铬钼钢管道焊接施工方案.docx
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铬钼钢管道焊接施工方案
1.工程简介
1.1工程概况
浙江华联三鑫2×60万吨/年PTA装置由中石化工程建设公司负责施工图及配套工程的设计。
该工程铬钼工艺管线的施工范围主要集中在装置部分的工艺空压机单元（A区）的安装，共有5条工艺管线，总延长米为61.8M，阀门17只，焊道722英寸。
管线材质为A335GR.P11（进口），最大管径为DN300，最大管壁厚47mm，最高设计温度550℃，最高设计压力16MPa。
1.2工程特点
1.2工程特点
1.2.1A335GR.P11钢属于低合金耐热钢，采用珠光体焊条焊接易产生延迟裂纹。
1.2.2焊缝组对必须预热、后热，管壁较厚（最大为47mm），难度大。
1.2.3热处理后硬度要求较高，给热处理保温和参数控制都增加了很大难度。
1.2.5管道安装质量要求高，与设备连接部分必须做到无应力安装。
1.2.6对文明施工及现场防护要求高，现场安装应做好对管道本身的防护，应在专门的场地进行预制，并做好防风、防雨措施。
1.3主要实物量
主要工程实物量：
表一
序号
规格
长度（米）
管件（个）
焊口数（道）
寸口数（英寸）
备注
1
0.75″
0.5
6
14
10.5
1
2
1″
11
22
93
93
2
3
1.5″
6.8
4
15
22.5
4
2″
3.7
7
16
32
5
8″
0.5
1
3
24
6
10″
2.5
4
6
60
7
12″
36.8
10
40
480
合计
61.8
54
187
722
2.编制依据及施工验收规范
2.1编制依据
2.1.1中国石化工程建设公司设计的管线施工图纸、安装说明书。
2.1.2《仪征化纤股份有限公司年产45万吨PTA主装置安装工程质量计划/施工组织设计》.
2.2施工验收规范
2.2.1压力管道安全管理与监察规定劳部发（1996）140号
2.2.2石油化工工程铬钼耐热钢管道焊接技术规程SHJ3520-1991
2.2.3石油化工有毒、可燃介质管道施工及验收规范SH3501-97
2.2.4工业金属管道工程施工及验收规范GB50235-97
2.2.5现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范GB50236-98
2.2.6压力容器无损检测JB4730-94
2.2.7工业金属管道工程质量检验评定标准GB50184-93
3.铬钼钢管施工工艺及技术要求
3.1施工工艺程序
施工准备、原材料检验→下料→坡口加工→焊材烘烤、清理→焊件组对→预热、点焊→预热（伴热）焊接→焊后后热→外观检验→热处理→RT（UT）及硬度检查→焊缝返修、热处理及再次检验→管线试压→管线吹扫→系统气密。
3.2材料管理
3.2.1管材与管件
（1）管材管件（包括进口材料）应具有出厂合格证或质量检验证明书，其检验项目和技术指标应符合国家标准或行业标准及有关技术条件的要求。
材料合格证应包括：
钢号、炉批号、规格、化学成份、力学性能、供货状态及材料标准号，若项目指标不全或对其材质有怀疑时，应予以复验。
（2）经验收合格后应做上合格标记，入库贮存应按不同规格分别放置，妥善保管。
（3）材料在使用前应核对其材质、型号和规格。
（4）管道组合件使用前应做外观检查，其表面质量应符合下列要求。
A表面无裂纹、缩孔、皱褶、重皮等缺陷。
B若表面存在局部锈蚀凹陷时，必须保证壁厚在允许负偏差范围内。
（5）若管材表面局部存在不允许的缺陷时，应予以清除，但缺陷消除后管壁厚度应在允许负偏差范围内。
3.2.2焊接材料
（1）焊接材料选用如表二
焊接材料选用表二
材质
钢号
焊条牌号规格
焊丝牌号规格
备注
ASTM
A335
A335P11
E8018-B2Φ3.2、4
（或R307Φ3.2、4）
ER80S-B2Φ2.0
（或TIG-R30Φ2.0）
A335P11+
10GrMo910
E6015-B3Φ3.2、4
（或R407Φ3.2、4）
H08Cr2MoAΦ2.5
（2）焊接材料应有出厂合格证，其检验项目和技术指标应符合现行标准的规定。
（3）施工单位应对焊材进行验收，验收合格后，应做上合格标记入库贮存，妥善保管。
（4）若合格证遗失或对合格证有怀疑时，应按相应标准进行复验，复验后方可入库。
（5）焊材的贮存、保管应符合下列规定：
A焊材库必须干燥通风，库房内不得放置有害气体和腐蚀性介质。
B焊材应存放在架子上，架子离地面的高度和与墙壁的距离均不少于300毫米，并严防焊条受潮。
C焊材应按种类、牌号、批号、规格和入库时间分类堆放并标识进口焊材应单独堆放并标识。
D焊材库应保持库房内温度不低于5℃相对湿度不高于60%，并做好记录。
（6）焊材的领用，发放应由专人负责并作记录，使用前焊条应按说明书要求进行烘烤。
（7）焊丝使用前应进行清理、除油、除锈。
（8）氩弧焊所有氩气纯度应不低于99.9%，且含水量不大于50ml/m3。
3.2.3标记移植
对所有经检验合格的原材料均进行标记移植工作,以避免发生混乱。
（1）管材、管件刷色应沿长度方向连续不间断，粗细均匀，并设置在醒目部位，A335GRP11色标刷涂单道浅兰色。
（2）焊丝的标志移植规定如下：
ER80S-B2（或TIG-R30）天蓝色H08Cr2MoA绿色
注:
以上规定不包括按定尺寸供货,端部有钢印标识的焊丝。
3.2.4焊接材料的领用、发放
（1）焊材检验合格后，分批入库进入焊材发放站，发放出的焊条均应标志明晰。
（2）焊工领用焊材时凭施工员编制的焊材领用卡到焊材发放站领取，并应核对材质。
（3）焊工领用焊条时，无焊条筒不予发放。
（4）实施焊材尾端回收办法，回收率达100%。
（5）当天未用完的焊条，焊工应主动退回焊材发放站，不得在其它地方存放。
3.3施工技术要求
3.3.1焊接工艺
（1）焊接工程师依据焊接工艺评定报告（PQR）负责编制焊接工艺卡（WPS），并对所有焊接人员进行交底，指导焊工按工艺卡要求施焊。
（2）焊接质检员根据标准规范和焊接技术措施对现场焊接工作进行全面检查和监督，有权停止违反规范和技术文件要求的焊接作业。
（3）焊接记录员应配备钳形表、焊缝检测尺、测温仪以及其它记录工具，按要求测量并记录焊接读数，焊接工程师对记录检查予以确认。
3.3.2焊工培训及焊工资格。
（1）应选用技术熟练、责任心强，一次合格率稳定在98%以上的焊工施焊，选拨出来的焊工还应针对工程施工特点重点进行培训。
（2）现场施焊焊工应按“锅炉压力容器焊工考试规则”的规定，取得劳动部门颁发的“锅炉压力容器焊工合格证”和焊工钢印，才能担任相应的焊接工作。
施焊前，应向检验部门提供“持证焊工一览表”，并将合格证原件提交甲方确认，以便办理焊工上岗证，施焊焊工实行挂牌上岗，任何人不得强行指派焊工担任合格项目以外的焊接工作。
3.3.3管道预制
（1）管道预制采用单线图管理，预制前应将单线图和平面图、剖面图、现场情况进行核实，无误后方能进行预制。
施工员应及时将班组施工情况标注到管段图上，以满足追溯性的要求。
（2）管线施工实行标识管理，所有标识均应反映现场状态，所有焊口焊接完毕均应在管道上标注其管号、焊口号、焊工号、焊接日期。
焊口自检合格，专检合格，探伤检验合格后，其状态均应予以标识，管线、阀门、法兰安装后是否合格也应予以标识。
（3）管道下料前应清除管内脏物及锈蚀，大管用布条拖拉清理脏物，小管用空压机吹扫。
（4）预制时结合图纸及现场实际情况，留出方便安装的调整活口。
对于管廊管线，在不影响吊装及管道不因吊装产生较大变形情况下加大预制深度，减少高空作业，对于中间层及下层管道，DN100以下的管道用吊车捆吊上管架，用人力将管子散开，在管架上进行焊接，胀力及拐弯处可先对管子进行预制，再吊装，DN100以上管子两根相接后，单根进行吊装，摆放在图纸要求的位置上。
（5）管线对接焊口采用V型坡口，坡口加工采用电动磨光机或坡口机进行。
坡口的具体型式详见下图：
坡口型式图图
（一）
厚度T（mm）
C（mm）
P（mm）
α（°）
3-9
0-2
0-2
65-75
9-30
0-3
0-3
55-65
图
（二）
厚度T（mm）
C（mm）
P（mm）
H（mm）
α1（°）
α2（°）
≥30
0-3
0-3
T/3
50-55
60-70
3.3.4支吊架预制
（1）管线支吊架由班组统一在预制场内进行制作，除锈刷油后，按型号摆放整齐，发放时按配件发放。
（2）管支架制作时，管托底板必须按图纸尺寸进行剪切下料，火焰切割的端面必须打磨平整光滑。
（3）支吊架的焊接应100%进行表面检查，不允许有飞溅、气孔等表面缺陷和药皮。
3.3.5坡口加工，焊件组对
（1）管口切割采用无齿锯切割，并采用机加工方法加工坡口。
当无法用无齿锯切割时，可用氧-乙炔气切割，但割后应打磨去不小于0.5mm的淬硬层。
坡口型状及尺寸应符合焊接工艺说明书的要求。
注：
采用火焰切割完的坡口，如有疑问，则对坡口应进行着色检查。
（2）焊件对口以管内壁平齐为原则，组对间隙，错边量应保持在工艺说明书允许的范围内。
（3）定位焊缝应符合下列规定：
A定位焊的焊接工艺与正式焊的焊接工艺相同。
B定位焊缝的长度宜为10～20mm，高度为2～4mm。
C严禁强力组对定位焊接。
D定位焊缝应沿管周均匀分布，正式焊接时，起焊点应在两定位焊缝之间。
E定位焊缝应焊透且无焊瘤等焊接缺陷，发现裂纹等焊接缺陷时必须清除后重焊。
F为确保底层焊道成形好，减少应力集中，定位焊缝的两端应为缓坡状，否则应进行打磨修整。
G焊接有预热要求时，定位焊缝的预热温度取上限。
3.3.6予热、伴热
（1）对于DN≥100mm的管接头，应采用电加热，且在焊接过程中不停电伴热，直到焊接完毕；对于DN<100mm的管接头采用电或火焰予热均可，但火焰予伴热时，必须保证加热基本均匀。
（2）予热温度为150℃。
（3）预热范围应为以对口中心线为基准两侧各不小于100mm的区域。
加热区以外的100mm范围内，应予以保温。
（4）焊接予热，伴热情况应采用温度检测仪跟踪检查，以保证予热，层间温度符合工艺说明书要求。
3.3.7焊接
（1）焊接方法
当DN≤50mm或壁厚S<5mm时，采用GTAW法；当DN>50mm且壁厚S≥50mm时，采用GTAW法封底，SMAW法填充盖面。
（2）焊接参数
选用适中的焊接电流在保证能焊透和熔合良好的前提下，配以较快的焊接速度进行施焊，其体焊接参数的选用详见焊接工艺说明书。
3.3.8后热及热处理
（1）焊道热处理宜在焊完后立即进行。
不能立即进行热处理的焊道，焊后应按工艺说明书要求立即进行300～350℃、时间为10～15min的后热消氢处理，然后保温缓冷至室温。
再焊接时应对焊缝进行检查，确认无裂纹等缺陷后方可按原焊接工艺继续进行焊接。
（2）焊后热处理应采用履带式加热片（或块状和绳状加热片）进行电加热，热处理温度为650～700℃，热处理曲线见下图：
热处理曲线图图三
对于不同壁厚A335GR.P11材质的耐热合金钢管线焊缝热处理工艺曲线中升温、降温及保温时间等工艺参数如下表：
热处理工艺参数表三
壁厚（mm）
A（℃/h）
B（℃/h）
C（min）
≤25
220
260
60
33
155
196
100
40
128
162
120
47
109
138
150
（3）热处理工序控制见下图
热处理工序控制图图四
组对焊接
不合格
不合格
（4）热处理过程中的注意事项
A在加热过程中，管子不能和其它任何种类金属相接触。
B热处理时，300度以上温度区间内，加热速度小于220度每小时，冷却速率小于275度每小时，热处理完毕后，冷却温度≤300℃时，进行空气冷却。
C当环境温度低于0℃度时，预热温度取上限温度，热处理完后，管子内外表面的氧化皮都应彻底清除，特别是法兰密封面应进行完全清理，并进行抗腐蚀处理。
D电加热器的绝缘电阻不低于0.1MΩ，同时管线应可靠接。
E电加热器的电压选择开关位置必须与输入电压相同。
F加热器的接线端子应在保温层外。
G保温材料不得受潮。
H热处理后，对焊缝及热影响区需进行布氏硬度测量工作，硬度测量工作委托中石化二建公司中心试验室进行，测量值不宜大于母材硬度的125%，检验数量不应少于热处理焊口总数的10%。
每一焊缝需对该焊缝本身、焊缝热影响区及母材进行布氏硬度测量，每一焊缝测量三点。
I对于硬度值不合要求的焊缝需重新进行热处理，直至处理合格。
对热处理合格的焊缝按图纸要求进行射线探伤，如探伤不合格，该焊缝在返修完毕后需按原工艺要求进行热处理。
3.3.9焊接质量检查
（1）外观检查
A焊缝外形尺寸应符合设计文件的要求，焊缝与母材应圆滑过滤。
B焊缝和热影响区表面不应有裂纹、气孔、弧坑和肉眼可见的夹渣等缺陷。
C焊缝表面的咬边深度不得大于0.5mm，焊缝两侧咬边总长度不得超过焊缝长度的10%。
否则，应进行修磨或焊补，焊补处应修磨，使之平滑过渡。
经修磨部分的炉管壁厚不应小于设计要求的厚度。
（2）对接焊缝采用100%RT、标准依据“压力容器无损检测”JB4730，Ⅱ级合格。
对于管壁厚≥30的焊口，由于Χ射线探伤机无法进行，加上施工区域离老装置太近，如果用γ源进行探伤，安全又无法保证。
通过和甲方协商，拟采取以下措施：
1对预制口，如果不影响运输，一律拉回南京中心实验室，用γ源进行探伤；
2对不能运输的预制口和现场安装口，一律采用超声波（UT）探伤，合格级别为Ⅰ级。
角焊缝应采用100%渗透探伤检测。
（3）焊缝质量检查要求见下表
A335GR.P11耐热钢焊缝质量检验要求表四
序号
检查
检查要求
备注
1
焊缝外观检查
表面裂纹
不允许
B1为焊缝宽度，
S为壁厚
表面气孔
不允许
表面夹渣
不允许
熔合性飞溅
不允许
咬边
不允许
表面加强高
e≤HO11b1，但最大为3mm
表面凹陷
不允许
错边量
e≤0.15S,但最大为3mm
2
内部质量：
①RT
②UT
①JB4730-94Ⅱ级合格
②GB50235-97Ⅰ级合格
3
硬度
A335GR.P11
HB≤母材硬度的125%
焊缝（包括热影响区）
3.3.10焊缝返工
（1）对外观缺陷，应在焊后立即处理。
（2）对RT（UT）探伤返工片，应根据返工单由探伤人员定位，用磨光机磨去缺陷，并进行仔细检查，确认缺陷去除干净。
（3）内部缺陷的返工工艺同正式焊接工艺。
（4）同一部位的缺陷返工不宜超过两次。
需三次返工时，应由焊接责任工程师编制返工措施，经项目部总工程师审批后，方可进行返工。
3.3.11焊接施工管理
（1）焊接技术人员在施工前应根据焊接工艺评定结果编制焊接工艺说明书，并负责解决施工中出现的焊接技术和质量问题，收集整理焊接施工技术资料。
（2）每个班组设一名专职焊道记录员，负责焊接施工管理现场气象的检测和焊接质量检查，焊接返修监督等工作。
（3）工艺施工员应负责做好焊道的焊接、热处理和探伤各工序的移交工作，防止漏错。
（4）焊接施工环境条件：
A相对湿度不大于90%。
B环境风速手工电弧焊时小于8m/s；氩弧焊时小于2m/s。
C设置适当的防护设施，以避免风、雨的侵袭。
4.施工质量保证措施
4.0施工质量保证体系
4.1建立健全质量保证体系
项目经理是工程质量的第一负责人，技质办是日常质量管理工作的办事机构。
专业技术人员及专职质量检查人员具体对各专业施工过程的质量实行监督和检查.
质量保证体系，以项目经理负责下的各专业负责人直接对施工班组进行管理的质量体系。
施工负责人：
陈常会
技术负责人：
张炜
质检员：
钱红兵
4.2质量控制点见下表
铬钼耐热钢焊接施工质量控制点表五
序号
控制项目
控制内容
控制等级
1
焊接工艺评定
焊接工艺评定报告审查
B
2
技术交底
按特殊措施对施工班组交底
C
3
焊工资格
焊工姓名、编号、合格项目
B*
4
材料检验
材料规格、型号、各种性能
B
5
焊缝组对
坡口组对间隙、错边量、角变形
C
6
焊前予热、伴热
予热方法、温度、伴热热温度
C
7
现场施焊
焊接工艺的执行情况
C
8
后热处理
热处理方法、参数、硬度
C
9
X射线检查
焊缝内部质量
B*
4.3管理措施
4.3.1施工员应将施工技术措施、质量控制要求向施工班组进行认真交底，且交底应有记录。
4.3.2施工员、质检员应根据规范、工法及本措施的要求使“质量控制点”中规定的质检要求落到实处。
4.3.3施焊焊工应选择责任心强，操作技能较高者来担任，以保证能迅速掌握铬钼耐热钢的焊接操作技能。
4.3.4应迅速反馈RT（UT）检验和硬度检验结果，对返修焊缝出现的缺陷认真查找原因，提出预防措施。
4.3.5合理配置施工劳动力和施工机具，使焊接工作量和热处理容易相符，以便尽量缩补焊接和热处理之间的时间间隔。
4.3.6合理安排施工进度，处理好焊接质量，焊接检验与施工进度之间的关系。
4.3.7各工序分工明确，落实到人，层层把关。
4.3.8为更好地进行施工过程质量控制，提高项目施工管理水平，保证项目工程施工过程中准确地识别原材料，半成品，成品及其状态，便于项目部内部各项管理工作地顺利展开，满足追溯性要求。
项目部特制定以下标识管理规定，具体如下：
（1）阀门试验标识
试压合格的阀门应贴“合格”标识，并在阀体上刷一道20mm宽，50mm长的色标。
（2）管道标识管理
管道预制过程标识
（a）管道及焊口的编号和标识工作贯彻管道预制全过程。
采用在单线图上标明焊口检验状态，在实物上用记号笔做标识的方法进行。
（b）管段及焊口的标识方法如下：
焊口编号，焊工号标注如下图示意：
（c）装置代号、区号、管号标于预制段上。
管段图单元标识，每根预制段必须编号标识，该编号标识以喷涂法进行。
编号需按“区号+管线编号”组成。
每道焊口均以油漆笔画杠进行标识，焊道上划一道白色油漆杠表示焊道表面质量已经确认。
焊道上划两道杠，表示焊道表面质量已由专检人员确认，无损检测合格后，画“O”符号表示。
5.安全保证措施
5.1建立以项目部为核心的安全保证体系，确保其正常运转。
建立施工的安全管理体系，明确责任，工地设专职安全员一名，各班组设兼职安全员，搞好工地的安全管理工作；
安全负责人：
陈常会
专职安全员：
张毅
5.2严格执行安全予先否决管理，不按规定着装和佩戴劳保用品的人员不准进入现场，安全设施不合格或有违章作业的不准施工。
高空作业必须挂安全带,下方张挂安全网,谨防高空坠落。
用钢管搭设脚手架,经安全员检查合格后挂牌。
5.3焊工施焊时，应穿好工作服和工作鞋等劳保用品以防烫伤。
电焊把线不串联其它管线。
5.4热处理作业人员在保温和拆除保温棉的过程中应戴好劳保用品，防止烫伤。
5.5在老装置区动火，一定要遵守动火手续，遵守厂方安全规定。
5.6电焊机、铁房子、热处理机、予制平台等应可靠接地，防止发生触电事故。
5.7所有的电气设备必须使用漏电保护开关。
现场严禁使用碘钨灯照明。
5.8处理现场和射线检查区域应设置明显警界标志，并安排专人监护，防止非工作人员入内误伤。
5.9夏天施焊应作好防暑降温工作。
5.10配4台灭火器分别挂在热处理作业现场。
5.11在各区域施工，一定要注意施工停止时一切火源、电源、气源全部切断，做到人走不留火种隐患。
5.12雨天施工应有防雨措施，夜间施工应有足够的照明。
5.13与老管线碰头及拆除老管线必须经技术员、车间、项目组认可后办理必要的动火手续后方可施工。
5.14在老管廊上安装管线应注意不能挤压其他原有管线，施工中应注意老阀门是否泄露，不能盲目施工。
6.施工机具及手段用料
铬钼耐热钢焊接施工所需机具种类较多，有电焊机、热处理机、坡口机等等。
机具配置等，在数量上要满足施工进度要求，设备的运转应保持正常，为确保铬钼1Cr5Mo耐热钢在焊接施工过程中，所用设备正常运转，还应着重做好以下几个方面的工作。
6.1焊接设备，热处理机、坡口机等使用和保养实行专人专机或机长负责制。
6.2机长必须持证上岗，按操作规程操作。
6.3机长按“使用保养责任书”及“十字作业”法进行例行保养。
6.4施工机具配置计划见下表
施工机具配置计划表六
序号
名称
规格型号
数量
备注
1
汽车吊
50
1台
2
汽车吊
25
1台
3
直流氩弧焊机
NSA4-300
2台
4
逆变电焊机
AX-300
5台
5
热处理设备
IEMIK-6
2台
6
管道坡口机
Φ80-250mm
1台
气动
7
管道坡口机
Φ250-450mm
1台
气动
8
焊条烘干箱
1台
9
焊条恒温箱
1台
10
无齿锯
Φ400mm
1台
11
倒链
3T
1台
12
倒链
1T
2台
13
角向磨光机
Φ150mm
3台
14
角向磨光机
Φ100mm
5台
15
棒式磨光机
2台
16
试压泵
2台
17
空压机
1台
6.５计量器具配置计划见下表
计量器具配置一览表表七
序号
名称
规格型号
数量
1
焊缝角度尺
HC30A
2把
2
点试测温计
0-400℃，0-900℃
各1只
3
钳型电流表
0-400A
1块
4
干湿温度计
JWS-AI
1块
5
风速仪
DEM-6
1台
6.６手段用料配置计划见下表
手段用料配置一览表表八
序号
名称
规格
数量
备注
1
钢管
φ34×4
50m
试压
2
钢管
φ48×4
50m
试压
3
彩条布
10m2
防护产品
4
封口胶带
10卷
防护产品
5
钢板
δ=30mm
1m2
试压
6
钢板
δ=20mm
1m2
试压
7
钢板
δ=16mm
1m2
试压
8
钢板
δ=12mm
1m2
试压
9
阀门
Z11H-100DN40
2
试压
10
阀门
Z11H-100DN25
5
试压
11
压力表接头
1/2〞
5个
试压
12
油漆笔
红色
10支
标识
13
生料带
10卷
试压
14
黄油
5袋
防护产品
15
槽钢
［20a
20米
16
角钢
L75×75×6
20米
17
角钢
L50×50×5
20米
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