制氢装置预制管道方案.docx

1、制氢装置预制管道方案 重大中石化股份公司北京燕山分公司50000Nm3制氢装置工艺管道预制施 工 技 术 方 案编制：马德勇 校审：高明军 批准：中国石化集团第四建设公司北京燕山石化工程项目经理部2006年01月10日目 录1 适用范围 12 编制依据 13 工程概况 14 施工工序 25 施工工艺 36 质量标准及质量控制措施97 预制件出厂 10 8 HSE质量管理体系 109 质量记录 1110 主要施工机具及措施用料 121适用范围本方案只适用于北京燕山分公司50000Nm3制氢装置工艺管道预制施工。2编制依据2.1 工业金属管道工程施工及验收规范GB50235-97；2.2 石油化工

2、剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范SH3501-2002；2.3 石油化工铬钼钢耐热钢焊接规程SH/T3520-2004；2.4 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范GB50236-98；2.5 石油化工铬镍奥式体钢、铁镍合金和镍合金管道焊接规程SH3523-1999；2.6 石油化工施工安全技术规程SH35035-1999；3工程概况3.1工程内容及工作量3.1.1北京燕山分公司炼油厂50000Nm3制氢装置管道预制分为两项：转化炉本体管道预制和装置工艺管道预制。3.1.2制氢装置位于厂区北侧，管道预制按区域分成5个部分进行：转化炉区、管带及泵房区、反应及框架区、压缩机区及变压吸附区。

3、管线预制总量约为30000寸D安装量为9126.8米（不包括变压吸附）、伴热线4705米、阀门安装1749个、管配件4454个、法兰1941块：管线材质分为5种，主要以碳钢为主，材质为20#、20g15CrMo、0Cr18N10Ti及Q235B。3.1.3工程量 序号工作区域材质管线（米）阀门配件法兰备注1压缩机区20#98314350719920#伴热线2462反应及框架区0Cr18Ni10Ti38011035719315CrMo238481589920#109930990644920#伴热线5453管带及泵房区0Cr18Ni10Ti23622864015CrMo61.8102120#325

4、4.717864018320g391.64炉区0Cr18Ni10Ti11530631815CrMo649393020#1582726162472920g51020#伴热线39153.2 工程特点3.2.1工艺管线材质种类较多，焊接工艺复杂，焊接工作量大。 3.2.2管线介质多为临氢管线，易燃易爆，管线无损检验严格。3.2.3炉区管线设计紧凑，现场空间位置狭窄，吊装难度大，工作需合理安排。4施工工序 不合格（返修） 5施工工艺 5.1 施工准备5.1.1技术准备a） 施工前应审核图纸的版次、内容或相关管线号及材料名称、型号、规格、材质、数量、单位是否与设计相符；b） 根据所提供的设计图纸及设计说

5、明，与设计、监理逐项进行对接，编制科学合理、可行性的施工技术方案；c） 对炉区高压管线及上升管、下降管的管线做现场实测，依据实测结果，结合现场实际情况，考虑到安装和吊装的方便，合理划分预制管段，将固定焊口留在易于焊接的位置。d） 针对装置的施工特点对施工人员进行技术交底，明确施工程序、施工方法、质量标准、质量记录和成品保护、安全技术要求。5.1.2现场人员准备 施工前审查所有作业人员的资质，尤其是参加施工的电焊工必须具有相应材质的焊接合格证，且应具备相应焊接位置，严禁无证操作。见证合格焊工登记表。5.1.3施工设备、机具准备 按照工程工作量的大小及施工技术方案的要求，准备必要的相应规格、型号和

6、数量的施工机具，准备电焊机及退火设备，并检查设备是否处于完好状态。管线试压所用压力表须经校验合格，且精度不得低于1.5级，表盘满侧刻度值为实验压力的1.52倍。5.2 材料检验5.2.1施工所需材料，包括管道、管道附件、阀门及紧固件应符合设计要求，必须具有出厂合格证。5.2.2管子、管件、阀门在使用前应进行外观检查：管材管件外观不得有重皮、凹坑、裂纹、缩孔等缺陷，应逐根进行外径及壁厚测量，外表面除锈。管材、管件须进行硬度试验，硬度值在标准允许范围内。阀门在安装前，应对阀体进行液体强度实验，实验压力为公称压力的1.5倍，5分钟无泄露为合格。5.2.3管道组成件尤其是对15CrMo、0Cr18Ni

7、10Ti管线，采用100%光谱分析方法对材质进行复查，检测合格后，要按压力管道质量管理体系文件中的规定做好标识。并检查管子、管件外径与椭圆度，确认符合规范要求。5.2.4根据管线材质不同，钢管及管件分类堆放，不得混淆。0Cr18Ni10Ti管子及管件下面要加木板，不得置于地面。5.2.5合金钢阀门的内件材质应进行抽查，每批抽查数量不得少于1个。5.2.6施工用消耗材料：电焊条、电焊丝、钨级棒、砂轮片、氩气、氧气、乙炔气、氮气等应有制造厂产品质量证明书：焊丝应除锈、除油脂、油漆：电焊条经烘烤、保温，按焊条管理要求发放领用。5.3 下料切割5.3.1管子在下料前,施工人员应熟悉图纸,确认管子和管件

8、的规格、材质、型号无误后方可进行下料。5.3.2下料由管工岗长负责，对净料尺寸根据管件坡口组对间隙，垫片厚度及各方向焊口数量综合确定。5.3.3同一管材连续下料时，段与管间留出加工余量，切割方法不同留出不同加工余量。5.3.4马鞍支管连接段，先将马鞍端下料，打磨合格后，由马鞍端量尺确定管段长度。马鞍管开口在管段下料打磨后进行，打磨后的管段上定马鞍口中心线，用样板划线开孔，开孔时留出打磨加工余量12mm。5.3.5管子加工切断前必须移植原有标记，以保证正确识别管子的材质。5.3.6碳钢管下料时，DN50的钢管采用无齿锯切割，砂轮机打磨坡口。DN50的钢管应采用氧乙炔切割或磁力切割，加工坡口。5.

9、3.7铬钼钢（15GrMo）、不锈钢（0Cr18Ni10Ti）管下料时DN50的钢管采用无齿锯切割，砂轮机打磨坡口。DN50的钢管应采用机械加工进行切割、加工坡口。钼钢（15GrMo）如用氧气乙炔切割时，应除去熔渣、氧化皮，并把表面凹凸不平处打磨平整后，并磨掉2mm厚度。5.3.8坡口加工形式应符合设计规定和焊接工艺要求，坡口加工V型坡口，坡口表面不得有裂纹、缩孔、重皮等缺陷。坡口尺寸详见焊接工艺卡。5.3.9对于需现场实测的管线，应在现场实际测量后进行预制。对于有阀门的管线，宜对阀门进行测量后再下料。5.3.10预制下料应在固定口直管段留出100mm的安装余量。5.4 组对焊接5.4.1焊口

10、组对前,应用手工或机械方法清理其内外表面,在20mm范围内不得有油漆、毛刺、锈斑、氧化皮及其它有害物质,不锈钢坡口两侧各100mm范围内应涂白垩粉,焊后及时清除干净。5.4.2组对时要对中夹紧,防止焊接过程中产生变形或位移,偏差应符合要求。点固焊应采用与正式焊接相同的焊材，对永久性定位焊，应保证焊透，点焊的焊点间距应符合规范要求。5.4.3壁厚相同的管道组成件组对内壁错边量应符合下列规定：a）SHA极管道为壁厚的10%，且不大于0.5mm；b）SHB、SHC及SHC级管道为壁厚的10%，且不大于1mm；c）SHE极管道为壁厚的10%，且不大于2mm；5.4.4马鞍口的组对应保证内壁对齐，满足焊

11、透要求。承插口管端与承插管件留出11.5mm间隙。5.4.5当螺纹接头采用密封焊时，外露螺纹应全部密封。5.4.6管道上仪表取压部件连接时，按规定位置先钻孔后焊接，必要时焊后在绞孔。温度计插孔的取源部件不得向里倒角。5.4.7管段对口时应检查平直度，当管道小于DN100以下时，其偏差不得大于1mm， 当管道大于DN100时，其偏差不得大于2mm，全长总偏差不得大于10mm。5.4.8管道焊接 a） 碳钢管的焊接 - 坡口设计：采用型坡口。 - 焊接方法：管道小于DN50以下的对接焊口采用全氩弧焊，DN50以上采用电弧填充及盖面。 - 焊接要点：保证焊缝根部熔透良好，不偏弧，焊材按要求烘干，保证

12、组对质量。b)不锈钢管的焊接 - 坡口设计：对接时采用型坡口，承插焊接头保证间隙。 - 焊接方法：对接焊口采用手工氩弧焊打底，手工氩弧或手工电弧焊填充盖面；承插焊采用手工氩弧焊或手工电弧焊。 (1) 焊前应在坡口两侧100mm范围内涂以白垩粉或其它防粘污剂，以防止飞溅物玷污焊件表面。 (2) 采用手工氩弧焊时，内壁充氩保护。 (3) 采用小线能量，短弧不摆动操作。 (4) 采用多层多道焊工艺。 (5) 严格控制层间温度不超过150。(6) 承插焊必须焊两遍。 c） 铬钼钢管的焊接 - 参与施焊的管材、弯头、大小头等到货应有合格证件，并进行外观检查，管件内、外表面及所有焊接坡口，进行着色检查，合

13、格后方允许焊接。- 焊前预热1） 对接焊缝原则采用电加热法，预热温度为150-200。采用绳式加热器进行预热，如图1所示，焊接过程中不拆除，维持预热状态以控制层间温度。2） 管道内必须堵塞，不使空气对流。3） 预热及施焊过程中随时用电子点温计测温，预热温度宜在距焊缝中心50mm100mm的范围内进行测量。各种材质焊缝的预热要求表4。4） 预热范围应为坡口中心两侧各不小于壁厚的5倍，且不小于100mm。角焊缝及个别小口径焊缝采用火焰加热，电子点温计测温。 5） 定位焊缝采用火焰加热。6） 预热温度作好相应数据记录（无须打印自动记录曲线）。-焊接要求1） DN50或壁厚4的焊缝采用全氩弧焊，其余焊

14、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双面焊工艺。2）多层焊时各层、道之间的接头相互错开。3） 焊缝应尽可能一次连续焊完，需进行预热焊缝若被迫中断施焊，重焊接时先检查确认表面无裂纹后重新预热方可施焊；需热处理的焊断焊接或焊接完毕时不能及时进行热处理时应对焊缝进行300350的后热缓冷；需热处理焊缝的无损检测在热处理完毕后进行。4）必须事先准备好热处理设备，焊后立即进行热处理。5）多层焊时层间温度应控制在等于或稍高于预热温度。6）单面钨极氩弧焊打底焊接时，焊缝内侧充氩气保护。d）焊接所用焊材进行统一管理。焊条使用前应按要求烘干，焊丝使用前应除锈、除油，防止焊接缺陷产生。e）环境条

15、件符合下列规定可施焊：风速：电弧焊小于8m/s；氩弧焊小于2m/s；相对湿度：小于90%；无雨天气：严格按设计规定和施工规范要求进行。f）焊接过程中应选取平整场地，放置稳固，以防止焊接变形；焊缝宜一次焊完，若次焊完，应及时进行焊后热处理，以防止产生裂纹。g）焊接完毕后，应及时将焊缝表面的熔渣及附近的飞溅物清理干净。h）焊接材料序号材质焊条焊丝备注120#J427H08Mn2SiA220gJ427H08Mn2SiA3Q235BJ422H08Mn2Si415CrMoR307H13CrMo50Cr18Ni10TiA137H0Cr20Ni10Ti- 焊后热处理热处理应在焊后及时进行，采用自动温控电加热

16、处理仪进行热处理。1)置热电偶：焊接外观检验合格后，对需进行焊后热处理的管道焊缝布置热电偶，热电偶用镀锌铁丝捆绑牢固，端部紧贴焊缝。2)布置加热器：在热电偶按要求布置完毕后，布置加热器。加热器采用绳形加热器，加热宽度为管壁厚的15-20倍。加热器布置应均匀。3)布置保温棉：保温棉采用耐温1000的硅酸铝铝毯。厚度30mm。保温棉宽度超过加热带宽度两侧各150mm。4)各种材料按标准布置完毕后，对加热器、保温棉、连接头进行自查，自查合格后连线并送电进行热处理。15CrMo热处理温度为700-750，时间为2h；焊后热处理的质量要求1)处理焊接温度分布应均匀。恒温时，在加热区内任意两点之间的温差不

17、大于50。2)处理温度曲线采用自动记录法。3)热处理施工中应根据现场实际情况做好防雨、风措施，搭设简易防雨棚。- 硬度检测 热处理后对焊缝进行相应比例的硬度检测。焊缝的硬度值不宜超过母材标准布氏硬度值加100HB，且不大于270HB。5.5 无损检测5.5.1焊缝无损检测前要对焊口进行外观检查，外观应成型良好，宽度以每边盖过坡口边缘2mm为宜，角焊缝的焊脚高度应符合设计文件规定，外型应平缓过度。5.5.2管道焊接接头的无损检测按JB4730-94进行焊缝缺陷等级评定。5.5.3管道焊接接头的检验比例按照设计要求及 规范要求执行。5.6焊缝返修5.6.1表面缺陷修补表面缺陷用角向磨光机进行清除，

18、缺陷清除后，焊缝厚度不低于最小厚度时，表面打磨平整圆滑即可；若焊缝厚度小于最小厚度，则进行焊缝修补。缺陷打磨时，使砂轮片与焊缝平行，避免磨削过多。5.6.2内部缺陷返修a）经射线检测判定为不合格的焊缝在缺陷清除后进行焊接修补。b）缺陷的清除采用角向磨光机打磨，并将打磨部位修整成约50的坡口角度。c）焊缝返修按正式施焊工艺要求进行。d）需预热焊缝进行修补时预热温度取上限，采用火焰进行加热。e）需焊后热处理的焊缝修补完毕后按原工艺进行热处理及硬度检测。f）焊缝返修完毕后按照原检查程序进行外观检查和无损检测。5.6.3不合格的焊缝同一部位的返修次数，非合金钢管道不得超过3次，其余钢种不得超过两次6质

19、量要求及质量控制措施6.1.质量标准6.1.1不锈钢、合金钢切割后必须及时正确标上原有标记，应明显、清晰。6.1.2不锈钢应用专用砂轮片切割或修磨，不得与碳钢混用。6.1.3预制材质规格、型号和组对顺序按施工图纸施工正确，且材料必须有材质质量证明书。6.1.4保证法兰密封面的质量，不得有径向划痕。6.1.5预制件的系统区号、管线号、规格、管段号、焊口号和焊工钢印号必须标记清楚。6.1.6需要热处理的焊口检验合格后应有明显的状态标志。6.1.7预制件检验合格后，应清理内外表面杂物，封堵管口，妥善保管。6.2质量控制措施6.2.1专业焊接质检员审查焊工资格证，并提前做好特殊工种施工人员资质审查。6

20、.2.2材料控制：供应部材料责任工程师负责对管道组成件和支撑件的质量证明书或复验报告进行审核，并根据规范组织对管道组成件和支撑件做好外观、几何尺寸检查和材料复验。6.2.3供应部门严格对焊材烘干、发放、回收进行管理；在现场设二级焊材库，并配备温湿度仪，建立焊材领用、保管、烘烤、发放、回收制度，并做好记录。6.2.4预制管段须经质检员确认并标识合格，出厂检查主要内容为内洁、封口。6.2.5专职质检员负责对焊缝外观进行检验，并及时通知无损检验。热处理作业应严格执行施工工艺，焊接质检员负责监控各种技术参数；由专业工程师确认合格后再进行无损检测。6.2.6管托、支吊架焊缝外观饱满，无明显咬肉、飞溅、夹

21、渣、弧坑等质量缺陷。7预制件出厂7.1管道预制件应方便运输，有足够的刚度与强度，否则应有临时加固措施，必要时应标出吊装索具捆绑点的位置。7.2管道预制件检验合格后，做好编号与标记，做好防锈、涂漆及防护保管工作，并应配套完成、成套出厂。7.3不锈钢、合金钢预制件要于碳钢隔离，存放于木材等软质下垫物上。8 HSE管理体系遵循FCC的HSE承诺，尊重业主，服从业主，认真作好施工前危险源和环境因素的识别，正确、合理的评估风险影响程度，制定严密的风险防范措施，通过对全员、全方位、全过程的严格控制，减少或降低事故及污染的频率，保证全体员工的身体健康。8.1参加施工人员要自始至终树立“安全第一”的思想，严格

22、执行安全规定。8.2进入施工现场，必须穿戴好个人防护用品，戴好安全帽、安全带。8.3施工现场严禁吸烟。8.4临时用电设施或照明应符合电器安全技术和安全要求。8.5现场一切电源均由专人负责管理，他人不得私自乱接。8.6施工过程中起重吊装应注意其它工种作业位置，以免坠物伤人。8.7所有假设必须经安全员确认合格并挂牌后方可使用。8.8其他未尽事宜执行石油化工施工安全技术规程SH3505-1999。9质量记录9.1图纸会审记录9.2施工技术方案交底记录9.3专业技术/工序施工交底记录9.4设计交底记录9.5工程联络单9.6设计变更一览表9.7焊口日抱检记录9.8预制管段验收记录9.9阀门试验记录9.1

23、0热处理曲线图9.11无损检验记录10 主要施工机具及措施用料序号名称型号、规格单位数量备注1自动没温温控柜DZK240-6路台12热电偶（测温0-1100）EU-Z型K系列支153绳形加热器10m/根根154硅酸铝高铝毯耐温1000Kg405镀锌铁丝16#或18#Kg306热电偶补偿导线EV-2型M1007坡口机台18烘干箱台19焊条恒温箱台110无齿锯台111电焊机ZX7-500台612电焊机ZX7-400台613砂轮机180台614砂轮机125台2215防火布M5016吊车16t台11725t台118槽车15t台119叉车台120钢管25M402120M4022槽钢10M3023角钢50M2024钢筋16M150