中国石油独山子石化千万吨炼油及百万吨乙烯项目60万吨/年全密度聚乙烯项目
反应器组焊、安装施工技术方案
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有效期：2006年10月-2007年8月
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中国石化集团第五建设公司独山子工程项目部
二零零七年三月
目录
一、概述 (3)
二、编制依据 (5)
三、反应器施工程序 (6)
四．反应器分瓣单件组对、定位 (16)
五、反应器焊接施工要求 (18)
六、反应器现场组装质量控制体系 (24)
七、无损检测 (32)
八、修复 (33)
九、热处理 (34)
十、压力试验 (34)
十一、检查封闭 (35)
十二、安全技术措施 (35)
十三、施工网络计划 (35)
一、概述
反应器（R-4001/R-4301）为独山子石化公司60万吨/年全密度聚乙烯装置中的核心设备。由于外形尺寸和重量较大,全容积约800m3、容器净重约450t、设备规格为ф8230/ф5200x52/9 4/62/40mm，主体材质为SA516 Gr70，裙座材质为16MnR，为散片到货。（反应器上球形封头由8块球片和一块极盖板组成；锥段分三段：上锥段共分8片，由兰石机械设备有限责任公司压制成型后，组焊成4片后发货；中间和下段椎体都为6片，由兰石机械设备有限责任公司压制成型后，各组焊成3片后发货；筒节共分为7带板，每带板2片；下球形封头由6块球片和一块极盖板组成；裙座共分为6带板，每带板2片。以上所有球片和板片全部由兰石机械设备有限责任公司负责下料、压制成型、坡口制备）中国石化五建公司独山子（全密度）项目部负责反应器分瓣片制作成型零件的组对、焊接、无损检测、现场分段吊装、整体热处理；负责反应器现场水压试验。本方案作为五建公司反应器现场组对、焊接、无损检测、压力试验等施工作业的指导书。
1.1反应器简图
1.2反应器技术参数
反应器技术参数
1.3反应器分瓣现场交付情况
反应器外形尺寸大(最大外径8334mm、总高度～43092mm、净重450吨)，从运输角度考虑采用分瓣片压制成型后,现场组焊、分段吊装、组对焊接成型。
二、编制依据
国发[2003] 273号《特种设备安全监察条例》
《压力容器安全技术监察规程》（1999版）
GB150－1998《钢制压力容器》（含第一号修改单）
HG20584－1998《钢制压力容器制造技术要求》
GB12337－1998《钢制球形储罐》
SH3524-1999《石油化工钢制塔、容器现场组焊施工工艺标准》
GB50236-1998《现场容器、工业管道焊接工程施工及验收规范》
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》
JB4730－2005《压力容器无损检测》
JB4747－2002《压力容器用钢焊条订货技术条件》
SH/ T3515-2003《大型设备吊装工程施工工艺标准》
《吊车性能表》（LR1400型/400吨，LR1280型/280吨）
（R-4001/R-4301）反应器《技术条件》
上述标准规范中所引用到的相关标准与本作业指导书要求发生矛盾时，原则上按严者执行。
三、反应器施工程序
3.1反应器施工程序：
3. 2基础验收:
3.2.1监理公司、总包单位组织有关部门对设备基础进行交接验收，基础上应明显画出标高基准线、纵横中心线，沉降观测点，基础各部尺寸及位置的偏差数值不得超过设备规范规定；
3.2.2、基础混凝土强度应达到设计要求，周围土方应回填、夯实、整平，地脚螺栓的螺纹部分应无损坏及锈蚀；检验合格后，由基础施工单位填写基础交接记录，各方签字确认。
3.2.3、基础表面在反应器安装前应进行修整。需要灌浆抹面时，表面应凿毛面；不得有油垢及疏松层；放置垫铁处（至周边50mm）应铲平，铲平部位水平度允许偏差为2mm/m.
3.2.4、复核设备底座螺栓孔距、孔径、孔数，是否与混凝土基础预埋螺栓相对应，其偏差
值满足规范要求及安装需要；
3.2.5、复核设备底座方位母线与筒体方位母线是否对应重合，其允许偏差为±5mm；
3.2.6、根据规范要求在基础上摆放好垫铁，每根地脚螺栓两侧各一组垫铁，垫铁规格不小于100*200mm，根据现场实际情况，放置一定数量的斜垫铁。
3.3施工场地应平整、坚实、运输和施工道路畅通，并能满足机动车辆行走的要求；
3.4施工机具设备性能应可靠,工卡具样板应合格，计量器具应在校验周期内；
3.5现场的消防器材、安全设施应合格，并经安全监督部门验收通过。
3.6反应器筒体组装步骤
3.6.1、反应器筒体在设备基础上采用立式正装法组装，如图所示；
3.6.2、分段筒体吊装前应具备的条件：
a、所有具备施工的附件组焊完毕；
b、筒体内部采取必要的加固措施,使筒体吊装能够满足刚度要求；
3.6.3、组对前应对上、下段筒体的各部尺寸进行校核检查，对上、下段筒体四个方位（0O，90O，180O，270O，360O）做好记录；
3.6.4、各段筒体检测合格、复查方位线后，方可进行反应器筒体组装；
3.6.5、下段筒体（包括裙座）吊装时,按照管口方位要求进行就位;
3.6.6、组对时，设备下段筒体组对口外侧焊4块定位板，对称分布，且定位板材质与母材相同，设备筒体上、下段的四条方位线必须对正，其偏差不得大于5mm；
3.6.7、采用四组调节丝杠调整间隙，用卡子、销子调整组对错边量，使其沿圆周均布，防止局部超标；
3.6.8、筒体组对时直线度用经纬仪测量找正，各项参数符合要求后进行定位焊；
3.6.9、反应器组装总体技术要求见下表
的准备见下表：
主要焊接设备、检测设备一览表
3.8提前在反应器框架南北两侧搭设施工平台，施工平台具体位置如下所示：
北
2#预制平台
1#预制平台
反应器吊装预留口
人员和机具一览表
3.9搭设平台之前，应对地基进行处理，将基础充分夯实，表面平整，基础夯实程度不得小于5.5千克力/平方厘米。施工平台具体尺寸和所需材料如下：
，道木置
字钢放置
工字钢之
10连接，
的间距为
3.10
3.10.1根据制造商提供的锥体、上、下球形封头的排版图现场制作胎具如下：
上段锥体组对用胎具示意图
φ7063.8
下段锥体组对所用胎具示意图
上封头组对用胎具示意图
3.11.分瓣制作的反应器零件验收
3.11.1.反应器属于分瓣制作成形，上述工件瓣片由制造单位单片压制成形，并预组装合格。由相关单位联合验收合格后运送到反应器安装现场，进入现场的容器半成品、零部件必须具有下列技术文件：
a装箱单
b压力容器产品安全质量监督检验证书
c产品质量证明文件
d其它技术文件
3.11.2.反应器分瓣运送到现场，施工单位必须按设计图样和相关工艺文件验收，并做好相关检查验收记录，球壳板、极盖板、锥体瓣片与单件周边的坡口表面应满足以下要求：a坡口尺寸应符合设计图样要求规定，表面应平滑；
b坡口表面严禁熔渣、氧化皮出现,坡口表面不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷；
c 坡口及其边缘50mm范围内要求除净污锈，并在坡口涂上现场可以去掉的防锈涂料。坡口表面及其削边按JB4730.4－2005进行磁粉检测，Ⅰ级合格。
d 坡口角度（a）的允许偏差为±2。
.30
，；坡口钝边（P）及坡口深度（h）的允许偏差为
±1.5mm。
3.11.3.反应器分瓣的球形封头外形尺寸应符合下列要求：
1用样板检查反应器球形封头瓣片的曲率时，其允许偏差应符合下表的规定；
2反应器球形封头瓣片的几何尺寸偏差应分别符合下图、下表的规定；
球封头瓣片几何尺寸允许偏差
3.11.
4.反应器下段筒体将裙座焊接成一体，检查裙座底板上的地脚螺栓孔中心圆直径允差、相邻两孔弦长允差和任意两孔弦长允许偏差均不得大于2mm。
a.分段制作的容器筒体端部断面应符合规定，筒体圆度e不大于该断面设计内直径D i 1%,且不大于25mm ,图示
b. 筒体上、下球形封头、锥体组对成形端口的外圆周长允差不宜大于πb，b见下表；
c.
隔90O的四条母线，及沿圆周0O、90O、180O、270O四个部位拉φ0.5mm的细钢丝测量，测量的位置离A类焊接接头不小于100mm。当筒体厚度不一样时，计算直线度应减去厚度差。
四．反应器分瓣单件组对、定位
4.1根据反应器制造图纸尺寸进行组对。
4.2分瓣制作成形的反应器上、下球形封头、锥体、筒体应在制造单位分瓣预组装合格，由相关单位对工件的分瓣制作质量和分瓣预组装质量进行联合检验、验收，验收合格后，按排版图分别进行编号。
4.3在钢平台上划出组装基准圆，将基准圆按照上球形封头、锥体分瓣数8/6等分，组装胎具的基准面必须找平，其水平度允许偏差为1mm；在距离组对焊缝两侧约100mm范围处各设置一块定位板，在组装基准圆内，设置组装胎具，以定位板和组装胎距为基准，用工卡具使瓣片紧靠定位板和胎具，进行对口间隙和错边量的调整；允许偏差按照下表执行：
4.4分瓣制作的反应器上、下球形封头、锥体上下段、筒体组对完成后，棱角E应用弦长不小于设计内径D i1／6（1500mm）且不小于300mm的内样板或外样板检查，沿对接接头每500mm 测量一点，其棱角E值不得大于壳体名义厚度δn的1／10，且不大于3mm。环口的水平度允许偏差为2mm；环口的圆度允许偏差为封头内径的0.5%且不大于25mm；环口的直径允许偏差为±3mm；环口的外周长允许偏差为±10mm；高度允许偏差为2.5mm；
4.5分段筒体组装时，在底圈筒体的上口内侧或外侧每隔500mm设置一块定位板，以定位板为基准，将上段筒体按照筒体四条方位母线的位置吊放上去，相邻筒节四条方位母线要求必须对正，其偏差值不得大于5mm；在对口处每隔500mm放置间隙片一块，用调节丝杠调整组对间隙，用卡子、销子调整错边量，使其沿圆周均匀分布，防止局部超标。
4.6筒体环缝、锥体环缝组对后应满足下列要求：
1.错边量符合下表要求，当两板厚度不等时，对口错边量允许值应以较薄板厚为基准进行计算，测量时不应计入两板厚度差。
2.组对后形成的棱角E，用长度不小于300mm的直尺检查，E值不得大于钢板厚度δn
的1／10，且不大于5mm。
3.相邻筒体的A类接头焊缝中心线间外弧长以及锥体、球封头A类接头焊缝中心线与相邻筒
体的A类接头焊缝中心线间外弧长应大于板厚度δn的3倍。
4.7定位焊的焊接工艺及其对焊工的要求应与容器焊接相同
4.8定位焊的焊道长度应符合下表规定，焊道宜有足够的强度。引弧和熄火点都应在坡口内，发现裂纹等缺陷，必须清除重焊。焊道的两端应磨削成缓坡状。
手工定位焊焊缝尺寸
4.9反应器共开孔76个孔，需要现场开孔74个，其中J1—J7口径比较大（600mm），所以所有接管开孔前必须经施工人、技术员、检查员联合检查确认后方可开孔。他们分别位置在：J1在下球头，离下过渡段第一道焊缝的距离只有668mm，在开孔过程当中容易产生变形，所以施工难度很大，关于开孔变形问题我们将采取整体开孔的办法，保证一次开孔成功；J2在下过渡段，其厚度为φ80mm ;J3、J4分别在上过渡段上，上过渡段的厚度也是φ80mm；J6、J7分别在上球头上，由于上球头比较高，所以施工难度也是很大的。
五、反应器焊接施工要求
5.1资格审查
5.1.1.从事现场焊接的焊工必须持有并且由省级质量监督部门颁发的锅炉压力容器焊工合格证根据<<锅炉压力容器压力管道焊工考试原理规则>>审查合格的，其施焊的钢材种类、焊接方法和焊接位置等均应与合格证上的项目相符；无锅炉压力容器压力管道焊工合格证的焊工禁止从事该项目焊接作业；为了保证反应器焊接质量，在具备《锅炉压力容器压力管道焊工考试管理规则》资格的基础之上我公司针对反应器焊接方法、焊接位置等各个方面综合对焊工进行加强培训。
5.1. 2.从事现场焊接的焊工根据自己现有的合格项目承担相应项目的焊接工作；严禁超项目焊接；试板焊接应与反应器体组装具有相同的焊接工艺；
5.1.3反应器焊接采用焊条电弧焊进行，焊接工艺评定编号；H2006-20、H2006-21、H2006-22、H2006-23具体参数如下述：
5.1.4.焊接材料选用应符合下列规定：
1）焊接材料应具有质量证明书。手弧焊焊条质量证明书应包括熔敷金属的化学成分、机械性能、扩散氢含量等各项指标。
2）焊条电弧焊焊条标准应满足JB4747－2002《压力容器用钢焊条订货技术条件》要求。
5.1.5反应器上球型封头、锥体、筒体环焊缝组对及定位焊、焊接选用低氢型药皮焊条，焊条应按批号进行扩散氢复验，扩散氢实验方法应按现行国家标准《电焊条熔敷金属中扩散氢含量测定方法》GB／T3965的规定进行。烘干后实际扩散氢含量为：
5.2反应器焊接环境
焊接环境出现以下任一情况时，需采取有效防护措施，否则禁止施焊。
1、风速：气体保护焊时，风速超过2m/s，其他焊接方法风速超过8m/s；
2、相对湿度大于90％；
3、雨雪环境；
4、焊件温度低于－5℃。
5.3焊接材料的控制
5.3.1焊接材料按设计图样或焊接作业指导书的规定选用；
5.3.2用于现场施焊的焊条必须有焊条质量证明书，且按要求复验焊条中的扩散氢含量满足标准规范的要求。对于超过一年有效期的焊材应进行超期复验，否则不可使用；
5.3.3 后热温度一般为200~250℃，保温时间与焊缝厚度有关，一般不低于0.5h；
5.3.4现场焊接材料的管理必须建立严格的验收、保管、烘干、发放及回收台帐制度，每个环节责任到人；现场具有符合规定的焊接材料库，库内保持干燥，相对湿度不大于60%；
5.3.5反应器在现场组对、焊接材质为SA516-70，焊接一律采用J507RH焊条，焊材J507RH在使用前按照说明书进行充分烘烤，其烘烤参数如下表所示：
烘烤合格的焊材保存在100～150℃恒温箱中，随取随用；焊条发放严格按照专职技术负责人签发的《焊材领用限额卡》进行，不得随意发放；
5.3.6焊条在现场使用时，必须放置在保温性能良好的焊条保温桶中，放置时间不应超过4h，否则要求重新烘烤，焊条的重新烘烤次数不得超过两次；
5.4焊接施工时，必须做好焊接记录以及相关的资料
5.5分瓣制作的反应器上球形封头、锥体上下段现场拼焊施工：
5.5.1焊接前应检查坡口，清除坡口表面和两侧至少20mm范围内的氧化物、油污、熔渣、及其它有害杂物。由于板材较厚,每道焊缝指定一名电焊工,检查定位焊缝是否有裂纹
5.5.2对要求预热的焊件,其预热温度应根据钢材的淬硬性、焊件厚度、结构刚性、焊接方法、气候条件及使用条件等综合考虑，预热温度如下：
预热必须均匀进行，加热区的宽度应为焊接接头中心两侧各三倍板厚且不小于100mm的范围内。温度测量采用测温笔或表面温度计在距焊接接头中心线两侧各50mm处对称测量。每条焊接接头测点不少于三对。根据现场的实际情况，预热采用电加热带或火焰加热、保温，加热片布置于施焊一侧的背面，背面坡口处设置薄铁皮防治焊渣。预热的焊道层间温度不应低于预热温度的下限，且宜采用自动测温系统进行温度控制，或红外线测温仪随时检测，使层间温度保持在焊接工艺评定的要求内，确保焊缝质量。
5.5.3对上、下球形封头、锥体纵焊缝应采取每条纵缝由一名电焊工负责施焊，8名焊工同步焊接，施工中的每一侧焊缝无法一次焊接完成；允许隔夜（日）焊接，当隔夜（日）断焊接时，必须采取硅酸盐矿渣棉包扎保温缓冷，以防止产生裂纹，包扎厚度应在50mm以上。再次焊接前必须经渗透检测，确认无裂纹后，方可按原工艺要求继续施焊。
5.5.4根据上、下球形封头、锥体上下段分瓣单片的几何尺寸及工件拼缝的坡口形式，工件焊接时先进行拼缝外侧大坡口的焊接，后进行工件拼缝内侧小坡口的焊接，焊接采用挑立焊的方式。上球形封头拼缝外侧大坡口焊接层数为6～8层，锥体上下段拼缝外侧大坡口焊接层数为9～12层。
5.5.5由于锥体上、中、下段拼缝比较长，工件壁较厚，根据焊工自身因素，锥体上、中、下段拼缝外侧大坡口焊缝暂按三天完成焊接施工考虑，第一天完成整条焊缝的封底焊接施工，封底焊结束后，每段锥体拼缝的结束端（即上端部）须施焊300～400 mm长度，且要施焊3～4层，目的为防止焊接收缩变形，若当天仍有富裕时间，则再从工件的下端向上挑立焊。第二天从工件外侧坡口的下端开始挑立焊，第三天完成工件拼缝外侧坡口上半部分的焊接，焊道的层间接