加热炉炉管焊接技术措施.docx
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加热炉炉管焊接技术措施
中国化学工程第十四建设公司
山东滨化滨阳燃化有限公司50万吨每年高等级道路沥青项目
加热炉炉管焊接技术措施
中国化学工程第十四建设公司山东项目部
业主名称
山东滨化滨阳燃化有限公司
工程编号
单项工程编号
文件编号
工程名称
50万吨/年高等级道路沥青项目
工程地点
滨阳
性
质
□大型（重点）、装置型□中小型
□单项□Ⅰ、Ⅱ类□Ⅲ类
工程类别
□新建□扩建、改造□检修
版本
日期
页次
说明
0
报审批
1
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编制
审核
会签单位
姓名
日期
批注
批准
业主或第三方
目录
一、概况
1．工程概况
2．高压管线分布及工程量
二、编制依据
1．施工图纸及文件
2．执行规范及标准
三、材料验收及管理
1．管子及配件检验
2．材料管理
四、高压管线施工方案
1．施工组织
2．施工原则
3．施工方案
4．施工关键部分
五、高压管线施工要求
1．管道预制安装要求
2．法兰安装要求
3．垫片安装要求
4．支吊架安装要求
六、高压管线焊接
1．焊接管理
2．焊条管理
3．焊接材料要求
4．焊接工艺要求
5．焊接检验
6．焊接环境
七、热处理要求
八、无损检验要求
九、施工记录要求
十、施工安全技术要求
十一、施工机具及手段用料
一、编制说明
山东滨化滨阳燃化有限公司50万吨/年高等级道路沥青项目位于山东省阳信县阳信工业开发区，本装置由山东滨化集团化工研究院有限责任公司设计，滨州通达监理工程有限责任公司监理，中国化学工程第十四建设公司承担安装工作。
50万吨/年高等级道路沥青项目其中有加热炉2台，分别为常压炉，减压炉；常压炉设计总吨位168.56吨其中金属130.71吨。
炉管28.5吨。
炉管焊口寸径2560寸。
减压炉设计总吨位113吨。
其中金属84.83吨。
炉管32.4吨。
炉管焊口寸径1620寸。
二炉合计金属总量215.54吨。
寸径总量4180寸径。
为明确施工工序，合理有效地组织施工，保证本工程安全、优质、高效的完成，针对本装置加热炉的炉体钢结构安装、配件安装和炉管的安装等特编写本技术措施。
根据《施工技术措施管理规定》（中国化学工程第十四建设公司企业标准）规定，本技术措施为Ⅱ类措施，由中国化学工程第十四建设公司山东项目部归口管理。
二、编制依据
1、《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH3501—1997
2、《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235—1997
3、《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236—1998
4、《石油化工管式炉碳钢和铬钼钢炉管焊接技术条件》SH3085—1997
5、《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708—2000
6、《钢制压力容器焊接工艺规程》JB/T4709—2000
7、《石油化工施工安全技术规程》SH3505—1999
8、施工图
三、工程概况
50万吨/年高等级道路沥青项目其中有加热炉2台，分别为常压炉，减压炉；常压炉设计总吨位168.56吨其中金属130.71吨。
炉管28.5吨。
炉管焊口寸径2560寸。
减压炉设计总吨位113吨。
其中金属84.83吨。
炉管32.4吨。
炉管焊口寸径1620寸。
二炉合计金属总量215.54吨。
寸径总量4180寸径。
为明确施工工序，合理有效地组织施工，保证本工程安全、优质、高效的完成，针对本装置加热炉的炉体钢结构安装、配件安装和炉管的安装等特编写本技术措施
四、焊前准备及焊接管理
1、焊接工艺评定
在本工程中，炉管及压力管道的对接焊口采用手工氩弧焊打底，手工电弧焊填充、盖面的焊接方法。
其他结构（如管托、管支架）焊接可采用手工电弧焊。
对于DN50以下的小管子，可采用手工氩弧焊焊接。
针对不同材质、不同规格的材料，我们编制了相应的焊接工艺，各工艺评定编号如下：
1）20#、20R、A106GrBHP—72、72R、297、297R
2）A335P11HP—415、416
3）A312TP321HP—421、422
4）00Cr17Ni14Mo2HP—496、746
5）0Cr18Ni9HP—363、671
6）TP321HHP—399、400
7）TP347HHP—401、402
8）1Cr5MoHP—320
2、焊工考核
凡在本工程中从事炉管及压力管道焊接施工的焊工应持有劳动部门颁发的锅炉压力容器焊工合格证，其所焊材料、规格、焊接位置应在其持有的合格项目所允许的施焊范围内。
一般来说，焊接低碳钢钢管的焊工应持有WS/D1—11、12J或WS/D1—19、20J或该级别以上的合格项目的焊工合格证；焊接低合金钢钢管的焊工应持有WS/D2—11、12J或WS/D2—19、20J或该级别以上的合格项目的焊工合格证；焊接不锈钢钢管的焊工应持有WS/D4—11、12J或WS/D4—19、20J合格项目的焊工合格证。
3、焊材管理
焊材应有生产厂家出具的产品合格证或产品质量证明书。
焊丝、焊条应在烘烤房内分类放置，并作出明显的标志。
焊条使用前应按说明书或焊接工艺卡上的要求进行烘烤，并保温。
焊条药皮不得有脱落和裂纹等缺陷。
焊丝应保持清洁，不得有水、油污等杂物。
氩弧焊用的氩气纯度应在99.9%以上。
焊工领用焊材时，应根据所焊材料领取相应的焊材。
各材料相应的焊丝、焊条如下表三所示：
表三焊材一览表
母材
焊丝
焊条
φ168×8管炉Cr5Mo与Cr5Mo
H1Cr5MoA
E5MoV-15
φ168×8管炉Cr5Mo与20II
H1Cr5MoA
奥307
φ219×10管炉Cr5Mo与Cr5Mo
H1Cr5MoA
E5MoV-15
φ273×10管炉Cr5Mo与Cr5Mo
H1Cr5MoA
E5MoV-15
φ273×10管炉Cr5Mo与20II
H1Cr5MoA
奥307
φ219×10管炉20与20
HGG-50或和H18M20Si
E4315
φ219×10管炉20与20II
焊丝HGG-50或HO8M20Si
E4315
焊工领用焊条必须装入焊条保温筒内，每次领取的焊条不应超出3公斤或50根，并应在4小时内用完，超过使用时间的焊条应退回烘烤室重新烘烤。
焊条的重复烘烤次数不得超过两次，已经过两次烘烤的焊条回收后用于非重要构件的焊接。
烘烤员应做好焊条的烘烤、发放、回收记录及焊丝的发放、回收记录，记录应妥善保存。
4、焊接环境
当焊接环境温度低于下列要求时，应提高焊接环境温度到15—30℃左右：
A、非合金钢焊接－20℃
B、低合金钢焊接－10℃
C、不锈钢焊接－5℃
D、其他合金钢焊接0℃
当下列任一情况出现时，未采取有效措施不得施焊：
A、下雨或下雪
B、相对湿度＞90%
C、电弧焊时，风速≥8m/s；气体保护焊时，风速≥2m/s。
对于A、C两项，可采取搭防雨、防风棚的措施；对于B项，可采取在棚内挂设碘钨灯的措施。
5、焊接工艺管理
焊接前，技术员应对施焊人员进行技术交底，使他们了解各钢种所采用的焊接工艺及技术要求，并对炉管及压力管道的重要性有所认识。
焊接时，技术员及质检员应对施工情况进行检查，重要的焊口应有专人监检焊接过程，使焊接施工按制定的焊接工艺规范执行。
五、焊接工艺过程
1、坡口的制作
炉管管道的管子应采用机械方法加工；SHB级管道的管子宜采用机械方法加工，当采用氧乙炔焰或等离子切割时，切割后必须除去影响焊接质量的表面层。
高压管线所有坡口均采用机械方法加工。
各类型的坡口尺寸如下所示。
A、管道与管道组对、管道与配件（弯头、大小头、三通等到）组对：
●δ≥22mm
C、管道与加强管嘴（压力嘴、温度计嘴等到）组对
2、组对
焊接接头组对前，应对坡口两侧20mm范围内进行清理，其内外表面不得有油漆、毛刺、锈斑、氧化皮以及其他对焊接质量有害的物质，确认坡口形式、尺寸符合规定，且坡口表面不得有裂纹、夹层等缺陷。
焊口组对时，应使内壁平齐，其错边量不应超过管道壁厚的10%组对合金钢管时，卡具的材质应与管材相同。
拆除卡具时，不得用敲打或掰扭的方法。
当采用氧乙炔焰切割焊接卡具时，应在离管道表面3mm处切割，然后用砂轮进行修磨。
焊件组对时应垫置牢固，并应采取措施防止焊接和热处理过程中产生附加应力和变形。
除设计要求进行冷拉伸或冷压缩外，不得强力组对。
炉管组对采用专用胎具。
3、定位点焊
定位点焊应与正式的焊接工艺相同，焊缝长度宜为10—20mm，高宜为2—4mm，且不超过壁厚的2/3。
定位点焊缝应沿管周均匀分布，焊缝表面不得有裂纹及其他缺陷。
为减少应力集中，定位点焊缝的两端应为缓坡状，否则应进行打磨修整。
4、焊接
定位点焊完成后，即可进行正式焊接。
焊接时，引弧应在坡口内，不得在管壁上任意引弧和试验电流，并应防止电弧擦伤母材。
焊接不锈钢时，氩弧焊打底层背面应充氩保护。
同时，在保证焊透及熔合良好的情况下，应选用小的焊接工艺参数，采用短电弧和多层多道焊的焊接工艺，以防组织恶化。
为防止焊接时的飞溅擦伤不锈钢表面，应在坡口两侧100mm范围内涂上白垩粉或其他防飞溅涂料。
焊接Cr5Mo炉管时，氩弧焊打底层背面同样应充氩保护。
5、预、后热及层间温度控制
炉管Cr5Mo焊接前，坡口及其两侧各100mm范围内应加热到250—300℃进行预热。
因炉管管径较小，可采用火焰加热进行预热、后热，温度可用点温计测定。
焊接时，焊道层间温度应控制在250℃以上，层间接头应相互错开。
整条焊道焊完后，应立即进行后热，温度为300—350℃，保温缓冷。
焊接不锈钢时，焊道层间温度应控制在150℃以内，以防止热裂纹产生。
6、热处理
炉管1Cr5Mo焊缝需要焊后热处理消除应力。
热处理采用电阻丝加热的方法。
加热范围为焊缝及其两侧各100mm范围内，加热区以外部分应进行保温。
热处理加热前应检查热电偶片与焊道是否接触良好，且与电阻丝是否隔离开来，以确保热电偶片测量的是焊道的实际温度，而非电阻丝温度。
热处理后应进行不少于20%的硬度抽查，测试点为母材、焊缝及热影响区。
热处理后进行返修或硬度检查不合格的焊缝应重新进行热处理。
七、焊接质量检验
1、焊缝外观检查
每道焊缝焊完后，焊工应进行自检，焊接质检员也应对焊缝进行仔细检查，焊缝外观应符合下列要求：
（1）、焊缝表面不得有气孔、夹渣、裂纹等到缺陷。
（2）、焊缝余高不大于3mm，但也不得低于母材。
（3）、焊缝咬肉深度不应大于0.5mm连续咬边长度不应大于100mm，且焊缝两侧咬边总长不大于该焊缝全长的10%。
（4）、焊接接头错边不应大于壁厚的10%，且不大于2mm。
2、焊缝内部检验
焊缝外观检查合格后，可进行内部检验，检验方法为射线探伤。
炉管及高压管要求进行100%射线探伤，符合JB4730-94标准Ⅱ级合格。
同一管线的焊接接头抽样检验，若有不合格时，应按该焊工的不合格数加倍检验，若仍有不合格，则应全部检验。
3、角焊缝的检查
每名焊工焊接的同材质、同规格管道的承插焊和跨接式三通支管的焊接接头，应采用渗透检测，抽查数量应符合下列要求，且不少于一个焊接接头。
（1）SHA级管道不应少于30%；
（2）SHBⅠ级管道不应少于10%；
（3）SHBⅡ级管道不应少于5%。
高压管线角焊缝要求进行100%渗透检测。
4、炉管（材质为Cr5Mo）热处理完成后，应对热处理焊口进行10%渗透检测，以无裂纹为合格。
七、焊缝返修
1、返修焊缝的焊接工艺与原工艺相同。
2、外观检查不合格的焊缝，应对其进行修磨或补焊。
3、射线探伤不合格的焊缝，确定为内部缺陷的，可采用磨光机磨去内部缺陷，再进行补焊。
如焊缝须预、后热，应在原温度上提高50℃进行预、后热。
4、不合格焊缝同一部位的返修次数，非合金钢不得超过三次，其余钢种不得超过二次，超次返修须报技术总负责人批准。
八、无损检验
1、无损检验执行日委托制，即由质检员负责发委托书，委托员发日委托单的管理方法。
2、对于管道等到级为7B3、8D2、8F1、8K1，DN≥300的焊道原则上采用中心透视或人孔中心透视的方法，其他则采用双壁透视的方法。
3、为避免焊道根部缺陷造成返修困难，对于δ≥19mm的碳钢、不锈钢焊道，焊完三层后，先用X光初步进行检查，合格后再继续施焊。
P11钢则进行一次探伤。
4、无损检验其他要求参见《高压管道无损检验方案》。
九、施工记录要求
1．材料部门
1.1高压钢管无损检验记录；
1.2高压钢管外观检验记录；
1.3高压管配件外观检验记录。
2．焊工（烘烤员）
2.1焊条烘烤记录；
2.2焊条（丝）收、发放记录；
2.3焊缝外观检查记录。
3．检验部门
3.1焊缝射线探伤记录
3.2焊缝表面无损检验记录
4．电仪
4.1焊缝热处理曲线记录图。
5．理化部门
5.1高压管道、配件硬度检验记录；
5.2热处理焊道焊缝硬度检验记录；
5.3合金管、配件光谱分析记录；
6．管工
6.1管道组对记录
6.2管道清扫记录
6.3管道安装外观检验记录
6.4法兰安装检查记录
6.5支吊架安装记录
6.6管道焊接记录
十、施工安全技术要求
1．在使用无齿锯切割钢管时，应制作保护罩，以免齿轮片突然断裂击伤人员。
2．在加工坡口和钻孔时，仔细控制进刀量，以免断刀伤人。
3．高空把螺栓时，应使用梅花扳手和死扳手，不得使用活扳手。
4．在安装阀门等设备时，钢丝绳均应绑在阀体上，不得绑在手轮上。
5．施工现场危险作业区域：
设备吊装，射线作业等到应设置标志牌。
6．立体交叉作业，应左右上下兼顾，并搭设安全设施。
7．焊道热处理过程中，应小心谨慎，以免烫伤。
8．施工班组根据当日施工项目，做好针对性安全讲话，发现隐患及时排除或报上级有关部门，做好安全记录。
9．现场安全员应不断巡回检查，及时发现、处理各种安全隐患。
10．严格遵守各工种安全操作规程及“安全动火十大禁令”。
11．其他按SH3505-1999《石油化工施工安全技术规程》执行。
十一、施工机具及手段用料
1．施工机具
1.1坡口机SDJ-600型一台
1.2摇臂钻床φ80mm一台
1.3车床一台
1.4无齿锯切割机械一套
1.5等离子切割机动性一套
1.6试压泵30Mpa二台
2.手段用料
2.1槽钢[1050米
[820米
2.2工字钢I1020米
2.3钢管φ114×530米
φ48×440米
φ27×340米
2.4钢丝绒50公斤
2.5钢丝刷30根（其中不锈10把）
2.6破布鞋50公斤
2.7二硫化钼30公斤
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