340万吨/年催化裂化装置铬钼钢管道施工专项方案编制:施工技术审核:安全管理审核:质量管理审核:审定:批准:目录1工作概述 (3)2 编制依据 (3)3 施工方法及施工程序 (4)4 管道预制与安装 (5)5 质量保证措施 (11)6 HSE保证措施 (13)7 JHA危害分析表 (1)1工作概述1.1概述340万吨/年催化裂化装置,由中国石化工程建设有限公司(以下简称SEI)负责工程的详细设计,北京华夏监理公司负责工程监理,我公司负责装置安装工程的施工。
该装置合金管道约1261m,约12066吋;另外余热锅炉炉管有合金钢768寸径。
工期紧、任务重,施工管理对口界面较多,管道施工管理难度较大。
为响应中化泉州石化有限公司工程质量部下发关于高温高压和铬钼钢管道安装质量管控规定要求,确保管道施工质量符合设计文件、标准规范要求,针对铬钼钢焊接和热处理特编本合金钢管道施工技术方案,管道的安装技术要求仍然执行《工艺管道安装施工技术方案》,施工时应严格遵照执行。
合金钢管道壁厚范围及工程量统计表1.2本工程特点:1.2.1合金钢管道对预热、后热、热处理的要求非常严格,现场焊接应严格按照焊接工艺评定及焊接工艺指导书执行;1.2.2管道材质较多,防腐底漆种类多,焊接材料较复杂,应加强原材料及焊材的管理;1.2.3框架内设备、管道的布置紧凑,施工作业面较小,特别是余热锅炉炉管焊接空间狭小,现场土建施工未完,场地平整情况较差,交叉作业多,人员和机具的布置困难;1.2.4工期短,交叉施工严重,管道预制、安装工作量相对较大,施工难度高。
2 编制依据2.1 《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》(SH3501-2011);2.2 《工业金属管道工程施工及验收规范》(GB50235-2010);2.3 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》(GB50236-98);2.4 《石油化工工程铬钼耐热钢管道焊接技术规程》(SH3520-2004);2.5 《石油化工异种钢焊接规程》(SH3526-2004);2.6 《石油化工建设工程施工安全技术规程》(GB50484-2008);2.7《压力容器无损检测》(JB4730-2005);2.8《关于强化高温高压和铬钼合金钢管道安装质量管控要求》中化泉州石化质量控制文件;2.9《关于对高温高压和铬钼合金钢管子进行表面无损检测抽检的通知》中化泉州石化质量控制文件;3 施工方法及施工程序3.1 施工方法对铬钼钢管线的施工安排专人进行全程跟踪管理,按照中化泉州对铬钼钢管线施工的要求进行管件及管材的表面检测PMI复检和表面无损检测,追踪安装前及安装后的100%光谱分析等。
焊缝热处理后进行10%的UT和MT或PT检测,以无裂纹为合格。
焊材的选用使用业主短名单内的,并符合NB/T47018-2011的要求,焊接时严格按照焊接工艺评定的要求进行,全部焊口采用氩电连焊,DN≤50的采用全氩焊接。
3.2 施工程序4 管道预制与安装4.1材料检验4.1.1除相应规范外,应业主要求对铬钼钢管材、管件及高合金螺栓进行安装前和安装后试压前的光谱验证,并出具检测报告。
4.1.2按照业主下发的《工程管理联络单》的要求,对合金管件100%及合金管道10%进行表面检测,待检测合格后方能进行防腐。
4.1.3委托防腐时,对料填单。
安排专人管理,送防腐厂进行集中除锈防腐。
防腐单位应做到对单核料。
领用时,也由该人清点管材管件标识移植是否完善,数量、炉批号等是否和委托单一致。
核对无误后方可准许使用。
4.2管道焊接4.2.1 焊接材料选用管道焊接材料选用的基本原则:焊接材料必须满足管道材料的化学成份、力学性能、焊接性能及工艺介质和焊接工艺要求。
管道焊接材料选用详见下表1基本焊接工艺要求表1 类别钢号焊接材料焊条烘干温度℃/h保温温度℃预热温度层间温度℃焊后热处理合金钢15CrMo15CrMoG15CrMoRAWSER80S-GGBE5515-B2(325-375)℃×1h100-150150~200℃;150~300(650~700)℃,δ×2.4min,≥60min1Cr5MoAWSER80S-B6GBE5MoV-15(325-375)℃×1h100-150 200~300℃200~350(750~780)℃,δ×2.4min,≥60min12Cr1MoVGAWSER80S-GGBE5515-B2-V(325-375)℃×1h100-150 200~300℃150~300(720~750)℃,δ*2.4min,≥60min4.2.2 焊前准备4.2.2.1.原则上采用机械加工;4.2.2.2.焊前应将坡口及其边缘内外表面不小于20mm范围内的油、漆、污、锈等清除干净,热加工坡口需进行100%着色,无裂纹为合格。
4.2.3管道焊接4.2.3.1铬钼钢管道焊接参数:表24.2.3.2焊前预热①严格按照表1中要求的余热温度进行预热,预热方法为电加热,预热范围焊缝中心线两侧不小于3倍管壁厚,且不应小于100mm,加热区以外的100 毫米范围内应予以保温,以减小温度梯度,并应在坡口两侧均匀进行,防止局部过热;②预热温度应在距对口中心50mm~100mm范围内进行测量,测量点应根据焊件情况均匀分布。
铬钼钢管预热范围简图4.2.3.3焊接①达到预热温度后,立即进行底层焊接,焊接时起焊点应在两定位焊缝之间,焊到定位焊点时,须将定位焊点打磨掉再焊接,且应一次连续焊完。
底层焊道要求焊透、成型好,且厚壁管底层焊道焊肉厚度不得小于 3 毫米,底层焊道采用钨极氩弧焊方法进行焊接,管内应充氩气保护;②底层焊道完成后一般应立即进行面层焊道的焊接,且应在保持预热温度的条件进行下,每条焊缝一次连续焊完,如中断焊接,必须立即进行后热处理,保温缓冷;再行焊接前应进行检查,确认无裂纹后方可按原工艺要求继续焊接;③多层焊层间温度应等于或稍高于预热温度,焊接每层的接头应错开,严禁管道表面的电弧擦伤和引弧,收弧时应将弧坑填满;④焊后首先对焊缝进行外观检查。
检查前应将焊缝表面的熔渣、飞溅等清理干净。
焊缝的外观质量应符合下表的规定:注:表中∑l表示焊缝两侧咬边的累积长度;L表示焊缝总长。
⑤焊接完成后需立即进行300~350℃时间15分钟的后热处理,保温缓冷;⑥焊接完成后易24h后进行射线探伤,以免无法检测延迟裂纹;⑦要求焊后热处理的管道,焊缝返修应在热处理前进行,若热处理后还需返修,返修后应再做热处理;⑧返修时采用与正式焊接相同的焊接工艺,且取预热温度的上限,预热范围也应适当扩大;⑨安装管道预拉伸所用的工卡具应在焊接接头热处理完毕后拆除;定位用卡具应在热处理前完成拆除工作,修磨焊痕并做渗透检测无裂纹为合格;⑩铬钼钢管支架与管子焊接时也要严格遵守上述要求。
4.3焊后热处理4.3.1 管道热处理应按设计文件和标准规范规定温度进行处理,管道热处理的温度及恒温时间要求可按表1执行。
⑴焊缝热处理的加热速度、恒温时间及冷却速度要求如下:Ⅰ.加热速度:升温至300℃后,加热速度按5125/δ℃/h计算,且不大于220℃/ h 。
Ⅱ. 恒温时间:合金钢管道为每毫米壁厚3 min,且总恒温时间均不得少于30min 。
在恒温期间,各测点的温度均应在热处理温度规定的范围内,其差值不得大于50℃。
Ⅲ.冷却速度:恒温后的冷却速度按6500/δ℃/h计算,且不大于260℃/h ,冷却至300℃以后可自然冷却。
4.3.2热处理检验⑴焊缝热处理完毕,应首先确认热处理自动记录曲线符合要求,然后在焊缝及热影响区各取一点测定硬度值,按100%进行检测。
⑵热处理后焊缝的硬度值,一般不超过母材标准硬度值125%,且符合下列要求,否则重新热处理。
Ⅰ.铬钼钢(Cr-Mo)Cr≤0.5% HB≤225Ⅱ.铬钼钢(Cr-Mo):0.5%<Cr≤2% HB≤225Ⅲ.铬钼钢(Cr-Mo): 2.25%≤Cr≤10% HB≤241⑶热处理自动记录曲线异常,且被查部件的硬度值超过规定范围,应按班次作加倍复查,并查明原因,对不合格焊接接头重新进行热处理。
⑷进行无损检测的管道,应在焊口布置图上注明焊缝编号、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。
进行焊接接头热处理的管道,还应在焊口布置图上注明热处理及硬度试验的焊缝编号。
4.4热处理加热、测温要求4.4.1测温设备应满足焊接工艺卡中工艺要求,保证测量结果的准确。
热电偶宜采用铠装热电偶。
红外测温仪使用时注意其测量范围。
4.4.2温度测量点一般在正对焊工的工件表面,距坡口边缘4倍壁厚,且不超过50mm 的距离处测量。
4.4.3 当管道的公称直径小于等于300mm时,每个焊接接头应设置1个热电偶,当管道的公称直径大于300mm时,每个焊接接头应对称设置2个热电偶。
4.4.4热电偶沿焊口圆周方向均匀分布,水平固定管道,热电偶优先布置在焊接接头下部。
4.4.5采用一个闭合回路加热一个管道焊接接头时,热电偶布置按4.4.3条和4.4.4条执行。
4.4.6采用多个闭合回路加热一个管道焊接接头时,除执行4.4.5条要求外,热电偶布置应每个回路加热区域内设置一个,同时保证水平固定管道下部和上部设置有电偶。
4.4.7采用一个闭合回路加热多个管道焊接接头时,以下情况同时满足,一个热电偶可同时监控多个焊接接头,热电偶布置在有代表性的焊接接头上:a) 公称直径小于或等于50mm管子连接的同一管道组成件上的对接焊缝、角焊缝、密封焊缝;b) 加热器、保温包覆形式相同焊接接头旁管道组成件,如弯头、弯管、三通、四通等见图4.4.7-1和图4.4.7-2;图4.4.7-1弯头相邻接头图4.4.7-2三通相邻接头4.4.8 热电偶不易直接焊在焊件上时,也可采用固定钢带、铁丝等方法捆扎固定。
在保证热电偶端部与焊件接触良好同时,应采用耐高温隔离板(管)局部隔离热电偶探头与加热器直接接触部分,隔离层不能影响加热器加热效果。
见图4.4.8热电偶捆扎固定形式。
图4.4.8热电偶捆扎固定形式4.4.9 加热器分为履带式、绳状或指状陶瓷电阻加热器,应根据焊接接头规格大小、焊口焊接位置、热处理工艺等因素,现场选择适合形式和规格。
4.4.10支管、凸台、吊耳等与主管道的焊接接头,尽可能采用整圈环形加热的方式,如果接管规格相对主管道较小,宜增加主管侧加热区域,将大部分或全部主管道包括在保温区域。
形式见图4.4.10。
1.主管道;2.支管;3.保温区;4.加热区图4.4.104.4.11 管道与法兰或阀门对接接头加热时,接头侧因管件外形尺寸限制,加热器区域无法满足要求,或因为接头两侧管件壁厚差别较大,而加热区域无法向壁厚较大侧增加的,可以采用在管件壁厚侧增加保温范围和保温层厚度,同时薄壁侧减少保温层厚度方法调节,但应采取措施保证薄壁侧不能过热。