球罐热处理方案1

1、概述

1.1工程概况

×××××装置工程项目中液氨及酸碱罐区工程，我公司施工的四台2000m3 液氨球罐,本球罐属三类压力容器，按设计图纸要求均需进行焊后整体热处理，以达到消除焊接残余应力，改善性能的目的，确保球罐使用的安全性。

⑴液氨球罐设计图纸及技术说明；

⑵《石油化工施工安全技术规程》SH3505-1999；

⑶《钢制压力容器》GB150-1998；

⑷《钢制球形储罐》GB12337-1998

⑸《球形储罐施工及验收规范》GB50094-1998

⑹《球形储罐工程施工工艺标准》SH/T3512-2002

2、施工方法及准备工作

2.1施工方法

球罐整体热处理采用轻柴油内部燃油法。现场使用全自动控制燃烧器，利用燃烧后的高温烟气加热球体。产品试板安置于球罐外侧，烟气由上人孔安置的烟囱排出。

2.2准备工作

⑴与球罐受压件连接的焊接工作全部结束，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、质量检测部门联合检查。

⑵将热电偶按指定位置与球壳板进行固定，热电偶分布见图1

⑶把产品焊接试板布置在球罐热处理时高温区的外侧，三块试板在同一水平位置成120°均匀分布，并用支架和楔铁使其与球壳紧贴，间隙用无锈细铜丝塞紧，以确保传热良好，使其与球罐均匀同步升温。

⑷在球罐上人孔处，装设烟囱一个，烟囱内装有防火罩和旋转阀，通过旋转阀的开闭，调节热处理的升降温速度。

⑸与热处理无关的接管和开口，用绝热材料封堵。

⑹安装燃烧器，燃烧器与下人孔法兰间用绝热材料隔绝。连接燃烧器动力线路及控制线路。

⑺安装测温系统所用热电偶和补偿导线。

⑻连接油管道及油泵（见系统图2）。

⑼脱开与球罐联接的钢结构，并调整球罐外侧脚手架与球壳板及柱腿外侧的间距，确保柱脚移动的顺利和绝热施工的需要。

⑽松开拉杆和地脚螺栓，在支柱地脚板底部设置移动装置。简易装置是在基础底板上焊上定位块后，在定位块和支柱底板之间夹上方冲子，利用锤击方冲子的方法实现移动。可靠利用移动装置是用钢板焊上加强筋的胎具，固定在球罐基础的内外两侧，设置千斤顶于支柱与胎具横梁之间，在基础滑板上画出位移标记。

3、球罐整体热处理施工作业计划

⑴球罐整体热处理单台施工计划见表1

施工计划表表1

距离人孔焊缝200mm范围内1点

图1 球罐热电偶分布图

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附图1 热处理系统图烟囱

图2 热处理系统图

4、测温系统的布置

⑴热处理过程的温度测量使用远距离连续自动检测系统，测量仪表事先检定合格。测温点均匀布置在球壳板外表面，相邻测温点的间距宜为 4.5m，距人孔与球壳板环焊缝边缘200mm 以内及产品焊接试板上，必须设测温点，试板至少有一个测温点。钢带

位置进行联合检查，确认合格后再覆盖上保温层，并将热电偶冷端吊离保温层400mm 以外。

⑷热电偶补偿导线由铜-康铜导线制成。每条补偿导线选用整条导线，中间应无断头或接头。补偿导线与热电偶连接后，固定于离壳体保温层外围200mm以远的位置上，不得与保温层外的保温铁钉相接触。

⑸热电偶在使用前经校验合格。补偿导线两端的编号一致，便于及时、迅速地确定测温部位。

5、绝热工程施工

绝热工程包括钢带制造、安装及绝热层安装等三个部分。

5.1钢带制造

⑴钢带采用厚δ3mm、宽25mm的扁钢制成，扁钢上间隔500mm均匀焊接Φ8 160的圆钢制成的保温铁钉。钢带简图见图4。

⑵钢带的保温铁钉与扁钢、Φ10圆钢围成的圆环与扁钢焊接牢固。

5.2钢带安装

⑴安装时，钢带沿球罐径向均布，与球壳板紧贴，上部和下部呈放射状形式,相邻两者间赤道带的最大间距为600mm。

⑵钢带上的保温铁钉应牢固，不得脱落。

⑶钢带与单开槽螺母间保持一定的间距。

5.3绝热施工

⑴保温材料选用能耐650℃高温，对球壳无腐蚀、容重低、导热系数小的硅酸铝保温棉。保温层须紧贴球壳表面，采用钢带进行连接。厚度均匀，无空洞，片与片之间要搭接，外部用铁丝固定压紧，球罐下部铁丝须加密，以防保温层脱离。保温层的厚度为60~100mm。

⑵绝热层铺设时，应保持保温材料干燥，不得受潮，相邻两块绝热层至少应搭接200mm，接头部位应严密。

⑶绝热施工自上而下逐层进行。铺设时，均应用18#细铁线在钢带保温钉上固定牢靠。局部间隙不得大于10mm。

⑷球罐上的人孔、法兰、接管及连接板均应进行绝热，从支柱与球壳连接焊缝向下至少1m长度范围的支柱应进行绝热。

⑸绝热层在热处理过程中，不得松动、脱落，确保热处理工艺的正常进行。

⑹在热处理过程中，保温被外侧温度不超过60℃。

6、柱脚移动装置的设置

⑴热处理过程中球体随着温度的变化会出现膨胀、收缩现象、导致赤道带外侧柱脚的径向自由移动，移动中时刻监测柱腿垂直度，若出现卡死现象，需在柱脚底部安装位

移调整装置，采用人工进行相应的调整。为确保柱脚底板滑动良好，在安装柱脚底板时，必须在柱脚基础上涂滑动牛油。柱脚移动装置由千斤顶、移动固定框架及柱脚弧形护板构成。柱脚移动框架，柱脚移动时固定在砼基础上，柱脚移动框架简图见附图5。

图5 柱腿移动器示意图

⑵球罐受热膨胀量按下式计算：δt=α×ΔT×R

式中：

δt为柱脚移动量mm；

α为钢材在各温度区间段的膨胀系数，mm ℃（Q370R为1*10-5）；

ΔT为区间段球壳板测温温度与环境温度差值，℃；

R为球罐外半径，mm；

根据计算结果，每升、降温100℃半径膨胀量如表3所示。

⑶球壳板平均温度每升（降）100℃，柱脚移动一次，升温向外移，降温向内移。每次移动的距离见下表。