盐水贮罐焊缝焊后消应力热处理
施工方案
产品位号工程名称工程地点工程类别版本01
■V96300
盐水贮罐焊缝焊后消应力热处理
工程编号单项工程编号文件编号
性
新建
日
□扩建、改造期
□
检修页所
次有
质
■■
大型（重点）、装置型□中小型单项
说
□Ⅰ、Ⅱ类Ⅲ类
明
报审、报批
□
2014.07.15
一、概述
1.1、编制说明
本方案为《苏威特种聚合物（常熟）有限公司》制作的年产8000吨聚偏二氟乙烯和3000吨氟橡胶项目中：盐水贮罐设备设计制作过程中要求对筒体、顶板、底板、人孔及相关最终焊缝作焊后局部消除应力退火热处理。需要热处理的低温压力容器钢板材质为15MnNiDR,板厚8-14mm，筒体内径φ10000mm,高9300mm。为确保安全可靠经济的实施热处理工作，根据设计技术要求，拟定如下施工方案:
1.2、编制依据
1.API620-2009《大型焊接低压储罐设计与制造》及附录R2.JB/T6046-1992《碳钢、低合金钢焊接构件焊后热处理方法》3.ASMESEC.VIII-DIV.1,20134.SH/T3524-2009
《石油化工钢制塔、容器现场组焊施工工艺标准》二、热处理内容
2.1、壁板环焊缝：L：31447.3mm二条；L：31441.1mm二条；
L：31133.2mm二条
2.2、壁板纵焊缝：L:2000mm六条；L：1800mm三条；L:1684mm三条2.3、罐底对接焊缝：L：9911mm二条；L:7737mm二条.2.4、顶板及其他相关焊缝根据现场要求确认。
具体材质及壁厚参见下面附表！
三、热处理目的、技术要求
3.1、目的
消除筒体（壁板、顶板、底板及相关最终焊缝）焊接组装的焊接残余应力，减缓介质对钢板的应力腐蚀改善接头和热影响区的综合性能；同时能消除焊缝中有害氢气，防止焊缝氢脆和延时裂纹的产生，提高设备的使用寿命。
3.2、工艺曲线
恒温温度620±20℃恒温时间1小时升温速度55～220℃/h
降温速度55～280℃/h（根据规范要求400℃以后可不予控制）℃
620℃±20℃保温/1h55~220℃/h≤400℃自升0℃55~280℃/h≤400℃自冷时间
虽然设计要求400℃以前可不予控制升温速度，但考虑到400℃以后能够保证塔体温度均衡，实际操作时在400℃以前应将升温速度控制在100～200℃/h范围之内。
四、热处理工艺质量的评定验收
设备名称设备位号
材质
部位筒体（壁板）
盐水贮罐5-15-25-3
15MnNiDR
顶板（封头）
高度（mm）200018001678对接缝及环焊缝4条对接
罐底人孔及其它
缝及角焊环缝
14
10150
8893
壁厚（mm）108814
直径（mm）1000010000100009960×1338
重量（kg）4937×2355433137888
本次热处理工程质量的优劣应从以下几个方面进行评定验收4.1、热处理试板
产品焊后热处理试板按制造单位提供相应的技术要求评定及验收.4.2、热处理工艺曲线
提供焊后消应力热处理所有的热处理工艺曲线，采用连续式记录仪自动记录（400℃以下不记录）并按相应的技术要求评定验收。
4.3、热处理后的变形
每一在热处理前必需检查尺寸公差，检查结果应符合图纸要求五、热处理方法
本工程热处理采用LCD陶瓷履带式电加热工艺，于焊缝为中心在工件外壁均匀布置加热热源，外壁铺设保温绝热材料，利用金属直接导热加热工艺。
上述热处理过程由本公司采购的的ZWK系列智能温控仪全程全自动温控，温控方式采用PID自整定运算及模糊运算功能、8段斜率/保温设定，控温精度±1℃，温度均匀。升温速度以分钟单位0-999℃可调;保温时间0-99.59小时可调;降温速度以分钟单位0-999℃可调;一次设定自动完成;
实测温度\\工艺温度同一画面双色显示。
配置完整的超温\\断偶警示;过流\\过压保护系统;加热器故障显示等PID实现多点群控，屏幕显示各点温度，自动修正加热功率系数，自动记录温度曲线，确保控温精度。达到均匀加热之目的。
六、热功计算（按最厚板材及一次性热处理单条焊缝长度）6.1、热工计算参数见表6-1
序号12345678910111213
项
目
参
10000mm8-10mm15MnNiDR约：31463mm
50mm128kg/m3
600mm(单侧离加热器边≥200mm)
130kg
500℃：0.16kcal/m2h℃500℃：30.96kcal/m2h℃500℃：0.074kcal/m2h℃
600℃：0.18kcal/m2h℃600℃：28kcal/m2h℃600℃：0.0828kcal/m2h℃25℃
数
工件直径工件板厚度材质单条焊缝长度保温棉厚度保温棉容重保温棉宽度保温棉重量钢材比热钢材导热系数保温棉导热系数保温棉比热环境温度
0.24kcal/kg℃
1415
加热器功率加热宽度
加热器每片额定功率10kw；50Hz220V
焊缝单侧≥壁厚6倍，约：120mm表6-1加热炉热工计算参
6.2、计算
以下是升温到500℃~600℃期间，升温速度按平均100℃/h计算，综合环焊缝焊后热处理及履带式加热器表面功率、发热面积计算结果：每条焊缝约为180KW。
七、热处理现场工艺设计
本次热处理现场工艺设计由供电系统、加热系统、测温系统等部分组成。
7.1、供电系统
由于热处理的不可逆性，须确保现场热处理的供电和安全用电。根据以上计算，本次按单条最长焊缝的热处理需要1台180KW温控仪（如需多条同时处理，功率增倍），即供电系统输出的最大功率为180KW时可以满足热处理时的供热需求。从变压器至热处理施工现场应设置DZ-600/600自动空气开关1只，由变压器至1台温控仪的一次导线（中间经空气开关）为3×90/2×35mm2铜蕊电缆1根。
7.2、加热系统
（1）加热器的布置
本工程热处理采用加热工艺，根据热功计算，所需加热功率180KW，采用LCD履带式加热器18块（备用18块），每片加热功率为10KW，外形尺寸1720×130mm，设计总功率为180KW（单条焊缝）。加热器以焊缝为中心，周向均布。使工件环缝达到均匀加热退火之目的。（2）保温层的铺设
保温材料应符合QJ/GN30-89标准，加热时外层温度应不高于60℃，选用保温性能好、导热系数低，硅酸铝纤维针刺毯，为了减少热损失，热处理保温层厚度不得小于50mm。保温宽度600mm，保温层之层应注意接缝错开搭接严密，并用铁丝轧紧，防止热量散失，以防止局部温差过大而形成热应力。
3、测温和控温系统
本次热处理工程采用K型简装热电偶测温，热电偶的补偿采用铜—康铜补偿导线并通过ZWK-180型智能温控仪控温，智能温控仪输出功率为180KW，温度控制范围0—1000℃，控制精度±1℃，将设定的工艺参数输
入进行温度控制。整条焊缝长度：共分布6个控温点（如图一），满足相邻控温点间径向间距在4.6米范围内）。
感温元件使用点焊在壳体外表面，能真实的反应工件的实际加热温度，各点温度控制均由仪表监视，PID自动修正功率系数。控温过程均由仪表屏显示，并由连续式记录仪自动记录6点工艺曲线。
八、热处理的详细工艺措施及热电偶的布置
1.首先将底板的拼缝焊接完成后,对其进行RT检测合格后做热处理.此时需将整个底板放在支撑架上面,支撑架离地面的高度至少应有50cm.采取在焊缝的外表面放置加热带和保温棉。如下图所示：
底板上共有5条拼缝,2条拼缝一起做热处理.热电偶布置如下：
AC1AC2AC3AC42.顶板拼缝全部焊接完成后，跟下一段筒体连接后对顶板拼缝做焊后热处理，这样可以有效的防止变形.
AZ1AZ2AZ165AZ1AZ14AZ3AZ1AZ43AZ12AZ56AZ1AZ1AZ7AZ10AZ83.筒体侧壁板与底板的角焊缝,以及筒体侧壁板与顶板的角焊缝采用绳状加热带进行热处理.环绕整周，共均布6个测温点.
AZ9采用绳状加热带采用绳状加热带采用绳状加热带4.筒体的环缝共有3道。每道环缝等RT检测合格后，单独做局部热处理.采取在焊缝的外表面放置加热带和保温棉。如下图所示：
热电偶(整圈环向均布）外侧保温棉支撑板九、热处理的防变形措施
为减少热处理期间由于工件自重及热膨胀产生变形。每条焊缝应根据焊接进度跟进。
必须严格执行加热工艺规范，确保在热处理时各部位温差达到工艺技术要求，防止温差应力过大造成的变形。
十、施工安全注意事项
10.1、由于热处理工作的不可逆性，故必须在供电、防雨及避开易燃易爆等安全场所内作业。并经质检部门检验合格，填写热处理申请表交热处理部门，方能将该工件热处理。
10.2、现场热处理的由施工经理负责指挥，其它操作人员要坚守工作岗位，听从指挥，并严格按照热处理工艺规程进行操作。
10.3、加热区四周应挂上“有电危险”指示牌四块，并将有电危险区与通道隔断禁止行人靠近加热区，操作室门口应写出“机房重地，闲人免进”字样，无关人员未经责任工程师或施工经理许可，一律不得进入操作室，以防止设备人身事故发生。
10.4、甲方应协助热处理部门做好操作房、二次导线、热电偶、加热器及局部热处理施工现场的安全保卫工作。
10.5、施工现场防雨棚、加热设备吊运、工撑支架及高空作业脚手架的制作，安装应牢固、稳妥。
10.5.1、在本项目中，凡超过1.5m均视为高空作业，由于热处理作业
的特殊性，在作业过程中，会使用到移动脚手架。所有会在施工过程中使用到的脚手架，必须经过嘉科安全验收并挂合格使用证。
10.5.2、在超过1.5m高空作业时，必须正确佩戴项目允许的全身式安全带，并做到“高挂低用”。
10.6、在施工后期，热处理作业需进入受限空间进行，届时必须按照以下几点进行；
10.6.1、在作业前，作业人员需确认施工环境是否合格，于管理公司安全人员处签写受限空间作业许可证，并在受限空间四周挂警示标识。
10.6.2、施工作业前，必须对受限空间进行气体测试，检测合格后，做好通风措施后，作业人员方可进入受限空间进行作业。
10.6.3、受限空间作业，必须配备专门的看护人员，对进入受限空间的作业人员，进行身份登记，并于每半小时，使用对讲设备对首先空件作业人员进行联系，已确保安全。
10.6.4、如出现受限空间内，人员有晕眩症状时，应立即停止作业。作业人员立即离开受限空间。如出现晕倒情况，在确认受限空间环境安全的情况下，救护人员方可进入，并把作业人员带离受限空间。
10.7、设备送电：甲方和热处理部门双方应加强协调，经有关人员认定电网合格后方能正式送电，并加强施工过程中对电网值班维护，以确保电网及人身安全。
10.8、由于现场的特殊情况，热处理作业需在晚上进行，所以在施工现场必须准备充足并安全的照明。
10.9、热处理作业必须由经过相关作业指导的合格电工进行，严禁无证人员进入作业现场。
10.10、由于热处理作业属于带点施工作业，故雨天严禁进行作业。10.11、服从甲方现场安全管理，遵守施工现场各项安全制度。十一、协作条件及双方协作具体事项
11.1、苏威特种聚合物有限公司(甲方):
a.按设备制造的提供焊后消应力热处理的有关技术要求。
b.提供工作现场180KW的电源及一次电缆（如需多工位同时作业，功率增倍，电费甲方负担）,负责将一次电缆线（1根或多根）接至智能温控仪的进线柱上(线路中设空气保护开关，空气开关型号DZ10—600/600),并承担电费。
d.提供热处理工艺实施所需的用地及各项业务联络和协调工作。
11.2、热处理单位（乙方）：
a.按甲方提供的技术要求及热处理工艺规范编制施工方案，并经有关部门签字批准，方能施工，并严格按其要求执行。
b.提供在工作现场实施热处理工艺全过程中所需的智能温控仪、电加热器、二次导线、补尝导线、热电偶、绝缘瓷管、保温棉等设备器材。
c.负责加热器的布置、安放、保温材料敷设及电器线路的安装调试。d.负责智能温控仪及加热系统实施热处理操作过程。
e．按热处理要求，施工现场防雨棚、工撑支架及高空作业脚手架和安装、制作。
f.提供热处理工艺实施过程所需的机械设备(吊装机具、焊机及焊割机具一套)和脚手架。
g.乙方对热处理质量完全负责，确保热处理曲线合格，并向甲方提交热处理报告。
风险评估确认的危害作业步骤描述及潜在的影响严重度作业人员没有根据可依，接线错1、编制临时用电作业方案误引起电气系统故障，损毁设备，发生电气火灾事故等。作业人员不正确使用或者穿戴2、电工佩戴好PPE上岗PPE用品，被电击或者电弧伤害，如拉闸时，电弧击伤面部等。没有作业许可3、进行用电申请和作业许可办理擅自作业，引起电气系统故障，造成火灾、电击等事故。212严格执行作业票制度，杜绝无证作业现象，所有的工作都必须得到监控和控制，11121电气作业人员必须持证上岗，严格资质审核和考核工作，确保PPE用品的配备和正确穿戴，最大程度减少可能面临的风险。11212根据作业内容编制符合要求的施工方案和安全方案，编制的方案严格审批手续，确保有针对性。11*发生概率风险等级残余风险控制措施(包括现有的和建议的)负责人严重度发生概率*残余风险是否尽可能的降低风险等级ALARP*?1YES1YES1YES无挂牌上锁程序，致使作业人员
4、执行挂牌上锁程
序
在作业过程中因他人的无知合闸造成电击伤亡事
故。接线不规范，
5、根据方案要求和临时用电安全技术操作规程进行布线接电作业
该绝缘的没有绝缘到位或者架空高度不符合用电要求，造成电击等伤害事故。
6、临时用电
1、不合格的电缆、电箱，触电。
1、电线随意拖
6、临时用电
放，破损漏电，导致触电伤害。2、潮湿的作业环境、受限空间
6、临时用电
等，照明电源电压未使用安全电压
2
2
4
1、严格按照JGJ46-2005用电要求进行用电。
2、电工加强日常电气安全检查工作。
1
1
1
Yes
2
2
4
2
2
4
1、IET检验合格的电缆、电箱。
2、电工定期检查电缆、电箱。
1、电线用S型挂钩挂起或者采取其他绝缘措
施隔离挂好。
2、电工加强日常电气安全检查工作。
1
1
1
Yes
1
1
1
Yes
2
1
2
作业人员接受安全交底，严格按照方案要求内容和用电技术要求进行用电作业。
1
1
1
YES
2
1
2
设立专人进行监督管理，电工作业时候严格执行挂牌上锁制度，确保本人的安全。
1
1
1
YES
3、挂钩太低，
6、临时用电
导致电缆架空高
度不够。4、挂钩强度不
6、临时用电
够，架设电缆时，挂钩破断，电缆掉落，砸伤人员。
1、未经允许，
6、临时用电
擅自进入工作，触
电。1、不系安全带
7、高空作业
或系而不挂，安全带已破损导致高
处坠落2、高处作业抛
7、高空作业
物传递，导致落物，物体打击4、安全带的挂
7、高空作业
点不符合要求造成滑落、断落
8、受限空间作业:气体测试8、受限空间作业:气体测试
1、测试人进入贮罐，发生意外。
2、气体测试种类、位置不全面，
3
1
3
4
1
4
3
1
3
3
1
3
3
1
3
2
1
2
2
1
2
1、挂钩固定确保挂设电缆时，有足够安全
距离。
111Yes
1、增加挂钩密度，确保最大弧垂与路面间距不小于6米，与地面间距不小于4米。1、办理作业许可证，相关人员签字。2、进入人员必须经过专项培训。强制性执行安全规程，建立工作平台，高处作业必须系挂安全带，经常检查安全带质量，安全带选用双大钩缓冲式五点（全身式）安全
带
加强教育，严禁高处抛物，必要的传递使
用吊篮式绳索
合理选择扣挂点，3”以下管、物料管和电
缆桥架不可做挂点
111Yes
111Yes
111Yes
111Yes
111Yes
1、将设备伸入贮罐，进行测试。1、对贮罐内上、中、下三个部位的有毒有害气体、易燃易爆气体和氧含量全面测试，合
111Yes
313111Yes
导致作业人进入发生意外。
8、受限空间作业:气体测试8、受限空间作业:人员进出
3、测试后，一段时间，气体发生变化，发生意外。
1、人员任意进出，安全监督失控，发生意外。
1、缺少安全监
8、受限空间作业:作业过程监护
护，管理失控，发生意外，无法及时
救援。
8、受限空间作业:材料设备8、受限空间作业:材料设备
1、向罐内抛扔材料，砸伤内部接
应人员。T2、罐内材料堆放混乱，作业人被
拌倒3、气瓶、焊机
8、受限空间作业:材
料设备
等设备放在容器内部，泄漏触电事
故发生
3
1
3
2
1
2
2
1
2
3
1
333
1
3
格后，方可进入作业。
1、至少保证每2小时，复测一次。111Yes
1、作业人员进出严格执行进出登记程序。111Yes
1、培训合格的监护人，施工全过程监护。111Yes
1、通过人孔，内外接应，传递材料。111Yes
1、罐内材料，分类摆放整齐。111Yes
1、气瓶、焊机等严禁放在容器内部；
2、保证通风措施。
111Yes
Theresidualriskistobecalculatedusingthetable.Riskfiguresabove4arenotacceptableandworkmustnotcontinueuntiltherisksarereduced.必须用本表计算残余风险。高于风险曲线3的为不可接受且不得继续工作，直至风险降低为止。
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容