高压管道施工方案最终.docx

高压管道施工方案最终.docx

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高压管道施工方案最终

1工程概况

1.1适用范围

本方案适用于湛江东兴石油企业有限公司炼油改扩建工程，一联合120万吨/年加氢裂化装置高压管道施工和加热炉F-4101辐射室高压炉管（TP347）的施工。

1.2工程描述

本装置高压管道指高压油气线管道及高压临氢管道。

管道等级为26A1、26K1、26C1、26D1，设计压力12MPa～14.5MPa，设计温度270℃～435℃，材质选用0Cr18Ni10Ti、15CrMo、Cr5Mo和20#。

1.3主要工程量

序号

规格（mm）

材质

焊口数量

备注

1

Φ114×14

0Cr18Ni10Ti

67

2

Φ273×28

0Cr18Ni10Ti

24

3

Φ356×32

0Cr18Ni10Ti

40

4

Φ406×36

0Cr18Ni10Ti

36

5

Φ450×40

0Cr18Ni10Ti

24

6

Φ350×28

15CrMo

10

7

Φ273×15

15CrMo

69

8

Φ168×11

15CrMo

18

9

大于φ114

20#

565

10

Φ219×24

1Cr5Mo

30

11

φ168×14.27

TP347

48

炉管

12

φ219×18.27

TP347

66

炉管

1.4施工难点分析

a）高压管道的大管径和超壁厚对焊接质量要求高、检验程序复杂；

b）由于高压管道的预制工作滞后，以及周围其他管道、结构等已基本安装就位，造成高压管道吊安困难；

c）由于压缩机、反应器到货晚，故应合理组织高压管道的施工，减少因设备到货晚对整个装置按时中交的影响；

d）大部分高压管道通过各区，需相互协调以保证连续施工；

e）因地理环境较特殊，应采取有效的措施，减少秋季雷雨天气对焊接施工的不利影响。

2编制依据

2.1中国石化工程建设公司提供的施工图及技术文件

2.2施工规范、标准

a）《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97

b）《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98

c）《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH3501-2002

d）《石油化工工程铬钼耐热钢管道焊接技术规程》SHJ3520-91

e）《石油化工铬镍奥氏体、铁镍合金和镍合金管道焊接规程》SH/T3523-1999

f）《石油化工管式炉碳钢和铬钼钢炉管焊接技术条件》SH3085-1997

g）《石油化工施工安全技术规程》SH3505-1999

2.3相关文件

《高压管道施工及验收技术统一规定》中国石化工程建设公司编制

3主要施工方法

3.1施工程序

固定管架安装

管道工艺包水压试验

单线图确认

系统试验工艺包确认

A级共检点

B级共检点

B级共检点

管道安装

预制管段验收

原材料检验

管段预制加工

焊接

现场实测、计算机排料

管道吹扫（冲洗）

焊接检验

A级共检点

技术交底

技术准备

编制方案

人员准备

机具、物资准备

不合格

管道系统严密性试验

A级共检点

A级共检点

合格

3.2材料检验

管道组成件（管子、配件、法兰、阀门、螺栓等）符合设计规定及规范要求，每批到货材料必须具有质量证明书或合格证，并对质量证明书或合格证所提供的合金成份与制造标准进行核对。

无质量证明书或合格证的产品不得使用。

到货材料检验

a）所有到货的管材统一进行编号，进行长度复测，并记录实际长度值；

b）逐件测量管口部位的壁厚、椭圆度，对无法通过正常机加工消除缺陷的，要申报SEI及PMC，确定处置方案；

c）管材管件外观不得有重皮、凹坑、裂纹、缩孔等缺陷,外表面除锈，涂2遍底层高温防锈漆，外观检测合格后进行色标标识；

d）阀门在安装前，应对阀体进行液体强度试验，试验压力为公称压力的1.5倍，5分钟无泄露为合格，安全阀在安装前应按设计规定进行定压；

e）弹簧支吊架到货后，根据弹簧数据表逐项检查，发现不合格严禁使用；

f）合格的高压钢管应按材质、规格分别放置，妥善保管，并按材质涂有合格的色标，管口封闭防止锈蚀及进入异物。

不合格的高压钢管应有明显标记，并单独存收。

不锈钢管材或配件摆放处须垫胶皮或石棉板专区保管；

g）经过验收和检查合格的高压钢管应及时填写《高压钢管检查验收（校验性）记录》。

3.3现场实测、计算机排料

a）现场实测内容包括钢结构位置、周围障碍物、设备管口方位及标高等，同时考虑满足吊装需要。

根据测量结果确定预制与安装焊口位置，在单线图上明确标识。

对于需要预留焊口进行特殊标识；

b）高压管材必须使用线性材料排版软件进行电算排版，以减少材料损耗及加大预制精度。

方法为根据供货部门提供的管材长度，对于大于单根管长的管段进行人工排料，小于单根管长的管段，利用计算机排料软件进行排料。

3.4管段预制加工

切割及坡口加工由下料岗组负责划线及切割。

划线完成后必须经组对岗组复测尺寸才能切割，防止下料错误。

管子的坡口应按统一形式加工，当管子、管件和对焊阀门的坡口形式不同时，应按以下原则进行加工：

a）管子与管件焊接时，以管件的坡口形式为准，加工管子坡口；

b）管子与阀门焊接时，以阀门的坡口形式为准，加工管子坡口；

c）管件与阀门焊接时，以阀门的坡口形式为准，加工管件坡口。

50mm≤DN≤500mm管子采用大型管式车床切断、加工坡口；25mm≤DN≤50mm管子采用小型车床切断、加工坡口；DN≤20mm的管子采用无齿锯切断、砂轮机打磨坡口。

φ≤25mm的开孔采用钻孔，φ＞25mm的开孔采用铣床加工，严禁用火焰切割加工开孔。

开孔必须在管材组对前完成。

高压厚壁管道坡口型式采用双V型和V型坡口，如图：

双V型坡口

所有管件坡口和管道加工的坡口表面不得有裂纹、缩孔、重皮等缺陷，对有淬硬倾向较大的合金钢管道加工的坡口要进行100%渗透检验。

管段加工完毕，班组进行自检，填写《高压管道坡口加工记录》，向预制组对人员移交。

焊缝组对使用专用组对卡具，禁止在管壁上焊接临时支撑。

对口间隙3mm，内壁错边量不超过壁厚的10%，且不大于0.5mm。

3.5预制管段验收

预制管段成型经无损检验、热处理、硬度检验等合格后，奥氏体不锈钢焊缝的酸洗和钝化处理结束，管段内部进行吹扫，封堵两端及管段上的开孔。

对管段焊缝组成、几何尺寸、坡口型式、管段标识等要认真检查，严禁到现场返工。

成品管段经自检合格后应及时向质检部门进行管段报验，由质检部门复查合格方可出厂安装。

3.6管道安装

主管廊直管从构1-A、B之间位置直接穿入，不同区域根据实际情况确定管段长度。

压缩机厂房内配管利用天车或自制吊装架安装到位。

高压管道随压缩机安装进度进行施工，平行于压缩机入口方向且最靠近压缩机的管段作为安装调整段，留到压缩机找正后，再实测安装。

压缩机配管特殊要求：

管线与机组最终连接时，在压缩机联轴器上架设百分表监测径向位移，径向位移不得大于0.05mm。

压缩机管嘴配对法兰在自由状态下，应与压缩机本体法兰平行且同心，法兰平行度偏差不大于0.15mm，径向位移不大于0.5mm。

a）法兰安装前，对槽、环密封面要进行线性密合检验，当金属垫在密封面转动45°后，检查接触面不得有间隙现象，达不到要求的进行研磨，并填写《垫片接触性检查记录》，螺栓紧固使用液压扳手；

b）固定管架安装；高压管道因其高温高压的操作特性，设置了大量固定支架，并与弹簧管架配合使用，安装过程中要分清固定方式、固定位置，必须满足设计要求；

c）单线图确认：

内容包括焊缝所有信息--焊接、无损检验、焊后处理等以及支吊架安装情况，包括所有设计变更内容。

3.7管道焊接

焊接环境要求

a）风速：

手工焊小于8m/s，氩弧焊小于2m/s；

b）相对湿度：

相对湿度小于90%；

c）当环境条件达不到上述要求时，必须采用挡风等有效防护措施。

焊接程序

a）碳钢（20#）管道焊接程序：

b）铬钼钢焊接程序

c）不锈钢（0Cr18Ni10Ti、TP347）的焊接程序

焊接工艺

一般工艺要求

d）焊接方法：

管径小于或等于2″的焊口采用氩弧焊焊接，其他采用氩弧打底，手工焊填充盖面的方法；

e）定位焊：

定位焊采用氩弧焊，过桥式，其焊接工艺与正式焊接工艺相同，焊点厚度为管壁厚的70%且不大于6mm；

f）钨极氩弧焊钨极宜用铈钨棒。

使用氩气的纯度应在99.95%以上。

g）不得在焊件表面引弧或试电流，不锈钢及淬硬倾向较大的合金钢管道上不得有电弧擦伤等缺陷。

h）为保证管道内部的清洁，所有管道对接焊缝的根部均采用氩弧焊接。

i）在焊接中要确保起弧与收弧的质量，多层焊的层间接头应相互错开。

j）每条焊缝应一次连续焊完，如因故被迫中断，应采取防裂措施。

再焊时必须进行检查，确认无裂纹后方可继续施焊。

k）管道安装、组对时所使用的工具、卡具，应待该焊接接头的焊接及热处理工作完毕后，方可拆除。

不锈钢（0Cr18Ni10Ti、TP347）的焊接

l）根据焊接工艺评定选用匹配的焊接材料；

m）采用较小的线能量，多层多道焊；

n）选择合理的装配顺序，降低残余应力；

o）彻底清除焊丝及坡口处的油污及其他附着物。

焊前应在坡口两侧100mm范围内，涂白垩粉或其它防粘污剂，以防止飞溅物玷污焊件表面；

p）层间及表面采用不锈钢钢丝刷清理，且不得与碳素钢混用；

q）现场安装时若存在交叉作业，应对可能的污染部位进行保护；

r）层间温度不宜超过100℃；焊口检验合格后0Cr18Ni10Ti进行消除应力热处理、TP347进行稳定化热处理，最后对焊缝表面进行酸洗和钝化处理；

s）不锈钢焊时，管内充氩（氮）气保护，至少焊接2遍之后，方可撤去保护气体，氩气纯度不得小于99.9%；氮气纯度应大于99.5%，含水量小于50mg/L。

铬钼钢焊接

t）每条焊缝应尽可能一次连续焊完，若因故被迫中断，应立即对焊缝进行保温缓冷。

重新焊接时先检查确认表面无裂纹，重新预热方可施焊；

u）焊缝的无损检测在热处理完毕后进行。

焊前预热

v）焊前预热采用电加热法；

w）布置热电偶：

为便于施焊，热电偶端部距焊缝坡口边缘20mm，应紧贴管外壁，用镀锌丝捆绑牢固；

x）布置加热器：

为保证加热温度，加热器在焊口的单侧宽度应为5至7倍管壁厚，且不小于100mm；

y）布置保温棉：

为了减少加热区的温度梯度，要在加热区以外两侧加盖保温棉，宽度为200mm～300mm，厚度为30mm；

zz）布置完毕，并经检查确认后，连线并送电升温开始预热，具体预热温度15CrMo（≥12㎜）为150℃～200℃；1Cr5Mo为250℃～350℃；

aa）为了简化工序，节省操作时间，焊前预热也可使用对开式加热器；

bb）若施工现场不具备电加热条件，也可采用氧炔焰加热法，但操作时应有可靠的检测控制手段，并经有关责任人员确认方可进行。

焊缝后热及焊后热处理

焊缝后热处理

铬钼钢焊缝焊接完毕后，经外观检验合格后立即进行焊后热处理，如不能立即进行焊缝热处理，应及时进行300℃～350℃、不少于2小时的后热并保温缓冷。

热处理采用电加热方法进行；加热器及保温层的固定位置如图1所示；

焊后热处理

cc）布置热电偶：

热电偶采用K系列欧盟-2型测温1100℃，使用前热电偶须经校验合格。

安装时用不锈钢丝或镀锌铁丝捆绑牢固，端部紧贴焊缝，且不少于两点。

dd）布置加热器：

热电偶布置完毕后，布置加热器。

加热器采用绳形加热器，加热宽度为管壁厚的7～10倍，且不小于50mm，加热器布置应均匀。

ee）布置保温棉：

保温棉采用耐温≥1000℃的硅酸铝高铝毯。

厚度≥30mm。

保温棉宽度超过加热带宽度两侧各50mm，

ff）各种材料按标准布置完毕后，对加热器、保温棉、连接头等进行自查，自查合格后连线并送电进行热处理。

具体热处理工艺参数见下表。

焊前预热与焊后热处理数据表

管道钢号

焊后热处理

升温速度

（℃/h）

恒温时间

冷却速度

壁厚（㎜）

温度（℃）

壁厚（㎜）

时间（小时）

20#

≥30

600~650

400℃以上时205×25/s

不大于330℃/h

每25毫米壁厚1h不少于15min

400℃以上时60×25/s

不大于260℃/h

15CrMo

≥10

700~750

300℃以上时220×25/s

不大于220℃/h

每毫米壁厚3min

不少于30min

300℃以上时275×25/s

不大于275℃/h

1Cr5Mo

任意

750~780

300℃以上时220×25/s

不大于220℃/h

每毫米壁厚3min

不少于30min

300℃以上时275×25/s

不大于275℃/h

0Cr18Ni10Ti

任意

850~900

400℃以上时，不超过5000/s，且不大于220，不低于50

壁厚/25，且不小于1/4h

400℃以上时，不超过6500/s，且不大于260，不低于50

TP347

900±15

不大于220℃/h

4h

快速风冷

管子（管件）与阀门焊接前预热及焊后热处理，应尽量在预制厂进行，焊缝热处理，应根据阀门制造厂家提供的技术要求来进行，阀体如要求冷却保护则采取冷却措施。

3.8管道焊缝的无损检验

碳钢（20#）管道

a）热处理前进行外观检查（100%）；射线检验（100%），合格等级为Ⅱ级；

b）热处理后进行磁粉检验（100%），合格等级为Ⅰ级；超声波检验（20%），如不合格增至100%，合格等级为Ⅰ级；硬度检验（100%），硬度值不大于200HB。

铬钼钢（15CrMo、1Cr5Mo）管道

c）焊缝热处理前进行外观检查（100%）；射线检验（100%），合格等级为Ⅱ级；

d）焊缝热处理后进行磁粉检验（100%），合格等级为Ⅰ级；超声波检验（20%），如不合格增至100%，合格等级为Ⅰ级；硬度检验（100%），硬度值不大于215HB。

不锈钢（0Cr18Ni10Ti）管道

e）焊缝热处理前进行100%外观检查；100%射线检验，合格等级为Ⅱ级；

f）焊缝热处理前后均进行100%渗透检验，合格等级为Ⅰ级。

焊缝必须经SEI确认外观合格后，方可进行射线检验。

所有的角焊缝的焊接，氩弧气体保护焊打底1～2遍后应做一次磁粉或渗透检验，全部焊完后再做一次磁粉或渗透检验，要求100%合格，合格等级为Ⅰ级。

高压厚壁管道的焊缝采用二次无损检测程序，封底焊接完毕，进行第一次χ射线检测，最后盖面焊接完毕再进行第二次射线检验（管壁厚度如超过χ射线检测的范围，可采用γ射线检验）。

3.9高压管道系统的水压试验

管道系统压力试验，按设计文件要求，在管道安装完毕、弹簧支吊架、热处理和无损检测合格后进行。

确认系统组成完整，盲板位置合理，放空、导淋充分，试验压力正确。

系统强度试验，试验介质为新鲜水，水中氯离子含量不得超过25ppm/L，水质由SEI与PMC联系分析合格，按指定水源使用。

按设计给定值进行水压试验（设计压力的1.5倍）。

当设计温度高于200℃时，按下式计算：

Pt=KP0[б]1/[б]2

式中：

Pt——试验压力（MPa）；

K——系数，水压试验取1.5；

P0——设计压力（MPa）；

[б]1——试验温度下材料的许用应力（MPa）；

[б]2——设计温度下材料的许用应力（MPa）；

材料许用应力根据《金属管道设计规范》GB50316-2000选取

试验（包）系统划分及流程图绘制

按生产工艺流程、管道压力等级划分并确定试验（包）系统，绘制管道试验系统流程图，确定试验压力及试验介质；系统流程图上标清系统起止点、系统隔离方式（试压盲板、切断阀）、试压盲板编号、压力表安装位置、上水点、排水点、试压介质、试验压力等。

管道系统试压前，应由SEI、PMC、施工单位和有关部门对以下资料进行审查确认：

a）管道组成件、焊材的制造厂质量证明文件；

b）管道组成件、焊材的校验性检查或试验记录；

c）单线图上标明焊缝编号、焊工代号、焊接位置、无损检测方法、返修焊缝位置、扩探焊缝位置等可追溯性标识；

d）无损检测报告；

e）焊接接头热处理记录及硬度试验报告；

f）设计变更及材料代用文件。

管道系统试压前，应由建设单位、SEI、PMC、施工单位和有关部门检查确认以下条件：

g）管道系统全部按设计文件安装完毕；

h）管道支、吊架的形式、材质、安装位置正确，数量齐全，紧固程度、焊接质量合格；

i）焊接及热处理工作已全部完成；

j）合金钢管道的材质标识明显清楚；

k）焊缝及其他需进行检查的部位不应隐蔽；

l）试压用临时加固措施符合要求，临时盲板加置正确，标志明显，记录完整；

m）试压用的检测仪表的量程、精度等级、检定期符合要求。

与管道相连的设备不参加管道系统的水压试验。

如有特殊情况，必须经过SEI和PMC同意方可进行，且试压值不得超过设备的试压值。

因试验压力不同或其他原因不能参与管道系统试压的设备、仪表、安全阀等应加置盲板隔离，并有明显标志。

液体压力试验时，必须排净系统内的空气。

升压应分级缓慢，达到试验压力后停压10min，然后降至设计压力，停压30min，不降压、不泄漏和无变形为合格。

试压过程中，受压管道如有异常声响、压力下降、压力表指针不动或来回摆动等不正常情况，立即停止试验，卸压查明原因后再行决定是否继续试验；

带压管道严禁机械冲撞，升压和降压应缓慢进行，试压过程中若有泄漏，不得带压修理。

缺陷消除后应重新试压。

管道系统试压合格后，应缓慢降压，试验介质宜在室外合适地点排放。

及时拆除临时盲板，核对盲板加置记录，并填写管道系统试压记录。

参加试压人员要有专门分工，各负其责，严禁串岗和脱岗。

水压试验后的吹扫、冲洗和严密性试验另行编制《一联合120万吨/年加氢裂化装置管道吹扫、冲洗和严密性试验施工方案》。

3.10水压试验后管道的吹扫、冲洗

a）管道在压力试验合格后，进行吹扫或清洗工作

b）公称直径大于600㎜的管道，宜采用人工清理；公称直径小于600㎜的管道，宜采用洁净水或空气进行冲洗或吹扫；蒸汽管道应以蒸汽吹扫；非热力管道不得用蒸汽吹扫。

c）管道吹洗前，不应安装孔板、法兰连接的调节阀、重要阀门、截流阀、安全阀、仪表等，对于焊接的上述阀门和仪表，应采取流经旁路或卸掉阀头及阀座。

d）吹洗的顺序应按主管、支管、疏排管依次进行，吹洗出的赃物，不得进入已吹扫合格的设备和管道。

清洗排放的脏液不得随地排放，污染环境。

e）吹洗前应检查管道支、吊架的牢固程度，必要时采取加固措施。

f）吹扫时应设置警绳并有专人监护。

g）蒸汽吹扫时，管道上及其附近不得放置易燃物。

h）管道吹洗合格并复位后，不得再进行影响管内清洁的其它作业。

i）冲洗管道应使用洁净水，奥氏体不锈钢管道水冲洗时，水中氯离子含量不得超过25mg/L,冲洗时水流量不得低于1.5m/s

j）水冲洗应连续进行，管道的排水、取样等支管应全部冲洗，以排出口的水色和透明度与入口水目测一致为合格。

排水时不得形成负压。

k）空气吹扫应利用生产装置的大型压缩机，也可利用装置中的大型容器蓄气，进行间断性的吹扫，吹扫压力不得大于管道的设计压力，流速不宜小于20m/s。

l）蒸汽吹扫前应先行暖管、及时排水，并检查管道热位移。

蒸汽吹扫应按加热-冷却-再加热的顺序，缓慢升温循环进行。

m）临氢管道和不锈钢管道属忌油管道，吹扫气体中不得含油。

吹扫过程中当目测排气无烟尘为合格。

3.11管道系统的气体严密性试验

a）管道在压力试验、吹洗合格后，建设单位应负责组织管道系统的气体严密性试验工作。

b）管道系统的气体严密性试验，应在压力合格后进行，试验压力为设计压力，试验介质宜采用空气。

c）管道系统的气体严密性试验主要检验阀门填料函、设备与管道连接法兰、放空阀、排凝阀等系统中没经过压力试验的密封点。

d）压力应逐级缓慢上升，当达到试验压力时，停压10min后，用涂刷中性发泡剂的方法，巡回检查所有密封点，无泄漏为合格。

e）管道系统的气体严密性试验合格后，应及时缓慢泄压，并及时填写纪录。

4质量保证措施

a）质检员提前做好特殊工种施工人员资质审查，将合格证复印件交SEI、PMC备案；

b）供应部材料责任工程师负责对管道组成件和支撑件的质量证明书或复验报告进行审核，并根据规范组织对管道组成件和支撑件做好外观、几何尺寸检查和材料复验；

c）供应部门严格对焊材烘干、发放、回收进行管理；在现场设二级焊材库，并配备温湿度仪，建立焊材领用、保管、烘烤、发放、回收制度，并做好记录；

d）管道预制采用工厂化管理，除锈、涂漆应严格执行设计施工规范要求。

预制管段须经质检员确认并标识合格，出厂检查主要内容为内洁、封口；

e）专职质检员负责对焊缝外观进行检验，合格后及时通知无损检验人员；

f）热处理作业应严格执行施工工艺，焊接质检员负责监控各种技术参数；由专业工程师确认合格后再进行无损检测；

g）设备配管严禁强行组对，对于压缩机管口应进行配管的无应力检查，管道与机器连接前，应在自由状态下，检验法兰的平行度和同轴度；

h）管托、支吊架焊缝外观饱满，无明显咬肉、飞溅、夹渣、弧坑等质量缺陷；

i）施工过程中以上每一具体检测点，专业施工单位应自检合格，并提前24小时以书面形式向质检站报检，同时附自检资料。

j）共检点一览表（见下页）

共检点一览表

序号

检验点

等级

检验内容

参检单位

1

管材、阀门、法兰、管件

A

材质元素含量检验

PMC、SEI、FCC

2

焊接工艺评定

B

焊接工艺评定记录

SEI、FCC

3

焊工技能考核及合格证

B

施焊位置及材质

SEI、FCC

4

焊缝射线探伤

B

探伤报告及射线底片

SEI、FCC

5

焊缝超声波检测

B

焊缝内部质量及探伤报告

SEI、FCC

6

阀门强度、严密性试验

A

阀门试验记录

PMC、SEI、FCC

7

弹簧支吊架安装

B

热位移管道的位移值、弹簧支、吊架调整高度

SEI、FCC

8

固定、导向管架安装

B

安装位置、导向板焊接、螺栓紧固

SEI、FCC

9

透平配管

B

法兰平行度、同轴度、机器位移

SEI、FCC

10

试压工艺包确认

A

管线按图施工完、变更单内容施工完

PMC、SEI、FCC

11

工艺管道压力试验

A

GB50235-97规定

PMC、SEI、FCC

12

管道坡口加工

C

机加工坡口角度，表面质量

FCC

13

管道开孔、马鞍口组对

C

开孔规格、管内清洁

FCC

14

合金钢管焊前预热

C

预热温度、范围、时间

FCC

15

焊缝外观

C

无药皮、飞溅、咬肉等明显外观缺陷

FCC

16

管段验收

C

预制管段内洁、封口

FCC

5HSE管理

5.1一般规定

a）所有施工人员必须按公司规定穿戴好劳保着装；

b）管子加工时加强机具管理，定时进行维护、保养。

所有用电设备、机具必须实行保护接零；

c）手动电器必须用橡