炉管安装焊接施工方案解析.docx

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炉管安装焊接施工方案解析

河北盛腾化工有限公司50万吨/年芳烃联合生产异地扩建项目80万吨/年轻油改质联合装置

加热炉炉管焊接

施

工

方

案

编制：

曹玉明

审核：

王文祥

批准：

张海伟

山东军辉建设集团有限公司

盛腾项目部

2016年3月28日

一、编制依据

1、《石油化工管式炉钢结构工程及部件安装技术条件》SH3086-1998；

2、《石油化工异种钢焊接规程》SH/T3526-2004；

3、《石油化工铬镍不锈钢、铁镍合金和镍合金焊接规程》SH3523-2009；

4、《石油化工建设工程施工安全技术规范》GB50484-2008；

5、《一般炼油装置用火焰加热炉》SH/T3036-2012；

6、《碳钢焊条》GB/T5117；

7、《低合金钢焊条》GB/T5117；

8、《石油化工管式炉碳钢和铬钼钢炉管焊接技术条件》SH3085-1997；

9、《承压设备无损检测》NB/T47013-2015；

10、《石油裂化用无缝钢管》GB9948-2006；

11、《石油化工管式炉急弯弯管技术标准》SH3065-2005；

12、《石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范》SH3501-2011；

13、80万吨/年轻油改质联合装置工业炉炉管设计施工图纸及相关技术说明；

14、《施工焊接工艺评定》。

二、工程概况

方案仅适用于河北盛腾化工有限公司50万吨/年芳烃联合生产异地扩建项目80万吨/年轻油改质联合装置位于河北省沧州市任丘市产业园区，80万吨/年轻油改质联合装置四合一炉（F201—F204）辐射室内通过U型炉管连接辐射室集合管；反应进料加热炉（F101）、分馏塔底重沸炉（F102）、二甲苯塔重沸炉（F401）辐射室内炉管模块间连接；具体的炉管规格、尺寸、材质如下表1所示：

表1：

工业炉炉管规格、尺寸、材质明细表

序号

位号

连接部位

规格

材质

单位

数量

备注

1

F201

炉管与U型弯管

∅88.9x5.49

T9

道

92

炉管与集合管

∅88.9x5.49

T9/P11

道

92

2

F202

炉管与U型弯管

∅88.9x5.49

T9

道

92

炉管与集合管

∅88.9x5.49

T9/P11

道

92

3

F203

炉管与U型弯管

∅101.6x5.75

T9

道

68

炉管与集合管

∅101.6x5.75

T9/P11

道

68

4

F204

炉管与U型弯管

∅101.6x5.75

T9

道

68

炉管与集合管

∅101.6x5.75

T9/P11

道

68

对流段转油线

∅114*8

20G

道

16

5

F101

模块与模块间连接

∅141*7.11

TP321

道

16

对流段联络管

141*7.11

TP321

道

12

6

F102

模块与模块间连接

∅141*8

20

道

16

对流段联络管

∅141*8

20

道

12

7

F401

模块与模块间连接

∅168*8

20

道

16

对流段联络管

∅168*8

20

道

12

三、施工工艺及控制要求

3.1施工工序

注：

焊前预热及焊后热处理工序只针对于铬钼耐热钢。

3.2炉管安装及控制要求

3.2.1施工前的准备

3.2.1.1应完成具有指导现场施工的炉管安装焊接施工方案及有关焊接工艺评定的编制和报审工作；

3.2.1.2施工机具、人员已到厂，施工用电、用水已疏通；

3.2.1.3特殊工种作业及施工机具已经报审和批准，焊工入厂应经考试合格后方可上岗；

3.2.1.4应规划完成炉管安装焊接施工预制场地。

3.2.1.5已到施工材料应完成随机资料报验，若因厂方未能及时提供原材料随机资料而不能进行报验，应按照项目相关要求完成材料紧急放行申请手续；

3.2.2材料验收

3.2.2.1根据装箱单和图纸进行全面清点，确保其材质、规格型号、数量；

3.2.2.2炉管应具有出厂合格证和质量证明文件，其内容应符合国家标准及有关技术条件的要求，对质量证明文件检验项目不全或对材质有疑义的炉管、管件必须采用光谱分析或其他方法对主要合金元素含量进行验证性检验进行复验，并做好记录和标记（对本工程主要为T9/P11材质按SH3501进行10%的光谱分析，且不少于1件）。

进口炉管应符合设计

文件规定的相应标准及有关要求；

3.2.2.3炉管进行外观检查，不得有扭曲、变形，内外表面应平整，不得有裂缝、折迭、轧折、离层、结疤等缺陷，并不应有严重锈蚀；

3.2.2.4与炉管相焊的管件（急弯弯管）的各项技术要求，应符合现行标准《石油化工管式炉急弯弯管技术标准》SH3065及设计文件的规定。

进口的管件，应符合设计文件规定的相应标准及有关要求；

3.2.2.5急弯弯管的表面不得有过烧、重皮、和褶皱等缺陷，其表面缺陷应由制造厂切削或打磨方法去除直至金属完好。

研磨整修部位应平滑且与其他部位保证平滑过渡。

3.3.3焊材的选用

所有炉管现场焊接方式均采用全氩焊。

焊接工艺参数见下表所示：

母材材质

焊缝层

（道）

焊接方法

填充金属

焊接电流

电弧电压范围（v）

焊接速度cm/min

焊评编号

牌号

直径（mm）

极性

电流（A）

T9

1

GTAW

TG-S9CM

φ2.4

正接

100～110

12～14

4～6

BPST-PQR-T3

2

GTAW

TG-S9CM

φ2.4

正接

110～130

12～14

4～8

3

GTAW

TG-S9CM

φ2.4

正接

110～130

12～14

4～8

T9与P11

1

GTAW

TG-S9CM

φ2.4

正接

100～110

12～14

4～6

BPST-PQR-Y2

2

GTAW

TG-S9CM

φ2.4

正接

110～130

12～14

4～8

3

GTAW

TG-S9CM

φ2.4

正接

110～130

12～14

4～8

TP321

1

GTAW

ER321

φ2.5

正接

110～130

22～24

8～10

BPST-PQR-T8

2

GTAW

ER321

φ2.5

正接

110～130

22～24

8～10

3

GTAW

ER321

φ2.5

正接

110～130

22～24

8～10

20#

1

GTAW

CHG-S5R

φ2.5

正接

100～120

15～18

8～10

BPST-PQR-T1

2

GTAW

CHG-S5R

φ2.5

正接

100～120

15～18

8～10

3

GTAW

CHG-S5R

φ2.5

正接

100～120

15～18

8～10

3.2.4炉管安装控制要求

3.2.4.1炉管安装前应检查与炉管安装有关的钢结构、管板、管架、定位管的安装和炉衬施工是否符合设计文件的要求；

3.2.4.2炉管安装前应检查每根或每组炉管是否符合设计文件的要求和有关标准的规定；

3.2.4.3炉管在检验、运输和安装过程中应采取必要的加固和保护措施；

3.2.4.4炉管在安装前必须进行清扫并对管口加以保护；

3.2.4.5炉管的焊接应符合设计文件的规定；

3.2.4.6立管吊装时应平稳，不得撞击炉衬；

3.2.4.7立管安装时，必须保证导向管与定位管的安装尺寸准确，使炉管在开停炉时能自由伸缩；

3.2.4.8立管采用炉内下支承时，下弯头或弯管上的导向管应能插入炉底定位管内，不得强行对中；

3.2.5炉管组对

3.2.5.1炉管坡口加工应按照设计图纸要求进行坡口制作，加工坡口应采用机械加工坡口。

坡口加工后，应进行外观检查，其表面不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷；

3.2.5.2组对前，炉管应矫直，弯曲度不应大于1/1000，且整根炉管长度不超过6m时，全长弯曲度不应大于4mm：

超过6m时全长弯曲度不应大于8mm；

3.2.5.3焊在180°急弯弯管上的两根炉管的两端应齐平，长短相差不应大于2mm；

3.2.5.4炉管与炉管、炉管与管件的对焊接头不应有过大的内错口，炉管外径小于或等于102mm时，错口不应大于0.5mm；炉管外径大于102mm时，错口不应大于1mm；

3.2.5.5炉管与炉管、炉管与管件的焊接，除炉内组对焊接外，宜在胎具上进行。

相焊件对中后，应均匀点焊，点焊处不应有裂纹等缺陷。

3.2.5.6炉管组对时，作为焊缝组成部分的定位焊缝，应符合下列规定：

1定位焊的焊接工艺与正式焊的焊接工艺相同；

2定位焊缝长度及分布应按下表执行；

3严禁强力组对定位焊接；

4定位焊缝应沿管周均匀分布。

正式焊接时，起焊点应在两定位焊缝之间；

5定位焊缝应焊透且无焊瘤等焊接缺陷，发现裂纹等焊接缺陷时必须清除后重焊；

6为确保底层焊道成形好，减少应力集中，定位焊缝的两端应为缓坡状，否则应进行打磨修整；

7正式焊接有预热要求时，定位焊的预热温度取上限。

3.2.6炉管焊前预热

3.2.6.1炉管和管件施焊前，应根据钢材的淬硬性、焊接环境、焊接方法进行预热，预热温度可按表2确定；

3.2.6.2预热方法采用氧乙炔火焰加热方法，预热升温应缓慢而均匀，防止局部过热。

预热温度的测量，宜采用红外线温度仪；

表2：

炉管焊前预热温度选取表

3.2.6.3预热范围应为以对口中心线为基准两侧各不小于50mm的区域。

3.2.7炉管焊接

3.2.7.1施焊环境及焊前准备

1）焊接环境出现下列情况之一时，必须采取有效防护措施，否则禁止施焊。

1环境温度低于0℃；

2手工电弧焊时风速大于8m/s，氩弧焊时风速大于2m/s;

3相对湿度大于90％；

4雨、雪环境。

2）焊条、焊剂及其他焊接材料的储存环境应保持干燥，相对湿度不得大于60%；

3）焊条在使用前应按其出厂说明书的规定进行烘干，烘干后放在保温筒内的焊条不得超过4h，否则应按原烘干规定重新烘干，重复烘干次数不得超过两次。

焊条药皮不得有脱落和裂纹等缺陷；

4）焊丝使用前，必须清除锈斑和油污，并露出金属光泽；

5）氩弧焊所用氩气应符合现行标准《氩气》GB4842-2006的规定；

6）焊接前，应先将坡口端部以内20mm范围内的氧化皮、水、油污等清除干净，并用砂轮打磨直至露出金属光泽。

加工好的坡口检查合格后应在坡口100mm范围内涂刷白垩粉加以保护；

7）炉管安装焊接应绘制施工单线图，上报焊口检测总委托，建立炉管焊接及无损检测台账；

3.2.7.2焊接及焊后热处理

1）炉管及管件的焊接引弧必须在坡口内进行，严禁在焊件表面引弧。

焊接应采用多层多道的焊接方法。

对铬钼钢材质的底层焊,宜采用氩弧焊方法进行焊接；

2）材质为TP321、P9及P11炉管的焊接，氩弧焊打底时管道内侧应充氩气保护，以防止打底层氧化。

3）焊接铬钼钢材质的焊口时，当达到预热温度后，应立即进行底层的焊接，且应一次连续焊完；

4）P9及P11炉管底层焊道完成后，应立即进行下一层的焊接，且应连续焊完。

如中断焊接，应立即进行温度为300～350℃、时间为15～30min的后热处理，然后保温缓冷至室温。

再焊接时应对焊缝进行检