球罐安裝的質(zhì)量控制過程及要點(diǎn)

李運(yùn)昌

（南京化學(xué)工業(yè)園實(shí)華工程項(xiàng)目管理咨詢有限公司，江蘇南京 210047）

2019年某公司在其新建煤制氫項(xiàng)目建造了四臺3 000m3丙烯球罐，我公司承建了該項(xiàng)目的監(jiān)理工作，在我公司科學(xué)的監(jiān)督管理之下，施工單位保質(zhì)保量地完成了該批球罐的建造工作。本文以此為例，對丙烯球罐建造過程中的管理經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)，為今后類似球罐的制造提供參考。

3 000m3丙烯球罐，基本設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

表1 3 000m3丙烯球罐基本設(shè)計(jì)參數(shù)

1 施工前的準(zhǔn)備

1）要求施工單位按照合同要求組建項(xiàng)目部，建立質(zhì)量保證體系，制定工程質(zhì)量管理制度。在影響工程質(zhì)量的五因素中，第一位的就是“人”，人是工程實(shí)施的主體，人的綜合素質(zhì)和主觀行為對工程質(zhì)量的形成起著至關(guān)重要的作用。施工單位進(jìn)場后，首要的監(jiān)理工作就是核實(shí)其項(xiàng)目管理部，人員組成的專業(yè)水平不得低于投標(biāo)文件的要求；其次是檢查其質(zhì)保體系的建立情況并監(jiān)督其有效的運(yùn)行情況和檢查其各項(xiàng)質(zhì)量管理制度的落實(shí)情況。只有這樣，才能夠保證球罐在建造過程中對每一個參與人進(jìn)行統(tǒng)一管理，統(tǒng)一工作標(biāo)準(zhǔn)，人盡其責(zé)，才能使建造工作符合規(guī)范要求。

2）認(rèn)真組織專業(yè)監(jiān)理工程師和施工單位技術(shù)、質(zhì)量管理人員學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)文件，積極參與建設(shè)單位組織的設(shè)計(jì)交底工作。設(shè)計(jì)文件是工程實(shí)體形成的基礎(chǔ)，是技術(shù)管理、質(zhì)量管控的主要依據(jù)，且設(shè)計(jì)中存在一些施工中容易忽視的技術(shù)細(xì)節(jié)，如果對設(shè)計(jì)文件理解掌握不到位，在施工中有可能不能完全實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖。

3）嚴(yán)把施工方案、質(zhì)量計(jì)劃審核關(guān)?，F(xiàn)在，許多單位的施工方案基本是模塊化，除工程概況不同外，其他內(nèi)容基本一樣，技術(shù)管理措施通用化、質(zhì)量指標(biāo)基本全篇規(guī)范照搬，沒有針對性，在對其進(jìn)行審批時，必須要求其以設(shè)計(jì)文件為依據(jù)，結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境和自身技術(shù)、物資裝備能力認(rèn)真編寫，使其成為一個真正可操作性的技術(shù)管理文件。

4）加強(qiáng)施工人員的技術(shù)交底和考核。必須注重一線施工人員綜合素質(zhì)的考核，一線工人技能操作的熟練程度、設(shè)計(jì)文件的理解程度、責(zé)任心的強(qiáng)弱對球罐實(shí)體質(zhì)量的影響至關(guān)重要。所以，在開工前，必須監(jiān)督施工單位技術(shù)人員認(rèn)真對施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，要求每個施工人員真正理解施工方案和質(zhì)量管理計(jì)劃并真正履行。在施工過程中，對施工方案執(zhí)行不到位、質(zhì)量管控不嚴(yán)、技術(shù)不達(dá)標(biāo)的及時予以更換調(diào)整。在焊工進(jìn)入現(xiàn)場前，必須通過現(xiàn)場技能考試，合格后方可上崗。

5）施工設(shè)備準(zhǔn)備、檢查。工欲善其事，必先利其器。施工器械也是影響球罐施工質(zhì)量和安全的一個重要因素，器械進(jìn)場后也必須認(rèn)真檢查，必須保證其能力滿足、狀況完好。

2 原材料復(fù)驗(yàn)

球殼板在制造廠沖壓成型后運(yùn)輸?shù)桨惭b現(xiàn)場，材料進(jìn)場后，應(yīng)立即組織施工單位進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，復(fù)驗(yàn)過程中要求監(jiān)理工程師全程旁站。依據(jù)本工程丙烯球罐的設(shè)計(jì)參數(shù)，主要復(fù)驗(yàn)以下內(nèi)容：

1）核驗(yàn)材料質(zhì)量證明文件和復(fù)驗(yàn)報(bào)告及各項(xiàng)NDE報(bào)告，重點(diǎn)檢查制造竣工圖，以及實(shí)物與質(zhì)量證明文件的符合性。

2）檢查進(jìn)場球殼板質(zhì)量。質(zhì)量檢查主要在五個方面進(jìn)行：外觀、厚度、幾何尺寸坡口、邊緣部位內(nèi)部缺陷。其中20%球罐板邊緣部位要求100mm范圍內(nèi)全面積進(jìn)行UT檢測。為了強(qiáng)化抽查的代表性，覆蓋到每一張板，我監(jiān)理部要求20%比例在每一張板每一個邊20%實(shí)施。

3）坡口質(zhì)量檢查。07MnNiNoDR材質(zhì)鋼板抗拉強(qiáng)度610～730MPa，需按坡口總長的20%實(shí)施磁粉檢測。

4）檢查進(jìn)場立柱的質(zhì)量。立柱直線度和立柱與底板垂直度是檢查的重點(diǎn)，立柱垂直度不大于4mm，與底板垂直度偏差不大于2mm。

5）焊接試板檢查。制造單位必須每臺球罐不少于6塊焊接試板，且與到貨球殼板材料、厚度、熱處理狀態(tài)、坡口尺寸相同。

3 預(yù)制組裝程序及質(zhì)量控制

本工程球罐設(shè)計(jì)直徑18m，容積3 000m3，選用散裝法安裝施工，散裝法安裝程序及安裝質(zhì)量控制要點(diǎn)如下。

3.1 赤道帶的安裝程序

（1）吊裝第一塊帶支柱的赤道帶板，就位后用拉繩將赤道帶板固定，測量支柱垂直度或赤道帶板垂直度，并在偏心側(cè)予以臨時支撐。

（2）吊裝第二塊帶支柱的赤道帶板，就位后用拉繩將赤道帶板固定，測量支柱垂直度或赤道帶板垂直度，并在偏心側(cè)予以臨時支撐。

（3）將不帶支柱的赤道帶板吊起插入已安裝到位的赤道帶板之間，并用卡具固定。

（4）依次吊裝赤道帶板就位，使之組成環(huán)帶。

在赤道帶板組裝過程中，應(yīng)監(jiān)測支柱垂直度、赤道線水平度、赤道帶圓度、對口間隙、對口錯邊量及對口棱角度。

3.2 上下溫帶板安裝程序及質(zhì)量控制

（1）按排版圖要求先吊裝第一塊下溫帶板，就位后用卡具與赤道帶板組成連接，并用鋼絲繩和中心柱固定。

（2）下溫帶板采用順次對稱吊裝，均用卡具與赤道帶板組成連接，并用鋼絲繩和中心柱固定。

（3）上溫帶板組對程序與下溫帶板相同，臨時利用鋼絲繩在伸出球罐的中心柱上固定。

溫帶板組裝過程中，應(yīng)檢查溫帶板與赤道帶板的曲率、對口間隙、對口錯邊量及對口棱角度。

3.3 上下極板安裝

（1）上下溫帶板全部組裝完畢，尺寸及焊縫偏差合格，組裝上極板和側(cè)板，然后拆除中心柱，組裝上下極板中心板。

（2）上下極板在組裝時先組對下極板，后組對上極板，吊裝組對時檢查上下極板與溫帶板的相對位置以及管口方位與圖樣相符。

3.4 組裝尺寸檢查

球罐整體組裝完畢后，進(jìn)行總體尺寸檢查，檢查項(xiàng)目包括：焊縫間隙、對口錯邊量、對口棱角、內(nèi)徑及圓度、支柱垂直度等。

4 焊接管理控制

本工程設(shè)計(jì)材質(zhì)為07MnNiNoDR的高強(qiáng)度調(diào)質(zhì)鋼，該材料抗拉強(qiáng)度高、淬硬傾向性大，焊接過程中或焊后極易出現(xiàn)冷裂紋和再熱裂紋，焊接過程必須嚴(yán)格按焊接工藝進(jìn)行：

1）要求施工單位提交焊接工藝評定、焊接工作方案，并對各個位置焊縫分別編制焊接工藝卡。

2）要求施工單位建立焊工考核制度，進(jìn)場焊工除對其資格審查外，還需進(jìn)行球罐同條件技能考試，考試合格后才允許進(jìn)場作業(yè)。

3）落實(shí)焊條庫焊條烘烤和焊條發(fā)放制度。焊條庫房每上下午各檢查一次，檢查焊條儲存條件是否符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，檢查焊條烘烤溫度記錄曲線是否符合工藝要求，檢查焊條發(fā)放是否符合要求，檢查焊條的回收是否如實(shí)記錄，檢查二次烘烤發(fā)放回收的焊條是否進(jìn)行了如實(shí)登記并報(bào)廢處理。

4）強(qiáng)化焊接作業(yè)巡查。焊接作業(yè)進(jìn)行中應(yīng)要求監(jiān)理人員加強(qiáng)平行檢查頻次，檢查焊接人員是否持證上崗，檢查焊接環(huán)境是否符合，做好施焊過程中焊接的防風(fēng)、防雨及濕度的措施，檢查焊接防護(hù)措施是否依據(jù)施工方案設(shè)置并滿足作業(yè)要求，檢查焊接工藝是否依照焊接工藝卡進(jìn)行，檢查焊前是否進(jìn)行了預(yù)熱，焊接過程中層間溫度是否進(jìn)行了控制，焊后是否進(jìn)行了后熱消氫處理并如實(shí)進(jìn)行了溫度記錄。

5 焊縫無損檢測

本工程的實(shí)施恰在冬季，焊接環(huán)境較差，為了避免冷裂紋和再熱裂紋的產(chǎn)生，必須注重焊前預(yù)熱和焊后熱處理，并及時實(shí)施無損檢測以掌控焊接質(zhì)量，對于磁粉檢測、超聲波檢查要求監(jiān)理工程師旁站監(jiān)理。

1）施焊過程中先同步進(jìn)行外側(cè)焊道焊接，焊接完畢對內(nèi)側(cè)清根處理，清理結(jié)束要求進(jìn)行一次磁粉檢測，合格后方可進(jìn)行內(nèi)側(cè)焊道焊接。

2）焊接結(jié)束36h后，及時進(jìn)行射線檢測和100%超聲波檢測。

3）對缺陷修補(bǔ)的檢測，焊道缺陷的修補(bǔ)必須按照經(jīng)批準(zhǔn)的焊接工藝實(shí)施，焊前、焊后的無損檢測同上。

6 焊后熱處理

球罐整體焊接完畢需進(jìn)行整體熱處理，熱處理前需完成100%射線檢測，熱處理后還需進(jìn)行100%磁粉檢測，以判斷是否有熱裂紋的存在。熱處理過程中應(yīng)做好溫帶升降的管控工作：

1）測溫點(diǎn)的設(shè)置，測溫點(diǎn)設(shè)置數(shù)量不少于40個，設(shè)置位置應(yīng)符合規(guī)范要求。

2）保溫棉安裝，臨時保溫材料需采用經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格材料，安裝連續(xù)、固定牢固。

3）設(shè)置立柱位移監(jiān)測系統(tǒng)，熱處理過程中應(yīng)全程監(jiān)測立柱位移值，隨時調(diào)整立柱，保持其處于垂直狀態(tài)。

4）焊接試件的擺放位置應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

5）檢查溫控設(shè)施，必須保證熱處理溫度控制按既定溫度曲線進(jìn)行。

7 焊接試件的制備

焊接試件焊縫機(jī)械性能指標(biāo)是評判球罐焊接接頭力學(xué)性能的主要依據(jù)，焊接試件由球殼板制造廠家在對應(yīng)球罐同批號鋼板上取件加工而來。試件制備要求監(jiān)理工程師全程旁站，按照以下要求進(jìn)行：

1）焊工選用對應(yīng)球罐的焊接人員。

2）焊接試件的焊接要求與球罐焊接同工藝、同步焊接，分平焊、立焊、仰焊。

3）焊接過程中實(shí)施同罐體焊縫同要求的無損檢測。

4）球罐進(jìn)行熱處理時，三個試件分別擺放在球罐上中下下三個不同位置外側(cè)與球罐一起進(jìn)行熱處理。

8 壓力試驗(yàn)

球罐安裝檢查全部結(jié)束，焊接試件機(jī)械性能測試合格后需進(jìn)行壓力試驗(yàn)，壓力試驗(yàn)需與沉降觀測同步進(jìn)行，進(jìn)水速度需配合沉降觀測的要求，升壓控制需嚴(yán)格按照批準(zhǔn)方案的升壓曲線進(jìn)行。

9 結(jié)束語

壓力試驗(yàn)結(jié)束后，及時監(jiān)督實(shí)施對焊縫的磁粉檢測。在我公司有效監(jiān)理下、施工單位精心組織下，該四臺球罐的安裝工作在合同工期內(nèi)提前完成，焊縫射線檢測合格率均在99%以上，壓力試驗(yàn)前、后焊縫磁粉、超聲檢測合格率100%；焊接試件機(jī)械性能符合，熱處理一次性合格；壓力試驗(yàn)一次性合格。