5万立储罐自动焊焊接方案.docx
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5万立储罐自动焊焊接方案
方案编号：
施工技术方案
青岛丽东LG70万吨/年芳烃项目
5万立大型储罐—焊接施工方案
（Ⅲ）类
批准：
复审：
审核：
编制:
编制单位:
2015年7月28日
目录
一、编制说明3
二、编制依据3
三、工程概况3
四、施工准备4
五.施工方法7
六．施工技术组织措施计划19
七．资源需求计划21
八．施工进度计划21
九．附图21
一、编制说明
此次施工任务为青岛丽东LG70万吨/年芳烃联合项目4台5万立大型储罐。
为此编制此方案，要求施工人员严格执行本方案的各项规定，优质、安全的完成任务。
所达到的质量目标计划：
1.1单位工程交验合格率100%；
1.2分部、分项工程交验优良率95%；
1.3无任何大小质量事故。
二、编制依据
2.1《立式圆筒型钢制焊接油罐施工及验收规范》GBJ128-90
2.2《压力容器无损检测》JB4730-94
2.3《立式圆筒钢制焊接储罐安装施工操作规程》吉林化建
2.4《石油化工设备安装工程质量检验评定标准》SH3514-2001
2.5《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708-2000
2.6《钢制压力容器焊接规程》JB/T4709-2000
2.7《安全技术操作规程》（JH121.11004－92）
2.8《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》
2.9施工图纸1061-A00-12-EE0105
三、工程概况
设备特性参数
名称
石脑油储罐
位号
120D-131、120D-132、120D-133、120D-134
材质
16MnRQ235-B
壁厚（㎜）
δ=6-33
尺寸
高：
29640mm
重量（Kｇ）
1200000Kg
内径（㎜）
Φ51000
设计压力
1.47/-0.49MPａ
设计温度
80℃
操作温度
40/-10℃
数量
4台
四、施工准备
4.1施工技术准备
4.1.1焊评选择
焊评
编号
焊接
母材
母材
厚度
焊件
适用厚度
焊接材料
评定标准
95-9
16MnR
25
5-50
H10Mn2/Φ3.2Φ4.0
JB4708-92
SJ101
85-26
16MnR
30
5-60
J507/Φ4.0,Φ5.0
《安监规》
85-27
16MnR
30
5-60
J507/Φ4.0,Φ5.0
《安监规》
2002-32
Q345C
8
1.5-16
J507/Φ3.2
JB4708-2000
ER50-G/Φ2.5
2005-20
16MnR
20
5-40
SQL（J507）/Φ1.6
JB4708-2000
4.1.2焊工资格
焊工须按《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》规定的方法考试合格.并获得相应项目代号的焊工合格证.方可进现场焊接.项目代号为
GTAW-Ⅱ-2/3/4G（K）-12-F3J
GTAW-Ⅱ-6G（K）-2/57-02、SMAW-Ⅱ-6G（K）-3/57-F3J
SAW-Ⅱ-2G（K）-07/09
GMAW-Ⅱ-3G（K）-07/08
（试件厚度仅供参考）
4.1.3技术交底
在焊接施工前应根据焊接工艺评定报告,编制焊接工艺规程及技术交底。
焊接前，焊接责任工程师要对参加施焊的焊工集中进行技术交底，讲解焊接技术交底、焊接工艺规程（WPS）或焊接过程卡中的重点和难点，焊工真正掌握了技术要求才可以进行焊接。
4.2施工现场准备
4.2.1焊接材料
焊接位置
材质
焊接位置
焊条牌号
焊剂牌号
焊丝牌号
罐壁
16MnR+16MnR
2G
J507
SJ101
H10Mn2
3G
J507
-
SQL（J507）
16MnR+Q235
2G
J507
SJ101
H10Mn2
3G
J507
-
SQL（J507）
罐底
16MnR+16MnR
1G
J507
SJ101
H10Mn2
罐顶
Q235+Q235
1G
J507
-
接管
16MnR+16MnR
全位置
J507
-
H08Mn2SiA
4.2.2焊材保管
焊材使用现场要设立焊材库。
焊接责任工程师要按焊材计划检查和验收合格后，焊材存入焊材库，按规定摆放。
按材料管理规定登记上帐。
并控制库内的温度、湿度，做好焊材库的《气象记录》。
焊接责任工程师填写《焊材发放记录》中的分项工程名称、母材、焊材等内容，作为烘干员发放焊材的依据。
烘干员负责填写《焊材烘干记录》。
焊接管理员和QC工程师审查《焊材发放记录》及《焊材烘干记录》。
烘干条件
种类
烘干温度（℃）
恒温时间（h）
恒温温度
（℃）
允许使用
时间（h）
重复烘干
次数
非低氢型焊条
（纤维素除外）
100～150
0.5～1
100～150
8
≤3
低氢型焊条
350～400
1～2
4
≤2
焊剂
熔炼型
150～300
1～2
4
烧结型
200～400
药芯焊丝
200～350
1～2
注：
药芯密封的焊丝和密封盒装的药芯焊丝原则上不再烘干。
烘干后的低氢型焊条,应保存在100～150℃的恒温箱中,随用随取。
低氢型焊条在现场使用时,应备有性能良好的保温筒,超过允许使用时间后须重新烘干。
4.2.3保护气体
保护气体，所用氩气的纯度，直接影响到焊接质量，施焊所用的Ar及CO2纯度要保证达到99.99%以上,含水量不得大于50mg/m3。
4.2.4焊接设备
埋弧自动横焊机、埋弧自动角焊机、气电立焊机、交流钨极氩弧焊机、交/直流焊机、风镐、气刨机、气刨把、电焊把、氩弧把、电动手砂轮机（φ100-φ180）。
进入现场的设备应有标识，并应专人专管，严格执行设备管理规定。
所有与焊接有关的设备，定人操作、维护保养，保证设备在完好状态下进行工作。
焊接设备上控制工艺参数的电流、电压等仪表按规定校准，并应完好，保证在周检期内。
4.2.5施焊场地
4.2.5.1施工现场“三通一平”；
4.2.5.2施工现场搭设临时设施，包括施工平台、配电箱、电焊机、氧气、乙炔等，确保现场施工需要；
4.2.5.3积极做好职工培训工作，挑选优秀者参加此工程施工。
4.2.5.4焊接场所应保持清洁，并应有防风、防雨设施，气体保护焊时的相对湿度一般不应大于80%，风速不大于2m/s。
保护气体很容易被风破坏，因此，场地周围搭设防风墙，风大时，焊接处设挡板，同时由于氩弧焊所分解出来的臭氧及氧化物对人体有一定的危害，施工场地还要保证空气流通良好。
五.施工方法
5.1施工程序
焊接材质，焊接方法确定
焊接工艺评定制编，选定
焊接工艺确定
设备排版图确定，焊道编号确定
焊接材料准备
焊机准备，焊接工具准备
焊工人员,任务确定
焊接环境条件保证
焊材,烘干,发放
焊接接头条件保证
依焊接工艺施工
焊缝外观自,专检
不合格
返修通知
返修工艺确定
合格
煤油渗透检测
发检验合格报告
资料整理交工
5.2施工方法
5.2.1焊接方法
根据储罐的焊接施工特点，施工中采用焊接方法如下表
序号
部位
焊接方法
1
中幅板
SMAW+SAW
2
边缘板
SMAW
3
环缝
SAW或SMAW
4
纵缝
GMAW
5
大角缝
SMAW
6
中幅板+边缘板
SMAW
7
中幅板三层叠加处
SMAW
8
蒙皮
SMAW
9
接管
GTAW+SMAW
5.2.2坡口加工,清理，组对
坡口加工采用数控自动切割机切割加工，角向磨光及修磨去除氧化皮的方法进行。
坡口角度、尺寸经检查合格后方可进行组对，组对尺寸符合要求。
5.2.3焊前清理
彻底清除焊缝坡口表面及两侧50mm以内的油污和氧化膜，油污用棉纱蘸丙酮擦拭除去，氧化膜采用Φ＝150mm刷轮或丝刷除净。
5.2.4工卡具等临时附件拆除时，应注意不得伤及母材表面，切除后打磨平滑并对表面及厚度进行检查，有缺陷时应进行补焊，修磨至合格要求。
5.2.5坡口形式和尺寸
组对错边量纵焊缝:
b≤0.1s且b≤2mm；环焊缝:
b≤0.2s且b≤5mm,对于板厚差大于3㎜时，应进行板端削薄处理，见下图。
5.2.6焊接工艺参数
自动横焊
层道
焊接
方法
焊材
焊接电流
电弧电压
（V）
焊接速度
（㎝/min）
热输入
（KJ㎝）
牌号
规格㎜
种类
/极性
电流（A）
1
SAW
H10Mn2-SJ101
φ3.2
DC-
380-490
30-35
50-60
其它
SAW
H10Mn2-SJ101
φ3.2
DC-
380-490
30-35
50-60
自动立焊
层道
焊接
方法
焊材
焊接电流
电弧电压
（V）
摆动
频率
焊接速度
（㎝/min）
热输入
（KJ㎝）
牌号
规格㎜
种类
/极性
电流
（A）
1
GMAW
SQL（J507）
φ1.6
DC-
400-480
40-42
18-23
自动角焊
层道
焊接
方法
焊材
焊接电流
电弧电压
（V）
焊接速度
（㎝/min）
热输入
（KJ㎝）
牌号
规格㎜
种类
/极性
电流（A）
1
SAW
H10Mn2-SJ101
φ4.0
DC-
400-460
30-38
70-80
2
SAW
H10Mn2-SJ101
φ4.0
DC-
400-460
30-38
70-80
接管焊接
层道
焊接
方法
焊材
焊接电流
电弧电压（V）
焊接速度
（㎝/min）
热输入
（KJ㎝）
牌号
规格㎜
种类
/极性
电流（A）
1
GTAW
ER50-G
φ2.5
DC+
90-120
12-16
4.5-6.0
2
SMAW
J507
φ3.2
DC-
80-90
22-26
4.5-6.0
3
其它
J507
φ3.2
DC-
80-90
22-26
4.5-6.0
手工电弧焊
层道
焊接
方法
焊材
焊接电流
电弧电压（V）
焊接速度
（㎝/min）
热输入
（KJ㎝）
牌号
规格㎜
种类
/极性
电流（A）
1
SMAW
J507
φ3.2
DC-
90-110
22-24
4-16
2
其它
J507
φ4.0
DC-
100-130
24-26
4-16
5.2.7底板焊接
5.2.7.1底板应根据实际来料情况及排版图由外而内进行铺设，底板铺设后应打上卡具，临时固定。
点焊时可少焊多点。
底板铺设应有足够的搭接量，接缝应贴合紧密，间隙最大不大于1mm。
底板焊接顺序原则上是由双数焊机对称均布，从中间向外展开，分段退焊。
5.2.7.2中幅板的横向短焊缝可先开始焊接，次焊中幅板的纵向长焊缝。
长焊缝由中心向外双数焊机对称均布，用分段倒退发进行焊接。
焊接采用由中心向外，焊机对称均布，分段退焊法进行，每段长度以1.5～2M为宜，且各焊机的焊接参数应基本一致以减小焊接变形，必要时可采用钢性固定的防变形措施。
5.2.7.3边缘板对接焊缝的焊接，焊接前应将边缘板下部的垫板作2°～3°的反变形，垫板垫进边缘板对接口底部时应贴合紧密。
边缘板对接焊缝隙的焊接应由双数焊工沿圆周对称均布，同时同向跳缝焊接，并先焊罐底层壁板处300mm～400mm的一段焊缝。
此处应注意使各焊工的参数保持基本一致，且每个焊工的最后一道焊缝应同时焊接，以防应力集中和收口裂纹的产生。
5.2.7.4罐底在焊接前要按要求布置，要有防变形措施。
焊接中应注意的事项：
所有搭接板间要求紧密，最大缝隙不得大于1mm；按焊接工艺评定的工艺参数，要求所有焊工采用同一电流，同一速度，同一型号焊材、焊接顺序，严格按方案中顺序执行，要求所有角缝焊接2遍以上；边缘板对接缝壁板处的一段焊缝焊接完毕并检查合格后，方可进行底圈壁板和边缘板角接焊缝的焊接，角焊缝焊接完毕并经检查合格后，修整边缘板未焊部分变形，并按上述方法进行施焊完毕，最后方可进行边缘板与中幅板连接焊缝的焊接。
5.2.7.5在罐底与罐壁连接的角焊缝焊完后且边缘板与中幅板之间的收缩缝施焊前,应完成剩余的边缘板对接焊缝的焊接。
中幅板和边缘板的焊接可由双数焊工沿周向对称均布，同向分段退焊，分段长度以每段约1.5～2m为宜，焊接时各焊工的焊接参数应力求一致。
5.2.7.6罐底与罐壁连接的角焊缝焊接,应在底圈壁板纵焊缝焊完后施焊,并由数对焊工从罐内、外沿同一方向进行分段焊接。
初层的焊道,应采用分段退焊或跳焊法。
5.2.7.7除上述各条中有要求的外，其余焊缝焊接时各焊工焊接的焊接参数也应尽量控制，使其基本一致，以减小焊接变形。
5.2.7.8焊缝焊接完成后，焊工应及时将焊缝及其附近的焊渣、药皮，飞溅等清理干净，并按焊缝外观检查的有关要求进行自检，不合格部位根据情况进行焊补，修磨至合格要求。
5.2.7.9每台罐应配2～4名有经验的碳弧气刨工，及时进行焊缝的碳弧气刨清根，且应在保证气刨质量的同时应尽量减少刨去的焊缝金属数量，以减少焊接填充量同时减少焊接变形。
5.2.8罐壁的焊接，宜按下列顺序进行：
5.2.8.1罐壁的焊接，应先焊纵向焊缝，后焊环向焊缝。
当焊完相邻两圈壁板的纵向焊缝后，再焊相间的环向焊缝；对接环焊缝采用埋弧自动焊时，焊机应均匀分布，并沿同一方向施焊。
5.2.8.2罐壁环向的对接焊缝，应先焊罐壁外侧焊缝，后焊罐壁内侧焊缝。
焊机应均匀分布，并沿同一方向施焊。
5.2.8.3纵焊缝采用气电立焊时,自下向上焊接。
纵缝对口采用卡具，对口间隙用3mm填片隙保证，考虑到壁板立缝焊后的收缩，留一道活口来弥补焊后收缩。
5.2.9罐顶蒙皮的焊接
5.2.9.1先在预制好的顶板蒙皮瓜瓣铺设在拱顶网架上。
焊接时应采用小规范，从中间向外分段退焊。
5.2.9.2罐顶蒙皮组对.组焊时，搭接部位要贴和紧密，间隙最大应不超过1mm，并用临时夹具进行固定，然后方可进行焊接施工。
5.2.9.3罐顶蒙皮的焊接应先焊环侧角焊缝，再焊径向长焊缝。
长焊缝的焊接应由中（罐顶）向外分段退焊，并格缝跳焊。
焊接时应注意各焊工的焊接规范参数应基本一致，且每个焊工的最后一条焊缝应同时施焊。
5.2.9.4顶板与包边角钢的焊缝焊工应对称均匀分布，沿同方向分段退焊，各焊工之间的接头应注意相互配合，分层叠压。
5.2.9.5蒙皮焊完后，再组焊中心顶板，中心顶板的环焊缝焊接方法同上
5.2.10附件的焊接
5.2.10.1凡直接焊于储罐上的各种附件的焊接均应按储罐本体焊缝焊接的相同工艺进行，在焊接过程中应确保熔透，焊缝表面应平滑过渡至母材表面。
5.2.10.2异种材质附件（如爬梯、护板等）焊接时，应按强度较底侧母材来选用焊材，按强度较高侧母材来确定焊接工艺。
5.2.10.3角焊缝的焊脚高度按图纸规定执行。
图上没有明确的，应不小于相焊件中较薄件的厚度。
5.2.10.4角焊缝应有圆滑过度至母材的几何尺寸。
5.3焊缝质量检验
5.3.1外观检验
焊接接头应进行100%外观检验；罐壁上的工卡具焊道应清除干净，焊疤应打磨平滑；焊接接头的表面及热影响区不得有熔渣、裂纹、飞溅、气孔、夹渣和弧坑等缺陷；对接接头咬边深度不得大于0.5mm咬边连续长度不得大于100mm，焊接接头两侧咬边总长度不得超过该焊接头长度的10%；罐壁纵向对接接头不得有低于母材表面缺陷，罐壁环向对接接头低于母材表面凹陷不得大于0.5mm，凹陷的连续长度不得大于10mm，凹陷的总长度不得大于该焊接接头总长度的10%；对接接头的余高应控制在0-2.5mm之间，角焊接接头焊角高度图样无规定时，取厚件中较薄者之厚度，补强圈的焊脚不小于补强圈厚度的70%，且不大于补强圈的名义厚度，焊接接头与母材应平滑过渡。
焊缝的棱角用1m长的弧形样板检查，应符合以下规定：
当板厚δ≤12mm时，棱角小于等于10mm；当板厚为12＜δ≤25时，棱角小于等于8mm；当板厚大于25mm时，棱角小于等于6mm。
罐壁的局部凹凸变形，应符合以下规定：
板厚（δ）罐壁的局部凹凸变形，当板厚小于等于25mm时，变形应小于等于13mm；当板厚大于25mm时，变形应小于等于10mm。
5.3.2严密性试验
罐底所有接头应采用真空箱法进行严密性试验，试验负压值不得低于53kPa，无泄漏为合格。
开孔的补强板焊完后,由信号孔通入100～200KPa压缩空气,检查焊缝严密性,无渗漏为合格,
5.3.3无损检验
5.3.3.1罐底焊缝
罐底丁字焊缝全部焊完后，应进行渗透或磁粉探伤。
边缘板的对接焊缝的每条焊缝外端300mm范围内应进行100%射线探伤检查。
Ⅱ级合格。
壁板与边缘板的内、外角缝焊完后应对罐内角焊缝进行渗透或磁粉探伤，充水试验后应采用同样方法进行复验。
底板三层钢板重叠部分的搭接接头焊缝和对接罐底板的丁字焊缝的根部焊道焊完后,在沿三个方向各200mm范围内,应进行渗透探伤,全部焊完后,应进行渗透探伤或磁粉探伤。
5.3.3.2罐壁焊缝
纵向焊缝,每一焊工焊接的每种板厚（板厚差不大于1mm时可视为同等厚度）,在最初焊接的3m焊缝的任意部位取300mm进行射线探伤。
以后不考虑焊工人数,对每种板厚在每30m焊缝及其尾数内的任意部位取300mm进行射线探伤。
探伤部位中的25%应位于丁字焊缝处,且每台罐不少于2处,注:
板厚差不大于1mm时,可视为同等厚度。
环向对接焊缝,每种板厚（以较薄的板厚为准）,在最初焊接的3m焊缝的任
意部位取300mm进行射线探伤。
以后对于每种板厚,在每60m焊缝及其尾数内的任意部位取300mm进行射线探伤。
上述检查均不考虑焊工人数;
底圈壁板当厚度小于或等于10mm时,应从每条纵向焊缝中任取300mm进行射线探伤,当板厚大于10mm小于或等于25mm时,应从每条纵向焊缝中取2个300mm进行射线探伤检查,其中一个应靠近底板;
厚度大于25mm小于或等于38mm的各圈壁板,每条纵向焊缝应全部进行
射线探伤;厚度大于10mm的壁板,全部丁字焊缝均应进行射线探伤检查;
除丁字焊缝外,可用超声波探伤代替射线探伤,但其中20%的部位应采用
射线探伤进行复验;
射线探仿或超声波探伤不合格时,应在该探伤长度的两端延伸300mm作补充探伤,但缺陷的部位距离底片端部或超声波检查端部75mm以上者可不再延伸。
如延伸部位的探伤结果仍不合格时,应继续延伸进行检查。
在厚度大于25mm的普通碳素钢及低合金钢钢板上的接管角焊缝和补强板角焊缝,应在焊完后或消除应力热处理后及充分试验后进行渗透探伤或磁粉探伤。
5.3.4焊缝无损探伤的方法和合格标准,应符合下列规定:
射线探伤应按现行国家标准《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》
（GB3323-87）的规定进行,并应以Ⅲ级标准为合格。
但对屈服点大于390MPa的
钢或厚度大于或等于25mm的普通碳素钢或厚度大于或等于16mm的低合金钢的焊缝,合格标准为Ⅱ级;
超声波探伤应按国家现行的《锅炉和钢制压力容器对接焊缝超声波探伤》（JB1152-81）的规定进行,并应以Ⅱ级标准为合格;
磁粉探伤应按有关的常压钢制焊接油罐磁粉探伤技术标准的规定执行;
渗透探伤标准应按有关的常压钢制焊接油罐渗透探伤技术标准的规定执行。
5.3.5无损探伤一览表
序号
探伤部位
探伤方法
探伤比例
时间
标准
1
边缘板焊缝外侧300mm
RT
100%
焊完后
Ⅲ级
2
底板搭接角焊缝
PT
100%
焊完后
Ⅰ级
3
底板与壁板角焊缝内外侧
PT
100%
焊完后
Ⅰ级
充水试验后
4
壁板纵缝（第一带、第二带）
RT
100%
焊完后
Ⅱ级
5
壁板纵缝（第三带-第六带）
RT
1张/30m
焊完后
Ⅱ级
6
壁板纵缝（第七带-第九带）
RT
1张/30m
焊完后
Ⅲ级
7
丁字口（第一带-第六带）
RT
100%
焊完后
Ⅱ级
8
丁字口（第七带-第九带）
RT
100%
焊完后
Ⅲ级
9
接管对接焊缝
RT
？
焊完后
Ⅲ级
10
接管角焊缝及补强板角焊缝
PT
100%
焊完后
Ⅰ级
充水试验后
5.4焊缝返修
在制造、运输和施工过程中，产生的深度超过0.5毫米划伤、电弧擦伤、焊疤等有害缺陷，应打磨平滑，打磨修补后的钢板厚度应大于或等于钢板名义厚度扣除负偏差；缺陷深度或打磨深度超过1毫米时，应进行补焊，并打磨平滑；无损检测时发现内部缺陷，返修应慎重，应探测缺陷埋置深度，采用砂轮清除，清除深度不宜大于板厚的2/3；焊缝修补同正式焊接工艺相同，其修补长度不应小于50毫米；返修后的焊接接头应按原规定方法进行探伤，并应达到合格标准；焊缝同一部位的返修次数不宜超过两次，如超过两次，应经施工单位技术总负责人批准，返修次数、部位和返修情况记入容器质量证明书。
5.5焊缝编号
储罐以位号表示，储罐各带板自下而上以DX表示，同带的纵焊缝以贮罐的建北方向为零点，在罐内上方从俯视方向按顺时针，用英文字母AX表示纵缝的顺序号，环焊缝自下而上以英文字母CX符号来表示。
储罐焊缝编号表示方法
如：
纵缝：
120D-131-D1-A2-3-****，表示储罐120D-131的第一带板按顺时针方向排列的第二个纵焊缝的自上而下第三张透视片子，焊工号为****。
增透部分：
120D-131-D1-A2-Z5-1-****，B-A-A2-Z5-2-****，表示储罐120D-131的第一带板按顺时针方向排列的第二个纵焊缝的第五张透视片子不合格，在此处上下两端延长300㎜增加透视量，-1和-2，焊工号为****。
环缝：
120D-131-C4-5-****，表示120D-131的自下而上的第四个环焊缝按顺时针方向排列的第五张透视片子，焊工号为****。
增透部分：
A-C4-Z3-12-1-****，A-C4-Z3-12-2-****，解释同上
丁字口焊缝：
120D-131-C24-****，表示第一个贮罐的自下而上的第二个环焊缝按顺时针方向排列的第四个丁字口，，焊工号为****。
角焊缝及接管角焊缝：
用文字说明
5.6质量控制点
严格要求焊工，提高焊接质量，避免质量通病的发生。
5.7形成的技术文件
焊接记录
射线探伤报告
渗透
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