制氢装置预制管道方案.docx
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制氢装置预制管道方案
重大
√
中石化股份公司北京燕山分公司
50000Nm3制氢装置工艺管道预制
施工技术方案
编制：
马德勇
校审：
高明军
批准：
中国石化集团第四建设公司
北京燕山石化工程项目经理部
2006年01月10日
目录
1适用范围…………………………………………………………………………1
2编制依据…………………………………………………………………………1
3工程概况…………………………………………………………………………1
4施工工序…………………………………………………………………………2
5施工工艺…………………………………………………………………………3
6质量标准及质量控制措施…………………………………………………………9
7预制件出厂………………………………………………………………………10
8HSE质量管理体系…………………………………………………………………10
9质量记录……………………………………………………………………………11
10主要施工机具及措施用料………………………………………………………12
1适用范围
本方案只适用于北京燕山分公司50000Nm3制氢装置工艺管道预制施工。
2编制依据
2.1《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97；
2.2《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH3501-2002；
2.3《石油化工铬钼钢耐热钢焊接规程》SH/T3520-2004；
2.4《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98；
2.5《石油化工铬镍奥式体钢、铁镍合金和镍合金管道焊接规程》SH3523-1999；
2.6《石油化工施工安全技术规程》SH35035-1999；
3工程概况
3.1工程内容及工作量
3.1.1北京燕山分公司炼油厂50000Nm3制氢装置管道预制分为两项：
转化炉本体管道预制和装置工艺管道预制。
3.1.2制氢装置位于厂区北侧，管道预制按区域分成5个部分进行：
转化炉区、管带及泵房区、反应及框架区、压缩机区及变压吸附区。
管线预制总量约为30000寸D
安装量为9126.8米（不包括变压吸附）、伴热线4705米、阀门安装1749个、管配件4454个、法兰1941块：
管线材质分为5种，主要以碳钢为主，材质为20#、20g15CrMo、0Cr18N10Ti及Q235B。
3.1.3工程量
序号
工作区域
材质
管线（米）
阀门
配件
法兰
备注
1
压缩机区
20#
983
143
507
199
20#伴热线
246
2
反应及框架区
0Cr18Ni10Ti
380
110
357
193
15CrMo
238
48
158
99
20#
1099
309
906
449
20#伴热线
545
3
管带及泵房区
0Cr18Ni10Ti
236
22
86
40
15CrMo
61.8
102
1
20#
3254.7
178
640
183
20g
391.6
4
炉区
0Cr18Ni10Ti
115
30
63
18
15CrMo
64
9
39
30
20#
1582
726
1624
729
20g
510
20#伴热线
3915
3.2工程特点
3.2.1工艺管线材质种类较多，焊接工艺复杂，焊接工作量大。
3.2.2管线介质多为临氢管线，易燃易爆，管线无损检验严格。
3.2.3炉区管线设计紧凑，现场空间位置狭窄，吊装难度大，工作需合理安排。
。
4施工工序
不合格（返修）
5施工工艺
5.1施工准备
5.1.1技术准备
a）施工前应审核图纸的版次、内容或相关管线号及材料名称、型号、规格、材质、数量、单位是否与设计相符；
b）根据所提供的设计图纸及设计说明，与设计、监理逐项进行对接，编制科学合理、可行性的施工技术方案；
c）对炉区高压管线及上升管、下降管的管线做现场实测，依据实测结果，结合现场实际情况，考虑到安装和吊装的方便，合理划分预制管段，将固定焊口留在易于焊接的位置。
d）针对装置的施工特点对施工人员进行技术交底，明确施工程序、施工方法、质量标准、质量记录和成品保护、安全技术要求。
5.1.2现场人员准备
施工前审查所有作业人员的资质，尤其是参加施工的电焊工必须具有相应材质的焊接合格证，且应具备相应焊接位置，严禁无证操作。
见证《合格焊工登记表》。
5.1.3施工设备、机具准备
按照工程工作量的大小及施工技术方案的要求，准备必要的相应规格、型号和数量的施工机具，准备电焊机及退火设备，并检查设备是否处于完好状态。
管线试压所用压力表须经校验合格，且精度不得低于1.5级，表盘满侧刻度值为实验压力的1.5～2倍。
5.2材料检验
5.2.1施工所需材料，包括管道、管道附件、阀门及紧固件应符合设计要求，必须具有出厂合格证。
5.2.2管子、管件、阀门在使用前应进行外观检查：
管材管件外观不得有重皮、凹坑、裂纹、缩孔等缺陷，应逐根进行外径及壁厚测量，外表面除锈。
管材、管件须进行硬度试验，硬度值在标准允许范围内。
阀门在安装前，应对阀体进行液体强度实验，实验压力为公称压力的1.5倍，5分钟无泄露为合格。
5.2.3管道组成件尤其是对15CrMo、0Cr18Ni10Ti管线，采用100%光谱分析方法对材质进行复查，检测合格后，要按《压力管道质量管理体系文件》中的规定做好标识。
并检查管子、管件外径与椭圆度，确认符合规范要求。
5.2.4根据管线材质不同，钢管及管件分类堆放，不得混淆。
0Cr18Ni10Ti管子及管件下面要加木板，不得置于地面。
5.2.5合金钢阀门的内件材质应进行抽查，每批抽查数量不得少于1个。
5.2.6施工用消耗材料：
电焊条、电焊丝、钨级棒、砂轮片、氩气、氧气、乙炔气、氮气等应有制造厂产品质量证明书：
焊丝应除锈、除油脂、油漆：
电焊条经烘烤、保温，按焊条管理要求发放领用。
5.3下料切割
5.3.1管子在下料前,施工人员应熟悉图纸,确认管子和管件的规格、材质、型号无误后方可进行下料。
5.3.2下料由管工岗长负责，对净料尺寸根据管件坡口组对间隙，垫片厚度及各方向焊口数量综合确定。
5.3.3同一管材连续下料时，段与管间留出加工余量，切割方法不同留出不同加工余量。
5.3.4马鞍支管连接段，先将马鞍端下料，打磨合格后，由马鞍端量尺确定管段长度。
马鞍管开口在管段下料打磨后进行，打磨后的管段上定马鞍口中心线，用样板划线开孔，开孔时留出打磨加工余量1~2mm。
5.3.5管子加工切断前必须移植原有标记，以保证正确识别管子的材质。
5.3.6碳钢管下料时，DN≤50的钢管采用无齿锯切割，砂轮机打磨坡口。
DN>50的钢管应采用氧乙炔切割或磁力切割，加工坡口。
5.3.7铬钼钢（15GrMo）、不锈钢（0Cr18Ni10Ti）管下料时DN≤50的钢管采用无齿锯切割，砂轮机打磨坡口。
DN>50的钢管应采用机械加工进行切割、加工坡口。
钼钢（15GrMo）如用氧气—乙炔切割时，应除去熔渣、氧化皮，并把表面凹凸不平处打磨平整后，并磨掉2mm厚度。
5.3.8坡口加工形式应符合设计规定和焊接工艺要求，坡口加工V型坡口，坡口表面不得有裂纹、缩孔、重皮等缺陷。
坡口尺寸详见《焊接工艺卡》。
5.3.9对于需现场实测的管线，应在现场实际测量后进行预制。
对于有阀门的管线，宜对阀门进行测量后再下料。
5.3.10预制下料应在固定口直管段留出100mm的安装余量。
5.4组对焊接
5.4.1焊口组对前,应用手工或机械方法清理其内外表面,在20mm范围内不得有油漆、毛刺、锈斑、氧化皮及其它有害物质,不锈钢坡口两侧各100mm范围内应涂白垩粉,焊后及时清除干净。
5.4.2组对时要对中夹紧,防止焊接过程中产生变形或位移,偏差应符合要求。
点固焊应采用与正式焊接相同的焊材，对永久性定位焊，应保证焊透，点焊的焊点间距应符合规范要求。
5.4.3壁厚相同的管道组成件组对内壁错边量应符合下列规定：
a）SHA极管道为壁厚的10%，且不大于0.5mm；
b）SHB、SHC及SHC级管道为壁厚的10%，且不大于1mm；
c）SHE极管道为壁厚的10%，且不大于2mm；
5.4.4马鞍口的组对应保证内壁对齐，满足焊透要求。
承插口管端与承插管件留出1~1.5mm间隙。
5.4.5当螺纹接头采用密封焊时，外露螺纹应全部密封。
5.4.6管道上仪表取压部件连接时，按规定位置先钻孔后焊接，必要时焊后在绞孔。
温度计插孔的取源部件不得向里倒角。
5.4.7管段对口时应检查平直度，当管道小于DN100以下时，其偏差不得大于1mm，
当管道大于DN100时，其偏差不得大于2mm，全长总偏差不得大于10mm。
5.4.8管道焊接
a）碳钢管的焊接
--坡口设计：
采用Ｖ型坡口。
--焊接方法：
管道小于DN50以下的对接焊口采用全氩弧焊，DN50以上采用电弧填充及盖面。
--焊接要点：
保证焊缝根部熔透良好，不偏弧，焊材按要求烘干，保证组对质量。
b）不锈钢管的焊接
--坡口设计：
对接时采用Ｖ型坡口，承插焊接头保证间隙。
--焊接方法：
对接焊口采用手工氩弧焊打底，手工氩弧或手工电弧焊填充盖面；承插焊采用手工氩弧焊或手工电弧焊。
（1）焊前应在坡口两侧100mm范围内涂以白垩粉或其它防粘污剂，以防止飞溅物玷污焊件表面。
（2）采用手工氩弧焊时，内壁充氩保护。
（3）采用小线能量，短弧不摆动操作。
（4）采用多层多道焊工艺。
（5）严格控制层间温度不超过150℃。
（6）承插焊必须焊两遍。
c）铬钼钢管的焊接
--参与施焊的管材、弯头、大小头等到货应有合格证件，并进行外观检查，管件内、外表面及所有焊接坡口，进行着色检查，合格后方允许焊接。
--焊前预热
1）对接焊缝原则采用电加热法，预热温度为150℃--200℃。
采用绳式加热器进行预热，如图1所示，焊接过程中不拆除，维持预热状态以控制层间温度。
2）管道内必须堵塞，不使空气对流。
3）预热及施焊过程中随时用电子点温计测温，预热温度宜在距焊缝中心50mm—100mm的范围内进行测量。
各种材质焊缝的预热要求表4。
4）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。
角焊缝及个别小口径焊缝采用火焰加热，电子点温计测温。
5）定位焊缝采用火焰加热。
6）预热温度作好相应数据记录（无须打印自动记录曲线）。
--焊接要求
1）DN≤50或壁厚δ≤4的焊缝采用全氩弧焊，其余焊缝采用氩弧焊打底、手工电弧焊填充及盖面的工艺或手工电弧双面焊工艺。
2）多层焊时各层、道之间的接头相互错开。
3）焊缝应尽可能一次连续焊完，需进行预热焊缝若被迫中断施焊，重焊
接时先检查确认表面无裂纹后重新预热方可施焊；需热处理的焊断
焊接或焊接完毕时不能及时进行热处理时应对焊缝进行300～350℃
的后热缓冷；需热处理焊缝的无损检测在热处理完毕后进行。
4）必须事先准备好热处理设备，焊后立即进行热处理。
5）多层焊时层间温度应控制在等于或稍高于预热温度。
6）单面钨极氩弧焊打底焊接时，焊缝内侧充氩气保护。
d）焊接所用焊材进行统一管理。
焊条使用前应按要求烘干，焊丝使用前应除锈、
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