650m3液態(tài)CO2球罐現(xiàn)場安裝質(zhì)量控制

劉建強(qiáng)

(長嶺煉化岳陽工程設(shè)計(jì)有限公司,湖南岳陽 414012)

650m3液態(tài)CO2球罐現(xiàn)場安裝質(zhì)量控制

劉建強(qiáng)

(長嶺煉化岳陽工程設(shè)計(jì)有限公司,湖南岳陽 414012)

介紹了用散裝法現(xiàn)場安裝650m3液態(tài)CO2低溫球罐,說明了散裝法的組對(duì)程序以及質(zhì)量控制,對(duì)球罐安裝具有一定的借鑒作用。

球罐;安裝;質(zhì)量;控制

1 項(xiàng)目簡介

某氣體有限公司10萬t/a食品級(jí)液體CO2項(xiàng)目中有兩臺(tái)650m3液態(tài)CO2低溫球罐,球罐的技術(shù)特性如表1,球罐的主體結(jié)構(gòu)如圖1。該球殼板厚度δ =46mm,剛度大,現(xiàn)場拼裝難度大;材質(zhì)為低溫鋼,球殼板組對(duì)、焊接質(zhì)量要求高。

表1 球罐技術(shù)特性

2 球罐組對(duì)

2.1 方法

圖1 球罐

現(xiàn)場制作三角架、掛梯,使用25t汽車起重吊車,采用分片安裝的散裝法進(jìn)行球罐組對(duì)。該方法組對(duì)速度快,容易保證組裝后球體的幾何形狀及尺寸,焊接變形小,能克服作業(yè)面狹窄的影響。球罐組對(duì)完成后,搭設(shè)既能防風(fēng)又能防雨的特制防護(hù)棚,使后續(xù)的施工作業(yè)盡可能免受天氣(溫度、濕度、風(fēng))影響,保證施工環(huán)境符合焊接作業(yè)的要求。

2.2 程序

①組裝前對(duì)基礎(chǔ)、球殼板等零部件復(fù)驗(yàn);→②工藝附件組對(duì):定位塊、限位塊、吊耳;→③上、下段支柱、三角架、掛梯等與赤道帶板組對(duì);→④赤道帶板吊裝、調(diào)整;→⑤下極帶圍板的吊裝、調(diào)整;→⑥下極帶側(cè)板、中間板的吊裝、調(diào)整;→⑦內(nèi)腳手架、外防護(hù)棚搭設(shè);→⑧上極帶圍板的吊裝、調(diào)整;→⑨上極帶側(cè)板、中間板的吊裝、調(diào)整;→⑩組裝檢查。

2.3 工序及質(zhì)量控制

2.3.1 零部件檢查和驗(yàn)收

(1)核對(duì)球殼板、人孔、接管、法蘭、補(bǔ)強(qiáng)件、支柱及拉桿等零部件的出廠質(zhì)量證明文件。

(2)按排板圖2核對(duì)每塊球殼板的標(biāo)識(shí),檢查其長度弦長、寬度弦長、對(duì)角線間的距離、曲率、坡口型式、尺寸以及鋼板的表面質(zhì)量,做好檢查記錄,并與表2的標(biāo)準(zhǔn)值作比較;檢查人孔、支柱、拉桿、接管、法蘭等附件;檢查產(chǎn)品試塊(共6塊)。

表2 球殼板尺寸復(fù)檢要求表

圖2 球罐排版圖

(3)球殼板復(fù)驗(yàn)。用超聲波檢測方法隨機(jī)抽查數(shù)量不少于球殼板總數(shù)的40%,被抽查的球殼板編號(hào)為A1、A3、A5、A7、A9、A11、A13、F1、F3、F7、G2、G4、G5,檢查結(jié)果符合《承壓設(shè)備無損檢測》JB4730-2005標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ級(jí)要求,復(fù)驗(yàn)結(jié)果合格。

(4)超聲波測厚。對(duì)以上編號(hào)的球殼板,在每塊板的四個(gè)角離邊緣250mm的部位以及板中心共五點(diǎn),檢測厚度值,共65點(diǎn),最大值46.9mm,最小值46.0mm,球殼板厚度符合規(guī)范要求。

2.3.2 基礎(chǔ)施工及驗(yàn)收

該球罐采用無墊鐵安裝,即各基礎(chǔ)上有預(yù)埋鋼板,地腳螺栓從預(yù)埋鋼板中伸出。地腳螺栓孔為機(jī)械鉆孔,精確保證每塊板上的兩個(gè)孔的精度(間距為450mm±1),基礎(chǔ)如圖3。由于球罐支柱底板上的地腳螺栓孔為開口的槽形結(jié)構(gòu),如圖4,所以球罐熱處理狀態(tài)下,支柱可在鋼板上滑動(dòng)。因此基礎(chǔ)的水平度、地腳螺栓的周向、徑向尺寸精度要求高。為此在基礎(chǔ)施工過程中,用U型管水平儀嚴(yán)格找平基礎(chǔ)上的預(yù)埋鋼板,保證其水平度,同時(shí)用木模(經(jīng)精確放樣)初步固定地腳螺栓,在對(duì)地腳螺栓的安裝精度檢查合格后,再用L 50×50角鋼把相鄰基礎(chǔ)上的預(yù)埋鋼板點(diǎn)焊固定,使預(yù)埋鋼板形成一個(gè)整體,然后用商品混凝土澆筑基礎(chǔ),保證基礎(chǔ)各部位尺寸允許偏差滿足規(guī)范要求,經(jīng)檢查8個(gè)基礎(chǔ)方位偏差均小于0.5度,標(biāo)高偏差小于2mm,基礎(chǔ)水平度偏差小于2mm,地腳螺栓(內(nèi)、外圓)中心與基礎(chǔ)中心圓的距離偏差小2mm,相鄰支柱基礎(chǔ)中心間距偏差小于2mm,基礎(chǔ)中心圓直徑偏差小于2mm。

圖3 支柱方位圖W

圖4 支柱底座俯視圖

2.3.3 球罐組對(duì)及質(zhì)量控制

(1)準(zhǔn)備工作

①在球罐拼裝前,三角架、掛梯等安裝用輔助工具在球片吊裝前通過固定卡安裝(可移動(dòng))在球片上。

②按編號(hào)在專用平臺(tái)上組對(duì)上、下段支柱,保證支柱長度允許偏差≤3mm,同心度偏差≤2mm,支柱的直線度允差≤3mm,軸線位移偏差≤2mm。按焊接工藝焊接,焊后再次檢查,符合上述要求。

③在球殼板的內(nèi)側(cè),每隔500mm焊一個(gè)固定卡,對(duì)于赤道帶球殼板在每塊板的外側(cè)重心位置焊一個(gè)吊耳,對(duì)下極帶板在球殼板內(nèi)側(cè)焊兩個(gè)吊點(diǎn),對(duì)于上級(jí)帶板在球殼板外側(cè)焊兩個(gè)吊點(diǎn)。確保與球殼板相焊接的所有輔助工具材質(zhì)均為16M nDR。

④在赤道帶的各塊球殼板上用記號(hào)筆劃出中心線(即赤道線)。作為組裝、調(diào)整赤道帶的檢查線,以檢查赤道線是否處在同一水平線上。

(2)赤道帶的組對(duì)

①赤道帶的組對(duì)質(zhì)量是保證球罐安裝質(zhì)量的基礎(chǔ)。按排板圖先吊裝就位帶支柱的赤道帶板,使支柱底座板十字中心線與基礎(chǔ)(預(yù)埋鋼板)十字中心線重合,并用鉛垂找正,使各支柱垂直度<4mm,找正后通過地腳螺栓臨時(shí)固定。然后吊裝插入其它各赤道帶板直至全部閉合,在插入不帶支柱的赤道板時(shí),通過固定卡,插入梢子并打緊使之臨時(shí)固定。

圖5 球罐立面大圓

赤道帶球殼外周長=(球體內(nèi)直徑+2×46)× 3.141 592 6=10 792×3.141 592 6=33 904(mm)

考慮共16條縱縫的焊接收縮,增加16mm收縮量

組對(duì)前赤道帶球殼外周長可在33 904mm至33 920mm之間。

②調(diào)整組對(duì)間隙、錯(cuò)邊量、環(huán)口不平度等,使對(duì)口間隙滿足2±2mm、錯(cuò)邊量<3.0mm;用U型管水平儀檢查赤道線,確保其在同一水平線上(任意板赤道水平度<4mm)。測量赤道帶圓周的外長周長,使其滿足尺寸要求,保證球罐外形尺寸滿足設(shè)計(jì)文件的要求。

③按焊接工藝在球罐內(nèi)側(cè)點(diǎn)焊固定(焊條型號(hào)為J507RH),然后安裝柱間拉桿并調(diào)整。修磨赤道帶上、下環(huán)口,使每500mm<1mm,環(huán)口不平度<2mm。測量上、下環(huán)周長,并記錄數(shù)據(jù),為組對(duì)下極板、上極板作準(zhǔn)備。

④組裝下極帶板、側(cè)板、中間板,直至全部閉合。組對(duì)上極帶、側(cè)板、中間板。

⑤球罐組裝幾何尺寸檢查。

3 焊 接

按焊接工藝嚴(yán)格控制焊接參數(shù)及焊接順序。每條焊縫先焊外部,再焊內(nèi)部,外部焊縫焊完后,對(duì)內(nèi)側(cè)用碳弧氣刨清根,打磨見金屬光澤。焊接順序?yàn)?赤道帶板縱縫;上極帶縱縫;下極帶縱縫,上級(jí)帶環(huán)縫,下極帶環(huán)縫,上極帶方環(huán)縫,下極帶方環(huán)縫,上極帶拼縫,下極拼縫,焊后清理、打磨。

4 焊接之后的其余工序

?全部焊縫磨成圓滑過渡→?總體檢查→?無損檢測→?焊縫返修及返修后無損檢測→?內(nèi)腳手架、跳板等拆除→?整體熱處理→?水壓試驗(yàn)(過程中進(jìn)行基礎(chǔ)沉降觀測)→?附件安裝→?氣密試驗(yàn)→?除銹與油漆、保冷→?外防護(hù)棚與腳手加拆除→?交工驗(yàn)收。

注意無損檢測應(yīng)包含下述過程:

全部對(duì)接焊縫在焊接完成24h后進(jìn)行100%γ射線檢測,Ⅱ級(jí)合格。

全部對(duì)接縫(包括全部T字口部位)按20%進(jìn)行超聲波檢測復(fù)驗(yàn),Ⅰ級(jí)合格。

全部對(duì)接縫內(nèi)、外表面、角焊縫、補(bǔ)焊處表面區(qū),包括工藝附件的焊道在焊接完成24h后應(yīng)時(shí)行100%滲透檢測,并合格。

水壓試驗(yàn)合格后全部對(duì)接縫內(nèi)、外表面、角焊縫、補(bǔ)焊處表面區(qū),包括工藝附件的焊道,進(jìn)行20%滲透檢測。

5 結(jié) 語

散裝法安裝球罐不受施工場地的限制,對(duì)吊裝設(shè)備的能力要求小,有較好的經(jīng)濟(jì)性和靈活性。用散裝法安裝低溫球罐比非低溫球罐組對(duì)、焊接難度都大,對(duì)安裝作業(yè)人員、焊接作業(yè)人員的水平要求高。通過嚴(yán)格的工序質(zhì)量控制,本項(xiàng)目中的兩臺(tái)球罐成形美觀,焊接一次合格率99.1%,試板各項(xiàng)目性能指標(biāo)滿足規(guī)范要求。本項(xiàng)目是環(huán)保項(xiàng)目,具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,中央電視臺(tái)以新聞圖片的形式對(duì)本項(xiàng)目進(jìn)行了報(bào)道。

TQ053.2

A

1003-6490(2010)02-0047-04

2010-04-13

劉建強(qiáng)(1966-),男,工程師,畢業(yè)于湖南大學(xué),主要從事項(xiàng)目質(zhì)量控制管理工作。聯(lián)系電話:13786029027,E-mail:ljq19660206@ sina.com。