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球罐安装工程施工方案.doc

球罐安装及防腐保温施工方案

2019年05月27日

批准： 时间：

新建2台400m³石油液化气球罐、2台200m³稳定轻烃球罐位于XXX工程天然气处理站凝液储存单元GB／T 36405-2018 平板玻璃应力检测方法，用于储存液化石油气及稳定轻烃。

球罐内的储存物料为石油液化气/稳定轻烃，其介质属易爆危害品，对工程施工的质量要求高，特别是焊缝、法兰密封面、阀门的密封，确保无缺陷、无泄漏。

1）工期紧、高空作业多，焊接工作相对紧张，加之风沙等气候因素给安装工作带来诸多不便，增加了施工难度。

2）罐区的物料为易爆介质，对球罐的焊接质量要求高、焊接施工难度大。

施工现场必须达到“三通一平”，施工用电从已布置的二级配电箱接入。

2台400m³石油液化气球罐、2台200m³稳定轻烃球罐主要实物工作量见下表：

表1 400m³石油液化气球罐设计相关参数

表2 200m³稳定轻烃球罐设计相关参数

1、组织机构设置及岗位职责

为了满足2台400m³石油液化气球罐、2台200m³稳定轻烃球罐现场安装施工的需求，组织机构设置见下图：

项目经理：负责球罐安装工程全过程管理。对施工项目的进度、质量、HSE管理等负全责。对施工全过程实施策划与控制，确保施工项目的进度、质量、安全等方面工作满足要求。确保项目目标的实现。组织安排各项工作：劳动力调配、工资管理、成本管理、资金管理等。

2）施工负责人：对施工项目全面负责，严格执行有关技术质量、安全文明施工等各项规章制度，配合项目经理组织制定各项管理规定、施工方案等。现场施工进度的落实。合理安排劳动力资源、合理组织施工、确保进度计划目标实现。

3）技术负责人：负责技术管理、质量管理，编制相关技术质量管理制度。编制技术、HSE交底等。负责现场质量控制。负责工程质量记录的控制和管理，保证记录的编制与工程施工同步，数据应真实、准确、齐全。

4）安全工程师：负责项目施工生产管理，负责对施工生产现场的文明施工、安全措施、安全操作规程执行情况、设备设施及工作环境情况监督、检查。负责项目的健康安全环境管理，施工现场安全监督，现场文明施工。

5）施工队负责人：负责施工具体生产，施工人员的调配以及按管理人员要求作业。

6）安全监督员负责项目实施期间人员、材料和环境的安全、保安和防护。负责施工现场的巡视、检查监督和整改工作。

（1）施工总体部署原则

（2）施工总体部署方案

根据以往同类球罐安装工程施工经验，结合本项目的现有条件和特点，拟将本项目分为以下四个阶段，以便做到施工安排合理有序，突出重点，抓住关键，确保总目标实现。

第一阶段：施工准备阶段

技术准备：进行图纸会审；编制项目实施规划和专项施工方案，各项技术、HSE交底。

人员准备：各工种安全培训及上岗技能培训、考试，并按劳动力计划进场。并取得新疆油田公司HSE培训证，特种作业人员完成报验。

材料准备：积极与球壳板加工单位沟通，做好设备、材料到货验收。

现场准备：施工机具按计划运抵现场自检合格进行报验，完善生活营地和设施。

第二阶段：设备安装阶段

主要施工内容：a、球罐安装、焊接完毕；b、无损检测完成；

第三阶段：球罐热处理及试压阶段

主要施工内容：a、球罐热处理完成；b、球罐水压、基础沉降观测及气密性试验完成。

主要施工内容：工程收尾，核对图纸是否完成，现场清理干净，交接下道工序。

第四章 施工进度计划及保证措施

为了确保球罐安装工程按照规定的工期优质顺利地完成任务，必须严密组织施工，严格遵守施工程序，严肃施工计划。原则上球罐组装、焊接、热处理、压力试验等工序流水作业；采用“动态管理、目标控制、节点考核”的方法组织施工，实现施工进度、质量、安全的有效控制。

工程现场施工进度控制见附表一：工程现场施工进度表

（1）准备有关技术资料、图纸、规范、完成施工方案，做好技术准备。向参与该工程的全体人员做好技术交底工作。

（2）进行总体施工部署，提出设备、材料、施工机具、措施用料、劳动力计划；做好物资准备。完成“三通一平”工作。

（3）布置施工平面，完成临时设施建设，做好施工准备。

（5）对基础复验，并做好交接手续。

（6）施工机具进场达到使用条件并完成报验。

a、实行项目经理负责制，负责整个项目的施工组织、管理、控制、协调和服务。

b、关键人员及早进驻现场，做好现场准备和技术准备，使施工方案切实可行，进度计划符合工期要求。

及时跟踪球壳板加工进度，做好进场验收准备。及时完成焊材的相关试验。

a、保证资源配置：在辅材供应上，按照施工进度计划要求及时进货，做到满足施工要求。各种材料需要分类堆放整齐。

b、在人力配备上，以流水为主，对关键工序、关键环节和必要工作面根据现场环境条件及时组织双班作业制度。

c、机械配置：配备足够的施工机械，确保施工连续性及4台球罐的流水作业。

第五章 主要施工技术方案

在遵守设计图纸要求的基础上，借鉴已往丰富的施工经验，编制了比较完善的切合实际的施工方案，目的在于更好地组织施工，保证施工质量。

1、施工方法及施工程序

（1）球罐组装：采用无中心柱分片组装工艺。

（2）球罐焊接：采用整体全位置焊接，焊接方法选用手工焊接的方法。

（3）无损检测：采用TOFD检测。

（4）球形容器现场组焊施工工艺流程如下图所示：

施工总程序图： 球罐现场制造安装程序流程图

（1）球壳板到现场后，应对球壳板制造厂家提供的质量证明书进行认真的审核。审核的主要内容包括：

2）资料的数量是否符合有关要求；

3）是否已按要求对球壳板进行了检验和检测；

4）资料上注明的球壳板的标记是否与到货一致。

表3 球壳板复检尺寸偏差

（2）球壳板应按规定做好测厚和超声波检测的检验：

1）球壳板周边100mm范围内应按NB/T47013进行100%超声检测，技术等级应不低于B级，Ⅱ级合格。

2）球壳板坡口、凸缘坡口、厚壁管坡口及球壳板开孔后的坡口表面应NB/T47013进行100%磁粉检测，Ⅰ级合格。

3）组焊支柱的赤道板，距支柱与赤道板预焊位置周边150mm范围内应NB/T47013进行100%磁粉检测，Ⅰ级合格。

1）支柱上段与赤道板的组焊件，采用弦长不小于1.0m的样板检查赤道板的曲率，其间隙不得大于2.0mm。支柱上段直线度允许偏差为上段支柱长度的1/1000，轴线位置偏移不应大于2.0mm。

2）人孔、接管与球壳板组焊后，人孔、接管开口位置及外伸长度的允许偏差不大于5mm。用弦长不小于1.0m的样板检查极板的曲率，最大间隙不大于2.0mm。

试板所用材料应与球壳板具有相同的钢号和相同的厚度，产品焊接试板的坡口型式应与球壳板相同。清点所提供的产品焊接试板和焊接工艺评定所需的试板数量是否满足要求。

（5）球罐上的其他部件：

开箱后逐件清点，并按图纸要求核对其材质、几何尺寸，做好记录。发现尺寸、材质不符或缺件者，应及时与制造厂协商解决。

（6）油漆、包装检查：

1）球壳板内外表面均应除锈，并各涂防锈底漆两道；坡口表面及其内外边缘50mm范围内涂可焊性涂料。每块球壳板上均有设计要求的标示。

2）法兰、人孔和试板等均应装箱，拉杆应为集束包扎，拉杆螺纹等应有妥善保护措施。所有加工件表面应涂有防锈油脂。

表4 基础尺寸允许偏差

1）组装工具采用龙门型卡具（包括方块、卡具、楔子）。

卡具主要部件简图见下图：

400m³球罐为赤道正切六支柱三带混合结构，球罐零部件包括球壳板、支柱、拉杆、开孔接管及其它附件，

200m³球罐为赤道正切六支柱三带混合结构，球罐零部件包括球壳板、支柱、拉杆、开孔接管及其它附件。

1）400m³球罐（单台）

赤道带板：12块

下极带：下极带边板2块；下极带中板1块

上极带：上极带边板2块；上极带中板1块

2）200m³球罐（单台）

赤道带板：12块

下极带：下极带边板2块；下极带中板1块

上极带：上极带边板2块；上极带中板1块

球罐现场安装采用以赤道带为基准单片散装法组对。

a、球壳板组对用固定块和吊耳的焊接

在环缝丁字口处，环缝上的卡具应距丁字口近些，纵缝上的卡具应距丁字口远些，以避免卡具拥挤造成丁字口组对困难。固定块的焊接与本体焊缝焊接要求一致。由于吊耳、固定块的焊接时，容易咬边（这会加大以后的修补工作），原则上要求电流小些，降低电弧的推力，拐角处采用连续焊，起弧、熄弧在吊、卡具上。吊耳采用四面焊接，焊角高度不小于16mm。固定块采用三面焊，只焊接上、下侧及卡具固定时的敲打侧。固定块和吊耳焊接时要有足够的焊道加强高，以确保吊装安全。

脚手架结构采用钢管（48mm）和钢跳板搭设而成。

c、基础中心圆直径的放大

在基础顶板上放线（考虑到组对间隙及焊接收缩余量)，将球罐中心圆直径放大30mm，定位出每个支柱预置中心，用白色记号笔作出标记。在每个基础顶板上均匀涂抹一层黄油，以减小摩擦，利于调整支柱。

基础验收合格后，用吊车将下支柱腿吊装就位并调整支柱垂直度。

先吊装两块相邻的带上部柱腿的赤道板，与下部柱腿利用卡具对接固定后，利用斜拉杆，调整赤道板。点焊上下柱腿，用拖拉绳定位找正，再吊装一块不带柱腿的赤道板插于中间、用卡具调整间隙、弧度。然后依次安装带柱腿的赤道板、不带柱腿的赤道板，直至赤道带组装完。

赤道带是单片散装组对的基准，必须严格控制赤道带的组对参数，特别是上口的椭圆度，赤道线的水平度和立柱的垂直度，组对赤道带时应考虑焊缝收缩对支柱径向垂直度的影响。每块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大于3.0mm，任意两块球壳板的赤道线水平误差不大于6.0mm。对口间隙，错边量、角变形等技术参数达到规范要求再进行点焊。对口间隙、错边量、角变形用组装卡具调整。

调整球壳板对口间隙、错口、棱角度；赤道带圆度；使赤道线平齐；调整支柱垂直度。赤道带组装调整完毕，拆除赤道带上所有拖拉绳。

吊装下极带边板，用卡具与赤道带下口固定，用拖拉绳固定并调整角度；待2块边板组装完毕，调整球壳板对口间隙、错口、棱角度。然后再吊装下极带中板。

上极带的组装与下极带组装基本相同。吊装第一块上极边板时，下口用卡具与上赤道带固定。上极边板组装时，也要注意其下垂趋势，所以收口宜偏大。

上极边板吊装完后，再吊装上极中板。

上下极带组装完成后，在点固之前要认真调整，如有几何尺寸不符合标准，应加以修整，保证各部分的尺寸都合格。

组装完毕后，对焊缝错口、角变形及间隙；椭圆度；支柱垂直度进行检查，发现不合格时及时调整。

球罐采取分片整体组装的施工方法。球罐组装的施工质量主要体现在球壳板组对的几何尺寸和球罐椭圆度、支柱垂直度上，其检查要求如下：

检查数量：焊缝组对几何尺寸检查要求沿焊缝500mm一点；球罐的椭圆度检查为上、下极各4点（4条直径），赤道截面为8点（4条直径）；支柱垂直度检查为每根支柱各检查径向和周向两个值。

检查方法：使用焊缝检验尺、样板、钢板尺、经纬仪和直尺。

I 组对间隙宜为2士2mm；

Ⅱ 球壳板组对错边量b不应大于3mm（见下图）。

等厚度球壳板组装时的对口错边量

Ⅲ 棱角度不应大于7mm。

Ⅳ 球罐赤道带组装后，每块球壳板的赤道线水平误差不宜大于2mm，相邻两块球壳板的赤道线水平误差不宜大于3mm，任意两块球壳板的赤道线水平误差不宜大于6mm。

球罐组装时应对球罐的最大直径与最小直径之差进行控制，组装完成后其差值宜小于球罐设计内径的3‰，且不大于50mm。

支柱安装找正后 应在球罐径向和周向两个方向检查支柱的垂直度，垂直度偏差不大于12mm。球罐组装完毕后会同建设单位代表及技术监督部门部门、监理单位相关人员对球罐组装质量进行联合检查，确认合格签字后，即可进入焊接施工；否则，解除相应点焊点，重新进行调整。

工卡具拆除时应采用打磨的方式进行，避免大锤直接击打。拆除后及时打磨焊瘤。拆除工卡具处应按规定要求进行表面检测，切割和打磨时均不得伤及球壳板母材。

组装过程严禁强力组对，组对时工卡具挂上后，错边量要从焊缝的一端开始打方销子，把整条焊缝的错边量、角变形及间隙控制在标准要求之内，以保证焊接质量。

组装完成后焊缝进行点焊。点焊的顺序与安装顺序相同，点焊在焊缝小坡口侧焊接。

焊缝点焊时要求每一个点焊点在焊前铆工都要用样板测量错变量、角变形和焊缝间隙，质检员进行复查，三项指标合格后方可焊接。否则，应进行调整。

球罐本体、支柱与赤道板的焊接及球罐点焊均采用手工电弧焊多层多道分段退焊工艺。

（2）焊接工艺评定及焊接工艺指导书

1）根据《承压设备焊接工艺评定》（NB/T47014）进行焊接工艺评定。按立焊、横焊、平＋仰三种焊接位置分别进行评定。

2）焊接工艺评定程序如下：

3）焊接工艺评定报告由现场焊接单位制作，完成后由监理、监检等共同审定。

4）根据审定合格的《焊接工艺评定报告》和球罐组焊技术文件等编制出《焊接工艺规程》。

5）《焊接工艺规程》讲解给上罐焊接的每个焊工，指导实际焊接操作。

6）焊接工艺卡应包括以下内容：焊接位置；焊接材料；焊接方法；焊接工艺参数（电流、电压、焊速、线能量等）；。

为保证球罐焊接质量，焊工的管理必须符合以下规定：

2）参加球罐焊接的焊工的技术水平须经过新疆油田公司考核。

3）施焊的焊工必须有高度的责任心及较好的身体素质。

1）球罐焊接采用CHE507R φ4.0mm、φ3.2mm焊条进行焊接。焊条焊材必须具有合格质量证明书，质量证明书应包括：熔敷金属化学成份、力学性能（焊接状态）和扩散氢含量等指标。焊条药皮含水量及熔敷金属扩散氢含量、化学成分及力学性能应分别符合NB/T 47018《承压设备用焊接材料技术条件》的规定。焊条应按型号、批号、规格进行扩散氢复查，试验方法按现行国家标准《电焊条熔敷金属中扩散氢测定方法》GB/T 3965的规定进行，采用热导法进行熔敷金属扩散氢含量测定，值≤7mL/100g。

2）焊材设置焊材库，配置干湿温度计、保证空气相对湿度60％以下，温度≥5℃。

3）焊材应存放在架子上，架子离地面高度不小于300mm，离墙壁距离不小于300mm。

4）焊材堆放时按种类、牌号、规格、批号、入库时间分类堆放，并做好标识和记录，先入库的先发放使用。

5）搬运电焊条时，应防止碰掉药皮、避免焊条受损等情况。不允许用药皮脱落、变质的焊条，应特别注意勿使电焊条受潮，必须使用充分干燥的焊条。

7）焊材的烘干要求如下表：

表5 大西洋电焊条烘干温度

8）焊工按需用焊条筒领取焊条。当班所剩焊条和焊条头应退回烘干室，按规定作好标识重新烘干并做好相关记录。焊条领出后4小时内退回，进行重新烘干。经二次烘干仍未用完的焊条不得用于球罐焊接。

9）焊条从入库、出库、烘干、发放至回收，整个过程均作好记录，并建立台帐，焊接工程师随时检查监督。

球罐正式焊接前，必须做好如下准备，方可开焊：

1）焊机所采用的电缆与距离相适应，橡皮电缆应有足够的芯线截面面积。

2）多台焊机应装单独的接地线和开关，执行一机一闸一保护。

3）焊工需配齐砂轮机、钢丝刷等工具。

焊接前焊工应用钢丝刷等工具，将焊接区域内的锈斑、油渍等粘附物彻底清除。

点焊可使球罐焊接时减少焊缝变形，需充分重视：

1）点焊应使用球罐焊接用的焊条。

2）原则上点焊在焊缝小坡口一侧进行。

4）点焊应执行球罐手工焊焊接工艺规程。

（7）支柱与垫板的焊接

1）球罐上下支柱焊接前应调整支柱的垂直度使垂直度达到合格要求后，开始焊接上下支柱对接焊缝。支柱对接焊缝焊接时应先在四个方向进行点焊，每处点焊长度大于100mm。点焊完毕后方可拆除工卡具，在焊道坡口及坡口两边50mm范围的母材进行打磨处理，彻底清除锈斑、油渍等粘附物。

2）支柱环焊逢焊接完毕后应清除焊缝表面的夹渣、气孔等缺陷，焊缝打磨与母材圆滑过渡。表面检查合格后进行100%磁粉检查，应满足NB/T47013磁粉检测I级的要求。

3）垫板的焊接应在球罐热处理前全部焊接完毕，焊接工艺按球罐本体焊缝执行。焊接垫板时应在垫板的下方预留10~20mm的排气孔。角焊缝的高度应满足设计图纸要求，表面不得有夹渣、气孔等缺陷，焊缝打磨与母材圆滑过渡。表面检查合格后进行100%的磁粉检测，应满足NB/T47013磁粉检测Ⅰ级要求。

本次球罐焊接进行预热要求如下：

1）Q345R材质（厚度大于25mm）焊接预热温度100—150℃、层间温度不低于预热温度。预热范围为焊接接头两侧150mm。

当出现下列任一情况，无保护措施GB T50621-2010标准下载，不得进行焊接：

2）手工电弧焊时风速超过10m/s；

4）相对湿度在90%以上。（温度及相对湿度的测量在距球罐表面0.5~1m处测定）。

焊接气象应设置专人采集，及时为焊接施工提供信息，并做好气象记录。

球罐焊接遵循先大坡口后小坡口、先纵缝后环缝，同步对称焊接的原则。

1）球罐焊接顺序如下表：

球罐焊接应遵循“多焊工，均匀分布，同工艺，等速度”的原则。

焊接时应该严格遵守焊接工艺规程，焊工焊接速度要基本保持一致。焊接期间更换焊条时DB11／T 1322.66-2019标准下载，要在上一根焊条未完全冷却的情况下重新引弧；因故中断焊接时，要重新预热并将弧坑打磨干净；多层焊各层间接头应错开50mm，砂轮机把焊渣打磨干净后，方可焊接。