TP321高压管线焊接技术与管理.doc

TP321高压管线焊接技术与管理

闫文兴

中国石油天然气第七建设公司

二OOO年六月
1． 概述
我公司承担施工的大庆油田化工总厂60万吨/年柴油加氢改质装置是由中国石化集团北京设计院设计的，该装置技术含量高，最高设计压力122.4MPa，最高设计温度450°。高压管线材质为TP321，是由意大利进口的，所需的匹配焊材也全部由国外进口（日本）。管径共有十种规格，φ21.34~φ355.6，壁厚范围4.78~27.79mm，对接焊缝238道。
2． 焊工培训考核与管理
鉴于焊接施工难度大，在工程准备阶段，九九年十月我们对20名焊工进行了1Cr18Ni9Ti钢管的焊接模拟训练（由于TP321管还没有到货），并对培训成绩优秀的焊工给予奖励，为完成加氢改质装置高压管线焊接施工打下了坚实的基础。
焊工通过考核、取证上岗，是控制焊接施工质量的重要手段。焊工除具有劳动部门颁发的《锅炉压力容器焊工考试合格证》外，所有参加该管线焊接的焊工，均按照我公司程序文件及加氢改质装置编制的《质量保证计划》要求，上岗前进行一次理论与实际操作的考核，合格后方可上岗。
日常管理是焊接施工质量控制的又一重要环节，我们及时与建设单位、监理单位及我方质检部门到现场对焊工施焊质量进行检查，对每一道焊口用单线图跟踪，发现个别焊工的焊缝外观质量达不到标准要求的重新处理。我们还制定了管道焊接经济责任制来提高一次合格率，并每月兑现一次，大大调动了焊工的积极性，加快了加氢改质装置的建设速度。
根据建设单位及SHJ509-88《石油化工工程焊接工艺评定》的要求，为了对进口管材、焊材进行焊接工艺评定，抽调4名优秀焊工，首先学习研究分析TP321管材及焊材质量证明书，在此基础上，我们拟定了焊接工艺指导书，先后完成焊接工艺评定10项，及时整理了简明扼的“焊接工艺指导书”，下发施工队及参加高压管线焊接的焊工，指导现场施工，满足了焊接施工的需要。
3． 焊接材料管理
（1） 由建设单位组织监理单位、我方的供应、技术、质检部门及当地商检机构共同对进口焊材进行商检，合格后由计划员办理入库，保管员负责验收。
（2） 对商检合格后的焊材，按照我公司压力管道程序文件的要求，要进行复检，合格后方可使用。
（3） 焊材应储存在专门库房内，焊材库必须干燥通风，库房内不得放置有害气体和腐蚀介质。
（4） 焊材按种类、规格分架存放并设明显标志，为防止焊材用错，我们设立一、二级焊材库，建立起严格的保管、烘烤、发放、回收制度，使焊条从出库到回收的全过程能连续追踪。焊条领用前先填写领用单，领用焊条必须用保温筒，每次只能领用一个品种焊条，保温筒内不能同时存放两种焊条。国外焊条尾部有标记，发放、使用前可以很方便地进行检查确认，建设单位、监理单位、我方质检部门经常在现场进行检查，杜绝了错用焊材问题。
（5） 焊条E347-15的烘干温度150℃，恒温时间1小时。
母材和焊材的化学成分见表1。
母材和焊材的化学成分 表1
牌号
元素含量（%）
C
Mn
Si
S
P
Cr
Ni
Ti
TP321
≤0.08
≤2.00
0.75
0.03
0.04
17.0~20.0
9.0~13.0
5×c%~0.60
TGF308L
≤0.03
1.0~2.5
≤0.65
≤0.03
≤0.03
19.5~22.0
9.0~11.0

E347-15
0.05
1.10
0.55

20.2
9.8
Nb
0.5
4． 焊接工艺
（1） 坡口型式：所有管子坡口均为V型，坡口全部使用坡口机加工。

（2）定位焊：应与正式焊焊接工艺相同，定位焊缝应保证焊透且无焊瘤，保证熔合良好，发现裂纹等焊接缺陷时及时消除。
（3）焊接方法：TP321管子对接焊缝，采用氩弧焊打底，手工焊盖面；
加氢改质装置采用的TGF背面自保护不锈钢钨极氩弧焊焊丝，是我公司引进日本油脂公司溶接事业部开发制造的背面自保护不锈钢TIG焊丝，这是一种特殊的涂层焊丝，焊接时，保护药皮会渗透到熔池背面，形成一层致密的保护层，使背面不受氧化。冷却后这层渣壳会自动脱落，用压缩空气或水冲的方式极易清除。
焊口焊完后并经自检合格后，在距焊缝40~50mm处用铅油或记号笔标上焊工钢印代号标记。
（4）管道焊接工艺参数见。
管道焊接工艺参数 表2
焊材
牌号
焊接方法
焊接
电流
（A）
电弧
电压
（V）
焊接
速度（cm/min）
气体
流量（L/min）
TGF308Lφ2-6
WS
70—85
18-20
4-6
8-10
E347-15
S
85-95
20-25
7-9

E347-15
S
85-95
20-25
7-9

E347-15
S
90-100
20-25
9-12

WS—手工钨极氩弧焊，S—手工电弧焊。
（5）施焊时，严禁在焊缝以外的部位引弧，地线应与焊件紧密可靠连接，严防电弧擦伤。
（6）焊接检验：首先对焊缝进行外观检查。要求焊缝余高0~3mm，焊缝每侧增宽量≤2mm，焊缝金属与母材圆滑过渡，控制咬边深度＜0.5mm，焊缝两侧咬边的累积长度不得超过焊缝总长的10%；不允许裂纹、气孔、夹渣等缺陷存在。
（7）焊缝返修：经无损探伤不合格的焊缝，应由现场焊接技术员组织有关部门对产生缺陷的原因进行分析，制定出切实可行的返修措施后及时进行返修，并重新委托探伤。同一部位的返修次数不应超过二次，若超次返修应分析原因，制定措施，并经施工单位项目技术负责人批准。
5． 结束语
我们根据制定的焊接工艺指导了电焊工进行现场焊接，共焊接238道口，我公司无损检测队对238道口进行了RT检查，结果显示焊接一并次合格率为99.6%（按口计），其中I级片占85%，明显高于业主要求的指标。此工艺已被我公司施工的新疆克拉玛依炼油厂30万吨/年高压润滑油加氢装置不锈钢高压管线焊接所采用。
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