工艺管道焊接施工方案 1127版本之欧阳体创编.docx
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工艺管道焊接施工方案1127版本之欧阳体创编
时间：
2021.02.03
创作：
欧阳体
1、工程概况1
1.1概述1
1.2工程特点1
1.3主要工作量1
1.4编制依据2
1.5适用范围2
2、焊接施工程序2
2.1质量目标3
3、焊接管理4
3.1焊工要求4
3.2焊接工艺评定4
3.3焊接检验人员4
3.4焊材管理4
3.5现场管理5
4、焊前准备5
4.1坡口加工5
4.2坡口形式6
4.3焊前检查7
5、焊接工艺7
5.1焊接方法选择（表1）7
5.2焊接材料选择（表2）7
5.3焊材烘烤（表3）8
5.4焊接工艺评定一览表（表4）8
6、焊接注意事项8
6.1定位焊8
6.2焊接注意事项9
6.3焊缝标识9
7、焊接方案10
7.1低碳钢管管道焊接10
7.2不锈钢管道焊接10
8、焊缝返修11
9、管道焊接接头质量检验11
9.1焊缝外观检查11
9.2无损检测11
10、焊接质量保证措施14
11、HSE保证措施14
12、现场文明施工15
1、工程概况
1.1概述
钦州中石油国际储备库项目（一期工程）工艺管道安装工程材质主要有：
碳钢（20#、L245）,本装置工艺管道在有毒、易燃等苛刻的环境条件下运行，对管道的焊接质量、管内清洁度要求很高。
1.2工程特点
1.2.1施焊环境差：
施工场地临近海边，风力较强，湿度较大，给现场焊接和焊后热处理带来很大困难，施工前必须做好相应的防护措施。
1.2.2管径覆盖范围较大，公称直径DN4～DN40mm。
1.2.3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。
1.2.4本装置的工艺介质主要为原油，对管道焊接质量必须严格要求。
1.3主要工作量
由于码头进油方案未确定，罐区组团间管带、泵组、计量站、收发球装置等仍未设计，目前出版的施工图纸仅有罐区7个组团内的工艺管道图纸，以下工程量为组团内工艺管道实物工程量。
（此表数据需要按现有工艺管道图纸完整，阀门数量，管件数量等）
序号
名称
规格
压力
温度
数量
备注
1
直缝钢管
24"*13
120
2
直缝钢管
24"*18
100
3
直缝钢管
32"*13
3500
4
直缝钢管
32"*20
1200
5
20;SMLS;BE;Sch20;SH3405
8"
1900
GB/T8163
6
20;SMLS;BE;Sch40;SH3405;
2"
200
GB/T8163
7
20;SMLS;BE;Sch40;SH3405
3"
750
GB/T8163
8
20;SMLS;BE;Sch40;SH3405
4"
6150
GB/T8163
9
20;SMLS;BE;Sch40;SH3405
6"
724
GB/T8163
10
20;SMLS;BE;Sch40;SH3405;
8"
810
GB/T8163
11
20;SMLS;BE;GALV.;Sch40;SH3405
2"
224
GB/T8163
12
20;SMLS;BE;Sch30;SH3405
12"
566
GB/T8163
13
20;SMLS;BE;Sch30;SH3405
14"
120
GB/T8163
14
20;SMLS;BE;Sch30;SH3405
16"
120
GB/T8163
15
20;SMLS;BE;Sch30;SH3405;
20"
1560
GB/T8163
16
1;L245;E=1.0;EFW;BE;13mm
40"
6230
GB/T9711
系统工作量（因图纸、设计文件未齐全，暂时按此数据）
1.4编制依据
·石油化工配管工程常用缩用词SH/T3092
·《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》（国质检锅[2002]109号）
·《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97
·《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98
·《工业金属管道工程质量检验评定标准》GB50184-93
·《石油化工给水排水管道工程施工及验收规范》SH3533-2003
·《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-1998
·《石油化工异种钢焊接规程》SH3526-2004
·《石油化工钢制管道工程施工工艺标准》SH/T3517-2001
·《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708-2000
·《钢制压力容器焊接规程》JB4709-2007
·《承压设备无损检测》JB/T4730-2005
1.5适用范围
本方案适用于钦州中石油国际储备库项目一期工程工艺管道工程施工，主要用于指导本工程中工艺管道的焊接工作。
2、焊接施工程序
见下页：
2.1质量目标
·质量控制点报验率：
100%；
·单位工程质量合格率100%；
·焊接一次合格率96%以上；
3、焊接管理
3.1焊工要求
参加工艺管道焊接施工的焊工都必须经过《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》的考试，并取得相应项目的合格证，合格项目应在有效期内，焊工在现场施焊项目不能超出其持由有的合格项目所允许的施焊范围,合格后才能上岗担任焊接工作，严禁无证上岗。
3.2焊接工艺评定
焊接过程中所采用的焊接工艺，均以合格的焊接工艺评定为依据，工程开工前，项目焊接责任工程师根据焊接工艺评定报告（PQR）编写焊接作业指导书（WPS），所有的焊接工作均需以审批合格的焊接工艺评定做为指导，根据设计图纸、焊接施工方案及焊接作业指导书进行施工。
3.3焊接检验人员
从事承压设备的原材料、零部件和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；评片人员应取得锅炉压力容器检验II级资格证书及以上的人员担任；
3.4焊材管理
3.4.1现场设专用焊材库和焊条烘烤房，焊材房设专人负责焊材的入库保管储存、焊材烘烤、发放及回收；
3.4.2焊材管理
库房设除湿机和干湿温度记录仪，确保库房温度为5℃以上，湿度不超过60%，焊材保管员每天应分别于上午、下午记录焊材库房的温度、湿度情况；
所有入库焊接材料均须有经材料责任工程师确认的质量证明书，入库的焊条要分类挂牌摆放；
焊材的堆放应离地、离墙300mm以上，并保证通风良好。
在焊材房内只能堆放焊材，严禁堆放除焊材以外的其他物品；
3.4.3焊条的烘焙
3.4.3.1设远红外程控焊条烘箱、远红外自控焊条烘箱及远红外自控焊条烘箱各一台；
3.4.3.2焊条烘烤应根据焊条的种类分别进行，焊条烘烤后应及时放入恒温箱中，并挂牌以便区别；放入烘干箱中的焊条，不得有药皮破损、锈蚀、油污、砂土等杂物。
3.4.3.3烘烤员应认真做好焊条烘烤记录，应将焊条的种类、数量、批号、烘烤次数、烘烤前起始温度、恒温温度、恒温时间等记录清楚。
3.4.3.4焊条烘烤按制造厂说明书要求或焊接工艺规程进行，不得将冷态焊条突然装入高温箱中，也不得将烘烤过的高温焊条从烘箱中拿出任其迅速冷却，应随烘烤箱降至150～100℃后，再转移到恒温箱中。
3.4.3.5原则上不同类型的焊接材料应分别烘干，但是如果烘干规范要求相同，不同类型焊接材料之间有明显的标记时允许同炉烘干，烘干时，各种焊材按型号和规格分别摆放，相互分开。
3.4.3.6焊条烘烤的升温与降温速度不应过急，升温速度一般不超过150℃/h，降温不超过200℃/h。
3.4.4焊材发放及回收
焊工持自己的焊工卡、焊材领用卡及合格保温筒到焊材房领取焊条，保温筒内不得混装不同型号的焊条，每次领取焊条数量不超过75根，随用随领，剩余退回焊条房，确保在整个施工过程中焊材的发放与使用始终处于受控状态，领取后的焊条必须在4小时内用完，超过4小时须重新烘干后方可使用，焊材保管员对发放及回收的焊材做好详细记录；重复烘烤2次以上的焊条不得用于压力管道的焊接，做好焊条头回收工作，焊工将焊条头收集好并在每次领用焊条时将前一次的焊条头退回焊条烘烤员指定的焊条头回收箱中。
3.5现场管理
3.5.1现场环境要求
·相对湿度：
＜90%；
·风速：
手工电弧焊＜8m/s，钨极氩弧焊＜2m/s；
·天气：
无雾、无雨、雪；
·当现场焊接环境不能满足以上要求时，宜采取搭设防风、挡雨棚，采用电加热或火焰加热提高环境温度、降低空气相对湿度等措施；当环境因素满足条件后方可进行焊接施工，施工过程中设专人对焊接环境进行检测。
3.5.2加强现场质量巡检，遇到以下情况应立即制止：
·焊工无证上岗；
·焊工超出持证范围施焊；
·焊材无领用记录、焊条未进行烘焙；
·焊接环境部符合要求；
·管道焊接时为按工艺要求进行预热、后热、控制层间温度等；
4、焊前准备
4.1坡口加工
4.1.1碳钢或镀锌管制切割及坡口加工宜采用机械方法，当采用氧-乙炔火焰切割时，应清除熔渣、氧化皮，并将表明凹凸不平处打磨平整；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，如有缺陷应及时消除。
4.1.2镀锌钢管和公称直径小于或等于50mm的碳钢管、低合金钢管，宜采用切管机切割；镀锌管焊前用砂轮机将镀锌层打磨干净。
4.1.3管台（加强接头）组对时，应对管台坡口表面及管台内表面进行打磨；与主管连接位置，开孔后应对开孔位置进行打磨，清除氧化层及开孔位置的油漆、铁锈等杂质；碳钢及采用氧-乙炔火焰进行开孔，开孔完成后应对开孔位置的氧化层、毛刺等杂质清除干净。
4.1.4承插焊接头组对前对应对焊接位置的油、漆、铁锈、氧化物等杂质清除干净。
4.1.5焊件不得进行强行组对，更不允许用火焰加热等热膨胀法进行组对；管子或管件对接焊缝最对时，管内壁应齐平，外壁错变量不宜超过管壁厚度的10%，且不应大于2mm。
4.2坡口形式
4.2.1承插焊接头：
4.2.2管台接头形式：
4.2.3壁厚相等接头形式：
4.2.4壁厚不相等接头形式：
4.3焊前检查
4.3.1管子及管件组对前，应用手工或机械方法清理坡口表面及附近，将坡口表面及边缘30mm范围内的油漆、毛刺、铁锈、氧化皮、水、油污等对焊接有害的杂质清除干净。
4.3.2坡口表面及坡口两侧应用砂轮机进行打磨，直至露处金属光泽，检查坡口表面是否有裂纹、夹层等缺陷。
4.3.3检查管子及管配件的材质、规格是否与图纸相符合，检查坡口形式是否符合工艺要求。
4.3.4确认焊工所焊材质用的焊材与焊接工艺卡相符合，杜绝乱用焊材，使用错误的焊材进行焊接施工。
5、焊接工艺
5.1焊接方法选择（表1）
焊接方法选择表1
序号
焊接类型
焊接方法
备注
1
工艺管道（DN≤50（对接）或δ≤5mm）
钨极氩弧焊（GTAW）
2
工艺管道（DN≤40（承插口）、角接）
手工电弧焊（SMAW）
至少焊2道
3
工艺管道（DN＞50（对接）或δ＞5mm）
氩-电联焊（GTAW+SMAW）
4
镀锌管道
螺纹连接（NPT）
5
钢结构支吊架
手工电弧焊（SMAW）
5.2焊接材料选择（表2）
焊接材料选择表2
序号
管道、管件材质
焊接方法
焊接材料
备注
1
20#
GTAW
H08Mn2SiA
SMAW
E4315（J427）
2
L245
GTAW
H08Mn2SiA
SMAW
E4315（J427）
3
0Cr18Ni9
SMAW
A102
GTAW
H0Gr21Ni10
5.3焊材烘烤（表3）
序号
焊材牌号（型号）
烘干温度
烘干时间
保温温度
使用方向
备注
1
E4315（J427）
350℃
1h
100～150℃
碳钢管道焊接
2
E5015（J507）
350℃
1～2h
100～150℃
低合金钢管道焊接
3
E308-16（A102）
350℃
1～2h
100～150℃
不合金钢管道焊接
5.4焊接工艺评定一览表（表4）
序号
母材材质
厚度范围
评定编号
评定内容
评定是否覆盖施工项目
备注
1
20#
4～13mm
PQR202、203、217、218
20-φ57×5-WsDVS
20-φ57×5-WsDVZ20-φ133×10-WsDVS
20-φ133×10-WsDVZ
已覆盖
2
L245
1.5～14.22mm
PQR455
API-5L-B—φ168.3×7.11-GTAW/SMAW-V-5G
已覆盖
3
0Cr18Ni9
1.5～8mm
PQR360
0Cr18Ni9-φ108×4-WsDVS
已覆盖
6、焊接注意事项
6.1定位焊
6.1.1定位焊采用与根部焊道相同的焊接材料和焊接工艺，焊前需要预热的管道预热温度取上限，作为正式焊缝组成部分的定位焊缝必须完全焊透，且熔合良好，无气孔、夹渣、裂纹等缺陷。
6.1.2为保证底层焊道成型良好、减少应力集中，定位焊金属应平滑过渡到母材，并将坡口内的定位焊金属沿管圆周方向两端打磨成斜坡状。
6.1.3定位焊缝的焊点应均匀分布，点位焊长度为10～30mm，高度為2～4mm，且不超过壁厚的2/3。
6.1.4定位焊缝的长度、厚度和间距，应能保证焊缝在正式焊接过程中收缩不应过大、开裂，在根部焊道焊接前，对定位焊缝进行检查，发现缺陷须处理后方可施焊。
6.2焊接注意事项
6.2.1严禁在坡口以外的母材表面引弧、试验电流，尽量避免电弧擦伤母材，不能随意在管道上焊接临时支撑物；
6.2.2焊接时将管道两端封堵，防止形成穿堂风；
6.2.3焊接施工中应注意起弧和收弧的质量，收弧时应将弧坑填满；多层多道焊时，层间接头应错开，每层焊道完成后应彻底清除焊道表面熔渣，消除各种表面缺陷，并进行外观检查，发现缺陷，消除后方可进行下一层的焊接；
6.2.4焊接请做好防风挡雨措施，空中组对时应搭设防风挡雨棚；
6.2.5与母材焊接的工卡具其材质应与母材相同或同一类别，拆除工卡具时不应损伤母材，拆除后应将残留焊疤打磨干净并与母材平齐，对耐热钢材料修磨后的焊痕应进行表面渗透检测，无裂纹等缺陷为合格；
6.2.6当焊接环境1m范围的相对湿度大于90%、电弧焊时风速大于8m/s、氩弧焊时风速大于2m/s或下雨时应停止焊接作业或采取相应的挡雨、防风、除湿等措施；
6.2.7每条焊缝应一次连续焊完，当因故中断焊接时，应根据工艺要求采取保暖缓冷或后热等房子产生裂纹的措施，在次焊接前应对焊缝表面检查，确认无裂纹后方可按工艺要求继续施焊；
6.2.8为保证管道内的清洁度，采用氩弧焊打底，打底焊时采用袖珍手电从坡口间隙检查内侧的焊缝根部成形质量，发现缺陷及时处理；
6.2.9焊缝焊完后应立即对焊缝表面的飞溅、焊渣进行清除，焊缝表面应与母材圆滑过渡，不允许有裂纹、气孔、咬边、夹渣等缺陷；
6.2.10管支架与管道焊接时，支架材质与管道材质同类是采用与管道工艺相同的焊接工艺进行焊接，当支架材质与管道材质不同类时应采用异种材质的焊接工艺进行焊接；管道要求做热处理时，与管道焊接的支架应进行同管道相同的热处理工艺进行热处理；
6.3焊缝标识
施工过程中，施工班组认真作好焊接原始记录，并及时交给技术员存档保管，管道焊完后在管外壁和单线图上标识清楚，在单线图上标注好焊口号、焊工号、材质及焊接时间；管道上焊口用油性记号笔标识，且与单线图一致，记录格式如下：
（区号）管线号（管道等级号）
焊缝号
材质
焊工号
焊接日期
7、焊接方案
7.1管道焊接
7.1.1工艺管道中的钢管主要为：
20#、L245等材质，该类材质焊接性比较好，在正确的焊接工艺保证下，可以获得优质的焊接接头，施工中同时应注意一下问题：
7.1.1.1焊接过程中控制好焊接电流、电压的等焊接参数，保证焊接线能量在15～30KJ/cm，因为焊接过程中线能量过大，会造成焊缝接头热影响区晶粒粗大，引起组织脆化，同时过大的线能量也会导致焊接变形量过大。
7.1.1.2焊前将坡口及坡口附近内外表面20mm范围内的铁锈、氧化皮、油污、漆、毛刺、水分等影响焊接质量的杂质清理干净，防止产生气孔、未熔合、夹渣等焊接缺陷。
7.1.1.3焊接时打底层采用氩弧焊（GTAW）打底，采用手工电弧焊（SMAW）填充盖面时采用短电弧的形式进行焊接，以保证电弧稳定并加强对熔池的保护；打底时从两定位焊缝中间起焊，采用小摆动操作，确保两侧熔合良好，背面成型高度保证在1～2mm。
7.2不锈钢管道焊接
7.2.1不锈钢管道主要为0Cr18Ni9材质，不锈钢的导热性差、线膨胀系数大，在自由状态下焊接时容易产生较大的焊接应力与焊接变形，而且容易出现热裂纹、缩孔、脆化等焊接缺陷，接头位置容易产生晶间腐蚀和应力腐蚀；焊接要点如下：
7.2.1.1焊接时采用V型坡口，坡口加工采用机械方法，为减小焊接变形，坡口角度适当减小；为保证根部焊透，对口间隙适当加大。
7.2.1.2焊接方法采用手工钨极氩弧焊打底、焊条电弧焊填充及盖面的工艺，焊丝使用前应去除表面的油脂等杂物，焊条按规定的要求进行烘干；手工脉冲钨极氩弧焊采用高频引弧和衰减功能的电源，以减少热量输入，防止热裂纹的产生。
7.2.1.3选用含碳量低且加入合金元素的焊材，可以有效的降低接头附件碳化铬的形成，焊接时采用短电弧、小电流操作，可以减少合金元素的烧损。
7.2.1.4不锈钢的导热系数小、电阻率大，在同样的焊接电流下可获得较大的熔深，为防止焊接时过热，施焊时电流应比碳钢焊接时低20%左右，采用小电流、窄焊道、快速焊、多层多道焊，焊条直线前进，小摆动或不摆动进行焊接操作；
7.2.1.5进行层间清理时要彻底，各层道之间接头应相互错开，施焊过程中焊接收弧时要慢，弧坑要填满，防止弧坑裂纹、缩孔等缺陷的产生；
7.2.1.6焊接过程中，打底时为防止焊缝根部被氧化焊接时必须在管内部充氩气进行保护，而且至少要保证焊接两层以上，氩气纯度≥99.99%；多层多道焊时应严格控制层间温度，层间温度应控制在100℃以下，可在焊缝两侧用湿布擦拭以降低焊缝高温停留时间。
7.2.1.7采用不锈钢焊条进行焊接时为防止飞溅物不宜清理，影响焊缝表面质量，焊前可以选择在焊缝两侧各100mm范围内涂白垩粉或其他防沾污剂。
7.2.1.8焊缝表面焊完后应进行100%的焊缝外观检查，在焊缝附近对焊缝进行标识。
7.2.1.9不锈钢施工区域应与其他材料隔离，其管材或配件摆放处必须垫胶皮或木板，焊工所用地线钳应为相同或相近材料制品，砂轮片、钢丝刷应为不锈钢专用制品，严禁与其他材料混用。
8、焊缝返修
8.1经目检，表面质量不合格的焊缝应及时打磨、补焊并修正。
8.2经射线或超声波探伤，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，用角向磨光机仔细打磨，消除缺陷后，仍按正式焊接工艺规范补焊，补焊后再进行射线或超声波探伤，焊缝返修应由有相应合格项目、技术水平高的优秀焊工担任。
8.3同一部位焊缝的返修次数不应超过两次。
如超次返修应制订返修措施，并经施工单位技术负责人批准后，方可进行返修，并做超次返修记录。
9、管道焊接接头质量检验
9.1焊缝外观检查
9.1.1焊接接头应在焊完后立即去除渣皮、飞溅物，清理干净焊缝表面，并根据检验方法的要求，对焊接接头分表面进行相应的打磨处理；
9.1.2焊缝外观成形应良好，焊缝与母材金属应圆滑过渡；焊缝宽度以每边盖过坡口边缘2mm为宜；
9.1.3焊缝表面不得有裂纹、气孔、夹渣及未熔合性飞溅等缺陷；
9.1.4焊缝余高不得低于管道表面，焊缝余高应满足以下要求：
1）100%射线检测焊接接头，其焊缝余高应小于等于1+0.1b1,且不大于2mm；
2）其余焊接接头焊缝余高应小于等于1+0.2b1，且不大于3mm；
注：
b1为焊接接头组对后坡口的最大宽度（mm）。
9.2无损检测
9.2.1管道焊接接头的无损检测应按JB4730进行焊缝缺陷等级评定，并且射线检测时，射线透照质量等级不得低于AB级，焊接接头经射线检测合格后应符合设计提供的JB/T4730.1-4730.6-2005,石油化工装置（单元）金属管道工程施工及验收技术条件中的管道对接焊缝射线检测比例、合格等级及检验级别表的要求。
9.2.2焊缝内部质量应符合图纸、规范要求，无损检测的比例和要求按规范及设计文件规定；高强钢的焊缝无损检测应在焊完24h之后进行，管道对接焊缝射线检测比例、合格等级及检验级别见下表：
管道对接焊缝射线检测比例、合格等级及检验级别表
管道级别
输送介质
设计压力
P（MPa）
设计温度
T（℃）
检测百分率（%）
合格等级
检验等级号
备注
SHA
毒性程度为极度危害介质（苯除外）和毒性程度为高危害介质和丙烯晴、光气、二氧化硫和氟化氢
任意
任意
100
II
A1
有毒可燃介质
P≥10
任意
100
II
A2
SHB
有毒可燃介质
4≤P＜10
T≥400
100
II
B1
毒性程度为极度危害介质的苯、甲A类液化烃
4≤P＜10
-29≤T＜400
40
II
B2
P＜4
T≥-29
20
II
B3
毒性程度为高危害介质（丙烯晴、光气、二氧化硫和氟化氢除外）
P＜10
-29≤T＜400
20
II
B4
P＜4
T≥400
甲类、乙类可燃气体和甲B类可燃液体、乙A类可燃液体
P＜10
-29≤T＜400
10
II
B5
P＜4
T≥400
SHC
毒性程度为中度、轻度危害介质和乙B类、丙类可燃介质
4≤P＜10
T≥400
100
II
C1
P＜10
-29≤T＜400
5
III
C2
P＜4
T≥400
SHD
任意
任意
T≤-29
100
II
D
SHE
无毒、非可燃介质
P≥10
T≥400
100
II
E1
P≥10
-29≤T＜400
20
III
E1.1
4≤P＜10
T＞400
4≤P＜10
-29≤T＜400
10
III
E2
1＜P＜4
T≥400
1＜P＜4
-29≤T＜400
5
III
E3
P≤1
T＞186
-29≤T≤-20
9.2.2所有承插焊接头和加强接头的角焊缝位置采用渗透检查，检测比例按照管道对接焊缝射线检测比例、合格等级及检验级别表选择；
9.2.3管道焊接接头的无损检测应按JB/T4730-2005进行焊缝缺陷等级评定，射线检测时
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