Nm3h制氢装置工艺管道焊接施工方案.docVIP

大连西太平洋化工有限公司 60000Nm3/h制氢装置工艺管道焊接施工方案目 录 一编制说明1二编制依据1三工程概况1四 焊接材料的管理2五 焊工管理3六 焊接工艺3七 焊接检验10八 焊接施工管理13九 职业健康要求13十 环境保护要求15一编制说明本施工方案适用于大连西太平洋石油化工有限公司60000Nm3/h 制氢装置工程制氢转化炉区的管道焊接，包括转化炉管、集合管、废热锅炉系统和脱附气系统的管道。为指导本工段的焊接施工，特编制此方案。二编制依据（1）大连西太平洋石油化工有限公司60000Nm3/h 制氢装置工程招标文件（2）60000Nm3/h制氢装置工艺管道施工说明书 （3）工业金属管道工程施工及验收规范GB5023597；（4）现场设备、工艺管道焊接工程施工及验收规范GB5023698；（5）石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范SH35012002；（6）压力容器无损检测JB473094；（7）工业金属管道工程质量检验评定标准GB5018493；（8）石油化工铬镍奥氏体钢、铁镍合金和镍合金管道焊接规程SH/T3523-1999（9）石油化工工程铬钼耐热钢管道焊接技术规程SH3520-1991（10）锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则国质检锅2002109号（11）工艺管道ASME B31.3（12）安全技术操作规程Q/J121.11004-92三工程概况炉区涉及的材质较多，主要管道材质：A106 Gr.B、A335P11、15Mo3、A312TP347H、G-X10NiCrNb3220,都是进口材质，有许多大管径厚壁管，焊接难度较大。转化管和集合管是本工程的焊接重点和难点，因此要加强焊接管理，防止材料用错和违反焊接工艺措施的现象,保证焊接质量。转化炉管和集合管工程量明细如下：序号项 目材质规格焊口数焊接当量1猪尾管A312TP347H42.44.853525282柔性管G-X10NiCrNb322060101763523下集合管A38 7Gr.11 cl210221631204下集合管A38 7Gr.11 cl289416124205下集合管A38 7Gr.11 cl21074422846合计 5451504废热锅炉系统和脱附气系统的工程量如下表：序号项 目材质焊口数焊接当量备注1废热锅炉系统A106B39635682废热锅炉系统A335P11546583废热锅炉系统A312TP347H161824脱附气系统A106B76026125合计12267020四 焊接材料的管理1.采购和验收焊条、焊丝必须有出厂的质量证明书，质量证明书应包括熔敷金属化学成分、机械性能。各项指标应符合的有关规定，缺项部分应复验，复验合格并经监理及质量监督站和总承包审核合格后方可使用。焊条药皮不得脱落或有明显的裂纹，氩弧焊所采用的氩气应符合现行国家标准氩气GB4842的规定，且纯度不应低于99.96%。2. 保管和烘干焊材应存放于干燥、通风良好的库房内，且温度不应低于5，相对空气湿度不应大于60%；使用的各种辅助气体要妥善保管。焊条在使用前必须按说明书进行烘干，若说明书中无要求时则按我公司的焊条烘干制度进行控制，焊条重复烘干次数不应超过两次。焊材保管和烘干要符合公司焊材保管和烘干制度的规定。焊材按规定在焊条干燥箱内严格烘干后才能发给焊工。焊材烘干后要存放于焊条保温箱内，并立即填写焊条烘干记录，烘干箱和保温箱的热电偶必须定期校验合格。 3.发放和回收焊工在领用焊条时必须按焊条发放卡规定的要求领取，烘干员发放时，校对焊材标识后，要立即填写焊材发放记录。焊材的发放和回收要执行公司焊材的领用发放制度的规定。一个焊条筒内不能装有两种性质不同的焊材。一次发放的焊材要在4小时以内用完，当环境温度低于0或湿度较大时，焊条在保温筒内的时间不得超过2小时。焊工用剩的焊条头要放入焊条筒内，禁止抛掷现场，统一在焊条烘干室回收。五 焊工管理1.参加焊接施工的所有焊工必须持有质量技术监督局颁发的相应项目的焊工资格证书，经项目部审查合格后，报总承包单位（LPEC）和监理公司审核备案，同时发给合格焊工标识签，焊工应在合格项目准许的范围内施焊。2.焊接工艺管道的焊工应按照“十五”二期EPC项目焊工入厂测试管理规定的要求，在正式焊接前进行现场考试，考试合格后方能进行正式上岗施焊。3.对于柔性管G-X10NiCrNb3220，焊工考试时，母材用普通不锈钢00Cr19Ni10代替，焊丝选用inconel82，考试标准按第2条要求。4.在焊接施工中焊工应严格按照焊接技术方案和焊接工艺要求进行施焊和检查，如果遇到与焊接工艺要求不符的情况时焊工有权停止焊接，并应及时反映给技术管理人员。5.如果施工人员在焊接施工中发现重大质量问题时应及时报告给技术管理人员，不得擅自处理。六 焊接工艺1.焊接工艺规程（WPS）一览表NO.母材壁厚焊接材料焊接方法预热焊后消氢热处理1A106Gr.B19mmH08Mn2Si+J507GTAW+SMAW2A106Gr.B25mmH08Mn2Si+J507GTAW+SMAW150-200250-300600-6503A312TP347H-ER347+A132GTAW+SMAW415Mo313mmR107SMAW5A335P1113mmTIG-R30+R307GTAW+SMAW6A335P1113mmTIG-R30+R307GTAW+SMAW150-200300-350704-7467G-X10NiCrNb322010mmInconel 82GTAW现场焊接施工应依据焊接工艺规程（WPS）的要求进行施焊。2.焊接方法转化炉管采用全氩弧方法焊接，集合管和其他工艺管线采用氩弧打底电焊盖面（GTAW+SMAW）的方法施焊，对于壁厚小于6mm，管径小于DN50的对接焊管道可采用全氩弧方法施焊，承插焊和管台要求氩弧焊打底，电焊盖面。3.焊前准备（1）焊接设备焊接设备和机具必须性能优良、完好。焊接设备要放在机具房内，距离工作地点50m以内。焊接回路线要使用焊接卡子，防止闪击工件。应选择性能优良的具有引弧功能的氩电联焊焊机，如：YC300TSP、LTG-400、ZX7-500S等。焊接设备的电流表、电压表、气体流量计、仪表以及规范参数调节装置应按要求定期检验，上述装置失灵时不得使用。并接受总承包商（LPEC）、监理和WEPEC相关部门的检查。（2）管道切割及坡口制备管道切割和坡口加工宜采用机械方法，也可用火焰或等离子切割方法，但切割后必须用砂轮将氧化层、渗碳层彻底清除，并将凹凸不平处打磨平整。坡口内用砂轮打磨直至露出金属光泽，并不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷，坡口两侧10mm范围内的水、油、锈、漆等杂质要清理干净方可施焊。施焊完应将管内外壁清扫干净，管内不允许有杂物存在，暴露管口应临时采取保护措施，用塑料或管堵封闭。转化管和集合管的坡口设备制造商已经加工完毕，按图纸要求进行组对，其他管道的坡口的加工形式，如下图所示。60-70 c2-3mmP10.5mm V型坡口形式简图（T20mm）8-12 R=5-6mm c2-3mm P10.5mm U型坡口形式简图（T25mm）支管（马鞍口）连接形式简图带补强板的支管连接形式管台连接形式简图K=1.4T，且不小于3.2mm C1.6mm承插焊接头形式简图不等厚焊件的坡口制备4.点固焊点固焊焊接工艺要求与正式焊接一样，为确保底层焊道形成好，减少应力集中，点固焊焊缝的两端应为缓坡状；点固焊缝的长度、厚度和间距应能保证焊缝在正式焊接时不致开裂。5.焊接工艺一般要求（1)焊前应将坡口及其两侧内外表面20mm范围内的水、锈、油污、毛刺等有害物清理干净，坡口表面不得有裂纹和夹层等缺陷。(2)焊接前应认真检查点固焊点的焊接质量，如发现各类缺陷时应清除后方可施焊。 (3)焊接引、收弧必须在坡口内进行，严禁在管壁点焊任何临时支撑物、对口用卡具，不得在管壁上试验焊接电流，防止闪击。焊接时注意引收弧处的质量，收弧应填满弧坑。 (4) A312TP347H氩弧焊时接头背面必须充氩气保护,充氩形式如下图所示：管子整体充氩法示意图管线局部充氩保护示意图(5)焊接采用多层多道焊，层间接头应错开，每条焊缝焊接两层以上，当一层焊接结束后应及时清理层间熔渣，方可进行下一层的焊接。(6)焊缝应一次连续焊完，如中途因故停止，重新焊接前必须打磨接头，并按照原工艺进行施焊。(7)焊接猪尾管和柔性管时必须采取组对完即焊接的方法，不得采取一次组对多个焊口后再焊接的工艺。(8)焊接时应采取合理的施焊方法和焊接顺序，对DN400以上大直径管道焊接时，要采取双人双把对称焊法。(9)承插角焊缝的焊接，必须焊两层以上，接头要错开。(10)管子焊接时，管内不得有穿堂风。(11)不得对焊接接头进行加热矫正。(12)补强板或鞍座应符合下列要求：a. 的外缘应采用厚度的角焊缝与主管相连接。b. 强板和鞍座应与其相连接的管件很好地贴和。c. 在任一补强板或鞍座的边上（不在主管轴线处）开一通气孔，试压时用来观察支管和主管之间的焊缝的泄漏，并使在焊接和热处理时可以通气。d. 补强板或鞍座可以由几块组成，但块与块间的接头具有与补强板或鞍座母材相当的强度，同时每块上均有一通气孔。e. 在加补强板或鞍座前，应对已竣工的支管与主管间的焊缝进行检查和必要的修补。6.焊接注意事项(1)管接头和仪表插座一般不可设置在焊缝或热影响区内。(2)焊接管的管孔应尽量避免开在焊缝上，并避免管孔焊缝与相邻焊缝的热影响区重合，如必须在焊缝上及附近开孔时，应满足以下条件：a.对开孔直径1.5倍范围内的焊缝进行无损探伤检验合格。b.孔边不在焊缝缺陷上。c.管接头经焊后热处理消除应力。(3)管子对接焊缝的中心到管子弯曲起点的距离不应小于管子外径，且不应小于100mm；管子对接焊缝与支、吊架边缘之间的距离不应小于50mm。同一直管段上两对接焊缝中心面的距离：当公称直径大于或等于150mm时不应小于150mm；公称直径小于150mm时不应小于管子的外径。(4)环焊缝距支、吊架净距不应小于 50mm ；需热处理的焊缝距支、吊架不得小于焊缝宽度的5倍，且不得小于 100mm 。7.焊接环境(1)焊接环境温度低于下列要求时，应采取提高焊接环境温度的措施：a. 碳素钢，不低于20；b. 低合金钢，不低于10；c. 奥氏体不锈钢，不低于5；d. 其他合金钢，不低于0(2)管道的施焊环境若出现下列情况之一，而未采取防护措施时，要停止焊接作业：a. 手工电弧焊时风速超过8m/s；氩弧焊时风速超过2m/s，b. 相对湿度不得大于90%；c. 雨雪天气(3)现场防风设施的搭设采用钢筋和石棉布，用钢筋焊接成框，然后将石棉布绑扎在四周，施工时将其围挡在焊件和施焊者周围。 8.焊前预热和焊后热处理(1)焊件在焊前应按照焊接工艺规程（WPS）的规定进行预热和焊后热处理。(2)预热宽度为每侧坡口边缘外不小于三倍焊件壁厚。A335 P11耐热合金钢预热宽度每侧不小于5倍的壁厚，且不小于100mm。施焊中层间温度不小于预热温度。因A335 P11管径和壁厚都较大，预热方法采用电加热法，使用履带式加热器，用热电偶测温或红外测温仪测温。(3)当施焊的环境温度超过第7节的要求，不要求预热的工件，要在始焊处100mm范围内预热3050。要求预热的工件，要加大功率，保持预热温度。在焊接过程中,始终保持层间温度不低于预热温度。(4)按焊接工艺规程(WPS)的规定，对焊件进行焊后热处理。碳钢材质的焊后热处理，可在无损检测之后进行；A335 P11合金钢焊后热处理应在无损检测之前进行。(5)焊后热处理应在焊接完毕后立即进行，否则应按焊接工艺规程(WPS)的要求进行后热并保温缓冷。(6)焊后热处理的升温速度按5125/h计算，且不大于220/h。焊后热处理恒温时间按下列规定计算，且总恒温时间均不得少于30分钟。在恒温期间，各测点的温度应在热处理规定的范围内其差值不得大于50。a.非合金钢为每毫米壁厚22.5分钟；b.合金钢为每毫米壁厚3分钟(7)恒温后的冷却速度按6500/h计算，且不大于260/h。冷至300后可自然冷却。(8)焊后热处理的加热宽度，同预热宽度，但不小于60mm。(9)采用电加热进行预热和热处理时，保温材料和保温宽度必须符合要求。热电偶的数量和固定位置应对称布置，测温不得少于两点。(10)管道焊缝热处理时，要防止雨、水的侵袭。要将管子下部垫实，间距不能过大，防止引起变形。9. A312TP347H奥氏体不锈钢管道焊接特殊要求:(1)在运输、存放及组对时，不要与碳钢接触，也不要损伤其表面。(2)组对时使用的手锤：采用铜锤或白钢锤。(3)坡口及焊缝打磨时使用的砂轮片应专用，不得与碳钢混用。(4)清理焊缝的钢丝刷应使用专用的不锈钢或黄铜丝刷子。(5)焊接前要用阿斯线卡子与管线连接起来，严禁用钢管、钢筋、角钢等物品搭接临时性的地线。(6)焊接时采用DC+、小电流的快速焊，焊条尽量不做横向摆动。(7)采用电弧焊时，坡口两侧各100mm范围内应涂白垩粉或其它防污剂。(8)多层焊时，要严格控制层间温度，应100。必要时可采用强制冷措施，以避免焊缝过热而引起严重的变形和产生晶间腐蚀，但强制冷却要根据结构的特点和合金元素，在焊接工程师的指导下进行。10.炉管G-X10NiCrNb3220的焊接（1）炉管的运输、存放、坡口制备和组对等要求同不锈钢。（2）炉管的材质为G-X10NiCrNb3220，规格为6010，焊接方法采用手工钨极氩弧焊。（3）焊接工艺同不锈钢的焊接相似，采用直流电源，小电流、快速焊，焊条尽量不做横向摆动，层间温度控制在80以下，焊前不预热，焊后不进行热处理，焊接过程中严格按WPS执行。11. 集合管107442，A387Gr.11cl2的焊接（1）该集合管管径和壁厚都比较大，焊接量非常大，焊接时要选派四名优秀的焊工，采取双人对称焊，四人轮流倒班焊接。（2）集合管焊接时，由于管径和壁厚都比较大，冷却速度较大，另外需要焊接的时间较长，因此要采取全程预热的方式，在施焊过程中不拆除加热片，使焊件始终能保持层间温度不低于预热温度。（3）当焊缝厚度达到20mm时，按WPS的要求进行后热保温缓冷，进行一次射线检验，对不合格处进行返修，直到合格为止，返修工艺和正式焊接工艺相同。（4）重新焊接前应对焊缝进行磁粉检验，确认没有裂纹时，再预热重新焊接。12.成品保护(1)碳素钢、低合金钢及耐热钢管线预制焊缝经各类检查后安装时必须事先按图纸要求加支架和管卡等。 (2)有热处理要求的管线在预制和各项检查结束后立即在地面进行热处理，这时首先将该管线中的附加外力去除掉，并垫平，使各部受力均匀。在进行热处理过程中不允许翻动或搬运，以免产生变形。(3)碳素钢、低合金钢及耐热钢管道组对、焊接、检查等工序结束后不允许在该管的任意部位进行动火、切割或点焊临时附件。不允许将电弧焊或氩弧焊的零线搭在该管线上作为焊接用导电体，以免伤害母材。(4)碳素钢、低合金钢及耐热钢管线的焊缝，除了在图纸上做施焊焊工的标记和在焊缝上只做临时的标记（如用记号笔或特种铅笔做标记）外，不允许在该管线或容器上乱点、乱焊。七 焊接检验1.焊前检验焊接前应检查坡口的制备和组对情况，间隙要适宜，对15CrMo和A335 P11等耐热合金钢等要重点检查坡口处有无裂纹等缺陷。2.焊接过程检验（1）层间清理要干净，不得有夹渣、未熔合、裂纹等缺陷。（2）因故中断焊接，在重新焊接前应检查确认焊缝无缺陷后，按照原来的焊接工艺继续进行焊接。3.焊后检查及检验（1）外观检查a、所有焊缝在焊接结束后应及时清理表面的熔渣及飞溅，并做外观检查；b、焊缝外观应成型良好，焊缝表面应与母材圆滑过渡，焊缝表面和热影响区不允许有裂纹、气孔、夹渣等缺陷，焊缝表面及附近不允许有电弧闪击点；c、焊缝表面不允许有深度大于1.0mm的尖锐凹槽，且不允许低于母材表面，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，否则必须进行修补焊，补焊处应修磨，使之平滑过渡，经修磨部位的管壁厚不应小于设计要求的厚度。d、焊缝表面不得低于管道表面，焊缝余高h1+0.2b1，且不大于3.0mm，以2.0mm为宜。（b1为焊接接头组对后坡口的最大宽度mm。）e、焊缝宽度为每侧比坡口增宽2.0mm为宜，角焊缝的焊脚高度不应小于较薄侧母材的壁厚，外形应平缓过渡。f、角接接头和搭接接头的角焊缝焊角高度不应小于较薄侧母材的厚度。g、角焊缝必须全部满焊，焊接结束后要立即清理焊渣。h、焊缝表面检查结束后，应及时用白油在焊缝附近做好焊缝代号和焊工代号标记，焊接管理员要及时做好跟踪管理工作，做好焊接记录。检查人员要及时做好各项检验和确认工作。（2）焊缝的无损探伤检验a. 对接焊缝射线探伤比例应满足40B119-2003表3的要求，如下所示。管道对接焊缝射线检验比例、合格等级及检验级别表管道级别输送介质设计压力P(Mpa)设计温度T（）检测比例()合格等级检验级别SHA毒性程度为极度危害介质（苯除外）-100A毒性程度为高度危害介质的丙烯、光气、二硫化碳和氟化氢管道100P10.0100SHB4.0P10.0T400100B1毒性程度为极度危害介质苯除、甲类液化烃P10.0-29T40040B2毒性程度为高度危害介质(丙烯、光气、二硫化碳和氟化氢管道除外)甲类可燃气体和甲B类可燃液体P10.0-29T40020B3乙类可燃气体和乙A类可燃液体P10.0-29T40010B4P4.0T400SHC4.0P10.0T400100C1P4.0T4005C2P10.0-29T400SHDT29100DSHE4.0P10.0T40040E14.0P10.0T40010E21.0P4.0T4001.0P4.0T4005E3P1.0T400注：探伤执行标准为JB4730；抽样检测的范围，应覆盖所有管线编号；在被检测的焊接接头中，固定的焊接接头不得少于检测数量的40，且不少于一个接头；上表所列检测比例为每名焊工焊接同材料级别、同规格管道的焊接接头；消防水、仪表风管道的焊接接头的检验级别为E3;所有管道焊缝均要求100目测检验；对于角焊缝用磁粉或着色检验，检验比例同上表，合格等级为级。c、焊缝经外观检查或射线探伤检验不合格时应及时进行返修。d、不合格焊缝的返修应由合格焊工担任，返修部位由探伤人员确认，返修应根据返修工艺卡进行。返修后仍按原规定要求进行热处理和检验。e、焊接接头同一位置局部挖补返修时，碳素钢不得超过三次，合金钢不得超过二次。首次返修可由焊工本人进行，二次以上返修可由优秀焊工进行。f、焊接接头无损检验不合格时，应对该焊工所焊不合格焊接接头进行加倍检验，如仍有不合格的，就要对该焊工的全部焊接接头进行检验。4.质量检验计划序号检验点检验项目检验级别检验方式检验手段、方法工作见证检验责任检验标准1焊工焊工资格H专检感观检查焊工合格证、交工技术文件专业工程师、QC工程师焊工考试规则2焊材焊材H专检感观检查焊材合格证、材料复验报告、交工技术文件专业工程师、QC工程师GB5117-95GB5118-95GB983-95焊材烘干、发放W专检感观检查焊条烘干、发放记录专业工程师、QC工程师3焊接环境焊接气象条件H专检温度计、湿度计焊接气象记录专业工程师、QC工程师GB50236-98SH3501-20024焊接施工焊接工艺评定焊接关于规程H专检感观检查焊接记录、交工技术文件专业工程师、QC工程师JB4708-2000承插口间隙控制W专检工具、感观焊接工作日记、无损检测报告专业工程师、QC工程师GB50236-98SH3501-2002JB/T4709-2000现场焊接三通H专检里口检查质量控制责任卡、无损检测报告专业工程师、QC工程师计量孔板H专检里口检查质量控制责任卡专业工程师、QC工程师焊缝外观W专检感观检查焊接工作日记专业工程师、QC工程师5焊接检验无损检测H专检无损检验无损检测报告、交工技术文件专业工程师、QC工程师GB50236-98SH3501-2002JB4730-9440B119焊后热处理H专检观察、实测热处理报告、交工技术文件专业工程师、QC工程师焊缝返修H专检感观检查焊缝返修工艺卡、焊缝返修记录专业工程师、QC工程师焊接合格率H专检无损检测焊接合格率周报表、交工技术文件专业工程师、QC工程师焊接核查H专检感观检查质量控制责任卡专业工程师、QC工程师八 焊接施工管理1.焊口标识为满足产品追溯性要求，便于进行无损检验，要求施工单位对工艺管道的管段和焊口做标识。管段的管线号写在管子外壁上；焊口标识由管工在组对点焊后正式施焊前在距焊口约100mm处做标识。标识要用油性记号笔来写，字体要清晰准确。颜色要求：碳钢和低合金钢为白色，不锈钢为黑色。焊口标识的形式如下：J写焊口号W写焊工号D写焊接日期F组对质量（管工签字）2.焊接日报制度本工程所有工艺管道的焊接信息输入到焊接数据库。技术员在施工前将焊口位置清晰地标到单线图上，并按规定审核后发到施工班组。每个专业施工队伍必须配备焊接管理员，每天将焊接日报表报到项目部焊接技术员，输入焊接数据库，汇总后统计焊接工程量，并作为无损检测的依据。 九 职业健康要求 1.焊接作业的特点是需要较大量的焊接工作和频繁的高空作业，故在施工过程中易发生漏电、触电、高空坠落、物体打击和碰砸伤等现象。针对以上危险点，应采取以下预防措施：(1)焊接设备安全事项：a. 焊接设备应放置在防水、防潮、通风良好、干燥的焊机棚内，需露天放置时必须搭设防雨、雪设施。b. 焊接设备的外壳必须接地良好，接地电阻不得超过 4 欧姆。角向磨光机和照明用电和其他电动工具必须安装漏电保护器。c. 电焊钳、氩弧焊枪必须绝缘良好，焊接软线不得有裸露、漏电现象，一经发现立即用绝缘胶布包好。氩弧焊用气水管不允许有泄露。d. 焊接零线应牢固的连接在离焊缝较近的焊件上，严禁将管线或