儲(chǔ)罐壁板熱處理施工方案

海洋石油工程股份有限公司惠州煉油項(xiàng)目馬鞭洲島原油庫(kù)EPC23合同號(hào)CHRP-06-111047中海油馬鞭洲油庫(kù)項(xiàng)目1047-600-CM-MD-00 -0000REV

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候立更批準(zhǔn)APPR惠州煉油馬鞭洲原油庫(kù)區(qū)聯(lián)合項(xiàng)目組 施工方案目 錄工程概況： 2編制依據(jù)： 2施工程序： 2施工準(zhǔn)備： 3施工方法： 5熱處理質(zhì)量保證措施 主要施工機(jī)具和施工人員表 1惠州煉油馬鞭洲原油庫(kù)區(qū)聯(lián)合項(xiàng)目組 施工方案工程概況：馬鞭洲原料油庫(kù)區(qū)工程項(xiàng)目（單元號(hào)600）是中國(guó)海洋石油總公司（CNOOC）新建12004行施工，主要焊縫全部采用自動(dòng)焊進(jìn)行焊接。因此，國(guó)家有關(guān)設(shè)計(jì)和施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)底圈開(kāi)口結(jié)管壁板預(yù)制和焊后熱處理均提出明確要求。熱處理的具體要求詳見(jiàn)EPC23英派爾設(shè)計(jì)說(shuō)明。編制依據(jù)：GB50341-2003《立式圓筒形鋼制焊接油罐設(shè)計(jì)規(guī)范》10．2．9進(jìn)行整體熱處理。390MPa32300390MPa，125010．5．11GB50128-2005《立式圓筒鋼制焊接油罐施工及驗(yàn)收規(guī)范》390MPa，12（人孔、清掃孔等）強(qiáng)板的開(kāi)口接管。390MPa，32300㎜的開(kāi)口接管。C：SH3046－92《石油化工立式圓筒鋼制焊接油罐施工及驗(yàn)收規(guī)范》JB/T4708-2000《鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定》。JB/T4730.1-4730.6-2005《承壓力設(shè)備無(wú)損檢測(cè)》。中國(guó)海洋石油總公司惠州煉油項(xiàng)目馬鞭洲原料油罐區(qū)及泵站大型儲(chǔ)罐施工技術(shù)條件。施工程序：五萬(wàn)立方米儲(chǔ)油罐帶接管底圈板熱處理施工程序如下；2惠州煉油馬鞭洲原油庫(kù)區(qū)聯(lián)合項(xiàng)目組 施工方案施工準(zhǔn)備→鋼板的外觀(guān)檢查→超聲波探傷→化學(xué)成份、力學(xué)性能、彎曲性能復(fù)驗(yàn)（排版）→鋼板切割下料→尺寸檢測(cè)→坡口打磨→磁粉檢測(cè)→壁板滾弧→弧度檢查→厚度檢查→接管開(kāi)口放樣（開(kāi)口放為確認(rèn)）→弧板開(kāi)口修磨→射線(xiàn)檢查（試板焊接）→焊接接管→初層焊道磁粉檢查→焊道磁粉檢查→補(bǔ)強(qiáng)圈氣密性試驗(yàn)→熱處理（焊接試板機(jī)械性能試驗(yàn)→尺寸復(fù)驗(yàn)→焊道磁粉檢測(cè)→板周邊打磨→噴砂、油漆（第一遍）→標(biāo)記、編號(hào)→裝車(chē)發(fā)運(yùn)。本方案的重點(diǎn)程序是：施工準(zhǔn)備→焊道磁粉檢查→補(bǔ)強(qiáng)圈氣密性試驗(yàn)→熱處理（焊接試板機(jī)械性能試驗(yàn)）→尺寸復(fù)驗(yàn)→焊道磁粉檢測(cè)→板周邊打磨→噴砂、油漆（第一遍）→標(biāo)記、編號(hào)→裝車(chē)發(fā)運(yùn)。施工準(zhǔn)備：對(duì)于厚壁結(jié)構(gòu)的焊接接頭、交差焊縫的焊接區(qū)域或存在焊接缺陷的區(qū)域，焊接殘余應(yīng)力會(huì)使材料的塑性變形能力下降，造成構(gòu)件發(fā)生脆裂性破裂。焊接殘余應(yīng)力在一定條件下引發(fā)的裂紋，將降低結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，縮短使用壽命。為保證油罐的焊接質(zhì)量、安裝質(zhì)量，設(shè)計(jì)要求開(kāi)口接管及補(bǔ)強(qiáng)板與相應(yīng)罐壁在組裝焊接并檢驗(yàn)合格后，應(yīng)進(jìn)行整體部件消除應(yīng)力熱處理。因些采用現(xiàn)場(chǎng)砌筑電加熱爐，使工件逐件入爐處理的方法。由于馬鞭洲原料油45爐應(yīng)以滿(mǎn)足最大一張壁板的尺寸為基準(zhǔn)，而電加熱片控制的靈活性，可以滿(mǎn)足不同尺寸工件的需要。451。表1 工件的材質(zhì)及規(guī)格項(xiàng)目材質(zhì)數(shù)量規(guī)格（mm）曲率半徑（mm）最大接管直徑（攪拌器孔（mm）

16MnR3211600×2310×3427500748452，3，1。3惠州煉油馬鞭洲原油庫(kù)區(qū)聯(lián)合項(xiàng)目組 施工方案0080076250）0）6（℃0（0度5溫0溫040030020011 2 3 4 5 6時(shí)間（h）

7 8 9 10圖1熱處理工藝曲線(xiàn)表2 熱處理工藝參項(xiàng)目 參數(shù)入爐溫度（℃）升溫速度V1恒溫溫度恒溫時(shí)間（h）冷卻方式V2

空氣溫度300℃以上時(shí)，50℃/h≤V≤200℃/h1625±25≥80隨爐300℃以上時(shí)，50℃/h≤V≤200℃/h2300℃以下時(shí)，出爐在空氣中靜止冷卻表3 熱處理設(shè)備、材設(shè)備型號(hào)與材料規(guī)格智能程序溫度控制儀（WCK－240－0606）硅酸鋁保溫棉測(cè)溫?zé)犭娕紝?zhuān)用接長(zhǎng)導(dǎo)線(xiàn)KJ-124

數(shù)量2臺(tái)1.65t（含損耗）14（含備用）36（含備用）惠州煉油馬鞭洲原油庫(kù)區(qū)聯(lián)合項(xiàng)目組 施工方案KCD14mm×50mm×3mm1412mm∮89×6mm（1000mm×450mm×80mm）

36（含備用若干（含備用）若干36片（含備用）WCK-240-0606智能型溫度程序控制箱是我公司長(zhǎng)期采用的熱處理設(shè)備。該設(shè)備采用日本進(jìn)口溫度程序控制儀，通過(guò)過(guò)零觸發(fā)器來(lái)控制單向可控硅的導(dǎo)通和截止，從而實(shí)現(xiàn)熱處理工藝過(guò)程中的溫度變化控制。WCK-240-0606智能型溫度程序控制箱設(shè)有六點(diǎn)溫度自動(dòng)記錄儀，能將整個(gè)熱處理過(guò)程中的溫度以曲線(xiàn)形式記錄下來(lái)。本控制箱功能齊全，結(jié)構(gòu)緊湊，其性能十分優(yōu)良。WCK-240-0606智能型溫度程序控制箱主要技術(shù)參數(shù)輸入電源：380V 三相四線(xiàn)控溫點(diǎn)：6記錄點(diǎn)：6控制最高溫度：1000℃程序段數(shù)：8段工作環(huán)境溫度：0~50℃外形尺寸：1030mm×850mm×1700mmWCK-240-0606智能型溫度程序控制箱結(jié)構(gòu)原理本控制箱主要是由主電路及控制電路、溫度程序控制儀及溫度記錄儀等部件組成。主電路由空氣開(kāi)關(guān)、可控硅、熔斷器及專(zhuān)用輸出插座等部件組成?？刂齐娐酚蓽囟瘸绦蚩刂苾x，過(guò)零觸發(fā)器等部件組成。過(guò)零觸發(fā)電路是由集成觸發(fā)器RC藝要求設(shè)置升溫、恒溫、降溫程序。啟動(dòng)后按設(shè)置程序控制，從而獲得非常理想的熱處理5惠州煉油馬鞭洲原油庫(kù)區(qū)聯(lián)合項(xiàng)目組 施工方案工藝曲線(xiàn)。施工方法：45分布在第一圈尺寸不同的壁板上，所以現(xiàn)場(chǎng)砌爐應(yīng)以滿(mǎn)足最大一張壁板的尺寸為基準(zhǔn)；該×16002為保證該項(xiàng)目整個(gè)熱處理工作順利進(jìn)行，不受氣候條件的影響，在熱處理爐設(shè)活動(dòng)雨棚。詳見(jiàn)圖3。熱處理坑凈空寬度12.5*3罐壁板2加熱片磚墻罐壁板1黃沙層 地基 硅酸鋁保溫棉圖2爐體結(jié)構(gòu)示意圖6惠州煉油馬鞭洲原油庫(kù)區(qū)聯(lián)合項(xiàng)目組 施工方案活動(dòng)雨棚活動(dòng)雨棚熱處理池圖3：熱處理活動(dòng)雨棚示意圖為減少弧形壁板熱處理變形，必須制作專(zhuān)用熱處理胎具。上下兩層壁板均以仿形胎具14－18148950胎具固定在一起，以便在換板時(shí)，整體吊裝。3－5（4500），2003。7惠州煉油馬鞭洲原油庫(kù)區(qū)聯(lián)合項(xiàng)目組 施工方案壁板23 14 5 21 352 4壁板1圖3測(cè)溫?zé)犭娕挤植际疽鈭D溫時(shí)間、降溫速度等環(huán)節(jié)，以獲得理想的熱處理效果。50℃（650℃。300℃。450050℃。制熱處理曲線(xiàn)。500℃加熱時(shí)間。熱處理過(guò)程的功率推算：350～625℃，運(yùn)行所需功率，即可滿(mǎn)足全部熱處理過(guò)程的功率要求。350～625℃100℃/h2.75h。熱處理過(guò)程中的熱量消耗主要表現(xiàn)在四個(gè)方面。即圖2酸鋁保溫棉、磚墻層的蓄熱功率P1，兩塊弧形板之間的對(duì)流散熱功率P2，測(cè)面的對(duì)流散熱8惠州煉油馬鞭洲原油庫(kù)區(qū)聯(lián)合項(xiàng)目組 施工方案功率P3，底層及其他不確定的熱損耗功率P4。2（兩塊帶接管的弧形鋼板）M8340kg（本項(xiàng)目原料油罐底圈帶接管需熱處理的弧形圈板最大重量MM19143kg。其中鋼板、保溫棉和紅磚的密度分別為7850kg/m31281560kg/m3P1P2P3P4P1350～625℃區(qū)間保溫棉的經(jīng)驗(yàn)平均溫差為：625+80）-（350+30］/2＝192.5(℃)紅磚層的平均溫差為30℃。這樣可計(jì)算出鋼、棉、磚層的蓄熱功率P1：P=/t

C1×M×100℃+C2×M×125℃+C×M×192.5℃+C×M×30℃）=（0.678×8340×100℃+0.754×8340×125℃+0.73×1433×192.5℃+0.816×19143×30℃）/t=204.19(kW)式中：C1—鋼板比熱，350~500℃C2—鋼板比熱，350~625℃M8340kgC0.73M1433kgC0.816M磚—紅磚層的質(zhì)量，取19143kgt—2.75h（9900S）P280℃Ra=8.3×1010109系數(shù)α2=1.58×(ΔT)1/3,其中ΔT為硅酸鋁保溫棉外層與空氣的溫差（假定空氣溫度為15℃）80℃-15℃=65℃，則：對(duì)流換熱系數(shù)為：α2=1.58×651/3=6.35（W/m2·℃）這樣，上表面對(duì)流散熱功率P2為：P2=ΔT2/(δ鋼/λ1+δ棉2/λ2+1/α2)×A2=610/(0.034/41.87+0.08/0.088+1/6.35)×399惠州煉油馬鞭洲原油庫(kù)區(qū)聯(lián)合項(xiàng)目組 施工方案=22.30(kW)式中：ΔT2—內(nèi)外換流層溫差：ΔT2=625-15=610（℃）δ鋼—鋼板厚度，取0.034mδ棉2—上表面棉層厚度，取0.08mλ1—41.87λ2—保溫棉平均導(dǎo)熱系數(shù)，取0.088W/m·℃α2—對(duì)流換熱系數(shù)，取6.91W/m2·℃A2—上表面換熱面積，取39㎡P330℃時(shí)的側(cè)表面空氣自由流動(dòng)換熱的瑞Ra=4.29×108109104，因此側(cè)表面換熱狀態(tài)為層流。其對(duì)流換熱系數(shù)α3=1.49×(ΔT/L)1/3,其中ΔT30℃-15℃=15℃,L20.60m，則：α3=1.49×(15/0.60)1/3=3.65(W/m2·℃)P33/λ2+δ磚=610/(0.1/0.088+0.24/0.489+1/3.65)×25.60=7.33(kW)ΔT3—內(nèi)外換流層溫差:ΔT3=625-15=610（℃）δ棉3—側(cè)面棉層厚度，取0.1mδ磚—磚層厚度，取0.24mλ3—0.489W/m·℃α3—對(duì)流換熱系數(shù)，取3.65W/m2·℃A3—側(cè)面換熱面積，取25.60㎡P410％－15％，保守取為：15％。則P4=（P1+P2+P3）×15%=（204.19+22.30+7.33）×15%=35.07（kW）P=P1+P2+P3+P410惠州煉油馬鞭洲原油庫(kù)區(qū)聯(lián)合項(xiàng)目組 施工方案=204.19+22.30+7.33+35.07=287.70(kW)熱處理質(zhì)量保證措施:行整體熱處理.300℃300℃卻;升溫和保溫工程前期,應(yīng)觀(guān)察爐溫和工件上所有溫度的差值,已確定延長(zhǎng)保溫時(shí)間.主要控制措施:2)12500×3000×10003-54500200600mm。為防止弧板變形，在胎具上設(shè)置卡具，用銷(xiāo)子卡緊。10mm，拱高偏差±40mm，2mm圈信號(hào)孔涂上潤(rùn)滑脂，擰緊絲堵；熱處理后，部件上所有焊縫進(jìn)行磁粉檢測(cè)PT20mm帶有開(kāi)孔接管熱處理后要求。開(kāi)孔接管位置嚴(yán)格按圖紙要求，位置偏差≤5mm；接管方向應(yīng)符合圖紙要求；開(kāi)孔接管法蘭螺