焊接施工方案

目 录 1 1 工程概况工程概况.2 2 2 编制依据编制依据.2 3 3 焊接施工准备焊接施工准备.2 4 4 一般环境要求一般环境要求.4 5 5 施工工艺施工工艺 .6 6 6 质量要求及焊缝返修质量要求及焊缝返修.12 7 7 HSEHSE 措施措施.16 8 8 工作危险性分析工作危险性分析 .16 1 1 工程概况工程概况 1.1 工程概述 鄂尔多斯市国泰化工有限公司 40 万吨/年煤制甲醇项目第三标段包括以下几个单位工 程：低温甲醇洗及丙烯制冷，甲醇合成，甲醇精馏。 该工程由惠生工程（中国）有限公司总承包，由天津辰达工程监理有限公司监理； 安装部分由中国化学工程第十六建设公司承担建设施工。由于本套装置内工艺管道工程 量大，布局较为复杂，且材质多样，为施工增加了难度。为了对现场施工提供有效的技 术支持，保证工程按时、保质保量完成，特编制本方案。 1.2 本工程特点 本工程涉及到的材料主要包括以下几个类别：碳钢20、20g、Q245R、A672；低合金 钢 15CrMoR；低温钢 A333 GR.6；不锈钢304、321 等。 1.3 质量目标 管道安装工程一次交验合格率 100%，管道射线透照检测一次合格率 96%以上。 2 2 编制依据编制依据 石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范 （SH3501-2011） ； 工业金属管道工程施工及验收规范 （GB50235-2010） ； 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范 （GB50236-2011） 石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收规范 （SH3064-2003） ； 石油化工工程铬钼耐热钢管道焊接技术规程 （SH3520-2004） ； 承压设备无损检测 （JB/T 4730-2005） ； 石油化工企业设备管道表面色和标志 （SH3043-2003） ； 石油化工施工安全技术规程 （SH3505-99） ； 惠生设计施工图纸。 3 3 焊接施工准备焊接施工准备 3.1 焊接工艺管理 施工前焊接工程师针对各类焊接接头准备焊接工艺评定，并报经业主、监理、总包批 准，焊接工程师根据焊接工艺评定编制焊接工艺卡 ，并在施工现场挂牌。施焊过程严 格按照工艺卡要求的参数进行。 3.2 焊工管理 参加施焊的焊工应持有效期内相应材质、相应位置的合格证，经现场考试确认，并办 理上岗证后方可上岗施焊，严禁无证上岗或越岗施工。 3.3 焊材管理 3.3.1 焊材检验及存放保管 入库材料应具有合格质量证明文件。 焊接材料分类存放保管，专人负责，统一管理，作好记录，材料工程师定期进行检查。 焊材库应配置空气去湿机、温湿度记录仪，以保证温度在 535之间，湿度不超过 60%。焊条、焊丝应存放在架子上，架子离地面和墙面的距离不应小于 300mm，集装箱内 可靠墙放置。 焊条、焊丝应按种类、牌号、批号、规格、入库时间分类堆放。每垛应有明确的标志。 特殊焊材在二级焊材库中应单独存放，标识清楚，专库专用。 3.3.2 焊材选配 焊材选配基本原则见表 1，个别特殊部位的焊材选用详见焊接工艺卡。 3.3.3 焊条烘干 焊条使用前按照焊条说明书要求的参数进行烘干。 3.3.4 焊材发放： 焊工凭施工员签发的焊材发放卡领取焊材。焊条用焊条保温筒领取，在保温桶中 的存放时间控制在 4 小时以内。焊材发放人员作好发放记录。 3.3.5 焊条再烘干 领出的焊条在规定时间内未用完的，退回焊材库予以重新烘干，但重新烘干次数不超 过 2 次。超过 2 次的焊条不再用于压力管道的施工。重新烘干的焊条作好标识及相应记录， 下次优先发放。 表 1 焊材选配一览表 序号接头材质焊丝焊条备注 120ER50-6J427 220gER50-6 J427 3Q245RER50-6 J427 4A672ER50-6J507 515CrMoRTIG-R30R307 6304ER308A107 7321ER347E347 8A333 GR.6ER70S-GE8016-G 3.4 焊接考试管理 执行惠生焊工考试的相关规定。 3.5 焊接设备管理 焊接设备双表（电流表、电压表）齐全，且均在检定期内。 焊接电缆线采用橡皮软线，接头不超过 2 个以充分保证焊接电流。 每台电焊机单独接地，实行一机一闸保护。 地线直接接到焊件上，不得接到钢结构或设备上，以防电弧击伤管道或设备。 3.6 资源准备 管道施工劳动力需用计划见下表 劳动力需用计划 2013 年 序号 人员类别及专 业(工种)5 月6 月7 月8 月9 月10 月11 月12 月 1 工程技术人员 44444444 2 管道工 2030404040403030 3 力工 881212121288 4 钳工 22222222 5 电焊工 1218262626261818 6 起重工 33666642 7 气焊工 22444442 8 电工 22222222 9 热处理工 00666660 管道施工手段及措施用料见下表 管道施工手段及措施用料一览表 序号名称型号规格单位数量备注 1 钢板=230 m280 2 钢跳板块 2000 3 安全网 m2400 4 架杆 485000t25 5 道木 2201602500 根 100 6 无缝钢管1/2”3/4” m120 试压用 7 钢板 20m210 试压用 8 钢板 30m28 试压用 9 镀锌铁丝 10#Kg200 10 电焊把线 m1600 11 电焊钳把 30 12 气焊工具套 30 13 普通砂轮片 100/180 片 800/500 14 普通砂轮片 400 片 200 15 专用砂轮片 100/180 片 100/50 碳化硅 16 专用砂轮片 400 片 50 碳化硅 17 胶皮管 DN25m500 18 易溶纸 kg15 管道施工机具见下表 管道主要施工机具一览表 序号名称规格型号单位数量备注 1 履带吊 75t 台 1 2 汽车吊 25t 台 4 3 汽车吊 16t 台 2 4 载重汽车915t台 2 运输管件 5 装载机 5t 台 1 6 氩弧焊机台 40 7 等离子切割机台 2 8 砂轮磨光机100、180台 50 9 焊条烘干箱高温箱、恒温箱套 2 10 手拉葫芦15t台 20 11 坡口加工机台 4 12 切割机台 1 13 台钻台 2 14 超声波探伤仪台 2 15 射线探伤仪 250kV 台 4 16 热处理机 WDK6360 360KW 台 2 17 三联试压泵台 2 18 里氏硬度仪台 2 4 4 一般环境要求一般环境要求 空气相对湿度90%。 氩弧焊时风速小于 2m/s，手工电弧焊时风速小于 8m/s。 风、雨天气作业时采取适当措施，如搭设防风挡雨棚等；对于潮湿的焊件焊接前需用 火焰烤干。 5 5 施工工艺施工工艺 管 道 焊 接 工 艺 要 求 焊接材料 类别钢号 焊丝焊条 焊条烘干温 度/h 保温温 度 预热温 度 层间 温度 焊后热处 理 20# 20G Q245R TGS-50J427 300350 1h 120 150 Q235B （镀锌） TGS-50J422 120150 1h 100 120 碳 钢 A672TGS-50J507 (350- 400)1h 120 150 环境温度 5时， 预热 50, 否则不预 热 300 不要求 (除非设计要 求) 低温 钢 A333 GR.6 ER70S-GE8016-G (350- 400)1h 120 150 环境温度 5时， 预热 50, 否则不预 热 200 不要求 (除非设计 要求) 合金 钢 15CrMo 15CrMoRTIG-R30R307 (350- 400)1h 100-150 150250 1503 00 T10mm 时 （650700 ）3T A312 TP304 ER-308 A 107 (150- 200)1h 100-150 0Cr18Ni9ER-308A 107 (150- 200)1h 100-150150 不锈 钢 A312 TP321 ER-347A137 (150- 200)1h 100-150150 5.1 坡口加工 碳钢、合金钢采用管道坡口机火焰切割加工，坡口打磨时将切割的热影响区打磨掉， 并修整出所要求的坡口，合金钢坡口需进行 PT 检测。 不锈钢管道坡口采用砂轮磨光机使用专用磨光片加工。 工艺管道坡口加工形式 组对尺寸 坡口名称坡口形式 壁厚 T（mm ） 间隙 C（m m） 钝边 P（mm ） 坡口角度 ()（） 备注 管子对接 I 形坡口 1301.5 - 3902026065 管子对接 V 形坡口 92603035560 管子对接 双 V 形坡口 20600313 6575 (1015) h=812 C T 钝边 P a C T 钝边 P h a C T h=81 2 坡口名称坡口形式 组对尺寸 备注 壁厚 T（mm ） 间隙 C（m m） 钝边 P（mm ） 坡口角度 ()（） 不等厚管壁 对接 V 形 坡口 T2- T110m m 0202 a为 6575 b 为 15 安放式焊接 支座坡口 支管管 径 7613 3 23024560 承插焊法兰 与管了子接 头 1.5 K为T的 1.25 倍，且 不应小 于 3mm 平焊法兰与 管子的角焊 接头 K为T的 1.4 倍 与法兰 颈部厚 度两者 中的较 小值; ET, 且不大 于6 5.2 焊前清理 组对前用角向磨光机、棒式砂轮机、钢锉等将坡口及内外两侧不小于 10mm 范围内的 母材表面清理干净，直到露出金属光泽。 5.3 焊口组对 管子坡口加工型式根据 W.P.S.如图-1，焊口组对遵循内壁齐的原则，图中 L 4(S1- S2)。 S2 S2 S1 S1 L L 605 0-2mm T1 a 过渡坡口 b C T 2 a C T T C 焊角高 K T E K K 图-1 5.4 定位焊 碳钢焊缝定位焊采用氩弧焊，永久焊缝。合金钢焊缝采用氩弧焊、过桥式，正式焊接 焊到该处时将点固焊缝磨掉；定位焊缝长度 1020mm，厚度 24mm，沿焊缝均布。 5.5 合金钢钢管道焊前预热及层间温度控制 所有焊缝均采用电加热，如图 1 所示，焊接过程中不拆除，维持预热状态以控制层间 温度。其余焊缝采用火焰加热。预热温度以电子点温计所测定的温度为准。加热范围为每 侧不小于焊缝厚度的 3 倍，图中所示为最小尺寸要求。 定位焊缝采用火焰加热。 预热温度作好相应数据记录（无须打印自动记录曲线） 。 15CrMoR 预热温度为 150。 5.6 焊接工艺 5.6.1 一般工艺要求 所有伴热线均采用氩弧焊工艺。 承插焊缝至少焊接两遍。 DN50 采用氩弧焊工艺，DN50 采用氩电联焊工艺。 多层焊时各层、道之间的接头相互错开。 5.6.2 合金钢焊接 50 50 350 绳式加热器绳式加热器 保温区保温区 图 2 2-3mm 相同壁厚坡口不同壁厚坡口 每条焊缝应尽可能一次连续焊完，若因故被迫中断，应立即对焊缝进行保温缓冷。重 新焊接时先检查确认表面无裂纹，重新预热方可施焊，焊缝的无损检测在热处理完毕后进 行。 各种焊缝的预热、层间温度参数详见焊接工艺卡 5.6.3 奥氏体不锈钢的焊接 1）所有焊缝均采用氩弧焊打底的焊接方法，管内使用充氩保护；氩气纯度不低于 99.96%。 2）手工电弧焊填充及盖面时，在坡口两侧各不小于 100mm 范围内的母材上涂以白垩 粉，以防焊接飞溅损伤母材。 3）采用小线能量施焊。 层间用角向磨光机进行彻底清理，打磨使用白刚玉砂轮片。 层间及表面采用不锈钢钢丝刷清理，且不得与碳素钢混用。 焊接并检验完毕后应及时对焊缝外表面进行酸洗、钝化。 不锈钢管道严禁与碳钢接触；现场安装时若存在交叉作业，应对可能的污染部位进行 保护。 5.6.4 异种钢焊接 异种钢由于物理和化学性能差别较大，异种金属的焊接问题比同种金属复杂，施焊中 的主要问题是如何防止裂纹、脱碳和组织不均匀性。 焊接工艺必须以工艺评定为基础。 焊工资格确认必须严格，优先安排优秀焊工进行施焊。 焊接规范参数按工艺评定和焊接工艺卡要求严格执行。 施焊时采用小线能量操作，摆动幅度尽可能小，以减少熔合比。 5.6.5 低温钢的焊接 1）所有焊缝均采用氩弧焊打底的焊接方法，焊接管内防止穿堂风。 2）本工程中低温钢厚度小于 16 mm，正常情况下不需要进行焊前预热及焊后热处理， 当环境温度5时，预热 50。 3）采用小线能量施焊，采用多层多道焊，各层焊道应错开 3050 mm，层间温度控制 在 200以下。 4）焊缝宜一次焊接完成。 5.7 焊缝后热及焊后热处理 焊缝的无损检测在热处理完成后进行。 铬钼钢焊缝焊接完毕后如不能进行焊后热处理，立即进行 300350、不小于 2 小 时的后热并保温缓冷，条件具备时及时进行焊后热处理。 热处理采用电加热方式，加热器及保温层的固定位置如图 2 所示。热处理时300mm 焊缝应至少安放一支测温热电偶，300mm600mm 焊缝对称安放 2 支热电偶，600mm 焊缝 应对称安放 4 支热电偶。热电偶应在检定有效期内。加热器在安置前，应将热电偶的热端， 用细铁丝固定在焊缝中心，热端上面用 5mm 厚的硅酸铝覆盖 10mm10mm 面积，然后，再 安置加热器，以防热电偶测温不准，外部使用硅酸铝包扎严密。对于水平管道，测温点应 设置在顶部；对于非水平管道，测温点可从上往下用细铁丝固定在焊缝中心。 升降温参数见表 2，300以下升降温速度不限，但降温时应待冷却至常温后方可拆 除保温层。保温材料选用耐火纤维毯，厚度选择 100mm，可根据管径及实际升温情况调整。 热处理过程中突然断电时，增加保温层使加热区域缓冷，待电源正常后重新进行热处 理工作。 热处理后的焊缝均需进行硬度检测，检测部位为焊缝、两侧热影响区、两侧母材，合 格标准为： 20g/Q245R180HB 15CrMoR225HB 表 2. 管道焊缝热处理参数一览表 序材质厚度升温速度恒温温度恒温时间降温速度 L 加热器 保温区 图 2 号 （mm） （/h）（）（h）（/h） 120g/Q245R25200593649 0.5h250 215CrMoR25200704746 2h250 6 6 质量要求及焊缝返修质量要求及焊缝返修 6.1 质量目标 管道安装工程一次交验合格率 100%，优良率 92%以上，管道射线透照检测一次合格 率 96%以上。 6.2 质量管理体系图 项目副经理：李玉龙 项目总工程师：叶同 桂 资 料 责 任 工 程 师 焊 接 责 任 工 程 师 设 备 责 任 工 程 师 工 艺 责 任 工 程 师 检 验 责 任 工 程 师 材 料 责 任 工 程 师 计 统 责 任 工 程 师 防 腐 责 任 工 程 师 计 量 责 任 工 程 师 专职质量工程师 项目施工经理：熊天 宁 各专业队施工队长 各班组兼职质量检查员 项目经理：郑斌 6.3 焊缝管理 6.3.1 焊口标注 为配合单线图施工，加强压力管道安装质量控制，单线图发放班组之前，管道技术员 预先标注单线图焊口号，复印后交班组。没有焊口号的单线图班组不得施工。按照惠生 对单线图的管理规定，建立 EXCEL管道焊接日报表数据库，以便对质量进度的控制和 管理。 6.3.2 日报及实物标注 施工班组每天下午下班之前必须上交管道焊接日报表 ，焊缝焊完以后，按下表统 一进行标注，并在预制段上标注管线号，以便安装使用。 A焊缝标识 管线号 焊口号 焊工号 焊接日期 B.管段标识 - 主项代号主项代号 管线号管线号 管段号管段号 6.4 焊接管理 (1)图纸会审:施工图纸是现场施工的第一依据，开工前，技术负责人会同业主、监理及 设计单位对施工图进行仔细、详实的会审，明确设计意图，并作好图纸会审纪要。 (2) 技术交底:开工前，技术负责人和质量检查员向全体施工人员进行技术交底，明确技 术要求，并牢固树立“质量第一，预防为主”的观念。 (3) 严格执行原材料的检查验收制度，严禁有不符合质量要求的材料进入施工现场。 (4) 施工前做好施工人员的培训工作，对上岗人员特别是特种作业人员，必须培训合格 并取得上岗资格后，方可上岗操作。 (5)严格检查验收制度：各个施工过程必须严格执行“三检”制度，自检、交接检及专职 检，上一道工序不合格，绝不允许进入下一道工序。 (6)焊接工程严格按照焊接工艺评定、焊接工艺指导书参数进行，有无损检测要求的焊口 及时委托检测单位。 (7)耐热钢焊接过程中，质量检查员全过程跟踪测量焊前预热温度、焊缝层间温度，并做 好记录。 (8)加强过程材料检验及中间预制件标识，防止混用材料，禁止材料代用。 (9)热处理过程中做好挡风、防雨措施。 6.5 外观质量要求 外观质量按照现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范 （GB50236-2011）的 要求进行检查。 6.5.1 焊缝外观成型应良好，且应平滑过渡；焊缝宽度应以每边不超过坡口边缘 2mm 为 宜；焊缝表面不得低于母材表面；焊缝余高 h1+0.2b（b 为焊缝宽度） ，且不应大于 3mm，角焊缝的焊脚高度应符合设计规定。 6.5.2 焊缝表面不允许有裂纹、未熔合、气孔、夹渣和飞溅等缺陷存在。 6.5.3 焊缝咬边深度应0.5mm，连续长度应100mm，且焊缝两侧咬边总长度不得超过 该焊缝长度的 10%。 6.5.4 低碳奥氏体不锈钢管道的焊接需要将表面渗碳控制在 20ppm 以下，以保证焊接接 头不经酸洗即有良好的外观，且大大减少应力腐蚀的可能性。 6.5.5 螺纹接头采用密封焊时不得用密封带材料。其外露螺纹不应过长，并全部由密封 焊缝覆盖。 6.6 NDT 要求 6.6.1 焊缝内部质量检验，采用无损检测方法。对接