 2.1 施工工艺示意图见“燃油法球罐整体热处理示意图”。 3 热处理前的准备工作

热处理工作应在本体焊接工作全部结束后、无损检测结果合格后方可进行，热处理前的准备工作及施工程序应按下列规定进行。 3.1 热处理前的一般规定

3.1.1 调整脚手架，以便于保温、热处理操作及防火安全； 3.1.2 搭设防雨、防风棚；准备消防灭火设施；

3.1.3 松开地脚螺母、调整支柱，使其能自由膨胀位移并保持垂直，安装柱腿热膨胀位移监视装置；

3.1.4 断开与球体相连接的平台、过桥、梯子等附件，以确保球体自由膨胀和位移； 3.1.5 拆开与热处理无关之球罐接管管口，并用盲板封闭； 3.1.6 在防爆区域施工应考虑采取隔离或屏蔽处理等安全措施。 3.2 热处理前准备工作的实施

3.2.1 球罐柱腿移动装置安装：卸除地脚螺母后，在基础底板上置入减摩装置或涂上黄油，以减少球罐在热处理过程中膨胀位移的磨擦力。

根据理论膨胀量与实测膨胀差及时调整，以免柱腿由于外力作用而造成塑性变 形，一般每升、除100℃调整一次。

柱腿膨胀位移量的计算： A=Φ内×L×t×1/2

式中Φ内——球罐内径（mm）

L——钢的线膨胀系数（14.9×10-6） t——恒温最高温度（℃）

3.2.2 烟囱安装 在中心吊架安装后将带翻板的烟囱与人孔法兰用螺栓连接固定。 3.2.3 测温点的安装

3.2.3.1 按照测温点的布置要求，将热电偶用开槽螺母固定在球壁各测点位置，开槽螺母点焊在球皮上之前，点焊处周围100mm范围内应预热100-120℃，点焊完毕，点焊处周围300mm范围内应进行保温缓冷。

3.2.3.2 热电偶应依次编号，固定热电偶时螺钉旋入不可太松或太紧。 3.2.3.3 测温点的分布按垂直高度划分，且按圆周均布，各层之间测点按“品”字 形布置，测温点应均匀布置在球壳面上，相邻两测温点的间距宜在4.5米内。

3.2.4 试板安装：将试板固定在规定位置，并要求良好地与球壳外壁贴合，使其导热

良好，试板测温点应在试板安装后随之安装。

3.2.5保温：为降低工程造价，在全球外表面的保温层可分内外两层，保温层内层选用能耐最高热处理温度，对球罐无腐蚀、容重低、导热系数小和施工方便的保温材料，常用硅酸铝保温棉，外层用价格较低的保温材料。

内、外两层保温厚度各为50mm。内、外保温层的保温棉被在敷贴时要注意结合部位的搭接裕度，角缝和热电偶处，应用散棉塞严，不得有裸露部位，球罐上的人孔接管，连接板均应进行保温，柱腿保温至少1m长度，最后，下半球可用薄钢带或8号钢丝接缚，使保温被紧贴在球皮上。

3.2.6 热处理工艺曲线的确定 ①热处理工艺曲线的一般规定

300℃以下自由升温:300℃以上以60-80℃/h的速率升温，最大温差130℃以内。 恒温期(保温阶段): 恒温温度见表1，恒温时间按壳板对接焊缝的最大厚度每25mm恒温1h，且最少不小于1h，恒温温度差为±25℃。

降温期:应以30-50℃/h的降温速率降温，当降至300℃以下后可任其自冷。 具体施工时应按照设计要求或现行规范标准要求确定热处理工艺参数。 ②工艺曲线示意图例，如 “球罐整体热处理工艺曲线” 图。 ③国内球罐用典型钢种热处理温度见表1。 表1 国内球罐用典型钢种热处理温度表

钢种 20g 16MnR 15MnVR 15MnVNR FG39 FG43 SSPV36N SPV36

热处理温度（℃）

600-650

600-650 550-595 550-580 530-580 530-580 600-650 600-650

1000立方球罐施工方案

技术标目录

1 工程项目概况。

2 采用的主要标准规范。 施工用主要规范及技术文件

《压力容器安全技术监察规程 (99) 》 GB150 － 1998 《钢制压力容器》 GB12337-98 《钢制球形储罐》

GB50094-98 《球形储罐施工及验收规范》 JB4708-92 《钢制压力容器焊接工艺评定》

JB/T4709-92 《钢制压力容器焊接规程》 JB4730-94 《压力容器无损探伤》

劳动部颁发《锅炉压力容器焊工考试规则》

SHJ514-90 《石油化工设备安装工程质量检验评定标准》 HGJ233-87 、 SHJ505-87 《炼油、化工施工安全规程》 Q/HSJ202.02.23-1999 公司《质量手册》

GB985 — 88 《手工电弧焊焊接接头的基本型式与尺寸》 GB986 — 88 《埋弧焊焊接接头的基本型式与尺寸》 3 现场组织机构。

3.1 现场施工组织机构图。

3.2 职责和权限。

3.2.1 项目经理的职责与权限 3.2.1 .1 项目经理的职责

项目经理在工程项目施工中处于中心地位， 对工程项目施工负有全面管理的责任。 项目经理在承担工程项目施工管理的过程中，履行下列职责：

a. 贯彻执行国家有关法律、法规和政策，执行企业的各项决议；

b. 严格执行财经制度，加强财经管理，正确处理国家、企业、集体与个人的利益关系； c. 执行承包合同中由项目经理负责履行的各项条款；

d. 对施工全过程进行有效控制，实现安全生产，确保工程质量和进度，努力提高经济效益。 3.2.1 .2 项目经理的权限 在企业法人代表授权范围内： a. 组织项目管理班子；

b. 以企业法人代表的代理人身份处理与工程项目有关的外部关系，受委托签署有关合同； c. 指挥施工项目内的生产经营活动，调配人力、资金、物资等生产要素；

d. 选择施工作业队伍和分包单位； e. 在不违反国家和企业要求的条件下，建立和实施项目内部的经济责任制和分配办法。 3.2.2 施工经理的职责与权限 a. 组织施工人员贯彻执行国家、行业及企业颁发的各种技术标准、规程、规范。 b. 施工经理是施工作业的全面指挥者和管理者，要组织施工人员根据设计文件、施工组织设计或施工方案的要求进行施工。 c. 按照公司《质量手册》进行质量控制，并负责工程标识和可追溯性、检验和试验、不合格品等要素的实施。 3.2.3 总工程师的职责和权限 a. 全面负责技术工作和技术管理工作。 对重大技术问题和技术疑难问题，有权作出决策； b. 贯彻执行国家技术政策、技术标准、规程规范和技术管理制度； c. 组织编制、审定、施工组织设计（施工方案）和施工预算； d. 参加设计审查会和参加竣工、交工验收组织领导工作； e. 领导开展技术进步、合理化建议和技术改进活动； f. 组织编写项目技术总结和编写工法。 3.2.4 项目经理部机构的职责和权限 a. 计划经营部：负责处理合同、概预算、工程变更、工程分包、计划统计、 劳动组织、工资管理、财务会计、成本管理、项目核算等工作； b. 工程技术部： 负责施工的现场管理、生产调度、总平面图管理以及施工技术管理等。 c. 设备材料部：负责项目所需的工程设备、材料、施工机械设备的采购、检验、保管、供应等工作； d. 质量安全部：负责施工项目质量及安全的管理、检查、监督和控制工作； e. 办公室：负责施工项目中的治安保卫、秘书文印、非生产车辆调度、 会务、文化宣传、微机档案管理、思想教育工作及生活保障、营地管理、食堂、医务等后勤管理工作。 4 主要施工技术措施方案。 4.1 球罐安装施工方案。 4.1.1 球罐施工技术参数。 4.1.1 .1 球片压制满足图纸和标准规范要求。 4.1.1 .2 主要技术参数 : 物料名称 公称容积 m 3 台数 设计压力 MPa 设计温度℃ 内径 mm 壳体材质 壳体厚度 mm 球片数量 单台重 kg 水压试验验压力 MPa 气密试验压力 MPa 4.1.3 、施工准备 4.1.3 .1 组装平台

LPG 1000 2 1.77 -20 — 50 12300 16MnR 38 30 157654.82 2.21 1.77 为了便于现场组装， 特设一个组装平台，平台板用δ＝ 22mm 钢板铺成，其几何尺寸 4m × 15m ，并要求平整，下用枕木或型材支撑，水平度≤ 4mm ，平台承重后应具有足够的刚性，不得弯曲下沉。 4.1.3 .2 劳动力动员计划（见后） 4.1.3 .3 施工机具设备配置计划（见后） 4.1.3 .4 施工用消耗材料及工装卡具准备（见后） 其消耗材料及工装卡具应包括焊材及有两台球同时施工的脚手架等。 4.1.4 、施工程序、技术要求 4.1.4 .1 基础验收 我公司负责对基础表面几何尺寸的复验，并与业主进行中间交工验收，具体要求见下表： 序号 2 基础方位 3 相邻支距中心距 S 4 地脚螺栓与基础中心圆的间距 Sa 5 地脚螺栓预留孔与基础中心圆的间距 Sb 6 支柱基础表面的标高 相邻支柱基础的标高差 检 验 项 目 允 差 ± 6.15mm 1 ° ± 2mm ± 2mm ± 8mm － 12.3mm 4mm 5mm 1 基础中心园直径 Db 7 单个支柱基础上表面的平面度 4.1.4 .2 球壳板及附件检查验收 4.1.4 .2.1 球罐安装前，应对球罐零部件及资料进行下列复查，并按出厂编号，摆放整齐。 a. 零部件出厂合格证； b. 劳动部门监检机构出具的产品监检报告； c. 材料代用审批证明； d. 材料质量证明书及有关的复验报告； e. 钢板、锻件及零部件无损检测报告； f. 球壳板及人孔、接管、支柱的组焊记录； g. 球壳板周边超声检测报告； h. 坡口和焊缝无损检测报告（包括检测部位图）； i. 热压成形试板的检验报告； j. 产品焊接试板试验报告。 4.1.4 .2.2 外观检查 a. 球壳板应有良好的表面质量，不得有裂纹、气泡、结疤、折叠和夹杂等缺陷。 b. 球壳板的焊缝坡口表面要平滑，坡口表面不允许有裂纹、分层和夹渣等缺陷存在，平面度应≤ 1mm 。 4.1.4 .2.3 几何尺寸检查及球壳板检验。见下表： 项 目 曲率 ( 样板与球面间隙 ) 坡口角度 允许偏差 ≤ 3mm ± 2.5 ° 检测比例 100% 100% 100% 100% 检查方法 弦长大于 2m 样板 焊缝检验尺检查 包角卡具、粉线、钢直尺检查 包角卡尺和钢盘尺检查 ≤ 5mm 弦长允对角线交叉距离 差 长度方向 ± 2.5mm