170萬(wàn)噸/年柴油加氫裝置工藝管道焊接施工要點(diǎn)

劉春 劉永慶 臧立歡 劉陳雷

摘 要：170萬(wàn)噸/年柴油加氫裝置裝置工藝具有高溫高壓的特點(diǎn)，焊接及熱處理是工藝施工的質(zhì)量控制重點(diǎn)，本裝置使用了抗硫抗氫（抗腐蝕）、TP321（耐高壓）、鉻鉬合金鋼（耐高溫）等材料，本文結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，總結(jié)了焊接及熱處理的施工要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：抗氫管線(xiàn)；TP321不銹鋼管線(xiàn)；管線(xiàn)焊接；焊道熱處理

一、工程概況

170萬(wàn)噸/年柴油加氫裝置管道總長(zhǎng)約為18.5km，最大管徑為DN700。裝置中主要材質(zhì)為：碳鋼最大壁厚21.44mm，不銹鋼最大壁厚27.79mm，鉻鉬鋼最大壁厚10.97mm。

二、焊前準(zhǔn)備

焊工、熱處理人員、焊接技術(shù)員、焊接質(zhì)檢員等均要具有相應(yīng)的資質(zhì)。施工前做好焊接工藝評(píng)定工作，焊接工藝評(píng)定覆蓋率達(dá)到100%。HIC焊材的驗(yàn)收，按照設(shè)計(jì)要求對(duì)于抗氫管材碳當(dāng)量必須滿(mǎn)足CE<0.40%。烘干焊條時(shí)，要緩慢升溫、冷卻，防止焊條因驟冷驟熱而產(chǎn)生藥皮開(kāi)裂脫落現(xiàn)象。

三、焊接施工工藝

根據(jù)施工特點(diǎn)，工藝管道DN≤50mm采用手工鎢極氬弧焊（GTAW），工藝管道DN>50mm采用氬電聯(lián)焊（GTAW+SMAW）。

管道焊接坡口主要采用V型坡口。不銹鋼、鉻鉬鋼采用等離子切割或機(jī)械加工。采用熱加工的坡口，必須除去坡口表面的氧化皮及影響接頭質(zhì)量的表面層，并打磨平整。不銹鋼坡口及其兩側(cè)內(nèi)外表面及焊絲表面應(yīng)清除油污、氧化膜、毛刺和表面缺陷。鉻鉬鋼管道坡口當(dāng)采用熱加工方法時(shí)應(yīng)對(duì)坡口進(jìn)行100%滲透檢測(cè)，符合JB4730-2005Ⅰ級(jí)合格之后才能焊接。

管道組成件對(duì)接環(huán)焊縫組對(duì)時(shí)，應(yīng)使內(nèi)壁平齊，其錯(cuò)邊量不應(yīng)超過(guò)壁厚的 10%，且應(yīng)符合下列規(guī)定：a） 質(zhì)量檢查等級(jí)為1級(jí)的管道不應(yīng)大于1mm，其他級(jí)別的管道不應(yīng)大于2mm； b） 壁厚不同的管道組對(duì)，當(dāng)管道壁厚的內(nèi)壁差大于a）款規(guī)定或/和外壁差大于 2.0mm時(shí)，應(yīng)按下圖的要求加工。

鉻鉬鋼的焊接還應(yīng)符合下列要求：厚壁管底層焊縫焊肉厚度不得小于3mm。每層焊縫一次連續(xù)焊完，如中斷焊接，應(yīng)采取后熱、緩冷等措施，再行焊接前進(jìn)行檢查，確認(rèn)無(wú)裂紋后方可按原工藝要求繼續(xù)焊接。進(jìn)行焊后熱處理的焊口焊完后，應(yīng)立即進(jìn)行焊后熱處理，否則應(yīng)采取后熱、緩冷等措施。

不銹鋼的焊接還應(yīng)符合下列要求：0Cr18Ni9不銹鋼管道采用鎢極氬弧焊打底。TP321材質(zhì)管道氬弧焊打底時(shí)采用自保焊絲。為了防止焊接熱裂紋的發(fā)生和熱影響區(qū)的晶粒長(zhǎng)大以及碳化物析出，保證焊接接頭塑韌性與耐蝕性，應(yīng)控制層間溫度控制在100℃以下。焊工用刨錘、鋼絲刷等應(yīng)為不銹鋼材質(zhì)，打磨用的砂輪片不銹鋼專(zhuān)用砂輪片。

組對(duì)前要對(duì)各零部件的主要結(jié)構(gòu)尺寸、坡口尺寸、坡口表面進(jìn)行檢查，應(yīng)符合規(guī)范要求。組對(duì)后要檢查組對(duì)構(gòu)件的形狀、位置、錯(cuò)邊量、角變形、組對(duì)間隙等。焊接前要檢查坡口及坡口兩側(cè)的清理質(zhì)量。

定位焊縫焊完后，應(yīng)清除渣皮進(jìn)行檢查，對(duì)發(fā)現(xiàn)的缺陷應(yīng)去除后方可進(jìn)行焊接。每層焊后，要立即對(duì)層間進(jìn)行清理，并進(jìn)行外觀檢查，發(fā)現(xiàn)缺陷須清除后方可進(jìn)行下一層的焊接。中斷焊接的焊縫，繼續(xù)焊接前要清理并檢查，消除發(fā)現(xiàn)的缺陷并滿(mǎn)足規(guī)定的要求方可施焊。

焊接完成后，焊工要及時(shí)清除熔渣、飛濺及防飛濺涂料，并對(duì)焊縫外觀質(zhì)量進(jìn)行自檢。做好焊工代號(hào)或標(biāo)記。禁止在不銹鋼、低溫鋼、鉻鉬鋼管上打鋼印。鉻鉬合金鋼管道焊縫應(yīng)進(jìn)行合金元素含量驗(yàn)證性抽樣檢查，每條管道（按管道編號(hào)）的焊縫抽查數(shù)量不少于2道。

鉻鉬鋼管道焊縫位置任意厚度都進(jìn)行焊后熱處理，TP321材質(zhì)管道焊縫進(jìn)行穩(wěn)定化熱處理。恒溫時(shí)加熱范圍內(nèi)任意兩點(diǎn)溫差低于50℃。恒溫期間各測(cè)溫點(diǎn)的溫度均應(yīng)在熱處理溫度規(guī)定的范圍內(nèi)，且溫差值不大于50℃。

有再熱裂紋傾向的焊縫，無(wú)損檢測(cè)要在熱處理完成后進(jìn)行。鉻鉬合金鋼熱處理完成后應(yīng)對(duì)焊縫表面進(jìn)行表面無(wú)損檢測(cè)，表面無(wú)損檢測(cè)應(yīng)符合JB/T4730-2005的規(guī)定，Ⅰ級(jí)合格。經(jīng)無(wú)損檢測(cè)發(fā)現(xiàn)的不合格焊縫必須進(jìn)行返修。焊縫同一部位的返修次，碳鋼管道不得超過(guò)3次，其余鋼種不得超過(guò)2次。返修宜用鎢極氬弧焊，并采用原焊接工藝進(jìn)行返修焊。

參考文獻(xiàn)：

[1]《現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50236-2011）.

[2]《工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50235-2010）.

[3]《石油化工工程鉻鉬耐熱鋼焊接規(guī)程》（SH3520-2004）.

[4]《石油化工有毒可燃介質(zhì)管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（SH3501-2011）.

[5]《石油化工鉻鎳奧氏體鋼鐵鎳合金和鎳合金管道焊接規(guī)程》（SH3523-2009）.