铬钼管道焊接及热处理方案.docx
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铬钼管道焊接及热处理方案
中原石化乙烯原料路线改造（MTO）项目厂际外管工程热处理工程施工技术方案
编制：
审核：
审批：
濮阳市中原石化工程有限公司
2011年6月15日
一、工程概述
本工程是中原乙烯从国电新敷设一条DN400中压蒸汽管线（材质20#，长度约900m），一条DN300高压蒸汽管线（材质P11，长度约900m；从MTO界区引一条DN25仪表风管线（材质：
镀锌无缝钢管20#，长度约70m）到中、高压蒸汽的调节阀处；从龙宇化工一条氮气管线从中原乙烯南围墙引入，均沿厂际外管廊（第五段管廊）作为MTO项目厂外公用工程管线。
本方案仅适用于厂际外管项目高压蒸汽（铬钼钢P11）管道焊接工程，施工的焊接及热处理工作。
二、编制依据
2.1、厂际外管Y-10035项目设计图纸；
2.2、《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97；
2.3、《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98；
2.4、《石油化工有毒、可燃介质管道施工及验收规范》SH3501-2002；
2.5、《石油化工铬钼耐热钢焊接规程》SH/T3520-2004；
2.6、《石油化工金属管道工程施工质量验收规范》GB50517-2010;
2.7、《石油化工建设工程施工安全技术规范》GB5048-2008;
2.8、《工程建设交工技术文件规定》SH/T3503-2007；
2.9、《工程建设交工过程技术文件规定》SH/T3543-2007；
三、焊接施工准备
3.1材料要求：
3.1.1施工现场应配有符合要求的固定焊条库或流动焊条库；
3.1.2焊材必须具有质量证明书或材质合格证，焊材的保管、烘干、发放、回收严格按《压力管道质量手册》中有关规定执行，焊条的烘干工艺按生产厂家说明书提供的参数进行，如无则按焊接工艺指导书给定的参数执行（焊接作业指导书11PQR-ZYSH-03；）
3.1.3焊丝使用前，应去除表面的油脂、锈等杂物；
3.1.4保温材料性能应符合预热及其处理要求。
3.2机具要求：
3.2.1焊机为直流焊机，焊机完好、性能可靠，双表指示灵敏，且在校准周期内；
3.2.2预热及热处理的设备完好，性能可靠，检测仪表在校准周期内，且符合《压力管道质保手册》中的计量要求；
3.2.3焊工所用的焊条保温筒，刨锤、钢丝刷齐全。
3.3作业条件
3.3.1人员资格：
焊工必须持有有效期内相应材质（A355P11）、相应位置的《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》合格证或《现场设备、工业管道焊接施工及验收规范》合格证或设计规定的其它合格证及MTO项目合格焊工证。
3.3.2环境条件：
施焊前应确认环境符合下列要求：
风速：
手弧焊小于8m/s；氩弧焊小于2m/s；
相对湿度：
相对湿度小于90%；无雨、雪天气。
当环境条件不符合上述要求时，必须采取挡风、防雨等有效防护措施。
3.4焊工管理：
参加施焊的焊工持证上岗施焊，严禁无证上岗施工。
焊工配备以下工具：
钢丝刷、锉刀、焊条筒、角向磨光机、直磨机。
3.5焊材管理：
3.5.1、入库材料应具有合格质量证明文件。
3.5.2焊条、焊丝按种类、批号、规格、入库时间分类存放保管，明确标识。
焊材库配置空气温湿度记录仪，库房内温度保持在5℃以上，湿度不超过60%。
3.5.3焊条、焊丝应存放在架子上，架子离地面和墙面的距离应不小于300mm，架子上宜放置干燥剂。
3.5.4由专人负责，统一管理，作好记录，材料工程师定期进行检查。
3.5.5焊条烘干：
焊条使用前按照焊条说明书要求的参数进行烘干。
若无明确要求，按下表的要求执行。
焊条烘干参数一览表
序号
焊条牌号或型号
烘干温度
（℃）
烘干时间
（h）
恒温温度
（℃）
1
E5515-B2（R317）
250
2
80～120
3.5.6焊条再烘干
尽量一次少发少领焊条，重新烘干的焊条烧焙员单独存放作好标识及相应记录，下次优先发放。
3.5.7焊接设备管理
3.5..7.1电流表、电压表齐全，且均在检定期内。
3.5.7.2焊接电缆线采用橡皮软线，接头不超过2个；
3.5.7.3每台电焊机单独接地，实行一机一闸一保护；
3.5.7.4地线应直接接到焊件上，不得接到钢结构或设备上，以防电弧击伤结构或设备。
3.6焊接程序图
坡口加工
四、焊接工艺
4.1坡口加工
高压蒸汽（A335P11）属铬钼耐热钢管道，其坡口加工根据现场条件，全部采用自动坡口机进行火焰切割加工，坡口加工完后，必须打磨掉2mm～3mm的淬硬层，并将切割热影响区打磨干净；清理后应对坡口表面进行检查，确保坡口表面不存在裂纹分层、夹渣等缺陷，检查方法为PT探伤，合格级别为Ⅰ级，参照标准JB/T4730;
4.2焊接接头组对
4.2.1组对前用角式磨光机、棒式砂轮机、钢锉等将坡口及内外两侧不小于20mm范围内的母材表面清理干净，直到露出金属光泽；
4.2.2焊口组对时应使管内壁平齐，其错边量不应超过管壁厚的10%，且不大于1mm。
4.3焊接方法
本高压蒸汽（P11）铬钼管道采用TIG-R31（TGR55V）氩弧打底，手工电弧焊R317盖面；
承插及角焊缝采用进行TIG-R31（TGR55V）氩弧焊接；
4.4定位焊
固定管或转动管定位焊应不少于三处，定位焊焊接工艺和焊材应与正式焊接相同，定位焊方式为过桥方式，焊点数为2～5点，定位焊长度为10mm～15mm，高2mm～4mm且不超过壁厚的2/3；
4.5焊前预热
预热宜用电加热器加热法，并应在坡口两侧均匀进行，定位焊缝可采用火焰加热，且取预热温度的上限值但必须保证热透且温度均匀；（电加热见加热器布置图）
图1加热器布置图
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。
加热区以外100mm范围内宜以保温；
预热温度宜在距对口中心50mm～100mm范围内进行测量，测量点应根据焊件情况均匀分布。
各种材质焊缝的预热要求见表02-1；
表02-1
钢种或钢号
壁厚（mm）注1
预热温度（℃）注1
P11
≥6
200～300
4.6焊接工艺要点
焊缝应尽可能一次连续焊完，预热焊缝若被迫中断施焊，重新焊接时先检查确认表面无裂纹后重新预热方可施焊；对热处理的焊缝中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200℃～350℃、不少于15min的后热缓冷；无损检测在热处理完毕后进行；
多层焊时层间温度应控制在等于或稍高于预热温度；
禁止在非焊接部位引弧及电弧擦伤管材表面；
打底要控制好电弧，运弧及送丝要均匀，以保证焊缝根部熔合良好；
间焊接接头应错开，层间清渣要彻底。
4.7焊后热处理
热处理采用电加热方式，并应确保加热过程中能准确地控制热处理温度，且使焊件温度分布均匀；
水平管道的焊接接头热处理时，测温计应安置在焊接接头的下部；
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。
加热区外100mm范围内应予以保温，且管道端口应封闭；
热处理的加热速度、恒温时间及冷却速度应符合以下要求：
1.加热速度：
升温至300℃后，加热速度应按5125/δ℃/h计算，且不大于220℃/h；
2.恒温时间：
总恒温时间为40min，在恒温期间各测点的温度均应在热处理规定范围内，其差值不得大于50℃。
3.冷却速度：
恒温后的冷却速度应按6500/δ℃/h，且不大于260℃/h，冷到300℃后可以自然冷却（δ为管子壁厚）。
热电偶采用K系列EU-2型测温1100℃，使用前热电偶须经校验合格。
安装时用镀锌铁丝捆绑牢固，端部紧贴焊缝；
保温棉采用耐温≥1000℃的硅酸铝高铝毯，厚度≥50mm；
各种材料按标准布置完毕后，对加热器、保温棉、连接头等进行自查，自查合格后连线并送电进行热处理。
（热处理曲线图见图3）
恒温温度：
750℃±20℃
图3：
铬钼钢热处理曲线示意图
表5管道焊缝热处理参数一览表
序号
材质
厚度（mm）
恒温温度（℃）
恒温时间（h）
升温速度（℃/h）
降温速度（℃/h）
备注
2
A335-P11
δ≤10
/
/
/
/
δ=10—24
720-750
0.6
≤220
≤260
4.8硬度检测
检查数抽20%，焊缝硬度值不超过母材的125％。
铬钼钢硬度合格标准为应不超过母材标准布氏硬度值加100HB，且不超过下列规定：
A335P11不大于270HB
当硬度超标时，应重新进行热处理，并进行硬度检测，并加倍抽检。
4.9焊缝返修
4.9.1表面缺陷修补
表面缺陷用角向磨光机进行清除，缺陷清除后，焊缝厚度不低于母材最小厚度时，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。
4.9.2内部缺陷返修
焊缝返修在完成热处理的焊接接头上进行，待返修后应重新进行热处理。
按照返修通知单进行缺陷返修定位，缺陷的消除采用砂轮打磨的方法，磨槽需修整成适合补焊的形状（按照标准焊接工艺坡口进行加工），并经着色检测确认缺陷已被清除后方可进行补焊，每道工序施工前应自检并由专业质检员进行复检，复检合格后方可进行下道工序施工。
返修时应采用经评定合格的焊接工艺（原焊接工艺指导书进行施工），且预热温度应取上限（200-300℃），预热范围宜适当扩大，返修中要注意控制层间温度要等于或稍高于焊缝预热温度，多层焊时，每层的焊接接头应错开，在每道焊道焊接完毕后，应进行清理，进行检查，及时发现缺陷，及时进行消除，避免上道焊缝缺陷带入下道焊缝，造成焊缝二次返工，焊缝返修后应及时进行热处理，按检查程序进行外观检查和无损检测；
不合格的焊缝同一部位的返修次数，不得超过两次。
若超过返修次数，由施工员制定措施，经施工单位技术负责人批准，方可再次返修焊口。
4.10质量要求
4.10.1外观质量要求
1焊缝与母材圆滑过渡，表面应无裂纹、气孔、夹渣、飞溅、咬边等缺陷；
2焊缝表面不得低于母材表面，100%射线检测焊接接头余高不超过1+0.1b（b为组对后坡口最大宽度）且不超过2mm。
4.10.2内部质量要求
内部质量检查按照设计要求执行。
五、质量保证措施
5.1质量保证体系
建立项目工程工艺管道安装项目质量控制体系，对装置工艺管道安装实施过程控制与管理。
项目工艺管道质量保证体系见下图。
5.2质量保证措施
⑴认真做好技术交底，使每一个施工人员均能熟悉工程工艺特点、结构特点、以及重整装置的工程特点、采用的规范、标准和特殊材料的施工技术要求，为确保管道施工质量打下良好基础。
⑵建立完善的工序交接制度,各工序作业人员在本工序检查验收合格后,做好工序检查状态标识,出具工序交接卡并得到下道工序作业人员及质检部门签证后,方可将工程转交下道工序,未办理工序交接手续不得进行下道工序的施工。
坚持自检、专检、共检相结合，确保工序质量，从而保证工程质量。
⑶严格工艺施工纪律管理，管道安装要求应严格遵守《压力管道安装工艺标准》的相应工艺标准规定，进行预制及安装。
⑷要及时、准确地采集相关数据，自检、专检、共检质量记录应妥善保存，并按单线图整理归档，确保交工文件中数据的准确性和完整性。
⑸所有施工用材料应严格按程序检验或试验,不合格的材料严禁进入现场。
⑹严格按监理、项目部的要求进行各种检验。
5.3工程质量评定、工程质量分级控制点
⑴认真做好“三检一评”工作，确保工程施工质量处于受控状态，要求如下：
①“自检”：
由施工作业人员对其完成的施工任务随时进行质量自检，并如实填写自检记录。
施工队长或技术人员接到自检记录后，与质量检查人员进行审查和抽样复验，并进行签字确认。
②“互检”：
实行班组内部互检及施工队内部互检，由施工班组、施工队在"自检"的基础上，组织施工人员进行工程质量检验，互检中发现的质量问题及时由班组长及施工队长组织处理，质量检查人员监督质量问题的整改。
③“共检”：
通过“自检”、“互检”的项目，由项目部技术人员按质量控制管理规定要求书面提前通知现场施工代表及有关各方，检查确认。
④“质量评定”：
分项工程质量评定由项目工程负责人在班组自检的基础上组织有关人员进行，项目部质量检查员核查。
分部工程质量评定由质量检查员负责组织实施，质量检查负责人核查。
单位工程质量评定有项目负责人组织有关部门进行，单位工程质量评定资料将提交建设单位及石油化工工程质量监督站天津分站核定。
⑵本工程工序质量控制点分为A、B、C三个等级，其中：
A级为最重要的质量控制点，由施工专业工程师、监理工程师、工程质量部共同检验确认并签证。
B级为重要的质量控制点，由施工专业工程师、监理工程师在施工单位自检合格的基础上进行现场确认并签证。
C级为一般的质量控制点，由施工方质检人员检查确认。
对每一控制等级，必须进行严格的联合检查，某一工序未经联合检查各方签字，不得进入下一步工序施工，工艺管道工程施工的控制点见下表。
管道安装工程质量控制点：
工艺管道安装工程
1
管材、管件、阀门进场检验
产品合格证、质保书核验、管材、管件品质检验、标识核对检查
A
质量部
2
焊接材料检验
合格证、质保书、复验报告
B
3
焊工资格审查
资格证书、焊工技能鉴定
A
质量部
4
焊接工艺评定
焊接工艺评定有效性和覆盖情况
A
质量部
5
阀门试验
强度和严密性试验
B
重要阀门试验A级
质量部
6
安全阀调试
安全阀型号、规格、使用介质、开启压力、起跳、回座压力
A
生产准备部
7
涂装前表面处理
除锈质量等级、除锈方法、除锈质量
B
8
涂装质量
油漆质量证明文件、外观、厚度涂漆防腐检测
B
9
成品保护
管道内清洁度，无任何杂物，成品的堆放
B
10
管道预制、标识
材质规格标准、检查管材管件规格、型号、材质、标识、坡口质量
B
11
预制管道焊接
焊口外观、错边量、预热、层间、后热温度控制情况、管道清洁度
B
12
现场管道安装
管道安装水平度、垂直度、法兰与管道垂直度、法兰与螺栓、垫片规格型号检查、管道安装位置、标高、管内清洁度检查
B
13
现场管道焊接
焊口外观、错边量、预热、层间、后热温度控制
B
14
现场管道无损检测
确定检测部位和检测比例、抽查射线底片、核验检测报告
B
15
现场阀门、孔板、法兰、取压口角度安装
试压记录标识核验、位置、方向检查、角度检查
A
生产准备部
16
管架、支吊架、弹簧支吊架安装
型号、规格、位置、标高检查、固定与滑动情况检查、弹簧压缩情况检查
B
17
管道与动设备连接检查
开口及平行度、偏位情况检查、无应力连接
A
生产准备部
18
管道静电接地
接地位置、接头形式、接地电阻、管道静电接地施工记录
B
19
安全阀附件安装
安全附件安装
B
20
管道补偿器安装检查
补偿器形式、预拉（压）量、偏移量
A
质量部
21
管道焊缝热处理检验
热处理工艺及执行情况检查、热处理曲线、试验报告
A
质量部
22
管道试压条件确认
试验方案审批、试验台帐、焊接、热处理、无损检测完成、支吊架及临时加固正确齐全、试压方案批准、压力表校验完成
B
各施工单位第一次试压和重要压力管道为A级
23
管道强度、严密性试验
试验压力、升压速度、保压时间、管道焊口、法兰口情况、试压记录
A
各施工单位第一次试压和重要压力管道为A级
质量部
24
管道吹扫、清洗、清洁
管道清洁度检查
A
工程管理部
25
盲板管理
盲板安装与拆除位置确认
A
生产准备部
26
隐蔽工程检查
隐蔽项目、位置、隐蔽记录
A
重要的压力管道为A级
质量部
27
隔热、防腐
外保护层施工、油漆层数、厚度、表面质量、密实情况
B
六、HSE措施
6.1建立健全HSE保证体系，严格执行HSE生产责任制，充分发挥HSE监督作用。
6.2施工人员严格遵守“三不伤害”原则，即不伤害自己、不伤害他人，不被别人伤害。
6.3针对管道安装建立安全保证体系如下图所示。
6.4施工人员进入现场必须戴安全帽、工作鞋、工作服。
2m以上高处作业必须系好安全带，并张挂安全带和安全网，安全带要高挂低用，特殊作业人员按规定用好劳动保护品,患有高血压、心脏病和癫痫病及恐高症等的人员，不得从事高处施工作业。
6.5吊装时现场设专人指挥，吊臂和重物下严禁站人。
吊车起吊设备时，必须做好试吊后方可正式安装。
并在吊装区域内设警戒绳。
6.6电焊作业、电动工具使用时易发生触电火灾事故，现场用电应由专人统一管理，禁止非专业人员随意接电。
电工应经常对电气设备进行检查、维修、保养，使之处于良好的安全运行状态。
6.7每周一体施工人员进行HSE学习。
每天班前分工会上，班长要进行当天作业内容的HSE交底，分析可能出现的事故，提前准备好措施并认真做好HSE记录。
6.8施工作业用的脚手架、跳板，易发生滑脱造成伤亡，每个工作班前、雨后必须检查，支撑必须牢固，合格后方可使用。
施工时及时设置安全网。
6.9所有的板房以及焊机房必须接地，现场所有的用电设备必须做到“一机一闸一保护”。
6.10施工用机械设备要有专人管理，定人定机操作，操作时必须戴好防护用品。
带电设备必须有接地装置，搬动移位前，必须切断电源。
6.11各工种的工具及材料要堆放整齐，不使用的材料及时拉出施工现场，做到工完、料净、场地清，保持施工现场的文明、整洁。
6.12使用角向磨光机时应检查砂轮片是否有破损或裂纹，打磨时要戴护目镜和口罩。
6.13焊接作业工具必须符合质量标准，焊炬、控制阀要严密可靠，氧气减压器要灵活有效。
气体软管应耐压合格，无破损。
6.14氧气瓶与乙炔气瓶之间应留有足够的安全距离，气瓶明火应保持在10米以上的距离,在电源线及管线底下，禁止放置乙炔气瓶。
6.15起重作业要做到有专人指挥，旗哨统一，雨雾和大风天气严禁进行吊装作业。
6.16管道施工前，其脚手架、安全通道、作业平台、安全网、生命线必须验收合格。
6.17登高作业人员必须100％挂合格的安全带。
七、事故应急措施
（1）如自己受伤
Ø保持镇定；
Ø请求别人护送到医务室；
Ø接收急救，轻伤亦需要；
Ø通知主管部门。
（2）如他人受伤
Ø保持镇定；
Ø如现场危险，按正确救护的方式先将伤者移离危险地（但自己必须处于安全环境）；
Ø打急救电话；
Ø安慰伤者，对危及生命的伤员要采取人工呼吸、心肺复苏等急救措施；
Ø立即送医院抢救。
（3）保护现场
发生事故，在抢救伤者的同时，对事故现场进行有效的保护，如设置围栏或拉绳索等。
八、劳动力需求计划
现场管理人员
单位
数量
施工人员
单位
数量
施工经理
人
1
电焊工
人
15
现场工程师
人
2
气焊工
人
8
质量检查员
人
1
起重工
人
4
HSE监督员
人
1
测量工
人
2
材料员
人
2
管工
人
12
生产调度
人
1
电工
人
3
钳工
人
1
其它
人
20
九、主要施工机具、施工用料及措施用料一览表
序号
名称
型号
单位
数量
备注
1
电焊机
时代逆变ZX400
台
35
2
热处理电脑温控仪
ZKW-Ⅱ
台
3
3
角向磨光机
φ125mm
台
6
φ100mm
台
30
4
砂轮切割机
台
2
5
焊条筒
个
40
6
焊条烘箱
AYH-30
台
2
7
氩气表
个
40
8
钢丝刷
个
600
9
钢锉
把
15
10
把线
米
800
11
地线
米
400
12
电焊把钳
把
100
13
氩弧把
把
40
14
氩气带
米
600
15
砂轮线
米
800
16
履带式加热器
φ325
套
28
17
保温棉
平方米
400
18
镀锌铁丝
千克
180
19
切割片
φ100
盒
100
十、施工现场主要危害因素辨识、评价
序号
危险因素
可能发生的事故
对应措施
1
临边无安全防护或不符合要求
高处坠落
平台设1.1m围栏，挂安全带
2
安全距离达不到规定要求
物体打击
地面设置安全警戒区
3
未采用TN-S系统、未使用五芯电缆
触电
严格执行用电规范
4
保护零线与工作零线错误
触电
使用前进行安全检查
5
漏电保护器失效
触电
定期检查
6
照明灯具绝缘不良、高度不够
触电、电气火灾
定期检查
7
设备“带病”运行、在运行中检修
机械伤害、设备损坏
施工前检查
8
气瓶使用和存放不符合要求
火灾、爆炸
严禁卧放、避免强光直射
9
剩余材料、废物垃圾乱摆乱放
物体打击及其他伤害
定期清理
10
无防火设施或不符合要求
火灾
操作平台设灭火器
11
夜间施工照明不足
人员伤害及其他伤害
增加照明设施
12
不按规定正确佩戴个人劳保用品
人员伤害
安全监督
13
身体状况不良
各类事故
健康检查并提供体检记录
十一、JHA风险评估
序
业务
作业
现行
伤害的
暴露于风
伤害的
风险
补充
风险
步骤
危险源
特征
控制
可能性
险中人员
严重度
水平
号
活动
分解
措施
（L）
（E）
（C）
（D）
措施
等级
1
准备阶段
现场行走
现场缺少紧急通道
紧急时间发生时人员不能及时撤离而造成人员伤害
做好现场文明施工保证通道畅通
2
10
3
60
加强文明施工管理
四级
2
高处作业
高处坠落
人身伤害
所有架设合格挂牌，人员正确使用安全带
3
4
3
36
四级
3
夜间作业
缺少照明
人身伤害
配备足够的照明灯具
3
3
3
27
四级
4
施工用电
防触电措施不完善
触电
设置漏电保护器，配电箱有防雨措施，手持电动工具有检查标识
3
3
3
27
四级
5
焊接作业
焊接弧光
伤眼
使用合格的PPE
2
3
1
6
五级
6
焊接烟尘
尘肺
保证良好通风
2
2
1
4
五级
7
焊接产生的热量
烘烤
使用合格的PPE
2
2
1
4
五级
升级会员 