鈦管道焊接施工方案

1、 揚子石化擴建45萬噸/年精對苯二甲酸（PTA）生產(chǎn)線鈦管道焊接施 工 技 術(shù) 方 案中國石化集團第四建設(shè)公司南京揚子PTA項目部編碼：FCCPTA/方案-031一般 重大綜合揚子石化擴建45萬噸/年精對苯二甲酸（PTA）生產(chǎn)線鈦管道焊接施 工 技 術(shù) 方 案編制：吳 衛(wèi) 審核：關(guān)武堂復(fù)審：李雪梅 肖 然批準：郁東鍵中國石化集團第四建設(shè)公司南京揚子PTA項目部二六年四月二十四日目 次1 適用范圍12 編制依據(jù)13 工程概況14 焊接性分析15 焊接施工準備16 一般環(huán)境要求37 施工工藝38 質(zhì)量要求69 焊縫返修710 質(zhì)量記錄711 質(zhì)量保證措施712 施工機具及措施用料813 HSE管理

2、814 附WPS151 適用范圍本方案適用于揚子石化公司擴建45萬噸/年精對苯二甲酸（PTA）生產(chǎn)線氧化工段鈦管線的焊接施工。2 編制依據(jù)a） 現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范 GB50236-98b） 石油化工劇毒、可燃介質(zhì)管道工程施工及驗收規(guī)范 SH3501-2002c） 鈦管道施工及驗收規(guī)范 SH3502-2000d） 石油化工施工安全技術(shù)規(guī)程 SH3505-1999e） 設(shè)計文件3209-9100-A5-4、3209-9100-A5-6f） 揚子石油化工股份有限公司45萬噸/年P(guān)TA項目的質(zhì)量監(jiān)督工作計劃3 工程概況鈦管道工程量見表1： 表1材質(zhì)管徑壁厚（mm）寸D延長米(m)

3、安裝寸D預(yù)制寸D寸D總計鈦0.75302.7201026429853267504 焊接性分析4.1 鈦的焊接性a） 氣體等雜質(zhì)污染而引起焊接接頭脆化鈦是一種活性金屬。它在常溫下能與氧生成致密的氧化膜而保持高的穩(wěn)定性和耐腐蝕性；在高溫下與氧、氮、氫、碳都有很強的親和力，反應(yīng)速度較快，在300以上快速吸氫，600以上快速吸氧，700以上快速吸氮，而且空氣中含有大量的氧和氮，氮、氧、氫的增加使鈦和鈦合金焊縫變脆而使其塑性嚴重下降。因此為了避免空氣的污染，鈦材焊接時要求對焊接區(qū)及溫度高于400的部位進行保護。b） 焊縫氣孔此種材料焊接時，對于焊接區(qū)的水分、油脂、氧化物等雜質(zhì)特別敏感，容易產(chǎn)生大量氣孔。

4、因此焊前應(yīng)對坡口及其周圍、焊絲等進行清理。5 焊接施工準備5.1 焊接工藝管理a） 焊接工藝評定規(guī)劃見表2 表2序號材 質(zhì)厚度范圍(mm)選用的評定適用范圍（mm）焊接方法焊接材料保護氣體（純度）1Ti2.7121355AA-MV1.512GTAWERTi2Ar(99.999%)2Ti12200620AV-BV1220GTAWERTi2Ar(99.999%)b） 施工前針對各類焊接接頭編制焊接工藝卡，并報經(jīng)監(jiān)理、項目組、質(zhì)量監(jiān)督站批準。施焊過程嚴格按照工藝卡要求的參數(shù)進行。5.2 焊工管理a） 參加施焊的焊工應(yīng)持有有效期內(nèi)相應(yīng)材質(zhì)、相應(yīng)位置的鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試與管理規(guī)則合格證，且符合

5、GB50236-98的相關(guān)考試規(guī)則；b） 經(jīng)項目質(zhì)量經(jīng)理/質(zhì)量工程師確認并辦理上崗證后方可有資格進入現(xiàn)場模擬考試；c） 鈦材焊接的焊工上崗前需要進行現(xiàn)場模擬考試，考試合格后（檢查外觀顏色）進入兩道焊口的初次口考試，兩個初次口RT合格后才準再焊接三道焊口，待RT結(jié)果合格后方可正式上崗，嚴禁無證上崗或越崗施焊。5.3 焊材管理5.3.1 焊材檢驗及存放保管a） 入庫材料應(yīng)具有合格質(zhì)量證明文件，焊絲表面應(yīng)潔凈、無氧化色，不應(yīng)有裂紋、起皮、斑疤和夾雜等缺陷；b） 對于本裝置所用鈦焊絲必須滿足Fe0.070%，H60ppm；c） 焊絲應(yīng)按批號、規(guī)格、入庫時間分類存放保管，明確標(biāo)志。焊材庫應(yīng)配置溫濕度記錄

6、儀，庫房內(nèi)溫度保持在5以上，濕度不超過60%。焊絲應(yīng)存放在架子上，架子離地面和墻面的距離應(yīng)不小于300mm，架子上宜放置干燥劑、去濕機；d） 氬氣純度不低于99.999%，含水量不大于50mg/m3。在購置氬氣時，需檢測其純度和含水量是否符合要求；e） 由專人負責(zé)，統(tǒng)一管理，作好記錄，材料工程師定期進行檢查。5.3.2 焊材發(fā)放焊工憑施工員簽發(fā)的焊材發(fā)放卡領(lǐng)取焊材。焊材發(fā)放人員作好發(fā)放記錄。5.4 焊接設(shè)備管理a） 焊接設(shè)備雙表（電流表、電壓表）齊全，且均在檢定有效期內(nèi)；b） 焊接電纜線采用橡皮軟線，接頭不超過2個以充分保證焊接電流；c） 每臺電焊機單獨接地，實行“一機一閘一保”；d） 地線直

7、接接到焊件上，不得接到鋼結(jié)構(gòu)或設(shè)備上，以防電弧擊傷管道或設(shè)備。6 一般環(huán)境要求a） 空氣相對濕度90%；b） 氬弧焊時風(fēng)速小于2m/s；c） 雨天作業(yè)時采取適當(dāng)措施，如搭設(shè)防風(fēng)擋雨棚等；d） 工作場所應(yīng)具有焊接材料的儲存、清洗設(shè)施和良好的施焊條件；e） 每天焊接前必須用Phenathroline（鄰二氮雜菲）法檢驗焊件周圍空氣中鐵離子濃度，在焊接現(xiàn)場周圍分散放置試紙，8h后僅有12個點試紙變色則可施焊。配方如下：溶解272g CH3COONa.3H2O于500ml熱蒸餾水中，加240ml冰醋酸，然后以蒸餾水稀釋至1000ml；溶解3.5g鹽酸胺于350ml蒸餾水；溶解2.5g的1：10 Phe

8、nathroline（鄰二氮雜菲）水化物于約200ml熱蒸餾水中并稀釋至300ml。將三種溶液混合得1650ml混合液即可；f） 操作人員必須穿戴干凈的不會造成鐵離子污染的勞保用品，這些專用的防護服和鞋套應(yīng)隔離放置并保持潔凈。7 施工工藝7.1 坡口加工a） 切割和坡口加工必須使用機械加工方法，使用砂輪機時要選擇無鐵鈦材專用砂輪片；b） 打磨時應(yīng)間斷進行，速度和力度要適當(dāng)，不得使坡口表面因過熱變色。打磨后坡口呈現(xiàn)銀白或黃色為合格，如出現(xiàn)紫色或蘭色為不合格。如出現(xiàn)紫色或蘭色，必須將其輕輕打磨掉直至露出銀白或黃色為止。7.2 焊前清理a） 坡口清理用工具與坡口直接接觸部位的材質(zhì)必須是無鐵材料，清理

9、的工具應(yīng)專用，且要保持所用工具的清潔；b） 經(jīng)過機械加工完的焊件坡口及兩側(cè)各50mm的內(nèi)外表面，應(yīng)用鈦材鋼絲刷、鉸刀等機械方法清除其氧化膜、毛刺和表面缺陷。然后使用不含硫的丙酮進行脫脂處理；c） 處理完畢后先用棉質(zhì)布料擦干水分或雜質(zhì)，然后用不含棉的布料如綢布將附著在焊件表面的棉纖維擦掉，防止棉纖維對焊道的污染；d） 焊絲使用前應(yīng)使用鈦材鋼絲刷、丙酮等去除表面的油脂及雜物，清潔后的焊絲拿放須戴潔凈手套。7.3 焊口組對焊口組對時應(yīng)使管內(nèi)壁平齊，其錯邊量不應(yīng)超過管壁厚的10%，且不大于1mm。組對間隙詳見焊接工藝卡。7.4 定位焊a） 定位焊盡量不使用通常的過橋式點焊方法，而使用內(nèi)部搭接式點焊法，

10、但此種點焊方法必須保證焊透，在正式焊接時，不必打磨掉焊點，使其成為正式焊縫的一部分。這樣做目的是減少中間打磨的頻數(shù)，減少焊縫被污染的機會，從而減少氣孔的產(chǎn)生；b） 定位焊縫長度為5mm15mm，高度不超過壁厚的2/3，沿焊縫均布，且定位焊不得有裂紋、氣孔、夾鎢及氧化變色等缺陷。7.5 工藝要求a） 承插焊縫至少焊接兩遍，且每道的表面不得有凌亂和有交錯的起止點；b） 多層焊時各層、道之間的接頭相互錯開，接頭打磨后應(yīng)重新清理干凈后在繼續(xù)施焊，焊縫盡量一次性連續(xù)焊接完；c） 施焊過程中用測溫儀監(jiān)測層間溫度，層間溫度應(yīng)小于100。7.6 焊接工藝7.6.1 氬氣要求a） 焊接保護氣體選用氬氣，在焊接前

11、應(yīng)在試件上試驗一下氬氣的純度，確認合格再進行正式焊接；b） 氬氣輸送管需采用塑料軟管，不應(yīng)使用橡膠軟管，防止焊口被橡膠顆粒污染。7.6.2 焊縫的保護a） 考慮保護效果，焊接時盡量采用大直徑的噴嘴保護熔池，噴嘴的直徑一般取12mm20mm，噴出的氬氣應(yīng)保持穩(wěn)定的層流狀態(tài)，且焊接時噴嘴距焊件的距離要盡可能小，以提高保護效果；b） 采用氬氣拖罩保護熱態(tài)焊縫，環(huán)縫用弧形拖罩，拖罩形式應(yīng)根據(jù)管徑大小和壁厚制作不同長度，隨著管徑和壁厚的增大拖罩相應(yīng)加長加寬，拖罩寬一般為25mm60mm，長為40mm100mm。拖罩結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示；圖1 現(xiàn)場拖罩圖片c） 拖罩在焊縫上的移動形式有兩種，小管徑的焊縫采

12、用的是把拖罩固定在焊炬噴嘴上，隨著焊炬一起移動進行保護。其余的焊縫用人推動拖罩隨著施焊焊工一起移動來對焊縫進行保護；d） 在焊接中溫度超過300以上區(qū)域都必須進行拖罩保護，控制焊縫及近縫區(qū)表面不出現(xiàn)藍色以至灰色。氬氣拖罩的保護區(qū)域為距離焊炬噴嘴15mm以內(nèi)，拖罩的網(wǎng)或多孔板到焊縫的距離不小于8mm是最佳保護區(qū)域；e） 對于大口徑管線焊接可采用雙弧焊配合內(nèi)外雙重拖罩保護的方法和單面焊雙面拖罩保護的方法；f） 對于小口徑管線焊接時，拖罩不便使用，可采用保護套管進行焊縫整體保護，保護套管示意如圖2；待施焊管子進出氬氣孔外套管焊炬作業(yè)孔把緊塊圖2保護套管示意圖7.6.3 焊接工藝要點a） 小口徑管線采

13、用管內(nèi)充氬氣保護焊縫區(qū)的內(nèi)表面，管內(nèi)應(yīng)提前充氬，排凈空氣，并保持微弱的正壓和流動狀態(tài)；b） 焊接前，使用電動磨光機（配鈦絲刷）再對待施焊坡口清理一遍，清除掉一些不可見的附著在坡口表面的氧化物和其它雜質(zhì)；c） 在噴嘴保護氣體流動正常的情況下，在焊接前用氬弧焊炬噴嘴靠近坡口用電弧熱對坡口和坡口兩側(cè)進行熱清理，驅(qū)除掉一些不可見的雜質(zhì)和水分；d） 焊接設(shè)備應(yīng)使用性能穩(wěn)定的直流氬弧焊機，采用正接法，且應(yīng)附有高頻引弧和電流衰減裝置；e） 適當(dāng)放慢焊接速度，增加熔池停留時間，以增大氣孔逸出的數(shù)量；f） 采用前后鋸齒形擺動運弧焊，使電弧周圍始終保持一個相對穩(wěn)定的層流，從而減少了焊縫的氧化和氣孔的產(chǎn)生；g） 焊

14、接過程中電弧應(yīng)保持穩(wěn)定，防止鎢極與焊件或焊絲接觸造成夾鎢；h） 在焊接過程中焊工應(yīng)將焊絲的擺動嚴格控制在最小范圍內(nèi)，焊接過程中焊絲的加熱端應(yīng)始終處在氬氣的保護中，熄弧后焊絲不應(yīng)立即暴露在大氣中，應(yīng)在焊縫脫離保護時同時取出。用過的焊絲繼續(xù)使用時，須將端頭剪掉；i） 層間焊接時必須再次用電動磨光機（配鈦絲刷）進行層間徹底清理；j） 焊接過程中應(yīng)對370以上進行可靠的雙面氬氣保護；k） 焊接結(jié)束或中斷焊接前，應(yīng)在關(guān)掉高頻開關(guān)以后，保持焊炬不動，慢慢熄滅電弧直至中斷，之后讓噴嘴與保護罩仍然在原焊接位置停留30s60s，待焊件完全冷卻下來后再撤離保護。8 質(zhì)量要求8.1 外觀質(zhì)量要求a） 外觀檢查1）

15、焊縫與母材圓滑過渡,表面應(yīng)無裂紋、氣孔、夾渣、夾鎢等缺陷；2） 焊縫寬度已每邊不超過坡口邊緣2mm為宜；3） 焊縫余高：當(dāng)壁厚小于5mm時，為0mm1.5mm；反之，為1.0mm2mm。b） 外觀顏色檢查焊縫和近縫區(qū)的顏色是保護效果的標(biāo)志，焊接完畢后在清洗前必須用已備好的標(biāo)準色標(biāo)（銀白色、金黃色）和焊縫進行對比，合格的焊縫表面顏色應(yīng)是銀白、金黃色。不合格的焊縫要返修處理。8.2 內(nèi)部質(zhì)量要求a） 對于100% RT檢驗的對接焊縫按GB3323-87規(guī)定執(zhí)行，II級為合格；b） 底層焊道均應(yīng)進行PT檢驗，檢驗方法按JB4730-1994執(zhí)行，I級為合格；c） 角焊縫均按JB4730-1994進行

16、PT檢驗，I級為合格。8.3 硬度檢查要求焊接后焊縫及熱影響區(qū)的硬度不得超過母材硬度的20HV。9 焊縫返修9.1 焊縫表面修補a） 表面缺陷用角向磨光機進行清除，缺陷清除后，焊縫厚度不低于最小厚度時，表面打磨平整圓滑即可；若焊縫厚度小于最小厚度，則進行焊縫修補；b） 缺陷打磨時，使砂輪片與焊縫平行，避免磨削過多。9.2 焊縫內(nèi)部返修a） 經(jīng)射線檢測判定為不合格的焊縫在缺陷清除后進行焊接修補；b） 缺陷的清除采用角向磨光機進行打磨，打磨應(yīng)間斷進行，以防過熱變色；c） 焊縫返修按正式施焊工藝要求進行（包括施焊環(huán)境條件、操作人員潔凈的勞保著裝等）；d） 焊縫返修過程必須有專業(yè)技術(shù)人員確認（包括從返

17、修單的下達到最后的返修完畢）；e） 焊縫返修完畢后按照原檢查程序進行外觀檢查和無損檢測。10 質(zhì)量記錄a） 合格焊工登記表 SH3503 J116b） 射線檢測報告 SH3503 J123-1、2c） 滲透檢測報告 SH3503 J127、J127Fd） 焊接記錄e） 焊接返修記錄 11 質(zhì)量保證措施a） 施工前技術(shù)部負責(zé)完成焊接工藝評定，由焊接工程師根據(jù)設(shè)計對管材要求具體確定工程所需焊接工藝評定的具體項數(shù)，并參照焊接工藝評定報告編寫焊接工藝卡；報項目總工程師批準，并報監(jiān)理、項目組、質(zhì)量監(jiān)督站審批；b） 專業(yè)焊接質(zhì)檢員審查焊工資格證，并提前做好特殊工種（如無損檢測人員）施工人員資質(zhì)審查，將合格

18、證復(fù)印件交項目組、監(jiān)理備案；c） 供應(yīng)部門應(yīng)嚴格對焊材烘干、發(fā)放、回收進行管理；在現(xiàn)場設(shè)二級焊材庫，并應(yīng)配備溫濕度儀，建立焊材領(lǐng)用、保管、發(fā)放、回收制度，并做好記錄；d） 對現(xiàn)場進行巡回檢查，焊工作業(yè)必須持證上崗；e） 管托、支、吊架焊縫外觀飽滿，無明顯咬肉、飛濺、夾渣、弧坑等質(zhì)量缺陷；f） 在安裝口施工時，必須采用臨時的防風(fēng)棚，減少焊縫內(nèi)可能出現(xiàn)的氣孔缺陷；g） 鈦管材進場后必須有單獨的存放潔凈場所，安裝時若存在交叉作業(yè)，應(yīng)對鈦管材進行有效保護；h） 確保使用接觸良好的地線和完好的電源線，防止電弧擊傷管材或管件表面。12 施工機具及措施用料 表3序號名 稱型 號單位數(shù) 量備 注1高頻氬弧焊機

19、DC400臺6帶衰減裝置2角向磨光機180mm臺2125mm臺103棒式砂輪機臺34車床Q1343臺15鉆床臺16鈦絲刷把807白膠布卷708石棉布kg1009尼龍吊裝繩2t/條根410不銹鋼鋼板=8mmm2211銅板=1.5mmm2112銅網(wǎng)m21.5續(xù)表3序號名 稱型 號單位數(shù) 量備 注13銅管10mmm1014丙酮250ml/瓶瓶10015不銹鋼管DN80DN100DN150m1每種16無鐵砂輪片180mm箱17無鐵砂輪片125mm箱818鈦磨刷箱419金屬磨頭個3013 HSE管理13.1 安全注意事項a） 大風(fēng)及雨天，在沒有防護措施的情況下，應(yīng)停止作業(yè)；b） 提高安全意識，在施工和行

20、走時注意安全；c） 施工完畢后，仔細檢查現(xiàn)場，消除隱患，熄滅火種，切斷電源；d） 焊機在使用前,焊接件必須可靠接地。e） 其余有關(guān)事項詳見管道施工方案。13.2 風(fēng)險評估見表4風(fēng)險評估一覽表 表4序號業(yè)務(wù)活動作業(yè)步驟分解危險源特征現(xiàn)行控制措施暴露于風(fēng)險中人員（E）傷害的可能性（L）傷害的嚴重度（C）風(fēng)險水平（D）補充措施風(fēng)險等級1管道焊接管道預(yù)制管道切割時飛濺的氧化鐵灼傷規(guī)范勞保著裝43112加強日常巡回檢查五級2移動、搬運的管段擠傷作業(yè)前交清措施4218加強作業(yè)人員HSE教育五級3坡口打磨時飛濺的氧化鐵傷眼佩戴防護鏡44116加強日常巡回檢查五級4組對時被翻轉(zhuǎn)的管段擠傷作業(yè)前交清措施5211

21、0班前講話針對性五級5管道焊接管道安裝高處作業(yè)落物物體打擊作業(yè)前“三交一清”52330加強日常巡回檢查四級6小件吊裝捆綁不當(dāng)物體打擊作業(yè)前交清安全措施42324嚴格遵守安全操作規(guī)程四級7索具配置不當(dāng)機具不完好機傷害作業(yè)前交清安全措施機具檢查3139日常巡回檢查五級8吊管擠傷傷害作業(yè)前交清安全措施52330嚴格執(zhí)行安全作業(yè)規(guī)程四級9螺栓緊固時工具物體打擊作業(yè)前“三交一清”3216加強日常巡回檢查五級10管道焊接焊機漏電觸電加漏電保護53115日常巡回檢查五級11焊接打磨砂輪片飛濺戴防護用品52110日常巡回檢查五級12潮濕環(huán)境用電觸電插頭、插座干燥43336電源線無破損四級13焊接作業(yè)接地不牢或虛接易著火使用前進行檢查2214用螺柱連接牢固五級14焊機漏電觸電加漏電保護器4218日常巡回檢查五級15焊接打磨砂粒飛濺戴防護眼鏡4218日常巡回檢查五級