煤气化框架钢结构焊接施工方案

神华宁煤400万吨/年煤炭间接液化项目煤气化装置第三标段煤气化框架钢结构焊接施工方案
编号：ELE-20003-330-SFA-0003
中国化学工程第十一建设有限公司
神宁煤制油气化项目部
目录
1编制说明和依据 (2)
1.1编制说明 (2)
1.2编制依据 (2)
2工程概况 (3)
2.1煤气化装置概况 (3)
2.2工程相关单位 (3)
13焊缝返修 (14)
14焊接施工管理 (14)
14.2焊接施焊过程阶段 (15)
如实认真填写并妥善保管好以下记录 (15)
14.3焊接检验阶段 (15)
16焊接施工安全措施 (16)
17焊接文明施工措施 (17)
18应急预案 (18)
19紧急救护措施 (18)
1编制说明和依据
1.1编制说明
为了确保神华宁煤400万吨/年煤炭间接液化项目煤气化装置第三标段非标设备焊接施工质量，特制订此方案.
施工过程中，总体控制应符合建设单位管理文件要求和设计图纸及相关规定的要求.
1.2编制依据
a. 《钢结构设计总说明》及现有气化框架图纸；
b. 《建筑钢结构焊接规程》 JGJ81－2002；
c. 《钢结构焊接规范》 GB50661-2011；
d．《承压设备无损检测》 JB/T4730.1- JB/T4730.6-2005；
e．煤气化装置第三标段质量管理手册；
f. 神宁煤制油【2014】93号文《煤制油项目建设指挥部焊接质量管理规定》；
2工程概况
2.1煤气化装置概况
煤气化装置是由混凝土结构框架和钢结构框架组合而成。

标高+39.8米（含39.8米）以下为混凝土结构框架，标高+39.5米至+94.35米为十字型立柱钢结构框架。

钢结构框架共分九层，东西长98米，南北宽40米，占地面积3920㎡。

结构框架立柱采用十字型立柱，规格分别为C201：+588*300*12*20、C202：+600*300*16*25、C203：+650*350*16*25，材质均为Q345B；主次梁规格繁多，其中大部分材质为Q235B。

结构框架框架梁44.5m层到78.825m层材质为Q345B；86.5m层、94.35m层材质为Q235B。

次梁材质为Q235B。

由于我方只实施煤气化框架钢结构的安装部分，所以焊接节点只考虑柱拼接、主次梁拼接和主次梁铰接。

又由于这些节点大部分以螺栓连接的形式连接，焊接量并不大。

2.2工程相关单位
工程名称：神华宁煤400万吨/年煤炭间接液化项目煤气化装置第三标段；
工程地点：宁东煤化工基地A区（B6）地块；
建设单位：神华宁夏煤业集团有限责任公司；
监理单位：抚顺诚信石化工程项目管理有限公司；
质量监督单位：石油化工工程质量监督总站；
设计单位：中国寰球工程公司；
施工单位：中国化学工程第十一建设有限公司
3煤气化框架钢结构焊接简述
手工焊时，Q345B采用J507焊条，Q235B采用J427焊条。

当Q235B与Q345B 构件连接时，连接板采用Q235B，焊条采用J427。

焊接质量等级：对接焊缝：二级；熔透坡口焊：二级;角焊缝：三级。

4被焊母材的化学成分和力学性能
1)Q235B化学成分和力学性能见下表1：
表1 Q235B化学成分和力学性
2)Q345B的化学成分和力学性能见表2：
表2 Q345B的化学成分和力学性
5焊材的化学性能和力学性能
1)J427的化学成分和力学性能，见表3：
表3 427的化学成分和力学性能
2)J507的化学成分和力学性能见下表4：
表4 J507的化学成分和力学性能
6焊接材料的管理
焊材应在合格供货方中定点采购，以取得稳定的质量，所采购的焊接材料应具有焊材生产厂家的质量证明书，其型号、规格及批号应与实物标识一致。

原生产厂的质量证明书为复印件时，应由提供复印件的焊材承销商加盖公章。

焊材入库前要进行入库前的检查验收工作，焊材入库验收应包装完好，并具有合格标签、包装及合格标签上的型号、规格及批号应与质量证明书一致，没有破损和受潮现象。

焊接材料设一级专库保管，设二级库烘烤、发放、回收。

焊材一、二级库应
保持适宜的温度及湿度，应具备防潮、通风、保温性能，并设有温湿度计实施监控, 库内温度应在5℃以上，相对湿度不超过60%。

焊材按规格、型号、批号、分类排放在货架上，作出标识，以免混杂。

如有存放一年以上的焊接材料用于重要部件焊接时，如对质量产生怀疑，应重新做出鉴定，符合质量要求时方可使用。

设专人在二级库对焊材实施烘烤、发放、回收管理，烘烤和保温温度及时间参数严格按表5执行。

表5 焊条烘烤时间和存放温度见下表
烘干后的焊条，要保存在100℃的恒温箱内，随用随取，在现场施焊时，要采用性能良好的焊条保温筒，上班时间从焊材烘烤室统一领取，下班后将焊条保温筒交回焊材烘烤室统一保管。

每天要根据当天的焊接工作量合理安排焊条的烘烤量，尽量作到烘烤多少就使用多少，避免重复烘烤。

对已重复烘烤的焊条要与其它焊条区分开，并在当天优先发放使用，焊条烘烤次数不超过二次。

7现场焊接环境的要求
当手工电弧焊时风速>8m/s，必须采取搭设防风棚等有效的防风措施，方可施焊，否则禁止施焊。

当焊接现场相对湿度>90%时，禁止施焊。

当下雨或下雪时，必须采取搭设防雨、防雪棚等有效的防雨雪措施，方可施焊。

当环境温度低于0℃时，对于没有要求预热的焊件，应在始焊处不小于100mm 范围内预热到20℃以上，方可施焊。

8焊前准备
1）组焊前应对本结构的不同材质、不同厚度、不同的焊接接头形式、不同位置和不同的焊接方法分项进行焊接工艺评定的试验，制定出合理有效的焊接工艺和焊接方法。

2）焊工必须持相应有效的合格证件上岗，上岗前还要进行技术交底，让每个焊工都能知道本结构的焊接方法、焊接工艺和焊接时应注意的事项，以及焊接安全措施。

3）组对前应对梁柱的对接接头的坡口进行打磨，打磨宽度为坡口两侧30～50㎜，接头处不得有锈、油漆、油污、污泥等有害杂质存在，让其露出金属金属光泽后用易燃的防腐材料刷上（用99％酒精加10％的漆片）。

4）组对前应对梁、柱的几何尺寸进行复检，对尺寸不足的梁、柱应在组对吊装前进行堆焊修理，使尺寸达到组对要求后方可组对，严禁因对接时尺寸不足而在焊缝中加钢筋、扁钢等填塞物。

5）柱与柱的组对形式如图1所示
图1 柱与柱的组对形式
6）梁与梁、梁与柱的组对形式如图2所示
图2 梁与梁、梁与柱的组对形式
9焊接工艺要求
1）钢结构的现场焊接，采用手工电弧焊。

2）焊缝等级：梁、柱拼接处的熔透焊缝为二级；角焊缝质量等级定为三级。

3）焊接时，对材质Q235B钢材手工电弧焊焊接：焊条使用J427；对材质为Q345B钢材使用J507焊条；Q345B与Q235B焊接使用J427焊条。

焊条使用前，
J427或J507焊条在300~400℃的温度下烘烤1.5~2小时；焊条经烘烤后放入100℃~150℃的保温箱中保温存放，随用随取，4小时用完。

4）安装焊接一般顺序：根据结构平面图形的特点，以对称轴为界或以下同体形结构处为分界区，配合吊装顺序进行安装焊接。

焊接顺序应遵循以下原则和程序：
a. 焊接时，应根据结构体形特点，选择若干基准柱或基准节间，开始焊接主梁与柱之间的焊缝，然后向四周扩展施焊，以避免收缩变形向一个方向累积。

b. 一节柱中每层柱-梁节点拼接完成，依照先上后下的顺序焊接拼接接头，保证框架稳固。

c. 栓焊混合节点中，应先栓后焊（如腹板的连接），避免焊接收缩引起孔间位移。

d. 柱-梁节点两侧对称的两根梁，应同时与柱相焊，减少焊接约束度，避免焊接裂纹产生，又可防止柱的偏斜。

e. 柱-柱节点的焊接自然是由下层往上层顺序焊接。

采用2名焊工对称焊的方法焊接。

由于多节柱子对接，可能使标高误差累积，在安装焊接两节柱后，应视实际偏差情况，在组对拼接时采取措施调整，以保证高度方向的安装精度。

5）焊接连接接触面和沿焊缝边缘每边30~50mm内的铁锈、毛刺、污垢等应清除干净。

6）焊条应按有关规定保存、烘烤、发放、使用，不得使用药皮脱落及焊芯生锈的焊条。

7）焊接时，焊工应遵守焊接工艺，不得自由施焊或在焊道外的母材上引弧。

8）多层焊接宜连续施焊，每一层焊道焊完应及时清理检查，清除缺陷后再焊。

9）焊接完毕，焊工应清除熔渣及飞溅，检查外观质量。

10）焊缝的质量检验要求：焊缝应100%进行外观检查，对所有主框架的柱梁拼接节点，梁与柱连接的V型坡口焊缝，支承大型设备的八字梁的连接焊缝按设计要求进行无损检验。

焊接时的工艺参数按焊接工程师下达的《焊接工艺卡》执行。

10冬季施工措施
由于本地区冬季特点是气候寒冷，风沙较大，给冬季施工带来了困难，特别是气化框架，高度高，风沙大，为克服气候带来的困难，保障现场正常施工，特编制本措施。

10.1冬季焊接施工一般要求
1）焊口两侧有雪水、霜冻时，必须将焊缝两侧烤干后才能焊接。

2）焊接过程中严格按焊接工艺卡规定参数执行。

钢结构焊接时，当焊接作业温度低于0℃时，应将构件焊接区各方向大于或等于二倍钢板厚度且不小于100mm范围内的母材，采用电加热或火焰加热，加热到20℃以上方可施焊。

3）焊条一级库应具备防潮、通风、保暖性能，并设温、湿度计实施监控。

室内温度应在5℃以上，相对湿度不超过60%，且每天必须保证二次检查干湿度表，保证焊接材料合格。

4）焊条烘烤室要作到随用随领，烘烤室不能存放超过一天用量的焊材。

5）焊工在冬季领用焊材时，要适当减少一次领用量，一次领用量最好不超过两小时，以降低潮湿气候的不良影响。

10.2冬季焊接施工防护措施
1）当环境温度低至0~-10℃时:焊前搭设防风棚，采取预热措施。

当环
境温度低至-10～-15℃时，焊接完成后除提高预热温度措施外，焊后采取后热措施，并用保温棉覆盖，冷却至环境温度。

在焊接过程中，每焊完一层应仔细检查焊层表面有无裂纹，确认无裂纹后再继续焊接，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，方可按原工艺要求继续施焊，但预热温度应适当提高。

2）当环境温度低于-15℃时，防风棚内采取取暖措施，确保棚内温度不低于-15℃，其预热温度应提高，焊接工艺同上。

11焊缝外观检查
所有焊缝应冷却到环境温度后进行外观检查，外观检查一般以目测，裂纹的检查应辅以5倍放大镜并在合适的光照条件下进行。

二级焊缝不得存在表面气孔、夹渣、裂纹、电弧擦伤等缺陷；焊缝余高为0～4mm，对接焊缝错边应小于0.1t（t为焊件厚度）且≤2.0 mm 。

二级焊缝咬边深度≤0.05t且≤0.5 mm、连续长度≤100 mm，且焊缝两侧咬边总长≤10%焊缝全长，余高以0～4 mm为宜，焊缝宽度应均匀一致。

焊缝的外观质量见表6；焊缝尺寸应见《建筑钢结构焊接规程》（JGJ81－2002）。

表6 焊缝外观质量允许偏差
注：①如果发现缺陷，应采用砂轮机打磨消除裂纹缺陷。

12焊缝无损探伤检查
1）一级焊缝进行100％的UT检验，其合格等级应为现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤和探伤结果的分级》（GB11345—1989）B级检验的Ⅱ级及Ⅱ级以上。

2）二级焊缝进行20％的UT抽检，其合格等级应为现行国家标准《钢焊缝
手工超声波探伤和探伤结果的分级》（GB11345—1989）B级检验的Ⅲ级及Ⅲ级以上。

13焊缝返修
外观检验和无损检测不合格的焊缝要进行返修，一般采取挖补的方法返修。

第一次返修由该焊工按原工艺进行返修，二次以上的返修要分析原因，由焊接工程师制订返修方案，并挑选水平较高的焊工进行返修。

补焊前要彻底清除缺陷，补焊后按原要求进行外观和无损探伤检查。

要求焊后缓冷的焊缝，补焊后要重新进行焊后缓冷。

同一位置上的返修不应超过三次。

14焊接施工管理
从焊接施工准备阶段到焊接检验完成全过程，要加强焊接工艺纪律，强化过程管理，做好以下几项工作。

14.1焊接施工准备阶段
1）完成并妥善保管好能100%履盖的焊接工艺评定及试样。

2）完成能100%履盖的焊工考试工作，并妥善保管好焊工资格证书，填写合格焊工登记表
3）根据评定合格焊接工艺评定编制各类焊缝的焊接工艺卡，向焊工进行技术交底，并按焊接工艺卡要求施焊，要妥善保管好焊接工艺卡。

4）妥善保管好焊材合格质量证明书。

5）工号技术员把各梁、柱的一、二级焊缝编上所在的位置和焊口号，以便质量检查和记录。

14.2焊接施焊过程阶段
如实认真填写并妥善保管好以下记录
1）焊材一级库记录。

2）焊材烘烤发放及回收记录。

3）焊接过程记录。

14.3焊接检验阶段
如实认真填写并妥善保管好以下记录
1）各类委托单。

2）焊缝外观质量检查记录。

3)无损探伤报告。

4)返修通知单及返修记录，返修探伤报告及扩探报告，返修焊接过程记录
等。

15安全生产识别
按照公司职业安全健康管理体系的要求，对焊接中可能存在的安全风险识别如下：
1）焊接过程中设备漏电事故
2）焊接电缆漏电事故
3）焊工触电事故
4）高空堕落事故
5)火灾、爆炸事故
6)电弧光打眼
7)灼伤、烫伤
8)砂轮机伤人
9)空中重物击伤人和设备
16焊接施工安全措施
经上述安全风险分析，在焊接作业中主要采取以下针对性安全措施：
1）安全教育。

在施工前，要对每位职工进行安全教育，将可能发生的安全隐患向工人逐一分析、解释，并将采取的针对性预防措施及发生事故后采取的紧急预案向工人逐一分析、解释，做到人人心中有数，树立安全第一的施工意识，并能在施工中自觉地遵守安全规定。

2）进入现场必须正确佩戴安全防护用品，各工种必须按安全操作规程进行作业。

3）施工现场要有专职安全员，施工队长和作业班长组长要做好兼职安全员的工作，特殊工种要持有本工种合格证。

4）吊装作业时，吊装前要认真检查起重设备的机械性能，严格执行起重作业的“十个不准吊”。

吊车下及吊装物移动路线下，严禁行走和站人；交叉作业时，严禁从高空向下乱扔物体。

以免空中物体击伤人和设备。

5）电焊机、电焊把线等电气设备作用之前要由电工检查合格，要安全接地或接零，电焊把线要绝缘良好，焊机要由专人操作，要搭设焊机防雨、防晒棚，以避免焊接过程中设备漏电事故和焊接电缆漏电事故。

6）焊工要穿绝缘胶鞋，戴绝缘手套，下雨天要采取防雨措施（如可能，最好暂停施焊），要将潮湿的工件表面用气焊把烘烤干，以避免触电。

登高作业必须系挂好安全带，要注意防滑，避免跌倒和坠落。

7）施工时，动火处附近不得有易燃易爆物品，离明火距离不少于10m；氧气、乙炔瓶存放要搭设防晒棚，氧气、乙炔瓶两瓶之间的安全距离≥10m；施工现场要配备足够的灭火器，以避免火灾和爆炸事故的发生。

8）焊接、砂轮打磨和切割时，应接在漏电保护器上，焊工要穿绝缘胶鞋、戴绝缘手套和防护镜，同时要注意彼此之间的距离，采取适当的挡护，以免电弧光打归、熔融性飞溅物灼伤和烫伤。

9）焊接十字型柱时，焊工工作平台应设防护栏。

C02气体保护焊时，送丝机应绑在稳固的地方，以防送丝机在焊接时不慎坠落。

10）焊接梁下翼板时，应设专人监护。

由于工作位置狭小，焊接所产生的烟尘扩散较慢；采用CO2气体保护焊时应防CO2中毒。

11）焊接梁时，焊工手套应保持干爽，避免身体于箱型梁接触，以防触电。

12）在使用砂轮机打磨时，应戴防护镜，手要握紧砂轮机把，采用正确的打磨方式，不可用力过狠，头要偏在砂轮机的一侧，以免砂轮片破碎飞出和砂轮机反弹出来伤人。

13）严格遵守动火、动电制度。

采用液化气火焰进行焊前预热处理时，必须按操作规程进行，必须清除附近的易燃物；所有带电设备必须接地并有防风防雨设施，风雨后要对电源进行仔细检查合格后方可施工。

14）严禁违章指挥、违章作业现场发生。

15）夜间施工时必须有充足的照明。

16）雷雨天气严禁高处作业。

17焊接文明施工措施
1）电焊机要统一摆放。

收工时，电焊把线、气焊带要盘好，悬挂整齐。

2）焊条头不得到处乱扔，要随时注意焊条头的收集，并统一处理。

3）坚持文明施工，随时清理作业区内的闲杂物品，及时回收施工现场的边角余（废）料。

4）焊缝加热保温材料集中堆放，上敷防雨措施，设专人整理，确保现场清洁整齐。

18应急预案
1）成立以项目部主要领导刘福海为组长的应急领导小组和以项目部总工刘清芝为首的技术支持小组。

2）应急小组成员手机必须24小时开机，应急救援器材必须准备充分，不得挪作它用，并经常维护。

3)现场一旦发生火灾、触电事故，现场人员立即采取措施防止事故进一步扩大；同时立即通知应急领导小组，采取进一步措施。

19紧急救护措施
1）项目部配备必须的急救药品，一旦出现安全事故为及时抢救创造条件。

2) 项目部配备专用救护车辆和救护人员，对受伤人员首先进行现场处理，必要时立即送往医院。

3）现场配备灭火器材，发生火灾及时扑救。