溶出套管工程施工设计方案

.9/10孝义市兴安化工二期溶出与稀释工程套管预热器施工方案主管：审核：编制：编制单位：七冶建设XX公司孝义兴安化工工程项目部目录TOC\o"1-2"\h\z\u一、编制依据2二、工程概况2三、施工准备31、材料准备32、焊接材料的选用及主要工机具4四、施工工序51、组对52、焊接63、探伤、退火64、吊装85、试压96、安装97、安装时还应注意如下要点10五、安全及文明措施10一、编制依据〔1、东北大学设计研究院套管预热器施工图DBYG038.0；〔2、《钢制套管式换热器技术条件》HG2650-95；〔3、《工业金属管道设计规范》GB50316-2000；〔4、《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98；〔5、《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235；〔6、《承压设备无损检测》/T4730；〔7、合同及相关工作联系单、工程联系单、图纸会审纪要等技术文件。二、工程概况二期溶出套管预热器紧靠一期溶出东面,进场的材料就地堆放,施工采用就地制造,就地安装,制作时土建还在施工,大量的管子堆放现场,场地比较狭窄。二期共配置Ra101~Ra111、Ra201~Ra211两组三套管加热器,分为1~11级,７层,由246个"U"形弯管连接直管,座落在设备框架上,构成一组整体压力容器加热设备。直管由料浆管〔内管φ168×9,16Mn和加热室〔外管φ508×10,φ508×20,16Mn两部分组成,所有管路加上弯头、锥头总重达4700吨。1-9级共96根外套管<Φ508×10>,单根长度65.6m,外管设计压力3.5Mpa,试验压力5.82Mpa,设计温度250ºC〔介质为碱性蒸汽。每根外管套3根内管〔φ168×9,共288根内管,单根长度65.8m,内管设计压力9.9Mpa,试验压力17.93Mpa,设计温度300ºC〔介质为碱性料浆。10级共96根外套管<Φ508×20>,单根长度65.6m,外管设计压力6.4Mpa,试验压力12.14Mpa,设计温度300ºC〔介质为碱性蒸汽,每根外管套3根内管〔φ168×9,共288根内管,压力、温度、介质等同1-9级内管。11级共60根大管<Φ508×20>,与1~9级内管连接,起料浆输送保温作用,单根长度65.6m,设计压力6.4Mpa,试验压力12.14Mpa,设计温度300ºC〔介质为碱性料浆。此设备的用途是利用溶出的二次蒸汽,输送到加热室将隔膜泵送入的料浆加热到设计温度,然后输入溶出系统进行处理。技术参数表如下：名称套管预热器内管外管设计压力9.9MpaRa101~Ra1093.5MpaRa1106.4MpaRa1116.4Mpa试验压力17.93MpaRa101~Ra1095.82MpaRa11012.14MpaRa11112.14Mpa设计温度<℃>300Ra101~Ra109250Ra110300Ra111300介质特性原矿浆Na2O浓度:240g/l固含:220g/l密度：:1482kg/m3腐蚀余量1.5焊缝系数0.9主要材质16Mn16Mn技术特性表三、施工准备1、材料准备①、无缝钢管φ168×916MnGB6479-2000无缝钢管φ508×1016MnGB6479-2000无缝钢管φ508×2016MnGB6479-2000②、U形弯头、法兰、锥头、螺栓、螺母、垫片2、焊接材料的选用及主要工机具①、母材材质16Mn,钨极氩弧焊丝选用THT50-6Φ2.0、Φ2.5,手工电弧焊盖面选用强度级别相当的J507焊条。冬季施工电焊条易结霜、吸潮,电焊条在使用前进行烘干处理,把焊条放进烘箱加热到350℃烘培1小时直至干燥,取出后,贮存在保温筒内,在现场逐根取出使用,焊条尽量烘多少用多少,如果反复烘干,要防止药皮脱落,否则会使保护效果变差②、氧气纯度应在98.5%以上,乙炔气的含硫量和含碳量不超过规定；氩气的纯度不应低于99.6%且含水量不应大于50毫克/立方米。③、施工机具：钨极氩弧焊、手工焊机：400A14台氩弧焊、盖面用悬臂自动焊机：PCAWM-24A21台盖面用焊条烘干箱：0。C-400。C1台烘烤焊条用焊条保温桶：8个焊条保温用气动管子坡口机：2台打磨坡口用卷扬机：2台供穿管及吊装用角向磨光机：φ100-φ15012台打磨坡口用X光射线探伤设备：5套管道焊缝探伤用远红外线退火装置：2套管道焊缝热处理电动试压泵：25Mpa1台管道试压用履带式汽车吊：80T2台供吊装管用汽车吊：25T1台供吊装管用手拉葫芦〔5T10台供穿管用手拉葫芦〔3T4台供对管、穿管用手拉葫芦〔2T4台供对管用手拉葫芦〔1T2台供对管用④、人员：管理3人电焊工24人气焊工5人管工22人起重工4人电工2人四、施工工序1、组对材料到场后对其进行检查验收,所到材料必须具有出厂合格证及质量证明书,符合国家质量规范标准要求,无缝钢管及管部件根据设计尺寸进行外观检查,与设计订货数量、标准、型号核对准确无误,并逐根测量其椭圆度、壁厚等,做好记录,不合格者严禁使用。平整好现场场地,用H型钢平铺成管道加工胎具,按材料情况把管道长度下好,坡口加工,因单根钢管长度约8.2M长,用气焊加工质量参差不齐,为此采用气动钢管坡口机将钢管单面加工成30°的坡口,尺寸如下：然后将钢管放在可以转动的转台上,将坡口内外50mm内的铁锈脏物处理干净,将两管端组对成2.5mm间隙进行点焊,而有时不能穿透反而成形不好,实际上间隙都选在3—4mm之间2、焊接施焊前必须检查对口平直度、焊口错边量,正式施焊时将定位焊肉磨成缓坡形。焊接方法采用氩电联焊,即钨极氩弧焊打底,手工电弧焊及机械自动焊盖面。焊接前用角向磨光机清除焊口两侧内、外表面及焊丝表面的油污和氧化膜,为防止管子内部的穿堂风影响焊接质量,将管子两端堵塞好。为防止施焊场地风力影响,用彩条布搭设可移动挡风篷。引弧必须在焊道中进行,当观察电弧燃烧稳定,氩气保护正常以后即可施焊。φ168×9采用3点定位,φ508×10、φ508×20采用4点定位,焊肉在保证溶透的情况下小管尽量小而薄,大管宽而后,定位焊结束后,应在原处稍许停留以免焊点氧化。焊接时,焊枪与工件表面或70。——80。的倾斜角。焊丝与工件成10。——15。夹角,为了增强气体保护效果和减少热影响区宽度以防止工件变形,采用短弧焊接,喷嘴与工件表面距离调整到13mm左右。焊接过程中焊枪应均匀地作直线运动,并横向摆动,钨极要对准焊缝中心,并不能和焊丝及溶池接触,以防产生钨极夹渣,电弧要稳定,焊丝是往复加入熔池即将焊丝送到池边缘〔离熔池前缘1/4处被熔化后随即移出熔池,但不能把焊丝端脱离氩气保护区以防氧化,如此往复进行,在焊接开始阶段,随着焊接温度升高,应适当增加焊丝频率,加快焊接速度。熄弧一般在熔池中多加焊丝再慢慢拉开电弧,并继续送出保护气体3-5秒钟或收弧板上收弧,不然易产生裂纹,气孔和焊穿现象。焊接时将套管两端用20mm厚的钢板焊死,所有组对焊接好的套管按图纸支架列线分层、分组分批编制号码,便于后面探伤、吊装方便高效。3、探伤、退火根据设计要求对焊缝进行外观检验和无损探伤检验,所有Φ168内管对接焊缝采用100%射线探伤,Ⅱ级为合格。但Φ508大管采用热轧〔挤压、扩管,热轧〔挤压、扩管在生产时外径的允许偏差为±1%,壁厚的允许偏差为+15%、-12.5%,圆度允许的偏差为不大于外径允许偏差的50%~80%。根据我们测量的数据,这些钢管都在标准质量偏差之内,符合要求。根据国家规范焊接质量要求,管子在组对焊接时内管应齐平,内壁的错边量偏差不应大于2mm。我们采用测量、记号、挑选组对的措施,尽量缩小因直径、壁厚、椭圆度形成的累计误差,但还是不能完全达到内壁的错边偏差量小于2mm,在1mm~4mm不等。这种情况下,采用X射线探伤时会出现相应问题,不符合Ⅱ级要求,但焊缝的实际质量没有问题,则采用超声波探伤即可。为消除或减少焊接产生的应力,焊缝探伤合格后进行焊缝热处理。热处理的方法选用退火处理,即采用LCD型履带电加器进行加热,退火温度有控制箱控制,根据下表退火曲线参数退火〔表一、表二。本设备热处理后,不得在设备本体金属上焊接任何构件,在组对内管的时候将探伤和退火的工序穿插其间,白天组对焊接,因考虑到探伤时其他人员的安全距离,则选择晚上换班探伤,探伤合格的焊缝第二天抽人员分批组对焊缝进行包裹、捆扎,晚上由专人进行热处理。4、吊装根据本次实际情况,采用从北向南K线开始3跨为一组分层吊装。待第一层钢梁安装完毕,将之前在地面组对成型的套管用80吨吊车向厂房内的第一层〔最底层横梁上吊装,设5个吊点,第一层11级12根大管吊装完毕后,才能安装第二层横梁,再吊装第二层36根内管,每吊装完一层内管立即安装上一层横梁,再吊装上一层内管,按照上述顺序逐层安装。第一个3跨吊装到顶才能进入下一组3跨的吊装,便于吊车能有足够的旋转空间。在这一过程中,另一批人组对制作外套管,分组编号放于钢结构厂房的东西两端,以便于后面外管穿管。示意图如下〔图一：5、试压内管设计压力为同等压力,为17.93Mpa,内管单体试压仍然按照吊装顺序分三次进行,每次将三跨所有内管连在一起试压。当前三跨内管安装完毕、探伤合格、热处理完毕后,用φ45*5及φ32*5的无缝钢管靠近水源的一端连接起来,用水泵注水试压,冬季天气比较寒冷,接一期生产原有热水比较理想,试压时应将套管固定,试压合格后方能穿外管。外管安装完毕后,按照设计要求分三个等级进行试压,1-9级Ra101~Ra1095.82Mpa,10级Ra110、11级Ra11112.14Mpa,最后要进行整体压力试验。〔另见试压方案6、安装试压完毕,按编制好的号码3根一组按图纸距离用制作好的支架、间隔板焊接固定,准备穿外管。套管预热器安装过程中因全部在钢结构框架内施工,为此采取利用钢结构框架屋架的方式进行。在钢结构框架内高端和底端共设4个5t的倒链,将捆好的内管悬空,穿外管时,卷扬机设在厂房中间,从两头向中间穿,顺序按提前编制好的组别进行,将放于厂房东西两端的外管用吊车逐一穿入内管一部分后,将卷扬机的钢丝绳栓在外管上往里拉,设6个吊点就可以了,每个吊点处必须站一个人操作导链,并铺上跳板,以保证安全,为方便起见,在栓外管的钢丝绳上捆一根麻绳,当卷扬机牵引外管到位后,可利用麻绳将钢丝绳迅速拉回去穿下一根外管。外管穿完,将一端的堵头内外焊接完毕,用卷扬拉动外管往一端串接,直至另一端头,精确测量长度之后焊接堵头,最后用半瓦封死预留缺口。当内、外直管安装完毕,就可安装U型弯管了,U型弯管共246个,其中11级弯头采用焊接形式,不影响其他安装。U型弯管与法兰组对时必须在同一胎具上进行,以保证其具有互换性。外管整体试压待二次蒸汽管和冷凝水管安装后一起试压。7、安装时还应注意如下要点①、套管直管制造时,套管两端留出加工余量,安装前不截取,不组对法兰,在内管装入套管时必须将焊口位置准确记录下来,按预先编制好的编码标示于套管上面作好移交记录。②、在直管两端各设控制总长度的基准点,一般距离管端800mm以内,以基准点的测量起点为准进行测量,测量前36根直管起点须进行统一对齐,统一测量,划线截取加工余量。③、每层36根直管安装就位,现场组装时,必须以弯管为基准调整各管间的间隙,调整水平间距、垂直间距、相邻套管间距误差以保证弯管的互换性。④、法兰接口组装时须处理好法兰的接口面,在焊接一对环连面法兰时,为了防止焊接过程中引弧打坏法兰结合面和环垫,在法兰两侧跨接接地线,⑤、组对直管上的法兰。法