特种管道焊接方案

一、 工程概况中原油田普光气田气体地面集输工程H2S（1318%）、CO2（810%）的含量非常高，介质条件非常苛刻。设计选用的主要材质为镍合金管道、镍基合金复合材料、耐H2S的碳钢管道和低温钢。由于普光气田地面集输工程所选管材和介质的特殊性，国内尚没有适合的焊接工艺评定的标准、规范，中石化集团公司工程部安排由中国石油化工集团公司施工技术淄博站负责进行普光气田集输工程特种钢焊接工艺评定试验。二、 编制依据ASME 焊接和钎焊的评定SH/T3523 石油化工铬镍奥氏体钢、铁镍合金和镍合金管道焊接规程普光气田主体开发地面集输工程 关于焊接工艺评定有关问题的函的回复中原油田普光气田开发管理项目部三、 焊接工艺评定试验的技术要求焊接工艺评定评定试验的技术要求见表。四、 焊接工艺评定数量计划焊接工艺评定数量计划见表。16表 焊接工艺评定试验的技术要求序号项目焊接位置焊接方法试件规格坡口形式焊接材料1L360 NCS碳钢管道5GGTAWGTAW+SMAWGTAW+GMAW168.310 50822.2114.44.5焊条：牌号：待定 规格：2.5/3.2mm氩弧焊丝：牌号：待定 规格：2.4mm熔化极氩弧焊丝：牌号：待定 规格：0.9/1.2mm2INCOLOY825镍合金管道5GGTAW+SMAW、GTAW、GTAW+GMAW168.320114.314.221.35焊条：型号：ENiCrMo-1 规格：2.5/3.2mm氩弧焊丝：型号：ERNiFeCr-1 规格：2.4mm熔化极氩弧焊丝：型号：ERNiFeCr-1 规格：0.9/1.2mm3(L360CS+INCOLOY825)复合管道5GGTAW 、GTAW+SMAW、GTAW+GMAW219(10+3)焊条：型号：ENiCrMo-1 规格：2.5/3.2mm氩弧焊丝：型号：ERNiFeCr-1、ERNiCrMo-3 规格：2.4mm熔化极氩弧焊丝：型号：ERNiFeCr-1 、ERNiCrMo-3 规格：0.9/1.2mm4(L360CS+INCONEL625)复合管道5GGTAW 、GTAW+SMAW、GTAW+GMAW219(10+3)焊条：型号：ENiCrMo-3 规格：2.5/3.2mm氩弧焊丝：型号：ERNiCrMo-3 规格：2.4mm熔化极氩弧焊丝：型号：ERNiCrMo-3 规格：0.9/1.2mm5A333Gr6管道5GGTAW+SMAW、GTAW、GTAW+GMAW168.323168.311114.34.5焊条：型号：E7018-G 规格：2.5/3.2mm氩弧焊丝：型号：ER70S-G 规格：2.4mm熔化极氩弧焊丝：型号：ER70S-G 规格：0.9/1.2mm续表1：序号项目焊接位置焊接方法试件规格坡口形式焊接材料6A333Gr6+ INCOLOY825异种钢管道5GGTAW+SMAW、GTAW、GTAW+GMAW168.320114.314.2（INCOLOY825）168.323114.317.5（A333Gr6）焊条：型号：ENiCrMo-3 规格：2.5/3.2mm氩弧焊丝：型号：ERNiCrMo-3 规格：2.4mm熔化极氩弧焊丝：型号：ERNiCrMo-3 规格：0.9/1.2mm7L360 NCS +A333Gr6异种钢管道5GGTAW+SMAW、GTAW、GTAW+GMAW168.310（L360 NCS） 168.311（A333Gr6）焊条：牌号：待定 规格：2.5/3.2mm氩弧焊丝：牌号：待定 规格：2.4mm熔化极氩弧焊丝：牌号：待定 规格：0.9/1.2mm（备注：只能保证壁厚在16mm以内的异种钢焊接需要，壁厚在16mm以上的异种钢没有管径适合的管道，无法进行试验）8L360 NCS+ INCOLOY825异种钢管道5GGTAW+SMAW、GTAW、GTAW+GMAW168.320（INCOLOY825） 168.310（L360 NCS）焊条：型号：ENiCrMo-3 规格：2.5/3.2mm氩弧焊丝：型号：ERNiCrMo-3 规格：2.4mm熔化极氩弧焊丝：型号：ERNiCrMo-3 规格：0.9/1.2mm（备注：只能保证壁厚在16mm以内的异种钢焊接需要，壁厚在16mm以上的异种钢没有管径适合的管道，无法进行试验）续表1：序号项目焊接位置焊接方法试件规格坡口形式焊接材料9L360 NCS+ (L360CS+INCOLOY825)异种钢管道5GGTAW+SMAW、GTAW、GTAW+GMAW219.1(10+3)（L360CS+INCOLOY825复合管） 219.112.5（L360 NCS）焊条：型号：ENiCrMo-3 规格：2.5/3.2mm氩弧焊丝：型号：ERNiCrMo-3 规格：2.4mm熔化极氩弧焊丝：型号：ERNiCrMo-3 规格：0.9/1.2mm10L360 NCS+ (L360CS+INCOLOY625)异种钢管道5GGTAW+SMAW、GTAW、GTAW+GMAW219.1(10+3)（L360CS+INCOLOY625复合管） 219.112.5（L360 NCS）焊条：型号：ENiCrMo-3 规格：2.5/3.2mm氩弧焊丝：型号：ERNiCrMo-3 规格：2.4mm熔化极氩弧焊丝：型号：ERNiCrMo-3 规格：0.9/1.2mm11L360NCS堆焊 INCOLOY6255GSMAW、GTAW、GMAW219.112.5焊条：型号：ENiCrMo-3 规格：2.5/3.2mm氩弧焊丝：型号：ERNiCrMo-3 规格：2.4mm熔化极氩弧焊丝：型号：ERNiCrMo-3 规格：0.9/1.2mm表 焊接工艺评定数量计划序号项目试件组数试件数量备注焊接试验焊评1L360 NCS碳钢管道918168.310 20018=3600mm50822.2 20018=3600mm114.44.520018=3600mm每种焊接方法三种规格管道各预备两组焊接工艺评定使用试件，三种规格共预备18组试件，其中9组试件进行焊接工艺评定的焊接2INCOLOY825镍合金管道714168.320 20018=3600mm114.314.2 20018=3600mm21.352006=1200mm1、每种焊接方法三种规格管道各预备两组焊接工艺评定使用试件，三种规格共预备14组试件，其中7组试件进行焊接工艺评定的焊接2、21.35只进行GTAW一种方法的焊接，如果现场没有对接焊缝的焊接，此管径管道的焊接试验可以取消3(L360CS+INCOLOY825)复合管道96219(10+3) 20030=6000mm每种焊接方法预备两组焊接工艺评定使用试件，共预备6组试件，其中3组试件进行焊接工艺评定的焊接4(L360CS+INCONEL625)复合管道96219(10+3) 20030=6000mm每种焊接方法预备两组焊接工艺评定使用试件，共预备6组试件，其中3组试件进行焊接工艺评定的焊接5A333Gr6管道918168.323 20018=3600mm168.311 20018=3600mm114.34.5 20018=3600mm每种焊接方法三种规格管道各预备两组焊接工艺评定使用试件，三种规格共预备18组试件，其中9组试件进行焊接工艺评定的焊接续表2：序号项目试验组数试验数量备注焊接试验焊评6A333Gr6+ INCOLOY825异种钢管道912168.320（INCOLOY825）2009=1800mm114.314.2（INCOLOY825）20012=2400mm168.323（A333Gr6）2009=1800mm114.317.5（A333Gr6）20012=2400mm每种焊接方法两种规格管道各预备两组焊接工艺评定使用试件，两种规格共预备12组试件，其中6组试件进行焊接工艺评定的焊接7L360 NCS +A333Gr6异种钢管道96168.310（L360 NCS） 20015=3000mm168.311（A333Gr6） 20015=3000mm每种焊接方法预备两组焊接工艺评定使用试件，共预备6组试件，其中3组试件进行焊接工艺评定的焊接8L360 NCS+ INCOLOY825异种钢管道96168.320（INCOLOY825） 20015=3000mm168.310（L360 NCS） 20015=3000mm每种焊接方法预备两组焊接工艺评定使用试件，共预备6组试件，其中3组试件进行焊接工艺评定的焊接9L360 NCS+ (L360CS+INCOLOY825)异种钢管道96219.1(10+3)（L360CS+INCOLOY825复合管）20015=3000mm219.112.5（L360 NCS） 20015=3000mm每种焊接方法预备两组焊接工艺评定使用试件，共预备6组试件，其中3组试件进行焊接工艺评定的焊接续表2：序号项目试验组数试验数量备注焊接试验焊评10L360 NCS+ (L360CS+INCOLOY625)异种钢管道961219.1(10+3)（L360CS+INCOLOY625复合管）20015=3000mm219.112.5（L360 NCS） 20015=3000mm每种焊接方法预备两组焊接工艺评定使用试件，共预备6组试件，其中3组试件进行焊接工艺评定的焊接11L360NCS堆焊 INCOLOY62566219.112.5 30012=3600mm每种焊接方法预备两组焊接工艺评定使用试件，三种焊接方法预备6组试件，其中3组试件进行焊接工艺评定的焊接五、 焊接试件性能试验计划根据胜利设计院设计的要求，所有焊接试件需要进行的试验内容包括焊接工艺评定试验和焊接工艺评定补充试验。焊接工艺评定试验的试样类型及数量见表3. 焊接工艺评定补充试验的类型和数量见表4.表3 焊接工艺评定试验的试样类型及数量管外径（mm）试样数量拉伸刻槽锤断背弯面弯侧弯总数壁厚12.7mm60.302200460.3114.3022004114.3323.9222208323.94444016壁厚12.7mm114.3020024114.3323.9220048323.94400816注： 对外径小于60.3mm的管子焊接两个以上试验焊缝，取一个刻槽锤断试样及一个背弯试样；对外径等于或小于33.4mm的管子，应做一个全截面试样的拉伸试验。表 焊接工艺评定补充试验的类型和数量试 样 数 量化学成分硬度试验冲击试验金相试验应力腐蚀开裂试验氢致裂纹试验1组1个6块1个1组1组注：化学分析可从焊缝任意位置取样，金相、硬度可取同一个试样，壁厚小于6mm的试件可以免做冲击试验 。六、 人员、材料及机具实施计划1. 人员计划序号姓名职务/职称单位备注1吴忠宪总工中国石油化工集团公司施工技术淄博站2张桂红高工中国石油化工集团公司施工技术淄博站3陈茂斌技术处副处长中国石化集团第十建设公司4魏家斌焊接工程师中国石化集团第十建设公司5张延斌焊接高级技师中国石化集团第十建设公司6唐元生焊接高级技师中国石化集团第十建设公司7胜利设计院8胜利设计院9普光气田项目部10普光气田项目部11科研单位12科研单位2. 材料使用计划根据拟定计划的试验数量，焊接试验主要需要管材和焊材见表5：表5 试验用管材和焊材序号材料名称牌号（型号）规格使用数量备注1碳钢管道L360 NCS168109.6米2碳钢管道L360 NCS50822.23.6米3碳钢管道L360 NCS219.112.59.6米4碳钢管道L360 NCS114.44.53.65复合管道(L360CS+INCONEL625)219(10+3)9米6复合管道(L360CS+INCOLOY825)219(10+3)9米按照附件1提供的坡口形式加工坡口，一共需要45段,单根长度200mm， 7镍合金管道INCOLOY825168.3208.4米8镍合金管道INCOLOY825114.314.26米9镍合金管道INCOLOY82521.351.210低温钢管A333Gr6168.3116.6米11低温钢管A333Gr6168.3235.4米12低温钢管A333Gr6114.317.52.4米13低温钢管A333Gr6114.34.5 3.614碳钢焊条牌号待定2.5/3.280公斤L360NCS管道和L360NCS +A333Gr6异种钢管道使用15碳钢氩弧焊丝牌号待定2.440公斤L360NCS管道和L360NCS +A333Gr6异种钢管道使用16碳钢熔化极氩弧焊丝牌号待定0.9/1.280公斤L360NCS管道和L360NCS +A333Gr6异种钢管道GMAW使用17镍合金焊条ENiCrMo-12.5/3.280公斤INCOLOY825管道使用18镍合金氩弧焊丝ERNiFeCr-12.430公斤INCOLOY825管道使用19镍合金熔化极氩弧焊丝ERNiFeCr-10.9/1.280公斤INCOLOY825管道GMAW使用20镍合金焊条ENiCrMo-32.5/3.2150公斤INCONEL625以及异种钢焊接使用21镍合金氩弧焊丝ERNiCrMo-32.460公斤INCONEL625以及异种钢焊接使用22镍合金熔化极氩弧焊丝ERNiCrMo-30.9/1.2150公斤INCONEL625以及异种钢焊接使用23低温钢焊条E7018-G2.5/3.220公斤A333Gr6使用24低温钢氩弧焊丝ER70S-G2.460公斤A333Gr6使用25低温钢熔化极氩弧焊丝ER70S-G0.9/1.260公斤A333Gr6使用除机械复合的镍基合金复合管道要求生产厂家加工坡口，其余管道不用加工坡口3. 机具使用计划根据焊接试验要求，焊接试验设备主要包括氩弧焊机、手工焊机、气保护焊机、管道对口器（包括内对口器和外对口器）、管道坡口机、热处理机、管道内部气体置换装置、焊接支架及检测设备等，设备、设施要能保证两个焊工同时进行焊接操作。焊接试验需要主要设备见表6：表6 焊接试验主要设备一览表序号设备名称设备型号使用数量备注1氩弧焊机TSP-3003套一套备用2冷却水箱YX-09KBA13套一套备用3手工焊机SS-4003套一套备用4CO2/MAG气保焊机YM-350RF23套一套备用5内对口器3套自制6外对口器3套自制7管道内部气体置换装置3套自制8管道坡口机CSB-3551套4. 焊接试验进度计划（1） 2007年6月30日以前材料采购部门必须保证焊接试验使用的管材、焊材采购到位，以保证试验计划按时完成；（2） 2007年1月1日-3月30日市场调研；（3） 2007年4月1日-4月30日特种管道焊接试验场地验收、试验设备进行调试，试验场地具备施焊条件；（4） 2007年5月1日-6月30日试验材料的接收，提前进行部分管道的加工等；（5） 2007年7月1日-9月23日特种管道焊接试验；（6） 2007年9月26日-11月30日特种管道焊接工艺评定；（7） 2007年12月1