工艺管线热处理方案.doc

工艺管线热处理方案

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2020年5月29日
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目 录

1 工程概况 2
1.1 工程简介 2
1.2 主要工程量 2
2 编制依据 2
3 组织机构 2
4 项目管理目标 3
5 主要施工程序 3
5.1 施工程序 3
5.2管道焊缝热处理 5
5.3 热处理检验 7
6 施工劳动力及主要工机具使用计划 7
6.1 施工劳动力计划 7
6.2 主要机械材料使用计划 8
7 质量保证及控制措施 8
7.1 质量组织体系 8
7.2 质量保证措施 8
7.3 质量控制点 9
8 现场安全文明施工保证措施 9
8.1 安全文明组织机构 9
13.2 安全保证措施 10
工 作 危 险 性 分 析(JHA)报 告 12
附件一 热处理工艺卡 13
附件二 焊接接头热处理统计表 13
附件三 热处理工程量 13

15万吨/年顺丁橡胶装置
工艺管线热处理施工方案

1 工程概况
1.1 工程简介
四川石化15万吨/年顺丁橡胶装置工艺配管项目管道布置共分7个区,分别为:系统管架(000单元)、聚合单元(100单元)、凝聚单元(200单元)、后处理单元(300单元)、回收单元(400单元)、中间罐区单元(500单元)、冷冻单元(600单元)。
根据设计文件的要求管道等级为C4D的碱液(CL)管线,以及管道等级为C4E级的管线焊后需要进行消除应力热处理。需要热处理的管线主要在200单元,000单元仅有一条DN50的管线需要热处理,需热处理管线材质均为20#钢。
1.2 主要工程量
本工程需要热处理的焊口共计2405道焊口,总当量约8800寸,管线规格有Φ22×4.0、Φ27×4.0、Φ34×4.5、Φ42×5.0、Φ48×5.0、Φ60×4.0、Φ89×5.5、Φ114×6、Φ168×7、Φ219×8、Φ273×9.5,具体工程量见附录三。
2 编制依据
1、<工业金属管道工程施工及验收规范> GB50235-
2、<工业金属管道设计规范> GB50316-
3、<石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范> SH3501-
4、<电热法消除焊接应力工艺规程> SY/T4083-1995
5、<现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范> GB50236-1998
6、<石油化工施工安全技术规程> SH3505-1999
7、焊接工艺指导书 工艺评定编号HGS -07
8、大庆石化工程公司施工图纸、设计文件及设计规定、设计交底纪要、图纸会审记录
3 组织机构
项目经理:何秋
施工经理:李英志
经营经理:苗长林
HSE经理:杨升田
质量经理:胡宝龙
采购经理:高亚权
综合办主任:郑雅铭
施工组:李辉、汪林、佟金龙、赵欣、李桂山
HSE组:杨春林
质量组: 王桂华、石晓燕、戚鑫、蒋俊潇
4 项目管理目标
总体目标:发扬大庆精神,以完美的过程控制,一流的工程质量,在中油系统展现大庆铁军形象。
管理目标:以四川石化建设为载体,经过工程建设,提高项目部竞争能力、管理水准、技术水平,项目管理规范化、模块化。
工期目标: 11月30日中交。
安全目标:化建公司HSE体系有效运行,本项目安全全面受控现场实现:
(1)重大火灾、爆炸事故为零,亡人事故为零;
　　　　(2)所有施工项目全面实施”两书一表”;
　(3)环境污染事故为零;
　　　　(4)重大交通事故为零。　
质量目标:化建公司质量体系有效运行,本项目质量全面受控,项目实现:
　　　　(1)单位工程一次交验合格率:100%;
(2)单位工程优良率:90%;
　　　　(3)工艺管线焊接一次合格率:98%;
(4)工程质量等级达到优良。

5 主要施工程序
5.1 施工程序

施工准备
热处理施工方案编制、审批
焊接工艺评定
管线焊接质量合格
热处理设备选用
热处理组件(加热线、热电偶等)安装
设备联合检查
应力消除
不合格
应力消除及硬度检查

整理交工资料
工件应力消除功率计算
热处理设备校验
不合格
数据记录

5.2管道焊缝热处理
5.2.1施工准备
1、根据设计图纸、焊接工艺卡、热处理工艺卡提前准备热处理所需设备及材料。
2、进行热处理的热处理工应培训合格具有相应的资质,人员资质应在有效期内,并经报验合格。
3、所有热处理设备应校验合格,并应在校验合格期内,经报验合格后方可使用。
4、技术交底。由施工员对施工班组进行施工技术交底,交清工程内容、工程量、施工方案、关键技术、技术难点、特殊工艺要求、安全措施、质量标准、工序交接要求及其它注意事项等内容。
5、对施工现场进行实地勘察,让施工人员掌握并熟悉施工场地。
5.2.2 施工要求
本工程项目中管道等级为C4D的碱液(CL)管线,以及C4E的管线焊接后需要热处理,管线材质均为20#。
1、热处理应在无损检测合格后进行。
2、热处理的范围及工艺按表5-1的规定进行。
3、在热处理施工流程中应遵循下列原则:
加热范围
(1) 热处理采取电加热法,加热范围内焊缝两侧各不少于焊缝宽度的三倍,且不少于25mm。加热区以外的100mm范围内应予以保温,且管道端口应封闭,简图如下。焊后不能及时进行热处理的焊接接头要在焊接后立即均匀后热并保温缓冷。
3 S
3 S
≥100
≥100

硅酸铝保温层
电加热器
封闭物
封闭物
热电偶
管道热处理加热、保温方法简图

(2) 检查工件表面是否有缺陷,如有缺陷应在缺陷处理完成后再进行热处理。
(3) 加热绳或片的安装。以焊缝为中心在焊缝两侧均匀缠绕加热绳或片(加热绳或加热片的选择由加热管径来决定)。缠绕加热绳或加热片时要确保缠紧,加热绳或加热片要紧贴工件表面,不得有重叠、交叉、悬空或松动。
(4) 热电偶的安装。采用热电偶进行温度的监测,热电偶安装位置为沿管道轴向放置。热电偶的头部应靠近焊缝并紧贴在工件焊缝表面,用铁丝进行热电偶的固定。测温计应在焊缝附近40mm内定位。当焊缝两侧壁厚差大于5mm时,两侧宜各安一个测温计。对于管径大于或等于273mm的管道,测温点应在焊缝中心按圆周对称布置,且不少于两点;水平管道上测温点应上下对称布置;分区控温时,热电偶的布置应与加热装置相对应;当用一个热电偶同时控制多个焊件时,该热电偶应布置在有代表性的焊接接头上。

热电偶固定示意图

(5) 保温。采用相应长度的硅酸铝纤维保温棉保温,保温厚度一般为40~60mm。硅酸铝保温棉应采用铁丝进行包扎防止松落,各保温棉之间不得有搭接间隙,防止热量损失。
(6) 补偿导线的安装。电加热绳或电加热板、热电偶和硅酸铝保温棉均已包好后,将热电偶、电加热板的连线分别连接。
(7) 通电。接好各连接线并检查无误后,接通电源、打开温控仪,按照工艺参数调节好各数据后,向加热绳或加热板送电,开始加热。
(8) 在加热过程中相应操作人员要注意监控,发现问题及时处理。
(9) 在热处理结束后及时将热处理曲线输出。
(10) 当工件冷却至50℃以下后拆除加热绳(片)和热电偶。
4、管道热处理应按设计文件和标准规范规定温度进行处理,管道热处理的温度及恒温时间要求可按下表5-1执行。
表5-1 焊接接头热处理
序号
管道钢号
壁厚 mm
热处理温度 ℃
恒温时间(S) min
1
20#
4.0~9.5
650
每毫米壁厚2～2.5,且不小于30min

5、焊缝热处理的加热速度、恒温时间及冷却速度要求如下:
(1)加热速度:升温至300℃后,加热速度按5125/δ ℃/h计算,且不大于220℃/ h 。由于本工程管道壁厚较薄,加热速度不应大于220℃/ h。(δ为管子壁厚,mm)
(2)恒温时间:本工程管线为非合金钢管道,恒温时间应为每毫米壁厚2～2.5min,且总恒温时间均不得少于30min 。在恒温期间,各测点的温度均应在热处理温度规定的范围内,其差值不得大于50℃ 。
(3)冷却速度:恒温后的冷却速度按6500/δ ℃/h计算,且不大于260℃/h ,冷却至300℃以后可
自然冷却。本工程恒温后冷却速度不大于260℃/h。(δ为管子壁厚,mm)

恒温温度
300℃
O
h
℃
≥30 min
恒温时间
≤220℃/h
≤260/h
热 处 理 曲 线

6、热处理过程中应做好对焊接阀门的保护,可在被保护阀体外缠绕几层废布,在热处理前及过程中不断的往布上浇水,始终保证布的湿度。
7、经焊后热处理合格的部位,不得再进行焊接作业,否则应重新进行热处理。
5.3 热处理检验
1、焊缝热处理完毕,应首先确认热处理自动记录曲线符合要求,然后在焊缝及热影响区各取一点测定硬度值,硬度值不宜超过母材硬度的120%。检验数量不应小于热处理焊口总数的20%,且不得少于一处。
2、热处理自动记录曲线异常,且被查部件的硬度值超过规定范围,应按班次作加倍复查,并查明原因,对不合格焊接接头重新进行热处理。
3、硬度测定完成后,应填写相应的检测报告和检测记录。
4、进行焊接接头热处理的管道还应在单线图上标明热处理及硬度试验的焊缝编号。
5、需要热处理的管道焊缝应按标准规范的要求格式填写”热处理报告”。
6 施工劳动力及主要工机具使用计划
6.1 施工劳动力计划

管理人员
热处理工
电工
力工
其它
6人
8人
2人
8人
4人

6.2 主要机械材料使用计划
序号
设备名称
设备规格
单位
数量
1
吊车
25t
台
1
2
平板拖车
15t
台
1
3
热处理机
WCK -60KW
台
3
4
镀锌铁丝
10#
Kg
50
5
热电偶

个
8
6
保温棉

m³
400

7 质量保证及控制措施
7.1 质量组织体系
项目经理

项目副经理

技术负责人
质量经理

项目部质检员

项目部施工员

安装二队质检员

安装七队质检员

安装六队质检员

安装一队质检员

热处理质检员

7.2 质量保证措施
1、管线焊口热处理严格按照相应工艺卡(附件)执行。
2、热处理主要作业人员要有职业资格证,按工艺施工。
3、原材料、加热元件要经常进行检查,发现问题及时处理,对于废旧的保温棉和加热绳(片)要及时清理,以免混用,错用 。
4、测量仪器必须经过计量检定,检定为合格的仪器方可使用。
5、严格按照工艺要求进行硬度检测,不得漏检。
6、对于已经在焊口附近安装的阀门/流量计等,要联系相应安装队进行调整或拆除,以免在热处理过程中损坏。
7、热处理前应要求相应安装队进行标识和标识移植,以保证标识的正确和有效 。
8、作业人员进行热处理时,对机器编号,加热通道和焊口号和施工时间进行记录。
9、禁止雨天作业,现场设备及器具要有有效的防雨水设施。
10、进行硬度检测后要对合格和不合格焊口进行标识并记录。
11、施工完毕后,要及时清理现场的保温棉等,保持现场卫生。
12、 自始至终接受并服从业主、监理对工程质量的检查、监督,根据其开具的不合格信息内容(包括口头及书面)组织整改、返工,经施工负责人、质检员复验合格后,以书面形式报请业主或监理,接受业主或监理的复检。
13施工时特殊工种人员必须具有合格有效的资格证书。
7.3 质量控制点
序号
控制点
类别
控制内容
1
热处理设备完好性的确认
B.R
按有关要求进行设备、人员资料报监
2
热处理工艺确认
B.R
按有关标准及及总承包单位和监理的要求进行工艺参数的确定
3
过程控制
C.R
热电偶的设置,加热绳(片)的缠绕,保温棉的包裹
4
硬度测定
B.R
向有关理化部门委托,进行焊口硬度检测

8 现场安全文明施工保证措施
本工程将以建筑施工现场标准化工地的各项要求严格加以管理,创立筑现场标准化工地,严格按照业主关于临设的各项规定执行。
8.1 安全文明组织机构
HSE管理组长:杨升田
副组长:各队安全员

HSE监督员:杨春林
作业一队安全员

作业二队安全员

作业六队安全员

作业七队安全员

热处理安全员

综合办主任:郑雅铭

13.2 安全保证措施
建立健全HSE管理体系,制定<安全生产责任制>、<安全考核细则>,明确各级人员安全职责和权限,严格执行<石油化工施工安全技术规程>SH3505-1999的规定。制定相关风险的消减措施。
1、贯彻文明施工的要求,推行现代管理方法,科学组织施工,做好预制现场的各项管理工作。
2、按照施工总平面布置图设置各项临时设施。堆放大宗材料、成品、半成品和机具设备,不得侵占场内道路及安全防护等设施。
3、做好施工现场七牌一图工作:工程简介、工程责任人员名单、安全生产六大纪律、安全生产计数牌、十项安全技术措施牌、防火须知、卫生须知牌、工地施工总平面布置图。
4、进入施工现场,必须穿戴好劳保用品,现场作业人员必须按规定正确佩带劳保安全用品,不得穿硬底鞋和带铁掌、易滑鞋。
5、2m以上高空作业,施工人员必须戴好安全带,扣好保险钩。
6、施工现场的主要管理人员在施工现场应当佩戴证明其身份的证卡。
7、本项目施工的主要风险因素识别:高空作业、物体坠落、触电、机械设备伤害、及探伤检测。
8、垂直高度四米以上的悬空高处作业,在作业下方必须设置安全网,并随作业位置升高及时调整,安全网设置要符合标准、牢固、可靠、严密。
9、不得垂直交叉高处作业,上下层同时作业必须设隔离防护措施。
10、高空作业时,严禁抛掷物件,只能用绳拴系传递。
11、施工作业场所有可能坠落的物件,一律先行拆除或加以固定;高空作业中所用的物料,均应放置平稳,不妨碍通行和装卸;工具应随手放入工具袋;作业中的走道、通道应随时清扫干净,余(废)料和拆卸下的物件及时清理运走,不得任意乱置或向下丢弃。
12、施工用电缆、电线要按规定敷设和架设,不得乱拉、乱设,不得架设裸体导线,非电工人员不得从事电气作业,用电设备不得带”病”运行;电缆架空时应沿墙设置或焊接支架固定,严禁缠绕在脚手架钢结构上,严禁用金属裸线绑扎。
13、使用手持电动工具必须设触电保护器。
14、现场要配备特种专业证件齐全有效的专业电工,其对现场的临时用电票据,接、拆电缆,配电箱及热处理设备的用电负责。
15、现场专业人员发现用电问题要及时报告现场负责人员或电工,不得违反有关规定擅自进行超出自己工种范围的用电操作。
16、施工用电设施的对地电压在12伏及以上时,必须作接地和接零保护。严禁将接地和接零共用一根导线。
17、做好施工现场安全保卫工作,采取必要的防盗措施,在现场周边设立围护设施。非施工人员不得擅自进入施工现场。
18、严格依照<中华从民共和国消防条例>的规定,在施工现场建立和执行防火管理制度,设置符合消防要求的消防设施,并保持完好的备用状态。在容易发生火灾的地区施工或者储存,使用易燃易爆器材时,施工单位应当采取特殊的消防安全措施。
19、遵守国家有关环境保护的法律规定,采取措施控制施工现场的各种粉尘、废气、废水、固体废弃物以及噪声,振动对环境的污染和危害。

工 作 危 险 性 分 析(JHA)报 告
序号
基本工序/工作步骤
确定的HSE危险
预防控制措施
执行人
1
作业前召开安全会
N/A
1.1.1作业人员应熟悉作业程序,明确自己的工作内容、岗位职责和安全注意事项。

1.1.2 保存记录。

2
设备、材料运输
2.1车祸伤人
2.1.1明确运输通道。

2.1.2做好现场文明施工,设备、材料不乱摆放。

2.1.3材料运输车辆指定引路人,负责检查所经过道路的宽度、硬度及路面上空的电缆线。

3
材料卸车
与
吊装、搬运就位
3.1机械伤害
3.1.1由持证起重工负责材料的卸车工作,明确要求对应作业班组给予配合。

3.1.2吊装前检查车辆完好性,选用合格合适的索具、钢丝绳。

3.1.3起重工严格按照吊装规范作业:吊车回旋半径内禁止人员停留作业,吊物及吊臂下禁止有人。

3.1.4吊装作业之前必须拉有警戒线对吊装作业区域进行警戒封闭,并安排专人监护;大件吊物必须系挂溜绳。

3.1.5吊装就位时起重工负责垫好枕木,将材料放置平稳;搬运时由搬运人将枕木垫好。

3.1.6就位时作业人员小心防止压到手或脚,就位后需要加固的必须加固。

4
热处理
4.1机械伤害
4.1.1由持证起重工负责吊装工作,明确要求对应作业班组给予配合。

4.1.2吊装前检查车辆完好性,选用合格合适的索具、钢丝绳。

4.1.3起重工严格按照吊装规范作业:吊车回旋半径内禁止人员停留作业,吊物及吊臂下禁止有人。

4.1.4吊装作业之前必须拉有警戒线对吊装作业区域进行警戒封闭,并安排专人监护;大件吊物必须系挂溜绳。

4.2高空坠落
4.2.1搭设脚手架或移动平台等,保证高处作业有合适的作业平台。

4.2.2高空必须系安全带。

4.3 物体坠落
4.3.1 有可能坠落的物件,一律先行拆除或加以固定。
4.3.2高空作业中所用的物料,均应放置平稳,不妨碍通行和装卸。

4.3.3 工具应随手放入工具袋。

4.3.4作业中的走道、通道应随时清扫干净,余(废)料和拆卸下的物件及时清理运走,不得任意乱置或向下丢弃。

4.3.5高空作业时,严禁抛掷物件,只能用绳拴系传递。

4.3触电
4.3.1现场要配备特种专业证件齐全有效的专业电工,非电工人员不得从事电气作业

4.3.2 使用手持电动工具必须设触电保护器。

4.3.3用电设备不得带”病”运行;电缆架空时应沿墙设置或焊接支架固定,严禁缠绕在脚手架钢结构上,严禁用金属裸线绑扎。

4.3.4热处理设备必须保持良好状态,其外壳需作接零保护,并设漏电保护器。

4.3.5有防雨措施。

4.3.6作业时穿绝缘鞋,戴绝缘手套。

4.4烫伤
4.4.1作业时戴绝热手套。

附件一 热处理工艺卡
附件二 焊接接头热处理统计表
附件三 热处理工程量

附录一 热处理工艺卡

工程名称
15万吨/年顺丁橡胶装置

热 处 理 工 艺 卡

共 1 页
项目编号
290
第 1 页
1、材质:20#

2、规格:Φ22×4.0、Φ27×4.0、Φ34×4.5、Φ42×5.0、Φ48×5.0、Φ60×4.0、Φ89×5.5、Φ114×6、Φ168×7、Φ219×8、Φ273×9.5。

3、焊后消除应力处理。

温度(℃)
630±10℃

0.5小时

300℃以下空冷

时间(小时)
序号
工序
操 作 说 明
1
准 备
热处理前将加热区表面的油脂清洗干净。
焊后热处理的范围,以焊口中心为基准,每侧不小于焊缝宽度的三倍,且不小于25mm。
加热区以外100mm范内必须保温。
2
升 温
升温速度≤220℃/小时。
3
保 温
升温至630±10℃,保温0.5小时。
4
冷 却
冷却速度≤260℃/小时;300℃以下空气中自然冷却。
5
硬 度
HB＜168。

焊 接 接 头 热 处 理 统 计 表
工程名称
中国石油四川石化15万吨/年顺丁橡胶装置
管线号
××××××
序号
接头编号
材质
规格
加热方法
施工日期
自动记录号
硬度测试
备注

附录二 焊接接头热处理统计表