SS管線三通更換技術(shù)的探討

楊之華

（南京揚子檢修安裝有限責(zé)任公司， 江蘇 南京 210048）

揚子石化公司烯烴廠大修期間對公用工程車間檢查發(fā)現(xiàn)SS管線有兩處三通支管（分別通向輔鍋A、C）焊口有裂紋，原準(zhǔn)備對這兩處焊縫進行補焊，后經(jīng)相關(guān)單位討論，為確保裝置長期穩(wěn)定運行，在本次大修中后期，烯烴廠及揚子石化公司相關(guān)部門提出更換出現(xiàn)裂紋的三通，因新三通較原三通短（主管方向），在主管方向還需增加兩個短節(jié)，規(guī)格見表1：

表1

此次更換三通，是我公司首次焊接超高壓蒸汽管。時間緊，施工周期只有10天左右；且是非計劃項目，公司需臨時組織施工人員、機具和輔材；難度大，因管壁較厚且是Cr-Mo合金鋼，焊接難度大。圖1是需更換的三通。

1 施工難點及對策

此次施工，用戶要求在三通更換后，原管道不得有任何位移。施工周期只有10天左右，時間緊；質(zhì)量要求高。

1.1 保證原管線無位移

采用工裝，在三通切割后，保證原管線在三個方向無位移，原設(shè)計的加固方案如圖2：

圖1 需更換的三通

圖2

圖3

在施工中，對橫向固定作了改進，如圖3。這就保證了原管在水平和垂直方向不會有絲毫移動。但不利之處是新更換的三通和原管間的裝配間隙要保證絕對精準(zhǔn)，否則就要重新切割原管，來保證坡口間隙。

1.2 防止焊接冷裂紋

P11材質(zhì)，合金公稱成份是1.25Cr-0.5Mo，類似于國內(nèi)15CrMo，存在一定的淬硬傾向，尤其在壁厚增加時，淬硬傾向變得嚴(yán)重。此次焊接的最大壁厚達(dá)55mm，是我公司焊接類似材料最大的壁厚，有較大的冷裂傾向。

冷裂紋形成有3個要素，一是有淬硬組織，二是接頭中含有較多殘余氫，三是有較大的應(yīng)力。因此對這種淬硬傾向較大的接頭，我們采取了用電加熱法均勻預(yù)熱；為了防止在焊接過程中道間溫度低于預(yù)熱溫度，采用電加熱不斷電方法，保證焊接過程中道間溫度不會降低，在焊接完成后，立即升溫至消氫處理溫度。

通過這樣焊接，經(jīng)我們測定，在消氫處理后，焊縫表面硬度不超過HB180，再經(jīng)過焊后熱處理，硬度會進一步降低，能保證接頭硬度不大于HB215。如圖4：

圖4

雖然焊接環(huán)境惡劣，但憑著焊工的高水平和吃苦精神，在廠房預(yù)制的4道焊工（2G位置），RT檢測均無任何缺陷，現(xiàn)場焊接的6道焊工，僅有2處有缺陷（分別是夾渣和氣孔），焊工的能力在確保此次三通更換按時完成中，起到了關(guān)鍵作用。

1.3 管道消磁

此次更換三通的管線，因其介質(zhì)為超高壓蒸汽，從1987年開車至今未更換過，管道被嚴(yán)重磁化。在消磁前，坡口內(nèi)甚至無法起弧，可見磁性相當(dāng)大，是我公司第一次碰到這么大磁性的管道。圖5顯示的是在焊口底部吸上2個安全帶掛鉤。

圖5

1.3.1 建立反方向磁場消磁

用一臺焊機的電纜線，在帶磁性的舊管側(cè)，盡量靠近坡口，繞10圈左右（根據(jù)試驗可增減圈數(shù)），焊接電流調(diào)至250A左右，開始消磁，一手短路焊機，為防止損壞焊機，時間不能太長，一手用焊絲在坡口間隙中晃動感覺磁性。如磁性比原來還強，則把焊機正負(fù)極接線對調(diào)。經(jīng)過幾次短路，感覺不到磁性后，迅速在根部焊接過橋焊道，重復(fù)這一過程，焊接4至8個過橋焊點，如圖6。

圖6

以后正式焊接由從過橋焊道邊緣開始焊接，最后把過橋焊道全部打磨掉。如果管道沒有預(yù)熱要求，則可以把過橋焊道留在焊縫中。

1.3.2 加熱消磁

在實際施工中，我們發(fā)現(xiàn)帶磁性的舊管，在經(jīng)過700℃2h的焊后熱處理后，磁性完全沒有了。這應(yīng)該是該鋼材在經(jīng)過完全重結(jié)晶后，晶粒得以重新排列，不再是以前的方向一致。因此在無法用反向磁場消磁，或要求完全無磁性焊接時，可以考慮加熱消磁，但要考慮焊接工藝評定的焊后熱處理保溫時間可否滿足接頭性能。

2 經(jīng)驗與教訓(xùn)

2.1 新舊管的組對尺寸

在新管尺寸和坡口加工前，一定要落實檢修現(xiàn)場舊管的組對尺寸和管壁厚，以便加工新管的尺寸和坡口。此次施工中，最終組對坡口時，發(fā)現(xiàn)新管長了約4mm，由于要求舊管不允許移動，只有重新切割打磨。有一個對口不知舊管的壁厚，造成新管重新加工坡口（削?。?，這種情況可以用超聲波測厚事先確定。

2.2 焊后熱處理

根據(jù)接管尺寸確定加熱功率，按規(guī)范要求配足測溫用熱電偶。由于在加熱和保溫時會有電流脈沖效應(yīng)，配電箱負(fù)荷最好大于加熱功率，防止在熱處理過程中負(fù)荷不夠而導(dǎo)致熱處理停止。

另外，需確認(rèn)加熱至保溫溫度時，控制柜有無問題，需先熱處理測試一下。本次施工過程中在現(xiàn)場熱處理時，就因加熱至720℃時，控制柜出問題，導(dǎo)致跳電，不得已重新再熱處理，導(dǎo)致工期延長。

要多備熱電偶，做到有損壞時立即更換，要有照片記錄存檔，作為證明。

3 結(jié)語

此次停車大修SS管線更換P11材質(zhì)三通，任務(wù)重，必須保證一次成功。經(jīng)過現(xiàn)場實際情況分析和對焊接方法的探討，采取了本文所述的焊接方法，確保了現(xiàn)場焊接質(zhì)量一次合格，保證了揚子石化公司按期順利投產(chǎn)，到目前為止，現(xiàn)場管線安全運行正常，焊縫無任何延遲缺陷發(fā)生。

◆參考文獻

[1] NB/T47014-2011，承壓設(shè)備焊接工藝評定[S].

[2] SH/T3520-2015，石油化工鉻鉬鋼焊接規(guī)范[S].