焊接工艺管道施工方案.doc

沈阳石蜡化工有限公司裂解石脑油加氢及芳烃抽提

工艺管道焊接施工方案

编制人：
审核人：
批准人：

中化二建集团有限公司沈阳蜡化项目部
二 〇一 一年 十一 月 一 日

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目 录

一． 工程概况及编制说明
二． 编制依据
三． 施工前准备
四． 施工方法及技术要求
五． 管道的切割、坡口加工及焊接
六． 质量、安全保证措施
七． 施工工序质量控制点
八． 施工机具计划
九． 劳动力组织安排计划

一 . 工程概况及编制说明
由我单位施工的沈阳蜡化有限公司裂解石脑油加氢及芳烃抽提项目工艺管道共20573米，其中包括石脑油加氢7392米，芳烃抽提11806米，地管1375米。管道材质包括:0Cr18Ni9、A335-P11、A312-TP321H、20＃、20G等。其工艺管道为中低压管道。为保证工程安全顺利进行，确保工艺管道焊接质量特编制本方案。
本方案重点叙述了工艺管道预制施工方法、质量检验、质保措施。
二 . 编制依据
2.1施工图纸及配管设计说明文件；
2.2《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB50236-2011）；
2.3《工业金属管道工程施工规范》（GB50235-2010）；
2.4《石油化工金属管道工程施工质量验收规范》（GB50517-2010）；
2.5《石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范》（SH3501-2011）；
2.6《石油化工工程铬钼耐热钢管道焊接技术规程》(SH3520-2004)
2.7《石油化工铬镍奥氏体钢.铁镍合金与镍合金管道焊接规程》(SH/T3523-1999)
三 . 施工前准备工作
3.1技术准备
3.1.1 管道施工图纸、管道平面布置图、单管图等技术文件已齐全。
3.1.2施工方案已经有关部门批准并已进行图纸会审，对作业组已进行技术交底与必要的技术培训。
3.1.3焊工要求
对于参加本工程管道焊接的焊工，必须持有效焊工证施工。
3.1.4压力管道安装报审
管道安装前，根据《压力管道安全管理与监察规程》要求，项目经理部汇同业主，向当地质量技术监督局压力管道安全监察部门提交《特种设备(压力管道)安装告知书》，经批准后才可施工。同时，向公司工程管理部门报告《特种设备(压力管道)安装告知书》影印件与各专业责任工程师的资格情况，提请公司任命压力管道质量保证体系人员，并存档备查。
3.2施工现场准备
3.2.1施工现场具备三通一平（路通、水通、电通、场地平整）条件。
3.2.2焊接过程中使用的管道、管件等应准备齐全，能够保证连续施工。
3.2.3管道组成件及管道支承件等已检验合格，及管道连接的机械已找正合格，固定完毕。
3.2.4；各施工机具及计量器具，均应检验合格，计量器具精度等级应能满足要求。
3.2.5现场用电符合安全使用要求。
四 . 施工方法及技术要求
4.1施工方法
4.1.1为提高管道施工管理水平，加快施工进度，管道采取现场集中预制，具备安装条件后再进行安装的方法。施工程序如下：

下料、开坡口
组对、点焊
封闭段管道预制
自由段管段预制
阀门试压
支架预制
除锈、防腐败
材料检验
焊口焊接
检 验
返修
单线图审核
领 料
材料检验
自由段管段安装
组对、焊接、检验
管线检查
防腐保温
竣工验收
管道试验
冲洗、吹扫
封闭段管道安装

4.2. 材料检验
4.2.1管材、管件必须具有出厂合格证或质量检验证明书，其检验项目与技术指标均应符合国家标准或行业标准及有关技术文件的要求。无质量证明书的产品不得使用。
4.2.2材质合格证应包括：钢号、炉批号、规格、化学成份、力学性能供货状态及材料标准号。
4.2.3对于管道组成件与管道支撑件，除规格、材质、型号、质量应符合设计文件的规定外，还须按国家现行标准进行外观检查，不合格者不得使用。
4.2.4对合金钢管道与需要做热处理的氢气管道及组成件应采用光谱分析或其他方法对材质进行复查，并应做标记。
4.2.5若所提供的项目指标不全或对其材质有怀疑时，应予以复验。
4.2.6材料检验与验收按（SH3501-2011）规范相关内容执行。
4.3管子、管件的外观检查
4.3.1表面无裂纹、缩孔、折叠、重皮等缺陷。
4.3.2若表面存在局部锈蚀凹陷时，必须保证最小壁厚，且不小于负偏差。
4.3.3若表面存在不允许缺陷时，应予以消除，缺陷消除后管壁厚不应小于最小壁厚。
4.4焊接材料应符合设计文件与规范规定，且具有出厂合格证或质量检验证明书。
4.5法兰尺寸应符合设计规定标准要求，密封面光洁度要好，并且无径向划痕，法兰不得有重皮、缩孔、裂纹等缺陷。
五 . 管道的切割、坡口加工及焊接
5.1管道切割
5.1.1工艺管道安装工程中的管道材质种类多，材料进场后及时做好管道的标识涂色，按材质分规格分别堆放，管道切断前应移植原有标记，以保证正确识别管子材质，并及时检查标识的移植工作。
5.1.2对于碳钢管道，可采用机械或氧乙炔火焰切割。
5.1.3不锈钢管道的加工应采用机械方法或等离子切割，不锈钢管用砂轮切割或修磨应使用专门的砂轮片，不得及切割碳钢的互用。
5.1.4管道组对前焊接接头内外侧表面采用相应工具清除坡口及其边缘20㎜内的油污、铁锈、砂土、水迹、氧化皮等杂物。
5.2管道焊接
5.2.1焊接材料管理
（1） 焊材库应具备防潮、通风、保暖性能，并设温湿度计实施监控。室内温度应在10～25℃以上，相对湿度不超过60％。
（2） 焊材需分规格、型号及批号分列排放，做出标识；焊材存放必须离地离墙300mm。
（3） 焊材烘烤设专职管理员，焊材管理员对焊接材料的烘烤、保温、发放及回收应作详细记录。
（4） 焊接材料在烘烤及保温时应严格按要求执行；烘烤焊条时应注意防止焊条因骤冷骤热而导致药皮开裂或脱落；不同类型的焊接材料分别烘烤，但烘烤规范相同的不同类型焊接材料如同炉烘烤时，必须间隔且有明显的标记。
（5）　已经烘烤的焊接材料如领出时间超过4小时以上，应再次烘烤；累计烘烤次数不宜超过2次。
（6） 烘烤后的焊接材料应存放在恒温箱内，并按不同型号、牌号、规格分别摆放，并设置明显标记。
（7） 推荐焊接材料的烘烤温度及保温时间见下表2.3.2.6所示：
表2.3.2.6 焊接材料的烘烤温度、保持时间
类 别
牌 号
烘焙温度（℃）
烘焙时间（h）
保温温度（℃）
E4315
J427
350
2
100--150
E5515B2
R307
350
2
100--150
E308-15
A107
200
1
100--150
E347-15
A132
250
1
100--150
（8）焊材的烘干，发放应认真做好记录。
5.2.2焊材的选择应按焊接规范要求进行，为此编制管材材质及应选用焊材对照表指导焊接施工。
焊接材料选用一览表
钢 号
手工电弧焊
氩弧焊
焊条型号
焊条牌号
焊丝牌号
20、20G
E4315
J427
TG50
（ER50-4）
A335-P11(15CrMo)
E5515B2
R307
H13CrMoA
0Cr18Ni9
E308-15
A107
HOCr21Ni10
1Cr18Ni9Ti
E347-15
A132
HOCr21Ni10Ti

5.3 管段组对
（1）管段组对工艺流程如下：
检查管子对口接头尺寸→清扫管道→配管→第一次管道调直→找对口间隙尺寸→对口错口找平→第二次管道找直→点焊。
（2）采用人工组对的方法.
组对时应将坡口表面及坡口边缘内外侧10毫米以上范围内的油漆、污垢、锈及毛刺清除干净。点固焊及固定卡具的焊接，其焊条的选用及工艺措施应及正式焊接一致。
（3）管道对接焊口的组对应做到内壁齐平，内壁错边量不超过壁厚的10％，且不大于2mm。
（4）管子对口时应在距接口中心200 mm处测量平直度(如下图)，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。但全长允许偏差均为10mm。

（5）管道组对坡口型式见下表。
接头名称
坡口型式
壁厚δ(mm）
间隙c（mm）
钝边p（mm）
坡口角度a°
Ⅰ型坡口

1～3
0～1.5

v型坡口

3～9
0～2
0～2
65～75
9～26
0～3
0～3
55～65
不等厚对接
v型坡口

≤8
0±0.5
1.5±0.5
60。±5
＞8
2.5±0.5
1.5±0.5
60。±5
5.4 法兰及管子组焊
5.4.1 平焊法兰：将法兰套入管端，使管口进入法兰密封面以内1.5倍管壁厚度，并在法兰圆周上均匀地分出四点。
5.4.2对焊法兰：采用对焊及管道进行连接，法兰颈及管道中心以同一同心线焊接，螺栓孔要跨中安装。焊接同管道焊接。法兰找正方法与螺孔对位同平焊法兰。
5.4.3 首先在圆周上方点将法兰管子点焊住，然后用90°角尺沿上下方向校正法兰位置，使其密封面垂直于管子中心线，见下图。

5.4.4 再在其下方点焊接二点，用90°角尺沿左右方向校正法兰位置，合格后再焊左右第三、四点。
5.4.5 对于成对法兰点焊，应使其螺栓孔眼间对位准确。
5.4.6 经过两次检查表明点焊合格后，方可进行法兰管子间的焊接，焊完后应将管内外焊缝清扫干净，并不得在法兰密封面上留下任何杂物。
5.5 焊接一般规定
(1)各焊工严格按照“焊接工艺 ”提供的各项参数施焊。
(2)所有参加施焊的焊工必须有《压力容器焊工考试规则》考试合格，且钢材组别，焊接方法与焊接位置及实际工程相一致的焊工资格证，否则不得上岗。
(3) 本工程所有工艺管道：DN≥50mm时用氩电联焊，DN<50mm时用全氩弧焊。
(4)焊件组对时，点固焊及固定卡具焊缝的焊接，选用的焊接材料及工艺措施应及正式焊接要求相同。
(5)采用卡具组对拆除卡具时，不应损伤母材，拆除后应对残留痕迹打磨修整，并认真检查。
(6)采用根部点固焊时，应对焊缝认真检查，如发现缺陷及时处理。
(7)不得在焊件表面引弧与试验电流。
(8)焊接中应注意起弧与收弧处的质量，收弧时应将弧坑填满，多层焊的层间接头应错开。
(9)不锈钢氩电联焊时，内部必须进行充氩保护。
(10)奥氏体不锈钢的焊接层间温度一定要注意，不宜过高，一般应控制在150℃左右。
(11)焊工所用焊条必须放在保温筒内，做到随用随取，不得乱丢乱放。
(12)预热方法宜采用电加热法,无条件时,也可采用火焰加热法，预热应在坡口两侧均匀进行,防止局部过热
(13)预热范围是以对口中心线为基准两侧各不小于三倍壁厚,且不小于50毫米。加热区以外的100毫米范围内应予以保温,以减小温度梯度。
(14)热处理的加热范围以焊缝中心为基准,两侧各不小于焊缝宽度的三倍,且不小于25毫米,加热区以外的100毫米范围应予保温。
(15)测温宜采用热电偶,并用自动记录仪记录热处理曲线。测温点在加热区域内,且不少于两点。
(16)焊接接头的热处理质量应用硬度测定法进行检查。见下表。
(17)焊后热处理完成后,应对热处理焊口的10%做超声波探伤与渗透检验,以无裂纹为合格。
(18)当施焊环境出现下列任一情况，应采取有效保护措施，否则禁止施焊：
①电弧焊时风速大于8m/s，气体保护焊时风速大于2 m/s；
②相对湿度大于90% ；
③下雨、雪天；
④环境温度低于0℃。
5.5.1对抗HIC碳钢的要求：
①屈服强度小于345MPa，碳当量CE＜0.42%，CE=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15,且Ni＜1%；
②管件S≤0.01%(Wt)，P≤0.015%（Wt）；但对锻制管件、法兰S≤0.02%(Wt)，P≤0.03%（Wt）；
③应以正火组织状态供货，焊后应进行消除应力热处理；
④母材焊缝及其热影响区的硬度不超过200HB，且焊缝及热影响区的硬度不超过母材的120%；
⑤管道中如有铁锈、焊渣等杂物时，应及时清理干净。母材与焊缝表面不得有深度大于0.5mm的尖锐缺陷存在。
⑥控制打磨时焊缝温度，预制后及时将管子端部封堵。

5.5.2对A335-P11管道焊接要求
5.5.2.1焊前预热
⑴ 焊前预温度应按设计要求或设计指定的施工验收规范及编制的焊接作业指导书要求进行。
⑵ 要求焊前预热的焊件，其层间温度应不低于预热温度。
⑹ 当采用氩弧焊打底时，焊前预热温度可比规定的温度降低50℃。
⑺ 焊接前要预热到150℃，预热时应保证坡口两侧均匀受热，预热范围应以对口中心为基准，两侧各不小于三倍焊件壁厚，且不小于100mm范围，焊接过程中层间温度要保持在200-250 ℃之间,用测温仪粗略判断试件表面的的温度焊接完成后，用岩棉将焊口包扎，并把管道两头堵住缓冷。
5.5.3． 对不锈钢（1cr18ni9ti）的焊接要求
（1）奥氏体不锈钢的焊接层间温度一定要注意，不宜过高，一般应控制在150℃左右。
（3）不锈钢管道的焊接工艺应严格按照焊接工艺卡的规定执行，采用氩电联焊的焊接方法。
（4）焊接时，管内应充Ar气保护，在保证焊透及熔合良好的条件下，应选用小的焊接工艺参数、采用短电弧与多层多道焊接工艺，层温应控制在150℃以下。具体的焊接工艺参数应根据评定合格的焊接工艺评定来制定。
（5）不锈钢管应使用专用的砂轮切割机、坡口机及砂轮磨光机，不得与切割过其它材质（尤其是碳钢）的砂轮片混用，应采用碳化硅或碳化铝制成的砂轮片。清理药皮与焊道时应使用专用的不锈钢刨锤与不锈钢丝刷。焊接地线必须用不锈钢卡子牢固在管子端头，不得将地线搭在管子上，以免产生电弧擦伤。
5.6焊接质量的检验
5.6.1所有焊缝都要进行外观检查，检查前应将焊缝表面的熔渣、飞溅等清理干净。
5.6.2外观检查应在无损探伤，强度试验之前进行。
5.6.3焊缝金属表面焊缝应均匀，不得有裂纹、气孔、夹渣、熔合性飞溅，焊缝根部不允许有未熔合。
5.6.4对接焊缝的外形尺寸，应符合要求，焊缝及母材应圆滑过渡，焊缝宽度以每侧不超过坡口1～2 mm 为宜。
5.6.5除上述要求外，对于普通材质管道还应符合下表规定
焊缝外形尺寸
焊缝表面缺陷
焊缝成型
焊缝余高（mm）
焊缝每侧增密（mm）
裂纹气孔
夹渣
咬边尺寸
深度（mm）
长度（mm）
及母材圆滑过度
0～3
≤2
不允许
＜0.05
∑L≤10%L

注：表中∑L：焊缝两侧咬边的累积长 L：焊缝总长
5.6.6 不锈钢、合金钢材质管道不允许咬边缺陷。
5.7管段的组合及敞口的封闭
5.7.1 各管段短节预制完成后进行射线拍片，需要表面探伤的进行表面探伤，合格后将焊工号、射线拍片标注在管段图上。
5.7.2 探伤合格后用压缩空气(Ｐ=0.8～1.0Mpa)吹净管内浮尘、浮锈。
5.7.3 依据管段图将相应的阀门及其它法兰连接件在工作台上进行组对。
5.7.4 管段敞口封闭。法兰敞口用标准塑料盲板封口。管道敞口用胶合板及胶带封口保护。
六. 质量、安全保证措施
6.1质量保证体系
项目经理：李兴茂
施工经理:许发明
HSE经理:王纪兰
工程：胡雅铭
质安：张贺旗
供应：武泽军
工艺管道施工队
张立新 马众良 杨爱红 张斌斌
总工程师:温连平

6.2质量保证措施
为保证工程施工质量，质检员应对施工生产进行全过程、全面的质量监督、检查及控制，即包括事前的施工准备工作质量控制，施工过程中的控制，以及各分项工程完成后，对其质量的事后控制严格按公司ISO9000标准质量体系运行。其具体内容包括：
6.2.1.审查材料、半成品与构配件质量证明文件（出厂合格证、质量检验或试验报告等），确保工程质量有可靠的物质基础。
6.2.2.检查、核实及控制施工准备工作质量。
6.2.3.编制反映工序施工质量的动态统计资料或管理图表。
6.2.4.检查有关工序产品的质量证明文件（检验记录及试验报告）、工序交接检查、隐蔽工程检查、分部分项工程质量检查报告等文件、资料，以确保施工过程的质量。
6.2.5.检查有关设计变更、设计修改图纸等，确保设计及施工图纸的质量。
6.2.6.审核有关应用新技术、新工艺、新材料、新结构的技术鉴定书，检查其应用申请报告，确保新技术应用的质量。
6.2.7.审查工程质量缺陷或质量事故的处理，确保质量缺陷或事故处理的质量。
6.2.8.审核及签署现场有关质量技术签证、文件等。
为了保证施工质量得到严格有效的控制，应设置专门的人员从事质量控制工作。应从机构、人员、制度等方面保证现场的质量控制。在现场的施工组织者、管理者、特殊专业、工种的施工人员应具有相应的资质。
施工前针对本装置特点对各专业人员进行技术练兵，加强施工规范学习，凡考试（考核）不合格者，不允许进入现场施工。
严格按设计图纸、规范进行施工。
施工中严格控制各工序的工序质量，建立工序质量复检制。
施工中做好各种实测数据的记录，各种实测数据必须达到设计与规范要求。
做好施工图自审与会审工作，重视图纸会审记录。
做好技术交底工作，各专业工程师必须在施工前向施工人员进行技术交底，内容包括：图纸交底、施工规范、施工难点、拟采取的技术措施、质量安全特点及注意事项等。
由我方采购供应的施工用料，必须按公司质量体系有关文件程序严格执行，未经检验的材料不得使用，检验不合格的材料不允许进入现场，更不允许使用。
6.3 特殊过程质量控制
6.3.1 从事该工程焊接作业人员，均应取得相应的《锅炉压力容器焊工合格证》。
6.3.2施工用焊接设备均由焊工技师逐台检查确认合格后可进入现场转入焊接工作。
6.3.3焊缝无损检测人员均应取得Ⅱ级以上相应检测试资格证，方可从事该项目无损检测工作。
6.3.4 所有焊接材料按规定烘烤合格并由烘烤人员在烘烤记录上签字确认后方可发放。
6.3.5 所有的焊接项目，均应有合格的焊接工艺评定。对第一次焊接的材料，必须组织焊接工艺评定，并编制焊接工艺卡，指导焊接作业。
6.4 安全保证措施
6.4.1 严格遵守并切实贯彻执行公司《安全生产管理制度》、《安全生产奖惩规定》。
6.4.2 在施工现场周边设立安全围护设施与醒目的安全警示标志，保证施工现场周边安全、整洁、通畅，保持现场各种设施、设备设置整齐规范。
6.4.3 专职现场安全管理人员要切实履行职责，做好安全检查及管理工作，建立健全现场安全管理台帐，做到管理工作有案可查、有据可依；另外，对检查中发现的各种不安全隐患，及时报告项目部安全主管，并做好记录与处理工作。
6.4.4 切实实现现场人、机、物的防护措施，严格执行施工各项规定。
6.4.5加强安全作业证管理，根据施工需要与规定办理好相应安全作业证、动火证、动土证、登高证、断电证等，否则不允许施工。
6.4.6 高空作业佩挂好安全带。并挂牢固，身体不适者严禁高空作业。
6.4.7 高空作业所搭设的平台应牢固、平稳、跳板要绑扎牢靠，不得有探头板，并有防护栏杆。
6.4.8经常检查电线与电气设备是否漏电，如有漏电现象应及时更换与修理，电器设备必须全部安装可靠合格的漏电保护器，且接地良好。
6.4.9施工现场防火设备设置应齐全，具体措施要落实，消防器材要根据施工现场实际合理摆放，确保器材处于良好状态。
6.4.10 施工期处于夏季时，应保证施工现场茶水、清凉饮料、防暑降温药品的供应；施工期处于冬季时，要准备好现场的防火、防冻措施。
6.4.11 施工过程中如发生安全事故，不得隐瞒与延时报告，要按规定要求及时向项目部领导报告，项目部安全员应及时检查现场并予备案，同时积极采取措施抢救伤者，并按“四不放过”原则，搞好事故处理工作。
6.5 现场文明施工措施
6.5.1 严禁在指定的作业区域外作业。
6.5.2 施工过程中不损坏其它建筑物或设施，必要时采取合理的保护措施。
6.5.3 每个作业点均要做到工完、料尽、场地清。
6.5.4施工现场实行定置管理，加强对机具、材料及氧气瓶、乙炔瓶摆放的集中管理；加强对电源线布置与运输车辆停放的管理。
6.5.5 设置专门的废材料及施工垃圾收集场所。
6.5.6 严格遵守建设方、公司及有关现场文明施工的管理。
七. 施工工序质量控制点
施工工序质量控制点如下表：
焊接施工工序质量控制点划分一览表
序号
阶段
项 目
类 别
控 制 内 容
1
准 备
阶
段
工艺评定
BR
评定报告审查，复盖面100%
2
焊工资格
BR
合格类别及施焊项目一致
3
设计交底
AR
设计意图，设计特殊要求等
4

安
装
阶
段

焊前坡口组对
BR
核对几何尺寸，焊口清理、定位
5
焊 接
BR
严格执行焊接工艺
6
外观检查
BR
按考规要求
7
无损检测
BR
按《委托书》比例抽检，发报告
8
压力试验及气密试验
AR
检查焊缝泄漏情况
9
交工阶段
交工技术文件
AR
数据准确，资料齐全，签证及时
10

11

备注：
A级—主要控制点， 甲、乙、第三方参加检查
B级—次要控制点， 甲、乙双方参加检查
C级—一般控制点， 乙方检查
R—须有施工记录或检验报告

八. 施工机具计划
序号
名 称
规格型号
单 位
数 量
1
直流焊机
50kw
台
5
2
交直流焊机
50KW
台
5
3
氩弧焊机

台
40
4
焊条烘干箱

台
2
5
焊条恒温箱

个
2
6
砂轮切割机

台
4
7
电子测温仪

个
1
8
吊 车
25t
台
2
9
便携式保温筒

个
50
10
汽 车
8t
辆
1
11
倒 链
5t
台
15
12
磨光机
φ125
台
10
13
磨光机
φ100
台
10
14
钢平台
50㎡
台
1

九. 劳动力组织安排计划
序 号
工 种
人 数
序 号
工 种
人 数
1
队 长
4人
6
起重工
5人
2
技术员
8人
7
其 他
50人
3
质检员
2人

4
管 工
30人

5
焊 工
30人