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球罐焊接方案
1.概述
本方案是为新疆库车塔河稠油技改工程石油液化气罐区三台1000m3液化石油气罐编制的。该球罐容积为1000m3,公称直径为12300mm,板材为20R,壁厚为48mm,结构型式为混合三带式。
1.1:工程地点:新疆库车
1.2球罐结构型式及参数:
结构型式见图1:设计技术参数见表1:

球罐设计技术参数:表1

球罐主要实物构成(单台表2

球罐本体焊缝分布及焊接工作量:表3

2.编制依据
2.1技术文件;
2.2球罐建筑施工合同;
2.3行业有关标准规范:
GB12337-98《钢制球形储罐》
GB50094-98《球形储罐施工及验收规范》
GB150-98《钢制压力容器》
1999年版《压力容器安全技术监察规程》
3.材质分析
3.1母材:该三台球罐壳体材料为国产优质低碳钢20R。该材料综合机械性能良好,含碳量与碳当量低,具有良好的加工性能和焊接性能。
球壳用20R钢板化学成分及机械性能:表4

3.2.1球罐本体平、立、横焊缝使用台湾广泰生产的KFX-712C,仰脸焊缝采用手工电弧焊,焊材采用四川自贡产的大西洋J427焊条。KFX-712C是以纯CO2作为保护气体的钛型微合金的全位置药芯焊丝,该焊丝用于低碳钢及低合金的焊接,主要应用于造船、桥梁、建筑、机械、车辆、石油化工、压力容器等金属结构的焊接。焊接时焊丝成型美观,电弧柔和稳定,飞溅少,脱渣性好,焊接熔敷率高,烟雾少。具有出色的冲击韧性和优良的综合性能(见表5:
KFX-712C熔敷金属化学成分及机械性能:表5

条。该焊条为低氢钠型药皮焊条,具有良好的塑性、冲击韧性和抗裂性能,并具有良好的工艺性能,但药皮易吸水,对工种要求严,焊接前必须清洁焊件焊接区并将焊条按规定烘焙干燥。
J427焊条熔敷金属化学成分及机械性能:表6

4.焊接工艺评定
4.1球罐焊接前应按国家现行标准《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708-2000和设计图纸的要求进行焊接工艺评定,并做-19℃低温冲击试验,以确定合适
的球罐焊接工艺规程;
4.2由于球罐采用材料为20R,属于JB4708-2000标准规定之类别为I类的材料,根据JB4708、GB12337、GB50094的有关规定,角焊缝的焊接工艺评定可用对接焊缝代替。此时实际角焊缝的焊接工艺应与球壳板对接焊缝工艺相同。
4.3人孔的锻制凸缘材质为20R,与球壳板钢材同属于JB4708类别为I的材料。依据JB4708、GB50094的相关规定,可用球壳板的焊接工艺评定而不必重新评定。
5.焊工的培训与考试
从事球罐焊接的焊工,应经相应位置及材料的操作技能的培训,《按锅炉压力容器焊工考试规则》考试合格,并取得质量监督部门颁发的有效的合格证书方可上岗施焊。焊工施焊钢材种类、焊接方法和焊接位置等均应与本人考试合格的项目相符。
6.焊材的使用与管理
6.1用与球罐焊接的焊材应符合国家现行现行标准GB/T-5117、GB/T-5118、GB10045的规定,并具有合格的质量证名书,质量证明书应包括熔敷金属的化学成分、力学性能等。
6.2用于球罐的焊接材料应是低氢型焊材,并按批号进行扩散氢含量的复验。扩散氢试验方法按国家现行标准GB/T3965《电焊条熔敷金属中扩散氢测定方法》的规定进行。烘干后的实际扩散氢含量为药芯焊丝≤6ml/mg;低氢药皮焊条J427≤8ml/mg。
6.3保护用二氧化碳气体应符合现行国家标准《焊接用二氧化碳》HG/T2537的规定。且在二氧化碳气体使用前应将气瓶倒置24h,并放水处理。
6.4焊材的保管、烘干、发放程序应严格按照《焊材一级库管理规定》,焊材的烘烤、发放及使用规定》等有关规范的规定进行,并认真做好记录,保证良好的追踪性。
7.焊接环境
7.1当施焊环境出现下列情况之一时,必须采取有效措施,方可进行焊接施工:
1雨雪环境;2相对湿度在90%以上;
3风速手弧焊时大于8m/s,药芯焊丝气体保护焊时2m/s;
4焊接环境温度在-5℃及以下。
7.2焊接环境的温度和相对湿度应在距球罐0.5~1m处测量;
7.3球罐焊接时应搭设防风棚,以减少天气对焊接工作的影响。
8.焊前准备
8.1焊接方法与设备:
8.1.1焊接方法:根据工期质量要求及我公司焊接工艺、设备的状况和条件,球罐焊接采用以药芯焊丝二氧化碳保护半自动焊为主,手工电弧为辅的方法进行;
8.1.2焊接设备:药芯焊丝CO2保护半自动焊采用NBC-500CL型CO2焊机正接极;手工电弧焊Z×5-630型硅态流焊反接极。
8.2球壳板坡口及组对间隙、错边量和棱角度应符合设计图和有关标准规范的规定(如图2示,具体要求如下:
3mm;棱角度≤7mm;组
测量一点。

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