煉油裝置加熱爐爐管安裝施工主要施工方法及技術(shù)要求

煉油裝置加熱爐爐管安裝施工主要施工方法及技術(shù)要求施工準備技術(shù)準備：在加熱爐爐管工開工前，要仔細審閱加熱爐爐管施工圖紙及施工技術(shù)要求，了解爐管的施工程序及技術(shù)要求，在正式施工前對所有參加爐管施工的人員進行施工技術(shù)交底，并辦理管道施工技術(shù)交底手續(xù)。在爐管預制前，應繪制爐管的單線圖，并對焊縫編號。施工機具的準備：根據(jù)施工技術(shù)要求及工程量配備足夠的處于完好狀態(tài)的機具設(shè)備（包括各種焊機、坡口機、磨光機、試壓泵、定位胎具等）。施工現(xiàn)場的準備：根據(jù)總體施工規(guī)劃，合理布置爐管的預制場地，爐管及預制好的半成品要擺放整齊美觀。在預制爐管前，應將場地平整并適當夯實，場地表面鋪設(shè)一層厚度為5cm的細石。（F-5051爐管預制場地約為30m×30m，F(xiàn)-5001、F-7001爐管預制場地約為30m×20m）。由于爐管安裝的特殊性，管道專業(yè)工程師和設(shè)備專業(yè)工程師需要緊密根據(jù)設(shè)計圖紙、工程量大小、工程復雜程度、工程施工和技術(shù)難點，以及設(shè)計對工程的要求，編制詳細的爐管施工方案和重點、難點、關(guān)鍵過程及特殊過程專題施工作業(yè)方案。在施工中，對管道工程的施工進度，操作程序和施工方法、工程技術(shù)、質(zhì)量、安全、文明施工目標等進行嚴格的把關(guān)。由于爐管厚壁管，焊接量大、要求高，為保證質(zhì)量和進度，爐管的焊接選擇由高水平焊工經(jīng)培訓考試合格后上崗施焊。管材、管附件及焊接材料質(zhì)量檢驗爐管應具有出廠合格證和質(zhì)量證明文件，其內(nèi)容應符合國家標準、ASTM標準及有關(guān)技術(shù)條件的要求，鋼管外徑及壁厚尺寸偏差應符合鋼管制造標準，超標準材料應及時退換；鋼管的材質(zhì)和硬度應符合相關(guān)標準的要求。到貨爐管的標識不清或與質(zhì)量證明文件不符或?qū)ξ募械奶匦詳?shù)據(jù)或檢驗結(jié)果有異議，供貨單位應按相應標準做驗證性檢驗或追溯到產(chǎn)品制造單位。爐管在使用前必須進行外觀檢查，其表面質(zhì)量應符合相應產(chǎn)品標準，不合格者不得使用：鋼管內(nèi)、外表面不得有裂紋、折疊等缺陷；鋼管表面的銹蝕、凹陷、劃痕及其他機械損傷的深度，不應超過相應產(chǎn)品標準允許的壁厚負偏差；鋼管端部、坡口的加工精度及粗糙度應達到設(shè)計文件或制造標準的要求；有符合產(chǎn)品標準規(guī)定的標識。管件的表面不得有裂紋，外觀應光滑、無氧化皮，表面的其他缺陷不得超過產(chǎn)品標準規(guī)定的允許深度。坡口加工精度及粗糙度應符合產(chǎn)品標準的要求。焊接管件的焊縫應成型良好，且與母材圓滑過渡，不得有裂紋、未熔合、未焊透、咬邊等缺陷。管子與管件經(jīng)檢查驗收合格后應做好標識，并按不同材質(zhì)規(guī)格分別擺放、保管。焊接材料的種類、牌號、材質(zhì)應符合設(shè)計要求和規(guī)范要求；焊材必須具備有效的質(zhì)量證明書，其質(zhì)量不得低于國家現(xiàn)行標準的規(guī)定，否則不予驗收。焊材入庫前按檢驗計劃的要求，采用隨機抽樣的方式進行外觀檢查，發(fā)現(xiàn)有下列條件之一的必須退貨：焊條藥皮破裂脫落過長(>15-20cm)；焊絲嚴重變質(zhì)；焊條或焊絲受潮嚴重；與包裝型號不符。成套供應的管道成品材料（如集合管、U型彎管以及輻射室爐管等）應符合設(shè)計以及相關(guān)標準的要求，發(fā)現(xiàn)不合格者應及時聯(lián)系廠家處理。爐管的組對組對前，爐管應矯直，彎曲度不應大于1/1000，且整根爐管長度不超過6m時，全長彎曲度不應大于4mm：超過6m時全長彎曲度不應大于8mm。焊在180°急彎彎管或焊接回彎頭上的兩根爐管的兩端應齊平，長短相差不應大于2mm。爐管與爐管、爐管與管件的對焊接頭不應有超標準的內(nèi)錯口，爐管外徑小于或等于102mm時，錯口不應大于0.5mm；爐管外徑大于102mm時，錯口不應大于1mm。爐管的組對焊接在現(xiàn)場進行，預制前進行調(diào)直并加工好坡口，并將坡口兩側(cè)各20mm范圍內(nèi)的毛刺及其它污物清除干凈，打磨出金屬光澤；對下完料管線及時做好標識移置。管子或管件對接焊縫組對時，內(nèi)壁應齊平，內(nèi)壁錯邊量不宜超過管壁厚的10%，且不大于2mm。預制前應按設(shè)計要求核對管子、附件等的規(guī)格、材質(zhì)、型號。每條管線預制完畢，都要進行內(nèi)部清理，管端封口，管線編號、存放。F-5051輻射爐管要在專門胎具上進行組焊預制。專用胎具根據(jù)設(shè)計情況進行制作，保證爐管組對的共面性、中心距的正確性和平行度要求，并能充分的支承以便于組對焊接施工。圓形爐爐管的胎具要按爐管的設(shè)計尺寸制作拱形胎具。爐管胎具要有足夠的剛性和穩(wěn)定性。為了便于安裝和保證工期，爐管的安裝應盡量加大在安排地面上的預制深度，本工程按照設(shè)計圖紙要求分為四組在地面整體預制，整體吊裝，每組爐管分兩片進行預制，每片預制完成后對接成一組。其余的定位焊接以及調(diào)整在高空進行。胎具的制作具體見圖2，因為單根爐管的長度為15米~17米，因此至少需要制作兩組胎具。F-5001、F-7001爐管的預制應在專用的支架上進行，在單根直管段上應設(shè)置2個支架，U型管處應設(shè)置一個支架，對口以及焊接時應注意接頭的平直性，具體見圖3。圖2F-5051爐管預制胎具圖3F-5001、F-7001預制支架點設(shè)置爐管的切割應采用氧--乙炔焰切割和機械相結(jié)合，管子切口表面應平整，不得有裂紋、重皮、毛剌、凸凹、縮口等。熔渣、氧化皮、鐵屑等應清除干凈。爐管的焊接采用手工氬弧焊打底，電弧焊蓋面的焊接工藝，焊接工藝參數(shù)見表3、4、5F-5051每組爐管預制完后在下胎具前，在爐管內(nèi)側(cè)距上下彎頭各5m處設(shè)兩組加固，加固采用槽鋼，用U型管卡將爐管與槽鋼固定在一起，同時裸露的管口要進行封堵保護，下胎具后放在平整的場地上妥善保存。F-5001和F-7001爐管預制完畢后，為防止變形，在爐管的直管段處應至少安裝兩個臨時支撐，U型彎管處安裝一個臨時支撐,支撐于管道之間用管卡連接。爐管的焊接焊前準備現(xiàn)場施焊的焊工必須具有相關(guān)部門頒發(fā)的與焊接材質(zhì)相同的有效的焊工證件，并具有相應操作的合格項目。對與本工程，焊工必須具有多年石化管道豐富焊接經(jīng)驗和焊接能力很強的焊工投入現(xiàn)場操作，從焊接技能上確保焊接質(zhì)量。焊件組對前應將坡口及其內(nèi)外側(cè)表面不小于20mm范圍內(nèi)的油、漆、垢、銹、毛刺等清除干凈，且不得有裂夾層等缺陷，現(xiàn)場采用手工銼刀和磨光機機械清理。管子或管件對接焊縫組對時，內(nèi)壁應齊平，內(nèi)壁錯邊量不宜超過管壁厚的10%，且不大于2mm。焊接采用V型坡口,坡口用機械加工或砂輪機打磨,做到光滑平整.對坡口兩側(cè)20mm范圍內(nèi)將油污、鐵銹和水份去除，且保證露出金屬光澤。采用多層焊，焊時應嚴格控制層間溫度。對于A335P11和A335P22這兩種材質(zhì)，經(jīng)過火焰切割的坡口表面，進行滲透檢測，I級合格，檢測范圍為坡口及其兩側(cè)各20mm。坡口加工尺寸可按圖5進行。圖5爐管焊接坡口加工尺寸管子、管件組對時，應使內(nèi)壁平齊，其錯邊量不應超過壁厚的10％，且不大于2mm。焊接方法及焊材選擇焊接方法爐管焊接采用氬弧焊打底結(jié)合手工電弧焊填充和蓋面的方式。定位管與爐底板和爐管的焊接采用電弧焊焊接，支撐板、加強版與爐壁和爐管的焊接也采用電弧焊焊接。氬弧焊應采用鈰鎢極，使用氬氣純度應在99.96%以上。焊接應采用小線能量、短弧焊、小擺動的操作方法，采用多層多道焊，層間溫度宜控制在200℃以上。每層焊道完成后均應徹底清除焊道表面的熔渣，并消除各種表面缺陷再進行下一層焊接，每層焊道接頭應錯開。焊接中應確保引弧與收弧處的質(zhì)量，收弧應填滿滿弧坑，并用砂輪將收弧處修磨平整。焊材選擇具體采用的焊接材料選用見表2。序號類型焊條標準焊絲標準1爐管焊接(20G)J427φ3.2GB/T5117H08Mn2SiAφ2.5GB/T149572定位管焊接A307φ3.2GB/T5118/3固定片加強板焊接A307φ3.2GB/T5118/4爐管焊接（P22）R407φ3.2GB/T5118CHG62B3φ2.5Q/FAA31-20005爐管焊接（P11）E8018-B2φ3.2AWSA5.5-96CHG55B2Vφ2.5GB/T14957-94表2爐管安裝主要采用的焊接材料爐管焊接工藝參數(shù)F-5051爐管(20G)的焊接工藝參數(shù)見表3。焊接層次焊接方法焊材種類焊材直徑極性焊接電流（A）電弧電壓(V)焊接速度cm/min線能量KJ/cm1GTAWH08Mn2SiAφ2.5正接100-11018-205-7/2SMAWE4315φ3.2反接110-12022-247-9/3SMAWE4315φ3.2反接110-12022-247-9/表3F-5051爐管的焊接工藝參數(shù)F-5001(P22)爐管的焊接工藝參數(shù)見表4。焊接層次焊接方法焊材種類焊材直徑極性焊接電流（A）電弧電壓(V)焊接速度cm/min線能量KJ/cm1GTAWCHG-62B3φ2.5正接100-13011-135-8≤20.22SMAWR407φ3.2反接90-11020-227-9≤18.83SMAWR407φ3.2反接90-11020-227-9≤18.8表4F-5001爐管的焊接工藝參數(shù)F-7001(P11)爐管的焊接工藝參數(shù)見表5。焊接層次焊接方法焊材種類焊材直徑極性焊接電流（A）電弧電壓(V)焊接速度cm/min線能量KJ/cm1GTAWCHG-55B2Vφ2.5正接100-13011-134-6≤23.42SMAWE8018-B2φ3.2反接90-11020-225-8≤24.2表5F-7001爐管的焊接工藝參數(shù)焊接材料的存儲、烘干與發(fā)放焊接材料的儲存、保管應符合下列規(guī)定：存放焊接材料的庫房應通風良好，配有溫、濕度計和去濕機，并有溫、濕度記錄，相對濕度要控制小于60%，溫度控制以10—35℃為宜；焊接材料應按照牌號、規(guī)格、批號分別堆放，與地面、墻面的距離在0.3米以上，并做好相應的標識，以便取出。凡入烘烤箱的焊條的藥皮應無裂紋、剝落、疏松、受潮霉變，鐵芯無銹蝕。焊條烘烤溫度及時間應符合焊條說明書上的規(guī)定，若有疑問及時聯(lián)系焊接技術(shù)人員。不同牌號的焊條不得放在同一烘烤格上烘烤，堿性焊條與酸性焊條應分開烘烤。焊接材料重新烘烤的次數(shù)不得超過兩次，經(jīng)過二次烘烤的焊接材料只能用于非受壓部位焊接。焊條每次發(fā)放量不得超過3kg或50根，使用時間不得超過4h。焊絲每次發(fā)放量不超過20根。焊工領(lǐng)用焊條時，應填寫《焊材領(lǐng)用單》，并需經(jīng)焊接技術(shù)員確認。焊材烘烤員應每天認真填寫焊條的烘烤、焊條（焊絲）及焊劑的發(fā)放、回收處理記錄，還應做好每天的溫、濕度記錄并簽字。焊材的烘干溫度及恒溫時間以焊材的產(chǎn)品烘干說明為準，若未有焊條烘干說明，烘干溫度參見表6。焊材牌號母材烘干溫度恒溫時間備注J42720G350-400℃1hR407P22350-400℃1hR307P11350-400℃1hA307ZG40Cr25Ni20200-250℃1h表6焊材的烘干溫度爐管焊接及檢驗管子點焊，應由焊接同一管子的焊工進行，點焊用的焊條或焊絲應與正式焊接所用的相同，點焊焊接工藝條件與正式焊接工藝條件相同。管子、管件組對點焊時，應保持焊接區(qū)域不受惡劣環(huán)境條件（風、雨）的影響。點焊不少于3點，采用過橋式點焊，正式焊時起焊點應在兩焊縫之間，焊到定位焊處將焊點磨掉。焊接定位焊縫時，應采用與根部焊道相同的焊接材料和焊接工藝，并應由合格焊工施焊；定位焊縫的長度、厚度和間距，應能保證焊縫在正式焊接過程中不致開裂；在焊接根部焊道前，應對定位焊縫進行檢查，當發(fā)現(xiàn)缺陷時應處理后方可施焊；與母材焊接的工卡具其材質(zhì)宜與母材相同或同一類別號，拆除工卡具時不應損傷母材，拆除后應將殘留焊疤打磨修整至與母材表面齊平；嚴禁在坡口之外的母材表面引弧和試驗電流，并應防止電弧擦傷母材；施焊過程中應保證起弧和收弧處的質(zhì)量，收弧時應將弧坑填滿，多層焊的層間接頭應錯開；應在焊接作業(yè)指導書規(guī)定的范圍內(nèi)，在保證焊透和熔合良好的條件下，采用小電流、短電弧、快焊速和多層多道焊工藝，并應控制層間溫度。焊接中注引弧和收弧質(zhì)量，收弧處確保弧坑填滿，防止弧坑火口裂紋，多層焊做到層間接頭錯開。每條焊縫盡可能做到一次焊完，因被迫中斷時，及時采取防裂措施，確認無裂紋后方可繼續(xù)施焊。焊接過程中必須做好自檢、互檢工作。焊縫表面的焊渣必須清理干凈，先由進行外觀質(zhì)量檢查，是否有氣孔、裂紋、夾雜等焊接缺陷，如有應進行返修，并做好焊縫返修記錄。在焊接過程中，要根據(jù)管子的直線度隨時調(diào)整焊接順序。焊接鉻鉬鋼材質(zhì)的焊口時，當達到預熱溫度后，應立即進行底層的焊接，且應一次連續(xù)焊完。底層焊道完成后，應立即進行下一層的焊接，且應連續(xù)焊完。如中斷焊接，應立即進行溫度為300～350℃、時間為15～30min的后熱處理，然后保溫緩冷至室溫。再焊接時應對焊縫進行檢查，確認無裂紋等缺陷后方可按原焊接工藝規(guī)程繼續(xù)進行焊接。爐管焊接環(huán)境要求非合金鋼管（20G）的焊接，環(huán)境溫度不得低于0℃；合金鋼管（A335P11和A335P22），環(huán)境溫度不得低于0℃。若低于，應采取措施。管道施焊時出現(xiàn)下列情況之一又未采取措施時，應停止作業(yè)：焊條電弧焊，風速大于等于8m/s，，氬弧焊時風速大于2m/s；相對濕度大于90%；下雨或下雪。P11、P22爐管和管件施焊前，應根據(jù)鋼材的淬硬性、焊接環(huán)境、焊接方法進行預熱。預熱方法宜采用電加熱、紅外線或在預熱爐內(nèi)加熱的方法，若無條件，也可用火焰加熱。用火焰加熱時，火焰不應直接觸及焊道坡口。預熱范圍應為以對口中心線為基準兩側(cè)各不小于100mm的區(qū)域。加熱區(qū)以外的100mm范圍內(nèi)，應予以保溫。預熱升溫應緩慢而均勻，防止局部過熱。P22爐管焊接時的預熱溫度為250~350℃，P11爐管焊接時的預熱溫度為200~300℃。需要進行焊后熱處理的焊口焊完后，應立即進行焊后熱處理，否則應采取200-300℃、15min的后熱，然后保溫緩冷。焊后熱處理直采用電加熱、紅外線或在預熱爐內(nèi)加熱方法。在熱處理過程中，應準確地控制加熱溫度，且使焊件溫度分布均勻。測溫宜采用熱電偶，并用自動記錄儀記錄熱處理曲線，測溫點應在加熱區(qū)內(nèi)，且不少于兩點。熱處理的加熱范圍，應為以焊縫中心為基準，兩側(cè)各不小于焊縫寬度的三倍且不小于25mm的區(qū)域，加熱區(qū)以外的100mm范圍應予以保溫。焊后熱處理參數(shù)見表7。參數(shù)內(nèi)容升溫速度1.升溫過程中對300℃以下可不控制。2.升溫至300℃后，升溫速度不應大于220℃/h熱處理溫度P11720~750℃P22720~750℃恒溫時間每毫米壁厚恒溫3min，且不少于1h冷卻速度1.恒溫后的冷卻速度不大于275℃/h2.300℃以下自然冷卻表7P11、P22焊后熱處理參數(shù)熱處理后，應對焊縫、熱影響區(qū)及其附近母材分別抽檢表面布氏硬度，抽檢數(shù)量應不少子熱處理焊口總量的10％，所測硬度值應符合下列要求，否則，必須重新進行熱處理并做硬度測試。P11HB≤225P22HB≤241本工程中爐管與爐管及急彎彎管之間的焊接及檢驗應符合《石油化工管式爐碳鋼和鉻鉬鋼爐管焊接技術(shù)條件》SH3085-1997，所有的焊縫應進行100%的射線探傷檢查，焊縫質(zhì)量按《承壓設(shè)備無損檢測》JB/T4730.2-2005執(zhí)行，合格等級為II級（20G爐管在焊接完成后即可進行RT檢查，P11、P22爐管必須在熱處理完成后24h后進行RT檢查）。定位管、固定片、加強板與爐管的焊接及檢驗應符合《石油化工異種鋼焊接規(guī)程》SH/T3526-2004，焊縫應按《承壓設(shè)備無損檢測》JB/T4730-2005進行100%滲透檢測，合格等級為I級。爐管的吊裝爐管的吊裝說明甲苯塔重沸爐F-5051輻射爐管的總重量為42303kg，每組重量為10576kg，每組爐管的最長高度為17米，輻射室模塊的高度為19.3米。爐管組的彎度為90°，每片爐管的彎曲半徑為3950mm。吊裝場地狹窄，爐管尺寸大，吊裝過程中需要將爐管吊起越過爐筒壁穿進爐筒，爐管弧度容易變形。異構(gòu)化進料加熱爐F-7001輻射室爐管的總重量為35272kg，分四次吊裝，每次吊裝重量為8818kg，每片爐管的高度為15米，輻射室模塊的高度為17.5米。歧化進料加熱爐F-5001輻射室爐管的總重量為12638kg，分兩次吊裝，每次吊裝的重量為6319kg，每片爐管的高度為14米，輻射室模塊的高度為16.8米。在吊裝過程中應設(shè)置臨時約束支撐以防止爐管因過長而變形。吊裝前檢查及準備輻射室爐管的安裝應在輻射室襯里完成之后、對流室模塊安裝之前進行；爐膛鋼框架及輻射室鋼結(jié)構(gòu)組裝焊接完，經(jīng)檢查合格；爐膛幾何尺寸符合設(shè)計要求；襯里施工已經(jīng)完成，且符合設(shè)計和規(guī)范的要求；轉(zhuǎn)油線爐管施工前確保輻射室爐管和對流室模塊已經(jīng)施工完畢。認真復核數(shù)量、重量、規(guī)格及連接件的規(guī)格、數(shù)量。核對爐管的就位尺寸和相互關(guān)系。復查爐管及構(gòu)件是否有嚴重裂紋、扭曲、破損及缺陷，其質(zhì)量是否達到標準要求，如未達到應采取妥善措施。施工人員應遵守安全技術(shù)操作規(guī)程，嚴禁違章作業(yè)和野蠻施工。爐管吊裝由于現(xiàn)場吊裝高度較高，作業(yè)半徑較大，根據(jù)我公司現(xiàn)場實際吊車情況，F(xiàn)-5051輻射室爐管選用200T的汽車吊，溜尾采用25T的的汽車吊，F(xiàn)-5001輻射室爐管分兩次吊裝，每次吊住均采用50T汽車吊，F(xiàn)-7001分四次吊裝，每次吊裝均采用50T的汽車吊。吊裝作業(yè)中應連固定支撐一起吊裝就位，以防止在吊裝過程中爐管發(fā)生變形。爐管的安裝F-5051輻射管在爐膛側(cè)墻和端墻筑爐后安裝，輻射盤管應按照制造廠提供的爐管吊鉤安裝模板進行組裝，以確保輻射盤管順利安裝在吊鉤上。立管采用爐內(nèi)吊管時，連接爐管上部的彎頭或彎管，應與吊鉤接觸，并使吊鉤確實承重，爐管拉鉤的安裝應保證爐管能自由伸縮。F-5051輻射室爐管按照設(shè)計圖紙分四片整體吊裝，預制完成下胎具后以及在吊裝過程中采用預制時的臨時槽鋼作為臨時支撐，以防止爐管在預制工作完成后及吊裝運輸產(chǎn)生變形。爐管立管在吊裝時應平穩(wěn)，不得撞擊爐壁。F-5051爐管安裝就位后，用φ70×6×340的定位管將預制好的爐管底部的180°的急彎彎管和爐底板焊接定位，