催化管道焊接热处理施工方案Word下载.docx
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1.3.5GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》；
1.3.6SH3501-2002《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》；
1.3.7GB50252-94《工业安装工程质量检验评定统一标准》；
1.3.8GB50184-93《工业金属管道工程质量检验评定统一标准》；
1.3.9JB4730.1~.6-2005《承压设备无损检测》。
1.3.10SH/T3520-2004《石油化工铬钼耐热钢焊接规程》。
1.3.11SH/T3523-1999《石油化工铬镍奥氏体钢、铁镍合金和镍合金管道焊接规程》
2.0焊接施工程序
管道焊接施工程序见图一
3.0焊前准备
3.1焊接工艺评定准备
公司已有成型的焊接工艺评定PQR202、PQR259、PQR254、PQR305、PQR308、PQR454、PQR251、PQR236、PQR360、PQR316、PQR300、PQR217等，可以满足本工程工艺管道焊接的需要。
工程开工前，焊接责任工程师根据焊接工艺评定报告、设计要求及现场实际焊接条件编写焊接工艺卡，所有的焊接工作均需按批准的焊接工艺卡严格执行。
3.2焊接方法确定
本工程工艺管道系统主要包括DN15～DN2400规格管线。
工艺介质管线焊接时，原则上采用氩电联焊，即氩弧焊打底，手工电弧焊填充、盖面相接合的焊接工艺。
但需视工艺要求，DN≤50的管线可采用全氩弧焊（GTAW）；
DN＞50的管线可采用氩电联焊（GTAW/SMAW）；
对于跨接式三通和承插管配焊接采用手工电弧焊（SMAW）。
3.3焊接设备
根据现场施工环境，焊接设备主要选用X7-500逆变焊机。
3.4焊材选用见下表
表1焊接材料选用一览表
母材
焊条
焊丝
备注
工
艺
管
线
20#、20G
J427
H08Mn2SiA
/
0Cr18Ni9
A102
H0Cr21Ni10
背面充氩
TP316H
A202
H0Cr19Ni11Mo3
15CrMoG、15CrMo
R307
H13CrMoA
热处理
1Cr5Mo
R507
H1Cr5Mo
背面充氩、热处理
异
种
钢
16Mn/20
Q345R/Q235B
0Cr18Ni9/20、0Cr18Ni9/Q235B
A302
H1Cr24Ni13
1Cr5Mo/20
1Cr5Mo/0Cr18Ni9
A407
H1Cr26Ni21
图一焊接施工程序图
3.5焊条贮存、烘干及发放
3.5.1焊接材料应由专人负责保管。
保持焊材房温度为5℃以上、空气相对湿度满足焊材库要求的下限值，应不高于60%，且通风良好。
焊材保管员每天应分别于上午、中午、下午记录焊材库房的温度、湿度情况，并及时记录《焊材库环境检测记录》。
3.5.2所有入库焊接材料均须有经材料责任工程师确认的质量证明书，入库的焊条要分类摆放。
焊条的堆放要离地、离墙300mm以上，以保证通风良好。
3.5.3焊条开封后应逐根核对型号、规格，并仔细检查，凡药皮脱落、锈蚀严重或焊芯偏心的焊条禁止使用。
3.5.4焊材的烘烤应符合当天实际用量，尽量避免重复烘烤。
烘干后的低氢型焊条应保存在100～150℃的恒温箱中随取随用。
低氢型焊条在现场使用时，应备有性能良好的保温简，超过允许使用时间后须重新烘干。
3.5.5保管员应认真做好焊条烘烤记录，应将焊条的种类、规格、数量、批号、烘烤次数记录清楚。
3.5.6焊条烘烤的升温与降温速度不应过急，焊条使用前须按包装箱（袋）上的说明书要求进行烘干。
当无说明时按下表进行。
3.5.7施工班组根据焊接任务提前24小时向焊材库提交焊材领用卡，保管员应根据焊材领用卡进行烘烤和发放。
焊工应持焊条筒来领取焊条，每次领取焊条数量不超过3kg，随用随领，剩余退回。
领取后的焊条必须在上表规定允许时间内用完，超过允许使用时间的须重新烘干后方可使用，保管员对发放及回收的焊材应做好详细记录。
表2焊接材料烘烤规则一览表
烘烤温度
恒温时间
保温温度
备注
J427、J507
350℃
1h
100-150℃
250℃
A102、A202、A302
150℃
1h
80-100℃
J422
R307、R507、R317
注：
焊材烘烤应按焊条包装箱上的标识要求进行，若无标识时按上表进行。
4.0焊接、热处理工艺及要求
4.1坡口加工
4.1.1坡口加工宜采用机械加工，当施工现场无法进行机械加工时，碳钢管线坡口加工可采用氧乙炔热加工，合金钢、不锈钢管道坡口采用机械方法加工。
在采用热加工方法加工坡口后，必须除去坡口表面的氧化皮、熔渣及影响接头质量的表面层，并应将凹凸不平处打磨平整。
焊工在施焊前应检查其施焊管口的坡口及坡口两侧的清理质量，其清理宽度及清理后的表面是否符合施焊要求，还应检查管道组对是否符合焊接工艺规程的规定。
当检查未能满足要求时，焊工应拒绝施焊。
4.1.2铬钼钢管道坡口加工完成后，在组对前若有疑问应对坡口及两侧各20mm内进行100%的渗透检测，检测合格后才能进入下步工序。
4.2管道组对
壁厚相同的管道组对时，内壁应平齐，其内壁错边量对SHA级管道为壁厚10%且不大于0.5mm，对SHB、SHC及SHD级管道为壁厚10%且不大于1mm，其他级别管道内壁错边量为壁厚10%且不大于2mm。
当SHA级管道内壁差0.5mm或外壁差2mm，SHB、SHC及SHD级管道内壁差1mm或外壁差2mm，其他级别管道内壁差2mm或外壁差3mm时，应对管及管件内表面或外表面进行适当修整（如下图所示），使其内表面及外表面趋于对齐，修整后的管及管件壁厚应在设计的允许的有效厚度范围内。
修磨方式应根据两者壁厚差异选择机械加工或锉刀、砂轮机磨削。
4.2.1定位焊
4.2.1.1当定位焊作为焊缝组成部分时，焊缝宜符合下列要求：
a、焊件组对前应将坡口及其内外侧表面不小于10mm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。
b、严禁强力组对定位焊接；
定位焊的焊接工艺与正式焊的焊接工艺相同。
c、因定位焊道短、冷却快，焊接电流应比正常焊接电流大15～20%，焊接长度宜为10～20mm，高度为2～4mm。
d、定位焊应沿管周均匀分布，点焊2～6处，具体视实际情况而定；
正式焊接时，起焊点应在两定位焊缝之间。
e、定位焊缝两头应平滑，定位焊的焊肉不得有裂纹及其它缺陷，否则必须清除后重焊。
点焊两端应磨成缓坡形以减少应力集中。
f、需背面充氩气保护的管道点焊焊缝应在外坡口，且正式焊接前将其磨去。
4.3普通低碳钢管道焊接
低碳钢正式焊接应符合以下要求：
4.3.1具体的焊接工艺参数详见焊接工艺卡。
4.3.2当管件为水平固定焊接时，应假定垂直中心线将管子分成前后两半周，打底焊接时应先焊一半周，引弧和收弧时均应超过中心线5～10mm。
4.3.3焊接分层次焊接,不能在某一部位焊接多层.
4.3.4焊接时应在坡口内引弧，严禁在非焊接部位引弧。
管件表面不得有电弧擦伤等缺陷。
4.3.5焊接后清除表面飞溅，不允许表面有裂纹、气孔、夹渣、凹陷等缺陷。
4.3.6在焊口焊接完成后，经外观检查合格后在焊口附近标识焊口号和焊工代号。
4.4合金钢管道焊接
本装置涉及的合金钢管道主要有15CrMo、1Cr5Mo、15CrMoG、P5（相当于1Cr5Mo），合金钢焊接应符合以下条件：
4.4.1焊前预热
4.4.1.1凡是符合下列条件的管道组成件，焊接前应按下表进行预热；
凡需预热的管道焊接过程中，层间温度不得低于预热温度；
中断焊接后需进行后热，后热温度及时间与焊口整体焊接完成后的工艺要求相同；
要继续焊接时，应重新预热。
焊前预热和焊后后热均采用火焰加热。
其施工过程预热、层间温度以及后热温度时间为：
预热温度：
250-350℃，层间温度不低于预热温度，后热要求为300-350℃/30min。
表3焊前预热及焊后后热温度一览表
母材材质
厚度要求
预热温度
后热温度及保温时间
15CrMo
≥12
150-200℃
300-350℃/15-30min
红外测温进行测量
15CrMoG
P5
任意厚度
250-350℃
4.4.1.2用火焰加热时，火焰不应直接触及焊道坡口，火焰均匀加热。
预热升温应缓慢均匀，防止局部过热。
预热温度的测量，宜采用红外线测温仪，测点应均匀分布。
4.4.1.3预热范围应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以外的范围内，应予以保温。
4.4.2正式焊接
4.4.2.1合金钢管线的焊接，焊接方法采用氩电联焊，当合金元素Cr含量超过3%（如1Cr5Mo）时，管道内应充氩气保护（见图二），氩气流量8～15L/min。
焊道的宽度以不超过焊条直径的三倍为宜，并严格按要求进行焊前预热和焊后热处理工艺，详见焊接工艺指导书。
当达到预热温度后，应立即进行底层、下一层的焊接，且应一次连续焊完。
如中断焊接，应立即进行温度为300～350℃、时间为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规程继续进行焊接。
4.4.2.2多层焊接时，焊接应逐层焊接，不能在某一处焊接多层，层间温度应等于或略高于预热温度。
每层焊缝接头处应错开。
焊接时应在坡口内引弧，严禁在非焊接部位引弧。
合金钢管及管件表面不得有电弧擦伤等缺陷。
4.4.2.3焊接后清除表面飞溅，不允许表面有裂纹、气孔、夹渣、凹陷等缺陷。
4.4.2.4
在焊口焊接完成后，立即进行外观检查，合格后在焊口附近打上焊口号和焊工钢印代号。
4.5不锈钢管道焊接
4.5.1氩弧焊用焊丝使用前应去除表面的油脂等杂物，焊条应按规定的要求进行烘干。
4.5.2不管采用手工钨极氩弧焊还是手工焊条电弧焊，引弧均应在坡口内进行，严禁在坡口外引弧、收弧或试验电流，焊件表面不得有电弧擦伤等缺陷，否则应磨除缺陷，必要时应进行补焊。
收弧应填满弧坑。
4.5.3电流尽量调小。
小电流快速焊。
4.5.4打底时从两定位焊缝中间起焊，采用小摆动操作，确保两侧熔合良好，背面成型高度宜在0～2mm之间。
管内进行充氩保护，充氩方式见图二，氩气流量8～15L/min。
4.5.5填充及盖面焊道采用短电弧和多层多道焊，不摆动或小摆动操作，层间清理干净熔渣及飞溅，各层道之间接头应相互错开20mm以上。
施焊过程中应严格控制层间温度不超过100℃。
焊接完毕后及时清理干净焊道表面及附近的熔渣和飞溅物，经外观检查后用油性笔在焊口附近写上焊口号和焊工钢印代号。
4.5.6进行手工电弧焊填充及盖面时，应在坡口两侧各不小于100mm范围内的母材上涂以白垩粉或“防溅净”等防飞溅材料，以防焊接飞溅损伤母材。
4.5.7不锈钢管作业区域应与碳钢分开，不锈钢管材或配件摆放处须垫胶皮或木板，焊工所用的地线卡、钢丝刷应为不锈钢制品，打磨用的砂轮片为不锈钢专用砂轮片，严禁与碳钢混用。
不锈钢管道吊装时应使用吊带，若使用碳钢钢丝绳吊装，应垫木版或胶皮进行隔离。
5.0焊接检验
5.1管道焊接外观检查
5.1.1焊接接头表面不允许有裂纹、未熔合、气孔、夹渣、飞溅存在。
5.1.2不锈钢和铬钼钢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%。
5.1.3焊缝表面不得低于管道表面。
焊缝余高为0～2mm。
5.1.4焊接接头错边不应大于壁厚的10%，且不大于2mm。
5.2管道焊接无损探伤
5.2.1铬钼钢管线焊口的无损检测应在焊接完后的24小时后进行；
检测比例及合格等级按照SH3501-2002及设计文件的规定执行。
角焊缝采用渗透检测，检测比例同上，合格等级为Ⅰ级。
5.2.2对于无损检测后进行热处理的焊口，热处理合格后应进行10%的超声波检测，以无裂纹为合格。
5.2.3无损检测合格标准：
JB4730.1～.6-2005《承压设备无损检测》。
6.0焊缝返修
6.1经目视检查或渗透探伤，表面质量不合格的焊缝应及时打磨、补焊，并修整。
6.2经RT无损探伤，发现内部有超标缺陷的焊缝，应按无损检测人员提出的返修单所指定的位置，用磨光机仔细打磨。
清除缺陷后，按与正式焊接一致的焊接工艺进行补焊，然后再进行RT无损探伤。
6.3同一管线的焊接接头抽样检验，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，则应对该焊工当天所焊的同批焊缝进行全部检验。
6.4焊缝同一部位的返修次数，不超过三次。
6.5同一部位第二次返修时，应由项目部焊接责任师挑选一次合格率高的焊工担任此工作，以免出现超次返修。
若出现超次返修，须经焊接责任师编制返修工艺，报项目部技术负责人批准后方可实施，并做好超次返修记录。
7.0焊后热处理
7.1热处理一般要求
7.1.1管道热处理执行规范
SH3501-2002《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》
SH/T3520-2004《石油化工铬钼耐热钢焊接规程》
JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》
GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》
7.1.2管线焊口热处理在无损检测合格后进行。
7.1.3管道厚度符合下列条件的管道焊口，应按设计图纸以及施工规范要求进行焊后热处理。
对于异种钢焊接接头的热处理温度，应取合金含量较高一方的温度下限。
对于不能焊后立即热处理的铬钼钢，焊后应立即均匀加热到300-350℃保温缓冷。
热处理温度要求/恒温时间
20
30
600-650℃/1.5h
≥13
675℃/1h
750-780℃/1h
7.2焊后热处理规范
7.2.1本装置工艺管道焊后热处理温度参见表3。
7.2.2热处理恒温温度的恒温时间见表3。
恒温期间各测量点的温度应在恒温温度范围内，其温差不应大于50℃。
7.2.3升温时300℃以下自由升温，300℃以上的加热速度按[5125/管壁厚（mm）]℃/h进行计算，且不大于220℃/h。
7.2.4恒温后的冷却速度按[6500/管壁厚（mm）]℃/h进行计算，且不大于260℃/h。
300℃以下自由冷却。
7.2.5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，进行电感应加热，管道两端应封闭。
7.3温度控制
7.3.1本工程工艺管道焊后热处理采用电加热法。
热处理前将各温度参数输入机器后，机器进行加热、保温、冷却分时段自动控制。
7.3.2热电偶安装：
为达到良好的温度监控，每道焊口安装测温点2个，需热电偶2个，控制仪表2个。
7.3.3将被处理焊口用保温棉包好，每组要求有两个测温控制点。
然后将热处理工艺参数（升降温速度、恒温温度、恒温时间）输入设备，按照设备说明书的程序启动设备，就可以按所编制的工艺参数进行热处理。
7.3.4采用JF-D-180KW型热处理温度控制箱控制温度，打点式自动温度记录仪记录温度曲线。
7.4热处理注意事项
7.4.1热处理前检查供电情况，保证热处理期间的不断电。
7.4.2加热绳沿着焊缝环向逐圈缠绕，不允许有重叠，缠绕宽度以焊缝为中心，两侧各100mm。
保温棉应均匀缠绕在焊缝表面的加热绳上，并用粗铁丝捆紧固定。
保温棉保温的宽度不应少于600mm。
7.4.3热处理前，应对热处理焊口进行支撑，确保热处理过程中不发生变形。
同时应检验热处理控温的温控仪表和热电偶，使其温度指示准确无误。
应了解当地气象情况，禁止热处理时遭雨水淋湿。
7.4.4装接热电偶时应将工作端紧紧压在被加热部位中心（通常以焊缝中心为准），以保证准确测得被加热部位的温度。
7.4.5当电源、加热器、热电偶装好后，设定好升、恒、降温的工艺参数要求后再打开电源开关进行温度调节控制。
7.4.6热处理控制器应放在干燥、通风的绝缘物上，接头处需有良好的绝缘，防止输出短路。
7.4.7热处理过程应保证供电、不得中途停电。
7.4.8操作热处理设备人员不得擅自离开工作岗位，以避免设备失控发生事故。
7.4.9每次热处理工作完成后，应将保温棉和加热器放置好，避免雨淋后无法使用。
7.5热处理检验
7.5.1硬度测试：
经热处理后的焊缝应分别在其母材、热影响区、焊缝的外表面测定硬度值，测得的硬度值应符合下列规，工艺管道：
碳素钢焊缝硬度不宜大于母材硬度的120%，且不大于200HB；
合金钢焊缝硬度不宜大于母材硬度的125%，且当含Cr≤2%时，硬度不大于225HB，且当含Cr＞2%时，硬度不大于241HB；
炉管：
15CrMo、Cr9Mo焊口热处理后的硬度，分别不大于225HB、241HB。
硬度值的检验数量不应少于热处理焊口总数的20%。
当硬度值超过规定时应重新进行热处理直至检验合格。
7.5.2热处理后为防止在热裂纹，对焊缝进行10%的超声波检测及渗透或磁粉检测。
8.0焊接质量保证措施
8.1质保体系有效运转，做到三个100%：
上岗焊工持证率100%、焊接工艺评定覆盖率100%，探伤比例执行率100%。
凡参与本工程施焊的焊工均应按《锅炉压力容器焊工考试规则》进行考试，并取得相应项目合格证方能上岗。
每种焊件焊接均有相应的焊接工艺评定。
8.2认真做好施工前的技术准备，做好图纸自审、会审工作，并掌握相关规范要求。
加强质量检查和质量监督工作，广泛开展质量自检、互检、专检的三级检查制度，严格执行质量否决制，主动接受建设单位的质量检查。
8.3现场用的焊材须按要求进行贮存、烘干及发放。
当用氩弧焊打底时，预先应用手工或机械方法除去焊丝表面的铁锈、油污直至露出金属光泽。
氩气纯度不应低于99.99%，钨极选用φ2.0/φ2.5mm的铈钨极。
8.4现场焊接时应清除坡口附近油漆，污垢、铁锈等杂物，焊接引弧应在坡口内进行，严禁在管壁上引弧；
8.5焊接时应彻底清理层间焊渣，各层、道间接头应相互错开，焊缝焊完后立即去除渣皮、飞溅物，清理干净焊缝表面，发现有缺陷要及时补焊好后打磨平整。
管道焊接时应在离焊口50mm附近标识相应焊工号。
然后及时做好焊接工作记录。
8.6质检部门应在技术上指导他们，让他们在焊接中上层次。
劳资部门对焊接重要材料和重要的工艺管道的焊工的选配应留有余地，在动态管理中实施首件必检，优胜劣汰，并根据具体情况，举办现场强化培训，不断优化焊工队伍的技术水平。
8.7在下列任何一种焊接环境，均应采取有效的防护措施，否则不得进行焊接：
1）下雨下雪天。
2）手工焊时，风速超过8m/s，钨极氩弧焊时，风速超过2.2m/s。
3）大气相对湿度超过90%。
4）焊件温度低于-20℃。
9.0HSE保证措施
9.1遵守厂方及项目部有关HSE管理规定。
确定现场HSE专职检查员，负责整个现场HSE施工和检查工作。
入场前，项目部组织进场人员进行HSE教育，学习厂纪厂规，明确HSE责任。
9.2项目部及班组的管理原则上按HSE的运行特点要求进行，具体有以下几个方面：
1）落实各级管理者的责任与承诺，包括项目经理、工程师和各队队长等。
2）全员参与，落实并让全体人员明确自已在HSE管理过程中的责任、义务与权力
3）重视事故的预防，做到＂安全第一，预防为主＂，穿戴好劳保用品。
9.3焊工上岗焊接时必须穿戴好必要的防护用品。
焊把线应平行拉设，不得纠缠交错。
9.4焊机应接地良好，电源线应绝缘良好，焊机、砂轮机等用电器具应安装漏电保护装置。
焊接时，场地附近不得有易燃易爆物品。
在焊接时，必须放置好焊条筒、焊渣锤、磨光机、焊条回收桶等，以防坠落伤人。
焊条头必须放在回收桶，严禁高空乱扔焊条头。
9.5在容器内焊接时，须在透光孔设置大功率的
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