工艺管道焊接方案.docx
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工艺管道焊接方案
重大
专项
√
一般
新疆新能3万吨/年多晶硅项目工艺管道
焊接施工技术方案
编制：
审核：
批准：
中石化第四建设有限公司
新疆新能3万吨/年多晶硅项目部
2014年8月20日
1适用范围
本方案适用于新疆新能3万吨/年多晶硅项目工艺管道焊接工程的施工。
2编制依据
2.1华陆工程科技有限公司提供的工艺管道设计图纸。
2.2施工标准规范
2.2.1《石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范》（SH3501-2011）；
2.2.2《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》（GB50236-2011）；
2.2.3《石油化工铬镍不锈钢、铁镍合金和镍合金焊接规程》（SH/T3523—2009）；
2.2.4《石油化工低温钢焊接规程》（SH/T3525—2004）；
2.2.5《石油化工建设工程施工安全技术规范》（GB50484—2008）。
3工程概况
3.1新疆新能3万吨/年多晶硅项目工艺管道焊接工程主要包括工艺及供热外管、液氯气化及HCL合成、工艺废气处理、废水处理、循环水站、消防水站等；
3.2主要材质包括碳钢、不锈钢、低温钢三种，具体为碳钢（20#、Q235B）、不锈钢（06Cr19Ni10、022Cr19Ni10、022Cr17Ni12Mo2）、低温钢（A333Gr.6、A671Gr.CC60CL22）。
3.3工程特点、施工重点
1）管道安装要求质量高，特别是机泵要求无应力配管。
2）压缩机等动设备配管施工为该工程管道施工的重点内容。
4施工工序
4.1管道焊接施工工序
4.1.1碳钢管道焊接施工工序
焊接
外观检查
无损检测
下道工序
层间温度控制、记录
不合格
不合格
点焊
组对
下料坡口加工
注：
1、壁厚≥25mm时进行预热。
2、厚度＞19mm及设计文件有要求时需进行焊后热处理。
4.1.2不锈钢管道焊接施工工序
不合格
外观检查
焊接
点焊
组对
下道工序
无损检验
下料坡口加工
不合格
4.1.3低温钢管道焊接施工工序
无损检验
外观检查
焊接
质量记录
点焊
组对
返修
5施工工艺
5.1焊前准备
5.1.1施工技术文件的编制
a）焊接工艺评定的编制
根据规范建设/监理单位的要求，项目部组织编写了工艺管道焊接工程的焊接工艺评定，具体详见规划表。
新疆多晶硅项目工艺管道焊接工艺评定WPS选用表
钢种种类
材质
壁厚范围（mm）
焊接工艺评定编号
覆盖厚度范围（mm）
焊接方法
焊材
备注
GTAW焊丝
SMAW焊条或SAW焊丝焊剂
碳钢
20#
3.6～14.2mm
201302AWA-MV
≤6mm
GTAW+SMAW
ER70S-6/ER50S-6
（φ2.4）
E4315
（φ3.2）
不锈钢
O6Cr19Ni10
2.9～10.0mm
1452AWA-MV
≤6mm
GTAW+SMAW
ER308
（φ2.4）
E308-15
（φ3.2）
022Cr19Ni10
3.2～8.0mm
0326AWA-MV
1.6～14mm
GTAW+SMAW
ER308L
（φ2.4）
E308L-16
（φ3.2）
00Cr17Ni12Mo2
3.6～5.6mm
201001AWA-MV
1.5～14.2mm
GTAW+SMAW
ER316L
（φ1.6）
E316L-16
（φ3.2）
低温钢
A333Gr6
3.73～8.0mm
0273AWA-MV
3.0～12mm
GTAW+SMAW
ER80S-Ni2
（φ2.4）
E8018-C1
（φ3.2）
A671Gr.CC60CL22
10mm
0273AWA-MV
3.0～12mm
GTAW+SMAW
ER80S-Ni2
（φ2.4）
E8018-C1
（φ3.2）
c）焊接方案的编制及施工技术交底
编制详细切实可行的施工技术方案，经业主/监理审批后作为指导现场施工的依据，焊接作业前，施工技术人员应对现场施焊人员进行详细的有针对性的施工技术交底。
5.1.2焊工管理
参加施焊的焊工应持有在有效期内相应材质、相应位置的《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》合格证或者在2011年2月1日后取得《特种设备焊接操作人员考核细则》合格证件，并通过业主、监理组织的焊工考试，取得上岗证后方可上岗施焊，严禁无证上岗或越位施焊。
5.1.3焊材管理
5.1.3.1焊材检验及存放保管
a）焊材需报F监理单位检验合格后入库，入库材料应具有合格质量证明文件，出厂期超过一年的焊条，应进行焊条焊接工艺性能试验，合格后方可使用。
b）焊接材料分类存放保管，专人负责，统一管理，作好记录，材料工程师定期进行检查。
焊材库应配置空气去湿机、温湿度记录仪，保证温度不低于5℃，湿度不超过60%。
c）焊条、焊丝应存放在架子上，架子离地面和墙面的距离不应小于300mm。
d）焊条、焊丝应按种类、牌号、批号、规格、入库时间分类堆放。
每垛应有明确的标志。
5.1.3.2焊条使用前必须按照焊条说明书要求的参数进行烘干,烘干后的焊条应放在100～150℃恒温箱内。
5.1.3.3焊材发放
a）焊工凭技术人员签发的《焊材领用卡》领取焊材。
b）焊条用焊条保温筒领取，每名焊工每次只能领取一种型号的焊条，每次领用不超过3Kg，严禁不同型号焊条同时放在一个保温筒中。
c）焊条在保温桶中的存放时间控制在4小时以内，超过4小时未用的焊条，要退回重新烘干，但重新烘干次数不超过2次。
超过2次的焊条不再用于压力管道的施工。
重新烘干的焊条作好标识及相应记录，下次优先发放。
d）焊丝一次领用数量不超过3Kg。
e）焊材发放人员作好发放记录。
5.1.4焊接设备管理
5.1.4.1焊接设备双表（电流表、电压表）齐全，且均在检定期内。
5.1.4.2焊接电缆线采用橡皮软线，接头不超过2个以充分保证焊接电流。
5.1.4.3每台电焊机单独接地，实行一机一闸保护。
5.2焊接基本要求
a）空气相对湿度≤90%。
b）氩弧焊、熔化极气体保护焊时风速小于2m/s，手工电弧焊时风速小于8m/s。
c）雨天作业时采取适当措施，如搭设防风挡雨棚等。
5.3管道焊接工艺
5.3.1下料、坡口加工
5.3.1.1下料
1）不锈钢管下料时DN≤50的钢管采用无齿锯切割并加工坡口，砂轮机打磨坡口；DN>50的钢管应采用自动或等离子切割机切割并加工坡口、砂轮机打磨坡口（利用砂轮机打磨坡口时应使用白刚玉砂轮片）。
2）碳钢或低温钢管下料时DN≤50的钢管采用无齿锯切割并加工坡口，砂轮机打磨坡口。
DN>50的钢管应采用自动或氧炔焰切割并加工坡口、砂轮机打磨坡口。
3）对支架材料，钢板应使用氧炔焰、自动切割机进行下料，手工砂轮机修整，线性钢材截面小于60mm应使用无齿锯切割。
5.3.1.2坡口加工
a）根据焊接工艺评定要求，碳钢管道对接焊口全部采取V型坡口，具体尺寸详见坡口加工图。
30°~35°
b）坡口检查
1）焊接接头组对前应确认坡口加工形式尺寸，其表面不得有裂纹夹层等缺陷。
2）焊接接头组对前应保证坡口的质量，必要时进行应进行渗透检测，以避免焊接缺陷的产生。
5.3.2组对
5.3.2.1组对质量要求
a）碳钢管道组对质量要求
1）壁厚相同的管道组成件组对时，应使内壁平齐，其错边量不应超过下列规定：
--SHA级管道为壁厚的10%，且不大于0.5mm；
--SHB级管道为壁厚的10%，且不大于1mm；
--其它管道为壁厚的10%，且不大于1.5mm。
2）壁厚不同的管道组成件组对时，当壁厚差大于下列数值时，应按下图要求进行加工：
--SHA级管道内壁差0.5mm，或外壁差2mm；
--SHB级管道内壁差1mm，或外壁差2mm；
--其它管道内壁差1.5mm，或外壁差2mm
L
S1
S2
S1
S2
L
L≥4（S1-S2）
不同壁厚管子加工图（图5-2）
L
45
R5
L=1.5S2
不同壁厚管子和管件加工图（图5-3）
15
15
S2
R5
S2
45
L
3）组对前应打磨坡口及两侧各20mm范围内油污、铁锈等，直至露出金属光泽。
b）不锈钢管道组对质量要求
1）壁厚相同的管子、管件组对时,其内壁应做到平齐,内壁错边量不大于0.5mm。
2）壁厚不同的管子、管件组对应符合下列规定；
--壁厚差不大于0.5mm时,可不修整。
--壁厚差大于0.5mm时,应加工成下图所示型式。
L
S1
S2
S2
S1
L
内壁错边
外壁错边
L≥4（S2-S1）（图5-4）
3）组对前应打磨坡口及两侧各20mm范围内油污、铁锈等，直至露出金属光泽。
5.3.3焊前清理
在焊接之前需要清理待连接表面。
需清理的面积应包括焊接的坡口面及其邻近每侧坡口面至少20mm的表面。
必须采用合适的溶剂或砂轮打磨彻底清理需焊接区域表面上的全部铁锈、碳氢化合物及其它的污染物，如油、腊、底漆，切削液，水分，氧化物等。
同样这里需要使用不锈钢砂轮片对不锈钢管道坡口进行处理。
并用砂轮打磨直至露出金属光泽。
5.3.4定位焊
1）定位焊采用氩弧焊、过桥式，焊接工艺与正式焊接相同
2）固定管或转动管定位焊应不少于三处，当DN50以下的管道，可点焊两处，定位焊焊接工艺和焊材应与正式焊接相同，定位焊方式为过桥方式（碳钢为全熔透方式），焊点数为2～5点，定位焊长度为10-15mm，高2-4mm，沿焊缝均布且不超过壁厚的2/3。
3）定位焊顺序应上下相应交错进行。
5.3.5焊接
5.3.5.1管道焊接一般工艺要求
a）DN≤50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单面焊工艺,根据实际母材厚度情况选择填充金属层数。
b）所有伴热线均采用氩弧焊工艺。
c）承插焊缝至少焊接两遍。
d）多层焊时各层、道之间的接头相互错开。
e）与阀门对接的焊缝施焊时，阀门应始终处于开启状态。
f）充氩保护
易溶纸
300
300
充气针
Ф10软管
1）对于固定口或现场安装口，可采取贴易溶纸的方式进行充氩保护，在距焊口300mm的管内部粘贴两张易溶纸，并保证粘牢，以确保整个焊接过程填充金属不出现氧化。
图5-5：
固定焊口充氩方法示意图
2）充氩时用白胶布沿圆周粘贴在焊口外侧，以保证充氩效果，待一段时间后进行焊接。
3）打底层焊接时，适当减少背部氩气流量，以免造成焊缝内凹和易溶纸被吹破。
4）如采用海绵等进行充氩时必须在焊接完成后及时取出。
5）氩气纯度不低于99.96%。
g）充氩保护
h）焊丝使用前应进行清理，去除油、锈等污物。
i）焊接大管径焊口时，采用两人分两个半圆同时施焊，对于长焊缝采用分段退步焊，以控制焊接变形。
j）在焊接过程中，不准将一些杂物、焊接手套等物体放在管内。
k）每道焊口焊接完后及时做好焊接标识，标识内容包括：
管线号、焊口号、焊工号、焊接日期。
l）焊缝与支吊架边缘的净距离不应小于50mm。
m）焊道两相邻焊缝中心的间距，直管段两环缝间距不小于100mm且不小于管子外径。
除定型管件外，其它任意两焊缝间的距离不小于50mm。
n）不得在焊件表面引弧或试验电流，焊件表面不得有电弧擦伤等缺陷。
o）注意引弧和收弧质量，引弧时采用回焊引弧法，收弧时要填满弧坑。
5.3.5.2碳钢管道焊接
a）对于壁厚δ≥5m
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