工艺管道焊接方案.docx

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工艺管道焊接方案

目录

1、编制说明2

2、工程概况2

3、编制依据2

4、施工部署3

5施工方法和程序4

6质量检验及工程施工技术措施8

7、质量保证措施13

8、HSE质量管理措施13

9、施工进度计划和劳动力需用计划15

10工机具计划和措施用料计划16

1、编制说明

1.1本焊接工艺已在我公司历次的工程焊接中得到成功验证。

1.2本方案着重使用于气化装置工艺管道的焊接施工。

2、工程概况

河南煤业化工集团洛阳年产20万吨乙二醇项目煤气化装置为主要装置，本装置工艺管线净管段约23000米，管道材质为20#、00Cr17Ni14Mo2、00Cr19Ni10、0Cr18Ni10Ti、0Cr18Ni9、12Cr1MoVG、15CrMoG、20+Zn、20G、A790S31803、SB423N08825、Q235B；最大管径72寸，最小管径1/4寸，管道最大壁厚为28㎜。

管壁厚、压力高、材质复杂、镍合金管道焊接技术要求高，为了保证工艺管道的焊接质量，特编制焊接方案用以指导现场的焊接工作.

3、编制依据

中国五环工程有限公司设计的施工蓝图和资料;

GB50235-2010《工业金属管道工程施工及验收规范》

GB50184-2011《工业金属管道工程施工质量验收规范》

GB50236-2011《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》

GB50683-2011《现场设备、工业管道焊接工程施工质量验收规范》

JBT3223-96《焊接材料质量管理规程》

GB5117-1995《碳钢焊条》

GB5118-1995《低合金钢焊条》

GB/T983《不锈钢焊条》

GBT13814-2008《镍及镍合金焊条》

GB/T8110-1995《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》

GB/T5092-1996《焊接用不锈钢钢丝》

GBT15620-2008《镍及镍合金焊丝.》

CX/HJ—95《质量体系程序》

4、施工部署

4.1质量保证体系

洛阳乙二醇项目部质量保证体系

4.2安全保证体系

洛阳乙二醇项目部安全保证体系

5、施工方法和程序

5.1焊接施工程序

5.2焊前准备

施焊前工程技术人员应依据设计图纸及设计文件，对所涉及到的材质（见表一）进行焊接工艺评定，上报监理单位审核批准后，依据批准的焊接工艺评定编制焊接工艺卡，指导现场施工。

表一工艺管道焊接材料选用及实物量统计

序号

母材

焊丝

焊条

最小壁厚

最大壁厚

1

Q235B/20#/20G

H08Mn2SiA/ER49-1

J427（E4315）

3

15

2

15CrMo/15CrMoG

H13CrMoA/ER55-B2

R307/E5515-B2

3

28

3

12Cr1MoVG

H08CrMoVA/ER55-B2-MnV

R317/E5515-B2-V

18

18

4

0Cr18Ni9/304

H0Cr21Ni10/ER308

A102/E308-16

2.5

6

5

00Cr19Ni10/304L

H00Cr21Ni10/ER308L

A002/E308L-16

2.5

8

6

00Cr17Ni14Mo2/316L

H00Cr19Ni12Mo2/ER316L

A022/E316L-16

3

13

7

0Cr18Ni10Ti/321

H0Cr21Ni10Ti/ER347

A132/E347-16

3

10

8

A790S31803

ER2209

E2209-16

2.11

7.11

9

SB423N08825/Incoloy825

SNi8065/ERNiCrFe-1

/

2.77

4.19

5.3焊工及焊材管理

5.3.1焊工施焊条件

1.1焊工施焊前应取得技术监督局监督颁发的合格焊工证。

1.2焊工施焊的钢种、焊接方法、焊接位置等均应与焊工本人考试合格的项目相符。

5.3.2焊材管理

5.3.2.1施工现场必须具有符合JBT3223-96要求的焊接材料贮存场所及烘烤保温设施，并建立严格的保管，烘烤，清洗和发放制度。

焊接材料必须具有质量证明书和出厂合格证，对焊材质量有怀疑或设计文件有要求时，必须进行复验。

5.3.2.2项目部设立一、二级焊材库，库内配置能调解温度湿度的设备，保证温度5℃以上，空气相对湿度在60％以下。

5.3.2.3焊接材料在入库时，应检查其质量证明书，同时检查包装状况，不得有损坏、受潮、锈蚀等现象。

焊材堆放应按种类、牌号、规格、批号、入库时间分类堆放，并做好标识，先入库的经报验合格的焊材先发放使用,焊材使用前应按说明书进行烘干。

5.3.2.4焊材烘干设专职烘烤管理员。

5.3.2.5焊接材料在烘干及保温时应严格按焊接工艺执行。

烘干焊条时应注意防止焊条因骤冷骤热而导致药皮开裂或脱落。

不同型号的焊接材料原则上应分开烘干，如烘干要求相同的不同类型焊接材料同炉烘烤时，必须间隔且有明显的标记。

烘干的焊接材料如烘干后在常温下搁置4小时以上，应再次烘干。

累计烘干次数一般不宜超过3次。

5.3.2.6焊工领焊条时，必须配备合格的焊条桶。

一次发放给焊工的焊材不宜过多，领用的焊材未能及时用完的应及时退回到焊材烘干室。

5.3.2.7焊材烘烤管理员对焊接材料的烘干、保温、发放及回收应作详细的记录，焊接工程师和焊接检查员应对焊材烘烤员所做的记录应进行指导和监督。

5.4焊接方法的选择

5.4.1普通碳钢、耐热合金钢对接焊口焊接方法选用

管径≤2〞壁厚≤5.5mm的焊口选用GTAW的焊接方法；管径＞2〞壁厚＞5.5mm的焊口选用GTAW+SMAW的焊接方法。

5.4.2不锈钢、镍基合金对接焊口焊接方法的选用：

管径≤4〞壁厚≤5.5mm的所有焊口选用GTAW的焊接方法；管径＞4〞壁厚＞5.5mm的所有焊口应该选用GTAW+SMAW的焊接方法。

5.5焊接坡口制备

5.5.2管道的坡口型式统一规定如下：

1）.壁厚δ≤9mm时，采用V型坡口，管端坡口角度α=65～750、钝边р=0～2mm、间隙C=0～2㎜。

2）.壁厚9㎜<δ≤26mm时，采用双V型坡口，管端坡口角度α=55～650、钝边р=0～3mm、间隙C=0～3㎜。

图1V型坡口示意图

3）.壁厚δ>26mm时，采用双V型坡口，管端坡口角度α=65～700；β=8-120；钝边р=1～3mm，间隙C=0～3㎜，h=8-12㎜。

图2双V型坡口示意

4）.镍合金钢管道采用V型坡口，管端坡口角度α=70～800；钝边р=0mm，间隙c=2～3㎜；

图3V型坡口示意

5.5.2施焊前应检查坡口形式，加工精度及组对间隙，坡口边缘内外各10-20mm范围内的油、污垢、锈、毛刺等应清除干净；不锈钢和镍基合金管线坡口采用机械加工或等离子加工，坡口加工后应进行外观检查,坡口表面不得有裂纹、分层等缺陷。

5.5.3不同壁厚的管子组对时，管道对口内壁错边量超过管壁的10%或大于2mm时应按下图规定削薄厚件边缘，外壁错边量不得超过10%或2mm，焊件应按照下图进行加工。

6、质量检验及工程施工技术措施

6.1各种材质的焊材选用及工艺参数

表1碳钢焊接工艺参数

焊接

层次

焊接

方法

电源

极性

保护气

体种类

填充材料

焊接

电流A

电弧

电压V

焊接速度

cm/分

气体流量（升/分）

牌号

直径mm

焊枪

管内

1

GTAW

DC+

Ar

H08Mn2SiA

φ2.5

90-110

18-20

5~10

5-15

/

2

SMAW

DC-

/

E4315

φ3.2

100-160

22-25

5~12

/

/

≥3

SMAW

DC-

/

E4315

φ4.0

130-180

22-28

7~15

/

/

表215CrMo及15CrMoG焊接工艺参数

焊接

层次

焊接

方法

电源

极性

保护气

体种类

填充材料

焊接

电流A

电弧

电压V

焊接速度

cm/分

气体流量（升/分）

牌号

直径mm

焊枪

管内

1

GTAW

DC+

Ar

H13CrMoA

Φ2.5

90-110

16-20

8-15

10-15

/

≥2

SMAW

DC-

/

R307

Φ3.2

90-145

20-25

7-14

/

/

表30Cr18Ni9焊接工艺参数

焊接

层次

焊接

方法

电源

极性

保护气

体种类

填充材料

焊接

电流A

电弧

电压V

焊接速度

cm/分

气体流量（升/分）

牌号

直径mm

焊枪

管内

1

GTAW

DC+

Ar

ER308

Φ2.5

80-110

16-22

4-10

8-18

6-12

≥2

SMAW

DC-

/

E308-16

Φ3.2

90-130

20-26

5-10

/

/

表400Cr19Ni10焊接工艺参数及技术要点

焊接

层次

焊接

方法

电源

极性

保护气

体种类

填充材料

焊接

电流A

电弧

电压V

焊接速度

cm/分

气体流量（升/分）

牌号

直径mm

焊枪

管内

1

GTAW

DC+

Ar

ER308L

Φ2.5

80-110

16-22

7.5-15

8-18

6-12

≥2

SMAW

DC-

/

E308L-16

Φ3.2

90-130

20-26

7-14

/

/

表500Cr17Ni14Mo2焊接工艺参数及技术要点

焊接

层次

焊接

方法

电源

极性

保护气

体种类

填充材料

焊接

电流A

电弧

电压V

焊接速度

cm/分

气体流量（升/分）

牌号

直径mm

焊枪

管内

1

GTAW

DC+

Ar

ER316L

Φ2.5

80-110

16-22

7.5-15

8-18

6-12

≥2

SMAW

DC-

/

E316L-16

Φ3.2

90-130

20-26

7-14

/

/

表60Cr18Ni10Ti焊接工艺参数及技术要点

焊接

层次

焊接

方法

电源

极性

保护气

体种类

填充材料

焊接

电流A

电弧

电压V

焊接速度

cm/分

气体流量（升/分）

牌号

直径mm

焊枪

管内

1

GTAW

DC+

Ar

ER347L

Φ2.5

80-110

16-22

7.5-15

8-18

6-12

≥2

SMAW

DC-

/

E347L-16

Φ3.2

90-130

20-26

7-14

/

/

表7S31803焊接工艺参数及技术要点

焊接

层次

焊接

方法

电源

极性

保护气

体种类

填充材料

焊接

电流A

电弧

电压V

焊接速度

cm/分

气体流量（升/分）

牌号

直径mm

焊枪

管内

1

GTAW

DC+

Ar

ER2209

Φ2.5

80-110

16-22

7.5-15

8-18

6-12

≥2

SMAW

DC-

/

E2209-16

Φ3.2

90-130

20-26

7-14

/

/

表6incoloy825焊接工艺参数

焊接

层次

焊接

方法

电源

极性

保护气

体种类

填充材料

焊接

电流A

电弧

电压V

焊接速度

cm/分

气体流量（升/分）

牌号

直径mm

焊枪

管内

≥1

GTAW

DC+

Ar

ERNiCrFe-1

φ2.5

60-100

16-21

7.5-15

10-14

8-10

6.2焊接技术要点

6.2.1所使用的焊接设备必须具有参数稳定，调节灵活，满足焊接工艺要求和安全可靠的性能；

6.2.2焊接环境

对于下列情况，应做好防护措施：

（1）、手工电弧焊：

风速≥8m/s。

（2）氩弧焊：

风速≥2m/s。

（3）相对湿度≥90%及有雨雪天气时。

（4）环境温度低于-20℃，耐热钢温度低于-10℃，不锈钢环境温度低于-5℃，镍基合金低于0℃时，提高环境温度。

6.2.3各种材质焊接的一般规定

6.2.3.1管道焊接时焊接地线应与工件接触良好，宜使用与母材材质相同的地线夹与工件连接，把线不得裸漏，把钳绝缘性能良好。

6.2.3.2所有管道焊接宜采用GTAW打底，SMAW填充盖面。

6.2.3.3引弧不得在母材上进行，且引弧不得在接头处，应距离接头处5-10mm坡口内侧引燃。

6.2.3.4管道焊接时，为保证焊缝质量，管道内部应防止穿堂风。

6.2.3.5多层焊时，层间接头应错开30-50mm。

6.2.3.6在焊缝及其附近不允许开孔，若不可避免应进行100%射线探伤。

5.3.7管道上的补强圈应在射线探伤及热处理完成且合格后方可覆盖。

6.2.3.8直管段两相邻焊缝中心的间距不小于100mm。

6.2.3.9焊缝与支吊架边缘的净距离应不小于50mm，有热处理要求的焊缝距离支吊架的净距离应大于焊缝宽度的5倍，且不小于100mm。

6.2.3.10焊缝与母材圆滑过渡，焊接完成后焊工应将焊缝清理干净，焊缝表面不得有飞溅、夹渣、气孔、未熔合、未焊透的现象存在。

6.2.4不锈钢焊接的一般规定

6.2.4.1不锈钢焊口在保证熔合良好的情况下，应采用小电流、快焊速、窄道焊的焊接方法进行，层间温度应控制在100℃以内，氩气纯度不得低于氩气纯度不低于99.99％，采用焊条电弧焊焊缝区域外涂白垩粉或其他防粘物剂。

6.2.4.2不锈钢焊口内部应充氩保护。

6.2.4.3不锈钢管道要避免与碳钢接触，以免造成渗碳。

6.2.4.4不锈钢焊口焊后应进行酸洗、钝化处理。

6.2.4.5有耐腐蚀性要求的双面焊焊缝，与介质接触一侧应最后施焊。

6.2.5耐热钢管道焊接的一般规定

6.2.5.1焊接表面不得有电弧擦伤等缺陷，多层焊第一层焊缝需用小直径焊条。

6.2.5.2焊接操作易采用短弧操作，焊接收弧应将弧坑填满。

6.2.5.3焊接时应尽可能一次焊完，如中断焊接，再次焊接前应进行检查，确认无裂纹后，方可按照原工艺继续施焊；

6.2.5.4焊缝与母材圆滑过渡，焊接完成后焊工应将焊缝清理干净，焊缝表面不得有飞溅、夹渣、气孔、未熔合、咬边、未焊透的现象存在。

6.2.6镍基合金的一般规定

6.2.6.1焊口组对前，应检查坡口质量，其表面不得有裂纹、分层等缺陷，在坡口表面内侧及边缘不小于30mm范围内的油污、毛刺、泥土等应清除干净。

焊缝附近的氧化物及毛刺用锉刀或砂轮清理，污物、油脂、油漆应用丙酮进行清洗。

6.2.6.2焊接时在保证焊透和融合良好的前提下，在工艺参数范围内尽量采用小的线能量、短电弧、较快的焊接速度和多层多道焊，层间温度不应太高，应控制在100℃以内。

6.2.6.3氩弧焊时，焊口内部应充氩保护，管内部充氩开始时流量可适当增大，焊接时流量可适当降低以避免压力较大影响焊接质量，氩气纯度不得低于氩气纯度不低于99.99％。

6.2.6.4焊接采用单面焊双面成形，由打底、填充、盖面依次焊接，焊件表面严禁电弧擦伤，引弧严禁在母材上引燃、收弧。

6.2.6.5焊接各项工艺参数不得超出工艺卡规定。

6.2.6.6焊缝完成后应清理干净，焊缝表面不得有夹渣，气孔，裂纹，弧坑，飞溅等缺陷。

6.2.7承插焊口应留约1.5-2mm的间隙，且焊接两遍以上，且层与层的接头应错开；焊接法兰的焊接型式详见焊接技术交底。

6.2.8与管道直接相焊的管道支吊架在保证熔合良好的情况下，应采用小直径焊条、小电流进行施焊，以免造成咬边和击穿母材。

6.2.9在焊接作业完成后应将管线号、焊口号、焊接日期、焊工代号标注在焊缝一侧。

6.3厚壁管道焊接的注意事项

6.3.1耐热钢，预热温度150℃。

6.3.2对于有焊缝的管道，应注意避免十字焊缝的出现，两对接管道上的焊缝应错开。

6.3.3大管径厚壁管道定位

6.3.3.1管道定位点数应根据管道直径决定，至少应均匀分部4点。

6.3.3.2定位焊缝的高度≤6mm，长度30～50mm。

6.3.4大管径厚壁管道应注意变形，根据现场条件，宜采取两名焊工对称施焊的方法进行。

6.3.5厚壁管道应采用多层多道焊接的方式进行，层间接头应错开。

6.3.6对于人能进入管道内部的管道，焊缝根部易采用兜底焊，应采用内外两人配合施焊的方法进行。

6.3.7为保证焊接一次合格率，选派焊接操作稳定，操作经验丰富，以往焊接合格率较高的焊工施焊。

6.4焊接检验

6.4.1焊接前检查

6.4.1.1焊口组对前应对坡口尺寸、坡口表面质量进行检查，应符合焊接技术交底的要求。

6.4.1.2组对后对焊口的间隙，错边量、焊缝清理程度等进行检查。

6.4.1.3镍基合金焊接前还应保证焊缝表面没有油脂等有机物。

6.4.2焊接中间检查

不锈钢焊口、和镍基合金焊口应对焊接的层间温度进行测量。

6.4.3焊后检查

6.4.3.1焊接完成后，焊工要及时清除熔渣、飞溅、弧坑裂纹等，并对焊缝外观质量进行自检焊缝与母材圆滑过渡，焊缝表面不得有飞溅、夹渣、气孔、未熔合、咬边、未焊透等缺陷。

外观尺寸要求详见焊接工艺指导书。

6.4.3.2检测比例按照设计文件执行，探伤标准按JB4730-2005执行。

6.4.3.3当抽样无损探伤发现有不合格焊缝时，应按下列规定处理：

6.4.3.3.1每出现一道不合格焊缝应再检验2道该焊工的同一批焊缝；当这2道焊缝又出现不合格时，再加倍扩探该焊工的同一批焊缝，当又出现不合格时，应对该焊工的同一批焊缝全部进行100%RT检验，同时取消该焊工在本工程的施焊资格。

6.4.3.3.2焊缝探伤发现不合格时，应进行质量分析，返修工艺与焊接工艺相同。

6.5焊缝返修

6.5.1焊缝无损检测后如不合格，由检测部门发出“焊缝返工通知单”并指出准确的缺陷位置，由焊接联络员通知焊工进行返工，并按规范要求做好返工记录。

6.5.2对经过一次返工仍不合格的焊缝，再进行返工时，由质保工程师组织专业人员讨论、分析原因，选派合格焊工施焊，并做好返工记录。

6.5.3要求焊后热处理的管道，应在热处理前返工，若在热处理后返工，则返工后应再做热处理。

6.5.4同一部位的焊缝返修次数不应超过两次。

若超次返修应分析原因、制定措施，并应得到焊接工程师的许可，方可进行返修。

6.6焊后热处理

6.6.1焊后是否进行热处理应执行设计规范的要求。

6.6.220G的焊后热处理参数见下表

钢号

厚度

热处理温度

20G

N1、N2管道

600-720℃

15CrMo/15CrMoG/12Cr1MoVG

≥13或N1、N2管道

700-750℃

6.6.3热处理加热范围为焊缝两侧各不小于焊缝宽度的3倍，且不小于25mm。

加热区以外100mm范围内应予以保温，管道两端的管口应封闭。

加热时应采取防止加工表面被氧化的措施，阀体应有冷却措施，阀瓣处于开启状态。

6.6.4热处理的加热速度、恒温时间、冷却速度的应符合以下要求：

6.6.4.1加热速度：

升温至400℃后，加热速度应按5125/δ℃/h计算，且不大于205℃/h。

6.6.4.2每毫米壁厚恒温2.4min，且总恒温时间不得少于1h。

在恒温时间内，最高与最低温度均应在热处理要求的范围内，其差值不得大于50℃。

6.6.4.3冷却速度应按6500/δ℃/h计算，且不大于260℃/h。

冷却400℃后可自然冷却。

6.6.5具体热处理工艺详见（热处理方案）。

7、质量保证措施

7.1质量目标

焊接一次合格率指标：

达到96%及以上。

7.2.焊接责任工程师对现场的焊接工作负全面责任。

根据焊接工艺评定报告，编写焊接焊接工艺卡，并指导、监督实施，在施工前向焊工进行技术交底。

7.3对口组对前管工应对管子质量进行检查，如发现管材有凹坑、管子与管件周长不同等缺陷，应及时通知质检人员，不得强行组对焊口。

7.4、如出现下列情况，焊工应拒绝施焊

7.4.1管件清理不干净

7.4.2焊缝间隙不够

7.4.3管件外观质量不合格

7.4.4焊缝错边量超标

7.5.焊接工艺参数选择正确，采取防止变形焊接措施；

7.6健全焊材管理制度，设专人管理，严格按照管理规定执行，认真执行焊材领用、烘烤、发放、回收制度，做好各项记录，保证焊材使用的准确性和可追踪性；

7.7焊接场地用压型钢板制作防风、防雨、防尘棚；

7.8.焊接质量检查员负责对焊接质量进行全面检查，指定抽检焊口，并负责焊工是否持证上岗的核定工作，不定期检查焊工合格证，坚决禁止施焊项目与持证项目不符的焊工施焊，对违反焊接工艺纪律的焊工实施惩罚，对优秀焊工给予奖励；

7.9焊工完成焊接作业后，应对焊缝进行自检，并填写好焊缝自检记录表。

7.10施工技术员、焊工应正确按焊接方案的要求做好焊接的各项记录工作，做到资料、记录与施工同步。

8、HSE质量管理措施

8.1安全保证措施

8.1.1所有人员施工前认真学习安全生产法规，教育职工服从业主安全检查人员指挥，遵守各项安全规章制度。

8.1.2进入施工现场的人员必须戴安全帽，着装应符合有关规定；

8.1.3定期对高空作业人员进行身体检查，持证登高作业。

8.1.4保证高空作业的脚手架、平台、斜道、爬梯及其它防护设施坚固、稳定、安全可靠。

登高作业必须挂好安全带。

安全带必须高挂低用，悬挂点要结实牢靠,高处存放物品必须牢靠，防止坠落伤人；

8.1.5电焊回路线应接在焊件上，把线及二次绝缘必须完好；

8.1.6氮气瓶、氧气瓶和氩气瓶不得混放，不筛选靠近火源，不得在阳光下暴晒

8.1.7焊接场所周围10米之内不得有易燃物品。

8.1.8焊前应认真检查焊接设备是否良好接地，防止高频电流危害焊工，防止触电事故发生。

不锈钢等离子切割时，焊工必须穿绝缘鞋，焊把绝缘性能应良好，焊接区应有良好的通风设备，但近焊区风速不得大于1m/s。

8.1.9夏季作业要向焊工提供保健饮料，长期从事TIG焊的焊工，有条件的要向他们提供保健药品，如VB1、VB6及谷维素等。

8.1.10管道内施焊时，应作好绝缘和通风工作，管口外设监护人，并应尽量采用低毒、低尘焊条。

8.1.11射线作业必须办理许可手续，在规定的时间、地点作业。

作业时在危险区域范围应拉警戒线、挂警示灯并派专人监护；

8.1.12射线探伤作业宜在夜间零点之后进行。

8.2文明施工措施

8.2.1保持施工现场环境整洁，道路畅通，水电设置合理，材料设备摆放有序。

施工用电焊机、空压机、卷扬机等做到三面挡一面敞，线路敷设整齐；

8.2.2使用的电焊把线、氧乙炔带等收工后盘好收回；

8.2.3施工现场的各种材料，工、机具等，