溶出套管施工方案.docx

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溶出套管施工方案

孝义市兴安化工二期溶出与稀释工程

套管预热器施工方案

主管：

审核：

编制：

编制单位：

七冶建设有限责任公司孝义兴安化工工程项目部

一、编制依据

（1）、东北大学设计研究院套管预热器施工图DBYG038.0；

（2）、《钢制套管式换热器技术条件》HG2650-95；

（3）、《工业金属管道设计规范》GB50316-2000；

（4）、《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98；

（5）、《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235；

（6）、《承压设备无损检测》JB/T4730；

（7）、合同及相关工作联系单、工程联系单、图纸会审纪要等技术文件。

二、工程概况

二期溶出套管预热器紧靠一期溶出东面，进场的材料就地堆放，施工采用就地制造，就地安装，制作时土建还在施工，大量的管子堆放现场，场地比较狭窄。

二期共配置Ra101~Ra111、Ra201~Ra211两组三套管加热器，分为1~11级，７层，由246个“U”形弯管连接直管，座落在设备框架上，构成一组整体压力容器加热设备。

直管由料浆管（内管φ168×9,16Mn）和加热室（外管φ508×10，φ508×20，16Mn）两部分组成,所有管路加上弯头、锥头总重达4700吨。

1-9级共96根外套管（Φ508×10），单根长度65.6m，外管设计压力3.5Mpa,试验压力5.82Mpa，设计温度250ºC（介质为碱性蒸汽）。

每根外管套3根内管（φ168×9），共288根内管，单根长度65.8m，内管设计压力9.9Mpa,试验压力17.93Mpa,设计温度300ºC（介质为碱性料浆）。

10级共96根外套管（Φ508×20），单根长度65.6m，外管设计压力6.4Mpa,试验压力12.14Mpa，设计温度300ºC（介质为碱性蒸汽），每根外管套3根内管（φ168×9），共288根内管，压力、温度、介质等同1-9级内管。

11级共60根大管（Φ508×20），与1~9级内管连接，起料浆输送保温作用，单根长度65.6m，设计压力6.4Mpa,试验压力12.14Mpa，设计温度300ºC（介质为碱性料浆）。

此设备的用途是利用溶出的二次蒸汽，输送到加热室将隔膜泵送入的料浆加热到设计温度，然后输入溶出系统进行处理。

技术参数表如下：

名称

套管预热器

内管

外管

设计压力

9.9Mpa

Ra101~Ra109

3.5Mpa

Ra110

6.4Mpa

Ra111

6.4Mpa

试验压力

17.93Mpa

Ra101~Ra109

5.82Mpa

Ra110

12.14Mpa

Ra111

12.14Mpa

设计温度（℃）

300

Ra101~Ra109

250

Ra110

300

Ra111

300

介质特性

原矿浆Na2O浓度:

240g/l固含:

220g/l密度：

:

1482kg/m3

腐蚀余量

1.5

焊缝系数

0.9

主要材质

16Mn

16Mn

技术特性表

三、施工准备

1、材料准备

①、无缝钢管φ168×916MnGB6479-2000

无缝钢管φ508×1016MnGB6479-2000

无缝钢管φ508×2016MnGB6479-2000

②、U形弯头、法兰、锥头、螺栓、螺母、垫片

2、焊接材料的选用及主要工机具

①、母材材质16Mn，钨极氩弧焊丝选用THT50-6Φ2.0、Φ2.5,手工电弧焊盖面选用强度级别相当的J507焊条。

冬季施工电焊条易结霜、吸潮，电焊条在使用前进行烘干处理，把焊条放进烘箱加热到350℃烘培1小时直至干燥，取出后，贮存在保温筒内，在现场逐根取出使用，焊条尽量烘多少用多少，如果反复烘干，要防止药皮脱落，否则会使保护效果变差。

②、氧气纯度应在98.5%以上，乙炔气的含硫量和含碳量不超过规定；氩气的纯度不应低于99.6%且含水量不应大于50毫克/立方米。

③、施工机具：

钨极氩弧焊、手工焊机：

400A14台氩弧焊、盖面用

悬臂自动焊机：

PCAWM-24A21台盖面用

焊条烘干箱：

0。

C-400。

C1台烘烤焊条用

焊条保温桶：

8个焊条保温用

气动管子坡口机：

2台打磨坡口用

卷扬机：

2台供穿管及吊装用

角向磨光机：

φ100-φ15012台打磨坡口用

X光射线探伤设备：

5套管道焊缝探伤用

远红外线退火装置：

2套管道焊缝热处理

电动试压泵：

25Mpa1台管道试压用

履带式汽车吊：

80T2台供吊装管用

汽车吊：

25T1台供吊装管用

手拉葫芦（5T）10台供穿管用

手拉葫芦（3T）4台供对管、穿管用

手拉葫芦（2T）4台供对管用

手拉葫芦（1T）2台供对管用

④、人员：

管理3人电焊工24人

气焊工5人管工22人

起重工4人电工2人

四、施工工序

1、组对

材料到场后对其进行检查验收，所到材料必须具有出厂合格证及质量证明书，符合国家质量规范标准要求，无缝钢管及管部件根据设计尺寸进行外观检查，与设计订货数量、标准、型号核对准确无误，并逐根测量其椭圆度、壁厚等，做好记录，不合格者严禁使用。

平整好现场场地，用H型钢平铺成管道加工胎具，按材料情况把管道长度下好，坡口加工，因单根钢管长度约8.2M长，用气焊加工质量参差不齐，为此采用气动钢管坡口机将钢管单面加工成30°的坡口，尺寸如下：

然后将钢管放在可以转动的转台上，将坡口内外50mm内的铁锈脏物处理干净，将两管端组对成2.5mm间隙进行点焊，而有时不能穿透反而成形不好，实际上间隙都选在3—4mm之间。

组对时，每根内管分两段组对，第一段和第二段均为33米，用3根11m长的管子组对在一起，在下料时应注意留出加工余量。

2、焊接

施焊前必须检查对口平直度、焊口错边量，正式施焊时将定位焊肉磨成缓坡形。

焊接方法采用氩电联焊，即钨极氩弧焊打底，手工电弧焊及机械自动焊盖面。

焊接前用角向磨光机清除焊口两侧内、外表面及焊丝表面的油污和氧化膜，为防止管子内部的穿堂风影响焊接质量，将管子两端堵塞好。

为防止施焊场地风力影响，用彩条布搭设可移动挡风篷。

引弧必须在焊道中进行，当观察电弧燃烧稳定，氩气保护正常以后即可施焊。

φ168×9采用3点定位，φ508×10、φ508×20采用4点定位，焊肉在保证溶透的情况下小管尽量小而薄，大管宽而后，定位焊结束后，应在原处稍许停留以免焊点氧化。

焊接时，焊枪与工件表面或70。

——80。

的倾斜角。

焊丝与工件成10。

——15。

夹角，为了增强气体保护效果和减少热影响区宽度以防止工件变形，采用短弧焊接，喷嘴与工件表面距离调整到13mm左右。

焊接过程中焊枪应均匀地作直线运动，并横向摆动，钨极要对准焊缝中心，并不能和焊丝及溶池接触，以防产生钨极夹渣，电弧要稳定，焊丝是往复加入熔池即将焊丝送到池边缘（离熔池前缘1/4处）被熔化后随即移出熔池，但不能把焊丝端脱离氩气保护区以防氧化，如此往复进行，在焊接开始阶段，随着焊接温度升高，应适当增加焊丝频率，加快焊接速度。

熄弧一般在熔池中多加焊丝再慢慢拉开电弧，并继续送出保护气体3-5秒钟或收弧板上收弧，不然易产生裂纹，气孔和焊穿现象。

焊接时将套管两端用20mm厚的钢板焊死，所有组对焊接好的套管按图纸支架列线分层、分组分批编制号码，便于后面探伤、吊装方便高效。

3、探伤、退火

根据设计要求对焊缝进行外观检验和无损探伤检验，所有Φ168内管对接焊缝采用100%射线探伤，Ⅱ级为合格。

但Φ508大管采用热轧（挤压、扩）管，热轧（挤压、扩）管在生产时外径的允许偏差为±1%，壁厚的允许偏差为+15%、-12.5%，圆度允许的偏差为不大于外径允许偏差的50%~80%。

根据我们测量的数据，这些钢管都在标准质量偏差之内，符合要求。

根据国家规范焊接质量要求，管子在组对焊接时内管应齐平，内壁的错边量偏差不应大于2mm。

我们采用测量、记号、挑选组对的措施，尽量缩小因直径、壁厚、椭圆度形成的累计误差，但还是不能完全达到内壁的错边偏差量小于2mm，在1mm~4mm不等。

这种情况下，采用X射线探伤时会出现相应问题，不符合Ⅱ级要求，但焊缝的实际质量没有问题，则采用超声波探伤即可。

为消除或减少焊接产生的应力，焊缝探伤合格后进行焊缝热处理。

热处理的方法选用退火处理，即采用LCD型履带电加器进行加热，退火温度有控制箱控制，根据下表退火曲线参数退火（表一、表二）。

本设备热处理后，不得在设备本体金属上焊接任何构件，

在组对内管的时候将探伤和退火的工序穿插其间，白天组对焊接，因考虑到探伤时其他人员的安全距离，则选择晚上换班探伤，探伤合格的焊缝第二天抽人员分批组对焊缝进行包裹、捆扎，晚上由专人进行热处理。

4、吊装

根据本次实际情况，采用从北向南K线开始3跨为一组分层吊装。

待第一层钢梁安装完毕，将之前在地面组对成型的套管用80吨吊车向厂房内的第一层（最底层）横梁上吊装，设5个吊点，第一层11级12根大管吊装完毕后，才能安装第二层横梁，再吊装第二层36根内管，每吊装完一层内管立即安装上一层横梁，再吊装上一层内管，按照上述顺序逐层安装。

第一个3跨吊装到顶才能进入下一组3跨的吊装，便于吊车能有足够的旋转空间。

在这一过程中，另一批人组对制作外套管，分组编号放于钢结构厂房的东西两端，以便于后面外管穿管。

示意图如下（图一）：

5、试压

内管设计压力为同等压力，为17.93Mpa,内管单体试压仍然按照吊装顺序分三次进行，每次将三跨所有内管连在一起试压。

当前三跨内管安装完毕、探伤合格、热处理完毕后，用φ45*5及φ32*5的无缝钢管靠近水源的一端连接起来，用水泵注水试压，冬季天气比较寒冷，接一期生产原有热水比较理想，试压时应将套管固定，试压合格后方能穿外管。

外管安装完毕后，按照设计要求分三个等级进行试压，1-9级Ra101~Ra1095.82Mpa,10级Ra110、11级Ra11112.14Mpa,最后要进行整体压力试验。

（另见试压方案）

6、安装

试压完毕，按编制好的号码3根一组按图纸距离用制作好的支架、间隔板焊接固定，准备穿外管。

套管预热器安装过程中因全部在钢结构框架内施工，为此采取利用钢结构框架屋架的方式进行。

在钢结构框架内高端和底端共设4个5t的倒链，将捆好的内管悬空，穿外管时，卷扬机设在厂房中间，从两头向中间穿，顺序按提前编制好的组别进行，将放于厂房东西两端的外管用吊车逐一穿入内管一部分后，将卷扬机的钢丝绳栓在外管上往里拉，设6个吊点就可以了，每个吊点处必须站一个人操作导链，并铺上跳板，以保证安全，为方便起见，在栓外管的钢丝绳上捆一根麻绳，当卷扬机牵引外管到位后，可利用麻绳将钢丝绳迅速拉回去穿下一根外管。

外管穿完，将一端的堵头内外焊接完毕，用卷扬拉动外管往一端串接，直至另一端头，精确测量长度之后焊接堵头，最后用半瓦封死预留缺口。

当内、外直管安装完毕，就可安装U型弯管了，U型弯管共246个，其中11级弯头采用焊接形式，不影响其他安装。

U型弯管与法兰组对时必须在同一胎具上进行，以保证其具有互换性。

外管整体试压待二次蒸汽管和冷凝水管安装后一起试压。

7、安装时还应注意如下要点

①、套管直管制造时，套管两端留出加工余量，安装前不截取，不组对法兰，在内管装入套管时必须将焊口位置准确记录下来，按预先编制好的编码标示于套管上面作好移交记录。

②、在直管两端各设控制总长度的基准点，一般距离管端800mm以内，以基准点的测量起点为准进行测量，测量前36根直管起点须进行统一对齐，统一测量，划线截取加工余量。

③、每层36根直管安装就位，现场组装时，必须以弯管为基准调整各管间的间隙，调整水平间距、垂直间距、相邻套管间距误差以保证弯管的互换性。

④、法兰接口组装时须处理好法兰的接口面，在焊接一对环连面法兰时，为了防止焊接过程中引弧打坏法兰结合面和环垫，在法兰两侧跨接接地线，

⑤、组对直管上的法兰。

法兰螺栓孔跨间布置，在法兰连接面上划出“十”字中心线，其误差控制在0.2mm以内，所有直管上的法兰点焊固定，以法兰面“十”字中心线测量所有法兰间距（水平方向）和法兰面须在同一垂直面上。

⑥、按安装位置任意选择两端组装弯管法兰和弯管。

若弯管的不值公差超出，不得调套管,只允许调整“R”值，不允许强力进行对口，这时法兰焊口仍然只能点焊，拆除此法兰上的弯管，然后用此弯管按安装位置与其它直管上的法兰进行组装，如有误，须再进行调整。

⑦、上述技措完后，再安装所有弯管上的法兰，用螺栓把紧进组装，再施焊全部接口，焊缝采用全焊透结构。

五、安全及文明措施

①、工程队坚持每周安全会和作业组班前安全交底活动，其内容根据工程特点进行安全教育，讲解安全技术，操作规程，检查现场的不安全因数和隐患，制定预防措施，对进入施工现场的工作人员必须进行入场安全教育，学习本工种操作规程和有关安全制度，场内进口和危险区挂宣传画、标语或警示标志。

②、不允许氧气瓶和乙炔气瓶混运混堆，施工时，两种瓶子的距离达到安全距离。

③、现场临时用电要求一律采用“三相五线制”配线，所有插座插头要全部改成“三相五线制”。

每个临时配电盘（箱）必须全部安装灵敏的漏电保护器。

不允许裸线现象，控制开关设置安全保护箱（罩）。

使用角向磨光机必须佩戴安全面罩。

④、做好现场的文明施工，材料的堆放和机具的布置要合理，并做好标识，做到活完料清，

⑤、吊装设施必须完好，如：

卷扬机，链式起重机，汽车吊等，钢丝绳须大于安全系数，吊装时，指挥信号准确，吊装点须牢固，吊物下面，绳索的三角区和吊车把杆下不允许站人。

⑥、防止高空坠落，做好“三宝”配戴，注意清查结霜、结冰情况。