加热炉炉管焊接施工方案.docx
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加热炉炉管焊接施工方案
独山子石化千万吨炼油及百万吨乙烯项目
120万吨/年延迟焦化装置安装工程
加热炉炉管焊接施工方案
编制：
审核：
批准：
中国化学工程第七建设公司
独山子项目经理部
2006年12月15日
一、概述
二、编制依据
三、焊接工艺评定
四、焊工
五、焊接方法和焊接材料
六、焊前准备
七、焊接施工
八、焊后检验
九、焊接质量控制
十、安全文明施工
一、概述
独石化千万吨炼油及百万乙烯项目120吨/年延迟焦化装置安装工程中，加热炉炉管辐射段管道材质为P9（1Cr9Mo），规格分为￠127×8mm；对流段管道材质为1Cr5Mo，规格为￠127×10mm和￠152×8mm；P9材质的管道大约有2574m；1Cr5Mo材质的管道大约有1100m。
在工程中加热炉的高温辐射段炉管，遮蔽段炉管材质为P9，加热炉的进料为高硫低酸减渣油，在高温下操作易结焦，介质存在硫腐蚀,故采用P9材料以提高抗氧化、抗腐蚀能力；对流段、蒸汽段炉管材质为1Cr5Mo；对流段、遮蔽段、辐射段炉管设计介质流量为22500kg/h，设计入口温度为320℃，设计出口温度为500℃，设计入口压力为2.5MPa，设计出口压力为0.55MPa，水压试验压力为6.3MPa。
保证焊接质量是工程总体施工质量的关键之一，焊缝的无损检测和热处理后的硬度测试是检测焊缝质量的重要手段。
二、编制依据
1、设计施工图纸
2、SH3085-1997《石油化工管式炉碳钢和铬钼炉管焊接技术条件》
3、SH/T3520-2004《石油化工铬钼耐热钢焊接规程》
4、JB4730-2005《压力容器无损检测》
5、JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》
6、HG20583-1998《钢制化工容器结构设计规定》
三、焊接工艺评定
在焊工考试和工程焊接施工前应对被焊材料进行焊接工艺评定，以保证用于实际产品施焊的焊接工艺的可靠性。
材质为1Cr5Mo的焊接工艺评定已有，故不需要做新的焊接工艺评定，只需根据相应的焊接工艺评定编制焊接工艺卡，用于指导现场焊接施工。
为满足现场施工需要,我单位正准备做材质为P9的工艺评定。
见附录1。
四、焊工
1、进入施工现场前，焊工的合格证必须报监理审核，再由甲方发放统一的焊工上岗证。
2、所有进入施工现场的焊工，应持有《锅炉压力容器、压力管道焊工考试与管理规则》中相关合格项目的焊工证，并在有效期内,无证焊工以及证件在有效期外的焊工不能进场。
3、所有参加铬钼钢焊接的焊工严格执行《锅炉压力容器、压力管道焊工考试与管理规则》中的规定。
焊工必须具备能覆盖管径大小和壁厚的焊工证，材质必须为Ⅲ类，才能从事焊接作业。
4、焊工焊接过程的控制执行公司企业标准－压力容器安装作业指导书《焊工资格控制程序》（QG/CC-7.PP.0503.0.20-00）。
5、特种作业人员应有特种作业证。
五、焊接方法和焊接材料
在120万吨/年延迟焦化装置工程加热炉炉管材料中，1Cr5Mo和P9为中合金耐热钢。
根据设计规范和焊接工艺评定对焊接方法对焊接材料的规定,1Cr5Mo和P9材质的焊接采用钨极氩弧焊+手工电弧焊。
焊丝分别选用H1Cr5Mo和ER80S-B8；焊条分别选用低氢钠型药皮的Cr5Mo焊条CHH507和低氢钠型药皮铬钼钢焊条CHH707。
铬钼钢材质所用的焊接方法和焊接材料如表-1。
表-1焊接方法和焊接材料
序号
材料
焊接方法
焊接材料
1
1Cr5Mo
GTAW+SMAW
H1Cr5Mo+CHH507
2
P9
GTAW+SMAW
ER80S-B8+CHH707
注：
GTAW-钨极氩弧焊SMAW-手工电弧焊
六、焊前准备
1、管材的切割和坡口加工
（1）加热炉炉管的切割和坡口加工采用氧乙炔焰切割法
在采用氧乙炔焰切割方法加工坡口后，必须除去坡口表面的氧化皮、熔渣，并打磨除去影响焊接质量的淬硬层，且不得有裂纹、分层和夹渣等缺陷，并应将凹凸不平处打磨平整。
（2）经火焰切割的坡口表面，设计文件要求对其进行无损检测时，应按JB4730进行磁粉或渗透检测。
检测范围为坡口及其两侧各20mm。
（3）坡口的加工尺寸按设计图纸的要求，如图所示：
T
C
P
а
C=1-2mm.P=0-2mm.а=65°-75°
2、管材的组对
（1）组对前，炉管应矫直，弯曲度不应大于1/1000，且整根炉管长度不超过6m时，全长弯曲度不应大于4mm；超过6m时全长弯曲度不应大于8mm。
（2）焊在180。
急弯弯管或焊接回弯头上的两根炉管的两端应齐平，长短相差不应大于2mm。
（3）组对前应将坡口及其内外表面不小于20mm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。
3、管对接错边量
炉管与炉管、炉管与管件的对焊接头不应有过大的内错口，炉管外径小于或等于102mm时，错口不应大于0.5mm；炉管外径大于102mm时，错口不应大于1mm。
4、焊接材料管理
焊接材料是保证焊接质量的一个重要因素，因此必须加强焊接材料的管理。
焊接材料管理执行JB/T3223《焊接材料质量管理规程》和公司企业标准－压力容器安装作业指导书《焊接材料管理工作程序》（QG/CC-7.PP.0503.021-00）。
⑴验收入库
焊材入库前应检查焊材牌号、规格、批号和质量证明书是否符合设计规范要求，符合要求方能入库。
⑵焊材保管（一级库和二级库）
库房要求：
焊材一级库和二级库均设在独山子项目部基地，通风良好，配备了防潮去湿设施，并配有干湿温度计，随时监测屋内湿度和湿温，冬天有锅炉供暖，满足屋内温度不低于5℃，空气相对湿度不大于60%,每天有专人做库房环境温度记录。
堆放要求：
焊材堆放在货架上（不超过5层），离地面与墙壁的距离均不少于300mm，且按种类、牌号、规格和批号等分类放置，并挂牌。
⑶焊条烘烤
焊接责任师根据有关规定和技术要求编制焊条烘烤条件，焊材库管员严格按此条件对焊条进行烘烤和保温。
焊条烘干温度如表-2。
表-2焊条的烘干温度
焊条牌号
烘干温度（℃）
恒温时间（h）
保温温度（℃）
CHH507
350
1
100-120
CHH707
350
1
100-120
烘箱应有自动恒温装置，测温仪表要按时校验，烘箱定期维修，确保设备正常运行。
焊条烘烤前应检查外观质量，去除药皮开裂、脱落、偏心与受潮严重的焊条。
不同牌号的焊条严禁在同一烘箱内同时烘烤。
烘烤时焊条堆放不宜过厚，以使焊条干燥均匀。
烘烤好的焊条存放在保温箱中待用。
⑷焊材发放
焊工凭由焊接责任师签写的“领料单”领用焊材。
发放焊条时做到先烘烤的焊条先发放。
焊工领用焊条时必须带焊条保温筒,焊条应放置在焊条保温筒内。
领用焊条后焊工在焊条发放记录上注明焊条所用的部位。
⑸焊材回收
焊工应将当天未使用完的焊条交回焊材库。
焊条在保温筒内不得超过4小时，否则需重新退库房烘烤后使用。
回收的焊条应重新按烘烤条件进行烘烤后发放，重新烘烤的次数不得超过两次。
回收的焊条头要放到指定的地方。
5、焊接工艺卡
施焊前，焊接责任师根据设计文件、设计规范和焊接工艺评定报告编制“焊接工艺卡”用于指导现场的焊接施工。
施焊前对所有进入现场施工的焊工进行施工技术交底。
要焊工明白现场施焊的技术要求和相关施工规定。
七、焊接施工
1、焊接环境要求
⑴焊接的环境温度应能保证焊接所需的足够温度和焊工技能不受影响。
⑵手工电弧焊焊接时的风速不应超过8m/s，氩弧焊时风速不应超过2m/s。
根据现场情况，专门搭设了防风设施。
⑶现场应配备干湿湿度计，每天对现场的焊接环境进行监测并做好焊接环境记录。
焊接时焊接电弧1m范围内的相对湿度不得大于90%；当焊接环境温度低于0℃时应采取提高焊接环境温度的措施。
⑷当焊件表面潮湿、覆盖有冰雪或在下雨刮风期间，焊工及焊件应采取保护措施，否则不应进行焊接。
2、定位焊
⑴焊接定位焊缝时，应采用与根部焊道相同的焊接材料和焊接工艺，并由合格焊工施焊。
⑵定位焊缝应分布均匀，其焊缝的长度、厚度和间距，应能保证焊缝在正式焊接过程中不致开裂。
正式焊接要求预热时，则定位焊缝应按相同的要求预热，且取预热温度的上限。
预热范围为从焊缝中心两侧各不小于三倍壁厚，且不小于50mm。
⑶在焊接根部焊道前，应对定位焊进行检查，当发现缺陷时应处理后方可施焊。
3、焊接工艺
正确的选择焊接工艺是保证焊接质量的关键。
（1）焊前预热
a）施焊前根据设计规范确定预热温度如表-3。
表-3所用铬钼钢预热温度
钢号
壁厚（mm）
预热温度（℃）
备注
1Cr5Mo
任意
250-350
当焊接环境温度低于0℃时，预热温度取上限。
P9
b）预热时采用电加热。
预热升温应缓慢而均匀，防止局部过热。
预热温度的测量采用热电偶，测温点应在加热区内，DN≤80时测温点为两点DN＞80时测温点为三点。
c）预热范围应以对口中心线为基准，两侧各不小于三倍壁厚，且不小于100mm。
加热区以外的100mm范围内应予以保温。
d）不同钢号铬钼钢之间的焊接，预热温度取淬硬倾向大的一侧材质的预热温度下限；碳钢与铬钼钢、铬钼钢与奥式体钢组成的焊接接头，仅预热铬钼钢一侧。
（2）焊接
a）焊件达到预热温度后及时进行焊接。
在保持预热温度的条件下，每条焊缝宜一次性连续焊完。
焊接时，焊工必须严格遵照焊接工艺卡进行施焊。
b）焊接时采用多层多道的焊接方法。
底层焊道，采用钨极氩弧焊进行焊接，1Cr5Mo和P9材料打底焊时,焊缝背面要充氩气保护,以保证焊接质量。
底层焊道完成后，应立即进行下一层的焊接，且应连续焊完。
如中断焊接，应立即进行温度为300-350℃，时间为15-30min的后热处理，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卡的规定继续进行焊接。
c）施焊时应保证起弧和收弧处的质量，严禁在坡口之外的母材表面引弧和试验电流，并应防止电弧擦伤母材；收弧时应将弧坑填满。
多层焊时层间温度应等于或稍高于预热温度，且每层的焊接接头应错开。
d）焊工要对自己的焊缝负责，焊接完成后进行自检。
焊缝表面不得有裂纹、未熔合、气孔和夹渣；焊缝上熔渣和两侧的飞溅物要清理干净，焊缝表面凹陷、咬边深度应小于0.5mm，且连续长度不大于100mm，其总长度应不大于焊缝全长的10%，并应符合下列要求：
焊缝宽度宜每边超过坡口边缘2mm；
焊缝余高宜为h≤1+0.1b1，且不大于2mm。
注：
b1为焊缝组对后坡口的最大宽度，mm。
（3）焊后热处理
a）铬钼钢焊完后应立即进行焊后热处理，否则应采取后热、缓冷等措施。
后热时温度为200-350℃、时间为15min，然后保温缓冷。
所用铬钼钢焊后热处理见热处理工艺卡。
b）焊后热处理采用电加热。
在热处理过程中，应准确地控制加热温度，且使温度分布均匀。
测温采用热电偶，并用自动纪录仪纪录热处理曲线，测温点应在加热区内，DN≤80时测温点为两点DN＞80时测温点为三点。
c）热处理的加热范围，应为以焊缝中心为基准，两侧各不小于焊缝宽度的三倍，且不小于25mm的区域，加热区以外的100mm范围应予以保温。
d）异种钢焊接接头的焊后热处理温度取合金含量较高方的温度下限。
e）热处理后，对焊缝、热影响区及其附近母材分别抽检表面布式硬度，抽检数量不少于热处理焊后总量的10%，所测硬度值应符合下列要求，否则必须重新进行热处理并做硬度测试:
1Cr5Mo、P9HB≤241
八、焊后检验
1、焊缝的无损检测按设计文件和相关的规定执行。
检测焊接接头执行JB4730-2005《压力容器无损检测》中的规定执行。
2、无损检测人员，应持有相应特种作业资格证。
3、射线照相底片由Ⅱ级及以上射线检测人员评定。
4、由Ⅱ级及以上检测人员填写检测报告，无损检测责任师审批签发后送委托单位。
5、委托单、原始记录、检测报告、射线底片及检测统计表由试验中心存档。
6、对焊缝无损检验时发现的不允许缺陷，应消除后进行补焊，并对补焊处用原规定的方法进行检验，直至合格，但返修次数不得超过两次。
对规定进行局部无损检测的焊缝，当发现不允许缺陷时，应进一步按规定进行扩大检验，扩大检验的数量执行设计文件及相关标准。
7.检测工作程序流程图：
⑴无损检测控制流程见图表-5
⑵射线检测工作程序见图表-6
无损检测控制流程图
图
表-5无损检测控制流程图
射线检测工作程序
图表-6射线检测工作程序
九、焊接质量控制
1、保证焊接设备性能稳定、仪表精确并在检验的有效期内、辅助装备齐全。
2、焊接前检查坡口尺寸、并清理干净。
3、焊工应持有特种作业相应的合格证，保证持证上岗。
4、所有质量活动都应在安装质量保证体系的控制下进行。
5、焊工的焊接质量控制按以下规定执行。
⑴通过RT（射线照相检验）结果对焊工的焊接质量进行控制。
⑵抽透控制
抽透控制的方法按焊接施工项目设计或规范要求进行控制。
⑶累积控制
统计每个焊工每个月的RT一次合格率。
RT一次合格率≥98%的焊工可继续参加焊接工作。
对RT一次合格率≥90%而<98%的焊工提出警告，但该焊工仍可继续参加焊接工作。
如果RT一次合格率<90%，则该焊工的资格被取消。
6、焊接工艺成熟，严格执行焊接工艺。
7、统一焊接规范参数，并随时进行检察，及时纠正不合理的焊接参数。
8、严格执行技术标准。
9、及时做好施焊记录。
10、焊缝外观必须由专业质检人员检查。
11、无损检测应及时进行。
一十、安全文明施工
为确保现场安全文明施工，应遵照现场建设单位制定的有关安全规章制度。
根据专业特点，特别应注意以下方面：
⑴工作前需仔细检查焊机、电源线和电焊把线的完好性，如有问题要及时解决。
⑵用砂轮机打磨焊缝时要戴防护眼镜，并稳当操作。
⑶按规定穿戴好劳保鞋、劳保服，避免烫伤。
⑷应清除施焊处周围（部位）的易燃品，避免引起火灾。
⑸对施焊部位，已施工完成的设备、电缆、油漆和保温等，应采取隔离措施，以免烧坏。
⑹在高空作业时要注意安全,做好防护措施。
⑺保持施工环境的清洁。
工作完毕时，打扫施工的环境卫生。
将焊条头收拾干净，并送到规定的地方。
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