关于特种管道焊接方案

1一、工程概况中原油田普光气田气体地面集输工程H2S（13％～18%）、CO2（8％～10%）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ASMEⅨ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１。四、焊接工艺评定数量计划焊接工艺评定数量计划见表２。2表１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1L360NCS碳钢管道5GGTAWGTAW+SMAWGTAW+GMAWΦ168.3×10Φ508×22.2φ114.4×4.5焊条：牌号：待定规格：Φ2.5/3.2mm氩弧焊丝：牌号：待定规格：Φ2.4mm熔化极氩弧焊丝：牌号：待定规格：Φ0.9/1.2mm2INCOLOY825镍合金管道5GGTAW+SMAW、GTAW、GTAW+GMAWΦ168.3×20Φ114.3×14.2φ21.3×54.20焊条：型号：ENiCrMo-1规格：Φ2.5/3.2mm氩弧焊丝：型号：ERNiFeCr-1规格：Φ2.4mm熔化极氩弧焊丝：型号：ERNiFeCr-1规格：Φ0.9/1.2mm3(L360CS+INCOLOY825)复合管道5GGTAW、GTAW+SMAW、GTAW+GMAWΦ219×(10+3)焊条：型号：ENiCrMo-1规格：Φ2.5/3.2mm氩弧焊丝：型号：ERNiFeCr-1、ERNiCrMo-3规格：Φ2.4mm熔化极氩弧焊丝：型号：ERNiFeCr-1、ERNiCrMo-3规格：Φ0.9/1.2mm4(L360CS+INCONEL625)复合管道5GGTAW、GTAW+SMAW、GTAW+GMAWΦ219×(10+3)基层复层焊条：型号：ENiCrMo-3规格：Φ2.5/3.2mm氩弧焊丝：型号：ERNiCrMo-3规格：Φ2.4mm熔化极氩弧焊丝：型号：ERNiCrMo-3规格：Φ0.9/1.2mm5A333Gr6管道5GGTAW+SMAW、GTAW、GTAW+GMAWΦ168.3×23Φ168.3×11φ114.3×4.5焊条：型号：E7018-G规格：Φ2.5/3.2mm氩弧焊丝：型号：ER70S-G规格：Φ2.4mm熔化极氩弧焊丝：型号：ER70S-G规格：Φ0.9/1.2mm基层复层基层复层基层复层4.5-11233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+GMAWΦ168.3×20Φ114.3×14.2（INCOLOY825）Φ168.3×23Φ114.3×17.5（A333Gr6）焊条：型号：ENiCrMo-3规格：Φ2.5/3.2mm氩弧焊丝：型号：ERNiCrMo-3规格：Φ2.4mm熔化极氩弧焊丝：型号：ERNiCrMo-3规格：Φ0.9/1.2mm7L360NCS+A333Gr6异种钢管道5GGTAW+SMAW、GTAW、GTAW+GMAWΦ168.3×10（L360NCS）Φ168.3×11（A333Gr6）焊条：牌号：待定规格：Φ2.5/3.2mm氩弧焊丝：牌号：待定规格：Φ2.4mm熔化极氩弧焊丝：牌号：待定规格：Φ0.9/1.2mm（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）8L360NCS+INCOLOY825异种钢管道5GGTAW+SMAW、GTAW、GTAW+GMAWΦ168.3×20（INCOLOY825）Φ168.3×10（L360NCS）焊条：型号：ENiCrMo-3规格：Φ2.5/3.2mm氩弧焊丝：型号：ERNiCrMo-3规格：Φ2.4mm熔化极氩弧焊丝：型号：ERNiCrMo-3规格：Φ0.9/1.2mm（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）517.514.23.316.5304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9L360NCS+(L360CS+INCOLOY825)异种钢管道5GGTAW+SMAW、GTAW、GTAW+GMAWΦ219.1×(10+3)（L360CS+INCOLOY825复合管）Φ219.1×12.5（L360NCS）焊条：型号：ENiCrMo-3规格：Φ2.5/3.2mm氩弧焊丝：型号：ERNiCrMo-3规格：Φ2.4mm熔化极氩弧焊丝：型号：ERNiCrMo-3规格：Φ0.9/1.2mm10L360NCS+(L360CS+INCOLOY625)异种钢管道5GGTAW+SMAW、GTAW、GTAW+GMAWΦ219.1×(10+3)（L360CS+INCOLOY625复合管）Φ219.1×12.5（L360NCS）焊条：型号：ENiCrMo-3规格：Φ2.5/3.2mm氩弧焊丝：型号：ERNiCrMo-3规格：Φ2.4mm熔化极氩弧焊丝：型号：ERNiCrMo-3规格：Φ0.9/1.2mm11L360NCS堆焊INCOLOY6255GSMAW、GTAW、GMAWΦ219.1×12.5焊条：型号：ENiCrMo-3规格：Φ2.5/3.2mm氩弧焊丝：型号：ERNiCrMo-3规格：Φ2.4mm熔化极氩弧焊丝：型号：ERNiCrMo-3规格：Φ0.9/1.2mm复层基层2.5复层基层2.55表２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1L360NCS碳钢管道918Φ168.3×10200×18=3600mmΦ508×22.2200×18=3600mmφ114.4×4.5200×18=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714Φ168.3×20200×18=3600mmΦ114.3×14.2200×18=3600mmφ21.3×5200×6=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、φ21.3×5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96Φ219×(10+3)200×30=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96Φ219×(10+3)200×30=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918Φ168.3×23200×18=3600mmΦ168.3×11200×18=3600mmΦ114.3×4.5200×18=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6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912Φ168.3×20（INCOLOY825）200×9=1800mmΦ114.3×14.2（INCOLOY825）200×12=2400mmΦ168.3×23（A333Gr6）200×9=1800mmΦ114.3×17.5（A333Gr6）200×12=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7L360NCS+A333Gr6异种钢管道96Φ168.3×10（L360NCS）200×15=3000mmΦ168.3×11（A333Gr6）200×15=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8L360NCS+INCOLOY825异种钢管道96Φ168.3×20（INCOLOY825）200×15=3000mmΦ168.3×10（L360NCS）200×15=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9L360NCS+(L360CS+INCOLOY825)异种钢管道96Φ219.1×(10+3)（L360CS+INCOLOY825复合管）200×15=3000mmΦ219.1×12.5（L360NCS）200×15=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7续表2：序号项目试验组数试验数量备注焊接试验焊评10L360NCS+(L360CS+INCOLOY625)异种钢管道96Φ1219.1×(10+3)（L360CS+INCOLOY625复合管）200×15=3000mmΦ219.1×12.5（L360NCS）200×15=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INCOLOY62566Φ219.1×12.5300×12=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8五、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≤12.7mm＜60.302200460.3~114.3022004＞114.3~323.9222208＞323.94444016壁厚＞12.7mm≤114.3020024＞114.3~323.9220048＞323.94400816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４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。9六、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L360NCSΦ168×109.6米2碳钢管道L360NCSΦ508×22.23.6米3碳钢管道L360NCSΦ219.1×12.59.6米4碳钢管道L360NCSφ114.4×4.53.65复合管道(L360CS+INCONEL625)Φ219×(10+3)9米6复合管道(L360CS+INCO