工艺管道焊接专项方案.doc

中化二建集团有限公司 博大实地5080化肥项目合成氨装置工艺管道焊接专项方案一、编制说明： 内蒙古博大实地5080化肥项目合成氨装置共有工艺管道29000m，焊接工程量约有130000达因。该项目工程量大、工期紧、施工环境差，为了高效、优质的完成工艺管道安装工作，特编此方案。二、编制依据：2.1工业金属管道工程施工规范 GB50235-20102.2工业金属管道工程施工质量验收规范 GB50184-20112.3现场设备、工业管道焊接工程施工规范 GB50236-20112.4石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范SH3501-20112.5石油化工铬钼耐热钢焊接规程 SH3520-20042.6石油化工低温钢焊接规程 SH3525-20042.7焊接材料质量管理规程 JB/T3223-1996三、工程概况： 本装置分CO变换、酸性气体脱除、硫回收、气体精制、联合压缩厂房、冷冻合成、中间管廊七个工号，共有管道29000米，其材质涉及碳钢（Q235、L245、20#、20G）、合金钢（15CrMo、12Cr1MoV、12Cr2Mo）、低温钢（A333 Gr.6、A420 WPL-6、A671 Gr.CC60）、不锈钢（0Cr18Ni9、00Cr19Ni10、0Cr18Ni10Ti、00Cr17Ni14Mo2）。 本工程特点是：1. 管道口径大、管壁厚、焊接工作量大、工期紧。2. 管道材质多，施工工艺复杂，技术要求高。3. 冬季施工，施工环境差。四、施工准备：4.1施工技术准备 1、各工号技术负责人参考本公司焊接工艺评定编制焊接工艺卡。 2、项目部编制焊条选用表，下发至每个施工组。 3、项目部组织施工技术交底。4.2施工人员准备 1、所有进入施工现场的焊工，必须参加由业主组织的焊工考试，考试合格后统一发证，实行持证上岗。无证人员禁止管道焊接作业。 2、焊接质检人员必须具有一定的实践经验和专业水平，并具有质量检查员证书。 3、焊缝无损检测人员必须参加专业技术培训，评片人员必须具有锅炉压力容器检验II级资格证书。 4、热处理人员必须参加专业的技术培训，经考核合格并取得相应的资质证书。4.3焊材准备4.3.1焊材的选用 本工程施工所用的焊材选用主要依据现场设备、工业管道焊接工程施工规范GB50236-2011，并结合焊接工艺评定而选定，其焊材选用表如下： 焊材选用表序号管材焊丝焊条保护气体1Q235TiG-J50J427Ar2L245TiG-J50J427Ar320#TiG-J50J427Ar420GTiG-J50J427Ar515CrMoTiG-R30R307Ar612Cr1MoVTiG-R31R317Ar712Cr2MoTiG-R40R407Ar8A333 Gr.6TiG-J50J507RHAr9A420 WPL-6TiG-J50J507RHAr10A671 Gr.CC60TiG-J50J507RHAr110Cr18Ni9H0Cr21Ni10A102Ar1200Cr19Ni10H00Cr21Ni10A002Ar130Cr18Ni10TiH0Cr20Ni10NbA132Ar1400Cr17Ni14Mo2H00Cr19Ni12Mo2A022Ar 4.3.2焊材的采购 为保证施工质量，施工过程中所使用的焊材由项目部统一采购，各施工队不得私自购买。焊材的申购，由焊接工程师提出申购计划，经项目经理审批后有供应科集中采购。采购是必须签有购货合同，并附有焊材的质量证明书。 4.3.3焊材的验收与入库 焊材入库前，焊材代理商必须给供应科提供质量证明书，供应科依据质量证明书核对焊材的出厂箱号、批号、名称、牌号、规格和数量是否一致，包装是否完好。经验收合格后，方可填写材料入库验收单，办理入库手续。入库后的焊材应分类存放，并标明入库时间、生产厂家、焊材牌号和规格等。 4.3.4焊材的保管 项目部设焊材二级库，由专人负责管理。库内应保持通风良好，并设有温度计、湿度计，室内温度保持在1025，相对湿度不大于60。焊接材料放在货架上，离地面和墙壁的距离不小于300mm。焊接材料堆放时，应按入库时间、种类、牌号、批次、规格分类堆放，每应有明显标识，避免混乱。在保管和搬运焊接材料堆放时，应注意轻拿轻放，不得乱摔乱碰，以避免包装破坏或药皮脱落。4.4管材准备 所有管材到货后，供应科应根据供货合同和出厂时的质量证明书进行验收。钢管、管件、阀门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。所有管材在使用前应进行外观检查，不合格者不得使用。钢管验收时必须具有产品质量证明书，产品质量证明书中应明确标注供方名称（或厂标）、需方名称、发货日期、合同号、标准编号、钢号、炉罐号、批号、交货状态、重量和件数、品种名称、尺寸、级别、标准中所规定的各种试验结果（包括参考性指标）、技术监督部门印记。外径36mm的钢管，其表面应标有标号，包括钢号、产品规格、产品标准和供方印记等，合金钢管还应有炉号、批号。合金钢管道每批抽5%且不少于一根，进行快速光谱分析，若有不合格，应加倍抽检，若仍有不合格，则该批管道组成件不得使用。对钢管进行外观检测时，应符合以下规定：1.表面不得有裂缝、折迭、皱折、离层、发纹及结疤等缺陷；2.无超过壁厚负偏差的锈蚀、麻点、凹坑及机械损伤等缺陷。3.每批管道抽10%且不少于一根，进行外径、壁厚及椭圆度的检测，碳钢无缝钢管尺寸的允许偏差应符合GB/T8163-99输送流体用无缝钢管的规定；不锈钢无缝钢管尺寸的允许偏差应符合GB/T14976-2002输送流体用不锈钢无缝钢管的规定。 所有到货阀门应逐个进行严密试验和壳体强度试验，并做好阀门试验记录。当建设单位有合同要求或制造厂家确保产品质量且提供产品质量及使用保证书时，可不作解体和严密性试验检查。 合金钢螺栓、螺母应逐件进行快速光谱分析。对于设计压力10MPa或设计温度-29管道所用的合金钢螺栓、螺母，每批应抽两件进行硬度检验，若有不合格，应加倍抽检，若仍有不合格，则该批螺栓、螺母不得使用。 4.5焊机的准备 焊接设备启动前，焊工必须检查焊机的指示仪表、电流调节器位置和电源极性，检查焊机参数是否稳定，调节是否灵活，性能是否满足焊接工艺要求。正式焊接前，应在试板上进行焊接规范调试，检查焊机地线与钢管表面接触是否牢固， 4.6施工现场准备 1.施工现场“三通一平” 。 2.施工用照明、水源及电源已齐备。 3.焊接设备应完好无损，各种仪器、仪表应检定合格；且具有良好的动特性、调节特性，焊接工艺参数调节可靠，电流表、电压表指示准确。 4.焊接作业所使用的氩气纯度不得低于99.99%，符合GB4842氩气规定。 5.施工现场搭设防风、防雪棚，并做好冬季施工取暖措施。 6.现场的消防器材、安全设施齐备，并检查合格。五、管道焊接技术要求 5.1焊材的管理 5.1.1焊条的烘焙焊条烘焙由专人负责，严格按焊条烘干工艺要求进行烘焙，并认真做好焊条烘焙记录。 焊条烘焙工艺参数 表5.1序号焊条牌号烘焙温度烘焙时间保温温度1J4273502 h1001502R3073502 h1001503R3173502 h1001504R4073502 h1001505A1022001 h1001506A0021501 h1001507A0221501 h1001508A1322001 h1001509J507RH4002 h100150焊条烘焙时应注意以下几点：1.焊条烘干时，焊条不应整捆堆放，应铺放成层状，每层焊条堆放不能太厚，避免焊条烘干时受热不均和潮气不易排出。2.不同牌号的焊条应分别在不同的烘干箱中进行，以免混料。同牌号不同规格的焊条放入烘干箱内必须分层分开烘干。3.烘干焊条时，禁止将焊条突然放入高温炉内或者突然取出冷却，防止焊条因骤冷骤热而产生药皮开裂脱皮现象。5.1.2焊材的领用与回收 焊材的领用与回收由专人负责，并及时做好焊条发放记录。施工班组根据焊条选用表选定焊条的牌号、规格和数量，提前通知二级库，以便及时烘焙。焊条领用前，焊工应填写焊接材料领料单并由质检员签字确认，方可领取焊条。焊接材料领料单应包含领用焊材的型号、规格、数量及施焊部位。焊条领用后应及时放入保温桶，随焊随取，若发现焊条药皮有脱落、裂纹、偏心等缺陷，不得用于焊接。施焊过程中，一旦发现药皮发红，该段焊条应予以作废，低氢型焊条在领用4小时后未使用，应重新烘干，重复烘干次数不宜超过三次。焊工施焊结束，应将剩余焊条交二级库处理。回收焊条应单独存放，重新烘干并在下次发放时优先发放。 5.2施焊环境 5.2.1焊接作业时对风速的要求如下： A手工电弧焊时，风速8m/s； B氩弧焊接时，风速2m/s。 当风速大于以上要求时，我们应搭设防风棚。防风棚搭设时用DN40mm的架钢管做骨架，用双层彩条布做围挡。全现场欲搭设40个防风棚。管子焊接时，将管子两端用塑料帽堵死，防止管内产生穿堂风，影响焊接质量。 5.2.2焊接作业对环境湿度计温度的要求。 焊接时环境相对湿度应小于90%，环境温度不低于5。对于无预热要求的的钢种，当焊接环境温度低于0或焊件温度低于-18时，应对焊件进行预热，预热范围为坡口中心两侧各不小于壁厚的5倍，且不少于100mm，预热的温度不低于15。除控制好预热、层间温度外，焊后马上用石棉被包裹缓冷，降低焊缝冷却速度，防止冷裂纹的产生。冬季施工时，对现场作业人员提供火炉及暖风机。 5.3焊接方法的选用A.对于公称直径50mm或壁厚3.5mm的管道采用氩弧焊。B.对于公称直径50mm或壁厚3.5mm的管道, 采用钨极氩弧焊打底+手工电弧焊填充、盖面(简称GTAW+SMAW)。C对于公称直径500mm的对接焊缝，宜采用单面焊接双面成形的焊接工艺或在焊缝内侧根部进行封底焊。D循环水、消防水管道采用手工电弧焊。 5.4坡口的加工 管道坡口的加工形式依据气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐破口GB/T985.1-2008来选择。坡口加工时，碳钢管采用氧乙炔火焰来加工，合金钢和不锈钢采用等离子或机械加工。氧乙炔火焰和等离子技工过的坡口，必须用砂轮机将表面的氧化层用砂轮机打磨干净。当管道壁厚大于16mm时，我们采用下图所示的坡口形式。当管道壁厚16mm时，我们采用下图所示的坡口形式。 5.5管道的组对 对接焊缝组对时，内壁应齐平。内壁错边量不宜超过管壁厚度的10，且不应大于2mm。不等厚管道对接组对时，薄管端面应位于厚管端面之内，当内壁错边量超过规定或外壁错边量大于3mm时，应对焊件进行加工，如下图 不等厚对接焊接坡口加工 安放式和插入式支管焊接接头形式如下： 5.6焊接工艺要点 1.同种钢焊接时，应符合下列规定： A焊缝金属的力学性能应高于或等于相应母材标准规定的下限值。 B铬钼耐热低合金钢应选用与母材化学成分相当的焊接材料。焊缝金属的Cr、Mo含量不应低于相应母材标准规定的下限值。 C低温钢应选用与母材的使用温度相适应的焊接材料。含镍低温钢焊缝金属的含镍量应与母材相近或稍高。 D高合金钢宜选用与母材合金系统相同的焊接材料。耐热耐蚀高合金钢可选用镍基焊接材料。 E用生成奥氏体焊缝金属的焊接材料焊接非奥氏体母材时，应考虑母材与焊缝金属膨胀系数不同而产生的应力作用。 2. 异种钢焊接时，应符合下列规定： A当两侧母材均为非奥氏体钢或均为奥氏体钢时，可根据强度级别较低或合金含量较低一侧母材或介于两者之间选用焊接材料。 B当两侧母材之一为奥氏体钢时，应选用25Cr-13Ni型或含镍量更高的焊接材料。当设计温度高于425时，宜选用镍基焊接材料。 3. 定位焊缝应符合下列规定： A定位焊缝应由持相应合格项目的焊工施焊。 B定位焊缝焊接时，应采用与工程正式焊接相同的焊接工艺。 C定位焊缝的长度、厚度和间距的确定，应能保证焊缝在正式焊接过程中不开裂。 D在根部焊道焊接前，应对定位焊缝进行检查，当发现缺陷时，应处理后方可施焊。 E与母材焊接的工卡具其材质宜与母材相同或为同一类别号,其焊接材料宜采用与母材相同或为同一类别号。拆除工卡具时不应损伤母材。拆除后应确认无裂纹并将残留焊疤打磨修整至与母材表面齐平。 4.不得在坡口之外的母材表面引弧和试验电流，并应防止电弧擦伤母材。 5.焊接过程中应保证起弧和收弧处的质量，收弧时应将弧坑填满。多层多道焊接头应错开。 6.除工艺或检验要求需分次焊接外，每条焊缝宜一次连续焊完，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，再次焊接前应检查焊道表面，确认无裂纹后，方可按原工艺要求继续施焊。 7.第一层焊缝和盖面层焊缝不宜采用锤击消除残余应力。 8.对奥氏体不锈钢、双相不锈钢焊缝及其附近表面应按设计规定进行酸洗、钝化处理。9.多层焊时层间温度应等于或稍高于预热温度，且每层的接头处应错开。 10.不锈钢焊件坡口两侧各100范围内，在施焊前应采取防止焊接飞溅物沾污焊件表面的措施（涂白垩粉或其他防粘污剂）。 11.对易产生焊接延迟裂纹的钢材，焊后应立即进行热处理。如不能及时热处理，焊后应立即均匀加热至300350保温缓冷。5.7焊前预热 焊前预热及焊后热处理应根据钢材的焊接淬硬性、焊件厚度、结构刚性、焊接方法、焊接环境及使用条件等因素综合确定。当焊接温度低于0时，所有钢材的焊缝应在始焊处100mm范围内预热至15以上。要求焊前预热的焊件，其道间温度应在规定的预热温度范围内。碳钢和低合金钢的最高预热温度和道间温度不宜大于250，奥氏体不锈钢的道间温度不宜大于150焊前预热的加热范围，应以焊缝中心为基准，每侧不应小于焊件厚度的3倍，且不应小于100mm。焊接过程中，当焊道层间温度低于预热温度时，应再次加热，保证层间温度在预热温度范围内。 焊前预热温度一览表 表5.2序号管材壁厚mm预热温度1Q235、L245、20#、20G2580216Mn2580315CrMo全部150200412Cr1MoV、12Cr2Mo全部200250 5.8焊后热处理 5.8.1热处理工艺参数 表5.3序号管道材质壁厚mm热处理温度恒温时间布氏硬度恒温时间最短恒温时间1碳素钢196006502.4min/mm1 h200215CrMo136507002.4min/mm2 h225312Cr1MoV137207502.4min/mm2 h225412Cr2Mo137207502.4min/mm2 h241 5.8.2热处理的加热速率和冷却速率应符合以下条件： 1. 加热过程中，温度升至300以上时，加热速率应按5125/T （/h ）加热，且不大于205/h； 2. 恒温期间，各测点之间的温度均应在热处理温度范围内，其差值不大于50； 3. 恒温后的冷却速率应按6500/T （/h）进行，且不大于 260/h。冷至300后可自然冷却。 4. 其中T为管道壁厚，单位取mm。六、焊缝的检查与返修 6.1焊前检查A质检人员定时检查的焊条烘焙程序、烘焙记录并签字确认。 B施焊前，焊工依据焊材选用表认真检查所使用的焊材牌号，质检员与技术负责人在施工现场随时抽检。 C焊工持证上岗，质检人员随时检查。 D对施焊环境进行实时监测，必要时采取相应措施。 E焊口组对时，检查焊件的坡口形式、尺寸、组对间隙、错边量等符合相关要求。F焊接前应检查坡口及坡口两侧的清理程度，不得有夹层、裂纹、毛刺及切割熔渣等缺陷。G需焊前预热的焊口，用红外线测温仪检查预热温度是否满足工艺要求。6.2焊接中间检查 A多层焊每层焊完后，应立即对层间进行清理，并应进行外观检查，清除缺陷后，再进行下一层的焊接。 B定位焊缝焊完后，应清除渣皮进行检查，当发现缺陷应立即清除，再进行焊接。 C对道间温度有明确规定的焊缝，应检查其道间温度，必要时采取降温或加热措施。 D对中断焊接的焊缝，继续焊接前应进行清理、检查，对发现的缺陷应进行清除，根据预热要求加热至相应的温度后方可施焊。 E焊接双面焊件时应清理并检查焊缝根部的背面，清除缺陷后方可施焊背面焊缝。 F需后热的焊缝，检查后热温度和后热时间。 G不锈钢管氩弧焊时，检查管道局部充氩情况。 6.3焊后检查 6.3.1焊缝的外观检查应符合下列要求： A焊缝不允许有裂纹、未熔合、气孔、夹渣、飞溅存在。 B设计温度低于-29的管道、不锈钢和抗拉强度下限值等于或大于540MPa 的合金钢管道焊缝表面，不得有咬边现象；其他管道焊缝咬边深度不应大于0.5mm，连续咬边长度不应大于100mm，且焊缝两侧咬边总长不大于该焊缝全长的10%。 C焊缝表面不得有低于母材的局部凹陷，焊缝余高h应符合下述规定： a质量检查等级为1级管道的对接接头，焊缝余高应小于或等于0.1 倍的坡口最大宽度和1的和，且不应大于2mm； b.其余焊接接头，焊缝余高应小于或等于0.2 倍的坡口最大宽度和1的和，且不应大于3mm。 6.3.2焊接接头的表面无损检测应符合以下规定： A. 有再热裂纹倾向的焊接接头应在热处理后进行表面无损检测； B. 表面无损检测应符合国家现行标准JB/T 4730的规定。 6.3.3管道焊接接头的无损检测比例应按下列规定执行： A. 管道焊接接头的无损检测严格按照中国五环科技有限公司提供的检测比例和焊缝质量等级。 B公称直径小于500mm时按焊接接头数量计算，抽查的焊缝受条件限制不能全部进行检测时，经检验人员确认可对该条焊缝按相应检查等级规定的检测比例进行局部检测。 D公称直径大于或等于500mm时应按每个焊接接头焊缝的长度计算，检测长度不小于250mm。 E焊接接头的无损检测比例应按管道编号统计。 6.3.4射线检测的技术等级为AB级，超声检测的技术等级不得低于B级，焊接接头的射线或超声检测执行国家现行标准JB/T 4730的规定。 6.3.5管道的名义厚度小于或等于30mm的对接环焊缝，应采用射线检测，当由于条件限制需改用超声检测时，应征得设计和建设/监理单位的同意；名义厚度大于30mm的对接环焊缝可采用超声检测。 6.3.6当现场进行射线检测时，应按有关规定划定控制区和监督区，设置警告标志。操作人员应按规定进行安全操作防护。6.4焊缝的硬度检测 热处理后的焊缝，对该焊缝及热影响区进行100%的硬度检测，其硬度值均应符合表5.3的要求。 6.5焊缝返修 6.5.1对焊缝无损检测时发现的不允许缺陷，应消除后进行补焊，并应对补焊处采用原规定的方法进行检验，直至合格。 6.5.2对规定进行抽样或局部无损检验的焊缝，当发现不允许缺陷时，并应采用原规定的方法进行扩大检验。 a. 在一个检验批中检测出不合格焊接接头，应在该批中对该焊工焊接的不合格接头数加倍进行检测，加倍检测接头及返修接头评定合格，则应对该批焊接接头予以验收； b若加倍检测的焊接接头中又检测出不合格焊接接头，应对该焊工焊接的该批焊接接头全部检测，并对不合格的焊接接头返修，评定合格后可对该批焊接接头予以验收。 6.5.3焊缝同一部位的返修次数，碳钢管道不得超过3次，其余钢种管道不得超过2次。七、焊接质量保证措施 7.1质量管理目标 单位工程一次验收合格率 100% 单位工程优良率 90%以上 满足合同规定的质量指标 100% 合同履约率 100% 顾客满意率 100% 压力管道焊工持证上岗率 100% 焊接工艺评定覆盖率 100%7.2焊接质量保证体系 总工程师施工经理质量安全科项目经理工程技术科 无损探伤队队长安装五队质检员安装四队质检员安装三队质检员安装二队质检员安装一队质检员 7.3焊接质量保证措施 7.3.1焊工 1.所有从事本工程压力管道焊接的焊工，必须持有技术监督部门颁发的焊工合格证，并参加业主组织的焊接考试，考试合格后由业主颁发本项目内部使用的焊工合格证，施工过程中持此证上岗。 2.所有从事本工程压力管道焊接的焊工，必须参加项目部组织的工艺管道安装技术交底。 3.施工过程中严格执行焊接工艺评定、焊接工艺卡及焊材选用表。 4.当施工环境不能满足施焊要求时，停止焊接作业。 5.随时接受业主、监理和本项目部的检查。 7.3.2质量安全科 1.监督每批焊材入库验收，严禁不合格焊条进入本项目； 2.检查各施工队焊条的烘焙情况，焊条烘焙不合格不得施焊； 3.跟踪各施工队所领焊条的施工部位，避免焊条用错； 4.检查合金钢管道焊前预热及焊后后热情况，不能满足工艺要求时停止焊接作业。 5.检查施现场的焊条保温桶，对不合格保温桶予以报废处理； 6.检查焊工持证上岗，无证施焊者勒令停止焊接工作，并上报质量安全科。 7.做好日常检查记录。 7.3.3工程技术科 1.编制工艺管道施工方案、工艺管道焊接专项方案、冬季施工方案。2.根据本单位的焊接工艺评定编制焊接工艺卡、焊条选用表。3.组织所有施工人员进行相关的技术交底工作。4.组织焊工参加业主组织的焊接考试。5.检查现场焊接作业的每道工序，做好焊接记录。6.配合管道焊接的无损探伤工作。八、HSE管理措施8.1 HSE方针、目标8.1.1 HSE管理方针A以人为本，健康至上，安全第一，预防为主，环保创优，科学管理，良性循环，持续发展。B周密组织，预防为主；措施到位，防控结合。8.1.2 HSE管理目标A健康目标：无疾病流传，无辐射、无有毒有害气体损害人身健康。B安全目标：重大人身伤亡事故为零，重大交通事故为零，重大火灾事故为零，杜绝工亡事故，减少一般事故。C环境目标：最大限度保护生态环境，不发生环境破坏、环境污染和水体污染事故。8.2 HSE管理组织机构及职责8.2.1 HSE管理组织机构 A项目经理为第一安全责任人，安全经理为安全管理的专职负责人，在安全控制上向项目经理负责，领导安全管理部对各个施工环节进行安全控制和监督。B项目经理、安全经理及安全监督人员必须经过相应安全培训及消防培训，并持有专业岗位证书。施工队、作业班组要设兼职安全员，配合项目部安全员工作。C项目部HSE管理体系的管理机构，由项目经理负责依据本项目施工生产组织的自然行政建制进行组建。8.2.2 HSE责任制A项目经理贯彻执行国家、地方政府和集团公司的各项HSE管理政策、法规、规定及公司HSE管理体系文件，负责本项目施工生产的组织管理工作；负责组织本项目HSE与文明施工管理体系的建立、完善工作；主持召开本项目HSE与文明施工管理领导小组会议及管理例会，及时研究解决HSE与文明施工管理工作中存在的各项问题；负责组织开展本项目的HSE与文明施工管理培训和管理活动；负责组织本项目的HSE与文明施工管理内部监督检查，及时进行隐患治理，不断改善施工作业环境条件；组织事故的调查、分析、处理和上报工作。B质量安全科贯彻实施国家、地方政府和集团公司的各项HSE 管理政策、法规、规定及公司HSE 管理体系文件，负责组织开展项目部施工技术系统范围内的HSE 管理工作，对项目经理负责；负责推进技术进步，组织开展HSE 管理技术的开发和推广应用工作；负责本项目部施工组织设计和施工技术方案的审批工作，负责处理施工生产过程中的HSE 管理技术问题；负责一般事故处理技术方案和隐患治理技术方案的审批工作；参加HSE 管理体系的管理评审，负责本项目部施工技术系统范围内的HSE 管理