热处理方案

一.编制说明
本方案是为中国石油广西石化1000万吨/年炼油项目成品油库区储罐清扫孔、抗压圈,根据设计要求焊接安装后需整体消应力热处理而编制,仅适用于中国石油广西石化1000万吨/年炼油项目成品油库区储罐施工使用。
中国石油广西石化1000万吨/年炼油项目16台10000m3储罐齐平型清扫孔、17台5000m3储罐齐平型清扫孔焊后以及2台3000m3罐抗压圈焊后需要进行整体热处理,清扫孔组合件由清扫孔、清扫孔加强壁板和与之相连的底边缘板组成。
1、主要设计参数  见表1
单相整流桥
序号
项目
参数
1
公称尺寸
          清扫孔600×600
加强板1830×900
          底缘板800×200
抗压圈φ14508/15532mm,分成四段 对接接头
2
厚度
δ16 、δ22mm,δ40mm
3
工作介质
成品油储罐
4
(设计)压力
等离子切割常压
5
材质
Q235B、20R、16MnR
2.热处理编制依据
本次热处理按设计图纸要求,依据GB150-1998《钢制压力容器》、JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》、《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》和《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》进行热处理。
3.热处理的目的
为了消除焊接后的残余应力,改善焊接接头和热影响区的组织和性能,达到降低硬度,提高塑性和韧性的目的,进一步释放焊缝中的有害气体,防止焊缝的氢脆和裂纹的产生。
4.热处理内容盈成双低菜籽油
本工程项目共计49件清扫孔组合件全部焊接完毕并检验合格后整体消应热处理。
二.热处理方法及工艺规范
1.清扫孔热处理方法
    1.1 采用电加法进行热处理,现场清扫孔组合件外部用履带式加热器加热铺设并用保温棉(硅酸铝共60mm)进行保温,(在罐体内部用超细玻璃棉保温);测温元件为K型简装式热电偶,热电偶放置在罐体外壁,热电偶的补偿采用铜-康铜导线。控温设备采用智能温控仪,具有多点控各点温度;自动修正功率系数;自动记录温度曲线等功能。
1.2 10000m3罐清扫孔加热温度在400℃以上时,加热速度不应超过(205×25)/δ即(205×25)/22=233℃/小时;加热温度在400℃以下时,升温速度和降温速度不限。
1.3  5000m3罐清扫孔加热温度在400℃以上时,加热速度不应超过(205×25)/δ即(205×25)/16=320℃/小时;加热温度在400℃以下时,升温速度和降温速度不限。
1.4  齐平型清扫孔加热到600℃~650℃时开始恒温,恒温时间为每25mm壁厚恒温1小时,且不小于15分钟。10000m3罐清扫孔加强板厚度为22mm,则保温时间不小于53分钟。5000m3罐清扫孔加强板厚度为16mm,则恒温时间不小于40min。抗压圈板厚为40mm,则恒温时间不小于1.5小时。
1.5  齐平型清扫孔热处理温度在400℃以上时,冷却速度不应超过260℃/小时;
2.3000m3罐抗压圈热处理
3000m3罐抗压圈按照图纸分4段,每段在现场采用电加热法进行加热(见附图),其操作应符合以下规定:
2. 1 焊件升温到400℃后,加热区升温速度不超过5000/δ即5000/40=125℃;防爆钟
2. 2 升温时,加热区任意5m长度内温差不大于120℃;
2. 3 恒温时,加热区内最高与最低温度之差不超过65℃;
2. 4 升温及保温时控制加热区气温,防止焊件表面过度氧化;
2. 5 温度高于400℃时,加热区降温速度不得超过6500/δ即6500/40=162.5℃;
2. 6 分段热处理完的抗压圈分段间的焊缝接头在现场做热处理,热处理重复加热长度不小于1500mm。
2. 7  3000m3罐抗压圈热处理温度在400℃以上时,冷却速度不应超过162.5℃/小时;不论
金属的厚度如何,从温度400℃起可在静止不动的空气中自由冷却。
5. 热处理曲线图             
三.热处理工艺设计
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,本次整体热处理需要项1台DWK-360A型电脑温控仪,即供电系统输出的最大功率为80KW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-100/100自动空气开关1只,由变压器至
翻罐笼
根据现场要求计算,清扫孔热处理最大功率60KW,即供电系统输出的最大功率为60KW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-250/250自动空气开关1只,至二台智能温控仪的一次导线(中间经空气开关)为3×25/1×15mm2铜芯电缆2根。
2、加热系统
2.1加热器的布置(见附图)
2.2加热器
2.2.1每个清扫孔加热器选用LCD-220-64型履带式加热器,发热面积分别为1970×120mm、650×180 mm单片额定电压220V,额定功率10KW和单片额定电压110V,额定功率5KW。每段抗压圈焊缝一侧包覆260mm宽的履带式电加热器(加热器规格为900×260,额定功率为10KW),共十二片,总功率为120kw。
2.2.2加热器固定方法
在清扫孔的壁板和加强板两侧隔200~400mm处,均匀点焊若干个U(L)型固定支撑保温钉(用同种材料焊条制作),上下距离为600~1000mm;加热器固定用12#铁丝穿入加热器两个侧面的留有小孔的瓷块上,每个加热器用4条铁丝固定于U(L)型固定支撑。
2.3热处理保温
由于加热器在工作状态下表面温度可达1000度以上,故直接接触加热器的保温棉应用厚度为30mm硅酸铝针刺毯两层,总厚度为60 mm,宽度为600 mm,固定在工撑(公称尺寸900~1400mm)上,然后固定于U型保温钉上,用16#铁丝加以固定。其它的保温棉用超细玻璃棉(规格为900*300*50~100)也用保温钉和工撑固定,同时应确保保温宽度必须在清扫孔组合件外至少600mm外进行热保温,以防止过渡段温差过大。
保温材料保持干燥,不得受潮。保温棉同一层之间要有50mm的搭接,层与层之间的缝隙要错开,保温材料之间的缝隙要严实。
2.4控温和测温系统 
控温设备采用本厂生产的国内先进的WCK—60KW型,输出功率、60KW,温度控制范围0—
1000℃控温精度±1℃,按工艺要求将工艺参数输入智能富士表进行程序控制。每点温度控制均由一台富士表进行程序控制,记录仪自动记录温度—时间曲线以碓保热处理的过程的稳定可靠。控温元件为K型(镍铬—镍铝)热电偶,热电偶是点焊于工件外表面,由铜一康铜补偿导线与温控仪连接,能真实反应实际温度,控温精度高,控温温度可靠。每个清扫孔组件整体热处理热电偶各设3个(清扫孔角焊缝处至少设置一个热电偶)。
热电偶必须与壳体接触牢固,保证热处理过程不能松动。裸露的热电偶线两极不能互相接触、两极不能与任何金属元件接触,要求离开热源,热电偶与补偿导线连接点应距离工件保温冷端至少0.5m。补偿导线中间不允许连接。
四.热处理变形控制措施
清扫孔、抗压圈组合件在加热时会热胀冷缩,由于清扫孔已经和罐体焊接组合一起,为防止工件变形过大,在热处理过程中必须严格执行加热工艺规范,加热速度不宜过快,应取工艺曲线下限升降温,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。抗压圈热处理过程中在每短端部焊接连接角钢,防止热处理变形。
五.热处理前的准备工作
    1.必须全部焊接完毕,并经外观检查和无损探伤检查合格。

本文发布于:2024-09-21 08:04:30,感谢您对本站的认可!

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