催化汽油吸附脱硫管线焊接方案.docx

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催化汽油吸附脱硫管线焊接方案

项目编号：

文件编号：

BYCE-四公司-方案-15-13

发放编号:

2#催化汽油吸附脱硫装置及配套系统

工艺管线焊接方案

编制：

审核：

批准：

北京燕华工程建设有限公司

二〇一三年六月

1.工程概况

2#催化汽油吸附脱硫装置及配套系统工艺管线需要焊接的管线材质、规格见表1所示。

表1：

管线材质及规格

序号

管线材质

管线外径（mm）

管线壁厚（mm）

1

20#、20G、20+Zn

Φ22～Φ457

3.0～15.0

2

Q235B

Φ21.3～Φ48.3

2.8～3.5

3

L245

Φ323

8

4

P11

Φ21.3～Φ355.6

3.73～17.48

5

0Cr18Ni9

Φ22～Φ89

3.0～4.0

6

0Cr18Ni10Ti

Φ22～Φ89

4.0～7.5

为确保焊接施工顺利进行，特编制此焊接方案。

2.编制依据

2.1《工业金属管道工程施工规范》GB50235-2010

2.2《现场设备工业管道焊接工程施工规范》GB50236-2011

2.3《石油化工金属管道工程施工质量验收规范》GB50517-2010

2.4《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH3501-2011

2.5《石油化工铬镍不锈钢、铁镍合金和镍合金焊接规程》SH/T3523-2009

2.6《石油化工铬钼耐热钢焊接规程》SH/T3520-2004

2.7北京燕华工程建设有限公司焊接工艺评定

3.施工准备

3.1人员准备

3.1.1焊工

3.1.1.1焊工要求：

参加管线焊接任务的焊工必须经过焊接基本知识和实际操作技能培训并取得相应资格的焊接合格证。

持证焊工必须在其考试合格项目及其认可范围内施焊。

3.1.1.2开工前应对焊工进行技术交底。

3.1.2焊接检验人员要求：

从事焊接接头无损检测的人员应按照《特种设备无损检测人员考核与监督管理规则》的要求取得相应的无损检测资格，取得不同无损检测方法各资格级别的人员只能从事与该方法与资格级别相应无损检测工作并负相应的技术责任。

3.2焊接设备

焊接设备应完好无损，具有良好的动特性、调节特性，焊接工艺参数调节可靠，电流表、电压表指示准确。

3.3焊接材料

3.3.1焊接材料必须具有质量合格证明书，压力固定用焊材熔敷金属化学成分、力学性能应符合NB/T47018-2011《承压设备用焊接材料订货技术要求》的规定。

3.3.2焊条、焊丝选用见表2；焊条烘干温度执行厂家推荐规范，若厂家无要求，见表3。

3.3.3焊条、焊丝应有专人负责保管、烘干和发放，并作好烘干、发放回收记录，焊条重复烘干次数不得超过2次。

表2焊接材料选用表

管线材质

打底焊材

规格（mm）

填充盖面焊材

规格（mm）

评定号

0Cr18Ni9

H08Cr21Ni10Si（ER308）

Φ2.5

A102（E308）

Φ3.2

H00-173/H06-43

20#/20G/20+Zn/L245/Q235B

TIG-J50

Φ2.5

J427（E4315）

Φ3.2/4.0

H12-05/07/09/11

P11

TIG-R30（ER55-B2）

Φ2.5

R307（E5515-B2）

Φ3.2/4.0

H11-03/05/09

0Cr18Ni10Ti

H0Cr20Ni10Ti

Φ2.5

A132（E347）

Φ3.2

H06-12

表3焊条烘干温度

焊条型（牌）号

烘干温度（℃）

烘干时间（h）

保温温度（℃）

E4315（J427）//E5515-B2（R307）

350～400

2

100～150

E308（A102）/E347（A132）

150～250

1～2

80～120

3.3.4焊条、焊丝应存放于干燥、通风良好的地方，配有保证湿度的措施，并有温度、湿度记录，相对湿度应小于60%，温度大于5℃。

3.3.5手工钨极氩弧焊电极宜采用铈钨极，所用氩气纯度不得低于99.99%。

4.施工技术要求

4.1管道的施焊环境若出现下列情况之一时，应采取防护措施，否则，应停止焊接工作。

4.1.1焊条电弧焊时，风速等于或大于8m/s。

4.1.2气体保护焊时，风速等于或大于2m/s。

4.1.3空气相对湿度大于90%。

4.1.4雨、雪天露天作业。

4.1.5不锈钢焊件温度低于0℃，碳钢焊件温度低于-18℃时不得施焊。

4.2当焊件温度为-18℃～0℃时，碳钢和合金钢材料应在施焊处100mm范围内预热到10℃以上，不锈钢材料应在施焊处100mm范围内预热到15℃以上。

4.3坡口型式与加工

4.3.1对接接头坡口型式见工艺卡

4.3.2坡口加工宜采用机械方法进行，坡口加工后应进行外观检查，坡口表面不得有裂纹、分层等缺陷。

碳钢可采用氧－乙炔焰加工，不锈钢可采用等离子加工；当采用氧-乙炔焰或等离子弧切割时，切割后必须除去影响焊接质量的表面层，并将凸凹不平处打磨平整。

对于SHB1、SHC1级管道的管子，应采用机械法加工。

4.3.3非机械加工的铬钼合金钢管道焊接接头坡口应进行100%渗透检测，合格标准符合JB/T4730.5的Ⅰ级。

4.4焊口组对

4.4.1管道在组对前应将坡口表面及两侧内、外壁20mm范围内的油、漆、垢、锈等清除干净，直至发出金属光泽。

4.4.2壁厚相同的管道对口一般应作到内壁平齐，如有错口，其错口值不应超过壁厚的10%，且不大于1mm。

壁厚不同的管道组对时，应将厚壁的管道削薄，削薄处长度应大于4倍的两壁厚之差。

4.4.3焊口的局部间隙过大时，应设法修整到规定尺寸，严禁在间隙内加填塞物。

4.4.4不得采用强力对口、加热管子、加偏垫或多层垫等方法来消除接口端面的空隙、偏斜、错口或不同心度等缺陷。

如使用组对卡具，卡具材质应与管材相同；卡具拆除不得敲打或掰扭，如使用火焰切割，应在离管道表面3mm处切割，然后用砂轮修磨。

4.4.5管子对口符合要求后，应垫置牢固，避免焊接过程中产生的附加应力和变形。

4.4.6不锈钢焊件坡口两侧各100mm范围内，在施焊前应涂上白垩粉或其他防沾污剂。

4.4.7焊接不锈钢的焊工使用的刨锤、钢丝刷等手工工具应采用不锈钢材料制成，打磨焊缝应采用专用砂轮片。

4.5定位焊

4.5.1定位焊的焊接工艺与正式焊接工艺相同

4.5.2管道定位焊缝尺寸应符合表4的规定。

表4管道定位焊缝尺寸（mm）

公称直径

位置与数量

焊缝高度

长度

≤50

对称2点

不小于焊件厚度的2/3

5～10

50～150

均布2～3点

不小于焊件厚度的2/3

5～10

＞150

均布3～4点

10～15

5.焊接工艺

5.1焊接方法

（1）DN≦50mm，GTAW。

（2）DN＞50mm：

GTAW打底，SMAW填充、盖面

5.2电源极性

（1）钨极氩弧焊：

直流正接

（2）焊条电弧焊：

直流反接

5.3焊前预热及道间温度的要求：

对于所有P11材质钢管在焊接前需进行预热。

预热要求：

加热范围应以焊缝中心线为基准，每侧不应小于焊缝厚度的3倍，且不小于100mm，预热温度大于等于150℃。

P11焊接过程中对层间温度应进行严格的控制，其道间温度不宜大于250℃且不低于预热温度。

对于不锈钢材料的焊缝，道间温度应控制在150℃以下。

5.4对于需要进行焊后热处理的P11焊缝，焊接完毕后如果不能立即焊后热处理，应立即加热到300～350℃后热处理。

加热范围与焊后热处理要求相同。

5.5焊接工艺参数详见工艺卡

5.6焊接工艺一般要求

5.6.1严禁在坡口外引弧、试验电流或随意焊接临时支撑物，管子焊接时，管内不得有穿堂风。

5.6.2不锈钢或不锈钢与异种钢焊接进行钨极氩弧焊实心焊丝打底焊接时，背面充氩气保护。

充氩气开始时采用较大的流量，确保管内空气完全排出后方可施焊，焊接时背面保护用的氩气流量应适当降低，避免出现凹坑。

5.6.3多层焊缝焊接时，应逐层进行检查，经自检合格后，方可焊接次层，直至焊完。

每一焊道焊完后均应清除焊道表面的熔渣，清除各种表面缺陷。

5.6.4焊接施工中应注意引弧和收弧的质量，收弧时应将弧坑填满；多层焊接的层间接头应错开。

5.6.5管线的承插焊、马鞍口至少焊接两遍以上，确保焊透。

5.6.6采用焊条电弧焊焊接不锈钢时，应采用小线能量、短电弧、不摆动或小摆动的操作方法，小摆动的摆动幅度应不大于焊条直径的2.5倍。

5.6.7采用钨极气体保护焊时，焊丝前端应置于保护气体中。

5.6.8焊件表面不得有电弧擦伤，并不得在焊件表面引弧、收弧。

6缺陷返修

6.1焊接接头有超过标准的缺陷时，可进行返修，但同一位置的返修次数不得超过二次，超过上述规定，须制定返修方案，返修方案经单位项目技术总负责人批准后方可返修。

6.2缺陷清除：

焊接缺陷采用砂轮打磨清除。

采用砂轮修磨待补焊部位时，应打磨成宽度均匀、表面平整、便于施焊的凹槽。

缺陷清除后，应按JB/T4730-2005标准进行渗透检测，Ⅰ级合格。

检测合格后方可进行焊接修补补焊。

6.3不超次的返修工艺，同正式焊接工艺。

7.焊后检验

7.1外观检查

7.1.1焊缝边缘应圆滑过渡到母材，余高不得大于3mm。

7.1.2焊缝余高差小于2mm。

7.1.3焊缝宽度其每侧增宽不大于2mm。

7.1.4焊缝表面不允许有深度大于1mm的尖锐凹槽，且不允许低于母材表面。

7.1.5焊缝表面不得有裂纹、气孔、未熔合、未焊透、夹渣、未焊满、飞溅存在。

7.1.6碳钢管线焊缝咬边深度不得大于0.05T，且不大于0.5mm，连续咬边长度不应大于100mm，且总长度不应大于焊缝全长的10%。

不锈钢焊缝不允许存在咬边。

7.2无损探伤按原设计及相关标准要求进行检验。

8焊后热处理

8.1对于设计文件中管道材料等级为2TB12R、2AD2、5AD1、5AD2、11AD1、11AD2的管道，不管管道壁厚多少，焊接接头均应进行焊后消除应力热处理；其余管道壁厚>13mm的P11管线焊后应进行热处理。

8.2管线的热处理执行表5：

表5热处理工艺参数

参数

内容

热处理曲线

升温速度

1.升温过程对300℃以下不控制

2.升温至300℃后，加热速度不应超过5125/s（℃/h）,且不大于220℃/h（式中：

s为壁厚mm）

热处理温度及恒温时间

P11：

700℃-750℃×2hr

20#：

600℃-650℃×1hr

冷却速度

1.恒温后的冷却速度不应超过6500/s（℃/h），且不应大于260℃/h

2.300℃以下自然冷却。

8.3热处理方法：

远红外电加热。

8.4热处理技术要求：

8.4.1热处理的加热范围以焊缝为基准，两侧各不小于焊缝宽度的3倍，且不小于50mm，加热区以外的100mm范围应予以保温，且管道端口应封闭。

8.4.2加热应均匀，恒温时，在加热范围内任意两点温差应低于50℃。

8.4.3温度控制精确，热处理过程中恒温温度偏差不应超过±25℃，且不超过热处理的温度范围

8.4.4测温采用热电偶且固定在焊件上，用自动测温仪记录热处理曲线，测温点均匀分布。

8.4.5公称直径不大于300mm的管道，每个接头至少设置1个测温点。

对于水平管道，热电偶优先布置在焊接接头下部。

8.4.6公称直径大于300mm的管道，每个接头至少设置2个测温点。

对于水平管道，测点应设在顶部和底部；对于非水平管道，测点可任意对称方向布置。

8.4.7经焊后热处理合格的部位，不得再从事焊接作业，否则应重新热处理。

9.HSE管理

9.1一般规定

9.1.1参与组对焊接的所有人员必须进行健康和安全方针交底

做好HSE交底和进行有效的安全交流和沟通是搞好HSE工作的前提，将通过班前会和HSE交底来做好沟通和交流工作，建立《班前会管理规定》和《HSE交底管理规定》以保证该工作的实现。

9.1.2提高安全、健康意识

建立HSE培训制度，以提高员工的安全健康意识和满足业主的要求。

9.1.3监控和审查

建立《检查和监督管理程序》、《内部审核管理程序》、《管理评审程序》，项目部通过执行相关程序来监控和审查HSE工作。

9.1.4风险分析体系

项目通过建立和执行《风险评价与控制程序》《危害辨识方法管理规定》《环境影响评价办法管理规定》来进行风险分析。

9.2健康管理措施

9.2.1开工前，针对施工场地自然环境及作业情况对施工人员进行健康知识培训，使每位职工学会自我健康保护，保证职工身体健康。

8.2.2项目部设立专职保健人员，除对项目施工人员进行日常医疗保健服务外，对出现的轻度外伤等情况进行简单处理。

项目部应和建设单位保持联系，保证出现意外事故时交通畅通，使得受伤者或病人能安全、快速的送到医院救治。

9.3安全管理措施

9.3.1建立两级安全网络体系，落实全员、全过程、全方位、全天候的安全管理办法，做到“组织、人员、措施”三落实。

9.3.2所有参与焊接施工的人员，必须接受单位及业主组织的安全教育。

9.3.3施工班组要结合施工实际，坚持班前安全讲话和周一安全活动，并做好活动记录。

9.3.4全面贯彻落实以我为主，做好“十防”、“八要”，确保三不伤害，做到施工全过程的安全管理。

十防：

防高处坠落、防物体打击、防机械伤害、防误操作、防火、防爆、防风、防滑、防触电、防塌方。

八要：

施工方案要严密、安全措施要得力、动火手续要齐全、谨慎行为要复验、消防器材要备足、监护人员要在场、安全人员要上岗、关键部位领导要把关。

三不伤害：

不伤害自己、不伤害别人、不被别人伤害。

9.3.5在施工过程中，现场焊接人员必须无条件地接受安全管理人员的检查，服从安全管理人员的调度指挥。

9.3.6所有参与施工的各级人员，一定服从并满足业主对安全工作的各项要求。

一定遵守好业主方的各项安全规定，保证本装置的建设在安全、和谐的环境中按期完成。

9.4安全控制措施

9.4.1焊接作业要严格执行电焊工安全技术规程，焊接前检查焊机和工具是否安全可靠，电焊机必须有接地或接零保护且良好。

施焊前应配备安全防护用品，在潮湿地段操作时，要采取绝缘措施。

9.4.2全体施工人员应认真学习燕华公司有关施工的安全规定。

9.4.3进入施工现场的施工人员必须按公司的有关规定着装，戴好安全帽，高空作业时系好安全带。

9.4.4氧气、乙炔瓶的储存、运输必须按有关规定执行，由项目部设专人办理。

9.4.5注意对电动工具的安全防护和使用中的安全措施，开关绝缘，漏电保护措施一定要得力。

9.4.6注意防止触电、烫伤、电弧打眼。

9.4.7焊接电源线路接入处设置适当的漏电保护器，防止漏电事故发生。

9.4.8电线、电缆应无破损，焊接电路连接牢固可靠。

9.4.9使用砂轮时确认用具完好无损，并戴好防护镜。

9.4.10焊工应佩带焊条筒、刨锤等必要工具。

9.4.11认真执行动火制度、严格执行动火手续，切实做到“三不动火”。

在开工运行装置中动火时要有防护措施或搭设临时防火墙，以防高处和有风情况下动火时火花飞溅。

焊接工艺规程编号

WPS-01

页数

1of2

工程名称2#催化汽油吸附脱硫装置及配套系统工程编号-

产品名称（施焊部位）工艺管线焊接

管线规格DN≦50mm范围—

焊接工艺评定报告（PQR）编号H00-173焊接执行标准NB/T47014-2011

焊接方法GTAW操作类型（手工，机动，自动）手工

焊接接头:

坡口形式V型坡口衬垫（材料及规格）无

简图（接头形式、坡口形式和尺寸、焊层/焊道布置及顺序示意图）：

接头制备要求：

坡口及两侧20mm范围内清除铁锈、油污等杂质

母材：

材料标准号GB/T12771型号或牌号0Cr18Ni9与材料标准号GB/T12771型号或牌号0Cr18Ni9相焊

厚度范围：

坡口焊壁厚δ：

1.5～12mm角焊不限

管道直径范围：

坡口焊不限角焊不限

其他：

坡口两侧100mm范围涂白垩粉，防止焊接飞溅粘附母材；适用于返修焊和补焊

填充金属

焊接材料标准号

GB4241-84

—

—

型号

ER308

—

—

牌号

H08Cr21Ni10Si

—

—

尺寸

Φ2.5mm

—

—

烘干温度/时间

—

—

—

焊缝熔敷金属厚度

GTAW≤12mm

—

—

其他

—

—

—

焊接位置：

坡口对接焊缝位置水平固定和可能用到的其他所有位置

角焊缝位置水平固定和可能用到的其他所有位置

焊接方向（向上、向下）向上（立焊）

其他—

预热：

预热温度

层间温度≤150℃

后热温度和时间—

加热方式及其他—

焊接工艺规程编号

WPS-01

页数

2of2

焊后热处理:

温度—

时间—

升温速率—

降温速率—

其他—

气体：

种类（成分）混合配比（纯度）流量（L/min）

保护气体Ar99.99%10～15

尾部气———

背部气Ar（打底）—15～20

其他—

电特性：

电流种类直流极性正接电流范围（A）100～120

电弧电压（V）10～12送丝速度—熔滴过渡形式—

钨极类型及尺寸铈钨极φ2.5mm

其他—

焊层/焊道

焊接方法

填充金属

焊接电流

电弧电压（V）

焊接速度（cm/min）

线能量（kJ/cm）

牌号

直径

类型/极性

安培（A）

1～2

GTAW

H08Cr21Ni10Si

Φ2.5mm

正接

100～120

10～12

5～10

10～20

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

—

技术措施：

摆动焊或不摆动焊道摆动摆动参数—

焊前清理或层间清理砂轮打磨清理

背面清根—

导电嘴至工件距离—钨极伸出长度6～8mm焊炬、电极（焊条、焊丝）角度—喷嘴尺寸8～12mm单道焊或多道焊（每侧）多道

单丝焊或多丝焊—

锤击—

其他—

编制

审核

批准

日期

日期

日期

焊接工艺规程编号

WPS-02

页数

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工程名称2#催化汽油吸附脱硫装置及配套系统工程编号-

产品名称（施焊部位）工艺管线焊接

管线规格DN>50mm（单面焊接）范围—

焊接工艺评定报告（PQR）编号H00-173+H06-43焊接执行标准NB/T47014-2011

焊接方法GTAW+SMAW操作类型（手工，机动，自动）手工

焊接接头:

坡口形式V型坡口衬垫（材料及规格）无

简图（接头形式、坡口形式和尺寸、焊层/焊道布置及顺序示意图）：

接头制备要求：

坡口及两侧20mm范围内清除铁锈、油污等杂质

母材：

材料标准号GB/T12771型号或牌号0Cr18Ni9与材料标准号GB/T12771型号或牌号0Cr18Ni9相焊

厚度范围：

坡口焊壁厚δ：

1.5～16mm角焊不限

管道直径范围：

坡口焊不限角焊不限

其他：

坡口两侧100mm范围涂白垩粉，防止焊接飞溅粘附母材；适用于返修焊和补焊

填充金属

焊接材料标准号

GB4241-84

GB/T983-1995

—

型号

ER308

E308-16

—

牌号

H08Cr21Ni10Si

A102

—

尺寸

Φ2.5mm

Φ3.2mm

—

烘干温度/时间

—

执行厂家规定，如无规定，可按照：

250℃×1h

—

焊缝熔敷金属厚度

GTAW≤12mm

SMAW≤16mm

—

其他

—

—

—

焊接位置：

坡口对接焊缝位置水平固定和可能用到的其他所有位置

角焊缝位置水平固定和可能用到的其他所有位置

焊接方向（向上、向下）向上（立焊）

其他—

预热：

预热温度

层间温度≤150℃

后热温度和时间—

加热方式及其他—

焊接工艺规程编号

WPS-02

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焊后热处理:

温度—

时间—

升温速率—

降温速率—

其他—

气体：

种类（成分）混合配比（纯度）流量（L/min）

保护气体Ar99.99%10～15

尾部气———

背部气Ar（打底）—15～20

其他—

电特性：

电流种类直流极性GTAW：

正接/SMAW：

反接电流范围（A）GTAW80～100/SMAW90～110

电弧电压（V）GTAW10～12/SMAW20～22送丝速度—熔滴过渡形式—

钨极类型及尺寸铈钨极φ2.5mm

其他—

焊层/焊道

焊接方法

填充金属

焊接电流

电弧电压（V）

焊接速度（cm/min）

线能量（kJ/cm）

牌号

直径（mm）

类型/极性

安培（A）

1～ｎ

GTAW

H08Cr21Ni10Si

Φ2.5

正接

80～100

10～12

5～10

5～15

n+1～n’

SMAW

A102

φ3.2

反接

90～110

20～22

8～15

7～18

—

—

—

—

—

—

—

—

—

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—

—

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—

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—

—

—

—

—

—

—

—

—

技术措施：

摆动焊或不摆动焊道摆动摆动参数—

焊前清理或层间清理砂轮打磨清理

背面清根—

导电嘴至工件距离—钨极伸出长度6～8mm焊炬、电极（焊条、焊丝）角度—喷嘴尺寸Φ8～12mm单道焊或多道焊（每侧）多道

单丝焊或多丝焊—

锤击—

其他—

编制

审核

批准

日期

日期

日期

焊接工艺规程编号

WPS-03

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工程名称2#催化汽油吸附脱硫装置及