东营焦炭塔方案预制Word文档格式.docx
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1.1.6该设备要求7月中旬完成预制工作,主材5月底到货,设备有效制造组焊时间仅一个半月,工期紧张。
整个施工时间在酷热的夏季,施工条件非常艰苦,施工组织难度大。
1.2编制依据
《压力容器安全技术监察规程》99版
GB150-1998《钢制压力容器》
JB4710-92《钢制塔式容器》
GB/T223《钢铁及合金化学分析方法》
SH3524-1999《石油化工钢制塔、容器现场组焊施工工艺标准》
JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》
JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接规程》
GB6654-1996《压力容器用钢板》
JB4726-2000《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》
JB4744-2000《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》
JB4730-94《压力容器无损检测》
JB/T4711-2002《压力容器涂敷与包装运输》
GB/T10561-1989《钢中非金属夹杂物显微评定方法》
YB/T5148-1993《金属平均晶粒测定法》
2005SB-082/SM《山东石大科技集团有限公司异地技术改造项目100万吨/年延迟焦化装置焦炭塔(C3101A/B)制造检验验收技术条件》
1.3每台焦炭塔的主要工作量见下表
壳体主要
环焊缝数量
Cr-Mo钢
焊缝长度
裙座焊碳
钢缝长度
预制
段数
16
635
168
4
2材料订货技术要求及进厂复验
2.115CrMoR钢板
2.1.1对钢板生产厂的要求
15CrMoR钢板应是采用碱性平炉(或电炉)或氧气转炉冶炼+真空精炼(或其它高质量的冶炼方法)生产的本质细晶粒镇定钢。
钢板应在正火+回火热处理状态供货,除应符合GB6654-1999《压力容器用钢板》的规定以外,还应满足以下要求:
a)化学成分要求
元素
项目
C
Si
Mn
P
S
Cr
Mo
Cu
Ni
熔炼分析
≤0.18
0.15-0.40
0.40-0.65
≤0.012
≤0.010
0.08-1.20
0.45-0.60
≤0.20
产品分析
0.13-0.45
0.35-0.73
≤0.015
0.74-1.21
≤0.25
b)机械性能要求
室温抗拉强度
σbMPa
室温屈服强度
σ0.2MPa
室温延伸率
δ5%
断面收缩率ψ%
10℃夏比(V形缺口)冲击功(J)
高温屈服强度
σ500MPa
室温弯曲试验
d=2a
450~585
≥295
≥22
≥45
≥54(3个试样平均)
≥47(一个试样最小)
≥174
弯180°
无裂纹
2.1.2钢板进厂后的复验要求
a)审查钢板质量证明书及相应的检试验报告,除用于裙座外的Cr-Mo钢板以同一炉罐号、同一厚度、同一热处理制度为一批,每批抽取一张钢板对其力学性能和化学成分进行复验,并满足2005SB-082/SM《技术条件》的要求。
b)逐张对钢板的表面质量进行检验,逐张核查钢板标志、尺寸。
c)15CrMoR钢板按照JB4730第8.1条“压力容器钢板超声检测”逐张进行UT检查,结果符合Ⅰ级的规定。
2.315CrMo锻件
2.3.1对锻件供方的要求
15CrMo锻件除应符合JB4726-2000的规定以外,还应符合以下要求:
a)锻件产品的化学成分分析还应满足下列要求:
b)力学性能要求
440~610
≥275
≥20
≥162
c)锻件级别应符合图纸规定。
锻件实际晶粒度应在5级或5级以上,晶粒度检验执行YB/T5148《金属平均晶粒度测定方法》的相应规定。
夹杂物按GB/T10561《钢中非金属夹杂物显微评定方法》中方法B(评级图II),A、B、C、D类夹杂物均不大于1.5级,A+B、C+D均不大于2.0级,四者之和不大于4级。
2.3.2锻件进厂后的复验要求
a)审查锻件的质量证明书及相应的检试验报告,检试验合格标准同本方案2.3.1条;
b)逐件对锻件质量进行外观检验,逐件核查锻件标志、尺寸。
c)逐件进行硬度检测和表面MT检测复验,复验结果出现异常时,进行力学性能和UT检测复验,复验的合格标准同2.3.1条。
d)锻件以同一炉(罐)号同炉热处理者为一批,每批抽取一件进行复验,其力学性能和化学成分应满足《技术条件》的要求。
e)锻件加工后应按照JB4730第四篇中的“磁粉检测”逐件进行表面检查,缺陷累计长度不得超过Ⅰ级的规定。
3施工总体方案
3.1筒体(包括裙座筒体)拟在公司基地下料、刨边、分片滚圆,分片运至现场预制场地组焊成每一筒节.
3.2球形封头由我公司外协分瓣压制成形,成形后在外协厂内预拼装,由公司对封头的表面质量、形状、尺寸、错边量和棱角度等进行检测,合格后运至预制现场组焊成型。
3.3锥形封头分三种情况制作。
与筒体相连的翻边部分由我公司外协压制成形,成形后在外协厂内预拼装,由公司质检部门对该部分的表面质量、形状、尺寸、错边量和棱角度等进行检测,合格后运至预制现场组焊成型。
锥体部分在公司基地下料、刨边,每带板预制成三部分后运至现场组焊成型。
与出焦口法兰连接部分在公司基地内下料、刨边、组焊完成后外委成型,由公司对该部分的表面质量、形状、尺寸、错边量和棱角度等进行检测,合格后运至预制现场(出焦口法兰自成一体,随塔体整体热处理后机加工出焦口法兰密封面,再与塔体组焊后进行局部热处理)。
3.4壳体上的接管等其它附件均在公司基地预制好,到现场组焊。
3.5所有焊缝焊后进行消氢处理。
3.6塔体各部分预制完成后,形成吊装四段,各吊装段组成塔整体。
4施工准备
4.1本设备施工前应具备下列资料:
a)施工图和有关设计文件;
b)施工方案、工艺文件等施工技术文件;
c)相关的施工验收规范。
4.2本设备施工前应完成下列工作:
a)图纸会审及设计交底,相关技术法规的学习;
b)组织施工人员进行施工方案及施工验收规范的学习,对施工人员进行技术交底;
c)完成焊接工艺评定,对施焊人员进行15CrMoR类材料的焊接技术培训、考核,合格后方能上岗;
4.3施工前应对所有设备(卷板机、刨边机、电焊机、预热消氢热处理设备等)进行一次全面检查,做到设备完好。
4.4现场施工前,应准备如下工装设施及现场具备的条件:
a)现场组装平台;
b)筒节组对卡具;
c)弧板装运胎具、压头板等工具;
a)防焊接变形工装,如加固顶杠。
4.5现场应达到“三通一平”。
4.6具备提供1000千瓦电能的能力及设备。
5工艺技术方案
5.1下料
5.1.1材料必须经公司质检人员复验合格后方可下料。
下料前对材料进行以下检查校核:
材料标记(钢号、炉批号、入厂编号)、规格、检验标记。
下料前需经主管技术人员核实,部分材料需经工艺责任工程师同意。
5.1.2经质检部门确认后按工艺文件及排版图进行下料,并进行标记移植,划线要求及公差按我公司QJB08-2-98《铆工下料工艺守则》执行,质检员检验采用同一把钢尺。
5.1.3与外协件(球形封头、锥形封头等)相焊接的筒节(件23-2、19-1、3-2、3-4)应等外协件到货或有关人员确认尺寸后在下料。
5.1.4机加工的坡口必须进行MT检测,合格级别符合《技术条件》的要求。
5.1.5火焰切割坡口的坡口应作彻底打磨,以消除氧化铁及表面硬化层,并进行MT检测,合格级别符合《技术条件》的要求。
5.1.6不得在15CrMoR钢板上进行其它动火作业,不得在15CrMoR钢板上非焊接部位随意打火。
5.2预制
总体要求:
a.筒节、锥形封头、球形封头的组对焊接应在找正操平的刚性平台上进行,以避免不圆度及端面不平度,纵环缝的组对应尽量使用工装胎具,以避免机械损伤。
所有的工卡装夹具拆除后,母材经补焊后打磨平滑符合《技术条件》4.4.2.6条的要求,并用永久记号笔作好标记,以进行磁粉检查。
b.在15CrMoR钢板上任何形式的施焊必须预热,焊后立即消氢处理。
c.为了防止焊接变形,每条纵缝内外焊接时要求第一遍自上而下每隔500mm分段退步焊,第二遍要求自上而下分两段分段退步焊,其余各遍自上而下一次焊完,每条环缝由8~10名焊工同时进行分段退步焊。
在焊接过程中,由于某种原因,必须间断焊接工作时,应维持焊缝坡口及两侧各100mm范围内处于预热温度下,直至焊接工作重新开始,否则,在暂停工作时应立即进行消氢处理。
d.按照工艺文件的要求在设备上焊接临时性焊接件,不得在15CrMoR钢板上非焊接部位随意引弧。
e.焊道背面用碳弧气刨清根时必须预热,温度比焊接预热温度高50℃。
清根后必须用砂轮机将渗碳层和热影响区打磨掉,并经磁粉检测合格后方可施焊。
5.2.1筒节的预制(包括裙座筒体)
5.2.1.1对于筒节板,首先对板逐张进行压头,然后再进行滚圆,成型后用弦长1500mm的弧型样板检查,任意一点间隙不得大于4mm,成型完毕后放到弧型胎具上。
5.2.1.2筒体的每张板在平台上按排版图位置对每张板用工装夹具进行拼组装,成型后用弧形样板检查,对口的棱角度不大于5mm,最大最小直径之差不大于25mm,A类焊接接头对口错边量b≤2mm,B类焊接接头对口错边量b≤3mm。
5.2.2球形封头的预制要求
5.2.2.1球形封头由一块弧长为6196的中心圆(由两条对接焊缝组成)和12块瓜瓣组焊成型。
中心圆及瓣片外委成形预组装后在现场组焊。
预组装时及在现场重新组装后施焊前进行总体检查,项目及要求如下:
(1)赤道线处外表面周长26577±
10mm
(2)对口间隙2±
1mm
(3)对口错边量不大于2mm(4)棱角度不大于4mm
(5)赤道处最大最小直径差不大于25mm
现场重新组装,检查合格后组焊成型。
5.2.2.2对用火焰切割的坡口,外协加工单位应对其表面应进行彻底打磨并进行100%MT检测,以JB4730中的I级为合格。
5.2.5.3在外协加工单位预拼装验收时,公司相关人员应对封头的表面质量、相关尺寸、错边量和棱角度等进行检测合格后,采用全尺寸立体样板检查形状,要求任何部位间隙不大于3mm为合格。
5.2.3锥形封头的预制
5.2.3.1锥形封头外委加工瓣片部分预组装时及在现场组装后进行总体检查,检查项目及要求如下:
(1)上下口周长允差±
8mm
(2)对口间隙2±
(3)对口错边量不大于2mm(4)棱角度不大于5mm
(5)上下口处最大最小直径差不大于25mm(6)上下口同心度不大于5mm
(7)整体高度允差±
8mm(8)样板间隙不大于5mm
现场重新组装检查合格后组焊成型,倒立并与裙座Ⅱ(件4-8)组焊。
此时应采取办法保证二者的同心度及端口的平行度。
5.2.3.2中间锥体部分每带板预制成的三块进行压头、滚圆,放在胎具上。
5.2.3.3把成形好的锥体板在预制平台上按照排版图进行拼装,成形后用样板进行检查,对口的棱角度不大于5mm,同一截面最大最小直径之差不大于25mm,A类焊接接头对口错边量b≤2mm。
同时检查相邻锥段彼此连接的两道口,要求周长允差±
9mm同一方向上的直径差不大于25mm.
5.2.3.4把锥形封头最大端倒扣在平台上,采用正装法把锥形封头组焊成一个整体(出焦口法兰段除外)。
5.3组装
在各预制段上按照图纸和排板图划上分度线。
5.3.1将预制好的锥形封头(出焦口法兰除外)与筒体(件23)组焊,然后再与裙座组焊成为第一段。
此段组对时应保证出焦口法兰处锥体下口与件23筒节口的平行度及二者的同心度,还应保证锥体与裙座筒体的同心度。
5.3.2将件22各段与件21-3组焊成第二段。
5.3.3将件21其余各段与件19(件19-1除外)组焊成第三段。
5.3.4将球形封头上的各个接管与封头组焊,与件19-1形成第四段。
5.3.5为了减少吊装变形及组对难度,需在吊装前对最后一道环缝坡口下侧500mm处使用“米”字支撑,并在下部“米”字支撑上铺设花纹板,点焊住,以利于组对该环缝时使用。
5.4.4环缝组对时,错边量≤3mm,对接环缝处形成棱角度不能大于5mm。
5.4.5每段筒体的直线度在任意3000mm长圆筒段不得大于3mm,整段内不得大于6mm,高度允差±
10mm,筒体分段处不平度≤2mm。
5.4.6塔体附件的焊接
5.4.6.1表面热电偶垫板及保温圈连接板等按照图纸安装在筒体上。
5.4.6.2将中子料位计螺母按照图纸安装在筒体上。
5.4.6.3开孔及焊接塔体附件前在筒体外表面画出四条中心线,并按总图标出方位,画出开孔位置线及附件安装位置线,开孔线均需经质检员检查合格后方能开孔。
5.4.6.4开孔的坡口型式及开孔的方法执行焊接工艺卡及设计技术要求。
5.4.6.5依次将各接管组焊,法兰、螺栓孔对筒体轴线跨中布置,各法兰对筒体轴线垂直度≤1%法兰外径。
5.5产品焊接要求
5.5.1产品焊接应按《焦炭塔焊接施工方案》的要求进行控制。
5.5.2设备的各种类别焊接工作,必须由持有相应类别的有效焊工合格证的焊工担任,焊工考试应遵循原劳动人事部颁发的《锅炉压力容器焊工考试规则》进行。
5.5.3筒体和封头上的所有承压焊缝应采用全焊透结构,焊缝坡口应用机械法加工,对难以机加工的部位可采用火焰切割坡口,但应将硬化层磨掉。
5.5.4板厚间的错口应打磨至最小10:
1的锥度,壳体的所有对接焊缝的加强高度应全部去除并与钢板齐平,即加强高度为零。
5.5.5焊后消除应力热处理前的无损检测要求
5.5.5.115CrMoR钢板焊接后24小时后进行RT检测,以JB4730-94中的II级为合格,RT检测合格后,对焊缝进行打磨至与母材平齐。
5.6焊前预热和焊后消氢热处理
焊前预热、焊后消氢热处理均使用DZK—300A电热温度控制仪进行温度的自动控制,采用带保温层的吸铁式电加热器从施焊侧的背面加热,加热器横跨焊缝(或坡口)贴紧工件对称布置,加热宽度不小于200mm。
热电偶压紧于工件表面,用少许保温材料与加热器隔开。
焊前预热时,自动控温温度设定在150~250℃范围,恒温时间为焊接全过程。
施焊完毕,立即用300mm宽40mm厚的硅酸铝保温被将焊接接头保温,进行焊后消氢热处理,自动控温温度设定在350~400℃范围,保温2小时。
5.7无损检测要求
焦炭塔的无损检测应符合《焦炭塔无损检测方案》的要求
6质量检验与控制
焦炭塔质量控制体系见下图:
公司质保工程师刘效国
材工焊热质无设理
料艺接处检损备化
责责责理责检计责
任任任责任测量任
工工工任工责责工
程程程工程任任程
师师师程师工工师
杨乔刘师王程程任
生占靖范朝师师
龙永涛宁岭沙崔超
建
勇堂
6.1编制详细的质量检验及控制计划和质量奖惩办法。
设立以下主要质量控制点:
序号
控制点
等级
检查/审查单位
施
工
质
检
监
业
主
制造施工方案
A
√
2
焊接无损检测方案
3
材料配件验收
划线、下料、标记移植
B
5
坡口加工质量、机加工件质量
6
筒节成型
7
焊工资格
8
产品焊接试板
9
焊接工艺实施过程监督
10
焊缝外观
11
无损检测
12
开孔划线
13
附件组装
14
外表面除锈
15
油漆施工验收
竣工资料
17
铭牌、钢印、交工
6.2焦炭塔制造技术难度大、质量要求高,为优质完成焦炭塔的制造组焊,确定以下质量目标:
——焊接一次合格率96%以上,无超次返修;
——几何尺寸符合规范及工艺文件要求;
——材料、半成品的验收一次合格。
6.3材料、半成品的验收和控制
主材的超探,化学成分、机械性能复验、锻件、接管、封头瓜瓣的检验,须编制详细的检验方案,按检验方案和技术条件,设专门技术人员进行跟踪检查。
6.4过程控制
严格工艺纪律,控制错边量和装配间隙,彻底进行焊前坡口表面及层间的清理;
加强材料表面的保护;
对焊前预热、焊后消氢处理都设专人测温;
对咬边、裂纹、气孔、夹渣作专职检查;
合理设置工装夹具及吊耳,减少对母材表面的损坏,严禁强力组装;
壳体的几何尺寸,要求热处理前后各测一次。
6.4.1编制焊材烘烤、发放、回收管理办法,责任到人,按要求进行有效控制。
6.4.2设专职质检员,对预热、后热过程进行严格检查,设专门人员对预热、后热全过程进行温度测量监控,热处理过程有专门技术员、质检员进行全过程检查。
6.4.3专职焊接记录员巡回测量焊接过程中的电流、电压及线能量输入情况,质检员、焊接技术员监督焊接工艺纪律执行情况。
6.4.4严格按规范标准进行原材料、焊缝(焊接接头)、试板、锻件、焊材的机械性能、化学成分、硬度等的检验和测试,质检员和责任工程师对检测、检验过程和结果进行跟踪检查。
6.5宏观检验
6.5.1A类焊缝错边≤2mm,B类焊缝错边≤3mm。
6.5.2钻焦口椭圆度≤9mm,锥形封头下端口Φ1800处椭圆度≤6mm,其余端口椭圆度≤20mm;
裙座与锥形封头组对后要求测量其同心度,要求不同心度≤15mm。
6.5.3用规定合格样板检查,钻焦口筒节棱角≤2mm,δ26段棱角≤3mm,δ28、δ30、δ34段棱角≤4mm,壁厚不同按要求严格执行。
6.5.4筒体段不直度≤H/1000mm(H:
筒体高度),端口不平度≤2mm,
6.5.5塔体不直度≤15mm,塔总长度允差≤±
20mm,塔体椭圆度≤25mm,接管不直度≤3mm。
6.5.6塔体焊缝全部打磨平,角焊缝打磨圆滑过渡。
6.5.7制定无损检测工艺,加强检测人员的责任心教育,保证RT、UT、MT、PT的检测结果。
15CrMoR材质具有延迟裂纹的产生的倾向,射线及超声检测要求在焊后24小时进行。
7.1现场焊接
现场的筒节焊接作业均在筒节内外部搭设的脚手架临时平台上进行,设置防风防雨的帆布蓬。
7.2劳动保护。
在二台塔空中组对环缝部位利用塔器外部钢结构架搭设施工通道及临时操作平台,平台宽不小于1000mm,平台及连接通道护栏高度不得低于1000mm,护栏立柱间距不大于1500mm。
平台铺双层竹排子及防火石棉布,护栏周围设防火帆布,两塔外平台应为连体平台。
上、下扶梯宽度不小于800mm,斜坡度不超过1∠3,踏步上须设置竹跳板。
在二台塔空中组对环缝下部塔体内部设置固定临时操作连体平台,平台支撑结构件与塔体内壁焊接时,必须增设焊接垫板,在15CrMoR筒体处垫板材料为15CrMoR。
焊接15CrMoR垫板时,应进行焊前预热和焊后消氢处理。
空中组对环缝焊接、打磨、无损检测、焊后热处理等工作全部完成后,离垫板壁为10~20mm处割除焊接焊接支撑构件,用砂轮磨除垫板焊缝至与母材平齐,并对焊缝处进行100%MT表面检测。
8雨季施工技术措施
焦炭塔现场组焊正值雨季,为了保证施工的进度、质量和安全,确保工期按期完成,必须做好雨季施工准备,采取有效的防雨、防风措施。
8.1采取相应防雨、防风措施
——风雨来临前对临时设施进行检查处理。
——喷砂防锈及刷漆应尽量控制在非雨天气进行,若遇到连续降雨天气,应与业主协商,采取有效措施,以确保组焊质量。
——高处作业应注意防风、防雷电,施工区域内设避雷针,确保设备、人身安全。
——按规定进行焊材烘干、发放,焊工使用焊条保温筒,焊材不得露天放置,确保焊接质量,雨期施工,空气湿度大,严重影响焊接质量。
因此,须严格按工艺要求进行焊条烘干、发放和回收。
——焊接工艺雨期施工时可采用搭设防雨蓬措施,但当环境相对温度超过85%时亦应停止焊接施工。
严格按工艺要求进行预、后热。
——吊装作业时应注意天
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