H2S镍基不锈钢施工技术措施

1、四川石化65万吨/年对二甲苯芳烃联合装置 含氢气管线和镍基不锈钢管线焊接施工技术措施中国石油四川石化炼化一体化工程65万吨/年对二甲苯芳烃联合装置含氢气管线和镍基不锈钢管线焊接施工技术措施编制：审核： 批准： 中国石油天然气第七建设公司四川石化项目部二一二年三月一、 适用范围本措施仅适用于中国石油四川石化公司65万吨/年对二甲苯芳烃联合装置预加氢重整单元含氢气管线和镍基不锈钢管线的焊接。二、工程概述据初步统计，预加氢重整管带区包含氢气管线282吋，管子直径范围DN20-DN80；管道壁厚5.5mm-10mm，重整反再框架区包含镍基不锈钢管线53吋，管子直径DN300；管道壁厚4.5mm。因为其

2、焊接的特殊性，焊接质量要求高，焊接施工工序复杂，需要先进合理的焊接工艺和严格的过程控制。我们根据设计文件、相关标准及焊接工艺评定编制施工措施。三、焊接程序焊接设备条件焊接环境条件材料检验与管理审查图纸及设计文件进场复验焊工管理焊接工艺评定入库存储焊条烘烤焊工岗前考试编制焊接施工方案发放使用坡口加工与组对回收签发上岗证组对质量检查记录施焊 返修焊缝外观检验焊缝无损检测焊接资料整理四、焊接工艺选择20# 采用手工钨极氩弧焊+手工焊条电弧焊（GTAW+SMAW），盖面焊接工艺，返修工艺与之相同，对于DN50可采取手工钨极氩弧焊（GTAW）焊接工艺，返修工艺与之相同。N08825采用手工钨极氩弧焊(G

3、TAW)焊接工艺，返修工艺与之相同。焊接规范见表1表1 焊接规范表序号钢管材质层次电流电压（V）送丝速度（in/min)焊接速度（cm/min)线能量（KJ/cm)极性安培（A）120#（DN50）根焊DCEN120-13020-24N/A6-89.45盖面DCEN125-13520-24N/A6-89.33220#（DN50）根焊DCEN120-13020-24N/A6-810.33填充DCEN125-13520-24N/A6-814.4盖面DCEP90-10028-30N/A8-1015.843N08825填充DCEN59-6011-12N/A4-67-13盖面DCEN59-6011-12

4、N/A5-76-10注：DCEN钨极接电源负极，DCEP焊条接电源正极。五、焊接材料选择选择采用焊接工艺评定的焊接材料的作为本工程接材料。焊接材料明细表见表2：表2 焊材明细表序号钢管材质焊材牌号焊材型号规格(mm)其它备注120#（DN50）/CHG-SH2.5打底、盖面220#（DN50）/CHG-SH2.5打底、填充CHE427SHA/3.2盖面3N08825/ERNiFeCr-12.4打底、盖面六、焊接工艺评定的掌握工程焊接前，应对焊接工艺评定进行研讨，了解其焊接具体要求，以便于制定相对应的焊接工艺规程和作业指导书。根据现场施焊焊件的材质、规格型号来选用公司编制的焊接工艺评定报告，并根

5、据焊接工艺评定报告编制焊接工艺卡。焊工应根据焊接工艺卡施焊。 选用的焊接工艺评定目录见表3。表3.2 表3焊接工艺评定目录序号焊 评 编 号母材材质及规格（mm）焊接方法焊接材料适用壁厚(mm)1PQR-077-2010UNS N08825 484GTAWERNiFeCr-11.5-82PQR-078-201020#,ANTI-H2SGTAW+SMAWCHG-SH+CHE427SHA1.5-15七、焊材管理本工程采用的焊接材料严格按施工规范和焊接工艺规程的要求，焊接材料应有质量证明书和合格证，自检合格后，报验合格后方可使用。焊材的保管、烘干、发放统一由供应部门负责，焊接材料在验收合格后入库保管

6、。库房设专职保管员负责焊材的入库登记、烘干、发放和回收，具体要求如下：1、专用焊材库和焊材烘干室焊材库和焊材烘干室，配备焊条烘干机、空调机和干湿温度计以及温度自动记录仪，焊材应按种类、牌号、批次、规格及入库时间分类摆放，且标识清楚。焊条堆放要离地、离墙300mm以上，以保证通风良好。焊接材料应按种类、牌号、批号、规格和入库时间分类放置，并应有标识。2、焊条烘干（1）焊条启封后，首先由保管员对焊条进行外观检查，确认合格后立即放入烘干箱；（2）经过烘干的焊条装入恒温箱内存放并做好记录，对烘干的焊条种类、批量、批号记录清楚；（3）焊条使用前按使用说明书焊接工艺评定要求规定进行烘干，焊条领用应用保温筒

7、盛装，随用随取，保温筒在使用过程中应通电保温，焊条从入库、出库、烘干、发放到回收，整个过程均作好记录，焊接责任工程师随时检查监督。（4）本工程所涉及的含氢管线焊条型号为CHE427SHA 3.2（用于填充、盖面），焊条使用前高温烘干必须达到350，时间为2小时（2h是烘烤时间不是保温时间）。3、焊条发放（1）经烘干的低氢型焊条，存放在温度为100-150的恒温箱内，随用随取，其他类型焊条根据焊接工艺评定执行；（2）焊工依据焊接责任工程师签发的焊条领用卡到烘干室领取焊条，领用时，必须配备焊条保温筒；（3）现场使用的焊条，存放在性能良好的保温筒内，当环境相对湿度大于80%，限领2小时使用量；当环境

8、相对湿度小于80%时，限领4小时使用量；（4）焊条在领用和使用过程中，一定要放在保温筒同，不同牌号、规格的焊条，严禁放在同一个保温筒内；（5）受潮的焊条、超时未用完的焊条应回收存放、低氢型焊条重新烘干后首先使用，烘烤次数不宜超过2次，相关规定严格按工艺评定、焊条使用说明书执行；（6）保管员对焊条烘干与发放做好详细记录，使之具有可追溯性。八、焊前准备1、参加施焊的焊工，必须具有技术监督部门颁发的相应类别的焊工合格证，担任合格项目范围内的焊接工作，并在有效期内；2、管线组对前，清净管子里面的灰土和杂质，清管完的管端口必须用塑料布捆扎好。每天下班前用临时堵板将未组对完的管道封堵，避免进入杂物。3、管

9、线在预制过程中对于焊接部位如果影响到管线的标识，应在无焊接部位将管线的材质、管径、防腐形式，预制单管图号等标识进行移植，以方便后期进行安装组对时进行查找。4、含氢气体管线管子的切割宜采用机械方法，也可采用氧乙炔焰热切割方法。在采用热切割方法后，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。镍基不锈钢加工应采用专用刀具机械加工，若用砂轮机加工或修磨时，应使用专用砂轮片。5、管子切口表面应平整，无裂纹、重皮、毛刺、凹凸、缩口、熔渣、氧化物、铁屑等。6、焊接管端应按焊接作业指导书规定的尺寸加工出坡口。7、坡口的质量应符合下列要求： （1）表面平整，不得有裂纹、重皮、

10、毛刺、凹凸缩口； （2）加工表面无熔渣、氧化铁、铁屑等污物； （3）端面倾斜偏差为管子外径的1%，且不得超过2 mm； （4）坡口尺寸和角度符合焊接作业指导书的要求。8、在管子上开孔，应采用机械方法。焊接接头及其边缘上不宜开孔。否则，管道1.5倍开孔直径范围内的焊接接头应进行100%射线检测。9、管口及焊丝的清理（1）管口的清理应符合下列要求： 管道组对前应彻底清除管内杂物，确保管端内外表面50 mm范围内无泥浆、油漆、油污等污物； 在清理管道表面防腐层过程中，加热温度不超过350 ； 含氢气管线管子组对前，使用角向磨光机或钢丝刷等专用工具将坡口面及管口内外侧至少50 mm范围内的氧化皮、锈、

11、漆、油脂、泥、水分和其它物质彻底清除，直到完全露出金属光泽为止；镍基不锈钢管道焊接前，应采用机械方法或化学清洗方法，对坡口及其两侧各50 mm范围内的氧化皮、油脂和污染物等进行彻底清理。（2）焊接前应对焊接使用的焊丝进行表面清理。对镍基不锈钢焊丝宜使用机械方法或化学方法进行彻底清理。10、管道组对应符合下列要求： （1）保护镍基不锈钢有色金属表面，防止发生机械损伤； （2）管道组对时，应垫置牢固，定位可靠，防止在焊接过程中产生变形； （3）除设计文件规定的管道冷拉伸或冷压缩焊口外，不得强行组对； （4）需冷拉伸或冷压缩的管道焊口，组对时所使用的工装应待整个焊口焊接及热处理完毕并经焊接检验合格后

12、方可拆除； （5）壁厚相同的管子组对时应做到内壁齐平，管道外壁错边量不宜超过壁厚的10%，且不大于1.6 mm； （6）管道两相邻焊缝中心的间距当管子公称直径大于或等于150 mm时不应小于150 mm，当管子公称直径小于150 mm时不应小于管子外径；11、管道定位焊接应符合下列要求：定位焊所用的焊材、焊接工艺参数、预热温度及保护气体等条件应与正式焊接相同；定位焊的焊缝长度宜为10 mm15 mm、厚度为2 mm4 mm，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；焊接过程中所有定位焊缝应打磨干净，定位焊缝不作为永久焊缝存在。九、焊接1、焊接过程中应严格控制焊接线能量，单道焊缝最

13、大线能量不超过焊接工艺指导书规定的最大值。2、焊接时不应在被焊件表面引燃电弧、试验电流，施焊过程中应注意接头和收弧的质量，收弧时应将熔池填满，多层多道焊的焊接接头应错开。3、施焊过程中除工艺和检验要求进行分层焊接者外，应一次连续完成，不应中断；若被迫中断时应采取相应的后热、缓冷和保温等措施。重新焊接时，应经检查确认无裂纹后，方可按照工艺要求施焊。4、在多层多道焊接时，应按照焊接工艺指导书的要求逐层进行检查，合格后方可焊接次层，直至完成。5、施焊过程中应严格控制层间温度，镍基不锈钢的层间温度不大于100。6、镍基不锈钢施焊前两端应采取措施进行封闭。焊接时，管内必须充氩气保护，并且要采取措施保证氩

14、气将管内的空气充分置换干净。十、焊接检验焊接检查包括焊接前检查、焊接中间检查、焊后检查。1、焊前检验：组对前要对各零部件的主要结构尺寸、坡口尺寸、坡口表面进行检查，组对后要检查组对构件的形状、位置、错边量、角变形、组对间隙等。焊接前要检查施工焊环境、焊接设备、焊接材料。2、焊接中间检验（1）定位焊缝焊完后，应消除渣皮进行检查，每层焊完后，要立即对层间进行清理，并进行外观检查，发现缺陷及时消除后方可进行下一层的焊接；（2）对焊接线能量、焊缝层次及层间温度如有特定的要求，焊接时应测量电弧电压、焊接电流、焊接速度，对焊缝层次、层间温度检查记录确认其符合焊接作业指导要求；（3）多层焊每层焊完后，立即对

15、层间进行清理，并进行外观检查，发现缺陷应清除后方可进行下层焊道的焊接。3、焊后检验：焊后检验包括外观检查和无损检测（由业主指定第三方检测）。 （1）外观检查 焊接接头不允许有裂纹、未熔合、气孔、夹渣、飞溅存在； 焊缝咬边深度不得大于0.5mm，连续咬边长度不得大于100mm，且焊缝两侧咬边总长不大于该焊缝全长的10。焊缝表面不得低于母材。 焊缝外观应成型良好，宽度宜盖过坡口边缘12mm为宜，且应平滑过渡。 焊口完成后，将接头及两侧母材表面上的熔渣、飞溅物清理干净，并用钢丝刷轮进一步清理光洁。焊工进行焊缝外观自检，填好自检记录，交专检人员复检，专检合格的焊缝进行签字认证。 在焊接过程中发现缺陷应

16、立即清理修补，外检超标缺陷则应进行焊接修补，每处焊接修补长度应大于50mm，同一处缺陷修补不应超过二次。（2）无损检测 对氢气管线进行10%射线探伤，镍基不锈钢管线100%探伤，射线检测时，合格等级不得低于承压设备无损检测JB/T4730-2005中级标准，且不得有未焊透的缺陷。（3）焊缝返修 无损探伤不合格的焊口，应进行焊缝返修。焊缝返修应执行评定后的焊缝返修工艺，由取得焊缝返修资格的焊工进行焊缝返修。 根据缺陷性质和范围确认进行焊缝返修还是割掉重焊：当裂纹长度超过焊缝长度的8%；需除去根部焊道的返修焊缝总长超过焊口周长的20%；需返修的焊缝总长超过焊口周长的30%；同一部位的补修及返修累计

17、次数超过两次的情况下，应割掉整个焊口重焊。当缺陷累计数量和长度低于上述情况时，可进行焊缝的返修。 根据焊缝返修通知单，通知单上明确缺陷性质、缺陷范围和缺陷位置。核对缺陷位置准确无误后可进行缺陷清理。 采用砂轮打磨清除缺陷。 缺陷清除后，修磨出便于焊接的坡口形状，确认缺陷已清除，坡口及其周围25mm处应露出金属光泽。每处返修的焊缝长度大于50mm。 按返修工艺规定进行预热，预热温度稍高于正常焊接时的预热温度。 返修后的焊口，填写无损检测委托单委托进行无损检测。十一、焊后热处理1、焊后热处理参数详见表4：表4焊后热处理参数母材壁厚(mm)升温速度（/h）恒温温度（）恒温时间（min）降温速度（/h）20#,ANTI-H2S任意壁厚1.300以下不控制2.300以上，升温速度220/h600-650601.300以上，降温速度260/h2. 300以下自然冷却。2、当焊缝焊接完毕后，立即进行热处理，操作人员应按热处理工艺卡的工艺参数要求进行热处理工作，热处理曲线见下图：20#热处理工艺曲线3、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50 mm。加热区以外100 mm范围内应予以保温，且管道端口应封闭。4、热处理的加热速度、恒温时间及冷却速度，应符合下列要求： 加热升温至