合金钢施工方案.doc

中石化南京工程公司荆门石化工程项目部

目 录
1 工程概况 2
1.1 工程简介 2
1.2 主要工作量汇总 2
3 施工技术要求 3
3.1 施工技术准备 3
3.2 管道焊接 3
4 热处理 7
4.1要求热处理管线等级 7
4.2 热处理目的 7
4.3 热处理施工 7
4.4 无损检测与热处理施工工序 9
4.5 硬度检测 9
5 质量保证措施 9
5.1质量保证体系 9
5.2质量控制点 9
5.3质量检查 11
6 HSE管理及文明施工 11
6.1 HSE管理 11
6.2现场文明施工 12
7 施工手段用料、机具 13
7.1施工机具、设备一览表 13
7.2计量器具配置计划 14

1 工程概况
1.1 工程简介
荆门石化新建60万吨/年连续重整装置工艺管线共计8个区，及由金中设计院设计的PD0-PD5五个区与由SEI设计的三个区组成。其中涉及材质有20#、20G、0Cr18Ni9、0Cr17Ni12Mo2、15CrMoG、P11等材质，本方案主要针对合金管线的施工。本装置主要的合金管线材质是铬钼钢，主要集中在SEI设计的反再框架区。
该装置施工周期短，管线复杂，要求高。涉及到的合金钢最大管径DN700，主要是连接反应器与四合一炉的8条油气线，这些管线标高高，支架安装要求，在安装施工中有较大的难度，需要合理安排好施工，协调好热处理、探伤及安装单位工作的有序进行。
1.2 主要工作量汇总
区域
材质
规格
数量
单位
压缩机区
15CrMoG
DN80以下
7.5
吋
压缩机区
15CrMoG
DN80以上（含DN80）
98
吋
四合一炉及热工框架区
15CrMoG
DN80以下
3
吋
四合一炉及热工框架区
15CrMoG
DN80以上（含DN80）
80
吋
反再框架区
P11
DN80以下
204.25
吋
反再框架区
P11
DN80以上（含DN80）
4412
吋
总计
4804.75
吋
2 主要编制依据及施工规范
（1）工业金属管道工程施工及验收规范 GB50235-97
（2） 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范 GB50236-98
（3）石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范 SH3501-2002
（4）石油化工耐热铬钼钢焊接规程 SH3520-2002
（5）石油化工铬镍奥氏体钢铁镍合金和镍合金管道焊接规程 SH/T3523-1999

3 施工技术要求
3.1 施工技术准备
3.1.1开工之前由设计代表对施工单位技术人员进行施工图纸交底并由施工单位技术人员对所有参加施工人员进行技术交底，以便施工人员了解工程概况、工期、质量及安全要求，施工难点及技术要求。
3.1.2机具检查，对施工所需要的机具进行清点核实，查看施工机具是否完好，是否满足施工的要求。
3.1.3材料检验，主要检查材料的外观质量，质量保证书和合格证。管材、管件表面不得有裂纹、折叠、发纹、夹层、结疤以及严重锈蚀和过大的机械损伤。所有阀门都必须按要求进行水压强度和严密性试验。
对于材料标识总包规定了相应材料色标，铬钼钢采用的色标是黄色+红色，整根管子做标识。根据业主的要求合金材质的管材与管件进行100%光谱分析，并做好光谱分析标识。对于成分含量有问题的管子与管件单独放置在不合格区，联系监理、业主解决。
3.1.4特殊工种作业人员资格需检查是否符合要求并办理上岗证，焊接工艺评定需报检。
3.2 管道焊接
3.2.1 焊前准备
（1）人员资质
凡参加本装置管道焊接的焊工，须具有相应焊接项目的合格证。禁止无证焊工上岗作业。
（2）焊接工艺评定
根据管道的壁厚、管径、材质制定焊接工艺，并必须有相应的焊接工艺评定报告。
3.2.2 焊材管理
（1）焊材的储存、保管应符合下列规定。
A．焊材库必须干燥、通风，库房内不得放置有害气体和腐蚀性介质。
B．焊材应存放在架子上，架子离地面的高度和与墙壁的距离均不得少于300㎜，并严防焊条受潮,在焊条架中间应留有人行通道。
C．焊材应按种类、牌号、批号、规格和入库时间分类摆放，每垛应有明确的标注，防止混放。
D．焊材储存库内应设置温度计、湿度计，保持室温不低于5℃，空气相对湿度不得高于60％，并做好记录。
（2）焊条应设专人负责保管、烘烤、发放和回收，并有详细记录。
（3）焊条在使用前应按照其出厂说明书的规定进行烘干，烘干后放在保温筒内的焊条不得超过4h，否则应重新烘干，但重复烘干次数不得超过两次(进行二次烘烤的焊条要做好标识，并在下次使用时优先使用，以避免烘烤次数超过二次)。
（4）焊条药皮不得有脱落和裂纹等缺陷。
（5）焊丝应做有标识，焊丝使用前，必须清除锈斑和油污，并露出金属光泽。
（6）钨极氩弧焊使用氩气的纯度应在99.95％以上。
（7）焊工领取焊条时，必须持有技术质量办公室工艺责任工程师签字的焊条领用卡。否则不予以发放焊条。
3.2.3 焊接方法
（1）公称直径小于DN50和壁厚小与40mm的焊接接头采用全氩弧焊接。
（2）公称直径等于或大于DN50的均采用氩弧打底，电弧焊填充盖面的焊接。
3.2.4 焊接工艺参数
详见焊接作业指导书。对于各种材质的焊接总包技术质量办公室制作焊接工艺卡，每名焊工一个，确保焊材选用的正确无误。
3.2.5 焊接要求
（1）焊接前，配管技术人员和焊工必须明确母材和使用的焊接材料，焊条使用时应装入温度保持在100～150℃的保温箱内，随用随取。
（2）所有焊接必须遵守焊接工艺要求，并由合格的焊工来完成。
（3）各级管道的施焊环境如出现下列情况之一时，应采取相应措施后才可进行焊接工作，否则不得施焊。
A．风速大于或等于8m/s（氩弧焊为2m/s）
B．相对湿度大于90%。
C．下雨、下雪天气。
D．碳素钢环境温度低于－20℃。
E．奥氏体不锈钢环境温度低于－5℃。
（4）管道两相邻对接焊口中心距离应符合下列要求：
A．直管段两环缝间距不小于100mm，且不小于管子外径。
B．除定型管件外，其他任意两焊缝间的距离不小于50mm。
（5）焊缝距离弯管（不包括压制、热推和中频弯管）起弯点不得小于100mm且不得小于管子管外径。
（6）卷管的纵向焊缝应置于易检修的部位，且不宜在底部。
（7）环焊缝距支、吊架净距离不小于50mm，需热处理的焊缝距支、吊架不得小于焊缝宽度的5倍，且不得小于100mm。
（8）焊缝不可置于墙内。
（9）不得在管道焊缝及其边缘上开孔，否则被开孔周围一倍孔径内的焊接接头，应100%进行射线检测。
（10）管道上被补强圈或支座垫板覆盖的焊接接头，应100%进行射线检测。
（11）焊接不锈钢应与碳钢隔离，特别强调应远离镀锌材料。
（12）不锈钢管道焊接前，应在坡口两侧各100mm范围内涂白垩粉，以防飞溅物粘附在管道上，焊接完毕后，焊缝按SH3501要求进行酸洗和钝化处理。
（13）定位焊应与正式焊接的工艺要求相同。定位焊的焊缝长度为10～15mm,高度为2～4mm,且不得超过壁厚的2/3。
（14）当环境温度低于0℃时，除奥氏体不锈钢外，无预热要求的钢种，在始焊处100mm范围内，应预热到15℃以上。其温度用测温笔或热电偶温度计检查。
（15）不得在焊件表面引弧或试验电流，阿斯线应与工件直接连接，禁止以钢平台与工件间接连接，特别是不锈钢管道或法兰焊接，以防止工件滚动起弧破坏工件表面及法兰密封面。焊接不锈钢时必需使用相同材质的材料当接地线板。
（16）在焊接中应确保起弧与收弧处的质量，收弧时将弧坑填满，多层焊的层间接头应错开2cm。
(17) 管道焊接时，应采取措施，防止管内有穿堂风通过。
(18) 氩弧焊打底的根层焊缝检查合格后，应及时进行次层焊缝的焊接，以防止发生裂纹。多层多道焊缝焊接时，应逐层进行检查，经自检合格后，方可焊接次层，直至完毕。除焊接工艺有特殊要求外，每道焊缝应一次连续焊完，如因故被迫中断，应采取防裂措施，再焊时必须进行检查，确认无裂纹后，将焊缝预热到焊接程序所要求的温度后方可施焊。
(19) 管道冷拉焊口组对时，所使用的工、卡具应待整个焊口施工完毕后，方可拆除。拆除后对残留痕迹打磨修整。
(20) 禁止在焊缝的根部焊道和最后一次焊道上用锤尖敲击。
（21）焊接阀门时，应将阀门打开或采取措施保持阀座的紧密性，以防焊接时热膨胀而损坏阀门。
（22）工序之间应严格自检，互检，确认上一工序合格后办理交接手续，每名焊工施焊后，必须打上代号，并填写焊接记录，如为不锈钢管道，则用记号笔填写，并用透明胶带保护。
（23）焊条在使用中必须保持干燥。
（24）奥氏体不锈钢管道焊接应符合下列要求：
A．氩弧焊焊接根部焊道时应充氩气保护，手工电弧焊时，坡口两侧各100㎜范围内应涂上白垩粉，以防止焊接飞溅污染焊件表面。
B．应在保证焊透和融合良好的条件下，采用小线能量、短电弧、小摆动和多层多道焊的焊接工艺，层间温度应控制在100℃左右。
C．不要求做焊后热稳定化处理的不锈钢管道焊缝焊后进行酸洗钝化处理，要求做焊后热稳定化处理的不锈钢管道焊缝在热稳定化处理合格后进行。
3.2.6 焊前预热
（1）管道组成件焊前预热应按下表规定进行。
序号
钢种或钢号
壁厚/mm
预热温度/℃
1
15CrMoG
≥10
150～200
2
A335 Gr.P11
≥6
200～300
（2）预热范围应为坡口中心两侧各不小于壁厚的3倍，有淬硬倾向或易产生延迟裂纹的材料，两侧各不小于壁厚的5倍，且不小于100㎜。加热区以外的100㎜范围内，应予以保温。
（3）焊前预热采用电加热，升温应缓慢而均匀，测量预热温度时，测点应均匀分布。
（4）达到预热温度后应立即进行底层焊接并一次连续焊完，底层焊完后立即进行下一层焊接，且应连续焊完。被迫中断焊接时，应进行温度为300-350℃、时间为15-30min的后热处理，并保温缓冷至环境温度，确认无缺陷后方可继续进行焊接。
（5）多层焊时，层间温度应控制在等于或稍高于预热温度的范围内。
3.2.7 焊后返修
1．焊后经检测不合格的焊口必须予以返修，返修时焊接工艺与正式焊焊接工艺相同。
2.焊后检测出裂纹及其它缺陷时，应首先分析产出原因，再进行返修。
3. 返修焊口标位应由探伤人员进行，标出缺陷的具体位置。
4. 清除缺陷后应进行着色检查，确认无疑留缺陷后方可施焊。
5. 全部返修完后应重新进行热处理。
6. 同一部位的返修次数不宜超过两次,经过两次返修仍不合格的焊缝,如需再进行返修,应编制返修工艺措施,经施工单位技术总负责人批准后方可实施,并将焊缝返修次数、部位和无损检测等结果记入焊缝返修记录，返修后仍按原规定方法检测。
4 热处理
4.1要求热处理管线等级
根据设计规范要求2TB12R、2TB8R、2TB13R、5TB12R、5TB13R等级的管线进行热处理。在新建的连续重整装置中，业主要求装置区内所有的合金管线焊缝接头进行100%热处理，热处理量详见附表1。
4.2 热处理目的
采用焊后热处理是用于对焊件进行回火处理，松弛残余应力和驱动焊缝中的氢气。焊后热处理的好处是防止氢致裂纹，提高材料的延性、韧性、耐腐蚀性和尺寸的稳定性。
4.3 热处理施工
4.3.1 工艺参数
（1）A335 P11、15CrMoG热处理参数
120分钟
T(0C)

7200C

20℃/h
20 0C/h

3000C

t(h)

（2）20#热处理工艺
90分钟
T(0C)

6200C

20℃/h
20℃/h
3000C
t(h)

4.3.2 施工措施
（1） 施工程序
接受委托（联系单）—固定热电偶—固定加热器—保温—接线—自检—试送电—送电升温—开记录仪自动记录温度—停机—拆除—外观检查—硬度检查。
（2）热处理加热方式
热处理的加热范围为焊缝两侧各不小于焊缝宽度的三倍，且不小于25mm，加热区以外100mm应进行保温，且管道端口应进行封闭。采用电加热器片进行加热，加热器长度等于焊道周长，加热器绕焊缝一周，加热宽度不小于150mm，保证加热范围为焊缝两侧各不小于焊缝宽度的三倍，且不小于25mm，用14#铁丝将加热器捆扎在管子上。要求加热器贴紧焊缝。加热器用导线连接到热处理机上。用热处理机控制加热器的输入电压以及送电和断电。
（3） 保温方式
采用硅酸铝针刺毯进行保温，加热区以外100mm应进行保温，保温厚度不小于30mm，具体视升温情况而定，必须保证工艺参数的正常进行。要求保温棉贴紧加热器，保温棉的固定采用铁丝捆扎。不允许对阀门进行保温。
（4） 测温方式
采用φ3mm的K型铠装热电偶进行测温，热电偶头部贴紧焊缝，用16#铁丝捆扎牢固，尾部在保温范围以外，热电偶信号通过补偿导线连接到热处理机。热电偶测温计的安置应符合：当管道的公称直径小于或等于300mm时，每个焊接接头应安置1个热电偶测温计；当管道的公称直径大于300mm时，每个焊接接头应对称安置2个热电偶测温计。
（5）自动控制与记录
热处理机对来自热电偶的电信号进行处理，与自动程序设定的信号进行比较，来决定断送电控制，从而控制升降温速度和恒温温度等参数。当实际温度大于程序温度时自动进行断电；当实际温度小于程序温度时自动进行送电；热处理的实际工艺参数采用自动平衡记录仪进行记录，编号后作为热处理交工资料的一部分。
（6）热处理机
热处理机是热处理控制的中心设备，它对加热器进行送电，对来自热电偶的信号进行处理。热处理机必须能自动比较实际温度和设定程序温度，自动进行断电送电控制。同时热处理机必须自动记录热处理实际温度，各仪表必须在鉴定周期内。
4.4 无损检测与热处理施工工序
对于铬钼钢一律焊接完毕后先进行热处理再进行无损检测，对于检测不合格的焊接接头返修后仍是先热处理后检测。同一部位的返修次数不宜超过两次。返修分析原因、制定措施，二次返修经总包单位项目技术负责人批准。
4.5 硬度检测
根据业主要求所有合金管线热处理的焊接接头进行100%硬度检测。每个焊缝硬度最少测三点，及母材、热影响区、焊缝。
热处理后焊缝的硬度值，应不超过母材布氏硬度（HB）加100，且不超过下列规定为合格：
A、 合金总含量小于3%时，HB小于或等于270；
B、 合金总含量为3%-10%时，HB小于或等于300；
C、 合金总含量大于10%时，HB 小于或等于350。
5 质量保证措施
5.1质量保证体系
首先建立质量保证体系，由以下人员保证质量保证体系的完整。
项目经理：吴定义
总工程师：郑永刚
技术负责人：王麒
操作人：周永明
5.2质量控制点
本质量控制点主要针对热处理，合金钢焊接控制点详见《工艺管线施工方案》。
根据工程的实际要求，将工程项目质量控制点分为A、B、C三级控制，施工中按质量控制点的要求严格控制。A、B、C三个控制点具体如下:
A级：为重要质量控制点，是确保工程质量的关键。该控制点的工程质量需经业主、监理公司、施工单位三方确认，在业主未派出人员时，监理公司可全权代表；
B级：较为重要的质量控制点，该控制点的工程质量需监理公司、施工单位二方确认；
C级：一般为施工分承包方的全过程质量控制。
5.2.1质量控制点程序流程
图三：质量控制点程序流程
5.2.2质量控制点的设置
质量控制点
中国石化集团
南京工程公司
工艺管线安装工程
质 量 控 制 点

检 验 依 据：
SHJ3501-2002，GB50235-97，GB50236-98
序号
控制点名称
检 验 内 容
控制 等级
备 注
1
施工方案审查
施工方案编制的及时性、正确性、完整性
A

2
焊接热处理
热处理设备；热处理工艺
B

3
焊接热处理
热处理后的硬度抽查
B

4
加热、侧温元件安装
安装位置
C

5
保温
保温厚度、宽度
C

6
曲线检查
是否符合工艺要求
C

5.3质量检查
5.3.1 对于合金管线的焊接，从原材料抓起，核实材料的使用是否正确。
5.3.2 对于管线坡口的打磨要随时随地监督，检查。
5.3.3 对于有问题的或者不明确的管线材质，要及时采取措施查清楚，严禁不合格或者不明确的管线及管件进入安装现场。
5.3.4 热处理自动记录曲线异常，且被检部件的硬度值超过规定范围时，应按班次做加倍复验，并查明原因，对不合格焊接接头重新进行热处理。
6 HSE管理及文明施工
6.1 HSE管理
6.1.1 HSE保证体系
建立施工的安全管理体系，明确责任，工地设专职安全员一名，班组设兼职安全员，搞好工地的安全管理工作；

专职安全员：张义
项目经理：吴定义
施工经理：胡建中

HSE经理：郑永刚

班组专职安全员

安全管理体系
6.1.2劳保着装管理
1、严格执行安全预先否决管理，不按规定着装和佩戴劳保用品的人员不准进入现场，安全设施不合格或有违章作业的不准施工。高空作业必须挂安全带,下方张挂安全网,谨防高空坠落。用钢管搭设脚手架,经安全员检查合格后挂牌。
2、热处理作业人员在保温和拆除保温棉的过程中应戴好劳保用品，防止烫伤。
6.1.3用火用电管理
1、热处理机等应可靠接地，防止发生触电事故。
2、所有的电气设备必须使用漏电保护开关。现场严禁使用碘钨灯照明。
3、在各区域施工，一定要注意施工停止时一切火源、电源、气源全部切断，做到人走不留火种隐患。
6.1.4 高处作业管理
1、高处作业热处理时，必须设置防止其保温棉做保护，防止被燃；
2、必须将热处理设备及辅助用料绑扎好，防止堕落。
6.1.5其他管理
1、热处理现场应设置明显警界标志，并安排专人监护，防止非工作人员入内误伤；
2、现场配备灭火器；
3、夜间施工应有足够的照明。
6.2现场文明施工
1、严格按经业主批准的施工总平面布置图施工，暂设、机具、材料不得随意或无计划搭设及场地占用。
2、施工现场设置施工标牌和各类防护标志，标牌上要有施工平面布置和该项目经理及技术负责人、安全责任人姓名。
3、施工讲究科学，遵守工艺纪律，杜绝野蛮施工，罐的焊接必须严格执行施工程序与规范，不能图省事，不顾质量要求和安全规定凑合施工。
4、项目部管理人员挂牌上岗，着装符合安全规定。
5、施工现场管理高标准、严要求，现场每周至少大清扫一次，设备、材料的运输吊装不能拖泥带水。设备、配件或材料保持无泥土、污物。
6、施工所用各种机具、设备应遵守有关管理制度，确保完好。发生事故及时报告。
7、及时回收余料、废料，严禁乱堆乱放，施工材料做到工完料尽场地清。保证场地清洁和道路畅通。
8、设置专人负责水电管理，杜绝常明灯、常流水。现场的水线、电缆、导线、电焊把线、二次线要统一规划，合理布置，不准乱拉乱扯。氧气带、电焊把线每日收工后要盘好。
9、加强现场安全保卫工作，以防器材失窃。
7 施工手段用料、机具
7.1施工机具、设备一览表
施工机具、设备一览表
序号
机具名称
规格
单位
数量
备注
1
汽车吊
25吨
台
1
吊装热处理设备
2
热处理机
180KW
台
1

3
热处理机
90KW
台
2

4
热处理机
60KW
台
2

5
电加热器片
DN200
片
10

6
电加热器片
DN150
片
10

7
电加热器片
DN100
片
10

8
绳状加热器
11米
条
10

9
硅酸铝保温棉
30mm
吨
1

10
电源线
3*35+2
米
50

11
电源线
2*25
米
600

12
补偿导线
K型
米
300

7.2计量器具配置计划
计量器具配置计划
序号
名称
规格型号
单位
数量
备注
1
热电偶
K型
条
20

2
硬度计
HLN-11A
台
1
自检用

14