管道热处理方案.docx
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管道热处理方案
受控文件
编号：
YZLY-XXXXX-FA–GY-007
管道热处理施工技术方案
修改码：
A发放编号：
有效期：
2013-03-01～2013-12-01
印数：
持有人：
编制：
审核：
批准：
一、编制依据
1．《工业金属管道施工及验收规范》GB50235-2010
2.《现场设备、工艺管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-2011
3．《现场设备、工业管道焊接工程施工质量验收规范》GB50683-2011
4．《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH3501-2011
5．《石油化工钢制管道工程施工工艺标准》SH/T3517-2001
6.《石油化工设备和管道涂料防腐蚀技术规范》SH/T3022-2011
7.《石油化工设备管道钢结构表面色和标志规定》SH3043-2003
8．《石油化工工艺装置布置设计规范》SH3011-2011
9.《扬子炼油质量管理程序》
10.《石油化工金属管道工程施工及验收技术条件》40BJ019-2011
11.《石油化工建设工程项目施工过程技术文件规定》SH/T3543-2007
12.《工程建设交工技术文件规定》SH3503-2007
二、工程名称及概况
1．工程特点
XXXX装置为操作压力大，壁厚等级高，材质种类多，介质腐蚀强，物料大部分为易燃、易爆，工程施工空间有限，高空作业多，造成管道热处理施工难度大。
本方案是为管道热处理这一特殊过程而特别编制的。
2．方案适用范围
本方案仅适用于XXXX裂化装置中根据设计文件规定的热处理管线，其中包含TP321材质不锈钢管线、crmo合金钢管线、加热炉炉管管线、高温高压碳钢管线，以及介质腐蚀性高的中低压管线。
4．管道热处理工程量
热处理管道共9621米，其中20#管道6417米，15CrMo管道796米，TP321管道853米，P11管线180米，A106B管线2414米，06Cr19Ni10管线30米，TP347管线500米，焊口数量14101道，共计DB49771.5。
（详见附表）
三、热处理质保体系
（一）热处理过程人员机构
热处理过程人员机构图
（二）热处理过程机构人员职责
项目经理对焊接质量负全责；施工经理负责机具、人员的调配，合理安排施工程序、施工区域，同时做好优质施工、文明施工和安全施工的综合管理体系工作；质量经理负责质量保证体系的运行，质量监督和指导检查工作；质检员负责管道热处理前的确认，负责热处理工艺实施；技术员负责热处理工艺的制定和技术工作的管理；安全员负责整个过程的安全防护，避免人身伤亡（如触电或高空坠落），防止火灾等造成财产损失；施工员负责本队热处理工作安排、机具落实、施工人员的组织及热处理工艺管理工作的贯彻实施；施工执行人负责本队热处理工作的实施，凡参加热处理的操作人员，施工前须报项目部审批并经工艺负责人技术交底后方可作业。
四、施工准备
（一）热处理前应具备的条件
1.所有焊接工作已完成，焊缝外观成形良好，焊肉饱满，飞溅、药皮等杂物已清除干净；
2.焊缝的表面无损检测（磁粉检测、渗透检测等）需在焊缝热处理工作完成且硬度检测合格后进行；
3.管道固定管支架需在管线所有焊缝的热处理工作完成后进行安装；
4.热处理前必须拆除焊缝附近的所有螺栓连接阀门、仪表元件等；
6.热处理时，天气应晴好。
大风天、下雨天若没有相应防护措施，严禁进行热处理。
（二）需要的热处理工、机具及消耗材料见表一
表一
序号
名称
规格或型号
单位
数量
备注
1
自动温度控制仪
WK-Ⅱ-60
台
4
2
履带式电加热片
10.0KW
片
30
3
绳式电加热器
10.0KWL=3.0M
条
20
4
热电偶
Φ6χ600
支
30
5
电缆
3χ240mm2+2χ120mm2
米
800
6
电缆
10mm2
米
720
7
补偿导线
K型
米
720
8
硬度检测仪
便携式
台
1
9
红外线温度检测仪
台
1
10
硅玻璃纤维带
45χ3
米
1000
11
岩棉毡
米3
10
12
氧气
瓶
93
13
乙炔
瓶
31
14
绝缘胶带
卷
20
15
仪表记录纸
盒
5
16
记录笔
支
4
（三）施工前检查
1．施工前各专责技术负责人和检查员应对焊口表面质量进行确认，如有不合格必须返工，合格后方可进入热处理工序。
2．热处理设备使用专用热处理机，加热器应根据管径大小选用加热绳或加热带（具体选用应根据现场情况定）。
3．为防止热处理时管线变形，热处理焊口两端各2~3米距离内需加设临时支撑；管口两端用管帽或破布封堵以避免穿堂风。
4．加热器与焊口贴合要密实，加热范围可控制在焊缝两侧30~50mm内，加热器外用石棉保温棉包裹，保温范围为焊缝两侧各100~150mm。
五、热处理工艺及要求：
管道进行热处理的目的在于消除焊接残余应力，降低装置投运后具有应力腐蚀特性的物料管道的应力腐蚀，延长装置的使用寿命，减少检修频次。
管道焊缝的焊后消除应力热处理采用电加热方法进行：
Ø管段与管段间的对接焊缝用履带式电加热片；
Ø管段与管件（三通、弯头）间、管件与管件间的对接焊缝，用绳式电加热器。
热处理工艺应严格按照下列要求执行。
1.施工工艺方框图
控制环节
检查等级
共检点
控制内容
见证资料
1
A
☆
审查方案，进行技术交底
方案编制审批记录
技术交底记录
2
C
现场进行工序检查，确认上道工序是否合格
材料验收记录
3
C
委托所热处理的管线号、材质及规格
热处理委托单
4
C
准备热处理机及相应机具
5
B
☆
严格按热处理方案操作
热处理工艺曲线
6
B
☆
对熔合区、热影响区及母材进行硬度检测
焊缝热处理硬度报告
7
A
☆
焊缝探伤、合格级别及返修情况
焊缝探伤委托票合格及报告
项目
级别
A
B
C
检查性质
建设单位、监理单位、中石化五公司
监理单位、中石化五公司
中石化五公司
2．焊缝热处理工艺流程图：
热处理操作过程简述：
2）履带式电加热片加热法：
用履带式电加热片进行热处理时，采用功率为10.0KW的加热片，其操作过程如下：
Ø用硅玻璃纤维带将热电偶绑扎固定于焊缝处。
用铁丝绑扎固定热电偶时，绑扎点数不应少于两处。
热电偶头部应置于焊缝处，其与焊缝中心的间距不得大于20mm，且应紧贴管外壁。
Ø将履带式电加热片沿焊缝圆周方向包裹于焊缝外侧。
履带式电加热片应紧贴管道外壁包裹于焊缝处，并用铁丝绑扎固定，绑扎点数不得少不两处。
其两端应沿管道轴线方向对称布置于焊缝两侧，搭接长度不得小于50mm。
Ø在履带式电加热片外部包裹岩棉毡保温层。
保温层用硅玻璃纤维带绑扎，其厚度不得小于100mm，宽度以超出加热片两端部各100mm为宜。
Ø封闭两端管口：
因穿堂风能严重影响热处理时的升、降温速率及恒温过程，故热处理前必须封闭两端管口。
Ø连接电加热片和热电偶的电缆。
连接电缆时，在焊缝和温控仪附近各应设立一电缆固定点，以免由于电缆晃动而引起热电偶、加热片松动。
Ø热处理参数及热处理曲线。
3）绳式电加热器加热法：
用绳式电加热器进行热处理时，选用功率为10.0KW，长度为3.0米的加热绳。
其操作步骤及各项参数同“履带式加热片加热法”。
同时，需注意如下事项：
Ø绳式加热器应紧密、对称地缠绕在焊缝及其两侧的管外壁上。
加热区域为焊缝及其两侧各40mm的带状范围。
Ø热电偶头部应置于焊缝处或尽可能靠近焊缝的管道外壁处。
Ø保温用岩棉毡端部与外圈加热绳间的距离不得小于100mm,保温层厚度为100mm。
Ø管道同一三通、弯头、大小头等管件处相距较近的焊缝，在保证每道焊缝加热范围的前提下，可选用同一根加热绳同时进行热处理。
热电偶应置于靠近保温层边缘的焊缝处。
3.管道热焊缝处理曲线
1．管道焊缝热处理曲线图
注：
δ为管子壁厚（mm）
当壁厚小于23mm时，升温速率≤220℃，大于23mm时，速率为≤5125/δ.
当壁厚小于23mm时，降温速率≤260℃，大于23mm时，速率为≤6500/δ.
材质
热处理温度
恒温时间
最短热处理时间
硬度值≤
20#
620±20
2.4δ
1h
200
TP321
900±25
2.4δ
1.5h
187
15CrMo
700~750
2.4δ
2h
225
TP347H
900±25
2.4δ
1.5h
187
A106B
620±20
2.4δ
1h
200
P11
700~750
2.4δ
2h
225
注：
热处理采用电阻加热，恒温时，在加热范围内任意两点间的温差应低于50℃，测温点对称布置在焊缝中心两侧，且不得少于两点，水平管道的测点应上下对称布置。
热处理温度按照焊接工艺确定，热处理后对焊缝进行100%硬度测试，焊缝硬度值应符合焊接工艺评定和焊接工艺指导书的要求。
4.热处理工艺要求
1．热处理时将焊缝缓慢加热至300℃后按热处理曲线的要求控制加热速率,恒温过程达到要求后按热处理曲线缓慢降温,降温至300℃以下后可自然冷却。
2．对碳素钢管道，总体恒温时间≥1h。
在恒温期间内，最高与最低温度差应小于50℃。
3．对奥氏体不锈钢管道，总体恒温时间≥1.5h。
在恒温期间内，最高与最低温度差应小于50℃。
4．对奥合金钢管道，总体恒温时间≥2h。
在恒温期间内，最高与最低温度差应小于20℃。
5．热处理的加热范围为焊缝两侧各不小于焊缝宽度的三倍，且不小于25mm。
加热区以外的100mm范围内应予以保温。
管道两端应封闭。
6．阀门两侧的焊缝热处理时应将阀门拆除，焊接阀门应拆除阀门压盖和填料，并注意避免阀芯损坏。
7.热处理加热时，对于DN≥300以上的焊口，应至少布置2根热电偶。
7．焊缝热处理过程中管子不应承受外力，以免产生变形。
8．焊接接头热处理后，应测定硬度，并做好记录及标识。
六、硬度检测及要求
1.焊缝消应热处理的效果，通过检查热处理曲线图和焊口硬度来评价。
热处曲线图中的升温速率、降温速率、恒温温度及时间和规定相符合，且焊缝、热影响区的硬度值符合要求，则该焊缝热处理合格。
否则，需重新进行热处理。
检查员在热处理过程中严格按热处理方案进行检查监督，严格控制加热速度、恒温温度、恒温时间和冷却速度。
2．在热处理结束后，每一道焊口均要按要求测定焊缝硬度，每道焊口至少测定三处（焊缝、热影响区），每处测定三点然后取平均值,若硬度值符合下列规定：
碳素钢不应大于母材硬度的125%，且当含Cr<2%时，硬度不宜大于HB225，当含Cr>2%时，硬度不宜大于HB241，即硬度值一般不超过母材布氏硬度HB+100，焊口及热影响区的硬度值不超过该处母材硬度值的120%，则该焊口的硬度值合格。
检验数量不应少于热处理焊口总数的20%；硬度值超过规定时，应增加一倍点数检查，如仍不合格则应重新热处理，并对硬度重新测定。
3．验收合格后及时填写热处理报告，并附热处理曲线。
报告结果须经有关人员签字确认。
七、返工
对硬度检查或现场验收不合格的焊口，质量负责人应下发返工通知单，施工人员按原工艺要求重新进行热处理，并填写不合格记录。
八、安全措施
1．热处理安全管理体系：
进入施工现场必须戴好安全帽，高空作业必须系好安全带、设好安全网、使用工具袋，严禁从高空抛掷物件。
2．施工用交叉脚手架必须采用封闭式，要求有较高的稳定性。
脚手架的搭设须规范且符合要求，严禁随意搭设脚手架。
3．现场热处理区域应设置明显的标识，并采取防护措施，防止烫伤、烧伤。
严禁无关人员进入热处理区域。
4．热处理现场周围不得有易燃易爆物品，否则在热处理前必须撤除。
施工用机具使用前要仔细严格检查，避免漏电，静电接地要有专人检查，以确保施工安全。
5．施工前检查临时支承稳固性，确保热处理后管子不变形。
6．热处理过程中操作人员必须作好自身的防护，以防烫伤或烧伤。
九、JHA
JobHazardAssessmentWorksheet工作危险性分析（JHA）表
Company/公司：
Project工程
200万吨/年XXXX裂化装置
Date/日期：
2013年3月5日
工作
管道热处理作业
序号
工作步骤
危害因素
主要后果
现有安全控制措施
L
S
风险度
（R）
建议改正/控制措施
1
编写施工方案
施工不明确，影响质量
管道出现质量问题
石油化工施工安全技术规程
1
1
1
1、根据施工图纸的技术要求，应由技术人员编写热处理施工方案。
2、编写在热处理过程中应采取的各项安全技术措施。
2
热处理人员的确定
不熟悉工艺要求，易造成事故
人员伤害、财产损失
石油化工施工安全技术规程
1
1
1
参加热处理的人员，必须经过技术培训和安全教育，掌握热处理的操作方法和安全要求。
3
热处理前的准备工作
影响工期、出现质量问题、安全事故
人员伤害、财产损失
石油化工施工安全技术规程
1
5
5
1、根据热处理施工方案，选用合适的热处理机、电缆、配电箱等设施。
2、由热处理人员和专业电工、技术人员共同对热处理设施安装情况进行检查确认。
4
管道热处理过程中
易发生火灾
造成人员伤害、财产损失
石油化工施工安全技术规程
4
5
20
1、用远红外线电加热器进行焊缝热处理时，与端子连接的受热部分的电源线，应采用多股胶合铜线，并用陶瓷环绝缘。
与加热元件接触的保温材料，宜用高温的硅酸铝陶瓷纤维。
远红外线加热元件应接用110-220V电源。
2、采用油雾化燃烧法热处理时，管道周围的易燃物应清理干净，与有可燃介质的设备和装置之间的安全距离保持30米以上，否则应采取隔离措施。
现场应配备足够的消防器材，必要时应配备消防车监护。
点火前应检查罐内是否有可燃气体，点火时应先将点火器点燃，再进行喷油点火。
风筒附近严禁站人。
5
热处理结束
影响环境卫生
造成环境污染
无
2
4
8
1、施工现场所剩的油料应采取可靠的泄露措施，防止因油料泄露污染现场环境。
2、在施工完毕后，所用的电缆、配电箱、热处理机、电动空压机等设施，应及时撤离，并对现场进行彻底卫生清理。
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