主蒸汽及给水管道方案

太钢生产设备检修外协工程项目发电厂主蒸汽及给水管道工程

管道专业施工方案

监理公司：

发电厂：

审核：

编制：

山西钢建安装工程公司管道分公司

2009年9月18日

目录

一、工程概况

二、工作内容及工程量

三、工程特点及施工难点

四、编制依据及说明

五、施工组织管理及劳动力计划

六、施工准备计划

七、主蒸汽母管走向图

八、重点部位、重点工序的施工方案

九、质量保证措施

十、安全保证措施

一、工程概况

本检修工程为太钢发电厂原汽轮发电机车间内运行的主蒸汽主母管道（一标段）各系统引出管道及疏水管道、支吊架全部更换，同时更换供水系统管道（二标段），材料不利旧，涉及到拆除、更换安装等工作。此次更换的管道安装工艺要求非常高，所有焊口需要进行100%射线探伤检测，主蒸汽管道材质为15CrMo，焊接前要求进行焊缝预热，焊后进行热处理、光谱分析、硬度测试等工艺，给水管道材质20g，焊口全部探伤检测。在汽轮机车间内施工时，场地狭小，各种介质管道纵横交错，且甲方要求在不停产状态下预制施工，分段停运，分段更换，共分4次完成主蒸汽管道更换工作，给水管道根据甲方安排逐段更换。车间内环境温度高，机械噪音大，施工工期紧，停机切换的碰头时间短，工艺要求高，安装难度极大，吊装设备及机具无法使用，全部采用人工笨干方式进行。我方将精心组织，制定详细的施工方案，合理安排工期，顺利完成此次检修工程。

二、工作内容及工程量

1. 第一标段主汽系统管道更换：（15CrMo）（PN=4.0Mpa以上，>450℃）

无缝钢管φ325×13 180m；（拆除、更换）

φ273×13 35m；（拆除、更换）

φ219×13 30m；（拆除、更换）

φ25×4 100m；（拆除、更换）

管件、阀门、保温等拆除、更换。

2. 第二标段给水系统管道更换：（20g）（PN=6.0Mpa以上，>100℃）

无缝钢管φ219×13 220m；（拆除、更换）

无缝钢管φ159×11 220m；（拆除、更换）

φ25×4 100m；（拆除、更换）

管件、阀门、保温等拆除、更换。

三、工程特点及施工难点

①难度大，主要的施工难点有：

⑴施工空间小、车间内其它管道设备运行中、无吊装点，作业面小。

⑵拆除危险性大，高温高压蒸汽停止运行后冷却时间较长，切割开孔容

易发生蒸汽烫伤事故，且噪音大，相互之间交流确认受阻。

⑶工程量大，作业面多，走向复杂，分段施工，管道碰头确认要求高，

各个系统之间影响大。

②工期紧，因生产不能停，各个系统的更换工作需要分段分时进行，初步计划主蒸汽管道分4次完成。受现场条件制约，蒸汽及给水管道碰头期间工作量大，安装难度高，时间紧迫，需要做好大量的前期准备工作。

我公司将选派有多次类似工程安装经验的技术人员组成项目管理班子，抽调有丰富相似工程施工经验的安装队伍进行施工，并会同相关技术人员总结经验，优化施工方案。充分利用工程前期准备时间，落实好各项准备工作，加强职工培训，合理组织人力和加强物流管理，24h连续作业，确保工期计划的完成，保证生产的顺利进行。

四、编制依据及说明

五、施工组织管理及劳动力计划

1、管道工程项目部主要管理人员组成：

2、劳动力资源配置：

六、施工准备计划

<一> 技术准备

1、图纸学习及会审

1.1、组织图纸学习，尽可能把设计图纸上的问题解决在施工之前。

1.2、修订和编制施工组织设计和施工方案，报业主和监理审批。

1.3、制定详细项目质量计划，报业主和监理审批。

1.4、编制各单体工程施工组织设计及重要分部工程的施工方案，根据

工程进展情况做好分项工程的技术交底工作；

1.5、进行有针对性的各工种和专业技术人员培训，保证持证上岗。

1.6、准备相应的国家规范、标准以及技术、安全操作规程。

<二>机具准备

七、主蒸汽母管走向图

八、重点部位、重点工序的施工方案

1、主汽系统：（一标段）

项目部要求主蒸汽管道分段拆除更换，共计4次完成。具体拆除更换顺序由甲方专业人员确定，无论先从哪段开始更换，均需要制定详细的拆除、更换计划，了解工艺流程，掌握各个管道及阀门的运行状态，绘制系统图，必须考虑到管道上的每一个介质阀门，不得遗漏，停机时间受高炉运行影响，在高炉休风期间进行主要部位管道的碰头，系统停止运行前需要完成大部分管道的预制工作，将碰头期间的工作量减到最小，以保证生产工期的要求。

首先需要更换的主蒸汽管道范围由南往北为（见布置图）：5#阀门至21#阀门之间部分，除5#、21#阀门在使用中外，其余主线管道及阀门均进行更换，支线管道及阀门部分进行更换。此次管道拆除碰头时间为高炉休风期间进行，时间非常紧张，更换量大，施工难度高，环境限制及工艺复杂直接影响安装进度，需要合理进行管道预制组对工作，将碰头固定口尽量减少，保证工期。

施工顺序为：按照欲更换部分管道的长度及位置情况进行下料预制，采用就近制作的方法，将预制好的管道放在欲拆除的旧管道旁边，预制好的管道每道焊口均已焊接完毕并经探伤检测合格，阀门与管道已经连接，阀门本体已经研磨合格并作完严密性及强度试验，管道新增支、吊架均以制作完毕具备安装条件，管道切割后未拆除管道的防移动措施已经安装牢固，具体停机时间及切割顺序已经确定，各种工机具、人力、消防用具等准备齐全，该更换区域布置图如下：

如上图，系统停机后5#阀门和21#阀门两端仍处于生产中，所以这两个阀门暂时不能更换，只有采取在这2个阀门处的新管道上再增加阀门的方法施工，即下次更换其它分段时再拆除旧阀门。碰头时需要确认停机切换及关闭的系统有：1#风机、2#锅炉、1#汽泵、3#锅炉、1#发电机、4#风机、4#锅炉等，13#阀门更换，13#~21#阀门之间去2#发电机及5#锅炉的三通管（胀力弯）处增加阀门进行切断关闭，胀力弯等碰头结束，系统运行后再进行更换。如果高炉休风时间短，不具备全部更换，则先完成5#阀门至13#阀门的更换工作，并关闭13#阀门，高炉送风、蒸汽管道运行后再完成13#阀门北至21#阀门南之间部分的更换。

现场具体施工时，将新管道及设备阀门等运至车间内平台上或车间空地上进行下料组对，专人进行管道测量、下料，保证预制管道一次就位成功。根据现场实际情况，我方准备将该段主蒸汽管道分段预制情况统计如下（见上图）：A~B段、B~C~D段、D~E段、E~F~G段、G~H~I段、I~J~K 段、K~L~M~N~O段、O~P段、P~Q段共计9个部分，碰头时的固定焊口最少有17处，在系统停机后的工作量非常大，时间紧迫，停机前制作好管道的支、吊架，人员、机具等全部就位。系统停运时经甲方专业人员指导，关闭此系统所有主、支线阀门，开启放气阀及疏水阀门，待管道内已无残余蒸汽后自然冷却。该段主蒸汽管道长度总计55m，停汽后管道自然冷却时间较长，预计冷却到具备切割时间为9小时，冷却过程中开始拆除管道保温层，确认管道具备切割条件时，开始多人分3个小组同时切割拆除管道，甲方专人监护整个作业过程，并配备专业检测仪器。因在生产同时作业，工作难度大，伴有旧有阀门关闭不严漏气，切割及拆除管道的时间需

要6小时以上，拆除后的旧管道及时清运出场，为安装新管道创造条件。新管道就位比较困难，需要使用多个临时门型吊架进行吊装组对，因时间紧，需要分成三组人员同时进行管道安装，安装小组按照分段计划进行分工，即3个小组分工为：A~G段（6个固定口）、G~K段（5个固定口）及K~Q段（6个固定口）三个部分。三段同时开始组对安装，全部使用倒链完成。每一段的所有焊口拉运、组对时间平均为8小时，每道焊口预热时间平均为1小时，总预热时间为8小时，每一道焊口氩电联焊的时间平均为1.5小时，多处焊口同时焊接作业的总焊接时间为10小时，每道焊缝的焊后热处理时间为5小时以上，每台热处理机同时可以处理4道焊缝，按2台热处理机计算，总热处理时间为15小时以上。每道焊口均进行射线探伤，因探伤需要在无人作业的情况下进行，所以只能在全部焊口均焊接完毕后再开始探伤工作，17道固定焊口逐一进行，每道焊口拍片5张，加上固定拍片设备的搭架固定时间，用时1小时以上，所有焊口的探伤总时间共计需要20小时以上，探伤合格后作光谱分析，合格后的主蒸汽管道需要立即进行保温工作，全段主管道保温（耐热硅酸盐材料保温，镀锌铁皮包裹）需要用时15小时以上。通过以上分段用时计算，此段主蒸汽管道更换的净工期为93小时以上，即系统停机至启动之间的时间需保证达到96小时以上方能完成主蒸汽母管的更换工作。现场不具备管道试压及吹扫条件，所以更换后的蒸汽管道不做压力试验及吹洗工作，检测合格并经监理及甲方确认便可以交工，并配合甲方开启相关主、支线阀门，系统运行后，再次进行检查确认。其余3段施工方式同上，具体停机碰头时间需要经甲方安排，目前待定，我方将保证安全可靠的完成每一段主蒸汽管道的更换工作。

2、给水系统：（二标段）

给水主管系统经甲方现场确认按系统分段更换，我方在施工前对现场进行仔细勘察，了解与主管道所有连接水泵的运行状态、系统停止时间间隔、工艺要求等，编制详细的施工计划，绘制系统图，专项研究施工步骤，确保不发生漏项。在给水管道碰头前完成管道的预制组对，尽量减少碰头时的固定焊口数量。经甲方安排确认后，给水系统分段停止运行后，打开管道排泄门排空管道内的余水，分多个施工小组同时管道进行拆除、更换工作，在最短的时间内完成管道更换任务，给水管道材质为20g普通钢，所以只做100%射线探伤，不做焊口预热及焊后热处理，拆除、安装方法同主蒸汽管道。

九、质量保证措施

1、焊工实行定人定口，持证上岗，明确工号。

2、主要质量控制指标：

（1）受监焊口无损检验一次合格率>96%；

（2）中、低压管道水压试验一次成功；

（3）杜绝焊口大面积返工（指整排小口返工）；

（4）杜绝各类重大质量事故；

（5）竣工移交资料达100%合格；

3、焊接质量保证措施：

（1）建立健全质量管理有关制度《焊前练习管理制度》、《焊接材料领用、发放、烘烤管理制度》、《焊工自检工作制度》、《焊接质量保证措施》等，这些制度建立有利于质量管理活动的条件化、规范化；

（2）工程开工前按要求编制《施工作业指导书》，焊接人员须按作业指导书进行施工，不允许私自更改施工方案，每个项目开工前必须进行技术交底工作；

（3）严格执行焊接工作规程、规范、实施细则及管理制度；

（4）注重焊工的技术培训工作，焊接人员要做到持证上岗，上岗施焊前进行同焊条、同位置的焊前模拟练习，合格后方可从事焊接工作；

（5）受监焊口当天点焊的必须当天焊接完，不允许过夜；

（6）对于当天焊完的焊口，质量员（技术员）必须当天委托无损探伤人员进行检验，并在委托单上注明焊口位置和编号及焊工钢印代号；

（7）无损探伤人员对工地委托的检验单应及时进行无损检验，并将检验结果及时反馈到工地，（并且要在报告中详细注明不合格焊口的具体位置、缺陷名称）以便工地及时、准确进行处理；

（8）工地质量员（技术员）在接到反馈的检验报告后，对合格焊口的项目应通知焊工继续施焊，对不合格的焊口要和焊工一起认真进行分析、研究，找出原因，制定解决方案，并对不合格焊口进行返修处理；

（9）认真执行“中间工序交接验收制度”，重点加强对隐蔽工程的监督和检查，发现问题及时纠正，重大问题需上报有关领导，并以“质量问题整改通知单”的形式通知相关部门，防止问题扩大和延续，对质量问题的处理坚持“三不放过”的原则；

4、焊接质量验收与评定：

（1）焊工自检，在施工过程中焊工应对自己所焊的焊口（缝）及时清理干净，并进行外观检查，发现问题及时处理，按规定逐日填写好自检表交

技术员送工地进行复检；

（2）工地复检，工地质量员根据技术员提供的焊工自检记录进行复检，并按标准要求进行表面等级评定，并将评定结果填写出表面质量评定表；（3）质量检查验收中，应严格按验标要求进行验收，对产品外观工艺不合格的一律拒绝验收，如：焊缝外观未清理或清理不干净者、焊缝外观有缺陷或缺陷超标者、焊缝外观工艺较差者、母材上有打弧现象者；

5、焊接技术管理：

（1）焊接技术管理应服务于现场的焊接施工，提高焊接工程质量，确保文明施工，促进工程顺利进行；

（2）组织各级焊接技术人员及施工人员认真学习焊接规程、规范及公司制定的各项规章制度，学习太钢发电厂发布的主蒸汽管道焊接作业指导书，做到心中有数；

（3）及时安排焊工、热处理工的技术培训、取证、换证工作；

（4）各工地技术员应认真编写重要项目的施工作业指导书，并于开工前对施工人员进行详细的技术交底；

（5）建立健全焊工技术资料档案，做好工程资料的积累、收集、整理移交工作；

6、质量保证体系：

项目经理：魏天禄

项目副经理：马振江

技术员：胡锐

施工员：刘贵宝

质量员：程信

材料员：岳荣

设备员：杜威强

十、具体施工方法

（一）主蒸汽母管更换

1、焊接工艺：

15CrMo钢属于低合金耐热钢，又称珠光体耐热钢。这种钢的淬硬倾向较大，焊接时主要的问题是尽量避免在焊缝和热影响区产生淬硬组织，否则，就会使焊缝金属塑性降低，脆性增大，易产生裂纹，所以不管在点固焊或在焊接过程中，都应预热和保持200-300℃温度范围内，要做好防快速冷却措施，焊后应及时将焊缝用保温材料包严，使其缓慢冷却后再进行焊后热处理。

2、焊接方法：TIG+SMAW。

3、施工单位作业人员资格要求：施工单位必须具有安装锅炉压力容器及压力管道资质的许可证。作业人员配备如下表：

4、施工机具及工具配备要求：

施工过程需要选用性能良好的直流电焊机、氩弧焊机。烘烤箱及保温筒、热处理机（履带式电阴加热器、自动控温仪、测温枪）等其它管工通常配备的工具及安全防护用品。

5、焊前准备：

（1）焊丝使用前，应清除锈、垢、油污，并露出金属光泽。

（2）焊条烘焙前应仔细查明质量证明书、材质光检报告等资料，重复烘焙不得超过两次，焊条烘焙温度为350℃，恒温1小时，使用时应装入保温温度为80℃-110℃的专用保温筒内，随用随取。

（3）焊接用的氩气质量应符合GB/T4872的规定，并应有出厂合格证，且氩气纯度不低于99.95%，在焊接过程中当气瓶余压为0.5MPa时应停止使用。

（4）焊口的加工及组对：

a、焊接接头的坡口型式、坡口尺寸和对口间隙应符合《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2004规定，采用V型坡口，具体尺寸见下图：

b、坡口的加工宜采用机械加工方法进行，如使用火焰切割切制坡口，切口部分应留有机械加工余量，以便于除去淬硬层及过热金属。

c、焊件在组对前应将坡口表面及附近母材（内、外壁）的油、漆、垢、

锈等清理干净，直至露出金属光泽，清理范围为：对接接头熔池每侧各为10-15mm为宜。

d、焊件对口时做到内壁齐平，如有错口，其错口量应符合下列要求：对接单面焊的局部错口值不超过壁厚的10%，且不大于1mm。

e、对接管口端面与管子中心线垂直，其偏斜度△f允许范围见下表：

管子端面与管子中心线偏斜度的要求：

f、管道对口时，如焊缝间隙过大，应设法修整到规定尺寸，不得在间隙内加填塞物，除设计规定的冷拉焊口外，其余焊口应禁止强力对口，不允许利用热膨胀法对口。

g、对口时组合件应垫实，高空对口时应将倒链拉紧，以防止在焊接过程中产生变形和附加应力。焊接结束并热处理后，临时加固的支撑才能去掉（所有需热处理的焊口只有在热处理之后才能承载）。

（5）焊工焊前除了检查对口质量外，还应对使用的工具和焊机、调节器、氩气皮管进行检查，并进行试焊，确认正常完好后方可施焊。

（6）热处理作业前的准备：

a、焊接热处理作业时应穿戴必要的劳动防护用品，防止烫伤、触电。

b、焊接热处理所使用的计量器具必须经过校验，并在有效期内使用。

c、准备好输出皮线、补偿导线、加热装置，并检查确保其完好。

d、准备好必要的保温缓冷用的消耗材料。

e、熟悉热处理工艺，并核对所要热处理的管道焊口编号、规格及材质。

f、进行热处理时管内不得有穿堂风、积水或蒸汽。

g、焊口两侧的管段应垫实，支撑牢固，防止高温下焊口变形。

（7）焊接材料的选用：

（8）打底盖面焊参数见下表：

6、管道对口点焊固定：

（1）将主蒸汽管道吊装就位，用定位块将焊口点焊固定，至少点固3-4处。点焊处不允许气孔裂纹等缺陷，点焊完后应将坡口内的飞溅物清理干净。（2）氩弧焊打底技术要求：

a、打底层焊缝厚度≥2mm。

b、焊缝背面凸出高度0-3mm。

c、打底层不允许有未焊透、未熔合、缩孔裂纹等缺陷。

d、焊缝背面凹陷不大于15％S，且≤1.0mm。

e、焊波均匀，接头平整，两侧无夹沟。

f、采用对称施焊。

g、管子焊接时不得有穿堂风。

7、氩弧焊打底的操作要领：

（1）管道施焊时，应避免上坡口温度过高，送丝时，应偏于上坡口。（2）先在上坡口处引电弧，待上坡口表面开始熔化时，先送丝熔化一滴铁水，焊枪向下移至下坡口处再熔化一滴铁水，然后将上下坡口连接，这样形成熔池座后，焊枪上移，送丝熔化一大滴铁水，焊枪再下移至下坡口，焊丝后撤，这时熔池的铁水，随电弧下移到下坡口与钝边熔化，再移动焊枪向上送丝，如此反复操作。

（3）焊至点固点时，应用电弧先将点固点熔化后，再填焊丝。以保证接头质量，熄弧操作时，应将电弧缓慢移动离开熔池，拉至下坡口中，然后迅速抬起，避免在熔池上直接抬弧，产生缩孔及裂纹。

（4）在施焊过程中，如果发现熔池中往外冒泡，就应立即停弧，这是畸变空气侵入了熔池而产生气孔，原因是氩气保护被破坏或氩气中断，以及焊枪角度错误或有风吹现象，发现该缺陷后，马上将其全部打磨干净，方可继续焊接，否则气孔还会产生，而且越焊反而越多，产生蜂窝状的气孔群。（5）焊层的厚度应大于3mm为宜，防止手工电弧焊焊接第二层时被击穿，同时也可防止因焊接过薄而产生裂纹。氩弧焊打底必须保证坡口根部完全焊透，焊接时应尽量保持电弧稳定，避免焊丝与钨极碰撞，破坏氩气保护或产生夹钨缺陷。