裂解炉工艺管道施工技术措施.docx

目 录
一、工程概况 1
二、编制依据 1
三、主要工程实物量 2
四、施工技术措施 4
五、雨季施工技术措施 33
六、质量保证措施 34
七、HSE管理 35
八、主要施工机具和手段用料需用量计划 38

一、工程概况
1.1 工程简介
辽阳石化分公司新建一台6万吨/年F103X乙烯裂解炉工程由山东齐鲁石油化工工程股份有限公司进行设计，辽阳石化工程建设监理公司对工程实施监理，总承包商为上海惠生化工工程有限公司，华北石油工程建设有限公司主要承担施工任务。
裂解炉采用KTI的专利技术为GK6型，GK6管组为两程直管，可以保证流体的均匀流动，避免物料在炉管内流动时产生多余的压降，减少流体对炉管的冲蚀。直管也避免了其他型式炉管存在的“死区”减少产生焦质的倾向。2005年建成投产的F101/102X的两台裂解炉是以裂解石脑油和加氢尾油为原料，本次设计的第三台裂解炉（F103X）裂解原料为石脑油或石脑油和乙烷共裂解。
本项目于今年施工，与炉区管廊上总管相接的分支管线，根据与成达工程公司界区划分，根部阀前（包括根部阀）由成达工程公司完成，根部阀后由山东齐鲁石化工程有限公司完成。由于炉区管线经过几次改造，管线错综复杂，图纸资料与现场情况不一致，与管廊相连的管线需要根据现场情况适当调整。
1.2 工程特点
本工程的工艺管道主要介质为石脑油、乙烷等易燃、易爆、可燃介质，管道的材质主要为普通碳钢、合金钢、不锈钢等，管道的级别高，而且操作温度、压力高，质量要求严格，因此，焊接是工艺管道施工全过程的中心环节。工艺管道的最高设计温度为650℃，最高的设计压力为16.2MPa。
施工的难点主要是：施工的工期较短，场地狭小；预制深度小，现场安装工作量大；高空作业多；工艺管道的材质多，GrMo钢及不锈钢的施焊要求较高；工艺介质的温度高、压力大，焊接质量要求高；工艺管道的阀门、管件以及弹簧支吊架数量多；施工区域的装置正在运行，安全施工要求高。
二、编制依据
2.1《工业金属管道工程质量检验评定标准》GB50184-93；
2.2《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97；
2.3《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98；
2.4《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH3501-2002；
2.5《石油化工企业设备管道表面色和标志》SHJ3043-1991；
2.6《石油化工钢制管道工程施工工艺标准》SH/T3517-2001；
2.7《石油化工企业蒸汽伴热管及夹套管设计规范》SH/T3040-2002；
2.8《石油化工钢制通用阀门选取、检验及验收》SH3064-94；
2.9《压力容器无损检测》JB4730-94；
2.10《石油化工铬镍奥氏体、铁镍合金和镍合金管道焊接规程》SH/T3523-1999。
三、主要工程实物量
3.1 工艺管道工程实物量
名称
材质
规格
数量
无缝钢管
20#
1/2”-12”
2309m
无缝钢管
20G
1/2”-6”
174m
无缝钢管
321H
1/2”-16”
99m
无缝钢管
P11
8”
2m
无缝钢管
P22
3/4”-8”
99.7m
焊接钢管
20#
1/2”-36”
176m
弯头
20#
1/2”-24”
1148个
弯头
20G
1/2”-6”
60个
弯头
321H
1/2”-16”
33个
弯头
P11
8”
1个
弯头
P22
1/2”-8”
33个
三通
20#
1/2”*1”-6”*10”
252个
三通
20G
1/2”*1”-3/4”*11/2”
3个
三通
P22
3/4”-8”
3个
异径管
20#
1/2”*1”-30”*36”
112个
异径管
20G
1/2”*1”
9个
异径管
321H
1/2”*1”-12”*16”
9个
异径管
P11
4”*8”
1个
异径管
P22
1/2”*3/4”-4”*8”
6个
单承口管箍
20#
1/2”-11/2”
343个
双承口管箍
20#
3/4”-2”
4个
加强管接头
20G
2”*1”-6”*3/4”
12个
加强管接头
F22
6”*3/4”-8”*11/2”
11个
加强管接头
F11
2”*1”-16”*2”
18个
螺纹短管
20#
1/2”-11/2”
159根
螺纹短管
20G
3/4”
4根
管帽
20#
1/2”-10”
184个
八字盲板
16Mn
2”-8”
3个
八字盲板
20#
4”-12”
9个
单盲板
20#
18”-36”
2个
隔环
20#
18”-36”
2个
活接头
20#
1/2”
55个
法兰
16Mn
1/2”-8”
268片
法兰
20#
1/2”-36”
216片
法兰
F321H
3/4”-2”
27片
法兰
F304
6”
1片
法兰
F11
4”
1片
法兰
F22
3/4”-2”
9片
法兰盖
16Mn
6”
2片
法兰盖
16Mn
8”
2片
法兰盖
20#
2”
1片
法兰盖
F321H
3/4”
3片
法兰盖
F22
3/4”
3片
阀门

1/2”-36”
740个
3.2 高低温转油线
高、低温转油线现场焊接数量如下：
名称
材质种类
规格
现场焊接数量
高温跨管
TP321H
φ141.3*6.55
18

TP321H
φ60.3*3.9
96
低温跨管
P11
φ114.3*6.02
18
P11+TP321H
φ114.3*6.02
6
HK40+TP321H
φ114.3*6.02
6
TP321H
φ114.3*6.02
30
A106
φ60.3*4.5
24
P11+A106
φ114.3*6.02
6
3.3 上升、下降管
上升、下降管现场安装焊口数量如下：
名称
材质种类
规格
现场焊接数量
上升、下降管之间的焊道
A106Gr.B
φ168*14.27
18
和废热锅炉相连焊道
A106Gr.B+20IV
φ168*14.27
12
和汽包相连焊道
A106Gr.B+20MnMoNbIV
φ168*14.27
12
3.4 辐射室炉管
名称
材质种类
规格
现场焊接数量
辐射室炉管和文丘里管间的焊道
CF8C+F321H
φ60.3*4.5
48
和废热锅炉相连焊道
20Cr33NiNb+incolo800H
φ76*7.5
48
工艺管道和辐射室炉管、对流室炉管（原料管道、稀释蒸汽、高压蒸汽、锅炉给水管道）的焊接材质参照4.5.3表（焊材选用表）
四、施工技术措施
4.1 施工程序图

施工准备
技术措施、质量计划编制
焊工培训、考试
焊接工艺评定
压力管道安装报审
管段图确认
技 术 交 底
管子、管件预制、组对
管 道 焊 接
焊缝检验、焊后热处理
预制件检查、验收
预制件安装、就位
固 定 口 焊 接
管道号、焊缝号标识
焊工号标识
底片号、热处理号标识
相关作业工序交接
支吊架预制
焊缝检验、焊后热处理
质量检查确认
压 力 试 验
管道号、焊缝号标识
焊工号标识
底片号、热处理号标识
系统吹扫、清洗
气 密 试 验
防腐、保温
竣工验收、资料整理
原材料领出、运输、复验、标识
不合格返工
不合格返工
图纸会审

4.2 施工前准备
4.2.1 施工和技术准备
Ø 编制施工技术措施
Ø 确定合理经济、切实可行的施工工艺
Ø 准备好施工用的表格
Ø 施工技术交底
Ø 施工所需的设备、机具都已准备就绪。
4.2.2 图纸会审
图纸交付后，已由管道、焊接、热处理、设备、防腐、绝热等有关专业技术人员会同设计、业主代表进行图纸会审。
4.2.3 管段图
裂解炉本体部分的所有工艺管道严格按照齐鲁石化工程公司提供的管段图施工。
4.2.4 焊接工艺评定、焊工培训、焊工考试
对于管道使用的所有材质，必须有焊接工艺试验与评定。具体内容见焊接方案。
参与本系统管道施工的焊工上岗前均进行培训,并进行焊工考核,考试合格的并有国家监察部门颁发的焊工作业证的方可进行本系统的管道焊接施工。
4.2.5 压力管道安装报审
管道安装前，工程总承包单位向当地压力管道安全监察机构和经授权的压力管道检验单位递交压力管道安装申请报告及监检申请。并由项目质控工程师负责向公司质量部门上报《压力管道安装开工报告》。开工报告内容包括经当地压力管道安全监察机构批准的监检申请报告（复印件）、施工现场施工设备及施工文件准备情况，经批准后方可施工。
4.2.6 技术交底
由技术人员对施工班组进行现场施工技术交底，交清工程内容、工程量、施工方案、关键技术、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。
4.3 管材、管件的复验和管理
4.3.1 检验程序
检查产品质量证明书→检查出厂标志→外观检查→核对规格、材质→材质复检→无损检验及试验→标识→入库保管
4.3.2 检验要求
Ø 所有材料必须具有制造厂的质量证明书，其质量要求不得低于国家现行标准的规定。同时，进口的材料要出具商检报告。
Ø 钢管、管件、阀门在使用前应进行外观检查，不合格者不得使用。
Ø 钢管表面不得有裂缝、折迭、皱折、离层及结疤等缺陷；
Ø 钢管无超过壁厚负偏差的锈蚀、麻点、凹坑及机械损伤等缺陷。
Ø 法兰密封面应光洁，不得有径向沟槽，且不得有气孔、裂纹、毛刺或其他降低强度和连接可靠性方面的缺陷。
Ø 带有凹凸面或凹凸环的法兰应自然嵌合，凸台的高度不得小于凹槽的深度。
Ø 法兰端面上连接的螺栓的支承部位应与法兰结合面平行，以保证法兰连接时端面受力均匀。
Ø 螺栓及螺母的螺纹应完整、无伤痕、毛刺等缺陷，螺栓与螺母应配合良好，无松动或卡涩现象。
Ø 金属垫片的表面用平尺目测检查，应接触良好、无裂纹、毛刺、锈蚀及粗糙加工等缺陷；包金属及缠绕式垫片不应有径向划痕、松散等缺陷。
4.3.3 合金钢管道、管件的检验
本系统高温、高压管道均采用合金钢材质，这些管道的级别高、质量要求严格，对合金钢材料要严格检验，并注意标识移植，做好材料的现场管理工作。管道组件应分区存放，不锈钢与碳钢、低合金钢管道组成件不得接触。具体检验要求如下：
Ø 合金钢螺栓、螺母检验：
设计压力等于或大于10Mpa管道用的合金钢螺栓、螺母，应逐件进行快速光谱分析，每批抽两件进行硬度检验。若有不合格，必须按原规定数加倍抽检，若仍有不合格，则该批螺栓、螺母不得使用，并应做好标记和隔离。
其他合金钢管道组成件的快速光谱分析，每批应抽检5％，且不少于一件。若有不合格，必须按原规定数加倍抽检，若仍有不合格，则该批管道组成件不得使用，并应做好标记和隔离。
4.3.4 阀门检验
本装置的主要介质为易燃、易爆、可燃介质，为保证管道的严密性，所有工程用阀门逐个进行壳体压力试验和密封试验，并按规定抽样解体检查。
阀门的外观质量应符合产品标准的要求，不得有裂纹、氧化皮、粘砂、疏松等影响强度的缺陷
Ø 检试验程序如下图：
检试验场地设置
强度试验
严密性试验
检试验标识
成品交付
合格证及质量证件
外观检查
解体或光谱分析

Ø 阀门试压
阀门安装前应逐个对阀门进行液体压力试验和严密性试验。阀体试验压力为公称压力的1.5倍，稳压5min，无泄露为合格；具有上密封结构的阀门，应逐个对上密封进行试验，试验压力为公称压力的1.1倍，试验时应关闭上密封面，并松开填料压盖，停压4min，无泄露为合格。检验、试验合格的阀门，应作出标识，并填写阀门检验、试验记录。阀门液压试验和上密封试验应以洁净水为介质。不锈钢阀门液体压力试验时水中的氯离子含量不得超过100mg/L，试验合格后应立即将水渍清除干净。
安全阀应按设计规定的开启压力进行调试，调压时压力稳定，每台安全阀启闭试验不得少于3次，调试合格后应及时进行铅封，并填写“安全阀调试记录”，合金钢阀门的阀体应逐件进行光谱分析。
阀门试压由有阀门检试验实践经验的管理人员、技术人员和检试验人员组成，并建立健全管理规章制度和办法。
阀门试压站设有原料存放区、试压区、试压成品（合格区）区和不合格区。
Ø 检试验要求
1) 合格证及质量证明书。
阀门必须具有出厂合格证和制造厂的铭牌，铭牌上标明公称压力、公称直径、工作温度和工作介质。
高压阀门、合金钢阀门及特殊阀门有产品质量证明书。
进口的阀门要出具商检报告。
对剧毒、易燃、可燃介质管道使用的铸钢阀门，应有制造厂的无损探伤合格证明书。
2) 外观检查
阀体上应有公称压力、公称通径、介质流向等标志；
阀门的手柄或手轮应操作灵活轻便，无卡涩现象；
阀门内无积水、锈蚀、脏污、油漆脱落和损伤等缺陷，阀门两端应有防护盖保护，外观检验应符合要求。
3) 尺寸检查
阀门的结构长度、通径、法兰螺纹等应符合规定，同型号、同规格抽查10%且不小于1个。
4) 材质检查
合金钢阀门的阀体应逐件进行快速光谱分析，复查材质并做出标记。
按设计文件“阀门规格书”中对阀门的阀体和密封面，以及有特殊要求的高温、高压、耐腐蚀、耐低温的垫片填料的材质进行检查，每批至少抽查一件。
5) 解体检查
密封性试验不合格的阀门，必须解体检查，组装后重新试验。
6) 阀门保护
试验合格的阀门及时清理阀体内部积液，并及时进行保护，外露的阀杆部分涂油脂，阀门密封面及关闭件涂防锈油，阀门的法兰密封面、阀门内腔及螺栓等部分防锈油；阀门进出口及时封堵，以免污染。
4.3.5 弹簧支吊架检验
裂解炉的进出口管道，高、中压蒸汽等管道设置有弹簧支吊架，弹簧支吊架的正确应用非常重要。
Ø 检查弹簧支、吊架的规格、型式、荷载等标识数据是否符合设计规定。
Ø 弹簧支、吊架按产品说明书要求作“全压缩变形试验和工作载荷压缩试验”。
Ø 检查弹簧支吊架上是否附有弹簧的拉伸、压缩标尺，其标尺注明载荷与位移的对应关系。
Ø 检查弹簧支吊架的固定销是否在设计位置上，固定销是否松动，否则进行调整。
Ø 检查弹簧两支承面与弹簧轴线是否垂直，其偏差不得超过自由高度的2%。在自由状态下，检查弹簧各圈间距是否均匀，其偏差不得超过平均节距的10%。
4.3.6 其它管道组成件检验
Ø 对其它管道组成件的产品质量证明文件，应进行核对，且下列项目应符合产品标准的要求：
1) 化学成分和力学性能；
2) 合金钢锻件的金相分析结果；
3) 热处理结果及焊缝无损检测报告。
Ø 管件外表面应有制造厂代号（商标）、规格、材料牌号和批号等标识，并与质量证明文件相符，否则不得使用。
Ø 管件的表面不得有裂纹，外观应光滑，无氧化皮，表面的其它缺陷不得超过产品标准规定的允许深度，坡口、螺纹加工精度应符合产品标准的要求。焊接管件的焊缝应成行良好，与母材圆滑过渡，不得有裂纹、未熔合、未焊透、咬边等缺陷。
Ø SHA类管道的关键应按SH3501的规定进行无损检测
Ø 法兰密封面、金属环垫、缠绕式垫片不得有径向划痕、松散、翘曲等现象，其表面不得有影响密封性能的划痕、空隙、凸凹不平及锈斑等缺陷。
Ø 其它合金钢管道组成件每批应抽检5%（且不少于一件）进行快速光谱分析。
4.3.7 焊接材料检验
Ø 焊条的验收应符合下列要求：
1) 有焊条说明书或质量证明书；
2) 包装完整，无破损或受潮现象；
3) 标志齐全：
每箱应有焊条型号、牌号、直径与长度、净重或根数、制造厂标记等；
每包应有焊条型号、牌号、直径与长度、生产批号、检验号及日期、适用电流极性、允许的最大及最小焊接电流、烘干要求、制造厂名；
每根焊条的夹持端应有焊条型号或标记。
Ø 氧乙炔焊和惰性气体保护焊所用的冷拉钢丝，应按《焊接用钢丝》GB1300的规定验收并符合下列要求：
1) 包装物不得有破损；
2) 每盘（捆）附有标牌，每批应有质量证明书；
3) 钢丝表面不得有锈蚀或油污；
4) 当设计有特殊要求时，每批钢丝应按盘数任选3％，且不少于二盘，进行化学成分检验，其指标应符合GB1300《焊接用钢丝》的规定。
Ø 供手工钨极氩弧焊用的氩气纯度应在99.9％以上。
Ø 氧乙炔焊和氧乙炔割应使用一级氧气，其纯度应不低于99.2％；乙炔气的质量应符合有关现行标准的规定。
4.3.8 材料现场管理
不同材质的管材、管件验收合格后，分门别类地摆放，并用料签、料牌或书写方式作堆放分类标识。标识分别表明物资的名称、型号、规格、材质及检验和试验状态。料签、料牌的颜色作如下规定：
Ø 合格品用白色；
Ø 待检或待处理品用黄色；
Ø 报废品用红色。
4.4 管道加工、预制
根据现场情况设置管道预制场，配备精良的施工机具，尽量加大预制深度，力争达到40%以上。
4.4.1 管子切割、开坡口和螺纹加工
Ø 管子切割、坡口加工
管子切断前移植原有标记，以保证正确识别管子的材质。
管子切断前，用石笔和专用圈带在管子上圈好位置，再切割。
管子切割时，公称直径DN≤80的碳钢管和合金钢管宜用无齿据切割，公称直径DN＞80的碳钢管和合金钢管宜用氧乙炔火焰切割；公称直径DN≤80的不锈钢管宜用无齿锯切割，公称直径DN＞80的不锈钢管宜用等离子切割。
碳钢管和合金钢管的坡口用坡口机加工，当条件不允许时亦可用氧乙炔焰加工；不锈钢管的坡口加工宜用等离子加工。
管子切割和坡口加工后,必须用磨光机将切割表面的热影响区除去，且切口表面应无裂纹、毛刺、凸凹、缩口、溶渣、氧化物、铁屑等，并保证尺寸正确和表面平整。
管子切口端面倾斜偏差不大于管子外径的1%，且不得超过2mm；坡口斜面及钝边端面不平度不大于0.5mm，坡口尺寸和角度的形式和尺寸见管道预制。
4.4.2 管道预制
管道的预制在预制场的平台上进行预制。
预制的管段组对前要进一步核实各管段的尺寸、方向，下料后要用记号笔在管段两端标注与管段图相一致的焊缝编号，并严格按管段图所标焊缝编号进行组对。因现场需要而发生焊缝增加时，在管段图上相应位置标注焊缝编号，焊缝编号为前一个焊缝号加上“－1”、“－2”等；如没有此焊道，可直接从图中划掉此焊道号。
管道预制时严格按照管段图预制，做好管线五号和日期标识，管段组对焊接后，管工要在焊缝一侧用记号笔标注焊工号、焊缝编号、管线号以及日期。探伤人员对相应的焊缝探伤后，将探伤号标注在焊缝相应区域。技术人员每天要将焊工号、探伤号、热处理编号移植到相应的管段图上，已预制和安装的管线分别用彩笔涂在管段图上。管线焊口号标识如下：

焊工号
焊缝编号
热处理编号
管线号
探 伤 号
日 期
Ø 管道组对
管道组对时的坡口形式和尺寸如下图所示:
序号
厚度T
（mm）
坡口
名称
坡 口 形 式
坡 口 尺 寸
间隙c
(mm)
钝边p
(mm)
坡口角度
α (°)
1
1～3
Ⅰ型坡口

T

C
0～1.5

2
3~9
Ⅴ型坡口
α
p
c
T

0~2
0~2
65~75
9~24
0~3
0~3
55~65
管道组对时，对坡口及其内外表面用角向磨光机清理油、漆、锈、毛刺等污物，清理的范围大于或等于10mm。
Ø 管道组对时的错边量
管道对接焊口的组对内壁要齐平，错边量SHA级管道不能超过管道壁厚的10%，且不大于0.5mm；SHB和SHC级不能超过管道壁厚的10%，且不大于1mm；无毒、非可燃介质管道对接焊口内壁错边量不超过壁厚的10%，且不大于2mm。
壁厚不同的管道组成件组对，当壁厚差大于下列数值时，按下图要求加工：
1) SHA类管道的内壁差0.5mm或2mm；
2) SHB和SHC级管道的内壁差1mm或外壁差2mm。
Ø 自由管段和封闭管段的加工尺寸允许偏差应符合下表规定：
项目
允许偏差
自由管段
封闭管段
长度
±10
±1.5
法兰面与管子DN＜100
0.5
0.5
中心垂直度
100≤DN≤300
1.0
1.0
DN＞300
2.0
2.0
法兰螺栓孔对称水平度
±1.6
±1.6
管子对口时，在距接口中心200mm处测量平整度，当管子公称直径小于100mm时，允许偏差为1mm；当管子公称直径大于或等于100mm时，允许偏差为2mm。全场允许偏差均为10mm。
管道对口平直度见下图：
200
钢板尺

偏差值

当采用承插焊时，承口和插口的轴向不留间隙。其余承插焊管子和管件之间间隙为1-1.5mm。
预制好的管段要分区存放，不锈钢管段不得与碳钢及地面直接接触。
Ø 管道组对时的定位焊
1) 定位焊的焊接工艺同正式焊接工艺相同；
2) 定位焊焊点应均匀分布，每个焊口焊接2～3个点；正式焊接时，起焊点应在两定位焊点之间；
3) 定位焊的长度为10～15mm，厚为2～4mm，且不超过壁厚的2／3；
4) 为确保底层焊道成形良好，减少应力集中，定位焊缝的两端为缓坡状，否则应进行打磨修整。
Ø 管道预制的焊接要求见管道焊接。
Ø 预制完待安装的管道必须将管内的焊渣、沙土、铁屑及其它杂物清除干净，并用管帽或塑料布包封管端。
Ø 在预制阶段完成管道上的开孔采用开孔器开孔，开孔后及时清理管内铁渣；若确实须在安装时进行管道开孔，开孔后管道内的铁渣用面团粘干净，如果是手不能伸入的小孔则用长夹子夹住面团粘干净。
4.4.3 管道支吊架预制
Ø 管道支吊架在管道安装前根据设计需用量集中加工、提前预制。
Ø 管道支吊架的形式、加工尺寸符合设计要求。
Ø 钢板、型钢采用机械切割，切割后清除毛刺。切口剪切线与号料线偏差不大于2mm；断口处表面无裂纹，缺棱不大于1mm；型钢端面剪切斜度不大于2mm。
Ø 采用手工、半自动切割时，应清除熔渣和飞溅物，其切割质量应符合下列要求：
1) 手工切割的切割线与号料线的偏差不大于2mm，半自动切割不大于1.5mm；
2) 切口端面不垂直度不大于工件厚度的10％，且不大于2mm。
Ø 管道支吊架的螺栓孔采用机械加工，不得使用氧乙炔焰割孔。孔的加工偏差不得超过其自由公差。
Ø 管道支吊架的卡环（或U型卡）用扁钢弯制而成，圆弧部分应光滑、均匀，尺寸应与管子外径相符。
Ø 支架底板及支吊架弹簧盒的工作面应平滑光洁。
Ø 支吊架应按设计要求制作，其组装尺寸偏差不得大于3mm。
Ø 管道支吊架焊接后应进行外观检查，不得有漏焊、欠焊、裂纹、烧穿、咬边等缺陷，焊缝附近的飞溅物应予清理。
Ø 管道支吊架的角焊缝应焊肉饱满，过度圆滑，焊脚高度应不低于薄件厚度的1.5倍。焊接变形必须予以矫正。
Ø 制作合格的管道支吊架，涂防锈漆，并标识后妥善保管。对合金钢管道支吊架作相应的材质标记，并单独存放。
4.5 管道焊接
本系统工艺管道的焊接质量是确保装置安全投产的关键，必须制定严格科学的焊接技术方案，严格按有关焊接技术规范、焊接工艺标准进行施工。本系统工艺管道公称直径DN≤50mm的管道采用氩弧焊打底、盖面，公称直径DN＞50mm的管道采用氩弧焊打底、手工电弧焊盖面的焊接方法。
4.5.1 焊接施工程序

返工
不合格
审查图样及设计文件
焊接工艺评定
编制焊接施工方案

现 场 施 焊
焊
接
设
备
条
件
焊
接
环
境
条
件
焊工管理
焊工岗前培训
焊工岗前考试
签发上岗证
记 录
回 收
材料检验与管理
入库储存
进厂复验
焊条烘烤
发放使用
焊缝外观检验
焊缝无损检测
焊前预热
坡口加工与组对
焊后热处理
硬度试验
返工
不合格
焊接资料整理

4.5.2 焊接方法选择
所有的工艺管道的对接焊缝均采用氩弧焊打底，手工电弧焊填充、盖面；角焊缝采用手工电弧焊打底、填充、盖面。
4.5.3 焊接材料选用表：
母材
焊 接 材 料
焊 丝
焊 条
备 注
20#
H08Mn2SiA
J427

CF8C+F321H
TGF347
A137

20Cr33NiNb+incoloy800H
ERNiCr-1
/

TP321H+WP321H
TGF347
A137

TP321H
TGF347
A137

P11
H13CrMoA
R307

P11+TP321H
H1Cr24Ni13
A407

HK40+TP321H
ERNiCr-3
A407

A106Gr.B
H08Mn2SiA
J427

P11+A106Gr.B
H13CrMoA
J427

A106Gr.B+20MnMoNbIV
H08Mn2SiA
J427

A106Gr.B+20IV
H08Mn2SiA
J427

P22+F22
TIG-R40
R407

P22+WP22
TIG-R40
R407

TP321H+F11
H1Cr24Ni13
A407

P11+WP11
H13CrMoA
R307

P11+A335P1
H08CrMo
R107

A335P1+A335P1
H08CrMo
R107

WP22+F22
TIG-R40
R407

4.5.4 焊接工艺评定
施焊前应完成焊接工艺评定及焊接工艺指导书的编制。
4.5.5 焊接工艺要求
Ø 焊接坡口准备、组对见管道预制。
Ø 在焊接根部焊道前，对定位焊缝进行检查，当发现缺陷时处理后方可施焊。
Ø 一般焊接要求
1) 严禁在坡口之外的母材表面引弧和试验电流，并防止电弧擦伤母材。
2) 多层焊每层焊完后立即对层间进行清理，并进行外观检查，发现缺陷消除后方可进行下一层的焊接。
3) 每条焊缝应一次连续焊完，当因故中断焊接时，应根据工艺要求采取保温缓冷或后热等防止产生裂纹的措施，再次焊接前须检查焊层表面，确认无裂纹后，方可按工艺要求继续施焊。
4) 奥氏体不锈钢、耐热耐蚀合金钢焊接时须在焊接作业指导书规定的范围内，在保证焊透和熔合良好的条件下，采用小电流，短电弧，快速焊和多层焊工艺，并控制层间温度。
5) 采用氩弧焊打底的焊缝焊后及时进行填充焊，合金钢、不锈钢焊缝施焊时内侧充氩气保护。
6) 焊前预热采用电加热法或氧乙炔火焰加热法，在加热过程中用测温笔随时测量加热温度，防止过热，并作记录。
7) 封底焊时，采用袖珍手电从坡口间隙检查内侧焊缝的成形质量，发现缺陷及时处理。
8) 焊缝焊完后立即去除渣皮、飞溅物、清理干净焊缝表面，然后进行焊缝外观检查。焊缝表面应光滑且与母材圆滑过渡，不允许有裂纹、气孔、咬边等缺陷。
9) 管道焊缝位置应符合下列要求：
a) 管道焊缝的中心与弯管起弯点的距离不应小于管子外径，且不小于100mm。
b) 焊缝与支、吊架边缘的净距离不应小于50mm。需要热处理的焊缝距支吊架边缘的净距离不应大于焊缝宽度的5倍，且不小于100mm。
c) 管道两相邻焊缝中心的间距，应控制在下列范围内：直管段两环缝间距不小于100mm，且不小于管子外径；除定型管件外，其他任意两焊缝间的间距不小于50mm。
4.5.6 预热和热处理
Ø 管道组成件焊前预热：
根据SH3501-2001《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》的规定：
材质为15CrMo，δ≥12mm焊前需预热，预热温度为150～200℃；材质为A335P22、WP22、F22（材质均相当于21/4Cr1Mo），δ≥6mm焊前需预热，预热温度为200～300℃。
Ø 预热要求：
预热方法采用电加热或火焰加热，预热在坡口中心两侧均匀进行，加热过程中防止局部过热；加热区以外200mm范围内应予以保温。
预热范围应为坡口中心两侧各不小于5倍壁厚，且不小于100mm。
4.5.7焊后热处理
Ø 管道焊接接头的焊后热处理：
根据SH3501-2001《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》的规定：
材质为15CrMo，δ≥6mm焊后需热处理，热处理温度为700～750℃；材质为A335P22、WP22、F22（材质均相当于21/4Cr1Mo），δ≥6mm焊后需热处理，热处理温度为700～750℃。
Ø 热处理方法：
本装置对于管道热处理选用电加热带加热的方法，采用电脑控制热处理设备进行。
Ø 热处理过程：
电脑设定热处理工艺参数→焊缝上缠绕电加热带→插入热电偶→保温毡保温→开机→自动输出热处理曲线
Ø 热处理加热范围：
以焊缝中心为基准，每侧在焊缝宽度的3倍以上，且不小于25mm。加热区以外的200mm范围内应予以保温。管道两侧应封闭。
Ø 焊后热处理要求:
管道焊接接头的热处理，应在焊后及时进行。易产生延迟裂纹的焊接接头，焊接时要严格保持层间温度，焊后应及时均匀加热至300～350℃保温缓冷，并及时进行热处理。
热处理的加热速度、恒温时间及缓冷速度，应符合下列要求：
1) 加热速度：当温度升至300℃后，加热速率应按5125/d℃/h计算，且不大于220℃/ h；
2) 恒温时间：合金钢的恒温时间为每毫米壁厚3min，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：恒温后的冷却速率应按6500/d℃/h计算，且不大于260℃/h，冷却300℃后可自然冷却。
时间min
700－750
300
温度℃
热处理曲线图
Ø 热处理曲线：

Ø 热处理的质量检验：
焊接接头的热处理质量用硬度测定法按下列规定进行检查：
·
·
·
焊缝
母材
热影响区
焊缝热处理后在其外表面的母材A、热影响区B、焊缝C三处按下图规定检查硬度。

硬度测点位置图
测得的硬度值须符合设计文件规定，当设计文件无明确规定时，合金钢不大于母材HB 加100 且HB≤270。
硬度值超过规定应重新热处理并做100%硬度测定，同时完成施工记录。
4.5.8 焊接要点
Ø 不锈钢管线的焊接
本装置设计采用的奥氏体不锈钢，焊接时存在焊接热裂纹、δ相脆变，铁素体含量控制等问题。焊接时采用以下措施：
1) 采用V型坡口，为减小焊接变形坡口角度和对口间隙适当减小。
2) 手工电弧焊填充及盖面时，应在坡口两侧各不小于100mm范围内的母材上涂以白垩粉，以防止焊接飞溅损伤母材。
3) 打底时从两定位焊缝中间起焊，背面通氩保护，采用小摆动操作，确保两侧熔合良好，背面成型高度保证在0-0.5mm。
4) 焊接工艺采用小线能量，快速焊，填充及盖面焊道采用多层多道焊，小摆动或不摆动操作，层间清理要彻底，各层道之间接头应相互错开。
5) 焊接过程中严格控制层间温度不超过150℃，必要时用水冷的方法控制层间温度。
6) 焊接收弧时要慢，弧坑要填满，防止弧坑裂纹；
7) 焊接完毕后要及时清理焊道表面，并在焊口附近用记号笔写上管道号、焊缝号、焊工号以及日期。
Ø Cr-Mo耐热钢焊接
本装置选用的Cr-Mo耐热钢材质为P11、P22、WP22、F22，铬钼钢属低合金耐热钢、焊接接头过热区容易产生热裂纹，具有明显的回火脆性，对其坡口必须采用机械加工并进行PT检查。焊接前后的预热和热处理必须严格按焊接工艺要求，其施焊程序见下图。
奥氏体不锈钢焊接后要及时进行酸洗钝化处理。
钼钢的焊接与热处理施工程序图

坡口PT检测
预 热
定 位 焊
充 氩
预 热
焊 接
交付安装或交付试压
Y
Y
N
N
Y
焊后保温缓冷
RT
24小时后
热 处 理
硬度检测
UT
MT
N

1) 坡口加工采用机械方法，现场的固定焊口无法机械加工的采用等离子切割。
2) 严格控制焊前预热及层间温度：对焊缝及坡口两侧各100mm左右范围内进行预热，层间温度不低于预热温度。
3) 采用多层多道的焊接方法
4) 焊接时，当达到预热温度后，立即进行氩弧焊打底的焊接，且一次连续焊完。
5) 一道焊口必须一次焊完，若遇上停电等特殊情况无法施焊时，要及时保护焊缝，使其缓冷，再次施焊时，必须对焊缝重新加热至所要求的预热温度，方可进行施焊。
6) 焊后热处理：
焊后及时进行焊后热处理。当不能及时进行焊后热处理时，焊后立即均匀加热至250-300℃，并进行保温缓冷，其加热范围应与焊后热处理要求相同。
4.5.9 焊接管理
Ø 焊工管理
焊工必须持有由劳动部门颁发的与所焊钢种、位置相匹配并在有效期内的锅炉压力容器焊工合格证，严禁超项目施焊。
施焊前对符合条件的焊工进行实作考核，对考核不合格的焊工，不允许承担其持证项目的工程焊接。
Ø 焊接材料管理
1) 对于进口焊接材料由建设单位组织质检站、我方供应、技术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) 对商检合格后的焊接材料，按照我公司压力管道程序文件的要求进行复验，合格后方可使用。
3) 其他焊接材料由供应部门负责采购、保管、发放。焊接材料必须具有合格质量证明书，出厂期超过一年的焊条应进行焊条焊接工艺性能试验，合格后方可使用。
4) 设置专用焊材库，库内配置干湿温度计、保证空气相对湿度在60％以下。
5) 焊接材料存放在架子上，架子离地面高度不小于300mm，离墙壁距离不小于300mm。
6) 焊材堆放时按种类、牌号、规格、批号、入库时间分类堆放，并做好标识，先入库的先发放使用。
7) 焊材使用前应按说明书进行烘干。
8) 焊材的烘干、发放、回收设专人负责。焊条启封后首先进行外观检查，无脱皮、开裂为合格，确认合格后立即放入烘干箱，按规定程序进行烘干，待温度降至200℃以下后，移入保温箱。
9) 焊工按焊接工作量定量用焊条筒领用焊条。当班所剩焊条和焊条头应退回烘干室，按规定作好标识重新烘干。焊条领出后４小时内退回，可不进行重新烘干。经二次烘干仍未用完的焊条不得用于正式工程。
10) 焊条从入库、出库、烘干、发放至回收，整个过程均作好记录。焊接的过程中应注意焊条的保温，焊条筒接通电源保温，焊接工程师随时检查监督。
Ø 焊接环境要求：
相对湿度＜90%；
风速：手工焊时＜8m/s，氩弧焊时＜2m/s；
无雪、雨天气。
当环境不能满足以上要求时，采取搭设防风挡雨棚等措施后方可进行焊接施工。
Ø 焊接防护措施
辽阳地区风季较长，6-7月份为雨季，焊接前必