工艺管道焊接技术措施

1、编号：LYXM JQLH JSCS1 2010 加辽阳石化分公司100万吨/年加氢裂化装置安装工程工艺管道焊接施工技术措施中国石油天然气第一建设公司辽阳项目经理部2010年1月27日施工组织设计（方案）报审表工程名称：100万吨/年加氢裂化改造工程编号:G-2010-07-DX1110-A2/015致：吉林梦溪工程管理有限公司辽阳项目部我方已根据施工合同的有关规定完成了工艺管道焊接工程施工组织设计（方案）的编制，并经我单位上级技术负责人审查批准，请予以审查。附：工艺规定焊接施工技术措施承包单位（章）一,项目经理一 _ 日期专业监理工程师审查意见:专业监理工程师一一日 期 总监理工程师审核意见:

2、项目监理结构总监理工程师日 期施工组织设计（方案）报审表工程名称：100万吨/年加氢裂化改造工程编号：G-2010-07-DX1110-A2/015 致：吉林梦溪工程管理有限公司辽阳 项目部我方已根据施工合同的有关规定完成了工艺管道焊接工程施工组织设计（方案）的编制，并经我单位上级技术负责人审查批准，请予以审查。附：工艺规定焊接施工技术措施承包单位（章）项目经理 日期专业监理工程师审查意见:专业监理工程师 -日 期 总监理工程师审核意见：项目监理机构总监理工程师一日期100万吨/年加氢裂化装置安装工程 工艺管道焊接施工技术措施工程建设单位审批审批意见年月日监理单位审批审批意见公章 代表年 月日

3、施工单位审查会签审批意见公章编制审核批准年 月日目录1工程概况22编制依据233 焊接技术万案3 . 1焊接施工顺序33 .2焊接的一般规定43 .3焊前准备53 .4焊接工艺63 .5焊接方案_103 .6焊后热处理123 . 7焊接检验 一一134质量保证措施155安全保证措施166劳动力计划 1 M L IM “ 二-一 =_ = _ _ _ _ _l 167焊接主要施工机具188施工手段用料181工程概况辽阳石化分公司100万吨/年加氢裂化装置工程项目概算批复总投资9.12亿元，是中国石油天然气股份有限公司重点工程。该装置与200万吨/年加氢精制装置及其公用区域管理控制中心、联合变配

4、电所集中布置在一个区域内。总占地 3. 62公顷，其中本装置占地1. 49公顷。本工程由中国石化洛阳石化工程公司设计，吉林工程建设监理公司进行全程监理，石油天然气辽阳工程质量监督站进行质量监督，我公司承担100万吨/年加氢裂化装置安装工程的施工。我公司的施工范围包括装置界区内的钢结构安装、设备安装、工业炉安装、 工业管线及管支架安装、地下管网安装、防腐工程、保温工程、防火工程。本工程承包施工合同开工日期为 2009年10月1日，中交日期为2010年8 月 20 日0本工程主要材质有 A106-B、20 井、20G、Q235B Q235+ Zn、TP321、 06Cr19Ni10(304)、15

5、CrMoG共计32Km其中高压管道 3. 8Km其主要介质为易 燃易爆、高压临氢等危险介质，对管道的焊接质量、内部清洁度要求较高，碳钢 管线壁厚最大达36. 53mm不锈钢部分达45. 24mm大部分需要焊前预热、焊 后进行去应力消除处理，给焊接施工带来不便，增加焊接难度，特制此措施以指 导施工，在焊接过程中要严格按照焊接规程及措施进行施工。2 编制依据中国石化洛阳石油化工工程公司初步设计及相关施工图纸现场设备、工业管道工程施工及验收规范GB50236-98工业金属管道工程施工及验收规范GB50235-97钢制压力容器焊接工艺评定JB4708-2000石油化工铬镍奥氏体钢铁镍合金管道合金规程S

6、H3523-1999石油化工铬钼耐热钢焊接规程 SH/T3520-2004石油化工异种钢焊接规程 SH/T3526-2004石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范SH3501-2002承压设备无损检测 JB/T4730-2005焊接工艺评定管理标准 Q/CNPYGS G 326 . 13- 20091CrMo管道焊接及热处理施工工艺标准 Q/CNPYGS G 305 01-2009应力管道安装质量保证手册质量保证手册 Q/CNPC YGS G 326 062009公司有关程序文件3焊接技术方案3.1焊接施工程序审查图样及设计文件焊接设备条件材料检验与管进厂复检焊接工艺评定焊工管理编制焊接

7、施工方案、焊工岗前培训交底焊接环入库储存焊接资料管理3. 2焊接的一般规定作好焊接施工前的技术交底工作，抓好焊工管理、焊材管理、焊接工艺、工艺执行情况的管理，严肃纪律，确实抓好焊接这个关键程序的执行。3. 2. 1焊工要求担任焊接任务的焊工必须持有劳动部门颁发的焊工资质证，其合格项目应 在有效期内，且所焊项目不能超出其持有的合格项目所允许的施焊范围 施焊前对符合条件的焊工进行考核确认， 考核确认合格后，方可进行其相应项目 的工程焊接。3. 2. 2焊接工艺评定要求焊缝无损探伤必须由经专业技术培训和考核合格的专业人员承担，评片应由取得锅炉压力容器检验U级资格证书以上的人员承担。324 焊接材料要

8、求焊接材料的管理是保证焊接质量的前提， 焊材错用将会造成无法预见的后果，焊 条吸潮会导致焊接接头产生冷裂纹。为保证焊接质量，对焊材管理要求： 对于进口焊材，要有商检部门组织、建设单位、监理单位和物资部门进行商 检，并对焊条进行抽样复检，复检合格后方可验收入库使用。 焊条应具有产品质量证书，焊条的药皮不得有脱落或明显的裂纹，并符合相 关规范的要求。 焊条应存放于干燥、通风良好、温度大于 5C，且相对空气湿度小于60%的 库房内；焊条应有专人负责保管、烘干和发放，并做好烘干、发放和回收记录，焊条烘干不得超过两次；对温度、高压管道所用焊材建立专用焊材库， 配备去湿机和干湿温度计，保证焊条库符合以上规

9、定要求。 焊条领用时必须用焊条保温桶，且每次只能领用一个品种焊材，焊材的领用， 必须填写领用申请单，由项目相关责任工程师签字确认； 对于不同焊材焊条要分类摆放、烘干，并有明显标志，注明焊条牌号及规格， 同一烘干箱内不得有异类焊条，以避免用错； 对于焊丝要作好色标管理； 同一焊工一个焊条筒内不得有两种或两种以上焊丝或焊条 对焊条发放、回收要作好记录，且回收、第二次烘干的焊条不得用于高温高 压管道焊接。第二次烘干后仍未用完的焊条不得用于正式工程焊接。3.3焊前准备3.3.1坡口形式3.3.1.1当厚度小于3mm时，采用I型坡口；3.3.1.2当厚度3mm时，采用V型坡口，坡口加工尺寸如图1所示；

10、3.3.1.3当厚度26mm寸，管道采用单面焊双面成型，开V、Y型复合坡口， 如图2所示。碳钢（合金钢）不锈钢&PCa&PCa2v t 321 1.560土 52v t 30 0.50 1.060 53v t 62.5 260土 53v t 61 1.50. 51. 560 56v t 202. 50360土 56v t 201. 5 20360 521v t 6020370土 521 v t 50或& 4mm氩-电联焊GTAW SMAW3.4.2焊材选择表3同种材质焊接选用焊条序号材质焊接方法焊接材料备注1Q235B氩弧焊H08 Mn 2SiA手工电弧 焊E4315 (J427)2Q245R

11、氩弧焊H08 Mn 2SiA手工电弧 焊E4315 (J427)320#ASTM A105或 A106B)手工电弧 焊E4315 (J427)氩弧焊H08 Mn 2SiA415CrMoG手工电弧 焊E5515-B2(R307)氩弧焊TIG-1CM506Cr19Ni10(304)TP321氩弧焊H0Cr20Ni10Ti自保焊丝TGF347手工电弧 焊A132A137606Cr19Ni10(304)氩弧焊HOCr21Ni10手工电弧 焊A1073.422异种钢焊接焊材选用表4异种钢焊接焊材选用序号母材焊接方法焊材备注116Mn W 20# /Q235B手工电弧焊J427206Cr19Ni10/TP

12、321+ A106B氩弧焊H0Cr24Ni13手工电弧焊A307315CrMoG手工电弧焊E5515-B2(R307)氩弧焊TIG-1CM3.423焊条烘干温度及保持时间表5焊条烘干温度及保持时间序号焊条牌号烘干温度C烘干恒温时间（h）1J42735012J42215013R30735014A13725015A30725016A10725013.4.3焊接工艺评定表6所用焊接工艺评定序 号材料名称（材 质）装置壁厚范围（mm）评定编号备注120#I -1-G3.5-GTAWV5G220# /A1063-36. 53mmA106Gr.B-G39.47-(GTAW SMAW)U5GiA3 :20#

13、 /A106A106Gr.B-G18.26-(GTAW SMAW)U5(G406Cr19Ni103.5-6.5mmVD -1-G6-(GTAW SMAW)V5G5TP3217-45.24mmVD -1-G20.62-(GTAW+ SMAW)V5GS6TP3216,35-45.24mmV-1-G25.4-(GTAW+ SMAW)V5GS715CrMoG5-9.5IV -1-G9.5-(GTAW+ SMAW)V5G3.4.4定位焊缝要求 定位焊的焊接工艺同正式焊接工艺相同。 定位焊焊点应均匀发布，环焊缝点焊间距为300500mm正式焊接时，起焊点应在两定位焊缝之间； 定位焊的长度为1015mm高为

14、24mm且不超过壁厚的2/3。 为确保底层焊道成型良好，减少应力集中，定位焊缝的两端为缓坡状，否则应 进行打磨 定位焊缝的长度、厚度和间距能保证焊缝在正式焊接过程中不致开裂，可按 下表执行。溶入永久焊缝内的定位焊两端应修整便于接弧。 焊接根部焊道前，对定位焊缝进行检查，发现缺陷时处理后方可施焊。表7 定位焊缝的长度、厚度和间距允许偏差焊件厚度（mm焊缝高度（mm焊缝长度（mm间距（mr）i 550 100520 10100 300 20 50250400345焊接时的注意事项 严禁在焊道坡口外引弧、试验电流或随意焊接临时支撑物，焊接时所焊管道不 得有穿堂风；并防止电弧擦伤母材。 焊接施工中应注

15、意起弧和收弧的质量， 收弧时应将弧坑填满；多层焊的层间接 头应错开； 高空组对焊接时，应搭设防风棚，采取必要的防风措施。 多层多道焊时焊接过程中的层间温度不应低于其预热温度。每一焊道完成后彻底清除焊道表面的溶渣，消除各种表面缺陷，且每层焊道的接头应错开20-30mm以上；每层焊完后应立即对层间进行清理，并进行外观检查，发现缺陷，消除后 方可进行下一层的焊接。 与母材焊接的工卡具其材质宜与母材相同或同一类别号。拆除工卡具时不损伤母材，拆除后将残留焊疤打磨修整至与母材齐平，对于耐热钢材料，应对休磨后的焊痕进行渗透检测，无裂纹等缺陷为合格。对于不锈钢管道临时支撑件采用碳 钢时，两种材质间要用胶皮进行

16、隔离，不允许在不锈钢管线上焊接碳钢临时支撑。 每条焊缝应一次连续焊完，当因故中断焊接时，应根据工艺要求采取保温缓冷 或后热等防止产生裂纹的措施，再次焊接前应检查焊层表面，确认无裂纹后，方 可按工艺要求继续施焊。 低碳钢、奥氏体不锈钢及不锈钢与碳钢接头焊接时，应在焊接作业指导书规定 的焊接参数范围内，在保证焊透的条件下，采用小电流、短电弧、快速焊和多层 焊工艺，并应控制层间温度。 采用氩弧焊打底的焊缝，打底后及时进行填充焊，合金钢，不锈钢焊缝施焊时 内侧充氩气保护，为节省工期，提高生产率及质量合格率，对大部分碳钢、不锈 钢管道采用气体保护自动焊焊接技术。 封底焊时，采用袖珍手电筒从坡口间隙检查内

17、侧焊缝的成型质量，发现缺陷及时处理。 焊缝焊完后立即清除渣皮、飞溅物、清理干净焊缝表面，自检合格后通知专职 质检员进行焊缝外观检查。焊缝表面应光滑且与母材圆滑过渡，不允许有裂纹、 气孔、咬边等缺陷。（11）对于碳钢管线焊完后在焊缝100mn处打钢印，对不允许打钢印的材质要求 用记号笔进行标识，并及时在管段图上做好移植工作。（12）对于图纸有应力消除要求的焊缝要进行焊后消应力处理。消应力处理温度符 合表（8）及设计图纸要求。（13）对于符合表（8）中的焊接材料要进行相应的焊前预热及焊后热处理。温 度表按（8）中数据执行。表（8）钢预热及热处理温度钢号壁厚（mrh预热温度C壁厚（mr）i热处理温度

18、C备注P5任意250-300任意750-780 :20# A106 26100-200 30600-650(14) 对于环境温度低于0度时，除奥氏体不锈钢类外，无预热要求的钢材要在 始焊处100mn范围预热15度以上；预热过程中要防止局部过热。(15) 对于要求预热管道，预热范围以坡口中心两侧不小于壁厚的 3倍，且不小 于100mm对加热区要予以保温。3.5 焊接方案3.5.1低碳钢焊接本标段中的低碳钢主要为 Q235聊Zn、20#、20R 20G A106B Q245R 等材质，该类材料焊接性能良好，在正确的焊接工艺保证下，可以获得优质的焊 接接头，施工中同时应注意以下几个方面： 控制焊接线

19、能量在1530KJ/cm范围内，因为焊接线能量过大，焊缝接 头影响区晶粒会粗大，引起组织脆化，同时过大的线能量也会导致焊接变形量过 大。 焊前将坡口附近内外表面10mn范围内的铁锈、油污、漆、毛刺、水分等 清理干净，否则易产生气孔和氢白点。 施焊时采用短弧，以保证电弧稳定并加强对溶池的保护。 当管道壁厚大于等于26mm寸,坡口加工VY型坡口，焊接前需要进行50 150C的预热，预热在坡口两侧均匀进行，内外渗透并防止局部过热，预热宽度为坡口两侧距坡口中心各不小于壁厚的三倍范围；当壁厚为1929mm时焊后保温缓冷，采用20mm后的耐火纤维毯缠绕两层进行保温缓冷；壁厚大于等于30mm时，应按规范进行

20、600650 E的焊后热处理。对其他有特殊要求应力消除的焊 缝进行焊后应力消除热处理。3.5.2不锈钢的焊接本区域内不锈钢主要是ASTMTP32106Cr19Ni10，其导热系统小而线膨胀系 数大，自由状态下焊接时，易产生较大焊接变形，而且容易出现裂纹，接头处易 产生晶间腐蚀和应力腐蚀，为解决上述问题，采用如下对策： 主要采用V型坡口，壁厚部分采用VY型坡口，为减小焊接变形，坡口角 度和对口间隙应适当减小。 采用含碳量较小且加入合金元素的焊条和焊丝，可以有效地降低接头附近 碳化铬的形成，采用短弧操作，减少合金元素烧损。 选用药皮类型为碱性低氢型焊条，提高焊缝接头处的抗裂性能。焊接和热 处理时，

21、被焊件要支垫牢固，要减少变形量。 不锈钢导热系数小，电阻率大，在同样的焊接电流下可获得较大的熔深。 为防止过热，施焊电流应比特殊钢焊接时低20%左右，采用小电流，窄道、快速、 多层多道焊，焊条直线前进，不做横向摆动。 多层焊时，焊接过程中宜控制层间温度在100C以下。 焊接收弧时要慢，弧坑要填满，防止弧坑裂纹。 焊前要求在焊道两侧不少于100mm处涂白垩粉以防飞溅物等焊后不易清理，影响焊接质量；对于要求进行焊后应力消除管道，焊后应进行 850-900 C热处理，热处理采 用电加热法，加热速度：400C以上时，不得超过5000/ &,且不大于200 E /h, 低于50E /h ；恒温时间：&/

22、25小时，且不小于1/4h ；冷却速度：400C以上时， 不得超过6500/ &,且不大于260 E /h，不低于50 E /h.在焊后热处理过程中， 在加热区以外部分用复合硅酸盐保温材料进行保温，防止产生有害温度梯度。3.5.3 合金钢焊接本装置选用的Cr-Mo耐热钢材质有：15CrMoGP5.铬钼耐热钢，焊接接头过 热区容易产生裂纹，具有明显的回火脆性，对其坡口采用机械加工并进行 PT检 查。焊接前后的预热和热处理必须严格按焊接工艺要求。 坡口加工采用机械方法，现场的固定焊口无法机械加工时采用火焰切割， 切割后清除氧化层。 严格控制焊前预热及层间温度：对焊缝坡口两侧不小于三倍壁厚，及坡口

23、两侧各100mn左右范围内进行预热，预热温度见表（8），层间温度不低于预热温 度。 采用多层多道的焊接方法。 焊接时，当达到预热温度后，立即进行氩弧焊打底的焊接，且一次连续焊宀:完O 一道焊口必须一次焊完，若遇上停电等特殊情况无法施焊时， 要及时保护 焊缝，使其缓冷，再次施焊时，必须对焊缝重新加热至所要求的预热温度，方可 进行施焊。 焊后要求：焊后立即进行250350C、15Min后热，保温缓冷，并及时进行焊后热处理， 热处理完毕进行无损检测。3.5.4 焊缝返修焊缝返修工艺与正式焊接施工工艺相同， 对碳钢管线一道焊口返修次数不得 超过3次，对合金钢总部分不得超过两次； 对于第二次返工，要有技

24、术负责人组 织认真分析原因，制定相应措施，报批后方可进行返修工艺。对合金钢部分热处 理后进行的返修要重新进行焊后热处理，并重新进行无损检测及硬度检测等。3.6 焊后热处理各种材质焊后热处理温度见表（8）测温采用热电偶，测温点不少于两个，且热电偶关于热处理焊缝均匀布置。a：焊后热处理的加热速率、恒温时间及冷却速率按以下规定执行：I、当温度升至300E以上时，加热速度不大于（5125/&）C /h,且不得大 于 220 r /h ;n焊后热处理的恒温时间为每 25mm壁厚恒温1h，且不得小于30mi n,在恒 温时间内最高与最低温差不超过 50r；川、恒温后冷却速率不大于（6500/ &）r /h

25、且不得大于260r /h,300 r以 下可自然冷却。b:热处理设备：电脑控制的 TS-1型C：热处理过程：电脑设定热处理工艺参数点 焊热电偶 f 焊缝上缠绕加热带T保温毡保温T开机T自动输出热处理曲线d:热处理加热范围：以焊缝中心为基准，每侧在焊缝宽度的3倍以上，且不小于25mm加热范围r 3b3b/V图3 电加热范围示意图 e：保温宽度：加热宽度以外100mn范围内 f:热处理曲线：温度C热处理温度丄，恒温时间时间ming :热处理的质量检验:焊接接头的热处理用硬度测定法按下列规定进行检查：焊缝热处理后在其外表面的母材 A、热影响区B、焊缝C三处按下图规定检 查硬度。测定的硬度值需符合设计

26、文件规定，当设计文件无明确规定时，碳素钢不大 于母材硬度的120%合金钢不大于母材硬度的125%硬度值超过规定应重新热处理并作硬度测定。焊道热处理后，按照规定要求进行超声等无损检测复检。3.7焊接检验3.7.1 外观检查3.7.1.1 一般要求焊缝外观质量符合GB50236-98及GB3323等规范的规定，具体要求如下表9表9焊缝外观质量分级表检 验 项 目缺陷名称质量分级InIV裂纹不允许表面气孔不允许每50mm焊缝长度内允许直径w 0.3 &，且w 2mm的气孔2个，孔间距6倍 孔径每50mn旱旱缝长度内允许直径w 0.4 &，且w 3mm的气孔2 个,孔间距6倍孔径表面夹渣不允许深w 0

27、.1，长w 0.3 &，且w 10mm深w 0.2，长w 0.5 &，且w 20mm咬边不允许w 0.05 &，且w 0.5mm 连 续长度w 100mm且焊缝两 侧咬边总长w 10%旱缝全 长w 0.1 &，且w 1mm, 长度不限未焊透不允许单面焊允许值w 0.15 &， 且w 1.5，缺陷总长在6& 焊缝长度内不超过&w 0.2 &，且 w2.0mm,没每 100mm焊缝内缺陷总长w25mm根部收缩不允许 0.2+0.02&，且0.5mmw 0.2 + 0.02 & ,且w 1mmw 0.2 + 0.04 & ,且w 2mm长度不限角焊缝厚度不 足不允许w 0.3 + 0.5 &，且 w

28、1mm每个100mm焊缝长度内缺陷总长度w 25mmw 0.3 + 0.5 &，且w 2mm,每个100m m焊缝长度内缺陷总长度w 25mm角焊缝焊脚不 对称差值W 1 +0.1aw 2 + 0.15aw 2 + 0.2a余高 1 + 0.10b,且最大为3mm,w 1 + 0.2b,且最大为5mm注：（1）当咬边经磨削修整并平滑过渡时，可按焊缝一侧较薄母材最小允许厚度值评定。 角焊缝焊脚不对称在特定条件下要求平稳过渡时，不受本规定限制（如 搭接或不等厚板的对接和角接焊缝）。 除证明角焊缝缺陷外，其余均为对接、角接焊缝通用。 表中a设计焊缝厚度；b 焊缝宽度；&母材厚度。 焊缝质量分级的I、

29、U、M、W分别对应GB3323中的I级、U级、川、W级3.7.1.2 不锈钢焊缝的检验 焊缝表面不得有裂纹、未熔合、气孔、夹渣、咬边、熔合性飞溅和表面 凹陷；焊缝余高厶h:对于100%寸线检测的焊缝， h 1 + 0.1b1且不大于2mm 其余的焊缝， h 10100n4 400100n甲A类液 化氢4 Pv 1029 tv 40040nSHB甲A类可燃 气体和甲B 类可燃气体v 1029 tv 40020n乙类可燃气 体和乙A类可燃气体Pv 1029 tv 40010nSHC 一一.Pv 1029 tv 40054 Pv 10t v 40010SHEP MS1Pv41t v 400101 P

30、v 4t v 40053.721 渗透检查角焊缝焊接完成后，应进行表面渗透检查；对有延迟裂纹倾向的材料，至少应在 焊接完成24h后进行焊接接头的渗透检测，热处理完成后按规范要求进行渗透复 检；渗透探伤执行JB/4730-2005标准，1级合格。3.722 射线探伤按照设计文件及相关规范要求进行射线检测，U级合格，无损检测详见无损检查4质量保证措施施工过程要严格执行ISO9000体系、公司质量管理要求，作好施工技术交底。 项目质量管理网见100万吨/年加氢裂化装置施工组织设计相关部分。4.1在质量管理中严格按照ISO9002标准及程序文件执行。4.2按批准的技术措施要求施工，施工前抓好技术准备、技术交底工作，施 工中抓好技术措施的落实工作。施工过程中如需要对方案做重大调整，应有有关 人员出具补充方案，操作人员应按补充的方案施工，不得随意施工。4.3 组对、焊接、安装是施工质量管理的重点，直接影响着产品的质量， 在施工中，技术员、安装人员均要引起高度重视，坚持按措施施工，严把质量关。4.4 无损探伤人员严格按现行相关标准、规范要求操作，及时、准确评好 探伤底片，送出返修通知单或探伤报告。4.5 为保证焊接质量，搭设防风棚 2