丙烯球罐设计方案

ｉ、〔日〕高压气体保安协会“高强度钢使用标准”
ｊ、〔日〕WES3003“低温结构用钢板评定标准”
k、〔日〕JISZ3700－80
3、工程简介
3.1结构简图
球罐板及焊缝代号
上极板为F;Fl-F7
赤道带板为A;Al-A20
下极板为G;Gl-G7
相邻板间焊缝采用对应板号前后组合,如：A2A3；F1F2等
3．2焊缝坡口形式
球罐组装时，利用工卡具调整球壳板对口间隙、错边量及角变形，不得采用机械方法进行强力组装。
c 外脚手架的搭设（见下图）
赤道带最大截面处平面图
上温带带最大截面处平面图
外架子立面图
当赤道带组对成环后，开始着手搭设防雨防风大棚及外脚手架子，成环后开始立片封盖。
1）外脚手架的绑扎应按有关规定进行，这不仅关系到操作人员的人身安全，而且还直接影响焊接质量。
所达到的质量目标计划：
ａ、单位工程交验合格率100%；
ｂ、分部、分项工程交验优良率90%；
ｃ、封闭设备抽检合格率100%；
ｄ、无任何大小质量事故；
2、编制依据
ａ、《压力容器安全技术监察规程》国家技术质量监督局
ｂ、GB150-98《钢制压力容器》
ｃ、GB12337-98《钢制球形贮罐》及附录A“低温球形储罐”
5、施工前准备
5.1 根据建设单位要求及现场实施情况，绘制总平面图并搞好暂设工程，详见用电、用水计划。
5.2 球罐的零部件检验及焊材复验
球罐零部件的检查验收是控制质量的重要环节，是一项极其细致而复杂的工作，每一项的检查都要有记录，并应如实地记录所测数据，经确认合格后，才能进行球罐的组装工作。
5.2.1 球罐的球壳板、人孔、接管、法兰、补强件、支柱及拉杆等出厂证明包括：
B1、B2、B3
±2
3
对角线弦长D
±3
4
两条对角线间距
≤5
测量曲率及弦长时，应使板成自然形态，如果测钝边长应考虑到它与未开坡口时值不同。
e 支柱直径及长度用钢尺检测，其结果应符合图纸要求，长度偏差3mm直径偏差2mm，支柱的几何参数如下表：
部位
L(mm)
K(mm)
φ(mm)
δ(mm)
α(o)
m(mm)
6.5 球壳板的组装
a 球壳板的组装采用伞形架一散装法进行组装。（见下图）
球罐伞型架立面图
球罐伞型架平面示意图
b 球壳板的组装
球罐的赤道带板组装前，应将下极板，下极侧板放入基础中间备用。吊装第一块带支柱的赤道板，就位后用拖拉绳将赤道板固定，紧固地脚螺栓再吊装第二块带支柱的赤道板，采用同样的方法固定，将不带支柱的赤道板插入两块带柱板中间，并用卡具联接好，调整好间隙，支柱垂直度、水平度、错边量，以后的吊装都以此三块为基准，因此头三块赤道板的安装位置很重要。
b单个零件或部件的设备代号、零件或部件的序号，出厂标号等体积较大的标记作在零部件上，体积较小的用系在其上的扉标明。
c极带板需在外面标出0°、90°、180°、270°方位基准线。
d球壳板内外表面应除锈，并涂防锈漆两遍，坡口表面及其内、外边缘100mm的范围内涂可焊性涂料。
e球壳板应采用钢结构托架包装，球壳板的凸面朝上，各板间垫以柔性材料,每个包装架的总重不宜超过30吨。
球壳板的四角顶好，曲率、弧长应符合要求，上支柱与下支柱须在钢平台上组对好之后，焊接成一体，再吊装。组对后在底板上放好径向和周向中心线，并在上部打洋冲眼，以便安装找正。
组对示意图见下图:
支柱底板到赤道线距离L:±2
支柱直线度：三点标高差不得大于2mm
支柱与赤道板轴线的平行度：L1-L2不得大于2mm
经施工者、检查员检查无误办理工序交接方可焊接。
2）具体搭设尺寸应按附图所标尺寸制作绑扎。
3）每层架子宽度必须足够两人并行的量，以保证工作人员行走时不影响焊工施焊。
4）靠近球罐纵缝的脚手杆要搭在纵缝右侧，距离要保持1000mm以上，以利于施焊。
5）应符合《脚手架搭设规程》
6.6 球罐梯子平台的安装
梯子平台的安装应严格按图纸要求施工。
6.7 质量检验标准
b 球壳板的厚度应进行抽查，实测厚度不小于41.75mm,抽查数量共11块，赤道带4块，上温带3块，上、下极板各2块；每张球壳板的检测不应少于5点。
测厚位置如下图所示，每块板测5点。
c 坡口检查
1）平面度≤1mm；表面应平滑，表面粗糙度≤25μm，缺陷间的极限间距应大于或等于0.5m。
2）坡口表面应经磁粉或渗透检测抽查,不应有裂纹、分层、夹渣等缺陷。抽查数量及部位与测厚数量及部位一致，若发现有不允许的缺陷，应加倍抽查，若仍有不允许的缺陷，应逐件检查。（按JB4730-94要求Ⅰ极为合格）
用同样的方法吊装完其余的赤道带板，待赤道板成环后，调整好错边量、水平度、角度形、焊缝间隙后，方可安装下极侧板及上极侧板（步骤与安装赤道带板相同）。
上下极侧板吊装完毕后，安装下极板和上极板，调整好间隙、错边量、角变形后，测量直径，合格后方可进行点焊，点焊完毕复测角变形、
经有关部门及劳动局检查之后办理工序交接，交焊工焊接。
6.7.2 梯子平台等连接位置允许偏差≤10mm
应符合《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-95
7、焊接
7.1 焊接方法、设备、焊工
7.1.1 球罐焊接采用手工电弧焊。
7.1.2 球罐焊接采用直流焊机，钢结构焊接采用交流焊机。设备的维护严格执行吉化建《压力容器质量保证手册》及有关规定。
3.3主要设计参数
序号
项目名称
丙烯球罐
1
公称容积
2000m3
2
设计温度
50/-32℃
3
盛装介质
丙烯
4
容器类别
Ⅲ类
5
球体材质
RIVER ACE 610L
6
腐蚀裕度
3mm
7
结构形式
赤道正切10支柱混合式五带球罐
8
设备净重
3348855Kg
9
设计压力
2.16MPa
10
工作压力
1.7 MPa
11
水压试验压力
6.7.1 球罐组对焊接允许偏差
对口间隙：2±2mm
对口错边量：不得大于3mm
角变形：焊前≤7mm，焊后≤10mm（样板弦长1m）
连接板安装位置：偏差应≤10mm
支柱垂直度≤15mm
球罐组装完成后得最大直径与最小直径之差宜小于球罐设计内径的3/1000,即47.1mm;焊后两极间的内直径、赤道截面的最大内直径和最小内直径三者之间相互之差均应小于等于80mm，两极间的内直径、赤道截面的最大内直径和最小内直径与设计内直径之差均应小于等于80mm。
3）坡口角度允许偏差：±2o30，；
坡口钝边及坡口深度的允许偏差：±1.5mm。
4）球壳板周边100 mm范围内应进行全面积超声波检测抽查，抽查数量及部位与测厚数量及部位一致。若发现有不允许的缺陷，应加倍抽查，若仍有不允许的缺陷，应逐件检查。（按JB4703-94要求Ⅰ极为合格）
d 球壳板曲率及几何尺寸检查
l工厂在制造的过程中临时在球壳板上焊接吊具、卡具及电弧烧伤部位的记录
m工厂修改设计或产品与原设计不一致部分的记录
n注有分瓣角度、尺寸及材料批号的球壳排板图
5.2.2产品零部件的油漆、包装、运输
a全部受压零件及提供给安装单位的试板必须具有材料标记（钢号及炉批号或其它专用代号），标记必须用牢固较大的油漆写成。
鉴于上述原因，吉化集团公司决定将10.6万吨/年丙烯腈装置扩建至21万吨/年，并相应增设罐区及配套设施。扩建后的丙烯腈装置提供储存原料丙烯和成品丙烯腈能力的罐区。在现有的基础上新增3台2000m3丙烯球罐。
本施工方案针对吉化集团公司10.6万吨/年丙烯腈装置罐区中的丙烯球罐而编制。其中包括组装及焊接施工工艺，并另对安全措施给予介绍。
方案编号
施 工 技 术 方 案
吉化集团公司10.6万吨／年丙烯腈扩建工程丙烯球罐组焊
三类
批准：
复审： 审核：
编制：
编制单位：
1、工程概况
吉化集团公司丙烯腈装置是“吉化30万吨乙烯及其配套工程”的配套装置之一。该装置采用美国BP公司的工艺技术，于1997年10月建成投产。原设计规模为6.6万吨/年，2000年丙烯腈装置扩建至10.6万吨/年。根据吉林石化公司“十五”计划和吉林化纤厂“十五”计划，吉林地区对丙烯腈产品的总需求量预计超过21万吨/年。
ｄ、HG20585-1998《钢制低温压力容ห้องสมุดไป่ตู้技术规定》
ｅ、GB50094-98《球形储罐施工及验收规范》
ｆ、JB/T4709-2000<钢制压力容器焊接工艺评定》
ｇ、JB4730-94《压力容器无损检测》、
中国石油集团工程设计有限责任公司东北分公司设计院丙烯球罐设计图纸
ｈ、JB4708-2000 《 钢制压力容器焊接工艺评定》
f试板宜装箱运输，拉杆等杆件宜集束包扎。
g所有加工件表面应涂防锈油脂，拉杆螺纹应采用软包工装妥善保护。
5.2.3 球罐受压元件及支柱所用的材料应符合设计要求,非受压元件的焊接性能与球壳板材料相适应。
5.2.4 球壳板的检验
a 球壳板应有良好的表面质量，不得有气孔、结疤、拉裂折叠、夹渣和压入的氧化皮，无明显的压坑、划伤和严重的麻点等缺陷，壳板边缘不应有分层，每块球壳板本身不得拼接。
a球罐零部件出厂合格证
b材料代用审批手续
c各种材料质量证明书及球壳材料的复验报告
d钢板、锻件及零部件无损检测报告
e球壳板周边超声波探伤报告
f坡口和焊缝无损探伤报告
g产品试板检验报告
h焊接试板试验报告
i各球壳瓣片的尺寸测量结果及偏差值
j主要焊接工艺，焊后热处理温度曲线
k球壳板等受压件缺陷及修补记录（要求有记录缺陷性质、位置、修补方法和修补后检验结果）