P91管道热处理施工方案.docx
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P91管道热处理施工方案
P91管道热处理施工方案
附件3
施工方案审查表
报审单位
机械化工程公司
报审日期
2014.10.13
工程名称
新疆神华68万吨/年煤基新材料项目空分空压站装置
工程编号
方案名称
工艺管道热处理
主编人员
张书安
方案编制、报审情况说明：
本工程为神华新疆68万吨/年煤基新材料项目空分装置工艺管道热处理。
本方案按照公司《施工方案编制基本规定Q/HSZ09.0002—2009》进行编制审批，安装四公司张书安主编，杨玉明审核，并经项目部各部门领导批准，符合审批流程。
现报上本方案，请公司领导审批！
填表人：
乔茂宇
公司审查意见
审查部门
或专家
审查意见（可另附页）
审查人签字及日期
1.工程概述⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅2
2.编制依据⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅2
3.施工程序⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅3
4.施工方法及技术措施⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅3
5.施工进度计划⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅6
6.降低成本措施⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅6
7.施工质量保证措施⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅6
8.安全保证措施⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅7
9.文明施工技术措施⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅11
10.劳动力需用计划⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅11
11.施工机具与施工手段用料计划⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅11
1、工程概述
1.1.工程概况：
本项目为神华新疆68万吨/年煤基新材料项目空分装置，该工程工期紧、任务重，工程质量要求高，为确保工艺管道安装的顺利完成，施工进度、质量保证、HSE管理得到有效控制，达到项目总体统筹计划要求，特编制工艺管线焊缝焊后热处理施工技术方案。
1.2.工程特点：
管道焊缝热处理工艺要求较高，焊口热处理焊口数也较多。
具体热处理工艺参数参考下表。
主要材质热处理工艺参数表
钢种
焊前预热
焊后后热
焊后热处理
保温时间
min/mm
最短保温时间h
布氏硬度
壁厚mm
温度（℃）
壁厚mm
温度（℃）
壁厚mm
温度（℃）
P91
全部
250~300
全部
200~350
全部
750~780
2.4
2
≤241
2、编制依据
2.1.《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》GB50236-2011
2.2.《工业金属管道工程施工规范》GB50235-2010
2.3．《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH3501-2011
2.4．《石油化工施工安全规程》GB50484-2008
2.5．《石油化工铬钼耐热钢焊接规程》SH/T3520-2013
2.6．设计说明和业主的施工管理有关要求
3施工工艺
3.1工艺流程NO
温度系统安装检查、调试
热处理前检查
含
检测
工装拆除
热
处理操作
送电调试
交工验收
保温
层
敷设
加热系统安装检查
备注：
热处理前检查包含：
焊口前预热、焊后后热等项目全部检查合格。
3.2关键工序
关键工序一览表
序号
关键工序名称
工序特点、难点、主要实物量及主要技术参数
（材质、规格等）
备注
1
焊缝热处理
1、热处理温度达到规范要求；
2、升温速率和降温速率要严格控制；
3、热处理保温时间控制。
4、施工方法及技术措施⋅
4.1施工前准备工作
4.1.1所有需要热处理的管道焊缝全部施焊完毕并经检验合格。
4.1.2编制热处理方案已经批准并已进行技术交底。
4.1.3现场电源、环境条件等均符合要求。
4.1.4现场应准备充足的保温棉、保温绳、细铁丝及自制的保温被。
4.1.5管道端口封闭，焊缝附近孔板、温度计、压力表等仪表已拆除，拆除口已保护。
4.1.6确保热处理设备、仪表性能良好，电加热器、热电偶、测温点布置合理，热电偶、补偿导线与记录仪相配，现场接电、接线安全可靠。
4.1.7所有热电偶、补偿导线、长图记录仪等仪器均已调试。
4.1.8外电源网压相对稳定。
4.1.9热处理前，热处理责任人员及质量检查人员应对管道焊接及检验记录、热处理加热区布置、测温点布置及热电偶安装可靠性、热处理设备、保温措施等进行全面检查并合格。
4.2施工工艺及技术措施
4.2.1管道是否进行焊前预热和焊后热处理应根据钢材的淬硬性、焊件厚度、焊接环境、焊接刚性、焊接方法及使用条件等综合因素确定。
4.3.焊前预热
4.3.1.要求焊前预热的管道焊缝，在焊接过程中的层间温度应保持在规定的预热温度范围内。
预热区域以外应保温，减小温度梯度。
达到预热温度后，立即进行底层焊接，每条焊缝原则上不许中断，连续焊完。
若中断焊接时，必须立即均匀升温200-350℃进行不低于30分钟的后热处理，保温缓冷。
4.3.2.当管道在环境温度低于0℃施焊时，对任何钢种均应在施焊处100mm范围内预热到此种管道材质的需预热温度以上。
4.3.3.合金钢管焊接前应进行焊前预热，预热温度的加热范围，应以焊缝中心为基准，每侧宽度不应小于焊件壁厚的5倍，且不小于100mm，加热带以外部分进行保温，两头管口需进行封堵。
4.3.4.焊前预热过程中，焊件内外壁温度应均匀，焊前预热采用电加热法进行，预热时，应测量及记录其温度。
对室外受阴雨天气影响的焊缝，采取防风、防雨等措施。
防护棚现场制作高1.8米，宽1.2米，长1.5米，三面围彩板的临时可移动式挡风、挡雨棚。
4.4焊后后热
对容易产生焊接延迟裂纹的钢材，焊后应及时进行焊后热处理，利用测温枪或温度计进行测温，当焊缝温度达到焊后热处理工艺要求的，用保温棉或保温被进行包复整个焊缝并将两头管口进行封堵。
当焊缝温度不满足焊厚热处理工艺要求时，应在焊后立即均匀加热至300~350℃，并进行保温缓冷，其加热范围应与焊后热处理相同。
4.5热处理工艺操作过程
4.5.1.热处理前检查
管道焊缝全部施焊完毕，并经检验合格，责任师、质检员检查核实、确认，作业条件均已具备。
4.5.2温控系统安装检查、调试
控制热处理过程中各个阶段的升、恒、降温速率及三阶段各测温部们的温差，一般采用热电偶信号反馈，全自动程序或手工控制。
4.5.3测温点布置
⑴测温点布置在焊缝上，测温点的位置和数量就满足相关标准和规范要求，根据施工方案布置；
⑵无特殊要求时可参考以下要求布置。
DN≤100mm,布置一个测温点；如图a所示；100＜DN≤500mm布置两个测温点，如图b所示：
a
b
4.5.4热电偶安装
热电偶用铁丝固定于管子焊缝与加热板之间，必须确保热电偶与焊缝接触良好，且热电偶与加热板之间不得直接接触，用铁板隔开。
将补偿导线与热电偶、温度记录仪可靠连接；热电偶、补偿导线、温度记录仪表必须匹配，并标明序号，避免混淆。
具体操作如图所示：
（注：
热电偶置于焊缝上）
热电偶
铁板
加热板
4.5.5热处理用热电偶、补偿导线、温度记录仪表灵敏度不得低于热处理温度的1%；温度控制设备采用自动、半自动控制。
4.5.6加热系统安装、检查
根据管道不同直径选择电加热器，电加热器居中、紧贴管道焊缝上、绑扎牢固；两引线留在上部，并将电缆与电加热器引线可靠连接。
4.5.7保温敷设
保温毡以焊缝居中、紧贴包在电加热器外面，保温厚度不低于50mm,保温宽度每侧大于3倍管道母材厚度，加热带以外100mm的范围进行保温。
用铁箍带或铁丝绑扎牢固，每300mm进行一次捆扎，具体如图所示；要求在热处理过程中保温材料表面温度不大于60℃。
铁丝
>50mm
保温棉
>100mm
<300mm
4.5.8送电调试
检查供电系统、电加热器、控制柜是否可靠后，分别送电调试。
4.5.9热处理操作
4.5.9.1刚开始送电时将电压设定为加热器最高使用电压的1/3，运行正常后，按照工艺要求对电压进行调整；当温度出现偏差时，要及时查找原因，预防事故的发生。
4.5.9.2监控热处理过程升、恒、降温记录在规范内；400℃以上升温阶段、恒温阶段、降温阶段，应对照自动记录每30分钟手工记录一次。
4.5.9.3热处理过程中，升温、恒温、降温速度规定如下：
⑴升温过程中，当温度升至300℃以上时，加热速率不应大于205×25/δ℃/h计算，且≤220℃/h；
⑵在恒温期间内最高与最低温度温差应低于50℃。
⑶降温过程中，降温速率≤260×25/δ℃/h计算，且≤260℃/h；温度在300℃以下可自然冷却。
⑷异种钢焊接接头的焊后热处理温度，应按两侧钢材及所用焊条（焊丝）综合考虑。
热处理温度应按焊接性较差的一侧钢材选定，不应超过另一侧钢材的下临界点Ac1。
⑸热处理工艺曲线
℃
800
恒温阶段
升温阶段
降温阶段
160℃／h
750
150℃／h
300
自然降温
h
0
P91钢管焊接接头焊后热处理工艺曲线
恒温温度为750-780℃，恒温时间为2.4min/mm，且不小于2小时。
4.5.10检测
⑴根据热处理自动记录分析热处理的技术效果；
⑵硬度检测，管道焊接接头的热处理质量采用硬度测定法进行检测，检测比例取100％。
每个焊接接头检查不少于一处，每处分别检测焊缝、热影响区、母材各一点
硬度检查结果超过规定范围时，应查找原因，采取措施，重新热处理。
并应在热处理后重新检验硬度。
4.5.11工装拆除
工装拆除后，对测温点等焊接处进行打磨；将加热器、保温毡归类摆放。
4.5.12交工验收
及时填写焊缝热处理前检查表、热处理工艺过程曲线记录、热处理前后硬度检测记录（需要时）、热处理工艺报告等，按交工验收程序办理。
4.6施工中应注意的问题
4.6.1管道管口应封闭，防止管道内气体流动；阀门处于开启状态，热处理焊缝如离阀门较近，阀门壳体应采取冷却措施。
4.6.2热处理焊缝两侧应有支架支撑，避免热处理过程中管道加热区变形。
4.6.3热处理加热宽度，从焊缝中心为基准，每侧不小于管子壁厚的3倍，且≥60mm。
加热区以外部分应进行保温，以减小温度梯度。
4.6.
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