球罐安装过程整体热处理具体措施和工艺要求

摘 要：本文根据实际工程案例，针对球罐现场安装中整体热处理的一些方法和要求，望同行参考指正。

关键词：球罐；安装；热处理

中图分类号：TG402 文献标识码：A

一、工程概况

本工程为洛阳某化工有限责任公司MTBE及丁烯联合装置扩容改造项目（二期）4臺650m3液化石油气球罐安装工程。按照相关技术要求，首先需要做好焊后整体热处理，也就是使用燃油采取热处理方法进行。为了使热处理工程质量能够达到技术要求，需要按照以下方法实施热处理。热处理结束后，需对产品试板进行力学性能试验，包括抗拉强度、冲击试验、弯曲试验，应符合NB/T47016—2011《承压设备产品焊接试件的力学性能检验》规定。抗拉强度≧530MPa、冲击试验温度为-19℃，最低冲击功≧34J、弯曲试验为测弯，弯曲角度为180°，弯曲直径b=2a。

二、热处理操作具体实施办法以及工艺流程

1. 热处理操作具体实施办法

在热处理操作时，可借用燃油法进行。将球罐内部作为炉膛使用，燃料选择0号柴油。此外，还需要对球罐外部进行绝热保温处理，在此环节中，需要应用保温材料，同时借助鼓风机送风，采用喷嘴将燃料油喷入并实施雾化操作，由电子点火器点燃，随着燃油不断燃烧产生的正压高温气流在球罐内壁对流传导和火焰热辐射作用，使球罐升温到热处理所需的温度。

2. 热处理工艺流程

2.1 在热处理操作时需要按照GB50094- 2010《球形储罐施工及验收规范》实施：

（1）恒温温度应保持在560±20℃、恒温时间保证在65分钟、升温速度需达到每小时50℃～80℃（不可低于400℃）、降温速度保证每小时30℃～50℃（不可低于400℃）、当温度升高时，需要保证低于120℃的温差、降温保证低于120℃的温差。

2.2 测温点布置

按照GB12337-2014《钢制球形储罐》8.8相关的规定，测温点应均匀地布置在球壳表面，相邻测温点的间距不宜大于4.5m，布置测温点数为24个，要求全部布设在距离上、下人孔与球壳板环焊缝边缘200mm的位置，且保证每个产品焊接试件都需要配置一个测温点。共2块试板设置2个测温点，上极板5个测温点，赤道板10个测温点，下极板5个测温点。

2.3 热电偶安装

将热电偶牢固的用螺丝固定在球壳外侧；补偿导线应妥善固定，以防燃烧，球壳测温热电偶型号为K型，补偿导线选用铜—康铜双芯补偿导线。将安装好的热电偶从1-24编号排序接入自动记录仪相对应的编码。

2.4 温度监测流程

在对温度进行监测时，需要配置一套系统，分别为ER188型长图自动平衡记录仪，1台即可，能够记录测温点24个（长图记录仪备用一台）。当热处理温度升至400℃，在规定的热处理温度期间内定时自动记录各测温点指针读数，并作好文字记录。

三、对热处理现场工艺设计的分析

1. 热处理工艺系统构成

热处理工艺包括测量、排烟系统、燃油、柱腿移动以及供油。

A：燃油系统

燃油系统在设计时采用的是全自动燃烧器，其中燃烧器与球罐下入孔处连接，在控制上，采取分档控制手段，从而符合工艺要求，燃料采用0号柴油通过油泵送油，经电磁阀控制进入喷嘴喷出，燃烧器鼓风机由底部送风助燃，雾化燃油，自动电子点火器点燃燃油进行燃烧，并同时通过监控系统监测是否正常燃烧，确保系统正常运行。

B：供油系统

在实施罐热处理时需要保证达到329L/h的最大耗油量，单台热处理耗油量在2t左右即可，单台球罐热处理全周期所需油量的1.2倍就是储油罐一次装油量，保证设备容量达到2.5t。

C：温度测量控制系统

本球罐共设24个测温点，温度测量监控系统由K型热电偶，补偿导线和两台温度记录仪对球罐温度进行测量和控制。

D：柱腿移动措施

在热处理操作前，需要全部松开球罐拉杆、地脚螺栓，从而使位移能够正常进行，每个柱腿设置使柱脚移动的工装，并配合球罐温度升降，随时移动柱脚，使柱脚保持垂直，并对每个柱腿设置垂直度测量点（径向、环向），柱腿移动前在基础板上做出移动量刻度，每次当温度上升100℃时，就需要进行一次柱腿移动。

2. 保温方法

用14#铁丝在保温钉上交叉绕紧，尤其应注意防止下半球安装的保温棉块下塌脱落。球罐上的入孔，接管，均应加保温棉，从支柱与球罐连接焊缝的下端算起向下1m长度范围内的支柱需保温。

四、热处理前的准备工作

1. 球罐球体、入孔、接管及预焊件等必须全部焊接完毕，并经外观检察和无损探伤检查合格。

2. 所有无损探伤检查工作必须作完。

3. 球罐内外表面质量和几何尺寸应检验合格，记录齐全。

4. 产品试板焊接检查合格，并经监检人员确认，试板在球壳上固定应牢固。

5. 所有原始资料齐全，并经质保系责任人员签字认可，经监检单位和甲方确认。

6. 热处理系统装置必须全部安装好，各系统应调试完毕。

7. 供电系统经全面检查合格符合要求，并和有关部门联系，确保热处理期间不断电。

8. 应掌握气象资料，热处理应避开大风与下雨天气。

9. 各岗位人员应齐全到位，并经培训上岗，分工协作。

10. 施工技术方案应向有关人员交底。

五、安全管理实施办法

首先，需要做好清理工作，包括现场堆放的易燃易爆类物品以及闲置的器材等，同时也需要对工作道路进行清扫，做好夜间照明措施，消防器材需要准备充分。

其次，在点火点处，应远离液化气瓶、储油罐以及乙炔瓶，需保证大于20m。

第三，需要整齐布局各类电缆线，从而使送电安全得到保障。

第四，应对施工现场严格管理，决不允许无关人员進入。

第五，在热处理操作时，需要保证有人员昼夜监护。

第六，在工作开展前，需要及时了解天气情况，当遇到大风超过5级的天气或者雨雪较大时，就需停止热处理施工。

第七，需要做好安全警戒工作，避免有无关人员进入。

第八，在施工开始前，需要制定应急方案，避免有突发以及紧急情况出现时造成不必要的损失。

第九，施工操作前，需要做好技术人员的安全交底工作，并签名确认，需特别注意，签名需要保证作业组3人以上同时签名才能生效。

六、应急操作方案

应急操作方案就是需要对非正常情况下发生的事情做好考虑，并采取一定的应急措施，同时还包括应急措施中涉及的器材以及材料等内容。

1. 热处理操作时，施工人员在装置区域施工操作时，需要严格按照生产装置规章制度执行，并听从安装单位、监理单位、业主单位的安全管理和调度。

2. 热处理作业人员进入施工现场，必须穿戴齐全公司统一配发的劳保护品（甲方另有要求的，经公司批准同意后可另外执行）。要求：A劳保鞋为钢头皮鞋。B安全帽下颌扣要系紧。

3. 动火、用电、车辆进出、登高作业、受限空间作业必须事先办理相应的批准手续、相关作业票开具后方可进行施工。

4. 施工现场的工作人员在进行施工前，需要接受安全教育，保证人人持证上岗，不得擅自进入到生产区域。在施工操作场地，需要严谨烟火，避免与生产设备以及设施直接接触，也不许擅自使用消防设施器械。

5. 在现场工作的人员需要严格按照工程操作规范执行，保证操作安全性，施工前、施工中随时检查自身岗位的安全环境、设备器械的安全完好情况，并相互检查、提醒，各施工班组的班组长为该班组的当然安全负责人。

6. 现场用电器具的绝缘应良好，电线电缆不能乱拖乱拉，进入容器内部的照明用电须经隔离变压器，供电电源应有漏电保护开关。实行三级配电系统，做到一机一闸一保护。所有用电设备必须接地或者接零。施工期间，需要安排专职的电工人员进行接线工作，在检查操作无误后，需要安排专业人员对整个电网进行检查，完全符合要求后才能够实施正常送电。与此同时，还需要做好电网值班维修工作，从而使电网以及人身安全得到最大保障。电气设备工作时，要有专人看护，不得离岗。

7. 脚手架搭建应符合安全规范要求，热处理施工现场采用钢管脚手架。脚手架必须验收合格后方可使用，填写脚手架验收记录。

8. 柴油为易燃物品，必须加强管理，专人监护使用。热处理需用燃油储箱应放置有序，输送管带及其接头应牢固密封无泄露。燃油箱用脚手架钢管或者警戒绳设置隔离区域（距离油箱1m），并在接管处悬【小心火灾】和【严禁烟火】之警示牌。并放置4、5L以上灭火器两个。

9. 燃烧器、临时支架的制作、安装应牢固稳妥，避免安全事故的发生。所有热处理作业人员必须服从现场安全管理，严格遵守用电管理制度，遵守施工现场安全制度。燃烧器旁放置4L以上灭火器两个，并保证能有效正常使用。

参考文献

[1] GB 12337-2014，钢制球形储罐[S].

[2] GB50094，球形储罐施工及验收规范[S].

[3] TSG R0004-2009，固定式压力容器安全技术监察规程[S].

[4] TSG R7004-2013，压力容器监督检验规则[S].

[5] GB/T30583-2014，承压设备焊后热处理规程[S].