工艺管道焊接工程施工技术方案.docx
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工艺管道焊接工程施工技术方案
工艺管道焊接施工技术方案
目录
1.前言1
2.工程概况及特点1
3焊材管理1
4焊接准备3
5焊接工艺3
6管道热处理6
7质量检验8
8技术要求9
9质量保证措施9
10HSE管理措施10
11施工劳动力资源计划及HSE管理人员计划11
12施工设备、机具、监视和测量装置计划11
1.前言
1.1适用范围
本方案仅适用于xxxxxx工程工艺管道的焊接施工。
1.2编制依据
1.2.1 工艺管道施工图纸及相关配套图纸及文件；
1.2.2 SH3501-2002《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》；
1.2.3GB50235-97《工业金属管道工程施工及验收规范》；
1.2.4 GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》；
1.2.5 SH/T3520-2004《石油化工铬钼耐热钢焊接规程》；
1.2.6JB/T4730-2005《承压设备无损检测》；
2.工程概况及特点
2.1工程概况
我公司承建的催化工艺管道分为4个区，即吸收稳定区、管带区、泵区和空冷区。
管道总长度约为12公里，绝大部分为碳钢管道，少部分为钼铬钢管道。
其中吸收稳定区的附塔管线较多，且最高安装标高达80米，为管道施工中的重点、难点。
2.2工程特点
2.2.1工期紧，投入设备、人员数量大，班组（或施工队）之间交叉作业多，不易于管理。
2.2.2 铬钼钢管道预热、热处理、无损检测等工序复杂，应做好相互间的组织与衔接。
2.2.3 附塔管道较高、施工难度大，与其它作业交叉进行，增加了安全风险。
3焊材管理
3.1焊条烘干要求
3.1.1焊条使用前应按焊条说明书的要求进行使用。
3.1.2若焊条说明书无烘干要求，则本工程用焊接材料按下表要求进行烘干。
焊条烘干要求
序号
名称
牌号
烘干温度
（℃）
烘干时间
（h）
保存温度
（℃）
备注
1
碳钢及低
合金钢焊条
J422
150
1-2
100℃~150℃
2
J427
350
1-2
100℃~150℃
3
耐热钢焊条
R307
350
1-2
100℃~150℃
4
R507
350
1-2
100℃~150℃
注：
若说明书注明包装良好的J422焊条可不进行烘干，当焊接支架等非主体材质时可不进行烘干。
3.2焊材管理要求
焊材的管理严格执行《项目焊材管理规定》，保证从源头、运输、储存、发放及回收等各种环节对焊材进行控制，从而保证焊材质量。
3.2.1 焊材分一、二级库管理。
一级库负责焊材的保管与储存，由专人负责管理。
焊材应按类别，材质、型号、规格、批号等分别存放在专用货架上，并用标签进行标识，建立焊接材料专用帐。
焊材距地面和墙壁的距离不得小于300mm。
焊材库内应安装去湿设备，保持室内相对湿度不超过60%。
3.2.2 焊材二级库负责焊材烘焙、发放、回收
3.2.2.1 由专职焊材烘焙发放员负责焊材烘焙、发放、回收等管理工作。
3.2.2.2 焊材保管、烘焙、发放，应掌握各类焊条的性能，保管使用要求，明确烘焙的工艺规范，严格按工艺规定烘焙和发放焊条，做好烘焙与发放记录。
3.2.2.3 焊材的烘焙
（1）焊条在使用前必须按要求进行烘焙，并做好烘干记录，烘好的焊条应放在100℃-150℃的保温箱内，随用随取。
（2）已烘焙好的焊材在完好的焊条保温筒内，放置时间超过8小时后再使用时，必须重新烘干。
（3）严格控制焊条的烘干次数，超过两次烘干的焊条要作出明显标记，不得用于压力管道的焊接。
（4）不同烘干温度的焊材，不得在同一烘干箱内同时烘焙。
3.2.2.4 焊材的领发及回收
（1）施焊人员根据焊接工艺要求，正确领用焊条。
焊条保管员做好焊材的发放记录。
每次领用的焊条数量不得超过4kg。
（2）对重新烘焙的焊材要优先发放。
（3）焊材发放数量不得超过焊材定额，当定额不足时，必须有焊接责任师签发的增加定额，才能发放。
（4）施焊人员领用的焊条应立即放入焊条保温筒内，焊条保温筒除在取出焊条时的其他整个施焊过程中均应盖好。
（5）当施焊环境的相对湿度小于60%时，每次发放数量应控制在8小时内用完，相对湿度大于60%时发放数量应控制在4小时内用完，没用完或者筒内温度低于80℃时的焊条应及时进行更换，退回或更换焊条时交回已用完的焊条头。
烘干人员做好回收记录。
退回的数量必须与发出的数量相符。
否则要查明原因。
（6）烘干人员对退回的焊条要单独存放，二次烘干的焊条在烘干箱内单放一层并挂牌标识，发放时，焊条要做好标识，并在发放记录中注明。
当二次烘干的焊条再次退回时，烘干人员应立即放入压力容器现场组焊禁用的货架上，改作它用或报废处理。
3.3焊接环境
3.3.1当下列任意情况出现时，不采取搭设防风、雨棚等有效措施，不得施焊：
雨天；
环境相对湿度＞90%；
焊时环境：
焊条电弧焊风速超过8m/S或气体保护焊超过2m/S。
3.3.2现场使用的焊条应放置于保温筒内，焊条随用随取（严禁保温筒盖常开和焊条一次取出数量过多），严禁使用冷焊条。
3.3.3雨季定期检查用电设施规范性，确保设备工况稳定；检查防风雨设施的有效性，确保施工良好环境。
3.3.4及时、准确收集气象预报，建立记录台帐。
容器焊接工作尽量在良好的自然环境下完成。
4焊接准备
4.1参加本工程焊接施工、无损检测等的人员均应具有相应的资质，并持证上岗。
焊接作业人员必须具有在有效期内的焊工证，焊工证所列项目需覆盖本容器所需的焊接项目，并经过监理组织的焊接考核后方可上岗。
无损检测人员要持有国家劳动部门颁发的无损检测资格证，并按考核合格项目及权限从事焊接检测及审核工作。
4.2焊接工艺评定
需提前完成焊接工艺评定工作，在工程正式施工前必须有已报验合格的焊接工艺评定。
焊接工艺评定随着图纸的完善和工程的开展可能会适当增加，工程焊接以实际报验为准。
4.3焊接设备
投入现场使用的焊接设备应性能完好，并按规定报验合格后方能使用。
5焊接工艺
5.1焊接材料选用见下表
焊接材料选用
序号
母材类别
母材材质
焊接方法
焊材牌号
备注
1
碳钢
20＃、20＃＋Zｎ
GTAW
H08Mn2SiA
SMAW
J427
2
耐热钢
15CrMo
GTAW
H13CrMoA
SMAW
R307
Cr5Mo
GTAW
H1Cr5Mo
充氩保护
SMAW
R507
5.2焊接坡口型式及焊接方法
5.2.1坡口的加工采用机械加工方法或火焰加工方法，当采用火焰加工方法时必须除净表面的渗碳层，坡口表面两侧各20mm范围内的油、污等各种杂质须去除干净。
铬钼钢管道坡口加工后需进行100%的PT检测，I级合格后方可进行焊接。
坡口如下图：
当板厚差超过2mm时，应在保证内壁平齐的前提下，对厚板坡口外边缘进行削薄处理，削薄长度不小两板厚度差的4倍。
5.2.2焊接方法
5.2.2.1管道原则上采用氩电联焊的焊接方法；
当管道壁厚≤5mm采用钨极氩弧焊焊接；
当管道外径≥DN500时，如采用单面焊接双面成形的焊接工艺，应采用氩弧焊打底。
也可采用在焊缝内侧根部进行封底焊（内部清根），采用焊条电弧焊。
5.3焊接施工工艺
5.3.1焊前准备与接头组对
5.3.1.1管道焊缝的设置，应便于焊接、热处理及检验，并应符合下列要求：
（1）除采用无直管段的定型弯头外，管道焊缝的中心与弯管起弯点的距离不应小于管子外径，且不小于100mm；
（2）焊缝与支、吊架边缘的净距离不应小于50mm。
需要热处理的焊缝距支、吊架边缘的净距离应大于焊缝宽度的5倍，且不小于100mm；
（3）管道两相邻焊缝中心的间距，应控制在下列范围内：
（4）直管段两环缝间距不小于100mm，且不小于管子外径；
（5）除定型管件外，其他任意两焊缝间的距离不小于50mm；
（6）在焊接接头及其边缘上不宜开孔，否则被开孔周围一倍孔径范围内的焊接接头，应100%进行射线检测;
（7）管道上被补强圈或支座垫板覆盖的焊接接头，应进行100%射线检测，合格后方可覆盖。
5.3.1.2 组对要求
（1）施工过程中除设计文件要求进行冷拉伸或冷压缩外，不得用强力方法组对焊接接头。
（2）定位焊应与正式的焊接工艺相同。
定位焊的焊缝长度宜为10～15mm，厚度为2～4mm，且不超过壁厚的2/3。
定位焊的焊缝不得有裂纹及其他缺陷。
（3）在合金钢钢管上焊接组对卡具时，卡具的材质应与管材相同，否则应用焊接该钢管的焊条在卡具上堆焊过渡层。
（4）焊接在管道上的组对卡具不得用敲打或掰扭的方法拆除。
（5）当采用氧乙炔焰切割合金钢管道上的焊接卡具时，应在离管道表面3mm处切割，然后用砂轮进行修磨。
有淬硬倾向的材料，修磨后作磁粉检测或渗透检测。
5.3.2焊接工艺要求
5.3.2.1不得在焊件表面引弧或试验电流。
铬钼钢管道焊件表面不得有电弧擦伤等缺陷。
5.3.2.2在焊接中应确保起弧与收弧的质量。
收弧时应将弧坑填满，多层焊的层间接头应相互错开。
5.3.2.3除焊接工艺有特殊要求外，每条焊缝应一次连续焊完。
如因故被迫中断，应采取防裂措施。
再焊时必须进行检查，确认无裂纹后方可继续施焊。
5.3.2.4管道冷拉伸或冷压缩的焊接接头组对时所使用的工、卡具，应待该焊接接头的焊接及热处理工作完毕后，方可拆除。
5.3.3 焊接工艺参数
20#钢类焊接工艺参数
焊接
层道
焊接
方法
填充金属
极性
焊接电流
焊接电压
（V）
焊接速度
（cm/min）
线能量（KJ/cm）
牌（型）号
直径
（A）
1
GTAW
H08Mn2SiA
φ3.0
正接
100-110
18-20
5-7
≤26.40
2
SMAW
E4315
φ3.2
反接
110-120
22-24
7-9
≤24.69
3
SMAW
E4315
φ4.0
反接
130~180
22~24
8~10
≤32.40
~
15CrMo管道焊接工艺参数
焊缝
层道
焊接
方法
填充金属
极性
焊接电流
焊接电压
（V）
焊接速度
（cm/min）
线能量（KJ/cm）
型（牌）号
直径
（A）
1
GTAW
H13CrMoA
φ2.5
正接
100~140
10~12
4~6
≤25.20
2
SMAW
R307
φ3.2
反接
100~140
20~22
6~8
≤30.80
3
SMAW
R307
φ4.0
反接
130~180
22~24
8~10
≤32.40
~
Cr5Mo管道焊接工艺参数
焊缝
层道
焊接
方法
填充金属
极性
焊接电流
焊接电压
（V）
焊接速度
（cm/min）
线能量（KJ/cm）
型（牌）号
直径
（A）
1
GTAW
HCr5Mo
φ2.5
正接
90~120
10~12
4~6
≤21.60
2
SMAW
R507
φ3.2
反接
90~120
20~22
6~8
≤26.40
3
SMAW
R507
φ4.0
反接
120~150
22~24
8~10
≤27
5.3.3焊前预热
5.3.3.1管道组成件焊前预热按下表的规定进行。
中断焊接后需要继续焊接时，应重新预热。
管道组成件焊前预热要求
钢种或钢号
壁厚（mm）
预热温度（℃）
15CrMo
≥10
150～200
Cr5Mo
任意
250～350
5.3.3.2当环境温度低于0℃时，无预热要求的钢种，在始焊处100mm范围内，应预热到15℃以上。
5.3.3.3预热应在坡口两侧均匀进行，内外热透并防止局部过热。
加热区以外100mm范围应予以保温。
5.3.3.4预热范围应为坡口中心两侧各不小于壁厚的3倍，铬钼钢管道，两侧各不小于壁厚的5倍，且不小于100mm。
6管道热处理
6.1后热处理
需进行热处理的铬钼钢管道在焊接后如不能及时进行热处理，则须先进行后热处理，后热采用电加热进行，后热处理温度如下：
管道焊接接头后热处理温度要求
15CrMo、Cr5Mo
300～350°
15min
6.2热处理工艺
6.2.1钢材焊接接头的热处理温度，按下表的规定确定。
管道焊接接头热处理温度要求
钢种或钢号
热处理温度℃
恒温时间min
备注
15CrMo
700～740
60
Cr5Mo
750～780
60
6.3热处理工艺
6.3.1热处理方法
管道热处理采用电加热进行,温度测量监控系统由热电偶、补偿导线和集散型控制柜组成，便携式红外线测温仪进行辅助测量。
6.3.2热处理的加热范围为焊缝两侧各不少于焊缝宽度的3倍，且不少于25mm。
加热区以外100mm范围内应予以保温，且管道端口应封闭,保温选用硅酸铝保温棉，保温厚度≥50mm，保温时用8＃铁丝绑扎牢固。
6.3.3热处理的加热速度、恒温时间及冷却速度，应符合下列要求：
6.3.3.1加热升温至300℃后，加热速度应按5125/δ℃/h计算，且不大于220℃/h；
6.3.3.2恒温时间如上表要求。
在恒温期间，各测点的温度均应在热处理温度规定的范围内，其差值不得大于50℃：
6.3.3.3恒温后的冷却速度应按6500/δ℃/h计算，且不大于260℃/h。
冷至300℃后可自然冷却。
注：
δ为管子壁厚，mm。
6.3.4热处理工艺要求
6.3.4.1铬钼钢管道焊接接头，焊接时要严格保持层间温度，焊后应立即进行热处理。
否则须均匀加热至300℃～350℃保温缓冷，并及时进行热处理。
6.3.4.2热处理作业时，由于机具原因或加热器损坏，或由于工程停电，恢复工作后，须按指导书重做热处理。
6.3.5测温点布置
6.3.5.1热电偶布置原则
垂直管道热电偶应对称布置在焊缝中心；
水平管道当只有一个热电偶时，应布置在管道上侧，两个时应在上下对称布置，三个时应隔每120°布置一个，且最上侧应有一个。
6.3.5.2热电偶布置数量
管径≤DN150时布置一个；
管径＞DN150且≤时布置DN400布置二个；
管径＞DN400时布置三个
6.4热处理检验
6.4.1管道焊接接头热处理后，首先应确认热处理自动记录曲线，然后在焊缝、热影响区及母材各取一点测定硬度值。
抽检数不得少于20%，且不少于一处。
6.4.2热处理后焊缝的硬度值，应符合下列规定：
碳素钢管道不超过母材硬度的120%，且不超过200HB；
合金钢管道不大于母材硬度的125%，且当Cr含量小于等于2%时，不大于225HB；当Cr含量大于2%时，不大于241HB。
6.4.3热处理自动记录曲线异常，且被查部件的硬度值超过规定范围时，应加倍复检，并查明原因，对不合格管道焊接接头重新进行热处理。
7质量检验
7.1焊接质量外观检测
7.1.1焊缝外观应成型良好，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，外形应平缓过渡。
7.1.2焊接接头表面的质量应符合下列要求：
（1）不得有裂纹、未熔合、气孔、夹渣、飞溅存在；
（2）不锈钢和铬钼钢管道焊缝表面，不得有咬边现象。
其他材质管道焊缝咬边深度不应大于0.5mm，连续咬边长度不应大于100mm，且焊缝两侧咬边总长不大于该焊缝全长的10%；
7.1.3焊缝表面不得低于管道表面。
焊缝余高Δh应符合下列要求：
（1）100%射线检测焊接接头，其Δh≤1+0.1b1，且不大于2mm；
（2）其余的焊接接头，Δh≤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。
7.2焊接质量射线
7.2.1每名焊工焊接的对接焊焊接接头射线检测百分率按设计要求进行。
在被检测的焊接接头中，固定焊的焊接接头不得少于检测数量的40%，且不少于1个焊接接头,射线检测百分率原则如下：
（1）按设计文件给出的同管道级别、同检测比例、同材料类别的管线编号计算；
（2）当管道公称直径小于500mm时，按焊接接头数量计算；
（3）当管道公称直径等于或大于500mm，按每个焊接接头的焊缝长度计算。
以设计文件的等级对应下表的规定执行：
焊接接头射线检测百分率及合格等级
管道
级别
输送介质
设计压力P
（MPa，表压）
设计温度t
（℃）
检测百分率
（%）
合格
等级
SHA
毒性程度为极度危害介质（苯除外）和毒性程度为高度危害介质的丙烯腈、光气、二硫化碳和氟化氢
任意
任意
100
Ⅱ
有毒、可燃介质
P≥10.0
任意
100
Ⅱ
SHB
有毒、可燃介质
4.0≤p＜10.0
t≥400
100
Ⅱ
毒性程度为极度危害介质的苯、毒性程度为高度危害介质（丙烯腈、光气、二硫化碳和氟化氢除外）和甲A类液化烃
P＜10.0
-29≤t＜400
20
Ⅱ
P＜4.0
t≥400
20
Ⅱ
甲类、乙类可燃气体和甲B类可燃液体、乙A类可燃液体
4.0≤p＜10.0
t≥400
10
Ⅱ
P＜4.0
t≥400
10
Ⅱ
SHC
毒性程度为中度、轻度危害介质和乙B类、丙类可燃介质
4.0≤p＜10.0
t≥400
100
Ⅱ
P＜10.0
-29≤t＜400
5
Ⅲ
P＜4.0
t≥400
5
Ⅲ
SHD
有毒、可燃介质
任意
t＜-29
100
Ⅱ
7.3检测的其它要求
7.3.1每名焊工焊接的Cr-Mo低合金钢管道，其承插和焊接支管的焊接接头及其他角焊缝，应采用磁粉检测或渗透检测方法检查焊缝的表面质量，检测百分率按上表的规定执行。
7.3.2抽样检测的焊接接头宜覆盖现场不同管径的管道，检测位置应由质量检查员根据焊工和现场的情况随机确定。
7.4检测时机
有延迟裂纹倾向的铬钼钢管道应在焊后24小时后进行射线检测，其他管道应在焊完冷却后进行。
7.5焊缝返修
7.5.1进行焊接接头抽样检验，若有不合格时，应按该焊工的不合格数加倍检验，若仍有不合格，则应全部检验。
7.5.2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，其余钢种管道不得超过两次。
8技术要求
8.1焊缝施焊前，应确认焊接环境和焊接条件是否满足要求，焊接过程严格控制焊接线能量和焊接顺序。
焊接完毕及时进行清理，并进行焊缝外观检查。
8.2焊工按上述要求完成焊缝的焊接并检查合格后，及时填写焊接施工记录，并在焊缝一侧50mm处标清管线号、焊口号、焊工代号及焊接日期。
8.3 焊接技术人员或其他责任人员要及时做好各种施工记录及其它资料。
9质量保证措施
9.1项目部建立以项目部总工程师为质保工程师的质量保证体系，充分发挥质保体系人员的作用，确保正常运转。
9.2焊接作业人员、无损检测人员要具有相应的资质，否则严禁上岗。
9.3施工前对参加施工人员进行详细的技术交底；施工过程执行工序交接活动，严格进行“自检、互检、专检”相结合制度，确保施工质量。
9.4施工用焊接、热处理设备要运转良好，功能计量显示准确有效，按期进行检查和保养，及时填写设备运转记录。
9.5加强原材料管理，做好焊接材料的入库验收、保管、发放等工作，并作好记录，保证工程材料使用的正确性和可追溯性。
9.6焊接工艺评定覆盖率达到100%。
9.7施焊现场采取可靠的焊接防护措施（如搭设临时防风棚等），保证施焊环境。
10HSE管理措施
10.1成立项目HSE领导小组，认真执行国家和上级部门有关健康、安全与环境管理的方针、政策和规定，落实业主的各项规定和要求。
10.2施工前对施工人员进行详细的安全交底。
在施工中加大安全生产宣传力度，使安全意识深入人心。
10.3各工种严格遵守本工种安全操作规程及业主安全施工的相关要求。
10.4热处理和焊接作业现场应配备消防灭火设施，防止和消除火灾事故发生。
10.5现场用电设备动力接线和接地应符合行业规范及业主要求。
10.6根据施工作业环境进行风险预测并制定相应的应急措施；明确区域安全责任人和安全管理制度，保证施工现场安全作业规范。
10.7 施工危险点源及对策见下表
施工危险点源及对策
序号
隐患
对策
1
电击
1定期检查、维护用电设备的电源开关、漏电保护装置的完整性。
2施工人员规范正确操作电器设备、电器开关、电源插座。
3施工用电线、电缆绝缘材料应良好完整。
电器设备移位应在断电状态下进行。
4电器设备及开关应有防雨措施，使用雨淋湿的电器设备应进行绝缘检查。
2
机具
伤害
1正确使用无齿锯、摇臂钻、角向磨光机等工具。
2构件、焊道打磨时应佩带防护眼镜。
3使用倒链、千斤顶等工具严禁野蛮施工，挤伤手脚。
4正确着装，佩带劳保用品。
5规范使用撬棍、大锤等工具，并考虑到周围环境及其他人员。
3
有限空
间作业
1办理有限空间作业票。
2设通风设施，保证空气流通。
3设专人监护。
4
高空
坠落
1脚手架搭设规范，脚踏板捆扎牢固，满足施工要求。
2正确使用合格的安全带，临时爬梯应安装牢固。
3未施工完的平台的孔洞及劳动保护应有安全防护措施或悬挂警示标志。
4作业人员的身体健康状况符合登高要求。
5
射线
探伤
1设置区域警戒线及射线通知。
2操作人员佩带射线剂量检测仪，对施工全过程监控。
6
灼伤
火灾
烫伤
其它
1正确着装，佩带劳保用品。
2氧乙炔气瓶应存放在安全地点，并有避阳、防火措施。
3氧乙炔气瓶使用中应竖立放置，间距不小于10m。
严禁放置在火、电焊施工的下风处，施工完毕应及时关闭气瓶阀门。
4火、电焊施工应佩带防护眼镜，施焊时应避免电焊弧光灼伤自己和他人。
5焊接区附近应无易燃易爆物或有防火措施。
6火电焊施工作业的下层严禁涂漆施工作业。
7电加热设备应进行定期检查，多台加热设备同时使用应核对用电量，防止出现超负荷用电现象。
8加热片器材及加热构件在受热状态下与防风帆布的距离严格控制，防止火灾事故出现。
11施工劳动力资源计划及HSE管理人员计划
附表1：
施工劳动力资源计划
附表2：
HSE管理人员计划一览表
12施工设备、机具、监视和测量装置计划
附表3：
施工主要设备计划。
附表4：
施工小型工、机具计划。
附表5：
施工监视和测量装置计划。
附表6：
施工用手段用料计划。
附表1 施工劳动力计划一览表
序号
工种
2011年03月
1
管工
240
2
电焊
120
3
火焊
25
4
电工
3
5
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