中原乙烯BA106裂解炉改造焊接方案

1、适用范围：本方案仅适用于中原石油化工有限责任公司大修乙烯装置BA106裂解炉改造对流室炉管与工艺管道焊接。

2、编制依据：2.1《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》————GB50236-98；2.2《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》——SH3501-2002；2.3《石油化工管式炉碳钢和铬钼钢炉管焊接技术条件》———SH3085-1997；2.4《石油化工铬镍不锈钢、铁镍合金和镍合金焊接规程》——SH/T3523-2009；2.5《石油化工异种钢焊接规程》—————————————SH/T3526-2004；2.6《石油化工建设工程施工安全技术规范》————————GB50484-2008；2.7中国石化工程建设公司与乙烯车间提供的设计图纸及资料；3、工程概况：3.1工程简述：1）本工程为中原石油化工有限责任公司大修乙烯车间BA106裂解炉改造，对流段炉管、集合管、联箱全部更换，与炉管连接的外部工艺管道保护性拆装，辐射室原料线拆装；涉及到工艺管道焊接接头的材质为A106B、20#、20G、A312 TP304H、A312 TP347、A312TP347H、A312 TP321H、A335 P11、A335 P22、A335-P11 +TP304H、A335-P22 +TP347H、A335 P11+A335 P22；根据不同材质的特点采取相应的措施，确保焊接质量达到规范要求。

3.2工程特点：1）主要施工难点是焊接接头种类繁多，既有同种、同类材料之间的连接，又有不同类型、不同材质之间的异种钢接头，管壁厚度较厚，空间预留小，安装作业面狭小，高空作业，加深施工人员作业难度。

3.3主要工程量：1）对流室炉管焊接口为24道，寸D量为104寸。

2）对流室工艺管线焊接口为92道，寸D量约为508寸。

3）辐射室原料线焊接口为108道，寸D量为104寸。

4、焊接施工准备：4.1技术准备：1）施工前焊接技术人员应熟悉图纸及规范标准，编制施工技术方案。

2）焊接技术人员按图纸及规范要求，编写焊接工艺指导书，组织进行焊接工艺评定。

3）施工前焊接工程师针对各类焊接接头编制《焊接工艺卡》，施焊过程严格按照工艺卡要求的参数进行。

4）施焊前对所有焊工进行技术交底，明确焊接工艺要求。

4.2施工机具准备：1)焊机为直流焊机，焊机应完好、性能可靠，双表（电流表、电压表）指示灵敏，且均在检定期内。

2)焊接电缆线采用橡皮铜芯软线，接头不超过2个以充分保证焊接电流。

3)每台电焊机单独接地，实行一机一闸保护。

4)地线应直接接到焊件上，不得接到钢结构或设备上，以防电弧击伤管道或设备。

5）焊工所用的焊条桶、刨锺、钢丝刷齐全。

4.3材料准备：4.3.1施工现场应有符合要求的固定焊条库或流动焊条库。

4.3.2焊材必须有质量证明书或材质合格证，焊材的保管、烘干、发放、回收严格按《压力管道质量手册》中有关规定执行，焊条的烘干工艺应按生产厂家说明书提供的参数进行，否则应按焊接施工方案或作业指导书要求进行；焊丝使用前应除表面的油脂、锈等杂物。

1）焊材检验及存放：a)入库材料应具有合格质量证明文件，规范要求复验的焊接材料应进行复验。

b)焊接材料分类存放保管，专人负责，统一管理，作好记录，由材料工程师定期进行检查。

焊材库应配置空气去湿机、温湿度记录仪，以保证温度在5—35℃之间，湿度不超过60%。

焊条、焊丝应存放在架子上，架子离地面和墙面的距离不应小于300mm，架子上宜放置干燥剂。

c)焊条、焊丝应按种类、牌号、批号、规格、入库时间分类堆放，每垛应有明确的标识。

d)不锈钢焊材在二级焊材库中应单独存放，标识清楚，专库专用。

2）焊材选配：焊材选配见附表1：3焊条使用前按照焊条说明书要求的参数进行烘干，若无明确要求，则按表1的要求。

4）焊材发放：a）焊工凭施工员签发的《焊材发放卡》领取焊材；b）焊条用焊条保温筒领取，在保温桶中的存放时间控制在4小时以内。

c）焊材发放人员作好发放记录。

5）焊条再烘干a）领出的焊条在规定时间内未用完的，退回焊材库予以重新烘干，但重新烘干次数不超过2次。

b）超过2次的焊条不再用于压力管道的施工，重新烘干的焊条作好标识及相应记录，下次优先发放。

4.4作业条件准备：4.4.1人员资格：1)参加施焊的焊工应持有有效期内相应材质、相应位置的《锅炉压力容器、压力管道焊工考试与管理规则》或《特种设备焊接操作人员考核细则》合格证，经项目质检站确认后方可上岗施焊，严禁无证上岗或越岗施工。

2）焊工上岗前需针对某些特殊材质，特殊位置进行现场技能培训、测试，由SNEC确认后方可施焊。

4.4.2一般环境要求：1）空气相对湿度≤90%。

2）氩弧焊时风速小于2m/s，手工电弧焊时风速小于8m/s。

3）无雨、雪天气。

4）满足不了上述要求时搭设防风挡雨棚。

5、主要施工方法：5.1主要施工工序：5.2.1坡口加工：1)碳素钢、低合金钢采用氧-乙炔火焰加工坡口；铬钼耐热钢、奥氏体不锈钢、低温钢、高温合金的管道的坡口原则全部采用机械加工，个别管段由于口径大无法进行机械加工时，也可采用火焰加工与等离子切割，在修磨坡口时将切割热影响区打磨干净。

2）采用火焰加工的坡口修磨完毕后，应对坡口表面进行检查，确保坡口表面不存在裂纹、分层、挂渣等缺陷；3）铬钼钢应进行渗透检查和坡口硬度检测，无裂纹且硬度不超过HB160为合格，坡口尺寸详见《焊接工艺卡》。

5.2.2焊前清理：1)组对前用角向磨光机、棒式砂轮机、钢锉等将坡口及内外两侧不小于10MM范围内的母材表面清理干净，直到露出金属光泽。

5.2.3焊前预热：1）对接焊缝原则采用电加热法，壁厚δ小于20mm且管径φ小于300mm的焊缝采用履带式加热片加热，达到预热温度后拆除加热片开始施焊；壁厚大于20mm或管径大于300mm的焊缝采用绳式加热器进行预热，如图1所示，焊接过程中不拆除，维持预热状态以控制层间温度，施焊过程中随时用电子点温计测温。

2）角焊缝及个别小口径焊缝采用火焰加热，电子点温计测温。

3）定位焊缝采用火焰加热。

4）预热温度作好相应数据记录（无须打印自动记录曲线）。

5）各种材质焊缝的预热要求见表2；表2 预热及热处理参数5.2.4焊接工艺：5.2.4.1焊接工艺管理：1）焊接工艺评定选用见附表1。

2）施工前焊接工程师针对各类焊接接头编制《焊接工艺卡》，施焊过程严格按照工艺卡要求的参数进行。

3）施焊前对所有施焊焊工进行技术交底，明确焊接工艺要求5.2.4.2一般工艺要求：1）DN≤50或壁厚δ≤4的焊缝采用全氩弧焊，其余焊缝采用氩弧焊打底、手工电弧焊填充及盖面的工艺或手工电弧双面焊工艺。

2）辐射室炉管、文丘里流量管采用全氩弧焊。

3）对于承插口，必须保证2mm～3mm的间隙，焊接时焊缝至少焊接两遍；4）多层焊时各层、道之间的接头相互错开。

5）承插或角焊缝采用手工电弧焊进行焊接；6）对有熔透性要求的接管焊缝采用氩弧打底、手工焊盖面，对非熔透性接管焊缝采用手工焊进行焊接。

7）固定管或转动管定位焊应不少于三处，当管径小于DN50时可点焊两处，定位焊焊接工艺和焊材应与正式焊接相同，定位焊方式为过桥方式(碳钢为全熔透方式)，焊点数为2～5点，定位焊长度为10-15mm，高2-4mm且不超过壁厚的2/3。

8）定位焊顺序应上下相应交错进行，点焊马鞍口时应先点焊尖角两点。

9）与阀门对接的焊缝施焊时，阀门应始终处于开启状态。

5.2.4.3奥氏体不锈钢的焊接：1）所有焊缝均采用氩弧焊打底的焊接方法，氩气纯度不低于99.99%，DN≥400的所有对接焊口，由于焊缝口径大，内部充氩保护较难达到效果，安装焊缝采用不需充氩的药芯焊丝进行施焊（不包括压缩机润滑油管线）作为钨极氩弧焊的补充。

2）手工电弧焊填充及盖面时，在坡口两侧各不小于100mm范围内的母材上涂以白垩粉，以防焊接飞溅损伤母材。

3）采用小电流、小摆动的焊接方法施焊。

4）层间用角向磨光机进行彻底清理，打磨使用白刚玉砂轮片。

5）层间及表面采用不锈钢钢丝刷清理，且不得与碳素钢混用。

6）管材及配件用胶皮、木板或石棉布垫放，且不得与碳钢混放。

7）焊接并检验完毕后应及时对焊缝外表面进行酸洗。

8）现场安装时若存在交叉作业，应对管道可能被污染的部位覆盖石棉布。

9）承插焊必须两遍成型。

10）焊接完成后，及时清理焊缝表面，进行焊缝外观检查，达到质量标准后，在离焊缝20~50mm用记号笔写上焊工代号。

5.2.4.4异种钢焊接：1）异种钢由于物理和化学性能差别较大，异种金属的焊接问题比同种金属复杂，施焊中的主要问题是如何防止裂纹、脱碳和组织不均匀性。

2）焊接工艺必须以工艺评定为基础。

3）焊工资格确认必须严格，优先安排优秀焊工进行施焊。

4）焊接规范参数按工艺评定和焊接工艺卡要求严格执行。

5）施焊时采用小线能量操作，摆动幅度尽可能小，以减少熔合比。

6）其它钢种与奥氏体不锈钢焊接时，背面充氩保护时，对于预制口管子两端可用海绵堵住，焊口处用医用胶密封,敞口长度不得大于八分之一周长。

对于固定口在管线长度较短时，应采用整体充氩，在管线长度较长，整体充氩困难时，在组对焊口前应在内部放置易溶纸，易溶纸与焊口距离尽可能远（以伸手最长方便操作为原则，且大于500mm），然后在坡口处采用局部充氩的方法，无论采用何种方法，都应在管子内部空气置换彻底、坡口处有均匀氩气流出时，方允许焊接。

充氩结构如下示意图：7）严禁在奥氏体钢表面打钢印、引弧。

5.2.4.5铬钼钢焊接工艺要点：1）壁厚小于30mm的焊缝应尽可能一次连续焊完，壁厚大于30mm的焊缝打完底并焊至15mm 厚度时进行射线探伤，合格后继续施焊剩余部分。

需进行预热焊缝若被迫中断施焊，重新焊接时先检查确认表面无裂纹后重新预热方可施焊；需热处理焊缝中断焊接或焊接完毕时应对焊缝进行300～350℃、30分钟的后热缓冷，需热处理焊缝的无损检测在热处理完毕后进行。

2）需预热及热处理焊缝见表2。

3）各种焊缝的预热及热处理参数详见《焊接工艺卡》。

5.2.4.6焊后热处理：1）热处理采用电加热方式，加热器及保温层的固定位置如图2所示（图示尺寸为最小尺寸）。

热处理时每一焊缝应至少安放一支测温热电偶，热电偶应在检定有效期内。

升降温参数详见《焊接工艺卡》，300℃以下升降温速度不限，但降温时应待冷却至常温后方可拆除保温层，按表2所示焊缝需进行热处理。

图22）硬度检测：1）铬钼钢管道焊缝热处理后硬度检测比例为焊接接头总数的20%，且不少于一个焊接接头;每个焊接接头检查不少于一处，每处三点，焊缝、热影响区、母材各一点。

2）热处理后的硬度值，不宜超过母材标准布氏硬度值加100HB，且应符合下列规定：a) 合金总含量＜3%时，HB≤270；b) 合金总含量为3%～10%时，HB≤300；c) 合金总含量>10%时，HB≤350；3）当硬度超标时，应重新进行热处理，并进行硬度检测。