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2000m3球罐制造方案

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1.1 2000m3球罐制造方案

1.1.1 编制说明

本方案依据天脊集团100万吨/年硝酸磷钾肥技改工程招标文件，设计图纸及图纸明确的国标、部标，结合我公司的实际情况进行编制。

1.1.2 球罐制造及检验标准、规范

1）《压力容器安全技术监察规程》 国家质量技术监督局

2）《钢制压力容器》 GB150-98

3）《压力容器用钢板》 GB6654-1996

4）《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件钢板》 JB4726-1994

5）《钢制球形储罐》 GB12337-98

6）《压力容器无损检测》 JB4730-94

7）《钢制压力容器焊接工艺评定》 JB4708-2000

8）《球形储罐施工及验收规范》 GB50094-98

以及相关国家标准和部颁标准。

1.1.3 球罐技术参数

公称容积：2000m3 数 量：1台

设计压力：1.8Mpa 设计温度：45℃

介 质：液氨

规 格：φ15700×50/52mm 主 材： 16MnR

球罐质量：346100Kg/台

结构型式：四带混合式10支柱

名 称 上极带 上温带 下温带 下极带

各带球心角／各带球瓣数 90°/7 40°/20 50°/20 90°/7

1.1.4 球罐制造主要技术措施

按设计图纸要求采购球壳板、人孔及接管毛坯、支柱、拉杆等材料及焊接材料，并对到货材料按图纸、标准要求进行检验和复验。 对球罐壳体、人孔及接管等材料做焊接工艺评定。选定需具有相应材质及位置合格证的优秀焊工参与施焊，严格执行焊接工艺。

球壳板投料前采用全自动抛丸机对钢板双面抛丸处理，清除钢板表面氧化皮，从而提高球壳板制造表面质量。

球壳板采用冷压成型工艺，压制采用800t悬臂油压机（喉深2200mm，可压制板宽4500mm）、2200t框架油压机（跨度4200mm）和2000m3球罐冲压模具进行。成型后的球片用弦长2000mm样板检查，曲率误差≯2mm。

球片净料及坡口切割采用切割轨道及多嘴头自动火焰切割机进行，球片净料及坡口切割一次成型，并清除氧化皮。

净料后的球片各部分几何尺寸满足设计图纸及标准、规范的要求，保证同规格球片任意互换。

对球片坡口按设计图纸及标准要求进行100%渗透探伤检查，球片周边100mm范围内进行100%超声波探伤检查。

几何尺寸检验合格的球片进行内外表面清理，并按合同要求涂防锈漆，坡口周边50mm范围内涂可焊性涂料。在每一片球片板凸面上喷涂标识，标明材质名称、规格、炉批号、球罐编号及球片设计尺寸和实测尺寸等。

支柱与底板、耳板、筋板等配件在制造厂组焊成部件，支柱直线度偏差≯L/1000（L—支柱长度），上部支柱组焊在赤道带上，焊缝按图纸要求检测。

接管及法兰按图纸要求加工并组焊成部件，焊缝按设计要求进行无损探伤检查，合格后再与球片中极板组焊，焊后对接管与极板焊缝进行无损探伤检查。

拉杆按图加工制造，与翼板组焊成部件。松紧螺母等其它配件按图纸要求加工。

球壳板采用卧式钢架包装，凸面朝上，球壳板间加垫柔性材料，焊有配件的球壳板包装在最上层，并用钢带包扎。

支柱、拉杆采用型钢框架包装，钢带封包，拉杆放在最上面，拉杆螺纹涂黄油防锈并用塑料套保护。

法兰、螺纹等机加工件表面均需涂黄油防锈，并用塑料套保护，非加工件表面均需除锈，涂防锈漆。

除球壳板、支柱、拉杆等采用钢架裸装外，其余零配件均装箱发货，每个包装按图纸喷涂标识，标明名称、规格、数量。 铁路运送到路城业主指定专用线。

1.1.5 球罐制造质量保证措施

在球罐制造环节，我公司准备与在国内球罐制造行业首屈一指的中油一建公司球罐制造厂合作。目前，我公司已与中油一建公司签定了合作意向。

中油一建公司在技术质量管理上也建立了一套完善的制度体系，取得了中国质量协会颁发的ISO9002认证证书，建立了国内压力容器制造质量保证体系及ASME规范产品质量保证体系，并制定了相应的质保手册。球罐制造厂实行厂长授权下的质保工程师—责任工程师—质量监检员—质量检查员四级质量控制体系，严格实行三检制，认真落实质量责任制，使产品从原材料采购进厂到产品出厂的每道工序都处于严密的质量控制之中，确保为广大用户生产出满意的产品。

在球罐产品制造过程中的质量控制上，中油一建公司球罐制造厂执行要求高于现行国家标准的企业标准《球形储罐制造质量标准》，并严格执行公司制定的《球形储罐制造工艺》、《球形储罐检查工艺》、《球形储罐焊接工艺》等工艺标准。

球罐制造厂对球罐生产过程制订了严密的质量控制计划，整个过程共设置了34个质量控制点。对每一个质量控制点，都要根据检验要求由不同层次的质检人员监督检查、严格把关，从而保证不合格品不流入下道工序。球罐制造质量检验计划表见下页。

球罐制造质量检验计划

序号 检验

项目 检查

站 理化计

量检测

中心 厂监

检员 专业

责任

工程师 无损

检验 质量保证措施

（执行标准） 授权检

验单位

1 图纸会审 联检 GB150、监规、GB12337 锅检所

2 焊接工艺评定，焊工资格审查 检 检 GB4708、锅炉压力容器焊工考试规则

3 制造工艺、检验工艺审核 联检 图纸、合同、公司质量标准、GB150、监规、GB12337

4 无损探伤人员资格审核 检 JB4730-94

5 球壳用钢板复验及验收 检 检 联检 检 验收质量证明书，按GB6654复验机械性能、化学成分、UT 锅检所

6 球壳板下料及试件下料及标记移植 检 制造工序传递卡

7 球壳板毛料切割冷冲压 检 800吨悬臂油压机，冷冲压胎具

8 球壳板净料样板制作及确认 检 联检 计算机程序计算几何尺寸

9 球壳板净料切割 检 多嘴头自动切割机、磁力切割机、卧式平衡切割胎具

10 无

损

检

测 周边UT 检 检 检

JB4730-94(球壳板周边

100mm内Ⅱ级超声波探伤） 锅检所 特殊部位UT 检 检 检

超声波测厚 检 检

11 球壳板几何尺寸及外观 检 检 GB12337（长度方向弦长±2.5mm、宽度方向弦长±1.5mm、对角线方向弦长±2.5mm、翘曲±4 mm、表面质量） 锅检所

12 焊材验收与复验 检 联检 GB3965---对扩散氢含量检验

13 极带中板与人孔、接管组对焊接检验 检 联检 GB12337-98、焊接工艺WPS

14 无损检测 检 检 GB4730-94射线探伤RT、超声波探伤UT、渗透探伤PT 锅检所

15 球壳板油漆和标记 检 GB12337-98、钢印标记和油漆标记、第7.3条油漆、包装、运输

16 球壳板包装 检

17 焊后几何尺寸及外观检查 检 检 GB12337-98（长度方向弦长±2.5mm、宽度方向弦长±2mm、对角线方向弦长±3mm、翘曲±5

mm、表面质量）

18 油漆和标记、包装 检 GB12337-98、钢印标记油漆标记第7．3条油漆、包装、运输

19 支柱材料验收及确认 检 检 联检 图纸要求及相关标准

锅检所

20 支柱与球壳相贯段样板检验 检 计算机程序计算几何尺寸 序号 检验

项目 检查

站 理化计

量检测

中心 厂监

检员 专业

责任

工程师 无损

检验 质量保证措施

（执行标准） 授权检

验单位

21 支柱下料及标记移植 检 制造工序传递卡

22 支柱组焊成品检

验 检 检 GB12337-98（直线度≯l/1000，且≯10mm，垂直度偏差≯2 mm）

23 无损检测 检 检 支柱拼接焊道渗透探伤 锅检所

24 支柱油漆和标记、包装 检 检 GB12337-98、第7.4条零部件油漆、包装、运输。

25 零部件材料验收及锻件复验 检 检 检 联检 检 材料合格证验收、GB4726-94 锅检所

26 受压零部件下料及标记移植 检 制造工序传递卡

27 零部件机械加工及标记 检 图纸、施工工序传递卡

28 零部件组焊 检 焊接工艺WPS

29 焊

缝

检

验 非探

伤件 外观 检 检 对咬肉、飞溅等检查处理

探伤

件 射线探

伤渗透

探伤 检 JB4730-94 锅检所

30 零部件油漆、标记、包装 检 联检 GB12337-98、第7.4条零部件油漆、包装、运输 锅检所

31 产品档案汇编及审查 汇编 联检 由厂监验员对产品资料汇编、专业责任工程师审查、并由当地劳动部门授权的锅检所对产品及产品资料进行审查 锅检所

32 产品最终检验 联检

33 产品入库、资料入档 入档 档案馆存档

34 质量回访 公司计划安排

注：1、授权单位系国家质量技术监督局。

2、锅检所系洛阳质量技术监督局锅检所。

1.1.6 球罐产品出厂提供的技术文件

竣工图

质量证明书

质量技术监督局监检证书

产品质量合格证书

设计变更单 主要受压件、受力件原材料质量证明书（包括：球壳板、支柱、拉杆、人孔、接管锻件、焊条等）及有关复验报告

无损检测报告（包括：球壳板、锻件、焊道等）

球壳单片几何尺寸、支柱几何尺寸检查记录

球壳板与人孔、接管、支柱组焊记录

焊材扩散氢复验报告

制造、加工过程中的检查、试验有关文件

包装清单 1.2 2000m3球罐组对施工方案

1.2.1 方案编制说明

1.2.1.1 方案编制依据

1) 《钢制球形储罐》GB12337-1998

2) 《球型储罐施工及验收规范》GB50094-98

3) 《钢制压力容器》GB150-1998

4) 《压力容器安全技术监察规程》99版

5) 《压力容器无损检测》JB4730-94

6) 《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》TB4730-94

7) 《锅炉和钢制压力容器对接焊缝超声波探伤》JB1152-81

8) 《梯子平台栏杆制作验收规范》TJ306-77

9) 《压力容器质量保证手册》QGHJ01. 03-2000

10)《压力容器碳素钢和低合金钢锻件》JB4726-94

11)《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》GB985-88

12)《钢制球型储罐型式与基本参数》GB/T17621-1998

13)《天脊煤化工集团有限公司年产100万吨硝酸磷钾复合肥技改工程招标书》及图纸

1.2.1.2 方案使用范围

本方案仅适用于天脊煤化工集团有限公司年产100万吨硝酸磷钾复合肥技改工程第二标段2000m3液氨球罐安装工程的球罐安装施工，本方案作为球罐施工的技术文件应严格执行。

1.2.2 工程概况

为满足天脊煤化工集团有限公司年产100万吨硝酸磷钾复合肥技改工程中新增年产27万吨硝酸装置的需要，增设液氨贮罐一个，委托华泰工程公司设计，该球罐Vn=2000m3。结构型式为混合式，全部分片到货，现场组焊。

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球罐热处理方案资料

球罐热处理方案资料

1. 编制说明

1.1概述

石家庄炼油厂43单元丙烯、液化气完善工程中，新增1台1000m3丙烯球罐、

1台1000m3液化气球罐，位号分别为G-5、G-6，两台球罐由石家庄设计院设计，

原材料由舞钢厂供应，邯郸新兴石油化工机械有限公司制造供货，由我公司现

场组焊。球罐内径①12300mm，名义厚度分别为48mm和40mm，材质为WH510 (相

当16MnR)，两台球罐金属重量分别为195.1t和164.67t。球罐为4带混合式结

构，每台球罐带板数为：上、下极带各7块，上温带20块，赤道带20块，共 54块、362m焊缝。支柱各10根，其规格为①426 12,材质为20#。球罐上、下 人孔各1个，规格为DN500。球罐设计压力分别为2.16MPa和1.77MPa，水压试 验压力分别为2.70MPa和2.20MPa，气密试验压力分别为2.16MPa和1.77MPa， 属III类压力容器，焊后需进行整体热处理。

1.2编制依据

(1) 施工图(图号 S2000001-43-设-1，S2000001-43-设-2)；

(2) 《钢制球形储罐》GB12337-98；

(3) 《球形储罐施工及验收规范》GB50094-98；

(4) 《石油化工施工安全技术规程》SH3505-1999

(5) 公司《压力容器现场组焊质量控制手册》QG/4441.40.02-1998

2. 施工方法及准备工作

2.1施工方法

根据我公司目前的施工技术资源，结合现场情况，球罐整体热处理采用轻

柴油内部燃烧法进行，烟气由上人孔安置的烟囱排出。

2.2准备工作

(1) 球罐焊接工作全部结束，经无损检测合格，并具备探伤专业所提供的工

序交接记录。拆除球罐内部一切临时设施，并清扫干净，热处理前组织监理、

质检联检。

(2) 将固定热电偶用的单开槽螺母按指定位置与球壳板进行定位焊(热处理

完毕，用角向磨光机将其磨削除去，且磨削部位应经表面无损检测合格)。热电

2000m3球罐焊缝裂纹缺陷修复

2000m3球罐焊缝裂纹缺陷修复

2000m3球罐焊缝裂纹缺陷修复

摘要： 本文对一例使用两年的2000m3球形储罐，在全面检验时发现罐体焊缝内存在多处裂纹的原因进行了分析，详细介绍了针对该球罐焊缝缺陷所制定的修复方法，确保了该球罐的安全运行，同时对以后进行其他同类球罐的检验以及缺陷处理提供了借鉴。

关键词： 球罐； 焊缝裂纹； 缺陷修复

中图分类号： tg457.5 文献标识码： a 文章编号： 1009-8631（2013）02-0026-02

引言

球形容器亦称球罐，通常作为有压介质的储存器。球罐与常用的圆筒形容器相比具有以下特点： 1）球罐的表面积最小，即在相同容量下球罐所需钢材面积最小； 2）球罐壳板承载能力比圆筒形容器大一倍，即在相同直径、相同压力下，采用相同钢板时，球罐的板厚只需圆筒形容器板厚的一半； 3）球罐占地面积小，且可向空间高度发展，有利于地表面积的利用； 4）球罐还有基础简单、受风面小、外观漂亮等特点。因此，广泛用于冶金、化工、石油和城市煤气等行业中。球形容器是在复杂应力状态下工作的，若在制造中存在某些缺陷，运行中就易出现脆性失效，以致发生恶性事故，因此，必须按照国家有关规定认真开展对球罐的定期检验、缺陷修复和安全等级评定工作，确保球罐的安全运行。本文对t-4303民用液化气球罐全面检验中发现的缺陷进行了原因分析和修复方法介绍，确保了该液化石油气球罐的安全运行，对以后进行其他同类球罐的检验以及缺陷处理提供了借鉴。

1 球罐概况简介

1.1 该2 000m3液化石油气球罐于2009 年 6月投入运行，2011年 5月开始对其进行首次全面检验，球罐各项主要技术参数见表一。

1.2 球罐结构形式：10支柱3带混合式。球壳板数：34 块。安装对接焊缝总长：381.2m。

2 检验前期准备

倒空罐内介质，泄压，用氮气置换，断开进出口管线并加装盲板，蒸汽蒸罐，水洗，氧含量、可燃气体分析合格。

搭接脚手架，罐外壁所有焊缝表面及其两侧边缘向外200 mm宽除锈打磨。

球罐设计

球罐设计

1 第一章 确定设计参数、选择材料

一、确定设计参数

（一） 设计温度

储罐放在室外，罐的外表面用150mm的保温层保温。在吉林地区，夏季可能达到的最高气温为40℃。最低气温（月平均）为-20℃。

（二） 设计压力

罐内储存的是被压缩且被冷却水冷凝的液氨。氨蒸汽被压缩到0.9~1.4MPa，被冷却水冷凝。液氨40℃时的饱和蒸汽压由[1]查得为：P汽=1.55MPa(绝对压力)。为保证安全,在罐顶装有安全阀,故球罐设计压力为安全阀的启动压力，即：

P=(1.05-1.1)P汽=(1.05-1.1)×1.45=1.523~1.595MPa 取设计压力P=1.6MPa

(三) 焊缝系数

球罐采用X坡口,双面对接焊,并进行100%的无损探伤,由[2]知=1.0

(四) 水压试验压力

由[4]知水压试验压力为: TP=1.25Pt

球壳材料为16MnDR，初选板厚为36mm,由[3]表3查得=157MPa, t=157MPa 则

TP=1.25P×157/157=1.25×1.6×1=2.06 MPa

试验时水温不得低于5℃。

（五） 球罐的基本参数

球罐盛装量为170吨／台。液氨-20℃的密度为0.664吨／M3，，40℃时0.58吨／M3。

球罐所需容积（按40℃计）为：V=58.0170=293.1M3

已给盛装系数为0.5，即不得装满，故实际所需容积为：V=5.0170=340M3，其小于400M3，余容较大，足够用，相差17.6%，符合标准要求。

按公称容积4003设计，由[2]附录一P41查得球罐基本参数如表 一 1-1

表——1-1球罐基本参数

公称容积 400 各

带

球

心

角

各

带

分块数 上 极 带 45°／3

内 径 ㎜ 9200 上 温 带 45°／16

几何容积3m 408 赤 道 带 45°／16

球罐焊接技术方案

球罐焊接技术方案

5000m3球罐

焊 接 技 术 方 案

编 制：

审 核：

批 准：

目 录

1、适用范围 ............................................................................................................. 1

2、编制依据 ............................................................................................................. 1

3、焊接方法 ............................................................................................................. 1

4、焊工资格管理 ..................................................................................................... 1

5、焊材管理 ............................................................................................................. 1

6、焊前准备 ............................................................................................................. 2

7、点焊 ..................................................................................................................... 3