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要：大型球罐搬遷施工的案例較少，本文以實際案例介紹了大型球罐搬遷工程的施工方案，施工中可能遇到的主要問題及解決方法，通過對工程實施結果數據的對比分析表明該方案可行。關鍵詞：球罐、搬遷工程、施工方案1. 前言球形儲罐以其承壓高、耗材少等諸多優點而廣泛應用于石油、化工、冶金等諸多行業，其中以支柱支撐的混合式球罐最為典型，國內施工單位已經積累了豐富的施工經驗，形成了較為成熟的施工工藝。但大型球罐的搬遷工程卻不多見，本文以實際案例簡要介紹了大型球罐搬遷的施工方法。2.工5、程概況2005年底，山東省東營市神馳化工有限公司實施整廠搬遷，由東營市東城搬遷至30公里外的史口鎮，其中包括兩臺650m3液化氣球罐的搬遷。該球罐2003年8月由青島海晶化工集團有限公司工程設計院設計，球罐結構形式為八柱混合三帶式，由30塊球殼板拼裝而成，其中赤道帶16塊板，上下極各7塊。該球罐由勝利油田石油化工建設有限公司金屬結構廠組焊，于2004年10月投用，2005年6月停用。本次球罐的搬遷工程由中國石化集團第二建設公司負責施工，東營市鍋檢所監檢，施工時間為2006年5月1日至2006年7月15日。球罐的主要技術參數如表2-1所示表2-1 650m3液化氣球罐主要技術參數表設計壓力 MP6、a1.77容器類別三類工作壓力 MPa1.6物料名稱液化氣設計溫度 50物料特性易燃液壓試驗壓力 MPa2.22物料重度 Kg /m3500氣密試驗壓力 MPa1.77全容積 m3641.4基本風壓Pa450充裝系數0.85雪壓Pa500空重 Kg118570地震烈度（里氏度）7法規壓力容器安全技術監察規程場地土類別設計標準GB12337-1998,GB150-1998焊接規程JB/T4709-2000焊接試板按GB150-1998附錄E焊接接頭無損檢測類別射線探傷長度100%焊縫無損檢測復驗超聲波探傷長度100%標準JB/T4730-2005,級JB/T4730-2005,級球罐結構形式三帶7、八柱混合式主要受壓元件材料16MnR壁厚mm34熱處理要求整體熱處理原始焊縫延長米A類234.6米拆安焊縫延長米A類75米3.基本施工方案兩臺650m3液化氣球罐的搬遷由于受到運輸條件的限制，不能進行整球搬遷，經過對現場條件的分析后，施工單位決定對該球罐實施分割搬遷。施工步驟為：一、在新廠區將兩臺球罐基礎做好，并經驗收合格；二、將球罐拉桿及配套勞動保護、管線、儀表等拆除；三、利用100噸吊車配合，將球罐沿上大環縫將上極7塊板作為一個整體切除；四、同樣方法切除下極板；五、采用手工火焰切割的方法沿赤道帶縱焊縫將球罐16塊赤道帶板按照664的比例切割成三大塊拆除；六、將解體后的球罐運至新的施工現場；8、七、鍋檢所對球罐原有焊縫進行檢驗并確認合格；八、去除原始焊縫，重新切割、修磨加工坡口并按照規范進行相關材料檢驗工作；九、球罐現場組焊。 球罐組裝施工具體程序如下圖3-1所示圖3-1 球罐組裝施工程序圖技術文件編制球殼板檢查焊工培訓考試工卡具準備機具設備配置現場平面布置基礎驗收球殼板方帽焊接外口腳手架搭設下極板組對里口腳手架搭設上極板組對外口防風棚搭設球罐焊接拆除罐內腳手架源全影曝光中交焊接返修水壓試驗整球熱處理 氣密性試驗磁粉檢驗磁粉檢驗赤道帶組對 圖3-3 球罐上極板吊裝場景4.主要施工難點及對策4.1切割質量。球罐拆除時的切割為高處作業，操作難度大，切割質量不易控制，而切割質量的好環將直接9、影響到后續的組裝、焊接質量，應當給予足夠的重視，有條件的施工單位可以采用自動切割機，以提高切割質量。4.2產品防護。球罐拆除后各塊球殼板形狀不規則且噸位較大，在吊裝、擺放和運輸過程中要注意做好產品防護工作，以防變形，尤其是帶柱腿的赤道帶板，當球殼板較薄時，應當制作專用胎具。4.3基礎驗收。球罐開孔接管方位一般在組裝前就已經確定，且赤道帶和上下極板之間的相對位置也不宜轉動，宜按照原切口組對，而且切割后球罐每塊赤道帶板和其所帶的兩到三個柱腿是一個整體，各柱腿之間的相對位置是固定不變的，因此吊裝前一定要做好基礎驗收工作，掌握各項原始數據，尤其是各柱腿之間地腳螺栓孔的間距與其對應的基礎地腳螺栓的間距應10、當基本吻合，對于誤差過大，影響安裝的要提前進行修整，以確保組裝時各柱腿能夠順利就位。4.4球罐的組裝。因為現場切割的質量再好也達不到原始坡口的切割質量，為了最大限度的保證組裝質量，各塊板應按照原來的位置復原，不宜作換位，上下極板和和赤道帶之間的相對位置也不宜作轉動。4.5組裝后的焊縫調整。盡管做了精心安排，本工程在焊縫調整時仍然出現了兩個問題：一是局部組裝間隙不理想，本工程采用了氧氣-乙炔手工火焰切割的方法進行坡口修整，手工切割直線度難于控制，導致焊縫多處局部間隙過大，經實測間隙最大處為12mm，位于G-01球罐下環縫180度處，連續長度為230mm，間隙在710mm的焊縫兩臺球罐累計長度為511、米多，針對焊縫局部“缺肉”的情況，施工人員采取了補焊修磨的方法，以使其滿足規范要求，確保焊接的同步性。另外一個問題是環縫錯邊量較大，組裝人員在調整完赤道帶縱縫后，調整上、下環縫時發現上下極板相對于赤道帶尺寸偏小，極板普遍向里錯口，G-02球罐下環縫最嚴重，最大錯邊量達5mm，已經超標，經分析認為出現錯邊的原因有兩個：1、赤道帶有三條縱縫要留出一定組對間隙（平均間隙3mm），而極板是整體切除，沒有縱縫，周長相差約339mm，顯而易見，理論半徑相差約為1.5mm；2、G-02球罐下環縫修坡口時原始焊縫割除量偏大了一些。也就是說工程進展到此時錯邊問題已經不可避免，為了使球罐環縫錯邊量滿足規范要求，經12、研究施工人員決定將錯邊量沿整條環縫均勻分配，即環縫各處均錯邊1.5至2mm，以避免局部錯邊量超標問題，焊縫調整完畢后，局部最大錯邊量為2.5mm，符合規范要求，其他各項幾何尺寸也經檢測合格。4.6球罐焊接。焊接工作是球罐施工質量控制的核心工作，尤其是本工程焊縫已經經過一次焊接，有些地方還返修過，現場加工的焊縫坡口質量相對原始坡口較差，必須選派技能熟練的優秀焊工進行焊接，加強對焊接質量的過程控制，嚴格執行焊接工藝紀律。本工程共安排6名焊工參加焊接作業，赤道帶焊接時每臺球罐各3名焊工，焊接環縫時，6名焊工對稱分布，同時、同向同步焊接，焊接施工應嚴格按照焊接工藝進行，其焊接程序如下：赤道帶縱縫外口焊13、接上、下極環縫外口焊接縱縫里口清根、PT環縫里口清根、PT按與外口相同的順序焊接里口主體焊縫焊接采用單道多層焊工藝，焊接過程中，嚴格控制預后熱溫度及層間溫度，并隨時對焊接參數進行測定，以確認焊接線能量在工藝卡規定范圍內。最終本工程球罐本體經射線檢測及超聲波復測，達到了預期效果，射線檢測結果如表4-1所示：表4-1 球罐射線檢測結果表罐號拍片總數一次返修片一次合格數一次合格率二次返修片G-1303張8張295張97.36%無G-2303張8張295張97.36%無4.7產品焊接試板的制備。為了驗證施工工藝的可靠性，本工程制備了兩組鋼號、厚度及熱處理工藝都與球殼板相同的產品試板(每臺球罐橫焊、立焊14、各一塊，無平/仰焊縫)，第一組產品試板采用未經焊接過的原始坡口按照新建球罐施工標準制備，隨G-1球罐一同熱處理；第二組產品試板先用未經焊接過的原始坡口按照新建球罐施工標準制備，經射線檢測合格后，模擬球罐施工方法，采用氧-乙炔手工火焰切割的方法沿熔合線將焊縫去除，重新切割修磨出坡口（熱影響區保留），試板焊縫的最大間隙、最小間隙與球罐焊縫組對的最大、最小間隙相同，分別為6mm和0mm，并隨G-2球罐一同熱處理。熱處理恒溫溫度為60025，恒溫時間為1.5小時。表4-2 兩組產品焊接試板力學和彎曲性能試驗報告數據如下產品試板母材焊條牌號試板熱處理狀態力學性能彎曲試驗（側彎）試板代表產品編號試板編號代15、表部位牌號厚度（mm）抗拉強度（MPa）溫度()沖擊功（J）（熱影響區）試驗結果彎軸直徑彎曲角度G-12G橫16MnR34CHE507隨球罐整體熱處理530535常溫656060合格40mm180均值532.5均值61.7合格3G立16MnR34CHE507535535常溫706560合格40mm180均值535均值65合格G-22G橫16MnR34CHE507535550常溫606270合格40mm180542.5均值64合格3G立16MnR34CHE507535540常溫707152合格40mm180537.5均值64.3合格 通過兩組產品試板力學和彎曲性能試驗數據的對比可以看出：兩組產品16、試板的力學性能并無明顯區別，即球罐焊縫切割后重新進行組對焊接的方法并不影響焊接質量。5.經濟分析如果新建兩臺同樣規模的球罐，其球罐本體制造、安裝費用最低也要1.1萬元/噸，即最低投資250萬元，而本次球罐搬遷工程球罐本體搬遷、安裝費用僅為50萬元，與新建工程相比節約投資200多萬元。6.結束語在某些特殊情況下需要對球罐實施拆遷施工，通過以上分析可見，該施工方案技術措施可行，經濟性合理。當然本文重點介紹了球罐拆遷工程與新建工程施工方法的不同之處，其他施工工序也必須嚴格執行相關國家標準與施工規范。 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