球罐热处理方案

眉山市奥新能源技术有限公司

8万吨/年丙烯项目

液化烃罐区热处理方案

编制单位：眉山奥新能源项目部

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编制日期：年月日

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版本:第一版发布日期：年月日

根据GB12337-2010《钢制球形储罐》、GB50094-2010《球形储罐施工规范》有关图样有关技术标准要求，我项目部对液化烃罐区8台2000m3球罐焊后进行整体消除应力热处理。为确保热处理工程质量符合标准要求，特编制如下热处理实施方案。

一、球罐的主要设计参数

二、球罐整体热处理目的

为了消除球罐组装与焊接后的残余应力，稳定球罐的几何形状和尺寸，改善焊接接头和热影响区的组织和性能，达到降低热影响区的硬度，提高焊缝金属的塑性、韧性，进一步释放焊缝中的有害气体，特别是氢气，防止焊缝的氢脆和延迟裂纹的产生。

三、热处理的方法及工艺规范

1、热处理方法

球罐整体热处理采用燃油法进行，施工时将燃烧器安装在球罐的下人孔位置，以球罐本身为燃烧室，选用柴油为燃料，通过鼓风机送风和喷嘴将柴油喷入并雾化，由电子点火器点燃，随着燃油不断燃烧而产生的高温气流在球罐内壁对流传导和火焰热量辐射作用，使球罐不断升温至热处理工艺所要求的温度，同时球罐外表面包保温材料防止热量散失。

2、热处理工艺规范

按照GB12337-2010《钢制球形储罐》、GB50094-2010《球形储罐施工规范》及图样要求，热处理工艺参数和工艺曲线如下：

一台不合格液化气球罐：

恒温温度：600±25℃

恒温时间：2.24h

升温速度：50~80℃/h（≤400℃时可不予控制）

降温速度：30~50℃/h（≤400℃时可不予控制）

400℃以上升、降温时球壳表面相邻两测温点温差≤120℃

保温层外表面温度≤60℃

热处理工艺曲线：

0 h

二台精制液化气、二台醚后C4、一台成品液化气：

恒温温度：565±25℃

恒温时间：1.68h

升温速度：50~80℃/h（≤400℃时可不予控制）

降温速度：30~50℃/h（≤400℃时可不予控制）

400℃以上升、降温时球壳表面相邻两测温点温差≤120℃

保温层外表面温度≤60℃

热处理工艺曲线：

℃

0 h

二台丙烯球罐：

恒温温度：565±25℃

恒温时间：2.0h

升温速度：50~80℃/h（≤400℃时可不予控制）

降温速度：30~50℃/h（≤400℃时可不予控制）

400℃以上升、降温时球壳表面相邻两测温点温差≤120℃

保温层外表面温度≤60℃，热处理工艺曲线：

0 h

四、热处理现场工艺设计

1、热处理工艺系统

球罐整体热处理时由燃油系统、供油系统、温度测量系统、柱脚移动系统组成。

A：燃油系统

燃油系统由燃烧器、燃油过滤器和截止阀等组成。燃烧器采用德国EK9.1000L-R轻柴油燃烧器，燃烧器放置在球罐下人孔位置，为满足工艺要求，采用一套微机系统对热处理过程进行智能化控制，燃料采用柴油能过油泵送油，经电磁阀控制进入喷嘴喷出，燃烧器鼓内机由底部送风助燃，雾化燃烧油，自动电子点火器点燃燃油进行燃烧。

B：供油系统

供油系统由油箱、吸油阀、输油管、进油管、回油管、快速切断阀等组成，热处理前应保证各油路系统畅通。所选用的燃烧器，其耗油量为210~962Kg/h，燃烧管的直径为Φ450，风机电机功率为22KW，在加热、保温过程中可根据各测温点温度情况自动化调整。

C：温度测量监控系统

温度测量监控系统由热电偶、补偿导线、和一套PC-WK型集散控制系统对温度进行智能测量和监控。

C-1测温点布置

按照GB50094-2010《球形储罐施工规范》标准要求，测温点应均匀布置在球壳表面，相临测温点的间距不宜大于4.5m，距上、下人孔边缘200mm范围内各一个，三块产品焊接试板分别设置1个测温点，详见测温点布置图。

C-2热电偶安装

热电偶选用铠型分度号，测温范围0-800℃，补偿导线选用CU-康铜2×2.5mm2双芯导线，按照测温点布置要求将开槽螺母固定在（点焊）球壳板表面，再把热电偶牢固的用螺栓连接在开槽螺母里面，用补尝导线将热电偶与温度控制系统连接起来。热电偶固定如下图所示：

测温点布置图热电偶固定图C-3温度测量控制系统

温度测量控制系统由PLC控制柜进行控制，通过无纸记录仪采集温度，对温度进行智能化测量和控制。首先将测得的温度值传给计算机，计算机对这些温度值进行处理、显示、打印，并根据温度情况及时做出判断，自动调整风油比，向燃烧器给出具体燃油控制量以使球罐的升温速度、恒温时间、降温速度完全与设置的热处理工艺规范一致。热处理过程中每30秒钟扫描一个测温点，巡回检测各测温点的温度，并与设置的热处理工艺曲线进行实时对照。

D：柱脚移动措施

热处理前将球罐拉杆及地脚螺栓全部松开，以保证球罐热处理过程中的位置移动。球罐加热和冷却过程中要发生热胀冷缩，为了保持支柱的垂直度，加热时支柱应该径向外移，冷却时需径向复原。由于支柱底板与基础座板的静磨擦，球罐有热胀冷缩时柱脚并不能自由移动，在每一个柱脚处安装斜铁，敲击斜铁即可，如下图所示，并对每个柱脚按计算位置量及时调整柱脚位移，要求每100℃调整一次。

2、产品焊接试板的热处理

产品焊接试板与球罐同步进行热处理，球罐产品焊接试板为立焊、横焊、平焊/仰焊各一块，热处理时应将产品焊接试板放在球罐热处理过程中高温区的外侧（上极带板），并与球壳紧贴，三块产品焊接试板上分别设置测温点一个，与球罐一起进行热处理，并随球罐一起进行保温，加热。热处理后对其进行力学性能试验，合格后方可进行下一道工序。

3、保温方法

敷设方法是在球罐上、下极环每隔2000㎜左右焊上一个长钉，用10号线围绕在长钉上并绕在球罐周围。将保温被敷设到的球罐上，用14号细铁丝交叉穿过保温被四角并绕紧在10号线上，把保温棉被固定在球罐表面上。球罐上下极的细铁丝固定在人孔周围，保温层分为二层，每层都用耐温600℃~800℃的无碱超细玻璃棉被（厚度为40㎜左右），第二层敷设时要盖住第一层的缝隙，保温总厚度为50～80㎜。与球壳板相连接的附件（接管、人孔、连接板等）均应进行保温，支柱上部至少一米长应保温，最后用10号线10根，从上、下人孔处把保温被接紧。若发现温度有偏差则及时采取措施进行处理，使温差缩小到最低，保证热处理的最终质量。

五、球罐热处理前的准备

1、球罐球体、人孔、接管及予焊件等必需全部焊接完成，并经外观检查和无损检测合格。

2、所有无损检测工作必需完成，报告齐全，报监检部门审查合格。

3、球罐内外表面质量和几何尺寸应检验合格，记录齐全。

4、产品试板焊接应检验合格，试板在球壳上应牢固可靠。