焊接施工技术方案

1 前言

1.1 编制依据及执行的施工验收规范、标准

1.1.1中国石油乌鲁木齐石化公司设计的100万吨/年对二甲苯芳烃联合装置工艺管道

施工图。

1.1.2 GB50235-97 《工业金属管道工程施工及验收规范》。

1.1.3 SH3501-2002 《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》。

1.1.4 GB50236-98 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》。

1.1.5 SH/T3520-2004 《石油化工工程铬钼耐热钢管道焊接技术规程》。

1.1.6 JB4708-2000 《钢制压力容器焊接工艺评定》。

1.1.7 JB/T4730-2005 《压力容器无损检测》。

1.1.8 SH3526-1992 《石油化工异种钢焊接规程》。

1.1.9 GB50205-2001 《钢结构工程施工质量验收规范》。

1.1.10 SH3507-2005 《钢结构工程施工质量验收规范》。

1.1.11 SH3086-1998 《石油化工管式炉钢结构工程及部件安装技术规范》。

1.1.12 JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接规程》。

1.1.13 SH/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》。

1.1.14 中石油七建公司编制的相对应材质的焊接工艺评定。

1.2 适用范围

本措施适用于乌鲁木齐石化公司100万吨/年对二甲苯芳烃联合装置钢结构、工艺管道的焊接。

2 工程概况及特点

2.1 工程概况

本装置共分为三个标段，我公司施工Ⅰ、Ⅲ标段工程。本装置Ⅰ、Ⅲ标段中钢结构约6110吨，材质为Q235-B、Q345-C；工艺管道合计焊口76609道，材质有20#、20G、L245、P11、1 1/4Cr、0Cr18Ni9、0Cr17Ni12Mo2、00Cr19Ni10、TP316。

2.2 工程特点

2.2.1 本工程涉及的不锈钢、铬钼钢等特种材质多，焊接工程量大，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。

2.2.2 本工程焊接工程高空作业多，交叉作业量大，某些区域管线密集，结构复杂，

施工难度大。

3施工技术措施

3.1焊接施工流程图

附图3.1 焊接施工流程图

焊件、焊材的验收

仓储与维护

坡口加工

组对

定位焊

焊前预热无预热要求时

不合格

清除缺陷焊接

焊缝外观检查

R T 检查

焊后热处理

不合格合格

硬度检测无预热要求时

焊接结束

3.2 焊前准备

3.2.1 人员资质

3.2.1.1 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，并在有效期内；

3.2.1.2 参加施焊前，要对焊工进行培训和考试，合格者方可参加施焊；

3.2.1.3 焊工在施焊前，必须明确被施焊焊件的材质，应选用的焊条类型，是否在自己的资格项目之内。

3.2.2 焊接工艺评定

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，并根据焊接工艺评定报告编制焊接作业指导书。焊工应根据焊接作业指导书施焊。

选用的焊接工艺评定目录见表3.2。

表3.2 焊接工艺评定目录

3.3焊件的检验与管理

3.3.1 钢材应有出厂合格证或产品质量检验证明书。其检验项目及技术指标应符合相应标准的要求。指标不全或对材质有疑问时，应予以复验。

3.3.2 合金钢管道组成件应采用快速光谱分析进行复查，并作好标记；

3.3.3 经验收合格的材料，应按类别、规格、材质分别存放，并作好标识工作。发放材料时，要严格按照“限额领料单”发料。

3.4 焊材的验收、保管、烘干、发放与回收

3.4.1 到货的焊材由焊接质量检查员与焊材保管员负责检查验收。焊材必须有出厂合格证、产品质量证明书，并须经外观质量检查合格。

3.4.2 焊条、焊丝的外观质量应符合下列标准：

3.4.2.1焊条、焊丝上的型号或牌号印记应清晰明确，夹持端端部有颜色标记的要颜色鲜明，无遗漏；

3.4.2.2焊条药皮应均匀、紧密地包覆在焊芯周围，整条焊条药皮上不应有影响焊接质量的裂纹、气泡、杂质及剥落等缺陷。焊条引弧端药皮应倒角，焊芯端面应露出，以保证易于引弧；

3.4.2.3 焊条偏心度应符合如下规定：焊条直径D≤2.5mm，偏心度T≤7%；焊条直径D 为3.2mm和4.0 mm，偏心度T≤5%；

3.4.2.4焊丝表面应光滑平整，不应有锈蚀和氧化皮。经热处理者允许有氧化色。

3.4.2.5焊材必须保存在通风良好、干燥的地方。库内温度不低于5℃，相对空气湿度低于60%。成包焊材要随用随启封，以免受潮变质。搬运和摆放时要轻拿轻放，防止药皮受振脱落。焊材分类、分规格摆放在专用的架子上，架子距地面和墙壁300mm以上。按规定做好

标识；

3.4.2.6焊材的保管、烘干和发放由专人负责。焊材使用按焊材说明书进行烘干恒温，随用随取。领用时要使用保温筒。同一保温筒内不允许同时装有两种及两种以上焊条。领用不锈钢焊条的保温筒应与领用其它焊条的保温筒分开使用；

3.4.2.7低氢型焊条一般在常温下放置超过4h要重新烘干。露天操作隔夜时，焊条要在低温烘箱中恒温保存，否则次日使用前要重新烘干。重新烘干次数不超过两次。重复烘干的焊条要作出标记；

3.4.2.8 烘干焊条时，禁止将焊条突然放入高温炉内，或从高温炉内突然取出冷却，要缓慢升温、冷却。防止焊条因骤冷骤热而产生药皮开裂脱落现象；

3.4.2.9 烘干焊条时，焊条不能成垛或成捆放置，应铺成层状，每次焊条堆放不能太厚(一般3-5层)，避免焊条烘干时受热不均和潮气不易排除；

3.4.2.10 焊条烘干要作好烘干记录，包括日期、规格、牌号、数量、温度及烘干时间等内容；

3.4.2.11 焊条的烘干一般按说明书的要求进行，若说明书无烘干规定时，按表-3.4.11进行烘干使用。

表-3.4.2.11 常用焊条烘干规范一览表

3.4.2.12 焊条的发放坚持三条原则，即先入库的先发放、先烘干的先发放、重复烘干的先发放；

3.4.2.13 发放焊条时，要核对焊条的规格、牌号及数量，并作好发放记录。每次领用的焊条数量不超过4Kg，当日用不完的焊条应退库并作记录；

3.4.2.14 烘干人员对退回的焊条要单独存放。二次烘干发放时，焊条要作好标识，并在发放记录中注明。当二次烘干的焊条再次退回时，不得再用于压力管道和压力容器焊接，应改作它用或报废处理；

3.4.2.15 氩弧焊采用的氩气纯度不低于99.96%（检查分供方产品质量证明书）。

3.5坡口加工

3.5.1 钢结构的坡口加工

3.5.1.1钢结构的坡口加工应按照设计图纸或专用图集的要求加工坡口；

3.5.1.2加热炉钢结构中，型钢截面高度大于250mm，钢板厚度大于20mm的所有节点接头，以及钢板厚度大于6mm的对接接头，均应开坡口全熔透焊接。

3.5.2 工艺管道的坡口加工

3.5.2.1管道的坡口可采用氧乙炔焰或等离子切割，采用热加工方法加工的坡口必须去除坡口表面的氧化皮、熔渣及其它影响接头质量的表面缺陷，并将凹凸不平处打磨，保证尺寸正确和表面平整；

3.5.2.2不锈钢管的坡口加工和修磨，使用的刀具、砂轮片应与其它钢材的分开使用，防止产生渗碳，导致管材抗腐蚀能力下降；

3.5.2.3坡口形式及尺寸要求见附表1。

3.5.3 坡口清理及检查

3.5.3.1法兰、管配件的焊接坡口由制造商加工，管子坡口现场加工。加工前应认真核对有关标记，作好材质及其它标记的移植。加工后，将内部清理干净，及时封闭两端管口，妥善存放；

3.5.3.2 坡口表面平整，不得有裂纹、分层、夹渣、毛刺、凹凸、氧化皮等缺陷；

3.5.3.3 焊接前将坡口表面及其附近20mm范围内的油污、水分及其它污物彻底清理干净，并要注意保护。焊前包扎，避免磕碰；

3.5.3.4 不锈钢管道施焊前，在坡口两侧各100mm范围内涂刷防粘污剂，以防止飞溅沾污焊件；

3.5.3.5 铬钼钢、不锈钢坡口表面的无损检测应按设计文件要求进行，设计无要求时，毒性程度为极度危害或设计压力大于等于10Mpa的奥氏体不锈钢的管子和管件应作渗透检测，如有缺陷应及时消除；

3.6 焊前预热

3.6.1 管线在焊接前焊前预热要求见表-3.6：

表-3.6 各种钢种的焊前预热要求

3.6.2 焊前预热

3.6.2.1当环境温度低于0℃时，除奥氏体不锈钢外，无预热要求的钢种，在始焊处100mm 范围内，应预热到15℃以上；

3.6.2.2 异种钢焊接时，预热温度应按淬硬倾向较大的母材要求进行，且不低于该母材要求预热温度的下限值；

3.6.2.3 预热应在坡口两侧均匀进行，内外热透并防止局部过热。加热区100mm范围应予以保温。

3.6.2.4 预热范围应以坡口中心两侧各不小于壁厚的3倍，有淬硬倾向或易产生延迟裂纹的材料，两侧各不小于壁厚的5倍，且不小于100mm；

3.6.2.5 预热后的焊接工作应连续进行，中断焊接后需要继续焊接时，应重新预热。

3.7 组对及定位焊

3.7.1 钢结构材料组对时，对口错边两不得大于板厚的10%，且不大于3mm；组装时预留间隙应按设计要求，设计无要求时对接焊口间隙为1mm，T型接头间隙为1.5mm；

3.7.2 管道组对时，应使内壁平齐，其错边量不超过，管道壁厚的10%，且不大于1.0mm。

3.7.3 管子组对可使用组对卡具，若卡具需焊在母材上，则应符合下列规定：

3.7.3.1 卡具与管材接触部分的材质应与管材成分相同，否则应用焊接该钢管的焊条在卡具上组焊过渡层；

3.7.3.2 卡具的焊接工艺与正式焊接工艺相同。管子焊接要求预热时，卡具的焊接也要预热，且预热温度取正式焊接时预热温度的上限；

3.7.3.3卡具拆除时要用砂轮割除或者用氧-乙炔焰在离管道表面3mm处切割，然后用砂轮修磨，不得用敲打或扳扭的方法去除；

3.7.3.4卡具拆除后要修磨焊痕，P11、1 1/4Cr、0Cr17Ni12Mo2、00Cr19Ni10、0Cr18Ni9去除卡具后要对修磨处做渗透检测。

3.7.4 定位焊焊接要求

3.7.

4.1 定位焊焊接工艺与正式焊接相同；

3.7.

4.2 定位焊缝尺寸见表-3.7.4.2：

表-3.7.4.2 定位焊焊缝尺寸选用表

3.7.

4.3 定位焊焊点要均匀分布(至少3点)，并应保证焊透及熔合良好，无裂纹、焊瘤、气孔、夹渣等缺陷；

3.7.

4.4 为保证底层焊道成型良好、减小应力集中，定位焊缝应平缓过渡到母材，且应将焊缝两端磨成斜坡；

3.7.

4.5 正式焊接要求预热时，定位焊也按相同的要求预热，且取预热温度的上限，避免强力组对；

3.7.

4.6 定位焊工艺与正式焊接相同。定位焊焊点要均匀分布，并保证焊透且熔合良好，无裂纹、焊瘤、气孔、夹渣等缺陷。

3.8 焊接环境要求

3.8.1 焊接环境温度低于下列要求时，应采取提高焊接环境温度的措施

3.8.1.1 非合金钢焊接，不低于-20℃；

3.8.1.2 低合金钢焊接，不低于-10℃；

3.8.1.3 奥氏体不锈钢焊接，不低于-5℃；

3.8.1.4 其他合金钢焊接，不低于0℃。

3.8.2 施焊环境若出现下列情况之一，而未采取防护措施时，应停止焊接作业

3.8.2.1 焊条电弧焊时，风速等于或大于8m/s；

3.8.2.2 气体保护焊时，风速等于或大于2m/s；

3.8.2.3 相对湿度大于90%；

3.8.2.4 下雨或下雪。

3.9 焊接方法

3.9.1 钢结构采用手工电弧焊。

3.9.2 DN＞50mm的管道采用氩电联焊，DN≤50mm的管道采用手工钨极氩弧焊。

3.10 焊接材料

3.10.1 焊接材料选用见表-3.10.1。

表-3.10.1 焊接材料选用一览表

3.10.2焊材使用前按要求进行烘干；焊丝除去表面的油污及铁锈。

3.11 焊接工艺规范见表-3.11