球罐氫鼓包修復(fù)技術(shù)

PAGEPAGE12l工程概況1.1煉油廠氣體分餾儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)中的Q801、400m3液態(tài)烴球罐，殼體材料為16MnR，厚度30mm。于1987年3月投入使用，2000年5月經(jīng)合肥通用機(jī)械研究所檢測(cè)發(fā)現(xiàn)內(nèi)壁裂紋及大量氫鼓泡。鼓泡總數(shù)189個(gè)，絕大多數(shù)鼓泡呈圓形，鼓泡直徑中40～150mm不等，鼓泡厚度在7～12mm范圍內(nèi)，鼓泡高度為0.5-4.5mm，有76個(gè)鼓泡表面開(kāi)裂。鼓泡多數(shù)集中在上下溫帶的17張球殼板上，數(shù)量為182個(gè)，占總數(shù)的96％?，F(xiàn)需對(duì)上述鼓泡及內(nèi)壁裂紋進(jìn)行修復(fù)，施工工序復(fù)雜，工期緊，難度大，施工中會(huì)遇到一定的困難，因此需加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理，確保修復(fù)一次成功。1.2本工藝是對(duì)“Q801液態(tài)烴球罐的焊接與修復(fù)方案”的細(xì)化。2編制依據(jù)2.1機(jī)械研究所編制的“煉油廠Q801液態(tài)烴球罐的焊接與修復(fù)方案”及檢測(cè)記錄。3工作量及施工準(zhǔn)備3.1工作量3.1.l與機(jī)械研究所有關(guān)人員聯(lián)合對(duì)需修復(fù)的189個(gè)鼓泡位置重新確定和標(biāo)記，并確定修復(fù)范圍。同時(shí)確定出母材裂紋的補(bǔ)焊范圍，施工人員應(yīng)按所有關(guān)人員的現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)施工。3.1.2鼓泡鉆孔排氣3.1.3鼓泡清除3.1.4鼓泡清除后打磨3.1.5鼓泡修磨部位電加熱脫氫處理3.1.6鼓泡及裂紋修復(fù)焊接3.1.7回火焊道打磨3.1.8焊后加熱消氫處理3.1.9局部熱處理說(shuō)明：腳手架搭設(shè)、無(wú)損檢測(cè)、球罐內(nèi)壁噴砂、除銹、油漆、壓力試驗(yàn)及氣密試驗(yàn)等均由建設(shè)單位負(fù)責(zé)施工。3．2施工準(zhǔn)備3.2.1施工前，應(yīng)針對(duì)液態(tài)烴球罐修復(fù)工程建立質(zhì)量保證體系（見(jiàn)附錄）。3.2.2開(kāi)工前，應(yīng)由建設(shè)單位向天津市鍋爐壓力容器技術(shù)監(jiān)督部門(mén)報(bào)修，經(jīng)同意后方允許施工。3.2.3準(zhǔn)備好必要的棚布等防雨工具。3.2.4球罐修復(fù)使用的焊條，應(yīng)按批進(jìn)行擴(kuò)散氫含量分析，合格后方允許使用。4施工程序及施工工藝4.1施工程序氣密試驗(yàn)球罐內(nèi)壁噴砂水壓試驗(yàn)局部熱處理修復(fù)區(qū)焊道打磨焊后消氫處理焊前預(yù)熱脫氫處理鼓泡鉆孔排氣球罐內(nèi)表面檢驗(yàn)施工準(zhǔn)備內(nèi)外腳手架搭設(shè)氣密試驗(yàn)球罐內(nèi)壁噴砂水壓試驗(yàn)局部熱處理修復(fù)區(qū)焊道打磨焊后消氫處理焊前預(yù)熱脫氫處理鼓泡鉆孔排氣球罐內(nèi)表面檢驗(yàn)施工準(zhǔn)備內(nèi)外腳手架搭設(shè)鼓泡氣刨清除、打磨聯(lián)合確認(rèn)返修補(bǔ)焊鼓泡及母材裂紋鼓泡氣刨清除、打磨聯(lián)合確認(rèn)返修補(bǔ)焊鼓泡及母材裂紋修復(fù)部位100%MT和UT修復(fù)部位100%MT和UT清除后100%清除后100%MT檢驗(yàn)鼓泡及裂紋部位焊接鼓泡及裂紋部位焊接油漆油漆說(shuō)明：1.虛線框內(nèi)施工工序的施工由建設(shè)單位負(fù)責(zé)．2.球罐內(nèi)部腳手架目前為竹跳板搭設(shè)，需要更換為鋼跳板，由我廠負(fù)責(zé)更換。3.外部腳手架搭設(shè)便于消除應(yīng)力熱處理時(shí)使用．4.2施工工藝4.2.l球罐內(nèi)壁鼓泡清除a）對(duì)所有鼓泡部位采用記號(hào)筆沿邊緣進(jìn)行標(biāo)記，標(biāo)記應(yīng)清晰可見(jiàn)。對(duì)于直徑50mm以下，且距離很近約10mm左右的鼓泡，盡量連成一片標(biāo)記（清除時(shí)成片清除），并標(biāo)注鼓泡范圍。b）采用手槍電鉆在鼓泡中心部位鉆Φ2mm左右的孔，排出內(nèi)部氣體。鉆孔時(shí)以鉆通鼓泡厚度為宜。C）采用碳弧氣刨清除鼓泡。清除時(shí)注意按標(biāo)注記線清除，并檢查標(biāo)記線處的母材鼓泡分層情況。需將缺陷全部清除干凈，清除邊緣應(yīng)呈圓滑過(guò)渡。d）采用Φ100mm的砂輪機(jī)修磨氣刨表面及其邊緣20mm范圍，直至露出金屬光澤。e）對(duì)缺陷清除部位進(jìn)行100%MT檢查，確認(rèn)鼓泡分層全部清除。4.2.2焊前脫氫處理4.2.2.l加熱方法：對(duì)修復(fù)部位進(jìn)行局部脫氫處理，采用履帶式加熱器加熱。4.2.2.2脫氫工藝：脫氫加熱溫度為250-300℃，加熱時(shí)間為2小時(shí)。4.2.2.3熱電偶：a）熱電偶數(shù)量：3個(gè)。b）熱電偶布置位置：板號(hào)3-9、3-10的中間部位B9焊縫附近布置1個(gè)熱電偶，板號(hào)4-6的中間部位布置1個(gè)熱電偶，板號(hào)4-16的中間部位布置1個(gè)熱電偶。4.2.2.4控溫設(shè)備：采用電腦溫控儀自動(dòng)控溫，并打印出脫氫處理曲線。4.2.2.5加熱器的布置及固定a）加熱器的布置：將加熱器布置于修復(fù)部位的內(nèi)表面，且要覆蓋修復(fù)部位。b）上溫帶及赤道帶部位加熱器的固定：采用L404mm的角鋼，按400m3球罐的曲率半徑滾制成弧狀，角鋼的外弧長(zhǎng)約4500mm(此尺寸需要實(shí)際測(cè)量確定），再在角鋼上每隔200mm鉆出20mm的孔。然后，用254mm、長(zhǎng)度為300mm的扁鐵將兩根弧狀角鋼連接（焊接）成一個(gè)弧狀框架，框架內(nèi)側(cè)采用硅酸鋁保溫氈鋪墊兩層。最后，將履帶式加熱器（規(guī)格345625mm）沿345mm方向橫向鋪在保溫氈的上面，并采用細(xì)鐵絲（1.6mm）將加熱器與角鋼固定。見(jiàn)附圖一。需框架數(shù)量：弧長(zhǎng)4500mm需10個(gè)，弧長(zhǎng)3000mm需4個(gè)。C）下溫帶加熱器的固定：下溫帶可將履帶式加熱器直接鋪在修復(fù)部位?？刹捎眉?xì)鐵絲將加熱器串聯(lián)成數(shù)片。在CD環(huán)縫的下沿點(diǎn)焊數(shù)段404的角鋼，在角鋼上鉆數(shù)個(gè)15mm的孔，供固定加熱器及保溫被用。4.2.2.6脫氫處理時(shí)，在需修復(fù)部位的外表采用保溫被進(jìn)行保溫。4.2.3焊接4.2.3.l焊前準(zhǔn)備a）焊接選用3.2、4.0、J507RH焊條，焊條應(yīng)具有材質(zhì)證明書(shū)或合格證，并經(jīng)材料責(zé)任工程師確認(rèn)。焊材使用前需進(jìn)行外觀檢查，有脫皮、銹蝕及裂紋者不得使用。焊條的烘干、使用應(yīng)嚴(yán)格按FCC《壓力容器制造和現(xiàn)場(chǎng)組焊質(zhì)量保證手冊(cè)》執(zhí)行。b）擔(dān)任焊接任務(wù)的焊工必須按《鍋爐壓力容器焊工考試規(guī)則》考試合格，且具備相應(yīng)的有效資格。且應(yīng)將參加修復(fù)工作的焊工資格復(fù)印件提供給甲方及有關(guān)部門(mén)。c）焊接前由施工員進(jìn)行技術(shù)交底。d)焊接前需對(duì)修復(fù)部位采用電加熱器在焊接側(cè)的反面進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為100℃。4.2.3.2焊接工藝焊接工藝參數(shù)：焊接部位焊縫層次焊接方法焊條牌號(hào)焊條直徑電流（A）電壓（V）焊接速度（cm/min）焊工資格鼓泡部位所有焊道手工焊J507RH3.24.090-120150-18021-2324-277-158-20D2-5,6，7J裂紋部位所有焊道手工焊J507RH3.290-12021-237-15D2-5,6，7Jb)焊接順序：鼓泡缺陷的焊接首層采用3.2、J507RH焊條，焊后采用砂輪機(jī)將焊道表面磨掉1～l.5mm，再采用3.2、J507RH焊條焊接第二層，隨后采用4.0、J507RH焊條依次焊接成形（見(jiàn)附圖二）。母材裂紋清除后的補(bǔ)焊焊道采用3.2、J507RH焊條依次施焊（見(jiàn)附圖三）。c）焊接控制措施：所有焊接均采用小線能量施焊。鼓泡缺陷修復(fù)的首層焊道焊接后必須打磨掉1～1.5mm后再焊接第二層焊道。回火焊道層應(yīng)高于母材0.5-1.5mm以上（保證回火焊道層打磨去除后，焊縫與母材齊平）。d)鼓泡集中區(qū)域應(yīng)采用跳焊的方法，減小焊接變形。4.2.4焊后消氫處理焊后立即采用電加熱器對(duì)修復(fù)部位進(jìn)行后熱，使其緩冷，加熱溫度為200-250℃，加熱時(shí)間為2小時(shí)。4.2.5焊道打磨：修復(fù)區(qū)焊道打磨至母材齊平。4.2.6無(wú)損檢測(cè)：修復(fù)部位進(jìn)行100％MT和UT檢驗(yàn)。4.2.7焊后熱處理4.2.7.1焊后采用局部熱處理，熱處理的加熱方法、熱電偶及加熱器的布置、固定等要求同焊前脫氫處理。4.2.7.2熱處理工藝：升溫速度：50－80℃／h（＞400℃）恒溫溫度：600土10℃恒溫時(shí)間：1.5h降溫速度：30－50℃／h（400℃）400℃以下自然冷卻。4.2.7.3保溫a）球罐外表面補(bǔ)焊附近應(yīng)進(jìn)行保溫，加熱及保溫范圍由合肥所技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)進(jìn)行，采用帶鐵釘?shù)谋忤F固定保溫被，外表面保溫兩層。b）球罐內(nèi)表面保溫上溫帶、赤道帶保溫：在框架的底部點(diǎn)焊L＝60mm長(zhǎng)的鐵釘，將保溫被固定于框架底部，然后采用10＃鐵絲將保溫被網(wǎng)住。下溫帶保溫：將保溫被串聯(lián)成條，然后將保溫被的一端固定于CD環(huán)縫下沿的角鋼上，保溫兩層。5．安全要求5.1球罐修復(fù)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行煉廠檢修有關(guān)安全規(guī)定。5.2進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)必須按規(guī)定勞保著裝，高空作業(yè)必須系好安全帶，每次進(jìn)入球罐內(nèi)部施工前，應(yīng)經(jīng)分析檢測(cè)合格并經(jīng)甲方有關(guān)部門(mén)同意。5.3架設(shè)應(yīng)經(jīng)安全部門(mén)檢查合格后方可使用，嚴(yán)禁使用竹、木跳板及腳手架。5.4施工用電應(yīng)由專(zhuān)人負(fù)責(zé)管理，線路應(yīng)絕緣良好，電動(dòng)器具必須裝有漏電保護(hù)器。電加熱作業(yè)前應(yīng)仔細(xì)檢查加熱器及導(dǎo)線，防止漏電、觸電事故的發(fā)生。罐內(nèi)照明電壓應(yīng)為12V安全電壓。5.5球罐內(nèi)通風(fēng)、排煙良好，上人孔安裝抽風(fēng)機(jī)，施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)配備防雨設(shè)施。5.6施工現(xiàn)場(chǎng)一切可能引起火災(zāi)的雜物應(yīng)清除干凈，氧、乙炔瓶應(yīng)放在陰涼通風(fēng)處，不許曝曬，應(yīng)嚴(yán)格按安全防火規(guī)定作業(yè)。5.7施工現(xiàn)場(chǎng)必須設(shè)專(zhuān)職安全員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢查。6主要施工機(jī)具及措施用料6.l施工機(jī)具：（l）硅整流電焊機(jī)6臺(tái)（2）空氣壓縮機(jī)（6m3／h）l臺(tái)（3）軸流風(fēng)機(jī)Φ500mml臺(tái)（4）砂輪機(jī)Φ230／Φ100mm2／4臺(tái)（5）電腦溫控儀1臺(tái)（6）手槍鉆1臺(tái)(7)履帶式加熱器80片（8）鉗形電流表200A1臺(tái)（9）雙排汽車(chē)1輛6.2措施用料：（1）角鋼∟4O410O米（2）扁鋼254300米（3）鐵釘612525Kg（3）保溫被5噸（4）10＃鐵絲100kg（5）6鐵絲40kg（6）導(dǎo)線接頭（銅制）200對(duì)7．附：合肥通用機(jī)械研究所有關(guān)檢測(cè)資料及焊接與修復(fù)方案。天煉液態(tài)球罐修復(fù)質(zhì)量保證體系注：需框部分由