油罐焊接施工方案

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油罐焊接施工方案

 
1 概述
油罐总容量 46000 m3 ， 油罐 总重为 1757.88 吨，（其中钢板为 1550 吨，油罐最大容积为 40000 m3 ，最小容积为 1500 m3 ，油罐 罐壁 最大 高度为 19800mm ，最大直径 17.24 米 , 所用钢板材质为 Q235-A/B ，罐壁厚度为 6-18mm 。
油罐 顶板及底板（除边缘板）均为搭接，罐底边缘板、罐壁立缝、环缝为对接。其主体结构形式是锥底锥顶立式油罐，该结构的主要特点是，焊接量大、焊接质量要求高、焊接变形控制要求严，因此要求施工人员严格按照施工方案、施工技术交底卡进行施工。确保油罐优质、高效、按期完成。
2 编制依据
•  JB/T4735-1997 《钢制焊接常压容器》
•  《立式圆筒形钢制焊接油罐施工及验收规范》 GBJ128—90
•  《压力容器无损检测》 JB4730—94
•  《石油化工钢储罐地基与基础施工及验收规范》 SH3528-93
•  《压力容器无损检测》 JB4730-94
有关施工图、招标文件及补充文件
3 焊接方法及设备
•  焊接方法采用手工电弧焊。
•  焊接设备采用 直流 320A 和 500A 直流焊机 (500A 主要用于碳弧气刨清根 ) 。
•  焊条烘干设备 ZYH--60 型。
4 焊接材料及烘干规范
焊条选用 : E4315 （ J427 ）
焊条烘干规范： 350 ～ 400 ℃× 2h ，随炉冷却至 150 ℃恒温备用；
5 焊接坡口形式 及焊接电流参数
焊接层次：
1 ）横焊：板厚 10mm 以下焊三层， 12mm 以上焊五层，见下图
 
横焊焊接电流参数表
板厚δ≤ 10
焊接层次
焊条牌号及规格
焊接电流（ A ）
焊接电压（ V ）
焊接速度（ mm/min ）
1
J427 ф 2.5
80 ～ 90
18 ～ 20
80 ～ 150
2-3
J427 ф 3.2
100 ～ 130
20 ～ 22
80 ～ 150
板厚δ≥ 12
焊接层次
焊条牌号及规格
焊接电流（ A ）
焊接电压（ V ）
焊接速度（ mm/min ）
1
J427 ф 3.2
100 ～ 120
20 ～ 22
100 ～ 160
2~4
J427 ф 4
150 ～ 170
24 ～ 26
100 ～ 160
5
J427 ф 4
150 ～ 170
24 ～ 26
100 ～ 160
2 ）纵向焊缝：板厚 12mm 以下焊三层， 12mm 以上焊四层，见下图
 
 
纵焊（立焊）焊接电流参数表
板厚δ≤ 10
焊接层次
焊条牌号及规格
焊接电流（ A ）
焊接电压（ V ）
焊接速度（ mm/min ）
1
J427 f 2.5
80~90
18 ~ 20
40 ~ 90
2-3
J427 f 3.2
100~130
18 ~ 22
40 ~ 90
板厚δ≥ 12
焊接层次
焊条牌号及规格
焊接电流（ A ）
焊接电压（ V ）
焊接速度（ mm/min ）
1
J427 Φ 3.2
90 ~ 110
20~22
40 ~ 90
2
J427 Φ 3.2
100 ~ 130
20 ~ 22
40 ~ 90
3
J427 Φ 3.2
90 ~ 110
20~22
40~90
4
J427 Φ 3.2
100~130
20~22
40~90
6 焊接工艺评定
按照 JB4708--92 《钢制压力容器焊接工艺评定》要求进行油罐的焊接工艺评定，油罐的焊接施工工艺按照合格的焊接工艺评定进行制定。
7 焊工资格
从事储罐焊接的焊工必须具备规范所要求的焊工合格证，并且在合格项目范围进行施焊。
8 焊接工艺
1 ）．储罐的焊接顺序（储罐安装采用倒装法）
中幅板焊接 ---- 弓形边缘板靠外缘部位焊缝的焊接 ---- 罐顶预制焊接 ---- 最上层罐壁板纵缝焊接 ---- 储罐其它层纵、环缝焊接 ---- 罐顶与罐壁焊接 ---- 最底层壁板与弓形边缘板的环角缝焊接 ---- 弓形边缘板剩余对接焊缝的焊接 ---- 中幅板与弓形边缘板搭接缝 ( 收缩缝 ) 的焊接
2 ）．焊接变形的控制
9 中幅板的焊接：
中幅板是由许多长方形钢板拼成，为了防止变形，在每条焊缝焊接时都要保证工件在垂直焊缝的方向（横向）能够自由收缩，以减少钢板和焊缝中的内应力，同时使热量尽可能均匀分布，具体步骤如下：
1 ）焊一条焊缝，点焊一条焊缝，使焊缝能够自由收缩。
2 ）为了使整个焊缝横向收缩均匀，并减少焊接接头端部的“屋顶形”现象，定位焊缝应从焊缝两端向中间进行点固。
3 ）先焊短（横）焊缝，后焊长（纵）焊缝。焊接顺序从罐中心向四周。
4 ）每条焊缝采用从中间向两端分段退焊。
5 ）采用隔缝跳焊的方法，留出适当的收缩焊缝。
6 ）随时观察焊接变形情况，及时采取必要的补救措施。
10 弓形边缘板的焊接
•  弓形边缘板对接焊缝的垫板，应与两块底板紧贴，间隙应小于 1mm 。
•  弓形边缘板的对接焊缝，应由外向里分段退焊。
•  弓形边缘板的对接焊缝采用多名焊工均匀分布 , 对称施焊 .
•  弓形边缘板的对接焊缝焊接时，也应采用隔缝跳焊。
11 罐顶的焊接
•  采用从中心向外分段跳焊 ( 焊两根焊条 , 隔两根焊条 ) 。
•  采用倒流法焊接（即从上往下顺坡焊接）。先罐顶内侧的断续焊缝，后焊外部的连续焊缝。
•  连续焊缝应先焊环向短焊缝，再焊径向长焊缝。
•  罐顶板和包边角钢的环角缝，应由几名焊工对称均匀地分布，沿同一方向采用分段退焊。（包边角钢自身连接必须采用全焊透的对接形式）。
12 罐壁板立缝、环缝的焊接
•  在每条立焊缝内侧用四对马鞍板、楔形铁刚性固定。在
•  环焊缝的两侧壁板上加设整圈的胀圈（弧形槽钢）。
•  坡口组对时间隙不可太小，若过小，清根太深，将造成焊接变形的不均匀性，这样待焊侧产生的变形将不能抵消已经焊完一侧的变形量从而造成焊接变形的不可恢复性。
•  在焊接时立缝采用分段退焊的方法，打底层 3---4 根焊条一段，填充层可以分为两段，盖面层可由底端焊接到顶端。
•  立缝、环缝焊接时，几名焊工在各自位置同时施焊，电流、电压、焊接速度保持基本一致。
•  只有当焊缝彻底冷却后，才可撤出马板、胀圈。
13 底层壁板与弓形边缘板环角缝的焊接
•  底层壁板与弓形边缘板环角缝的焊接时，应由 6-8 名焊工均匀分布在罐四周，沿同一方向分段退焊，焊接规范基本保持一致。
•  第一、二层 400---500mm 为一段，盖面层可以从头至尾焊接完。
•  采用内外交错焊法，即外部一层，内部一层。
14 中幅板与弓形边缘板的焊接
•  中幅板与弓形边缘板搭接缝的焊接（也即收缩缝的焊接），它是在除了配件外，整个储罐的最后一道焊接工序。
•  焊接前，应将边缘板与中幅板之间的夹具松开和铲除定位焊点。
•  采用分段、对称施焊，并逆向跳焊。
15 盘管焊接
由于盘管管径小，厚度簿宜采用氩气保护焊，以保证焊接质量。
16 焊接要求
•  焊接坡口应根据图样要求进行加工。
•  焊接坡口应保持平整，不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷，尺寸应符合图样规定。
•  罐体焊缝组对尺寸偏差应符合规范要求。
•  焊条按照规定烘干、保温。
•  定位焊缝不得有裂纹、气孔、夹渣等缺陷。
•  避免强行组对，组装后接头需经检验合格，方可施焊。
•  焊接时应严格控制焊接线能量。
•  板厚大于或等于 6mm 的搭接角焊缝，至少焊接两遍。
•  施焊前须将坡口表面和两侧至少 20mm 范围的油污 , 水份、铁锈及其它有害杂质清除干净。
•  焊接时应采用后退引弧法，焊接弧坑应填满，多层焊的层间接头要错开，距离不低于 100mm 。
•  层间清理要仔细，发现有可疑缺陷，必须清除干净方能进入下一层焊接。
•  应在坡口内引弧，禁止在非焊接部位引弧。
•  防止地线、电缆线、焊钳与焊件打弧。电弧擦伤处的弧坑须经打磨，使其均匀过渡到母材表面，若打磨后的母材厚度小于规定值时，则须补焊。
•  需焊透的角焊缝，根部应焊透。
•  接弧处应保证熔合良好。
•  每条焊缝应尽可能一次焊接完。
•  焊接环境
焊接环境出现下列任一情况时，须采取有效防护措施，否则不得施焊
a ．风速：大于 8m/s
b ．相对湿度大于 90%
c ．雨、雪环境
d ．环境温度低于 -20 0 c
注：当气温高于 30 0 c ，且相对湿度超过 85% 时，不宜进行现场焊接。
17 焊接检验
1 ）外观检验
储罐罐壁内侧焊缝的余高 , 不得大于 1mm ，其它罐壁对接焊缝的余高：当δ≤ 12mm ，纵向≤ 2.0mm, 环向≤ 2.5mm ；当 12mm ＜δ≤ 18mm ，纵向≤ 3.0 ，环向≤ 3.5mm 。罐底对接焊缝的余高≤ 2.0mm 。
焊缝宽度，应按坡口宽度两侧各增加 1--2mm 。
焊缝表面必须清渣。
焊缝外观及尺寸偏差应符合图纸或 GB9856---986 《焊接接头的基本形式与尺寸要求》。
焊缝表面及热影响区不得有裂纹、气孔、夹渣等缺陷。
焊缝咬肉深度不得大于 0.5mm ，其连续长度不得大于 100mm ，每条焊缝咬边总长度（焊缝两侧之和）不得超过该焊缝长度的 10% 。
搭接角焊缝的焊脚尺寸应符合设计规定，外形应平滑过渡，咬边深度不得大于 0.5mm. 。
对接接头的错变量应按规范要求。
2 ）内部检验
从事储罐无损探伤的人员，必须具有国家有关部门颁发的并与其工作相适应的资格证书。
根据 JB/T4735--1997 的规定，分别对罐底、罐壁、罐顶进行检测。
边缘板的每条对接焊缝外端 300mm 范围内应 100%X 射线探伤，并应符合 GB3323--87 中Ⅲ级规定。
罐底焊缝应采用真空箱法进行严密性试验，试验负压值不得小于 0.053Mpa ，无渗漏为合格。
18 焊缝返修
•  对需要焊接返修的缺陷，应当分析产生原因，按焊接工艺评定及返修工艺卡返修。
•  焊缝同一部位返修次数不宜超过 2 次。
•  返修前须将缺陷清除干净，必要时可用探伤检验确定。
•  待补焊部位应开宽度均匀、表面平整、便于施焊的凹槽，且两端有一定的坡度。
•  返修焊缝性能和质量要求与原焊缝相同。
19 焊接管理资料
•  焊缝排版图，并记录焊工代号
•  焊材质量证明书抄件
•  焊工合格证抄件
•  焊条保管记录
•  焊条烘干、发放、回收记录
•  焊条恒温记录
•  气象记录
•  焊缝表面质检记录
•  无损探伤报告
20 安全措施
•  电、气焊必须遵守相应的安全技术操作规程。
•  油罐内施工，照明电压不得超过 36V ，灯具要有灯罩。
•  加强现场安全防火教育制度。
•  现场必须具备防火、灭火设施。
•  超过 2 米高空作业必须系安全带。