【精品】特种材料焊接施工方案(新)

目录

1编制说明

1。1适用范围

1。2编制依据

2工程概况

2。1概述

2.2材料焊接特点

2。3镇江10万吨/醋酸工程特种材料焊接技术开发及应用简介

2.4施工特点

3焊接施工方法及焊接材料选择

4焊接工艺评定和焊工考试

4。1焊接工艺评定

4。2焊工考试

5焊前准备

5。1材料、场地、机具准备

5。2管材切割和坡口加工

5。3焊前清理

5。4组对和定位焊

6焊接工艺

6.1一般要求

6。2锆702焊接要求

6。3哈氏合金焊接要求

7焊接技术措施

8焊接检验及返修

9施工质量保证措施

9。1施工程序要求

9.2暖棚结构图

9.3材料堆放、运输及吊装要求

10安全技术措施

11主要工机具计划一览表

1编制说明

1。1适用范围

本方案适用于江苏索普（集团）有限公司15万吨/年醋酸主装置醋酸车间工艺管道工程项目的锆及哈氏合金等特种材料的管道焊接施工。

1。2编制依据

1.2。1 ASME第Ⅸ卷

1。2。2GBJ50235-97《工业管道工程施工及验收规范》

1.2.3GBJ50236—98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》

1.2.4设计指定规范

1.2.5江苏索普（集团）有限公司15万吨/年醋酸工程招标文件

1。2.6中国化学工程第六建设公司索普15万吨/年醋酸工程投标《施工组织设计》.

2工程概况

2。1概述

醋酸装置由一氧化碳车间及醋酸车间组成。我公司这次投标的为醋酸车间合成（210A)、分离（210B)、回收（210C）、中间管廊（210D)、密封液（210E）和中间贮槽区(210F）等工段组成。由于醋酸工艺的特点,其物料腐蚀性很强，设备、管道、伐门及仪表等需采用价格昂贵的特种合金材料.醋酸工程由于特殊性及介质腐蚀性,采用稀贵金属锆材和特殊镍基合金材料制作设备和管道，工程大量使用锆702，哈氏B—3，哈氏C-276材料。锆702及哈氏合金的主要化学成份及机械性能见下表.

锆702材料主要化学成份及机械性能

几种哈氏合金材料主要化学成份及机械性能

以上数据来源，ASME1989第4卷，管材部分。

2。2材料焊接特点

A、锆材

锆及锆合金具有优异的核性能，良好的抗高温水和蒸汽腐蚀性能，广泛的应用于核动力工程，锆及锆合金在许多有机酸、无机酸、强碱和熔融盐中具有优异的耐蚀性和导热性，是优异的化工耐蚀结构材料,纯锆熔点达1852℃，焊接需要采用大能量热源，但在高温下化学活性很大，极易与空气中的氧、氢、氮发生反应，使其机械性能与耐蚀性能急剧降低，当被加热到焊接温度时，很容易溶解其表面的氧化物，还与大多数元素-—包括陶瓷发生反应.锆和锆合金在200℃开始吸收氧,300℃开始吸收氢，400℃开始吸收氮，对焊接条件的变化极为敏感，焊接技术的关键是焊前金属表面的清理和焊接高温条件下的隋性气体保护。国内核工业系统在核反应堆燃料芯棒护套等小范围锆材料焊接中，多采用真空电子束焊或隋性气体保护小室内焊接工艺，现场条件下大规模化工管道焊接很难实现。

B、哈氏合金

醋酸工程中，常用的三种Hastelloy材料，根据不同的介质、温度、压力与设计工况选用，其中HastelloyB-3合金属镍-钼系新型耐蚀合金，加工性、导热性、液态金属流动性都较差，在500—900℃区间有敏化倾向，焊接特点主要是热输入控制；haztelloyC-276合金均属镍—铬—

钼系新型耐蚀合金，有热裂纹和晶间腐蚀倾向，焊接特点也主要是热输入控制。

2.3特种材料焊接技术开发及应用简介

中化六公司1995年承建10万吨/年醋酸工程后，立即成立了以公司副总工程师挂帅的特材焊接技术攻关小组，开展了国内外文献资料收集，走访国内科研院所，知名大学，去上海当时唯一一套引进装置考察,并二次赴国外考察。了解到国外锆材化工管道焊接，大部分在工厂内采用高技术机械焊，装备要求极高，少量现场焊口，采用常规手工钨极氩弧焊，技术绝对保密.国内核工业系统有少量应用，现场管道焊接，无先例可鉴。按外国的办法我们没有装备，请外国人来焊，花费巨大,国内又基本没有成功经验可供借鉴,我们根据材料供应商提供的技术通报等有限资料，立足现有装备和施工经验，经过近百次的试验研究,历时两年,创出了一套适合中国国情，投资少，适用范围广的锆材化工工艺管道焊接施工新技术，经镇江工程应用,焊接1/4〃-18〃管道焊口1200余道，经检测，质量完全符合ASME等相关规范的要求，焊缝表面均为银白色，检测数据反映，焊接质量优良，经原化工部科技司组织的专家鉴定认定：“成果技术先进，在氩气保护工装设计上尤具特色，采用了多项技术措施，设备简单，构思新颖，技术可靠，成果处于国内领先地位，接近国际先进水平”。在镇江工程中还焊接三种Hastelloy1/4〃—20〃管道焊口600余道,经验测，质量优良，锆材和Hastelloy特材管道焊接一次合格率达到98％以上。镇江索普集团提供的应用证明反映该成果的成功应用,比照国内同类引进装置,节约专利使用费、人工费达420万美元。

该工程焊接技术先后获得过多项部级和国家级奖，奖励和荣誉项目清单见下表.

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Z R 702化工工艺管道焊接技术及镇化10万吨/年醋酸工程获奖项目一览表

2.4施工特点及难点

锆702属非合金级锆,是优异的化工耐蚀结构材料。锆材的化学性质活泼，当被加热到焊接温度时,极易与空气中的氧、氢、氮和材料表面的氧化物发生反应,形成脆化物,造成材料机械性能和耐蚀性能急剧恶化，对焊接条件变化极为敏感，焊接要点是：焊前材料和焊丝表面清理和焊接过程中高纯惰性气体配合特殊工装的防护；哈氏B-2合金，属镍-钼系新型耐蚀合金，加工性、导热性,液态金属流动性都较差，在500-900℃区间有敏化倾向，焊接要点主要是管内惰性气体保护和热裂倾向控制；哈氏B-3、哈氏C-276合金均属镍-铬—钼系统新型耐蚀合金，加工焊接与奥氏体不锈钢基本相似,只是要求更高，有热裂纹和晶间腐蚀倾向，焊接要点主要是严格控制热输入。

锆材属稀贵金属，价格十分昂贵,几种哈氏合金，均系国外进口，价格不菲，要求参预施工人员认真熟悉施工组织设计和施工图纸，严格按照本方案慎重下料，避免浪费，参照本公司现有国家级工法《锆及锆合金管道焊接工法》及镇化10万吨/年醋酸工程哈氏合金焊接技术成果，精心组织，再创辉煌.

3焊接施工方法及焊接材料选择

考虑到醋酸工程特种材料焊接的特殊性，参照镇化醋酸工程特种材料焊接施工经验,本次施工全部采用加工场管段预制焊接,然后运到现场螺栓连接安装，现场不发生焊接。

焊接方法和焊接材料选择

4焊接工艺评定和焊工考试

4。1焊接工艺评定

采用我公司已评定合格的焊接工艺评定,详见下表: