三类压力容器焊缝裂纹修补方案

三类压力容器焊缝裂纹修补方案

三类压力容器焊缝裂纹修补方案

一、编制依据

1．TSG-R0004-2009《压力容器安全技术监察规程》 2．GB150-1998《钢制压力容器》

3．JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接规程》 4．JB/T4730-2005 压力容器无损检测

二、主题内容与适用范围

2.1 工程项目简介

本方案提出了检修过程的详细质量标准、相关技术及安全注意事项。聚合釜是聚丙烯生产的主要设备，其设计压力4.0MPa 、转速55r/min、轴直径为150mm。

三、设备修前运行状况与检修原因

由于聚合釜R-801/4在生产运行过程釜体与夹套之间有内漏现象，经兰石所做磁粉探伤发现底部喷料口法兰与釜体及夹套焊缝西侧有约165mm裂纹，中部热偶焊缝处约有80mm裂纹。制定了聚合釜R-801/4缺陷处理方案，消除该设备隐患。见图：

R-801/4设备参数（表一）

设备 介质 压力 (Mpa) 温度 (℃) 规格 重量（t） 材质 容积 (m3) 类型 R-801/4聚合釜设备参数 三类 丙烯、粉料 操作：3.6 设计：4.0 操作：83 设计：100 Φ2000*8216 14.917 主体材质16MNR12 （δ=30mm） 四、检修内容

4.1、检修前准备工作

4.1.1、设备内介质彻底排空，置换合格后加盲板隔离。对R-801/4进行氮气置换，置换合格后加盲板与系统隔离。 4.1.2、备好有限空间作业的安全防护用具； 4.1.3、提前接好临时电源； 4.1.4、准备好碳弧气刨、打磨工具； 4.1.5、上下人孔安装风机低吹高吸；

4.1.6、准备好图纸、技术方案，必要的施工方案。

4.1.7、联系电气停R-801/4搅拌电机、循环油泵电机，上锁挂签。

4.2、缺陷处理程序：缺陷、坡口修磨（碳弧气刨、砂轮机）——渗透检测（直至缺陷消除）——缺陷修补——射线检测——局部热处理——水压试验。 4.2.1、缺陷、坡口修磨（碳弧气刨、砂轮机两种方式结合）：

4.2.1.1焊缝表面的气孔、夹渣及焊瘤等缺陷，应本着焊缝打磨后不低于母材的原则，用砂轮磨掉缺陷。如磨除缺陷后，焊缝低于母材，需要进行焊补，焊补工艺与正式焊缝焊接时相同。焊缝表面缺陷当只需打磨时，应打磨平缓或加工成具有1:3及以下坡度的斜坡。

4.2.1.2、焊缝两侧的咬边和焊趾裂纹必须采用砂轮磨除，并打磨平缓或加工成具有1:3及以下坡度的斜坡，打磨深度不得超过0.5mm，且磨除后容器的实际厚度不得小于设计厚度。当不符合要求时应进行焊接修补。焊缝两侧的咬边和焊趾裂纹等表面缺陷进行焊接修补时，应采用砂轮将缺陷磨除，并修整成便于焊接的凹槽在进行焊接，焊补长度不得小于50mm。

4.2.1.3、焊缝内部缺陷的修复：1、要认真核对超标缺陷的性质、长度、位置是否与容器上要返修的位置相符，防止因位置不准而造成不必要的返修。返修部位要在容器内外侧划出明显的标记。2、采用碳弧气刨清除缺陷，在气刨过程中要注意观察缺陷是否刨掉。如发现缺陷已经刨掉，应停止气刨。如没有发现缺陷，可继续气刨，但深度不得超过2/3容器板厚度。如超过板厚2/3处仍有缺陷，则应先在该状况下使用砂轮机打磨，然后在其背面再次清除缺陷，并重新打磨补焊，气刨工必须了解所刨缺陷的具体情况。4、气刨的深度以刨出缺陷为准，气刨长度不得小于50mm，气刨的刨槽两端过渡要平缓，以利于多层焊接时的端部质量。气刨后经打磨、表面渗透探伤合格后方可焊接。 4.2.1.3、坡口要求：见下图

项厚度 坡口名称 次 δ（mm） 坡口尺寸 坡口形式 间隙b（mm） 钝边p（mm） 坡口角度α（α1）° 半径（mm） 若 ɑ=ɑ1,只标出 ɑ 值;允许采用角1 24-60 双Y型坡口 0～2.5 1～3 ɑ=50～80 ɑ1=50～80 度不对称,高度不对称、角度和高 都不对称的双 Y 形坡口 4.2.2、渗透检测：打磨直至缺陷全部消除。符合JB/T4730-2005Ⅰ级合格。 4.2.3、缺陷修补

4.2.3.1、参与修复施焊的焊工必须持有国家技术质量监督部门颁发的焊工合格证，在有效期间担任合格项目范围内的焊接工作。施焊者将其钢印刻在焊道

两侧。

4.2.3.2、施焊前应将磨槽表面和两侧至少20mm范围内的油污、铁锈水分及其他有害杂质清除干净。

4.2.3.3、焊接前必须进行预热，并设专人负责管理，焊件的预热是在焊接侧的背面，首先在预热区一侧使用氧气-乙炔气焊预热，要求位置必须准确。预热温度为125℃。层间温度亦控制在100～150℃范围内。、焊接预热时，预热范围以焊补部位为中心，在半径为150mm的范围内，并取较高的预热温度。 4.2.3.4、根据合格的焊接工艺评定制定焊接工艺卡，严格按工艺卡规定的焊接工艺参数进行焊接。工艺记录员要及时准确的测量记录焊接工艺参数，使所有实际焊接参数符合工艺文件之规定。修补的焊层必须在两层以上，严格控制焊接线能量，且不应在其下限值附近焊接短焊道，接近上限时不得多层连续焊接。焊接时采用短弧焊，不宜摆动。

4.2.3.5、清除的缺陷深度不得超过20mm，若清除到该厚度还残留缺陷时，应在该状态下焊补，然后在其背面再次清除缺陷，焊补长度应大于50mm。焊缝同一部位的焊补次数不超过两次，如超过两次必须提出返修技术措施，经公司技术总负责人批准后，方可进行。

4.2.3.6、焊接修补后，使用气焊立即进行后热消氢处理，后热温度为200～230℃，并用保温棉覆盖修补部位内外两侧，保温时间0.5小时。

4.2.3.7、同一部位的返修次数不得超过两次，如超过两次，必须编制超次返修方案及措施，焊补前应经公司技术总负责人批准。焊补次数、部位和焊补情况应记入容器质量证明书。焊缝返修时，焊缝的内外侧各做为一个返修部位。

4.2.4、探伤检测：焊接完成后应将焊缝及边缘打磨光滑，余高为0～3.0mm。经外观检查、100%PT检测符合JB/T4730-2005Ⅰ级合格，100%RT探伤检测符合JB/T4730-2005Ⅱ级合格，才能确认焊缝返修合格。焊接修补的部位、次数和检测结果应作记录。

从事无损检测的人员，必须持有劳动部门颁发的锅炉压力容器无损检测技术等级证书，Ⅰ级无损检测人员可在Ⅱ级或Ⅲ级人员的指导下，进行相应无损检测操作、记录检测数据、整理检测资料。Ⅱ级和Ⅲ级人员方可评定检测结果和签发检验报告。 4.2.5、局部热处理

局部热处理时，加热器应严格布置在焊缝及近缝区，并敷盖保温材料进行保温。加热宽度应为板厚的6倍，焊缝每侧的保温宽度应大于板厚的10倍。加热区布置一定量的热电偶，并采用自动控温设备控制升温、保温和降温过程及温度的显示和记录，同时打印出工艺曲线，并通过温度显示，随时调节各组加热器的功率，达到温度均匀。

焊后热处理温度按设计要求，如果设计图样未提出要求时(车间无图纸，无法查找)，查标准IG/T4709-2000规定16MnR的恒温时间为600～640℃，选择恒温温度为：620℃.焊件自由升温至400℃后，加热区升温不得超过计算速度160℃/h，且不得超过200℃/h，最小为50℃/h，降温不得超过计算速度210℃/h，且不得超过260℃/h，最小可为50℃/h。焊件保温期间，加热区最高与最低温度之差不宜大于120℃。

焊后热处理曲线图如下：

温度（°C） 62000 400 环境温度 0 1.0h 3.2h 4.4h 6.23h 时间（h） 4.3焊接工艺

4.3.1、焊接方法：先进行钨极氩弧焊打底，后手工电弧焊填充盖面。 4.3.2、焊材：焊丝钢号为H08Mn2Si；焊丝规格采用φ２.0；焊机用SHW190-HA型；焊条型号为E5015(J507)，规格为φ4.0. 焊机用ZX7-400型。焊条必须具有质量证明书,并按批号进行熔敷金属扩散氢含量复验。

4.3.3焊接工艺：TIG打底：I=80—110A保证焊透；电弧电压为16-25V；采用单面焊双面成型的焊接。填充盖面的电流I=110—160A。电弧电压为16-25V；

4.3.4、焊条的贮存、保管与烘干

a.设专人对焊条进行保管、烘干和发放。保持通风、干燥（室焊材离地、离墙距离均应大于300mm，上下左右空气流通）。搬运过程中要轻拿轻放，防止包装损坏。焊条启封后，应按规定进行表面宏观检查，如有锈蚀现象应禁止使用。

b.焊条使用前，应进行烘干，烘干温度为350℃，烘干时间为1小时。严

禁突然将冷焊条放入高温烘箱内或突然冷却，以免药皮开裂。

c.烘干时烘箱温度应缓慢升高，烘干后的焊条应保存在温度为100～150℃恒温箱中随用随取，先放入的先取出使用，焊条表面药皮应无脱落和明显的裂纹。

d.焊工须使用符合产品标准的保温筒，焊条在保温筒内的保存时间不应超过4小时，超过后，必须单独存放，按原烘干制度重新干燥，重复干燥次数不应超过两次。

e.焊条管理员要做好贮存库的温度、相对湿度，入、出库记录，并认真填写焊条使用发放回收记录。焊条发放记录应包括：焊条型号、批号、规格、数量、使用部位、领用时间等。回收的焊条按批号、规格分别存放，并有明显的烘干次数标识。

4.3.5、施焊环境

当施焊环境出现下列情况,且无有效防护措施时，禁止施焊：

a.焊接环境要求：焊接时的风速不应超过下列规定，当超过规定时，应有防风设施。氩弧焊2m/s，手工电弧焊8m/s。 b.雨天； c.风速超过8m/s； d.相对湿度在90%及以上； 4.3.6、水压试验

4.3.6.1、按照《压力容器安全技术监察规程》规定本次水压试验所用的介质为洁净的液态水，且液体温度不得低于5℃。试验压力为：5.0MP。

4.3.6.2、耐压试验的步骤：

a.试压前先将2台容器放置在指定位置，装配齐全，紧固好容器所有连接部位的紧固螺栓，调试并接好打压泵。

b.打开打压泵，观察压力表，先将压力缓慢升压至规定试验压力的10%（0.05Mpa），保压10分钟，并对所有的焊缝和连接部位进行初次检查。若无泄露，继续升压到规定试验压力的100%（5.0 Mpa），保压30分钟，若无异常现象，然后降压至规定试验压力的80%（4.0 Mpa）保压足够时间进行检查，检查期间压力应保持不变，且不得采用连续加压来维持试验压力不变。 c.检查压力容器无异常响声，无泄露，无可见的变形即为合格。 d.先打开喷料斜管至闪蒸釜壁法兰处盲板，再打开泄压阀，缓慢泄压。 4.3.6.3、耐压试验时应注意的事项：

1.耐压试验过程中，不得进行与试验无关的工作。

2.压力容器中应充满液体，滞留在容器内的气体必须排净，并保持容器外表面干燥。

3.严禁采用连续加压的方式来维持试验压力不变。 4.耐压试验过程中不得带压紧固螺栓或向容器施加外力。 五、修质量要求

1、营造精品工程是公司全体员工永无止境的质量追求。人人树立“百年大计，质量第一”的思想，从严要求，精益求精，以高标准，高质量完成该容器返修工作。

2、主动接受当地质量技术监督部门和业主的监督和指导，严格执行国家各项

法规、规范和标准。

3、施工班组、技术管理人员、施工指挥人员应熟悉图纸，掌握施工标准规范，做好工程技术交底，使操作者按工艺要求进行操作。

4、严格执行各项管理制度和压力容器质量保证手册，认真应用统计技术，加强质量信息反馈，及时解决工程中出现的质量问题，使工程质量得到不断提高，确保工程质量优良。

5、坚持“三不准”施工，没有技术措施不准施工、有措施不交底不准施工、虽有交底但被交底人尚不清楚不准施工。

6、坚持“三检三个预控”，即自检、互检和专检，质量以预控为主，在程序施工中进行动态的跟踪检查，在上一个程序完成时，进行程序质量的静态检查，然后转入下一个工序，对质量因素实行严格预控。

7、坚持“三谁”，即谁主管施工谁负责质量、谁主管技术谁监督质量、谁操作谁保证质量。

8、工程技术档案内容的建立时间应与工程进度同步，应具有准确性、完整性和有效性，依次对技术准备工作的质量，材料、设备的质量和完好，质量因素、操作工艺纪律、质量检验、持证上岗、计量检测、仪表校验等进行有效的控制和管理。

9、配备专职的焊条烘干、焊接线能量检测人员，并按有关规定严格执行，认真做好记录。

六、施工组织机构与管理

项目负责人： 技术负责人： 安全负责人：

质量负责人： 铆工负责人： 施工调度： 探伤负责人： 七、施工安全注意事项

7.1. 装置停车、系统彻底泄压、置换合格并经工艺员确认交出且办理宁夏石化作业许可证后方可进行检修，并作好安全交接手续，同时确认盲板已加，能量已隔离。

7.2. 施工前，必须进行工具箱会议风险评价。

7.3.进入现场严格按照规章制度穿戴好工作服、安全帽及必须的防护用品；入容器的施工人员要携带防丙烯面具或者长管呼吸器。

7.4.施工用灯具及工器具的电源电压必须符合装置区临时用电管理规定； 7.5.检修完工后，清除一切杂物，严禁杂物及焊渣留在设备内和现场。 7.6.具体安全措施见安全预案 八、工器具、低耗、设备一览表

对进场的各种施工设备进行功能检查、维护试运，保证状态完好。施工所用的计量器具应经过校验。施工机械设备见下表。

附表一 工具量具机具一览表

序号 1 2 3 4 5 6 工器具名称 弧焊发电机（汽油） 逆变式直流电焊机 电动试压泵 规 格 φ100 φ150 φ180

数量 1台 2台 1台 1台 1台 1台

用 途 氩弧打底 焊接 试压 打磨 打磨 打磨 砂轮机 砂轮机 砂轮机 7 压力表 Y-100 0-10MP 两个 试压 （附表二 ） 消耗材料一览表

序号 1 2 3 4 5 6 7

名 称 砂纸 棉纱 砂轮片 砂轮片 砂轮片 记号笔 塑料布 规 格 0# φ100 φ150 φ180 数量 5张 1Kg 10片 10片 10片 1支 1Kg 用 途 修复用 清洗用 打磨 打磨 打磨 检修标记 临时封闭 R-801/4检修盲板表

隔离盲板表 编号 1 2 3 4 5 6 7 位置 催化剂加料斗法兰前 活化剂加料斗下球阀后 DDS催化剂加料斗法兰前 泄低压总管器壁法兰 加氢调节阀后 精氮总管线阀后 喷料斜管至闪蒸釜壁法兰处 盲板型号规格 PN40 DN40 PN40 DN50 PN40 DN40 PN40 DN150 PN40 DN15 PN25 DN40 PN25 DN150 数量 1 1 1 1 1 1 1 状态 加 加 加 加 加 加 加

序号 检修作业步骤 时间安排（2011年5月） 总时间35小时 技术员 7 7 7 7 7 主修人 1 工器具准备，票证办理，打磨坡口，100%PT检测。 缺陷修补。 100%RT检测（安排到24:00），焊后热处理。 水压试验。 2 3 4 备注：

1、该统筹时间以工艺车间完全交出开始计算。 2、施工前必须搭设脚手架，拆除保温、机具拉至现场。 3、由于工艺车间的工艺条件影响检修需要顺延检修时间。

2011年5月5日