管道焊接施工方案

1、施工前准备

1.1 焊接工艺评定

焊接工艺评定试验在于测定焊件具有要求的使用性能。甲醇项目管道按压力分为高压钢管、中压钢管和低压钢管，其材质有碳钢—Q235-A、Q235-B、20#,耐热合金钢—15CrMo,18-8系列不锈钢—1Cr18Ni9Ti、A321等。对于以上材质，公司均有成熟的焊接工艺评定资料，如果业主针对本工程有特殊要求，可对以上几种材料重新进行评定。

1.2 焊工技能评定

焊工技能评定在于测定焊工具有熔敷优质焊缝金属的能力，各施工单位除选派具有相应合格项目的焊工之外，应根据该工程中存在一氧化碳、硫化氢、甲醇、氢气等易燃、易爆、有毒介质的特性，选派全位置，障碍焊、厚壁管合格的优秀焊工，并满足业主的专项要求，进入施工现场之前接受现场焊接技能实测。

1.3 焊材的验收、保管、烘烤、发放管理。

1.3.1 应严格按照公司有关焊接材料管理的专项规定进行焊材管理，对于焊材选择，若设计文件有规定，则根据设计文件要求，由焊接技术人员编制相应采购文件，若设计文件无规定，则按下表选择：

材质	焊接方法	焊接材料
Q235-A、Q235-B	SMAW	J422         H08Mn2SiA
20#	GTAW+SMAW	J422(J427)   H08Mn2SiA
15CrMo	GTAW+SMAW	R307         H13CrMoA
1Cr18Ni9Ti	GTAW+SMAW	A132、A137   H0Cr21Ni10Ti
A321	GTAW+SMAW	A132、A137   H0Cr21Ni10Ti

1.3.2 焊材应符合相应标准要求，焊材质量证明书中应包括以下内容：

（1）焊材型号、牌号、规格；

（2）批号、数量及生产日期；

（3）熔敷金属化学成份检验结果；

（4）熔敷金属对接接头各项性能检验结果；

（5）制造厂名、地址；

（6）制造厂技术检验部门与检验人员签章。

1.3.3 应分别设置焊材一、二级库，并配置专职保管员，由于本工程涉及的焊接材料种类较多，保管员在进入现场前必需接受材料责任师、焊接责任师的培训考核，应熟知焊接材料入库、保管、发放、回收等一系列管理程序，并熟知本工程中使用的各种焊接材料的一般性能和要求。

1.3.4 一级库内分设待检区、合格区及不合格区，并做到入库编号统一，帐目清晰，查询方便、迅速。一级库内去湿机摆放位置及数量应正确合理，去湿机性能完好，以确保库内相对湿度不大于60%。焊条使用前，应按外包装或使用说明书的要求严格烘烤，焊条进入高温烘烤箱时，应注意忌控制箱内温度不得高于100℃，升降温速率不得超过150℃/h，以防药皮开裂脱落。

1.3.5 按国外标准制造的焊接材料，应符合该标准的所有要求。

1.4 管道组成件的验收及保管

管道组成件（管子、管件、法兰等）必须具有制造厂的质量证明书，其质量不得低于国家现行标准的规定，进口管道材料也应符合相应国外标准。

根据总平面布置，现场设置材料库，库内材料应标记清晰，并按材质、规格、型号分别放置整齐。材质为不锈钢的组成件应与碳钢、合金钢严格隔绝。

1.5 焊接设备

设备责任师应组织相关人员对进入施工现场的焊接设备进行全面检查，所有进入现场的焊接设备均应保持完好。并严格执行定人、定机、定岗的“三定”使用责任制和操作证制。对用于不锈钢或业主有特殊要求的较重要部位焊接的焊机应根据焊接工艺的要求，选用性能满足要求的机况良好的焊接设备。

1.6 施焊环境

为保证本工程管道的焊接质量，应加大管道预制比例，在现场场地允许的情况下，可设置临时管道预制工厂，通过预制现场机械化程度较高的下料、坡口、组对设备，以及良好的操作环境提高管道焊接的一次合格率。

推荐采用氩电联焊。封底焊时周围环境风速不应超过2m/s，填充及盖面焊时风速不应超过8m/s，环境的相对湿度不得大于90%，若遇到风、雪、雨、雾等不宜施焊的天气，为保证工期及质量，应根据现场实际情况搭设简易棚或防风屏障，用碘钨灯照射以确保焊接范围1m之内环境湿度不大于90%。

2、焊接施工过程控制

2.1 焊接坡口置备

小于DN100mm的管材可采用砂轮切割机下料，砂轮切割机使用前应严格较正，以减少管口倾斜。大于DN100mm的管材采用等离子或氧乙炔焰切割下料，切口应平整，切口端面倾斜偏差不应大于管子外径的1%，为提高本工程焊接质量，减少组对及焊接应力，最大偏差值可适当严于规范，不得大于2mm。根据管道材质、壁厚不同，坡口加工应采用热切割（手工氧乙炔焰、磁力管道切割机、不锈钢管道切割机）或机械切割（半自动坡口机、管螺纹车床）。对于15CrMo耐热钢管道应尽量采用机械切割的方法加工坡口，若采用热切割时，则应根据壁厚给予适当预热，并在组对前对坡口进行磁粉探伤，确保坡口处不存在表面裂纹。

对于坡口形式，若设计文件有规定时，可按设计文件执行，若设计文件无规定时，对接坡口型式为V型单面坡口，坡口各部分尺寸如下图所示：

厚  度	坡口尺寸
	间 隙 C(mm)		钝 边 P(mm)		坡口角度α(°)
3～9	0～2	0～2		65～75
9～12	0～3	0～3		55～65

若采用热加工置备坡口，则必须用角向磨光机除去坡口表面氧化皮，熔渣及影响接头质量的表面层，并将凹凸不平处打磨平整。

2.2 坡口组对及清理

  坡口清理的方法，范围按下表执行

管 道 材 质	清 理 范 围	清  理  物	清理方法
碳素钢、不锈钢、 合金钢	坡口及内外侧表面不小于10mm	油、漆、锈、毛刺等污物	手工或机械

组对时产生的应力对焊缝质量有较大的影响，特别是本工程中存在H2S介质，在该种介质的影响下，存在较大应力的焊缝极易产生腐蚀泄漏，为保证焊缝质量，必须在各个环节加以控制，除设计文件规定的管道冷拉伸或冷压缩焊口外，不得强行组对，坡口组对时应严格控制错边量。内壁错边量不宜超过壁厚的10%，且不大于2mm，不锈钢组对时所用工、卡具均不得为碳钢材质，以防渗碳污染。

组对完毕后，不锈钢焊件坡口两侧各100mm范围内应刷涂料，以防飞溅沾附。

2.3 预热

焊前预热温度应符合设计文件或焊接工艺规程的规定，当无规定时，当管壁厚度符合以下条件时，应及时进行焊前预热。

序号	材质	焊前预热
		壁厚mm	温度℃
1	20#	≥26	100--200
2	15CrMo	≥10	150—250
3	1Cr18Ni9Ti	-----	----
4	A321	-----	-----

2.4 焊接要求

2.4.1填充焊丝使用前应严格清除油污、水分、氧化膜等。

2.4.2严禁在坡口之外的母材表面引弧或试验电流，并应防止电弧擦伤母材。

2.4.3对于1Cr18Ni9Ti、A321等不锈钢管材内部应充氩保护，且氩气纯度不低于99.96%。焊件坡口两侧各100mm刷涂料，以防飞溅沾附。焊件与碳钢严格隔绝。

2.4.4为提高不锈钢焊接接头耐蚀性，应将多层焊接头错开，在保证熔合良好的条件下，采用小电流、短电弧、快速焊工艺，并将层间温度控制在60℃以下。

2.4.5为提高焊接接头在H₂S湿性环境下的耐腐蚀性能，现场接头施焊完毕后，可用小木锤轻击焊道表面，释放焊接残余应力，但不应过于用力，导致管材变形。

2.4.6焊后应立即用不锈钢丝刷清理不锈钢管道焊缝表面，并按设计要求立即进行酸洗钝化。

管材与管材、管材与管道组成件之见的异种钢焊接时，若设计文件无规定时，原则上应按焊接性较差的一侧钢材选定热处理温度

3、焊后检验

3.1焊缝外观质量检验

焊后立即进行焊缝外观质量检查，按《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》中11.3.2和11.3.3执行，检测手段可使用五倍放大镜或简单通用的焊缝检测尺。考虑到本工程中介质的特殊性及对H₂S湿性环境下耐应力腐蚀的特殊要求，对焊缝余高应严格控制，焊缝内表面应与母材基本平齐，以减少应力集中。

3.2焊工：负责在合格项目范围内对焊件的施焊，并严格按照焊接工艺规程执行。

3.3焊材保管员：负责焊材的验收、保管、烘烤、发放与回收，并严格按《焊接材料管理规程》执行。

3.4 施工班组：按施工图下料，置备坡口及组对，并严格保证组对尺寸。

4、本工程中耐热钢、不锈钢的焊接要点

4.1不锈钢的焊接要点

检修中使用的不锈钢均为18-8系列的奥氏体不锈钢，焊接时容易出现以下问题：

（1）热膨胀系数为碳素钢1.5倍，导热率为碳素钢的1/3，因此容易较大的焊接变形。

（2）热裂纹。

（3）晶间腐蚀和应力腐蚀开裂。

为了控制焊接变形及热裂纹，应严格控制热输入，即采用较小的先能量、小电流、快速多层多到焊；为了提高焊缝冷却速度，降低焊缝熔池在敏化温度区间停留时间，减小晶间腐蚀倾向，应严格控制层间温度，使之控制在60℃以下。

4.2耐热钢的焊接要点

工程中15CrMo耐热钢，在焊接此钢材时，对于管道壁厚已达到预热及热处理要求时，预热、层间温度、焊后热处理环节的控制是要点，预热温度除根据焊接工艺规程及推荐选用外，应根据现场实际情况选择温度区间的上下值，层间温度应根据预热温度确定，在保证预热及层间温度的情况下，不宜选择过高的温度，以免影响焊缝的塑韧性。对焊后不能立即做热处理的焊缝，应进行后热处理，后热处理温度为200～300℃，并进行保温缓冷。

5、安全注意事项

5.1 进入施工现场必须穿戴好劳动防护用品，并作好防砸撞、防触电、防中毒、防辐射等安全措施。

5.2 高处作业时，要采取可靠的安全措施，设专人负责和监护，应在作业位置下方设置安全防护网。

5.3 高处作业一般不应交叉进行，如工序或工艺原因要求必须进行交叉作业时，中间应采取隔离措施，防止重物坠落伤人，严禁无防护的交叉作业。

5.4 遇有大风、暴雨、雷雨、大雾等恶劣气候时，应停止高处体业，冬季高处作业必须及时清扫脚手架、跳板、平台等冰雪、霜冻并采取防滑措施。风力超过六级且未采取有效措施时，严禁高空作业。

5.5 在施工中，从事高处作业，无法架设安全网时，作业人员必须按有关规定及标准要求执行。5.6 从事高处作业人员必须经身体检查合格，凡不适应于高处作业的人员，不得从事高处作业。5.7 在有毒、有害、有尘作业场所作业时，必须严格遵守在尘毒区域内作业的规定。应在施工现场进行环境监测，并设专人监护。

5.8 进行起重吊装作业时，严格按照有关规定执行。

5.9 对从事射线探伤的作业人员应加强射线防护知识教育，自觉遵守有关射线防护的各种标准和规定，有效地进行防护，防止事故的发生。

5.10 对射线源的贮存，保管应严格按照国家有关文件规定执行，采取有效的防火、防盗、防泄漏的安全措施，并没立标志，指定专人负责。

5.11 射线探伤在没有监测仪器进行监测时，应采取有效的安全隔离措施，安全防护距离应按下列规定执行：

X射线探伤安全防护圈半径不得少于30米。

γ射线探伤安全保护圈半径不得少于50米。

5.12 进行射线探伤作业前，要提前通知邻近施工单位及施工人员，以防止意外事故的发生。

5.13 进行射线探伤时，必须待安全防护圈内的人员全部撤离，经捡查确认无人后，才准许进行作业。

5.14 安全防护圈必须标志鲜明，并应有专人值班监护。进行射线探伤作业时，必须严格控制照射剂量，并应符合国家《放射卫生防护基本标准》的限制剂量当量。

5.15 施工用电严格按照施工现场临时用电安全有关规范及标准的要求执行，防止触电事故的发生。

5.16 施工用电源线应采用绝缘良好的软导线，不得靠近热源敷设，严禁乱挂、乱扯，不得用金属丝直接绑扎电线。

5.17 临时用电电线，如铺设在地面或埋入地下时，应用橡皮护套电缆，在通过交通道路处应加设钢套管进行保护。

5.18 露天配电及配电开关应有防雨措施，外露带电部分，必须有绝缘防护措施，并应挂“带电危险”警告牌。

5.19 电焊软线应合理布设，不得与吊装用钢丝绳相互交叉在一起。