锅炉工艺管道施工方案.docx

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锅炉工艺管道施工方案

安徽佳通轮胎有限公司

65t/h角管式蒸汽锅炉

工艺管道安装

施工方案

审定：

审核：

编制：

中国化学工程第六建设公司

合肥四方项目经理部

二〇〇四年八月

目录

一、编制说明和编制依据

二、工程概况

三、管道施工流程图

四、管道施工准备

五、管道加工

六、管道焊接

七、管道安装

八、管道系统试验

九、管道系统吹洗

十、施工机具、劳动力计划安排

十一、安全技术措施

十二、文明施工、环境保护

1、编制说明和编制依据

1.1本方案主要阐述安徽佳通轮胎有限公司65t/h角管式蒸汽锅炉工艺管道的安装等施工内容和安装要领，以予指导施工。

1.2编制依据：

1.2.1《电力建设施工及验收技术规范（管道篇）》DL5031-94

1.2.2《现场设备、工艺管道焊接施工及验收规范》GB50236-98

1.2.3《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97

1.2.4劳动部颁发[1996]276号《蒸汽锅炉安全技术监察规程》

1.2.5安徽省化工设计院设计的65t/h角管式蒸汽锅炉工艺管道施工图纸和相关设计文件

2、工程概况

65t/h角管式蒸汽锅炉工艺管道设计有各类管道一千六百余米，材质主要为20#、12Cr1M0VG、PP、镀锌、不锈钢。

分别为：

锅炉主蒸汽管线、本体放空管线、排污管线、取样管线、给水（高、低压侧）管线、加药管线、除氧器汽水管线、疏水系统管线、除尘冲渣用水管线、冷却系统管线、溜煤管及烟风管线等十二个系统。

实物工程量

序号

名称

材质

延长米

备注

1

无缝钢管

20#

994

12Cr1M0VG

74

2

镀锌钢管

Q235-A/GALV

256

3

不锈钢管

1Cr18Ni9Ti

80

4

PP管

PP

220

合计

1624

3、管道施工流程图（见管道施工流程图3-1）

4、施工准备

4.1施工技术准备

4.1.1施工技术人员应将所有技术工作准备完毕。

4.1.2施工技术人员必须对施工人员进行详细技术交底。

4.1.3施工人员必须熟悉施工图纸和施工方案方能施工

4.2现场“三通一平”已经完成，并能满足施工需要

4.3中、低合金钢管子、管件、管道附件及阀门在使用前应逐件进行光谱复查，并做出材质标记。

4.4管子验收和堆放

4.4.1管子必须具有制造厂家的合格证书，并包括下列内容：

a、化学成分分析结果

b、力学性能试验结果（抗拉强度、屈服强度、延伸率）

c、管壁厚度大于或等于12mm的高压合金钢管子冲击韧性试验结果）

d、合金钢管的热处理状态说明或金相分析结果

4.4.2检验合格的管子应按材质、规格分类放置，妥善保管防止锈蚀

4.4.3施工人员必须按照管线材料表和管线图标明的材料进行领料，不得多领，禁止乱领。

4.4.4材料员必须按照管道材料控制表的各种材料提供管子、管件、阀门的型号材质发放材料，数量按照管线单线领料卡执行，并做好发料记录。

4.5阀门检验

4.5.1所使用的阀门应有制造厂家提供的阀门合格证书。

4.5.2所有阀门应进行强度和严密性试验。

4.5.3试验时间不少于10分钟，以壳体、填料无渗漏为合格。

4.5.4试验合格的阀门应及时排尽内部积水，密封面应涂抹防锈油，关闭阀门，用塑料布封闭出入口，填写《阀门试验记录》。

4.6管件检验

4.6.1检查弯头、异径管、三通、法兰、及紧固件的尺寸偏差和材质、应符合设计要求。

4.6.2中、低压管件应有厂家提供的合格证，并应包括下列内容：

a、化学成分分析结果

b、合金钢管件的热处理状态说明或金相分析结果

4.6.3法兰密封面应平整光滑，不得有毛刺及径向沟槽。

凸凹面法兰应能自然嵌合。

4.7.管道附件检验

4.7.1螺栓及螺母的螺纹应完整，无划痕、毛刺等缺陷，螺栓与螺母应配合良好，无松动或卡涩现象。

合金钢螺栓应逐根编号，逐根进行硬度检查，不合格者不得使用。

4.7.1石棉橡胶等非金属垫片应质地柔韧无老化变质或分层现象。

表面不应有折损皱纹等缺陷。

4.7.2金属垫片的表面用平尺目测检查，应接触良好，无裂纹、毛刺、锈蚀及粗糙加工等缺陷，其硬度宜低于法兰硬度。

4.7.3包金属及缠绕式垫片不应有径向划痕、松散等缺陷。

4.7.4管道弹簧支、吊架应有厂家提供合格证明书，外观及几何

7.2.4管道连接时，不得强力对口、加偏垫或加高层垫等方法来消除接口的空隙偏斜、错口或不同心等缺陷。

7.2.5当管道安装工作有间断时，应及时封闭敞开的管口。

吊装管子时，应利用吊车管内杂物，保证管内清洁度。

7.2.6不锈钢管道与碳钢支架之间应垫入δ=1.5mm的石棉橡胶板

7.2.7管道焊缝位置应满足下列要求：

7.2.7.1直管段两环缝间距≥100mm；焊接管的纵向焊缝间距≥100mm，焊缝应置于要检修的位置，且不宜在底部

7.2.7.2不得在管道焊缝上开孔

7.2.8管道安装的允许偏差应符合表7-1的规定

管道安装允许偏差表（mm）表7-1

项目

允许偏差

坐标

25

标高

±20

水平管道平直度

DN≤100

2L‰最大50

DN＞100

3L‰最大80

立管铅垂度

5L‰最大30

8压力试验

8.1压力试验参数

项目

介质

设计压力MPa

设计温度℃

试验压力MPa

主蒸汽管道

过热蒸汽

3.82

450

5.73

本体放空管线

放空蒸汽

3.82

450

5.73

排污管线

取样水

3.82

250

5.73

取样管线

取样水

3.82

250

5.73

给水高压管线

锅炉给水

4.5

105

6.75

给水低压管线

锅炉给水

0.2

105

0.3

加药管线

药液

6.4

50

9.6

除氧器加热用汽管线

蒸汽

0.981

194

1.47

除氧器放汽管线

放气

常压

疏水箱水系统管线

水

0.981

250

1.47

除尘、冲渣用水管线

水

常压

60

冷却水系统

自来水

8.2试压前应具备的条件:

8.2.1工艺管线与锅炉本体断开单独进行水压试验。

8.2.2试压管道系统安装完毕，经三查四定后，符合设计要求和规范规定。

8.2.3支吊架安装完毕。

8.2.4焊缝及其它待检部位尚末涂漆和绝热。

8.2.5试验用压力表已经校验，精度不低于1.5级；表的满刻度值为最大被测压力的1.5～2倍。

压力表不少于2块。

8.2.6试验用水源已联系确定好，并能满足试验要求。

8.3压力试验的一般规定

8.3.1试验压力

8.3.1.1管道的试验压力取其设计压力的1.5倍。

8.3.1.2管道系统的试验压力以系统中最低点的压力表读数为准。

8.3.1.3所有管线均需做液压强度试验和严密性试验两种检查。

8.3.2试验介质

8.3.2.1水压试验时，试压用水应有良好的水质。

8.3.2.2不锈钢管道以水试验时，水中氯离子含量不超过25PPm。

8.4管道系统试验

8.4.1液压试验应缓慢升压，待达到试验压力后稳压10min,再将试验压力降至设计压力，停压30min，以压力不降、无渗漏为合格。

8.4.2当试验过程中发现渗漏时，不得带压处理。

消除缺陷后，应重新进行实验。

8.4.3试验时临时加设盲板及放空阀，并挂牌或做明显标记。

试验结束后，应及时拆除排尽积液。

排液时应防止形成负压，并将积液就近排放至地沟、窨井。

8.4.4气压严密性试验按设计压力进行，试验介质一般采用空气或N2进行。

试验时不得敲击管道。

8.4.5用涂刷肥皂水方法检查，稳压30分钟，压力不降，则严密性试验为合格。

9管道系统吹洗

9.1管道的吹洗工作，应以建设单位的吹洗方案为主，按建设单位的要求进行并按系统分别用压缩空气吹扫和水冲洗，蒸汽管道用蒸汽吹扫。

9.2吹洗按管道试压吹洗系统图进行，顺序应按主管、支管、疏排管依次进行。

9.3管道吹洗前应将系统内仪表加以保护，并将调节阀等拆除妥善保管，待吹洗后复位。

9.4管道吹洗应有足够的流量，吹洗压力不得超过设计压力，流速不宜小于20m/s。

9.5吹洗前应考虑管道支、吊架的牢固程序，必要时应予加固。

9.6部分系统可用纯净水打循环进行清洗。

5.7蒸汽吹扫的排气管应专门引设，并加以明显标志，管口应朝上倾斜，保证安全排放。

排气管应具有牢固的支承，以承受其排空的反作用力。

排气管直径不宜小于被吹扫管的管径，长度应尽量短捷。

5.8绝热管道的蒸汽吹扫工作，一般宜在绝热施工前进行，必要时可采取局部的人体防烫措施。

5.9吹洗合格标准

5.9.1空气吹扫：

5分钟无明显的铁锈、尘土、水分及其它脏物为合格。

5.9.2水冲洗：

以目测出入口的水色和透明度一致为合格。

5.9.3蒸汽吹扫的检查方法及合格标准：

5.9.3.1中压蒸汽管道的吹扫效果，应以检查装于排汽管的木靶板为准。

采用更换靶板检查，如靶板上肉眼可见的冲击斑痕不多于十点，每点不大于一毫米：

即认为合格；

5.9.3.2一般蒸汽或其他管道，可用创光木板置于排汽口处检查，板上应无铁锈、脏物。

4、焊接一般要求

4.1所有参与施工的焊工，施焊前必须进行严格的资格审查，严禁焊工无证上岗。

合格焊工在施焊锅炉受热面管子前，应进行与实际条件相适应的模拟练习，并经折断面检查符合要求后方可正式焊接。

4.2锅炉受热面管子的对接接头，当材料为碳素钢时可免做检查试件，当材料为合金钢时在同钢号、同焊接材料、同焊接工艺、同热处理设备和规范情况下，每批做焊接接头数0.5%的模拟检查试件，但不得少于1套试样所需接头数。

4.3集箱和管道的对接接头，当材料为碳素钢时，可免做检查试件；当材料为合金钢时，在同钢号、同焊接材料、同焊接工艺、同热处理设备和规范情况下，每批做焊接接头数1%的模拟检查试件，但不得少于1个。

4.4产品检查试件应由焊该产品的焊工焊接。

试件材料、焊接材料、焊接设备和工艺条件等应与所代表的产品相同。

4.5检查试件的数量、尺寸应满足制备检验和复检所需的力学性能试样。

安装工地焊制所用产品检查试件的母材应由制造单位提供。

4.6根据评定合格的焊接工艺，编制焊接工艺说明书并经焊接责任工程师批准。

4.7焊条须具有出厂合格证明书，药皮不得脱落或有明显裂纹，焊条使用前按说明书的要求进行烘干，并在使用中保持干燥。

4.8手工钨极氩弧焊的电极采用铈钨极或铈钨板，使用的氩气纯度应在99.9%以上。

4.9焊丝使用前要清理掉表面油、锈、漆等污物，并用机械或化学方法去除氧化膜。

4.10不得在焊件表面引弧和试验电流。

4.11管子、管件组对点固焊的工艺措施与正式焊接相同。

点固焊的点焊长度为10~15mm，高度为2~4mm，且不应超过管壁厚的2/3，点固焊的焊缝如发现裂纹等缺陷须及时处理。

4.12管道焊接时，每条焊缝须一次连续焊完，因故被迫中断，应采取措施防止裂纹产生。

4.13在下列任何一种焊接环境，如不采取有效的防护措施，不得进行焊接：

a）雨天或雪天；

b）手工焊风速超过10m/S；

c）大气相对湿度超过90%；

4.11焊接时允许的最低环境温度如下：

碳素钢-200C

低合金钢、普通低合金钢-100C

中、高合金钢00C

5、焊接工艺

5.120#、20G管道对接焊接工艺

5.1.1锅炉水冷壁管屏、集箱以及本体管路、附属工艺管线材质大多属于20＃，二级过热器材质为20G。

5.1.2焊前必须审核确认管道材质，并索取该材料的材质质量证明书，且证明书与管子相符合才能施焊。

5.1.3参加焊接的技术焊工必须持有劳动部门颁发的合格的锅炉压力容器焊工证书及能从事焊接压力管道对接焊相对应的焊接项目。

5.1.4管子对接焊口坡口的加工形式和尺寸要求如下：

5.1.4.1坡口角度α=70°

5.1.4.2钝角b=0°

5.1.4.3组对间隙a=1～2

5.1.5焊接参数详细参照焊接工艺评定报告书,其焊接方法采用氩弧焊打底,手工焊盖面,单面焊双面成型的焊接方法。

5.1.6焊接材料的选用

5.1.6.120#、20G氩弧焊焊丝牌号均为H08MN2Si；规格φ2mm、φ2.5mm.

5.1.6.220#电弧焊焊条牌号为J422,规格φ3.2mm、φ4mm20G电弧焊焊条牌号为J427,规格φ3.2mm、φ4mm

5.1.7焊接过程要求

5.1.7.1焊接现场必须有防风,防冻设施,焊接场地气温不得低于0℃,若低于0℃,则需预热到100℃,方可施焊,氩弧焊风速不得大于2米/秒,手弧焊不得大于5米/秒。

5.1.7.2焊接时必须将管子端的坡口周围打磨,刷清净,无锈污和油垢.见金属光泽为宜。

5.1.7.3组对时对接焊缝处不平行度小于1毫米（400毫米长度内）

5.1.7.4管子对接焊接错边量不大于0.1T,且不大于1毫米.（T为管壁厚）。

5.1.7.5焊缝打底采用手工氩弧焊,直流正接；焊缝盖面采用手工电弧焊,直流反接。

5.212Cr1M0V及15CrM0耐热合金钢对接焊接

5.2.1锅炉主蒸汽管道材质原设计为12CrM0后变更为12Cr1M0V，一级过热器材质为15CrM0。

5.2.1合金钢焊件在焊接前需作光谱分析检测材质，并在焊后对焊缝进行光谱分析复查。

5.2.2参加焊接的技术焊工必须持有劳动部门颁发的合格的锅炉压力容器焊工证书及能从事焊接压力管道对接焊相对应的焊接项目。

5.2.312Cr1M0V及15CrM0在焊接过程中需防止氧化,在焊后防止热脆性引起焊接裂纹。

因此,在该种钢管对接焊接过程中,必须采取下列焊接工艺,才能确保焊缝的质量。

5.2.3.1管子对接焊口端采用Ｖ破口,坡口加工采用机械加工，不允许用氧乙炔切割，防止破坏金相组织；坡口尺寸,装配后角度为60０,无钝边,间隙为1毫米。

5.2.3.2焊接材料和选用：

主蒸汽管道由于采购原因管件材质改为12Cr1M0V，管材材质改为12Cr1M0VG，氩弧焊焊丝牌号可采用H16Cr10MoNiV,手工电弧焊焊条牌号为热817。

15CrM0氩弧焊焊丝牌号则为H13CrMoA,手工电弧焊焊条牌号为热307。

两种焊条使用前必须根据产品说明进行烘干。

5.2.3.3焊前必须清理锈蚀油垢,至见金属光泽。

5.2.3.4焊前须预热，其预热方法采用高功率石棉电热被，并带有电功率调节开关。

焊前预热温度氩弧焊为不小于150℃~250℃，手工电弧焊为200℃~300℃。

预热保持时间为焊接全过程。

5.2.3.5焊接完毕并经质量检验合格后，马上进行焊后热处理，热处理温度需达到750℃~780℃后恒温半小时。

5.2.3.6焊条使用前,必须按产品说明进行烘干。

领用焊条必须放在焊条保温桶中,严防受潮,每次每个焊工领用数量不超5公斤,8小时用不完的焊条应退回二级库。

待再一次烘烤后才能使用。

5.2.3.7管道焊接采用氩弧焊打底，焊丝Φ2.5mm焊接电流A=40—110、电压V=8～14、正接法；手工电弧焊盖面采用Φ3.2~Φ4.0mm焊条，并达到单面焊双面成型的质量要求。

5.2.3.8当每条焊缝开始焊接后一般无特殊情况，中途不要停顿休息，应连续焊好为止。

5.4、耐腐蚀不锈钢的焊接

5.4.1锅炉加药管、取样管材料为1Cr18Ni9Ti

5.4.2选用奥氏体焊条A137Φ2.5mm焊条

5.4.3焊接时，必须有良好的照明，母材之间必须熔深焊透。

5.4.4焊接完成后，焊缝上的药皮及焊缝两侧的飞溅和焊缝表面缺陷必须清理并进行酸洗。

5.5、钢结构安装中的焊接

5.5.1钢架立柱、纵梁、横梁之间连接的主要质量要求：

在尽量减少焊接变形的情况下，要求有牢固焊接强度

5.5.2钢结构之间连接焊，焊条为J422或J427；

5.5.3除图纸有注明外，其他焊脚高度为钢材厚度标准，采用沿着周边焊接，清理周围飞溅物和焊瘤，无未焊透；

5.5.4焊接装配时，严防强制装配和装配间隙超过5毫米现象发生。

6、焊缝质量检验

6.1无损检验

6.1.1根据设计文件规定,对于管道和其它管件的环焊缝射线或超声波探伤数量如下：

A、当外径大于159mm或壁厚大于或等于20mm时，每条焊缝应进行100%射线或超声波探伤

B、当外径小于或等于159mm的管子不少于接头数的25%

C、下降管的角接接头应进行100%射线或超声波探伤

D、在锅筒和集箱上的其它管接头角接接头应进行至少10%的无损探伤抽查。

6.1.2根据《电力建设施工及验收技术规范（火力发电厂焊接篇）》DL5007-92及2.4劳动部颁发[1996]276号《蒸汽锅炉安全技术监察规程》规定：

A、外径大于159mm或壁厚大于或等于20mm时，每条焊缝应进行100%探伤

B、工作压力大于或等于3.8Mpa但小于9.8Mpa的管子，其外径小于或等于159mm时，制造厂内至少为接头数的50%，安装工地至少为接头数的25%

C、工作压力大于或等于0.10Mpa，但小于3.8Mpa的管子，其外径小于或等于159mm时，制造厂内及安装工地应各至少抽查接头数的10%

D、合金钢件焊后应对焊缝进行光谱分析复查：

锅炉受热面管子不少于10%，其它管子100%

6.1.3本工程锅炉本体焊口数量如下：

部位

部件

规格

材质

焊口数量

探伤比例%

探伤数量

锅筒

前下降管

φ219*16

20#

4

100

4

集箱连接

φ325*25

20#

2

100

2

左侧壁

上集箱

φ377*25

20#

2

100

2

下集箱

φ325*28

20#

3

100

3

角接焊缝

20#

6

100

6

右侧壁

上集箱

φ377*25

20#

2

100

2

下集箱

φ325*28

20#

3

100

3

角接焊缝

20#

6

100

6

前壁

上集箱

φ273*25

20#

3

100

3

下集箱

φ273*25

20#

3

100

3

角接焊缝

20#

4

100

4

炉膛后壁

上集箱

φ273*25

20#

3

100

3

下集箱

φ273*25

20#

3

100

3

管排

φ60*4

20#

204

25

51

通道后壁

上集箱

φ273*25

20#

3

100

3

下集箱

φ273*25

20#

3

100

3

过热器

一级过热器

φ38*4

15CrMo

256

25

64

二级过热器

φ38*4

20G

256

25

64

锅炉顶部

连接弯管

φ219*12

20#

56

100

56

连接弯管

φ426*20

20#

4

100

4

注：

本体管路部分管线根据实际装配情况按规范及设计要求比例进行无损探伤

6.1.4X射线检测检查按SD143-85《电力建设施工及验收技术规范（钢制承压管道对接焊缝射线检验篇）》标准的Ⅱ级为合格。

6.1.5超声波检验按SD67-83《电力建设施工及验收技术规范（管道焊缝超声波检验篇）》标准，质量不低于Ⅰ级合格

6.1.5如果在射线检测中出现不合格片子,应进行返修重拍。

但返修重拍次数不得超过三次。

出现这种情况应该割掉重焊，并同样进行射线检测合格。

6.2焊缝表面质量

6.2.1管子、管道的外壁错口值不得超过下列规定：

A、锅炉受热面管子：

≤10%δ+1mm

B、其它管道：

≤10%δ且≤4mm

6.2.1每条焊缝焊好后经自检合格后,在距焊缝20-50毫米处打上自已的焊工钢印。

每个焊缝表面质量均有检验记录。

6.2.2焊缝边缘应圆滑过渡到母材，焊缝外形尺寸应符合设计要求，其外形允许尺寸见表6.2.2。

6.2.3焊缝表面缺陷应符合表6.2.3要求。

6.2.4焊接角变形应符合表6.2.4要求。

表6.2.2焊缝外形允许尺寸

焊缝型式

焊缝余高

焊缝余高差

焊缝宽度

焊脚尺寸差

平焊

其他

平焊

其他

比坡口增宽

一侧增宽

对接

角接

0~3

≯4

≯2

≯2

≯3

≯3

≤4

≤2

≤2

表6.2.3焊缝表面缺陷允许范围

缺陷名称

允许范围

裂纹、未熔化、表面气孔或夹渣

不允许

咬边

不要求修磨的焊缝

深度≤0.5mm，焊缝两侧咬边总长度不超过焊缝全长的20%且不大于40mm

要求修磨的焊缝

不允许

表6.2.4焊缝角变形允许范围

管径

偏差值（mm）

＜100mm

≯1/100

≥100mm

≯3/200

7、焊缝热处理

7.1焊缝热处理在焊缝探伤合格后进行。

7.2根据焊接技术要求，主蒸汽管线12Cr1M0V管材焊缝需进行200~300℃的预热，720~750℃的焊后热处理。

一级过热器15CrMo管材焊缝需进行150~250℃的预热，因.管径为φ38，根据规范“壁厚≤10mm，管径≤108mm的15CrMo管，凡采用氩弧焊或低氢型焊条，焊前预热和焊后适当缓冷的可免做焊后热处理”。

焊后热处理过程中升温、降温速度应符合下列规定：

A、升温、降温速度一般可按（205*25/δ）℃/h计算，且不得大于300℃/h（注：

δ为管道壁厚）

B、恒温时间应为每25mm壁厚恒温1h，且不得少于15min，在恒温期间内最高与最低温差应低于65℃

C、降温过程中，温度在300℃以下可自然冷却。

7.3焊缝热处理后应进行硬度检查，硬度值应符合设计文件规定。

一般不超过母材布氏硬度HB加100，且不超过下列规定：

A、合金含量＜3%HB≤270

B、合金含量3%-10%HB≤300

C、合金含量＞10%HB≤350

7.4热处理的加热宽度从焊缝中心算起，每侧不小于管子壁厚的3倍，且不小于60mm。

保温宽度不小于管子壁厚的5倍，以减少温度梯度。

7.5热处理的测温必须准确可靠，应采用自动温度记录。

所用仪表、热电偶及其附件应根据计量的要求进行标定或校验。

7.6进行热处理时，测温点应对称布置在焊缝中心两侧，且不得少于两点。

水平管道的测温点应上下对称布置。

7.4热处理后进行硬度检查超过规定要求的焊缝应重新进行热处理，并做好记录和标记，并打上热处理工的代号钢印或永久性标记。

8、焊接安全技术措施

8.1焊工操作时应带上防护罩，穿绝缘鞋及戴防护手套；

8.2焊接工作完毕后应清理现场，切断用电设备电源；

8.3焊缝探伤应经建设方同意签字后方可进行，并设置明显的危险标志，禁止非工作人员进入；

8.4焊缝热处理时，应设置明显防烫标志，绑扎焊口时应戴防烫手套；

8.5现场氧气瓶、乙炔瓶按规定堆放，远离施焊地点；

8.6施焊现场易燃易爆物及时清除；

8.7应遵守厂方、项目经理部的有关安全防火规定、命令和通告。