罐體返修主體焊接施工方案

1、大港石化濟(jì)南棗莊成品油管道工程線路工程施工 第四標(biāo)段技術(shù)部分附件10:主體焊接施工方案一.編制依據(jù)1.1大港石化濟(jì)南棗莊成品油管道工程線路工程施工招標(biāo)文件；1.2管道下向焊接工藝規(guī)程（SY/T4071-93）；1.3油氣管道焊接工藝評(píng)定方法（SY4052-93）；1.4石油天然氣鋼質(zhì)管道對(duì)接焊縫超聲波探傷及質(zhì)量分級(jí)（SY4065-93）；1.5鋼質(zhì)管道焊接及驗(yàn)收規(guī)范（SY/T4103-93）；1.6石油天然氣鋼質(zhì)管道對(duì)接焊縫射線照相及質(zhì)量分級(jí)（SY4056-93）；二.工程概況大港石化濟(jì)南棗莊成品油管道工程第4段山東省德州市的武城縣、平原縣、禹城縣、齊河縣段，樁號(hào)從CB001CF001，管線全

2、長(zhǎng)101.3Km設(shè)計(jì)壓力為8.0Mpa，選用的鋼管為L(zhǎng)360的ERW鋼管，管徑為D355.6。管道壁厚分為5.6mm、7.1mm。三.焊接方法的選擇根據(jù)該管線的設(shè)計(jì)要求、我單位焊接施工經(jīng)驗(yàn)，為提高焊接生產(chǎn)率，保證工程質(zhì)量，針對(duì)本工程特點(diǎn)，結(jié)合我單位焊接裝備、焊工技術(shù)水平計(jì)劃采用采用手工電弧下向焊打底、填充、蓋面方法進(jìn)行主體管線的全位置下向焊接，同時(shí)采用手工電弧焊進(jìn)行焊縫返修。手工電弧焊手工電弧焊具有工藝簡(jiǎn)單、輕便靈活、受環(huán)境影響小的特點(diǎn)，因此，在本標(biāo)段的主體管線焊接和返修焊接中采用該焊接方法，四.焊接施工4.1手工電弧焊根據(jù)管道工程的焊接實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，和本標(biāo)段施工條件，對(duì)于管道的焊接采用手工電弧焊

3、打底、填充、蓋面方法進(jìn)行主管線的全位置下向焊接，采用纖維素型電焊條E6010進(jìn)行焊接。4.1.1焊接施工程序 坡口清理管口組對(duì)焊前預(yù)熱焊接設(shè)備準(zhǔn)備焊接焊后保溫焊接檢驗(yàn)焊縫返修4.1.2施工技術(shù)措施1）坡口清理 使用電動(dòng)鋼絲刷或砂輪機(jī)將坡口兩側(cè)25mm范圍內(nèi)的起鱗、磨損、鐵銹、渣垢、油脂、油漆和其它影響焊接質(zhì)量的有害物質(zhì)清除干凈，使焊接表面均勻、光滑，并呈現(xiàn)出金屬光澤。錯(cuò)邊量小于1.6mm2.0-3.0mm1.2-2.0mm4450°圖4.1-1 坡口組對(duì)形式2）管口組對(duì)采用內(nèi)對(duì)口器進(jìn)行管口組對(duì)，在無(wú)法應(yīng)用內(nèi)對(duì)口器時(shí)，應(yīng)采用外對(duì)口器。采用內(nèi)對(duì)口器或外對(duì)口器焊接時(shí)，根焊道須全部完成或完成

4、50%以上方可將其撤除，組對(duì)時(shí)兩相鄰管的螺旋焊縫在對(duì)口處應(yīng)相互錯(cuò)開，距離不小于100mm。對(duì)局部超標(biāo)錯(cuò)口要用8磅大錘與紫銅墊板矯正，坡口組對(duì)的形式采用“V”型坡口，其要求參見圖4.1-1。（1）一般地段采用內(nèi)對(duì)口器對(duì)口。連頭、彎頭、彎管等特殊點(diǎn)采用外對(duì)口器對(duì)口。（2）管口清理與組對(duì)焊接的間隔時(shí)間不宜超過(guò)2小時(shí)，以避免二次清口。 （3）對(duì)口前應(yīng)再次核對(duì)鋼管類型、壁厚、防腐層類型及坡口質(zhì)量，必須與現(xiàn)場(chǎng)使用要求相符合。（4）采用2臺(tái)吊管機(jī)對(duì)口，起吊管子的尼龍吊帶寬度應(yīng)大于100mm，吊裝活動(dòng)管的尼龍吊帶應(yīng)放置在已劃好的中心線處進(jìn)行吊裝。（5）管口組對(duì)基本要求：見表管口組對(duì)基本要求序號(hào)檢查項(xiàng)目組裝要求

5、1坡口符合“焊接工藝規(guī)程要求”2管口清理（10mm范圍內(nèi)）和修口管口完好無(wú)損，無(wú)鐵銹、油污、油漆、毛刺3管端螺旋焊縫或直縫余高打磨端部150±5mm范圍內(nèi)焊縫余高打磨掉，并平緩過(guò)渡4兩管口螺旋縫或直縫間距錯(cuò)開間距不得小于100mm弧長(zhǎng)5錯(cuò)邊量沿周長(zhǎng)均勻分布，且當(dāng)壁厚為14.6mm時(shí)，不大于2mm；當(dāng)壁厚為17.5mm時(shí)，不大于2.2mm；當(dāng)壁厚為21.0mm時(shí)，不大于2.5mm；當(dāng)壁厚為26.2mm時(shí)，不大于3mm；6鋼管短節(jié)長(zhǎng)度不小于1.5m7相鄰或方向相反的兩個(gè)彎管中間直管段長(zhǎng)不小于1.5m8管子對(duì)接不允許割斜口。由于管口沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)而造成的3°以內(nèi)的偏斜，不算斜口。不相鄰

6、壁厚等級(jí)的接口中間必須插入中間壁厚的鋼管一根，同時(shí)，對(duì)厚壁管按要求打內(nèi)坡口。9過(guò)渡坡口厚壁管內(nèi)側(cè)打磨至薄壁管厚度，銳角為14°30°。10手工焊接作業(yè)空間不小于0.4m11半自動(dòng)焊接作業(yè)空間溝上焊距管壁不小于0.5m。溝下焊管壁距溝壁不小于0.8m，管壁距溝底不小于0.5m。12自動(dòng)焊接作業(yè)空間不小于0.5m（6）一般地段均采用溝上組裝，每個(gè)管子下面應(yīng)設(shè)置1個(gè)管墩，管底與地面的距離為0.5-0.7m。管墩可用土筑并壓實(shí)或用裝填軟土的草袋堆筑。（7）采用內(nèi)對(duì)口器時(shí)，根焊道須全部完成方可將其撤除，移動(dòng)時(shí)，管子應(yīng)保持平衡。（8）采用外對(duì)口器時(shí)，根焊道須完成50%以上，且焊完的焊道

7、沿管周長(zhǎng)方向均勻分布，但對(duì)口支撐或吊具則至少在完成全部根焊道后方可將其撤除。移動(dòng)時(shí)，管子應(yīng)保持平衡。3）焊前預(yù)熱由于施工期間在華北的冬季，管材屬于高強(qiáng)度鋼，所以管道焊接應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱才可保證焊接質(zhì)量，管口預(yù)熱的范圍為坡口兩側(cè)各75mm，預(yù)熱溫度為100-150。管口預(yù)熱采用中頻電感應(yīng)加熱或環(huán)形管口火焰預(yù)熱器以保證管口加熱均勻，溫度測(cè)量采用測(cè)溫筆或表面測(cè)試計(jì)，并在距管口50mm處測(cè)量，預(yù)熱完成后應(yīng)立即進(jìn)行根焊道的焊接。環(huán)形管口火焰預(yù)熱器的形式參見圖4.1-2。管道噴嘴螺栓連接進(jìn)氣孔滾輪圖4.1-2 環(huán)形管口預(yù)熱器預(yù)熱示意圖4）焊接設(shè)備準(zhǔn)備（1）焊接電源：焊接電源采用野外自行電站（二弧焊機(jī)），該

8、電站配備美國(guó)林肯多制式焊機(jī)DC-400，可同時(shí)滿足半自動(dòng)焊接及手工焊接，半自動(dòng)焊接前應(yīng)將該焊機(jī)的電源外特性調(diào)至平外特性處。（2）焊槍：焊槍采用QY-93 型。5）焊接根據(jù)管道壁厚及焊接方法，確定不同壁厚管道的焊接順序及各層的焊接工藝參數(shù)分別見4.1-1和表4.1-2。其中填充與蓋帽焊也采用同種焊條進(jìn)行焊接。表4.1-1不同壁厚管道焊接順序壁厚(mm)根焊填充焊蓋帽焊5.61117.1121*表4.1-2 焊接工藝參數(shù)焊道名稱焊材牌號(hào)直徑(mm)極性電壓(V)電流(A)焊接速度(cm/min)根焊E60103.2DC-24-3770-1309-15填充E60103.2DC-24-3770-130

9、9-15蓋帽E60103.2DC-24-3770-1309-15注：DC-表示焊條或焊絲接負(fù)。 (1)一般焊接技術(shù)措施 a.每層焊道由兩名焊工在管口兩側(cè)對(duì)稱同時(shí)起弧自管頂向管底施焊，起弧時(shí)為防止電火花擊傷母材，應(yīng)采取專用地線卡與管道接觸，見圖4.1-3。鐵板圈（=2mm）40mm橡膠絕緣套（=3mm）10-12 mm鋼筋約60mm管道膠皮圖4.1-3 專用地線卡連接示意圖 b.焊道的起弧或收弧處應(yīng)相互錯(cuò)開30mm以上，嚴(yán)禁在坡口以外的鋼管表面起弧。必須在每層焊道全部完成后，才能開始下一層焊道的焊接。 c.根焊完成后，由專職砂輪工用電動(dòng)砂輪機(jī)修磨清理根焊道表面的熔渣、飛濺物、缺陷及焊縫凸高，修磨

10、時(shí)不得傷及鋼管外表面的坡口形狀。 d.根焊結(jié)束后立即采用手工下向焊進(jìn)行熱焊，使用直接短路引弧法進(jìn)行引弧，在焊接過(guò)程中，焊條不擺動(dòng)，采用直線運(yùn)條的方式焊接。 e.填充焊接時(shí)，由于坡口寬度的增加，焊條要作適當(dāng)?shù)臄[動(dòng)，為避免發(fā)生熔池滿溢、氣孔和夾渣等缺陷，焊接速度要控制適當(dāng)以保持熔池前移。 f.蓋帽焊前坡口應(yīng)填滿，剩余坡口深度不應(yīng)大于1.6mm，蓋帽焊接的送條速度應(yīng)與填充焊的相同或略低一些。g.手工焊焊接時(shí)，焊條與管口成45°-60°，焊接位置示意圖參見圖4.1-4。45°-60°焊槍管 道圖4.1-4 焊接位置示意圖(2)特殊條件下焊接技術(shù)措施a.環(huán)境風(fēng)速較

11、大時(shí)管道防風(fēng)棚吊鉤4.1-5 防風(fēng)棚防護(hù)示意圖允許施焊的環(huán)境風(fēng)速為小于8m/s。當(dāng)環(huán)境風(fēng)速影響到焊接操作時(shí)，應(yīng)采取有效的防風(fēng)措施進(jìn)行焊接區(qū)域的防護(hù)，根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，我們通常采用的方法是在每道工序上用防風(fēng)棚進(jìn)行防護(hù)，其防護(hù)示意圖參見圖4.1-5。b.環(huán)境濕度較大時(shí)允許施焊的環(huán)境濕度小于90%。當(dāng)環(huán)境濕度較大時(shí)，應(yīng)采取必要的加熱措施將管口烘干，具體方法同管口預(yù)熱方法。c.環(huán)境溫度較低時(shí)允許施焊的環(huán)境溫度不低于5，如無(wú)防護(hù)措施應(yīng)停止焊接作業(yè)，當(dāng)環(huán)境溫度低于5時(shí)，不但要對(duì)管口進(jìn)行預(yù)熱，還應(yīng)對(duì)焊道進(jìn)行焊后保溫。6）焊后保溫(1)焊后先不打藥皮，這樣可起到焊道緩冷的作用，待焊道完全冷卻后再敲掉藥皮，把焊

12、道清理干凈。(2)當(dāng)環(huán)境溫度低于5時(shí)，應(yīng)采取焊后在焊道上加蓋保溫被的措施以防止焊道急驟降溫，具體做法是：用噴燈烘烤石棉被至80以上，然后立即將完成的焊口趁熱裹上并蓋上毛氈，用橡皮帶捆緊。保溫時(shí)間至少在半小時(shí)以上，保溫示意圖見圖4.1-6。12345圖4.1-6保溫示意圖 （1-管段 2-石棉被 3-毛氈 4-橡皮帶 5-焊口）7）焊接檢驗(yàn)(1)管口焊接完成后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行外觀檢查，檢查前，應(yīng)用銼刀清除干凈接頭表面的熔渣、飛濺及其它污物。焊縫外觀應(yīng)均勻一致，焊縫余高不大于2mm，余高大于2mm需打磨。除咬邊外，焊縫外表面不得低于母材表面。(2)焊后錯(cuò)邊量不應(yīng)大于1.6mm，焊縫寬度比外表面坡口寬度每

13、側(cè)增加0.5 mm -2.0mm。(3)咬邊深度不得超過(guò)0.5mm。咬邊深度小于0.3mm的任何長(zhǎng)度均為合格。咬邊深度在0.3-0.5mm之間時(shí)，單個(gè)長(zhǎng)度不得超過(guò)30mm，累計(jì)長(zhǎng)度不得大于焊縫圓周長(zhǎng)度的15%。(4)所有焊口外觀檢查合格后進(jìn)行超聲波探傷及RT射線探傷。超聲波探傷的合格級(jí)別為石油天然氣鋼質(zhì)管道對(duì)接焊縫射線照相及質(zhì)量分級(jí)SY4056-93中的級(jí)，RT射線探傷的合格級(jí)別為石油天然氣鋼質(zhì)管道對(duì)接焊縫超聲波探傷及質(zhì)量分級(jí)SY4065-93級(jí)。射線探傷應(yīng)在完成焊口24小時(shí)后進(jìn)行。8）焊縫返修(1)焊接過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)不合格的非裂紋缺陷應(yīng)立即清理修補(bǔ)，修補(bǔ)前使用電動(dòng)砂輪機(jī)將缺陷清除，每處修補(bǔ)的長(zhǎng)

14、度應(yīng)大于50mm。相鄰兩修補(bǔ)處的距離小于50mm時(shí)，按一處缺陷進(jìn)行修補(bǔ)，每處缺陷修補(bǔ)不超過(guò)二次。(2)對(duì)無(wú)損探傷不合格的焊口應(yīng)進(jìn)行返修，返修前，應(yīng)將各種缺陷全部清除干凈，并按要求進(jìn)行預(yù)熱處理。(3)對(duì)出現(xiàn)的裂紋缺陷，當(dāng)裂紋長(zhǎng)度小于焊縫長(zhǎng)度的8%時(shí)，經(jīng)業(yè)主同意可以進(jìn)行返修。否則，對(duì)所有出現(xiàn)的裂紋焊口，應(yīng)割除重焊。(4)返修焊接工藝采用上向焊的手工電弧焊焊接工藝。 (5)缺陷返修完成后，采用原探傷方法進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。4.1.6下向焊接流水作業(yè)平面布置圖：見圖4.1-7。注：H表示焊接，P表示清理H7P6P5焊接前進(jìn)方向H1H5P3H3P113121110987654321H8H6預(yù)熱對(duì)口檢查修口P4

15、H4P2H2檢查清理蓋帽清理填充清理熱焊清理根焊圖4.1-7 下向焊接流水作業(yè)平面布置圖4.2手工電弧焊返修焊接 返修焊縫一般長(zhǎng)度較短且數(shù)量少，在確保工程質(zhì)量的前提下，綜合考慮經(jīng)濟(jì)因素，返修焊接采用手工電焊條焊接。4.2.1返修焊接程序 缺陷的標(biāo)注缺陷的清除坡口檢查預(yù)熱焊接無(wú)損檢驗(yàn)4.2.2返修施工技術(shù)措施1）標(biāo)注缺陷 根據(jù)對(duì)焊接質(zhì)量的檢查結(jié)果，由檢驗(yàn)人員和參加返修的焊工用記號(hào)筆對(duì)缺陷部位作出標(biāo)記，并確定缺陷的性質(zhì)、尺寸。2）清除缺陷 用砂輪機(jī)徹底清除缺陷。清除缺陷的槽兩端應(yīng)緩慢過(guò)渡，不應(yīng)陡峭以免形成夾渣。清除缺陷時(shí)認(rèn)真觀察，一次將缺陷清干凈。缺陷清除時(shí)注意不要損傷焊道和鋼管表面。3）坡口檢查

16、 缺陷清除后用角向磨光機(jī)打磨出便于焊接的坡口形狀，用電動(dòng)鋼絲刷清理坡口雜物，使其周圍25mm處露出金屬光澤。坡口的尺寸及要求見圖4.3-1和4.3-2。4）預(yù)熱由于返修區(qū)域較小，因此，預(yù)熱采取環(huán)型火焰加熱器進(jìn)行，每個(gè)環(huán)型火焰加熱器配備一個(gè)液化氣罐。預(yù)熱溫度為100-120，預(yù)熱范圍為坡口兩側(cè)各75mm，預(yù)熱溫度在距坡口50mm處采用紅外線測(cè)溫儀進(jìn)行測(cè)試。60°±5°圖4.3-1非穿透型缺陷坡口60°±5°2.0-3.5mm圖4.3-2穿透型缺陷坡口5）焊接焊機(jī)選用林肯 DC-400焊機(jī)(裝配在二弧焊上)，或由1.5T貨車裝載的一體焊機(jī)

17、。焊條根焊選用E6010焊條，填充蓋帽選用E6010焊條，焊條在使用前必須經(jīng)過(guò)烘干，烘干溫度及保溫時(shí)間嚴(yán)格執(zhí)行焊條生產(chǎn)廠家規(guī)定。帶到現(xiàn)場(chǎng)的焊條裝入保溫筒，隨用隨取。焊接順序及焊接工藝參數(shù)參見下表。表4.3-1 主線路返修焊接工藝參數(shù)焊道順序填充金屬直徑(mm)極性電流(A)電壓(V)根焊E60103.2DC-55-8034-37填充E60103.2DC+110-13019-22蓋面E60103.2DC+100-12019-22注：“DC-”表示焊條接負(fù)?！癉C+”表示焊條接正負(fù)。(1)返修焊道的焊接由一名技術(shù)熟練且取得相應(yīng)資格的焊工來(lái)完成，焊道的起弧處應(yīng)與焊道的起焊處相距15-20mm，收弧時(shí)

18、將弧坑填滿。嚴(yán)禁在坡口以外的鋼管表面起弧。(2)采用月牙形運(yùn)條方式運(yùn)條，根據(jù)缺陷的位置，在施過(guò)程中要調(diào)整好焊條角度與弧長(zhǎng)。每焊完一層認(rèn)真檢查，確認(rèn)無(wú)缺陷后，在補(bǔ)焊下一層。由于返修焊接是在較大拘束度下進(jìn)行的，因此要嚴(yán)格控制層間溫度，第二層的焊接要在短時(shí)間內(nèi)完成，以保證接頭質(zhì)量，焊道間的時(shí)間間隔不超過(guò)10分鐘。(3)每處返修的焊縫長(zhǎng)度應(yīng)大于50mm，同一部位焊縫不得進(jìn)行兩次返修。 4.3.3無(wú)損檢測(cè) 缺陷返修完成后，采用原探傷方法進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。4.3.4人員配備人員配備按照一個(gè)主體焊接機(jī)組來(lái)進(jìn)行，其組成見表4.3-2。表4.3-2 主體焊接機(jī)組人員配備表序號(hào)工種數(shù)量序號(hào)工種數(shù)量1隊(duì) 長(zhǎng)18機(jī)械手8

19、2技術(shù)管理19起重工13質(zhì)量員110火焊工14HSE管理員111普 工85數(shù)字錄入員112司 機(jī)26電焊工813合計(jì)377管 工44.4.4焊接機(jī)具及設(shè)備配備：見表4.4-1。表4.4-1 焊接機(jī)具及設(shè)備配備序號(hào)設(shè)備名稱規(guī) 格單位數(shù)量備注1.自行電站（配DC-400）GS-臺(tái)10焊接電站2.林肯焊機(jī)DC-400臺(tái)20焊接3.內(nèi)對(duì)口器355 mm臺(tái)2對(duì)口4.外對(duì)口器355 mm臺(tái)8對(duì)口5.吊管機(jī)572G臺(tái)4對(duì)口6.單斗1.0m3臺(tái)4對(duì)口7.中頻加熱器355mm套2加熱8.環(huán)形管口加熱器355mm套8加熱9.砂輪機(jī)150mm臺(tái)6清口10.砂輪機(jī)100臺(tái)6清口11.鋼絲刷100臺(tái)4清口12.焊槍QY

20、-93 型只4根焊13.濕度計(jì)只2濕度測(cè)量14.數(shù)字測(cè)溫儀紅外線只4溫度測(cè)量15.風(fēng)速計(jì)只2風(fēng)速測(cè)量16.焊接檢驗(yàn)尺只2外觀檢查17.半自動(dòng)火焰切割工具套2氣割18.坡口機(jī)臺(tái)1加工坡口19.防風(fēng)棚個(gè)14防風(fēng)4.1.5手段用料配備：見表4.1-5。表4.1-5 手段用料序號(hào)材料名稱規(guī)格單位數(shù)量備注1大錘12磅只2矯正管口2銅墊板80×50×5mm塊2矯正管口3氣罐15Kg個(gè)8管口預(yù)熱4噴槍個(gè)8管口預(yù)熱5角鋼452×5m200防風(fēng)棚6鐵皮0.5mmmm2100防風(fēng)棚7鐵皮1.5mmmm220封堵8橡膠管帽360個(gè)50封堵7焊接電纜35mm2m400焊接8電焊帽個(gè)10焊

21、接9黑玻璃塊焊接用10白玻璃塊焊接用11氧氣瓶個(gè)切割12乙炔瓶個(gè)切割13保溫被8×1×0.05m張10保溫14銼刀把10清理飛濺15絕緣橡膠板1×1m塊10安全防護(hù)五.焊接檢驗(yàn)5.1一般要求5.1.1管口焊接、修補(bǔ)或返修完成后及時(shí)進(jìn)行外觀檢查，檢查前應(yīng)用銼刀清除表面熔渣、飛濺和其它污物。焊縫外觀應(yīng)達(dá)到規(guī)定的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。外觀檢查不合格的焊縫不得申請(qǐng)進(jìn)行無(wú)損檢查。5.1.2 所有焊縫必須進(jìn)行100%全自動(dòng)超聲波檢測(cè)或100%射線檢測(cè)。5.2 外觀檢查5.2.1焊縫外觀應(yīng)均勻一致，焊縫及其表面上不得有裂紋、未熔合、氣孔、夾渣、飛濺、夾具焊點(diǎn)等缺陷。5.2.2焊縫表面不應(yīng)低于母材表面，焊縫余高不大于2mm，局部不得大于2mm，超標(biāo)的部分用電動(dòng)砂輪機(jī)進(jìn)行打磨，但不能傷及母材并與母材進(jìn)行圓滑過(guò)度。5.2.3焊后錯(cuò)邊量不應(yīng)大于1.6mm，焊縫寬度在每邊比坡口寬0.5mm2.0mm。5.2.4咬邊深度不得超過(guò)0.5mm。咬邊深度小于0.3mm的任何長(zhǎng)度均為合格。咬