海南精細化工項目液化石油氣球罐關鍵焊接技術

林強 胡成偉 李立威

1.工程概述

海南精細化工項目位于海南省東方工業園區，總投資83.34億元，分為一期工程、二期工程。一期工程投資43.41億元，主要裝置：200萬t/a原油預處理、120萬t/a催化裂解（DCC）、60萬t/a氣體分餾、30萬t/a裂解柴油加氫、8萬t/a甲基叔丁基醚（MTBE）、2 000t/a硫磺回收和4 000Nm3/h制氫以及產品精制等8套主要裝置。一期主裝置區全貌如附圖所示。

海南精細化工項目一期工程焊接工程存在以下特點：

（1）施工周期短 項目總工期26個月，共經歷了8次臺風。鋼筋制做安裝10 000t，混凝土澆筑50 000m3；設備安裝849臺（使用1 000t吊車安裝設備有6臺），鋼結構安裝約10 000t；地上管道96km，地下管23km，總計46萬DIN（焊接當量），熱處理焊口22 000道；電氣電纜總長度370km，儀表電纜總長度1 120km，調試回路3641個。

（2）裝置布局緊湊 裝置區沒有大型設備和框架的預制場地，大部分預制場地利用附屬裝置暫緩施工位置和道路，待大型設備就位，吊車撤離后再施工。

（3）球罐現場組焊 10臺球罐（最大容積3 000m3/臺），材質為Q370R，殼體厚度最高為46mm，焊縫長度達4 286m，現場進行組裝、焊接、無損檢測、熱處理、水壓試驗。保證球罐組對幾何尺寸正確的同時，嚴格控制焊接變形，杜絕了冷裂紋現象，保證了焊縫的焊接質量，無損檢測采用既環保又快速的TOFD檢測。

（4）反應器的制作 第一三反應器-沉降器最大直徑為10 200mm，高度62.35m，金屬總質量420t；再生器最大直徑為12 600mm，高度47.9m，金屬總質量680t。第一三反應器-沉降器和再生器統稱為“兩器”。“兩器”的現場制作所需要的場地非常大，按照常規至少需要10 000m2的場地才能滿足制作、材料堆放的需要，且所需時間至少8個月，但現場不可能提供得出這么大的場地，因此在進行總圖規劃時采取如下措施：一是占用產品精制三、四區的場作為預制場，產品精制三、四區的施工放在兩器制作完后進行，到時采取必要的小區域趕工措施來保證施工進度要求；二是同業主采購溝通，兩器的材料、內件進場按我方提供的進度計劃要求進場，充分利用外部供貨廠家的場地，緩解了現場場地不足的壓力；三是“兩器”筒節預制完后，及時吊裝進行空中組對；通過這些措施的采用，兩器現場的主場地降到了21m×80m，再加3 000m2的堆場，徹底解決了施工場地不夠的問題，同時也節約了大量的場內轉運費用和大吊車使用費用。

一期主裝置區全貌

焊接參數

2.關鍵焊接工藝及新技術

（1）焊接工程主要施工特點 焊接工程主要施工特點包括以下三方面：

第一，我公司在本項目承擔了10臺液化石油氣球罐的安裝任務，由于焊接質量要求高，焊接工藝要求嚴格，現場作業環境要求比較高，為此我公司提出了合理的焊接工藝，同時培訓了42名球罐焊工。

第二，鋼結構安裝工期緊迫，采用工廠化預制，現場使用鋼強度螺栓連接。總計約10 000t鋼結構，高空作業多，施工難度大，其中最高的火炬塔架為120m。

第三，工藝管線安裝量大，共計119km，46萬DIN（焊接當量），焊接工藝要求高，其中TP321、15CrMo、1Cr5Mo材質焊口全部要求焊后熱處理，對焊接方法的選用及焊接、熱處理工藝的執行和質量控制提出了很高的要求。

（2）焊接工程質量管理 主要包括以下幾方面：第一，建立健全質量保證體系，落實質量責任。為此，我公司成立“壓力容器現場組焊質量保證體系”、“壓力管道安裝質量保證體系”、“起重機械安裝質量保證體系”，分別設置專職責任師進行系統質量控制。

第二，采取制度化管理，加強考核。明確各級人員的質量責任和工作標準，加大焊接質量的獎懲力度。

第三，強化過程控制，確保質量受控。①項目部質檢部門焊接檢驗責任人員重點加強焊接過程的控制，在施焊前對施焊人員進行詳細的技術交底，明確焊接技術要領和工藝參數、注意事項。同時對焊接人員的技能、焊接參數選用等各項措施的執行情況進行監督檢查。②嚴格執行焊工自檢、班組互檢、質檢員專檢的“三檢制”制度，全部檢查合格后向監理單位進行報驗，進行無損檢測。

（3）焊接工藝評定 施焊前應按照NB/T47014—2011《承壓設備焊接工藝評定》對焊接接頭進行焊接工藝評定試驗，并按照設計文件的要求，以及評定合格的焊接工藝，制定焊接工藝規程。具體焊接參數如附表所示。

（4）焊工資格管理及人員培訓 根據項目施工材料特點和“特種設備焊接操作人員考核細則”要求，公司安排長期從事球罐焊接的人員對此種材料進行焊接技能培訓，包括模擬現場實際位置進行適應性訓練，提高焊接操作技能，為Q370R球罐焊接打下堅實基礎。開工后項目部質檢員強化現場焊接質量管理，對每個焊工的最初焊接質量進行評價，對焊接過程中出現的焊接缺陷進行總結分析，對參加施焊人員進行現場技術交底。

（5）檢測新技術 3 000m3液化石油氣球罐距離化學股份公司運輸道路78m，球罐直徑18m，壁厚46mm，如果用Ir192作業連續曝光時間為35～40h，將要封閉疏港大道，也將影響化學股份公司的監測及生產。經監理、設計、業主現場確認采用TOFD、手工超聲波和磁粉檢測代替射線對球形儲罐進行檢測。

3.結語

海南精細化工項目一期工程壓力管道共計射線檢測55 400張，一次檢測合格54 993張，一次合格率99.3%；壓力容器共計射線檢測6 673張，一次檢測合格6 487張，一次合格率97.2%；非標設備計射線檢測2 314張，一次檢測合格2 260張，一次合格率97.7%；TOFD檢測4 286m，一次合格4 280m，一次合格率99.8%；熱處理焊口達到22 086道，一次合格22 086道，一次合格率100%。均超過我公司制定的項目質量控制目標。