铬钼管道焊接及热处理方案

中原石化乙烯原料路线改造（MTO）项目厂际外管工程热处理工程施工技术方案编制：审核：审批：濮阳市中原石化工程有限公司2011年6月15日2目录5一、工程概述本工程是中原乙烯从国电新敷设一条DN400中压蒸汽管线（材质20#，长度约900m），一条DN300高压蒸汽管线（材质P11，长度约900m；从MTO界区引一条DN25仪表风管线（材质：镀锌无缝钢管20#，长度约70m）到中、高压蒸汽的调节阀处；从龙宇化工一条氮气管线从中原乙烯南围墙引入，均沿厂际外管廊（第五段管廊）作为MTO项目厂外公用工程管线。本方案仅适用于厂际外管项目高压蒸汽（铬钼钢P11）管道焊接工程，施工的焊接及热处理工作。二、编制依据2.1、厂际外管Y-10035项目设计图纸；2.2、《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97；2.3、《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98；2.4、《石油化工有毒、可燃介质管道施工及验收规范》SH3501-2002；2.5、《石油化工铬钼耐热钢焊接规程》SH/T3520-2004；2.6、《石油化工金属管道工程施工质量验收规范》GB50517-2010;2.7、《石油化工建设工程施工安全技术规范》GB5048-2008;2.8、《工程建设交工技术文件规定》SH/T3503-2007；2.9、《工程建设交工过程技术文件规定》SH/T3543-2007；三、焊接施工准备3.1材料要求：3.1.1施工现场应配有符合要求的固定焊条库或流动焊条库；3.1.2焊材必须具有质量证明书或材质合格证，焊材的保管、烘干、发放、回收严格按《压力管道质量手册》中有关规定执行，焊条的烘干工艺按生产厂家说明书提供的参数进行，如无则按焊接工艺指导书给定的参数执行（焊接作业指导书11PQR-ZYSH-03；）3.1.3焊丝使用前，应去除表面的油脂、锈等杂物；3.1.4保温材料性能应符合预热及其处理要求。63.2机具要求：3.2.1焊机为直流焊机，焊机完好、性能可靠，双表指示灵敏，且在校准周期内；3.2.2预热及热处理的设备完好，性能可靠，检测仪表在校准周期内，且符合《压力管道质保手册》中的计量要求；3.2.3焊工所用的焊条保温筒，刨锤、钢丝刷齐全。3.3作业条件3.3.1人员资格：焊工必须持有有效期内相应材质(A355P11)、相应位置的《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》合格证或《现场设备、工业管道焊接施工及验收规范》合格证或设计规定的其它合格证及MTO项目合格焊工证。3.3.2环境条件：施焊前应确认环境符合下列要求：风速：手弧焊小于8m/s；氩弧焊小于2m/s；相对湿度：相对湿度小于90%；无雨、雪天气。当环境条件不符合上述要求时，必须采取挡风、防雨等有效防护措施。3.4焊工管理：参加施焊的焊工持证上岗施焊，严禁无证上岗施工。焊工配备以下工具：钢丝刷、锉刀、焊条筒、角向磨光机、直磨机。3.5焊材管理：3.5.1、入库材料应具有合格质量证明文件。3.5.2焊条、焊丝按种类、批号、规格、入库时间分类存放保管，明确标识。焊材库配置空气温湿度记录仪，库房内温度保持在5℃以上，湿度不超过60%。3.5.3焊条、焊丝应存放在架子上，架子离地面和墙面的距离应不小于300mm，架子上宜放置干燥剂。3.5.4由专人负责，统一管理，作好记录，材料工程师定期进行检查。3.5.5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。若无明确要求，按下表的要求执行。7焊条烘干参数一览表序号焊条牌号或型号烘干温度（℃）烘干时间（h）恒温温度（℃）1E5515-B2(R317)250280～1203.5.6焊条再烘干尽量一次少发少领焊条，重新烘干的焊条烧焙员单独存放作好标识及相应记录，下次优先发放。3.5.7焊接设备管理3.5..7.1电流表、电压表齐全，且均在检定期内。3.5.7.2焊接电缆线采用橡皮软线，接头不超过2个；3.5.7.3每台电焊机单独接地，实行一机一闸一保护；3.5.7.4地线应直接接到焊件上，不得接到钢结构或设备上，以防电弧击伤结构或设备。3.6焊接程序图8四、焊接工艺4.1坡口加工高压蒸汽(A335P11)属铬钼耐热钢管道，其坡口加工根据现场条件，全部采用自动坡口机进行火焰切割加工，坡口加工完后，必须打磨掉2mm～3mm的淬硬层，并将切割热影响区打磨干净；清理后应对坡口表面进行检查，确保坡口表面不存在裂纹分层、夹渣焊后热处理坡口加工组对焊缝后热施焊预热无损检测预热温度记录层间温度控制、记录后热参数记录硬度检测下道工序射线检测焊缝后热施焊焊缝预热预热温度记录层间温度控制、记录后热参数记录合格不合格合格中断施焊中断施焊不合格合格焊缝返修95050250履带式加热器保温区200-300°等缺陷，检查方法为PT探伤，合格级别为Ⅰ级，参照标准JB/T4730;4.2焊接接头组对4.2.1组对前用角式磨光机、棒式砂轮机、钢锉等将坡口及内外两侧不小于20mm范围内的母材表面清理干净，直到露出金属光泽；4.2.2焊口组对时应使管内壁平齐，其错边量不应超过管壁厚的10%，且不大于1mm。4.3焊接方法本高压蒸汽（P11）铬钼管道采用TIG-R31(TGR55V)氩弧打底，手工电弧焊R317盖面；承插及角焊缝采用进行TIG-R31(TGR55V)氩弧焊接；4.4定位焊固定管或转动管定位焊应不少于三处，定位焊焊接工艺和焊材应与正式焊接相同，定位焊方式为过桥方式，焊点数为2～5点，定位焊长度为10mm～15mm，高2mm～4mm且不超过壁厚的2/3；4.5焊前预热预热宜用电加热器加热法，并应在坡口两侧均匀进行，定位焊缝可采用火焰加热，且取预热温度的上限值但必须保证热透且温度均匀；（电加热见加热器布置图）图1加热器布置图预热范围应为坡口中心两侧各不小于壁厚的5倍，且不小于100mm。加热区以外100mm范围内宜以保温；预热温度宜在距对口中心50mm～100mm范围内进行测量，测量点应根据焊件情况均匀分布。各种材质焊缝的预热要求见表02-1；10表02-1钢种或钢号壁厚（mm）注1预热温度（℃）注1P11≥6200～3004.6焊接工艺要点焊缝应尽可能一次连续焊完，预热焊缝若被迫中断施焊，重新焊接时先检查确认表面无裂纹后重新预热方可施焊；对热处理的焊缝中断焊接或焊接完毕时不能及时进行热处理时应对焊缝进行200℃～350℃、不少于15min的后热缓冷；无损检测在热处理完毕后进行；多层焊时层间温度应控制在等于或稍高于预热温度；禁止在非焊接部位引弧及电弧擦伤管材表面；打底要控制好电弧，运弧及送丝要均匀，以保证焊缝根部熔合良好；间焊接接头应错开，层间清渣要彻底。4.7焊后热处理热处理采用电加热方式，并应确保加热过程中能准确地控制热处理温度，且使焊件温度分布均匀；水平管道的焊接接头热处理时，测温计应安置在焊接接头的下部；加热范围为焊缝两侧各不少于焊缝宽度的3倍，且不少于25mm。加热区外100mm范围内应予以保温，且管道端口应封闭；热处理的加热速度、恒温时间及冷却速度应符合以下要求：1.加热速度：升温至300℃后，加热速度应按5125/δ℃/h计算，且不大于220℃/h；2.恒温时间：总恒温时间为40min，在恒温期间各测点的温度均应在热处理规定范围内，其差值不得大于50℃。L加热器保温区113.冷却速度：恒温后的冷却速度应按6500/δ℃/h，且不大于260℃/h，冷到300℃后可以自然冷却（δ为管子壁厚）。热电偶采用K系列EU-2型测温1100℃，使用前热电偶须经校验合格。安装时用镀锌铁丝捆绑牢固，端部紧贴焊缝；保温棉采用耐温≥1000℃的硅酸铝高铝毯，厚度≥50mm；各种材料按标准布置完毕后，对加热器、保温棉、连接头等进行自查，自查合格后连线并送电进行热处理。（热处理曲线图见图3）恒温温度：750℃±20℃表5管道焊缝热处理参数一览表序号材质厚度（mm）恒温温度（℃）恒温时间（h）升温速度（℃/h）降温速度（℃/h）备注2A335-P11δ≤10////δ=10—24720-7500.6≤220≤2604.8硬度检测检查数抽20%，焊缝硬度值不超过母材的125％。铬钼钢硬度合格标准为应不超过母材标准布氏硬度值加100HB，且不超过下列规定：A335P11不大于270HB当硬度超标时，应重新进行热处理，并进行硬度检测，并加倍抽检。4.9焊缝返修4.9.1表面缺陷修补T（℃）图3：铬钼钢热处理曲线示意图300℃1h12表面缺陷用角向磨光机进行清除，缺陷清除后，焊缝厚度不低于母材最小厚度时，表面打磨平整圆滑即可；若焊缝厚度小于最小厚度，则进行焊缝修补。缺陷打磨时，使砂轮片与焊缝平行，避免磨削过多。4.9.2内部缺陷返修焊缝返修在完成热处理的焊接接头上进行，待返修后应重新进行热处理。按照返修通知单进行缺陷返修定位，缺陷的消除采用砂轮打磨的方法，磨槽需修整成适合补焊的形状（按照标准焊接工艺坡口进行加工），并经着色检测确认缺陷已被清除后方可进行补焊，每道工序施工前应自检并由专业质检员进行复检，复检合格后方可进行下道工序施工。返修时应采用经评定合格的焊接工艺（原焊接工艺指导书进行施工），且预热温度应取上限（200-300℃），预热范围宜适当扩大，返修中要注意控制层间温度要等于或稍高于焊缝预热温度，多层焊时，每层的焊接接头应错开，在每道焊道焊接完毕后，应进行清理，进行检查，及时发现缺陷，及时进行消除，避免上道焊缝缺陷带入下道焊缝，造成焊缝二次返工，焊缝返修后应及时进行热处理，按检查程序进行外观检查和无损检测；不合格的焊缝同一部位的返修次数，不得超过两次。若超过返修次数，由施工员制定措施，经施工单位技术负责人批准，方可再次返修焊口。4.10质量要求4.10.1外观质量要求1焊缝与母材圆滑过渡，表面应无裂纹、气孔、夹渣、飞溅、咬边等缺陷；2焊缝表面不得低于母材表面，100%射线检测焊接接头余高不超过1+0.1b（b为组对后坡口最大宽度）且不超过2mm。4.10.2内部质量要求内部质量检查按照设计要求执行。五、质量保证措施5.1质量保证体系建立项目工程工艺管道安装项目质量控制体系，对装置工艺管道安装实施过程控制与管理。项目工艺管道质量保证体系见下图。135.2质量保证措施⑴认真做好技术交底，使每一个施工人员均能熟悉工程工艺特点、结构特点、以及重整装置的工程特点、采用的规范、标准和特殊材料的施工技术要求，为确保管道施工质量打下良好基础。⑵建立完善的工序交接制度,各工序作业人员在本工序检查验收合格后,做好工序检查状态标识,出具工序交接卡并得到下道工序作业人员及质检部门签证后,方可将工程转交下道工序,未办理工序交接手续不得进行下道工序的施工。坚持自检、专检、共检相结合，确保工序质量，从而保证工程质量。⑶严格工艺施工纪律管理，管道安装要求应严格遵守《压力管道安装工艺标准》的相应工艺标准规定，进行预制及安装。⑷要及时、准确地采集相关数据，自检、专检、共检质量记录应妥善保存，并按单线图整理归档，确保交工文件中数据的准确性和完整性。项目部检查负责人第三方监检负责人项目经理：李亚光管道工程师：刘素雪工艺负责人：赵辉焊接负责人：郑永谦材料负责人：任家勇质量负责人：石守斌施工班组焊缝检查负责人：郑永谦安全负责人：薛双刚飞14⑸所有施工用材料应严格按程序检验或试验,不合格的材料严禁进入现场。⑹严格按监理、项目部的要求进行各种检验。5.3工程质量评定、工程质量分级控制点⑴认真做好“三检一评”工作，确保工程施工质量处于受控状态，要求如下：①“自检”：由施工作业人员对其完成的施工任务随时进行质量自检，并如实填写自检记录。施工队长或技术人员接到自检记录后，与质量检查人员进行审查和抽样复验，并进行签字确认。②“互检”：实行班组内部互检及施工队内部互检，由施工班组、施工队在自检的基础上，组织施工人员进行工程质量检验，互检中发现的质量问题及时由班组长及施工队长组织处理，质量检查人员监督质量问题的整改。③“共检”：通过“自检”、“互检”的项目，由项目部技术人员按质量控制管理规定要求书面提前通知现