11#联合站焊接施工方案.docx
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11#联合站焊接施工方案
1、工程概况
1.1工程简介
延长油田股份有限公司靖边采油厂青阳岔11#联合站工程包括办公楼、锅炉房、提升泵房及加药间、门卫室、两蹲位厕所、消防水罐阀组间、消防泵房、注水泵房、罐区、污水处理区、装车栈桥、卸油罐基础池、库房化验室、食堂、装车及卸油泵房等土建部分。
它包括2台燃煤无垢工业锅炉及水处理、泵等设备安装、电气仪表安装以及站场工艺管线安装等。
主要焊接工程实物量有：
12km的管线焊接、430吨储罐焊接。
需焊接的材料涉及普通低碳钢、不锈钢和20G的焊接；采用的焊接方法主要有手工电弧焊、手工钨极氩弧焊、氩电联焊等；进行的焊接检验涉及X射线探伤（RT）及渗透探伤（PT）和超声波探伤（UT）等。
为确保本站场的长期安全运行，特制定本焊接施工方案，施焊过程中须严格遵照执行。
1.2工程特点
1.2.1工期短，施工质量要求高，管理难度大。
从施工准备、过程控制到最终检验，管理的工作量大，难度也大。
必须落实全体施工人员和质保体系人员责任，确保责任到人，见证齐全；
1.2.2本站场的工艺介质类别主要为原油及天然气，均为易燃易爆物质，注水系统操作压力较高，对管道焊接必须严格要求；
1.2.3.以焊接为中心的管道预制、组对、安装工作量大。
从焊前准备工作到现场施焊、无损检测等工作，应充分准备合理安排；
1.2.4.各专业在时间、空间上交叉作业多，焊接施工过程中应确保安全；
1.2.5.施工期正逢北方3～5月沙尘风沙天气、夏季炎热天气，这将给现场焊接带来很大困难，需采取特殊措施以保证焊接质量。
清除焊件上的沙尘及雨水，保持焊件表面清洁、干燥，有效地避免环境干扰，保证现场组焊质量。
春季早晚温差较大，施工中当温度低于0·C时，为保证管道焊接质量，应对于20#和不锈钢（对焊接有特殊的焊前预热要求的按要求进行）均应在距始焊处100mm范围内加热到15。
C以上方可焊接。
1.3编制依据
1.延长油田股份有限公司靖边采油厂青阳岔11#联合站工程招标文件；
1.3.2山东中石大工程设计有限公司石油大学设计院设计施工图及配套标准图集；
1.3.3GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》；
1.3.4SY0402-2000《石油天然气站内工艺管道工程施工及验收规范》；
1.3.5SY/T4109-2005《石油天然气钢质管道无损检测》；
1.3.6其它相关专业施工方案
2、管道焊接
2.1本工程工艺管道系统主要包括DN15～DN350以及其它规格管线。
碳钢管线材质主要为20#钢，设计压力最高为20MPa。
工艺管线焊接时全部采用氩电联焊，即氩弧焊打底，手工电弧焊填充、盖面相接合的焊接工艺。
氩弧焊打底时焊丝为H08Mn2SiA，手工电弧焊的焊条为E4303（即J422）。
2.2管道焊接流程：
材料验收→坡口加工→管道组对→定位焊→焊接→焊接检验
2.3材料验收：
管道到货必须有相应材质证和合格证，并按要求抽检相应数量管件。
坡口加工采用氧乙炔热加工，在采用热加工方法加工坡口后，必须除去坡口表面的氧化皮、熔渣及影响接头质量的表面层，并应将凹凸不平处打磨平整。
2.4焊工在施焊前应检查其施焊管口的坡口及坡口两侧的清理质量，其清理宽度及清理后的表面是否符合施焊要求，还应检查管道组对是否符合焊接作业指导书的规定。
当检查未能满足要求时，焊工应拒绝施焊。
2.5管道组对：
管子或管件组对时，内壁应齐平，内壁错边量不宜超过1mm。
当管子或管件不等厚时，内错边量超过1mm或外错边量超过3mm时，应对焊件进行加工，如下图所示。
2.6焊接工艺
2.6.1定位焊
a、焊件组对前应将坡口及其内外侧表面不小于10mm范围内的油、漆、垢、锈、毛刺等清除干净，且不得有裂纹、夹层等缺陷。
b、因定位焊道短、冷却快，焊接电流应比正常焊接电流大15～20%，焊接长度宜为10～20mm，高度为2～4mm。
c、定位焊应沿管周均匀分布，点焊2～6处，具体视实际情况而定。
d、定位焊缝两头应平滑，定位焊的焊肉不得有裂纹及其它缺陷，否则必须清除后重焊。
点焊两端应磨成缓坡形以减少应力集中。
2.6.2正式焊接
a、体的焊接工艺参数详见焊接指导书。
碳钢管—1、2
b、当管件为水平固定焊接时，应假定垂直中心线将管子分成前后两半周，打底焊接时应先焊一半周，引弧和收弧时均应超过中心线5～10mm。
c、焊接时应在坡口内引弧，严禁在非焊接部位引弧。
管件表面不得有电弧擦伤等缺陷。
d、焊接后清除表面飞溅，不允许表面有裂纹、气孔、夹渣、凹陷等缺陷。
2.7管道焊接质量检验
2.7.1管道焊接外观检查
a、焊接接头表面不允许有裂纹、未熔合、气孔、夹渣、飞溅存在。
b、焊缝咬边深度不应大于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%。
c、焊缝表面不得低于管道表面。
焊缝余高为0～2mm。
d、焊接接头错边不应大于壁厚的10%，且不大于2mm。
2.7.2管道焊接无损探伤
管道无损检测按SY/T4109-2005《石油天然气钢质管道无损检测》执行。
按照库区工艺介质的性质，工艺介质管线无损检测比例及合格等级见工艺技术员编制《管道安装施工方案》。
2.8不锈钢管焊接
2.8.1本站场不锈钢管均为0Cr18Ni9Ti。
因不锈钢管均不大于DN50，焊接时采用全氩弧焊。
焊丝选用H0Cr21Ni10。
管内应充氩气保护。
对于弯头及短管，可用与管直径大小相当的石棉板或硬纸板堵住两端，外缠胶布密封。
一端插入胶管通入保护用氩气，另一端开一个直径约10㎜小孔以排气和泄压，用胶布密封。
打底前密封焊口。
开始焊接时打开排气孔，开大流量冲气1~2min，然后密封排气孔，撕开一小段胶布开始焊接。
收口时应注意打开排气孔。
焊接过程中避免经常撕开密封胶布观察打底焊道，以免空气进入。
充填和盖面焊时，管内仍应充4~6个流量氩气保护。
对于较长管焊缝，在离焊口两端约150㎜处用铁丝缠紧的棉纱头密封，焊接完成后从管两端抽出棉纱头。
对于不宜采用上述方法进行密封的固定口，可以在组对前用水溶纸塞入管内进行密封，用小铜管从焊缝坡口处充气。
焊接过程中应注意，每次打磨完接头，宜先充气约1分钟后方能继续施焊。
3、储罐焊接
3.1本站场的储罐焊接主要为3台2000M3罐、700M3、400M3300M3、100M3、60M3、30M3、共计15台罐及梯子平台栏杆的预制和安装。
所有均为手工电弧焊。
3.2按设计图和GBJ128--90,GBJ985—88及其它相关规范的规定、施工图要求进行焊接。
有二级焊缝应进行10%的RT射线探伤JB/T4730.2-2005标准Ⅲ级合格。
3.3①焊条材料的选择,根据设计要求选用E4303焊条进行焊接。
②材料的切割采用半自动切割，焊前应将坡口表面及坡口边缘30mm范围内的油污、氧化物等清除干净。
③定位焊所用材料及方法应与正式焊接相同，电流比正式焊接大10-15%,引弧和灭弧都应在坡口内或焊道上，每段定位长度不宜小于50mm，并由合格焊工完成。
④焊接中应保证焊道始终的焊接质量，始端应采用后退起弧法，必要时可采用引弧板。
终端应将弧坑填满，应至少焊两遍。
⑤板厚大于或等于6mm的搭接角焊缝，应至少焊两遍。
⑥对接接头双面焊时，背面施焊前应（采用碳弧气刨，或角向砂轮进行清根）清根，清根后应修磨刨槽。
⑦在焊接易产生变形部位，除焊工要均匀分布，对称施焊外，焊接时应严格控制焊接线能量。
⑨当焊接环境出现下列任何一种，必须采取有效措施，否则不得施焊
⑴风速超过８m/s。
⑵相对湿度超过９０％。
⑶雨天。
3.4主要结构部分的焊接
⑴罐底板的焊接是关键，应严格按照焊接工艺及焊接顺序进行，以防止发生底板的焊接变形。
焊接顺序如下：
1焊接弓形边缘板之间的对接焊缝，焊接时采用2~4名焊工对称进行，只焊接外边缘300mm长的对接缝。
剩余的对接缝待罐壁与底板之间的T型焊缝完成后进行
2焊接中幅板的短焊缝，焊接时采用数名焊工对称进行，焊接时采用分短倒退法进行。
焊接时严格按工艺要求进行，控制焊接参数，使焊工使用的焊接电流、焊接速度保持一致。
控制焊接的焊工人数，在焊接过程中保持对称状态。
3中幅板与弓形边缘板的焊接应留出，待壁板与弓形边缘板焊接在壁板安装完成后，进行壁板与底板边缘板的T型焊缝的焊接，焊接时采用数名焊工对称进行。
在焊接前，应在底板边缘板上设置支称以防止底板在焊接
时发生翘曲变形。
焊接时焊工分别在罐内、外进行，两者之间的距离保持在500mm左右，焊接时严格按工艺要求进行，控制焊接参数，使焊工使用的焊接电流、焊接速度保持一致。
控制焊接的焊工人数，在焊接过程中保持对称状态。
4焊接底板的剩余对接焊缝，焊接时采用2~4名焊工对称进行，焊接时严格按工艺要求进行，控制焊接参数，使焊工使用的焊接电流、焊接速度保持一致。
控制焊接的焊工人数，在焊接过程中保持对称状态。
5焊接中幅板与边幅板的搭接焊缝，焊接时采用分短倒退法进行。
焊接时采用4~8名焊工对称进行，焊接时严格按工艺要求进行，控制焊接参数，使焊工使用的焊接电流、焊接速度保持一致。
控制焊接的焊工人数，在焊接过程中保持对称状态。
⑵罐壁的焊接
罐壁的焊接应先焊纵向焊缝,后焊罐壁横向焊缝,当焊完相邻两圈壁板的纵向焊缝后,再焊其间的环向焊缝,焊接顺序见图一,焊工应均匀分布在圆周上,焊好一处后,各朝统一方向移动,对称施焊,背面应清根后再焊。
罐底与罐壁连接的角焊缝,应在底圈壁板纵焊缝完成后施焊。
并且数对焊工或内或外统一方向,进行分段退焊或跳焊。
23
14
图一
⑶拱顶板的焊接,采用小块板拼接成大板的方法,焊接应遵守先焊接短缝后焊接长缝的原则,组装完成后应先焊内侧焊缝,后焊外侧焊缝。
径向长焊缝,应采用隔缝对称施焊方法,并由中心向外分段退焊,见图二。
321
图二
3.5焊缝外观检验:
1焊缝的表面及热影响区,不得有裂纹、气孔、夹渣和弧坑等缺陷。
2对接焊缝的咬边深度不得大于0.5mm;咬边的连续长度不得大于100mm;焊缝两侧咬边的总长度不得超过该焊缝长度的10%。
3底圈壁板与边缘板L形接头罐内角焊缝靠罐底一侧的边缘应平滑过渡,咬边应打磨圆滑。
4罐壁纵向对接焊缝不得有低于母材的凹陷,罐壁环向对接焊缝和罐底对接焊缝低于母材的凹深度不得大于0.5mm,凹陷的连续长度不得大于10mm。
凹陷总长度不得大于该焊缝总长度的10%。
5焊缝宽度应按坡口宽度各增加1--2mm。
6壁板组装时,纵向焊缝错边量当板厚小于10mm时,不应大于1.5mm。
环向焊缝错边量当上圈壁板大于或等于8mm时,任何一点的错边量不得大于板厚的20%,且不应大于3mm。
当上圈壁板小于8mm时,任何一点的错边量不得大于1.5mm。
3.6焊缝无损探伤及严密性试验
1罐底组焊完后焊缝采用真空法进行严密性试验,其真空度应按图中规定进行，若图中无要求时其真空度不低于53mm水柱。
2罐壁焊缝的无损探伤长度按设计文件进行。
3罐顶的严密性和强度试验在罐内充水高度大于1m时,试验压力为220mm水柱。
在罐内空间气压达到试验正压力后,在罐顶焊缝表面涂肥皂水,以未发现气泡,罐顶无异常变化,焊缝无泄漏为合格。
3.7焊缝修补
1深度超过0.5mm的划伤,电弧擦伤,焊疤等缺陷,应打磨平滑,打磨后的钢板厚度应大于钢板名义厚度扣除负偏差值。
2焊缝表面缺陷深度或打磨深度超过1mm时,应进行补焊,并打磨平滑。
3焊缝内部的超标缺陷在焊补前,应将缺陷清除,清除的深度不宜大于板厚的2/3,当采用碳弧气刨时,缺陷清除后应修磨刨槽。
4焊缝的修补必须严格按照焊接工艺进行,其修补长度不应小于50mm。
5同一部位返修次数,不宜超过二次,当超过二次时,须经施工技术总负责人批准。
3.8贮罐手工焊接工艺
1）焊接方法：
手工电弧焊。
2）焊接材料
a）接头形式
钢板拼接为对接接头双面焊，边缘板焊接为V形坡口对接单面焊，底板的其它焊接部位为搭接接头角焊缝。
坡口角度及间隙应符合图纸要求；
b）组立要求
①定位焊长度为40～50mm,间距300～400mm；
②定位焊所使用焊条和工艺应与正式焊接工艺相同；
③施焊部位焊缝的相邻焊缝采用定位卡具连接，该接缝为预留收缩量焊缝。
c）焊接工艺参数
d）焊接顺序及方向：
①罐底搭接焊缝，第一道焊缝采用分段焊法，由下向上施焊，第二道焊缝采用退焊法，由上向下施焊；
②第1条焊缝焊完后，再焊定位卡具连接焊缝2;
③组立定位卡具连接焊缝2，用定位卡具连接相邻焊缝的以此类推；
④底板各圈焊缝采取退焊法或分段焊法，由里向外施焊；
⑤边缘板焊接为多层多道焊缝与母材齐平焊缝长度300mm.
3）罐顶板焊接
a）接头形式
钢板拼接采用对接双面焊，各瓣之间连接为搭接接头角焊缝。
b）组立要求
①定位焊缝长度30～40mm,间距300～400mm；
②焊条要求同罐底；
③将拱顶所有焊缝进行定位焊。
焊接顺序及方向
①采用多人对称施焊；
②由上向下进行退焊法施焊。
4）罐壁板焊接
5）储罐焊接要求
a）焊接前应检查坡口角度，尺寸装配间隙是否符合要求。
b）对接焊缝或需无顺损探伤的角焊缝在组装前距坡口两侧10mm范围内应进行打磨，直至露出金属光泽对不需探伤的对接焊缝及角焊需清除熔渣、浮锈、氧化皮等影响焊接质量污物；
c）焊接时焊工应遵守焊接工艺，不得自由施焊及在焊道外的母材上引弧；
d）焊缝两端头要填满；
e）多人同时焊接时，焊接电流、速度应尽量相同；
f）多层焊接宜连续施焊，每一层焊道完成后应及时清理检查清除缺陷后再焊；
g）合理使用定位卡具避免强行组装；
h）焊缝焊完后，焊工应将熔渣及飞溅清除干净，自行检查焊缝外观，发现缺陷及时修补，合格后应在无损探伤焊缝边缘上打上钢印；
i）焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应检查找原因，订出修补工艺后方可处理；
j）焊缝统一部位，返修次数不宜超过两次，当超过两次时，应按返修工艺进行；
k）焊缝外形尺寸应符合图纸和国家现行标准规定，焊缝与母材应圆滑过渡；
l）焊缝接头内部缺陷分级应符合图纸要求和国家现行标准规定。
6）其它部位焊接要求
a）拱顶与第一圈罐体连接焊缝采用单焊道焊接；
b）罐壁与边缘板角焊缝焊接采用多层多道焊接，焊接顺序选退焊法，为防止变形，可采用支撑固定；
边缘板与底板连接角焊缝为最后焊道，焊接时，应采用分段的焊法和退焊法
4、焊缝返修
4.1经目视检查或渗透探伤，表面质量不合格的焊缝及时打磨、补焊，并修整。
4.2经RT无损探伤，发现内部有超标缺陷的焊缝，应按无损检测人员提出的返修单所指定的位置，用磨光机仔细打磨。
清除缺陷后，按与工式焊接一致的焊接工艺进行补焊，然后再进行RT无损探伤。
4.3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。
4.4焊缝同一部位的返修次数，不锈钢不应超过两次，碳钢不超过三次。
4.5同一部位第二次返修时，应由项目部焊接责任师挑选一次合格率高的焊工担任此工作，以免出现超次返修。
若出现超次返修，须经焊接责任师编制返修工艺，报项目部技术负责人批准后方可实施，并做好超次返修记录。
5、质量保证措施
5.1现场所有的施焊的焊工均应是经考试并取得相关项目合格证的焊工担任。
每种焊件焊接均有相应的焊接工艺评定
鉴于施工现场条件差、工期紧，焊接施工贯穿整个施工全过程，焊接质量决定了整个工程的质量。
因而在管理制度、施工机具和人员准备，施工现场和预制场地都要精心组织，认真实施。
5.2现场用的焊条、焊丝应符合要求，必须具备合格证书、材质证书，且包装完好，标志齐全；焊接材料要有专人保管，施工用焊条须按要求烘干，由专人负责并作记录，每个焊工领取焊条要办领用登记手续，并用焊条保温筒装好,在焊接时随取随用，对当天用不完的焊条要退回给焊条烘焙员。
当用氩弧焊打底时,预先应用手工或机械方法除去焊丝表面的铁锈、油污直至露出金属光泽。
氩气纯度不应低于99.99%，钨极选用ф2.0/ф2.5mm、2%的铈钨极。
焊条、焊丝必须存放在干燥通风的贮存库内，库内设置温度计、湿度计，并保持库内温度不低于5℃，相对湿度不大于60%，并作好记录。
焊条、焊丝应按种类、规格、批号分类堆放，并作好明显标记，不得混放。
焊条、焊丝启封后，应该进行表面检查并逐根核对型号，凡药皮脱落、偏心、锈蚀严重、型号有问题的焊条、焊丝严禁使用。
烘干后的焊条放在保温箱内保存，但保存的时间不宜超过三天。
J422焊条若受潮才进行烘烤。
5.3现场焊接时应清除坡口附近油漆，污垢、铁锈等杂物，焊接引弧应在坡口内进行，严禁在管壁上引弧；
5.4焊接时应彻底清理层间焊渣，各层、道间接头应相互错开，焊缝焊完后立即去除渣皮、飞溅物，清理干净焊缝表面，发现有缺陷要及时补焊好后打磨平整。
管道焊接时应在离焊口50mm附近打上相应焊工钢印号及焊缝编号（不锈钢管不允许打钢号，可采用油性记号笔标记）。
如焊缝编号879—23为焊工号为879的焊工在本工程中所焊的第23道口。
然后及时做好焊缝自检、互检记录。
5.5质检部门应设置一套完整的焊接工作奖惩制度，鼓励焊工，技术上指导他们，让他们在焊接中上层次。
劳资部门对焊接重要材料和重要的工艺管道的焊工的选配应留有余地，在动态管理中实施首件必检，优胜劣汰，并根据具体情况，举办现场强化培训，不断优化焊工队伍的技术水平。
5.5在下列任何一种焊接环境，均应采取有效的防护措施，否则不得进行焊接：
一、雨天或雪天；
二、手工焊时，风速超过8m/s，钨极氩弧焊和气体保护焊时，风速超过2.2m/s；
三、焊接温度低于0度；
四、大气相对湿度超过90%。
6、HSE保证措施
6.1确定现场HSE专职检查员，负责整个现场HSE施工和检查工作。
入场前，项目部组织进场人员进行HSE教育，学习厂纪厂规，明确HSE责任。
6.2项目部及班组的管理原则上按HSE的运行特点要求进行，具体有以下几个方面：
a、落实各级管理者的责任与承诺，包括项目经理、工程师和各队队长等。
b、全员参与，落实并让全体人员明确自已在HSE管理过程中的责任、义务与权力
c、重视事故的预防，做到＂安全第一，预防为主＂，施工场地应挂上明显安全标识牌，提醒职工注意安全，并结合夏季炎热、干燥的特点做好施工人员的水土、气候适应和防暑、降温保健工作，保证员工身体健康。
班组长必须了解安全生产的形成、条件、职责范围，健康、安全设施的性能和使用方法，以及工人防护设施和物品的使用和储存。
6.3焊工上岗焊接时必须穿戴好必要的防护用品。
6.4焊机、角向磨光机应接地良好。
砂轮机导线、焊把线应绝缘良好，不得有破皮漏电。
焊接时，场地附近不得有易燃易爆物品。
在焊接时，必须放置好焊条筒、焊渣锤、磨光机、焊条回收桶等，以防坠落伤人。
焊条头必须放在回收桶，严禁高空乱扔焊条头。
6.5在容器内焊接时，须在透光孔设置大功率的抽风机，采取安全照明灯，保证良好的通风条件和照明度。
6.6注意安全用电，用电开关应设专人管理，并注意经常检查绝缘情况。
6.7合理安排施工，尽量避免交叉作业，必要时应采取有效预防措施，确保施工生产顺利进行。
7.施工机具、检测工具及施工手段用料
7.1主要施工机具表
序号
名称
型号、规格
单位
数量
备注
1
硅整流焊机
ZX5-600D
台
2
气刨用
1
硅整流焊机
ZX5-400D
台
15
焊接用
2
手工钨极氩弧焊枪
QQ-850/200
把
20
3
氩气压力、流量表
JC－30NSA－400A
套
20
4
氩气胶带
中压
米
1500
5
焊条保温筒
个
20
6
角向磨光机
Ф100
台
20
焊接
坡口加工用
7
等离子切割机
配相应嘴头及割枪
台
1
8
焊条烘干箱
0～500℃
台
1
焊条烘烤
9
硬度机
HLN-11A
台
1
10
轴流风机
3KW
台
2
11
安全行灯
台
2
12
直磨机
台
8
7.2主要检测工具
序号
名称
型号、规格
单位
数量
备注
1
风速仪
台
1
焊接
环境
监测
2
干湿计
台
2
3
温度计
-20～100℃
支
2
4
焊检尺
把
10
焊接检测
5
放大镜
5～10倍
个
2
7.3主要施工用料表
序号
名称
型号、规格
单位
数量
备注
1
焊把线
45mm2
m
1500
铜芯
2
焊把线
30mm2
m
1000
铜芯
3
砂轮片
φ100（厚）
片
1000
4
砂轮片
φ100（薄）
片
2500
5
飞溅剂
公斤
30
6
水溶纸
公斤
29
7
宽胶布
50mm宽
卷
40
8
棉纱头
公斤
60
9
蓬布
m2
300
做防风棚用
10
角钢
L50×5
m
700
11
槽钢
［20
M
140
胎具
12
角钢
L50×5
m
24
13
铁丝
14#
公斤
60
升级会员 