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乙烯装置工艺管线焊接及热处理施工技术方案

乙烯装置工艺管线焊接及热处理施工技术方案

编码：

FCC—TJE/方案-075

综合

重大

一般

天津100万吨/年乙烯及配套项目乙烯工程

100万吨/年乙烯装置工艺管线焊接及热处理

施工技术方案

（REV0）

中国石化集团第四建设公司

天津100万吨/年乙烯及配套工程乙烯项目部

2008年11月03日

1适用范围

本方案适用于天津石化100万吨/年乙烯及配套项目乙烯装置工艺管线的焊接及热处理施工，其中包括裂解炉对流室炉管进出口、辐射室入口及炉体配管的焊接。

2编制依据

a）中国石化工程建设公司的图纸、设计文件

b）《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH3501-2002

c）《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98

d）《石油化工铬钼耐热钢管道焊接技术规程》SH3520-2004

e）《石油化工低温钢焊接规程》SH3525-2004

f）《石油化工异种钢焊接规程》SH3526-2004

g）《石油化工铬镍奥氏体钢、铁镍合金和镍合金管道焊接规程》SH3523-1999

h）《石油化工乙烯裂解炉和制氢转化炉施工技术规程》SH/T3511-2007

i）《石油化工建设工程项目施工过程技术文件规定》SH3543-2007

j）《石油化工工程建设交工文件规定》SH3503-2007

k）《石油化工装置施工安全技术规程》SH3505-1999

l）天津石化100万吨/年乙烯及配套项目压力管道安装安全质量监督检验工作管理规定石化质监天津乙烯监督组[2008]01号

3工程概况及特点

a）本工程管道约254千米，焊接总量约为97万寸D，涉及到的材料主要包括以下几个类别：

碳素钢——20、20G、A106B、API5L、Q235B；铬钼耐热钢——A335-P11、A335-P22、A234P5、P91、A691GR1-1/4CL22、A691GR2-1/4CL22；奥氏体不锈钢——TP304、TP321、TP347H、A351CF8C；低温钢——A333Gr6、A671-CC60等。

既有同种、同类材料之间的连接，又有不同类型、不同材质之间的异种钢接头。

b）装置中易燃、易爆的工艺介质较多（如裂解气、乙烯、丙烯等），既有低温管线，又有超高压蒸汽管线，其中最大管径为108″（API5LGRB，厚度为38.1mm），最大壁厚为73.025mm（A335P22，管径为24″），因此，大管径、大厚度管的焊接是本装置焊接施工的重点和难点。

材料规格及主要分布情况见表1。

表1工艺管线材质、规格一览表

27900

27901

27905

27904

27902

27903

27997

27906

27945

管线材质

街区

裂解炉区

热区

冷区

急冷区

压缩区

火炬回收系统

蒸汽及凝液单元

东西废水池

20

1/2〞～24〞

1/2"～24"

1/2"～20"

1/2"-16"

1/2"-24"

1/2"-20"

1/2"-24"

1/2"-14"

1/2〞～8〞

3.73～12.7

3.73～9.57

3.73～12.7

3.73-12.7

3.73～12.7

3.73-12.7

3.73-9.53

3.73～9.53

4～7

A106B

（管材-10℃冲击）

8"～24"

8",12”,14"

18”

24”

24"

8”,14”,18”

Q235B

Ф711×9

19.05～23.01

30.96,35.71

23.01,33.32,35.71

19.05

24.61

24.61

23.01,35.71,45.24

A106B

1/2〞-24〞

3/4'～8"

1/2"～24"

1/2"-16"

1/2"-6"

1/2"-18"

1/2"-4"

1/2"～12"

20G

1/2〞～2〞

4～4.5

4.78～16.66

5.56～23.01

3.73～14.27

3.73-15.09

3.73-12.7

3.73-16.66

3.73-8.56

3.73～14.27

API5L

16〞～108〞

16"～108"

1/2"～60"

16"-36"

16"-108"

16"-78"

16"～24"

9.53～19.05

9.53～38.1

9.53～17.48

9.53-17.48

9.53-19.05

9.53-17.48

12.7

9.53

A333Gr6

1/2〞～24〞

1/2"～24"

1/2"-24"

3/4"-3"

3/4-4"

1/2"-6"

3/4"～3"

3.73～12.7

3.73～12.7

3.73-12.7

3.51-5.49

3.91-6.02

3.73-7.11

3.91～5.54

A671GRCC60

CL22

30〞～66〞

30〞-66〞

9.53～12.7

9.53~12.7

P11

1/2〞～20〞

1/2"～18"

1/2"～12"

1/2"-20"

1.1/2"-1"

1/2"-20"

3.91～20.62

4.78～9.53

3.73～9.53

3.73-12.7

4.55-5.08

3.73-20.62

A691GR1-1/4CL22

30”,42”,60”

15.875～17.48

P22

1/2〞～24〞

1/2"～24"

3/4"～18"

1/2"-16"

3/4"-18"

1/2"-20"

4.55～73.025

4.78～73.025

6.35～55.563

4.78-49.213

4.55-55.563

4.78-61.913

A691GR2-1/4CL22

32〞,36〞

32"

3”,36”

20.62～22.23

20.62

20.62-22.23

A312TP304

1/2〞～18〞

3/4"-8"

3/4-6",18"

2”,3”

1/2"-12"

3.05～3.91

2.87-3.91

2.87-4.78

3.05-3.91

2.77-4.57

A312TP304

A358304CL1

（-101℃）

1/2〞～36〞

3/4"-4"

1/2"-36"

2.77～12.7

2.87~3.91

2.77-12.7

A312TP304

A358304CL1

（-196℃）

1/2〞～72〞

1/2"-36"

1/2"-36"

3”,6”

1/2"-72"

2.77～12.7

2.77~12.7

2.77-12.7

3.05-3.4

2.77-9.53

TP347H

1/2"～6",18"～60"

3.73～12.7

续表一

序号

焊缝位置

焊接部位1

焊接部位2

部位名称

材质

规格

部位名称

材质

规格

轻油炉

对流段LMPH（出口）

LP7，8，9，10，11，12

A312TP304H

Ф168.3*7.11

管线

347H

Ф168.3*7.11

对流段LFPH（出口）

DS13，14，15，16，17，18

A106B

Ф168.3*7.11

管线

20

Ф168.3*7.11

对流段UFPH（进口）

FP1，2，3，4，5，6

CR1A

Ф73*5.16

管线TYP（异径管）

CS

2-1/2”

对流段集合管

LSSH进出口、USSH出口

A335P91

Ф219.1*28.575

管线

A335P22

Ф219.1*28.575

对流段集合管

USSH出口、BWPH进出口

SA106B

Ф219.1*20.62

Ф168.3*18.26

管线

A106GrB

Ф219.1*20.62

Ф168.3*18.26

辐射盘管入口

90°带吊耳弯头

A351CF8C

Ф60.3*3.9

炉体配管管线

A182Gr.F347H

Ф60.3*3.9

集合管接管

A182F347H

Ф48.3*5.08

文丘里流量分配器　

A182Gr.F347H　

Ф48.3*5.1　

集合管入口

异径三通

A403WP347

Ф168.3*7.11

炉体配管管线

347H

Ф168.3*7.11

重油炉

对流段LMPH（出口）

LP7，8，9，10，11，12

A312TP304H

Ф168.3*7.11

管线

A312TP347H

Ф168.3*7.11

对流段LMPH（入口）

LP1，2，3，4，5，6

A312TP304H

Ф168.3*7.11

管线

A312TP347H

Ф168.3*7.11

对流段DSSH（出口）

DS7，8，9，10，11，12

A312TP304H

Ф168.3*7.11

管线

A312TP347H

Ф168.3*7.11

对流段DSSH

DS1，2，3，4，5，6

A312TP304H

Ф168.3*7.11

管线

（8*6”异径管）

A234WPB

Ф168.3*7.11

对流段UMPH（出口）

UP7，8，9，10，11，12

A234P5

Ф168.3*7.11

管线

P11

Ф168.3*7.11

对流段LFPH（入口）

DS13，14，15，16，17，18

A335P11

Ф168.3*7.11

管线

20

Ф168.3*7.11

对流段UFPH

FP1，2，3，4，5，6

CR1A

Ф73*5.16

管线（TYP异径管）

A234WPB

2-1/2”

对流段集合管

LSSH、MSSH进出口、USSH入口

A335P91

Ф219.1*28.575

管线

A335P22

Ф219.1*28.575

对流段集合管

USSH出口、BWPH进出口

SA106B

Ф219.1*23.01

Ф168.3*18.26

管线

A106GrB

Ф219.1*23.01

Ф168.3*18.26

辐射盘管入口

90°带吊耳弯头

A351CF8C

Ф60.3*3.9

炉体配管管线

A182Gr.F347H

Ф60.3*3.9

集合管接管

A182F347H

Ф48.3*5.08

文丘里流量分配器

A182Gr.F347H

Ф48.3*5.1

集合管入口

异径三通

A403WP347H

Ф168.3*7.11

炉体配管管线

TP347H

Ф168.3*7.11

乙烷炉

对流段FPH

FP1，2，3，4，5，6

CR1A

Ф141.3*6.55

管线

A234WPB

Ф141.3*6.55

对流段FPH

FP7，8，9，10，11，12

A106B

Ф141.3*6.55

管线

A234WPB

Ф141.3*6.55

对流段UMPH

UP1，2，3，4，5，6

A335P22

Ф168.3*7.11

管线

20

Ф168.3*7.11

对流段LMPH

LP7，8，9，10，11，12

A312TP304H

Ф168.3*7.11

管线

（8*6”异径管）

A312TP347H

Ф168.3*7.11

对流段集合管

LSSH进出口、USSH出口

A335P91

Ф219.1*28.575

管线

A335P22

Ф219.1*28.575

对流段集合管

USSH入口、BFW进出口

SA106B

Ф168.3*18.26

Ф168.3*18.26

管线

A106B

Ф168.3*18.26

辐射盘管入口

90°带吊耳弯头

A351CF8C

Ф60.3*3.9

炉体配管管线

A182Gr.F347H

Ф60.3*3.9

集合管接管

A182F347H

Ф48.3*5.08

文丘里流量分配器　

A182Gr.F347H　

Ф48.3*5.1　

集合管入口

异径三通

A403WP347

Ф168.3*7.11

炉体配管管线

347H

Ф168.3*7.11

表2焊接工艺评定选用一览表

序号

现场管线情况

选用工艺评定编号

焊接工艺评定内容

备注

材质

壁厚

评定用材质

评定试件规格

厚度覆盖范围

焊材

热处理（℃/h）

1

20、A106B、API5L、Q235B、20G

δ≤14

0822AWA-MV

20

Ф168*7

1.5～14

H08Mn2SiA/J427

/

2

14＜δ≤22

0823AWA-MV

20

Ф168*11

8.25～22

/

3

22＜δ＜30

0448AWA-MV

20G

δ=20

15～40

/

4

20、A106B、API5L

δ≤14

0843AWA-MV

20

Ф168*7

1．5～14

H08Mn2SiA/J427

620℃/1h

5

14＜δ≤20

0650AWA-MV

20

Ф219*10

7.5～20

H08Mn2SiA/J427

635℃/1h

6

20＜δ＜46

0437AWA-MX

20

Ф325*28

19.5～52

H08Mn2SiA/J427

600~610℃/1.5h

7

A333Gr6A671GrCC60CL22

3＜δ≤12

0273AWA-MV

A33Gr6

Ф114*6

3～12

ER80S-Ni2/E8018-C1

/

8

12＜δ≤16

0350AWA-MV

A33Gr6

Ф355.6*7.92

8～16

ER80S-Ni2/E8018-C1

/

9

A335P11

δ≤10

1381AWA-MV

A335P11

Ф168*7.11

1.5～10.5

ER80S-B2/E8018-B2

/

10

10＜δ≤24

1402AWA-MV

A335P11

φ168×11

8.25～16.5　　

ER80S-B2/E8018-B2

663/1

11

1403AWA-MV

A335P11

φ89×16

12～24　　

ER80S-B2/E8018-B2

675/1

12

A335-P22

δ＜6

/

A335-P22

H08Cr2MoA/R407

待做

13

6＜δ≤12

1382AWA-MV

A335-P22

φ88.9×8

6～12　　

H08Cr2MoA/R407

730/1

14

12＜δ≤18

/

A335P22

Φ114×17

12~18

H08Cr2MoA/R407

待做

15

18＜δ≤37.5

1383AWA-MV

A335P22

φ219×25

18.75~37.5　　

H08Cr2MoA/R407

720/1.5

16

37.5＜δ≤70

1399AWA-MV

A335P22

φ356×47

35.25~70.5　　

H08Cr2MoA/R407

730/2.5

17

δ＞70

/

A335P22

Φ508×60

45~90　　

H08Cr2MoA/R407

待做

续表2焊接工艺评定选用一览表

序号

现场管线情况

选用工艺评定编号

焊接工艺评定内容

备注

材质

壁厚

评定用材质

评定试件规格

厚度覆盖

范围

焊材

热处理（℃/h）

18

TP304

1.5＜δ≤12

1452AWA-MV

TP304

Ф114*6

1.5～12

ER308/A107

/

19

TP304

1.5＜δ≤12

/

TP304

ER308/A107

/

有-101℃、-196℃冲击要求的待做

20

TP304

δ＞12

/

TP304

ER308/A107

/

21

1Cr18Ni9Ti、TP321

1.5＜δ≤20

0240AWA-MV

1Cr18Ni9Ti

Ф133*10

1.5～20

H0Cr20Ni10Ti/E347-15

/

22

A312TP347H

1.5＜δ≤12

1378AWA-MV

A312TP347H

φ168×7.11

1.5～12

ER347H/E347-16

/

A182347H+

A182Gr.F347H

A351CF8C+

A182Gr。

F347H

23

A312TP347H

12＜δ≤19

1379AWA-MV

A312TP347H

φ219×12.7

9.525~19.05

ER347H/E347-16

/

24

TP304H+TP347H

1.5＜δ≤12

1378AWA-MV

A312TP347H

φ168×7.11

1.5~12　　

ER347H/TS-347Z（E347-16）

/

25

TP304H+A234WPB

1.5＜δ≤12

1371AWA-MV

TP304+20

φ168×7.11

1.5~12

TGS309（ER309）/TS309Z（E309-15）

/

26

A335P5+P11

1.5＜δ≤12

/

A335P5+P11

ER80S-B2/E8018-B2

待做

27

A335P11+20

1.5＜δ≤12

/

A335P11+20

H08Mn2SiA/J427

待做

28

A335P11+20

8.25~16.5

1414AWA-MV

A335P11+20

φ168×11

8.25~16.5

H08Mn2SiA/J427

660/1

29

A335P22+20

≤13.1

0435AWA-MV

A335P22+A106B

Φ141.3×6.55

1.5~13.1

H08Mn2SiA/J427

720~750/1

30

P91+P22

28.575

/

P91+P22

H08Cr2MoA/R407

待做

31

CR1A+A234WPB

5.16

1370AA=MV

CR1A+20

Φ73×5.16

1.5~10.32

STG-W4

/

32

A333Gr6+TP304

≤12

1397AWA-MV

A333Gr6+TP304

φ168×7

1.5～12

TGS309（ER309）/TS309Z（E309-15）

/

33

A333Gr6+20

A333Gr6+API5L

≤12

1409AWA-MV

A333Gr1+20

φ168×7

1.5～12

H08Mn2SiA/J427

/

续表2焊接工艺评定选用一览表（自动焊）

序号

现场管线情况

选用工艺评定编号

焊接工艺评定