球罐年检施工方案

河北鑫春化工集团有限公司二甲醚球罐年检施工方案

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质检工程师:

安全工程师:

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石化工建设有限公司

目录

1. 概述： (1)

2. 方案编制依据： (1)

3. 施工前准备 (1)

4. 施工流程 (2)

5. 球罐检测工作的实施 (2)

6. 安全措施 (9)

7. 拟投入机具 (9)

8. 拟投入人员 (10)

9. 施工计划（单台球罐） (10)

10. 项目组织机构 (11)

11. 作业风险分析及应对 (11)

1.概述：

1.1.河北鑫春化工球罐年检施工由中石化工建设有限公司承建。

1.2.球罐的技术参数：

装置区内共计4台1000立方的球罐、储存介质为二甲醚、罐板材质为16MnR 工作压力1.05MPa、设计压力1.16MPa，直径12300mm。

根据国家质量技术监督局《压力容器安全技术监察规程》和《压力容器定期检验规则》的要求，球罐在使用一年后必须进行开盖检验。为确保这次球罐开盖检测和介质置换的安全，特制定该方案。

2.方案编制依据：

1.GB50094-2010《球形储罐施工方案》；

2.JB4730-2005 《压力容器无损检测》；

3.TSGR7001-2004《压力容器定期检验规则》；

4.TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术规程》。

5.设计图纸；

6.各安装单位递交的存档竣工资料。

3.施工前准备

因为本次检测工程具有很大的易燃、易爆性，在检测工作正式开始之前，建设单位应向相关部门办理检修工程审批手续。施工单位要做好充分的准备工作，才能确保检测工作的顺利进行。从而优质、高效、经济、安全地完成检测任务。

3.1.施工技术人员进入施工现场，熟悉施工现场的环境，了解检测工作的主要内容，掌

握所检测设备的结构特点及储存介质的物理、化学特性；

3.2.对检修工作施工区域周边环境进行现场勘查，以了解检测工作是否会对周边居民及

其他施工单位造成影响，以便制订相应的安全防护措施；

3.3.编制有效的施工技术方案和安全保障措施及安全、消防应急预案；

3.4.规划处安全逃生路线，组织安全监督机构和专业安全管理人员；

3.5.组织具有一定检修经验的施工人员，特别是起重吊装人员（持证上岗）进行该项工

程的检修工作。

3.6.办理现场相关动火手续、并检查消防设备、消防设施是否完好。动火前甲方委派的

监火员必须在场。

3.7.现场的检修电源箱具备使用条件，临时电源箱已接好。

4.施工流程

施工前准备球罐清空储存介质在球罐底部进出口处加设盲板临时喷淋管线及蒸汽管线的制安打开罐顶的放散总阀排放罐内剩余气体通过喷淋管使用消防水对罐内进行冲洗同时打开罐底排污阀进行排放使用蒸汽熏蒸48小时充入氮气进行气体置换气体检测合格打开人孔进行人工清洗罐内目视检测、有缺陷可疑处进行RT检测同时罐外进行脚手架搭设缺陷修补、RT检测直至合格储罐试压合格球罐外表面除锈、刷油脚手架拆除封闭各设备口充入一定压力氮气置换罐内空气充入介质置换出氮气设备投入使用。

5.球罐检测工作的实施

5.1球罐内储存介质的排空

1)关闭球罐进出气管线阀门，并加设盲板。

2)开启球罐引射支路及引射器，通过引射器作用使球罐内压力尽可能降低以减少因放

散引起的浪费；

3)如引射装置不能正常使用，打开放散总阀进行放散，在球罐内压力与大气压力平衡

后，关闭放散总阀，放散时间应定在凌晨3:00～5:00时进行。

5.2球罐进行清洗

1)将球罐顶部的放散口拆除，并打开罐底的排污阀，拆卸球罐罐体上的仪表附件并盲

死仪表口。

2)加装喷淋装置，使用消防水对罐内进行冲洗，将污物排至排污池；

3)检测排除污水中的杂质含量，直至冲洗干净为止；

4)罐内通入蒸汽熏蒸48小时。

5.3罐内介质置换

1)在罐底的排污口接通临时氮气充气管线；

2)封闭球罐的各个设备口，充装氮气使氮气压力升至300Kpa时关闭氮气阀，打开罐

顶的放散阀排空罐内的气体，并在排放口处检测一次放散浓度，分析罐内混合气体成分，反复重复几次充气放气过程直至检测氮气含量大于99.8%为止。

3)打开罐顶人孔，放散2小时后，打开罐底人孔，自然通风两天。

5.4罐内人工清洗

1)为检测罐内是否具备进人条件，可放入活物进行试验；

2)人进入罐内进行彻底清洗，清洗时应在罐外安排监护人员进行监护；

5.5罐内外检查

罐内外检查之前应先在罐内外搭设好脚手架。

1)壁厚检查：

a)每块球板定点测5点（四角各一点、板中心一点）；

b)打磨减薄处必须测厚；

c)经过补焊修复的部位；

d)表面缺陷检查时，发现可疑的部位；

e)每只接管至少检测2点。

2)球罐的外部宏观检查

球罐内外表面宏观检查用肉眼或10倍放大镜检查以下内容：

a)球壳板内表面及外表面的检查：腐蚀与机械损伤应测定其深度、直径、长度及其

分布，并标图记录，对非正常的腐蚀应查明原因；对应力集中部位、变形部位、补焊区、工夹具焊迹、电弧损伤处和易产生裂纹部位，应重点检查；

b)焊缝外观检查：焊缝是否圆滑过渡，焊缝表面（包括焊缝热影响区）是否存在裂

纹、气孔、弧坑、沟槽、焊缝是否低于母材等缺陷；

c)磁粉检测：

检测部位：

罐内外壁对接焊缝及热影响区；

管内壁人孔、接管与壳壁的连接焊缝及热影响区；

罐外壁人孔、接管与壳壁的连接焊缝及热影响区；

现场检查时发现的可疑部位。

d)渗透检测

检测部位：

角焊缝不能做磁粉检测得部位；

现场检查时发现的可疑部位。

检测比例：不能做磁粉检测部位的角焊缝100%；

验收标准：按JB/T4730-2005《承压设备无损检测》标准执行；

e)超声波及射线检测

焊缝发现有裂纹类似缺陷的部位，检测比例应甲方要求或者国家相关检测部

门的文件执行。

5.6缺陷的处理

1)检测时发现一般超标缺陷，由检验责任人根据《检规》规定做出处理意见，若发

现严重缺陷，由我公司质量、技术负责人会同用户有关部门共同商量处理意见；

2)根据检查情况对缺陷严重或可疑的部位，检验人员视必要增加其他检测项目（硬

度测定、金相分析等）；

3)若磁粉探伤发现有应力腐蚀迹象时应加做金相分析；

4)如需焊缝返修，我方委派技术人员现场指挥进行焊缝返修。

5)缺陷处理程序

a)首先在焊道上画出缺陷位置，然后进行超声检测确定缺陷深度；

b)采用碳弧气刨或砂轮打磨缺陷处消除裂纹；

c)用磁粉或着色探伤进行检测，确定缺陷已清除干净；

d)预热、补焊、后热；

e)无损检测；

f)热处理；

g)磁粉检测。

6)修补要求

a)缺陷挖除部位需选择离罐壁较近的一侧制备坡口；

b)清除缺陷后坡口及焊缝两侧应打磨光滑，不得有渗碳层和其他杂质（油、水、锈

等）；

c)制备坡口的长度不得小于50mm；

d)清除缺陷时挖补深度不得超过板厚的2/3，若清除到2/3处还残留缺陷时，应在

该状态下焊补，然后在其背面再次清除缺陷，进行焊补；

e)如果返修深度大于板厚的1/2时，还应从新进行压力试验。

7)焊缝补焊工艺

a)补焊焊工必须持有相应位置的锅炉压力容器焊工证，并在有效期内，且为优秀焊

工；

b)预热采用氧气乙炔火焰预热，预热宽度为焊缝两侧3倍板厚且不小于100mm。测

温采用点温计距焊缝中心50mm处测量；

c)严格按焊接返修工艺卡进行焊接，具体工艺见焊接返修工艺卡；

d)当施焊环境出现下列任一情况，且无有效防护措施时，禁止施焊：

雨天及雪天；

手工焊时风速超过8m/s；

环境温度在－5℃以下；

相对湿度在90%以上。

e)焊接时焊条摆宽应小于焊条直径的4倍，控制焊接线能量。

f)层间要清理干净，各层焊道接头应错开。

g)焊补后应在补焊焊道上加焊回火焊道，然后将多余部分磨去，使焊缝平缓过渡。

h)焊后即进行后热，后热采用氧气乙炔火焰法（200-250℃、时间0.5-1h消氢处

理）。用保温棉覆盖缓冷。

i)补焊完成36h后，用γ射线探伤进行检测，Ⅱ级合格；射线探伤合格后，用超声

波检测复验，然后进行表面磁粉检测。热处理合格后再用磁粉检测复验。

8)热处理工艺

a)热处理采用整体热处理方法。采用内燃法热处理方法；

b)在距离焊缝返修点100mm处设一个热电偶，通过记录仪自动连续记录热处理温度

曲线，仪表精度应达到1%的要求；

c)热处理温度为565±20℃，恒温时间为2小时；

d)至300℃以上时，升温速度控制在50-80℃/h；降温时，降温速度控制在

30-50℃/h，300℃以下自然冷却。

5.7球罐外防腐

1)球罐板外表喷除锈砂处理

a)喷砂钢材表面采用喷砂(丸〉除锈，彻底清除表面的铁锈、油污、氧化皮等，除

锈质量等级应达到GB/T8923中Sa2.5级，为了使涂层与钢基材之间达到最佳机械粘结，喷砂除锈处理必须保证足够的锚纹深度。

b)喷砂除锈用的石英砂、粒径在2-3mm之间，并应按要求筛选、炒干。配备1台

12m3/min的干式空压机，空压机运行压力控制在0.75-0.78MPa之间。配备两套喷砂机。喷嘴采用直径为8mm的合金喷咀。喷嘴出口端的直径磨损量超过起始内径的20%时需更换；

c)除锈时，使喷嘴在金属表面均匀移动，喷嘴距金属表面为80-200mm，喷枪与金属

表面构成30°-75°的角度；

d)喷砂除锈合格标准：金属表面全部露出金属光泽，没有明显的阴影条纹、斑痕等，

并显出一定的粗糙度，符合设计与规范要求。自检合格后，应请监理或者业主代表检查，合格后方可进行涂漆；

e)焊缝在喷砂处理前后均应进行检查，彻底清除或磨平焊接飞溅物、焊瘤、毛剌、

尖锐的突起和棱角以提供平整的涂敷表面；

f)喷砂处理达不到的区域，经监理和业主同意，可以按动力工具除锈的规定进行表

面处理，除锈等级应达到GB/T8923中St3；

g)喷砂应在白天进行，夜间禁止喷砂作业。当钢材表面温度低于露点以上3℃或相

对湿度大于85%时，不允许进行喷砂除锈作业。在喷射过程中严禁表面沾上油污和水分；

h)喷射除锈后，应用清洁干燥、无油的压缩空气吹扫，除去浮灰和磨料残渣。不得

用酸清洗及其它溶液洗涤(包括不得使用防止生锈的缓蚀性洗涤剂〉；

i)钢材表面除锈后应在4小时内涂上第一道底漆，当表面返锈或污染时，必须重新

进行喷砂除锈。

2)防腐层涂覆

a)液体涂料的涂装应采用喷涂，具体可根据施工环境、涂刷面积、质量要求及涂料

生产商的建议来确定。通常边角或小面积修补可采用刷涂。

b)涂料施工环境湿度、根据要求遵循涂斜产品说明书的规定。除非明确说明，否

则不得在潮湿的钢表面上进行涂装，被涂表面温度至少应高于露点以上3℃，在温度低于3℃或相对湿度大于85%时，不得进行涂装作业。

c)开始涂底漆前，用空压机吹出的干燥的高压气流吹净金属表面的砂尘。如遇有雨、

雾及空气特别潮湿的天气以及钢材表面温度低于露点以上3℃时，应停止作业。

d)底漆、中间漆、面漆都应在前道漆表干后涂刷下道漆，具体间隔时间应遵循涂料

制造商的要求。各涂层应刷涂厚度均匀、表面平整、无漏涂。在涂刷下道漆前，应将刷好的前道漆表面清理干净，无尘土、水汽、油污等。前道漆如有破损应先补刷，等表干后再刷涂下道漆。

5.8脚手架的搭设

a)脚手架搭设应对所需搭设的脚手架规格等提出明确要求，再交付搭设作业班组实

施。

b)从事脚手架搭设的作业人员必须取得特种作业操作证且身体状况符合高处作业

的要求。

c)搭设脚手架前，应做好准备工作，明确作业要求，确认工作环境、防护用品和工

具安全可靠。

d)搭设脚手架时接触面必须用5cm木板铺地，必须采取可靠的安全措施。

e)脚手架搭设过程中，作业人员要严格执行操作规程，附近和下方不得有人作业和

通行，作业区域设置围栏警示牌，非作业人员不得入内。

f)在搭设脚手架过程中，如脚手板、杆未绑扎或已拆开绑扣，不得中途停止作业。

g)脚手架不得从下而上逐渐扩大，形成倒塔式结构；

h)脚手架整体应稳定牢固，不得摇摆晃动；

i)从地面或操作基础面至脚手架作业面，必须有上下梯子或通道；

j)双排脚手架的作业面脚手板应铺双跳板，绑扎应牢固。

k)作业面面积应满足作业要求，作业面四周应设高度不小于1米的围栏；当作业面周围无合适挂拷设置位时，还应专设安全带挂设杆。

l)脚手架的交接验收与使用

m)脚手架搭设完毕，架设作业班组必须按施工要求进行全面自检，然后通知项目部有关人员共同进行检查验收，检查确认合格后，填写脚手架交接验收单，并在验

收单上签字确认，挂牌后方可使用。验收后的脚手架任何人不得擅自拆改，特殊情况下需作局部修改时，须经负责人同意，由原架设班组操作，分配权成后仍需履行检查交接验收手续.

n)脚手架搭设完毕，采用彩条布、蓬布封闭，已避免施工时对环境的污染。

o)掌握施工现场当地的气象信息，提前采取预防措施，避免雨天施工。

p)遇大雾、大风、大雨等天气不得进行喷砂施工作业。

5.9球罐强度、严密性试验

a)关闭全部管线阀门，并加装盲板，使整个系统成为密闭状态；

b)启动空气压缩机通过临时管线向罐内充空气，使压力线缓慢升至规定试验压力的

10%，保持5-10分钟并对所有焊缝和连接部位进行初次的检查；如无泄漏可继续升压至试验压力的50%；如无异常现象，其后按规定的试验压力10%升压，直至试验压力为设计压力的1.15倍后停止加压，稳压半小时再将压力将至设计压力，保压足够时间进行检查，检查期间压力应保持稳定，观察球罐及基础均无异常情况，经肥皂液或其他检漏检查无漏气、无可见变形即为合格；

c)打开临时排气阀，进行放空，待与大气平衡为止，关闭各放空部位的阀门。

5.10球罐内空气的置换

a)用氮气置换出罐内及输送管线、排放管线的空气，其步骤与第5.3项类似；

b)用介质置换罐内氮气

在球罐顶部放散口处用胶皮管引至安全区；

打开球罐的进气管上的阀门，向球罐缓慢充气，流速控制在3m/s以下，当球罐充气到0.05MPa时，可适当提高充气速度，流速不超过5m/s；当充装到

0.1MPa后，关闭进气阀开启顶部的放散阀缓慢向外放散，其速度不超过

10m/s，表压为10KPa时停止放散，这是取样分析，确认液化气含量达到置

换标准的50%以上；再次开启球罐的进气阀以不超过10m/s流速向罐内充装

液化气，直至球罐运行压力为止，置换完毕。

置换完毕后拆除临时管线，同时恢复安装前原来位置。

6.安全措施

a)认真执行《炼油化工安全施工规程》HGJ238-87及安全规范SHJ505-87有关要求，

严格执行操作规程及岗位责任制；

b)进入现场须带好安全帽，登高作业应穿绝缘防滑鞋并系好安全带，作业人员必

须穿防静电工装；

c)所有电器设备、电缆线要绝缘良好，并有安全防护装置。罐内220V用电，必须

装漏电保护器，照明必须采用12安全电压；

d)罐内作业时罐顶应设一台引风机，保证罐内通风良好，并有专人监护；

e)罐内外脚手架应搭设牢固，跳板平行铺设，不得少于2块；

f)施工人员不得携带火种进入施工现场,更不准在施工现场吸烟.且遵守现场的一

切规章制度。

g)应注意防火，配备干粉灭火器由专人负责看护；

h)施工现场,施工人员必须听从指挥,统一行动.做到工完料净场地清文明施工；

i)高处作业严禁上下投掷工具、材料和杂物等，所用材料要堆放平稳，必要时要

设安全警戒区，并设专人监护。

j)从事无损检测的工作人员应遵守有关的规章和其它安全要求，严禁违章操作。

k)射线检测时应设置警戒线、警戒灯。

7.拟投入机具

8.拟投入人员

9.施工计划（单台球罐）

10.项目组织机构

11.作业风险分析及应对

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