15CrMo铬钼钢管道焊接及热处理施工方案

gg 河南开祥化工有限公司甲醇联合装置建筑安装工程河南开祥化工有限公司甲醇联合装置建筑安装工程 15CrMo15CrMo铬铬 钼钼 钢钢 管管 道道 焊焊 接接 及及 热热 处处 理理 施施 工工 方方 案案 中国化学工程第十四建设公司中国化学工程第十四建设公司 二二 OOOO 四年十一月二十八日四年十一月二十八日 nn gg 目目录录 1、工程概况…………………………………………………………… 2、编制依据…………………………………………………………… 3、15CrMo 耐热钢管道焊接性分析………………………………… 4、焊接人员和焊接设备要求………………………………………… 5、焊工代号、焊接材料管理………………………………………… 6、焊接准备…………………………………………………………… 7、焊接及热处理施工程序…………………………………………… 8、焊接及热处理工艺………………………………………………… 9、焊接检查…………………………………………………………… 10、焊接和热处理防护措施………………………………………… 11、质量保证措施…………………………………………………… 12、安全保证措施…………………………………………………… nn gg 1 1、、工程概况工程概况 20 万吨/年甲醇联合装置部分工艺管道采用了 15CrMo 耐热钢材质，15CrMo 管道可焊性较差，需焊前预热，焊后要求进行热处理。 15CrMo 管道的焊接是本装置 焊接施工的难点这一。施工时必须由具备 15CrMo 管道焊接资格和经验的优秀焊工 施焊。焊前要求进行焊接工艺评定、焊工考试和编制出合理的焊接工艺措施。 2 2、、编制依据编制依据 2.1《现场设备、工业金属管道焊接工程施工及验收规范》 （GBGB50236-98） 2.2 《钢制压力容器焊接工艺评定》 （JBJB4708-2000） ； 2.3《石油化工工程铬钼耐钢管道焊接技术规程》 （SHJSHJ520-91） ； 2.4 我公司承建的多套炼油、石化、化肥和甲醇装置《焊接方案》及施工经验； 2.5 我公司《焊接工艺评定汇编》 。 3 3、、15CrMo15CrMo 耐热钢管道焊接性分析耐热钢管道焊接性分析 3.115CrMo 属低合金珠光体耐热钢，具有良好的金属抗氧化性、热强性和抗 氢蚀性能。该钢种经正火加回火或高温回火后的显微组织是铁素体加珠光体。但在焊 接状态下， 焊接头内往往出现贝氏体和 FeC， 这对耐氢蚀性能和耐高温性能是不利的。 特别是贝氏体，它是合金元素和残余奥氏体的偏转造成的。具有高的含碳量和显微硬 度，需要通过回火来消除。因此要求焊接必须预热，焊后进行热处理。预热温度 150~200℃，焊后热处理温度 380~720℃。 15CrMo 有一定过热倾向，焊接过程中严重过热时，焊接接头内会出现网状铁素 体和粗大魏氏组织， 使接头脆化。 因此焊接过程中应控制焊接热输入 （包括预热温度、 层间温度、焊接线能量） 。 15CrMo 钢焊后进行高温回火处理可达到降低焊接接头的硬度， 促使氢从焊接区 逸出，使组织稳定，改善机械和高温性能的目的。另外 15CrMo 管焊后会产生很大 的残余应力。对耐氢蚀很不利。焊后高温回火也可以消除焊接头的残余应力。 3.2控制焊接区组织转变的进程是焊接质量控制的要点。在焊接过程中必须严 格控制焊件的层间温度，使其保持在预热温度或更高的温度。其次要控制从层间温度 冷却至焊接后热处理开始的时间间隔。焊后若不能及时进行焊后热处理，应立即进行 后热处理。 nn gg 15CrMo 管道的化学万分和机构性能见下表 15CrMo 管道化学成分和机械性能 元 素 含 量 (%) C 0.12~0.18 Mn 04~0.7 Si 0.17~0.37 Cr 08~1.1 Mo 04~0.55 S ≤0.03 P ≤0.035 机械性能 σb(Mpa) ≥440 σs(Mpa) ≥294 δ 22 HB ≤187 Ak(J/cm2) 118 4 4、、焊接人员和焊接设备要求焊接人员和焊接设备要求 4.1 焊工 参加 15CrMo 铬钼钢管道焊接的焊工必须按《锅炉压力容器焊工考试规则》经 过考试，取得技术监督部门颁发的焊工合格证，具备 15CrMo 管焊接合格项目，且 具备 15CrMo 管焊接经验，才能参加本工程 15CrMo 管道焊接施工。 4.2 焊接和热处理责任工程师 本工程建立安装质量保证体系， 15CrMo 管道焊接时焊接和热处理责任工程师必 须到岗。焊接责任工程师和热处理责任工程师，应具备 15CrMo 管道焊接及热处理 经验。 4.3 焊接检验员 焊接检验员即无损检测人员须具备 II 级以上射线探伤资格证。 4.415CrMo 管道焊接人员配备计划见表 4-4 （表 4-4） 序号 1 2 3 4 5 nn 工种 焊工 热处理工 焊接技术员 热处理技术员 焊接检查员 人 数 4 2 1 1 1 资格 具备 D/Ws2-13、14 焊接合格项目 焊接责任工程师担任 热处理责任工程师担任 质检责任工程师担任 gg 6焊接检验员2具备 RTII 级探伤资格证 4.5 焊接及热处理设备要求及配备 15CrMo 管道焊接全部采用先进的 ZX7-400ST 型电弧焊/氩弧焊两用直流逆变 焊机。焊后使用绳型电加热器和 DWA-180KW 电脑温控设备进行热处理。 5 5、、焊工代号、焊接材料管理焊工代号、焊接材料管理 5.1 焊工代号管理  对参与本工程施工的焊工进行统一编号。焊工代号一经确定，在施工过程中不 再变动，一名焊工离岗后，与其对应的焊工代号即相应空缺。  将具备焊工姓名、对应代号和合格项目的焊工登记表交项目部一份。  焊工必须在他本人施焊的焊接接头上，距焊缝最后收弧处 20mm 部位用钢印 打上本人代号。  焊接责任工程师应作好焊接记录，并将焊缝代号及其所焊焊工代号在焊接记录 图上标出。 5.2 焊接材料管理 加强焊材管理，对铬钼钢管道专用焊材采取如下特殊管理措施：  焊条的保管、烘干、发放统一由供应部门负责，供应部门设铬钼钢管道专用焊 材库和焊材烘干室、配备去湿机和干湿温度计以及温湿度自动记录仪使焊条库相对温 度保持在 60%以下。  焊条分类堆放，并有明显标识，注明焊条牌号和规格。  根据勤务员进度和安排，焊条烘干负责人凭焊接责任工程师签发的领用单领取 焊条并进行烘干。  焊条启封后首先由焊条烘干负责人对焊条进行外观检查，确认合格后立即放入 烘箱，经过烘干的焊条转入恒温箱内存放并做好记录。  焊工凭焊接责任工程师签发的焊条领用卡和焊条筒去领取焊条（以根计） 。  焊工焊前核对焊条尾部的色标，确认无误后方可使用，当班所剩焊条和焊条头 应退回洪干室，按规定重新烘干并标识，经二次烘干仍未用完的焊条不得用于正式工 程。 nn gg 焊丝使用前用砂纸打磨表面的氧化膜，然后用丙酮擦洗脱脂。 6 6、、焊接准备焊接准备 6.1 材料验收 对到仙的 15CrMo 管道及管件，除对质量证明文件和外观进行验收外，还应进 行 100%的光谱及硬度检查，确认材质无误和其热处理状态符合退火状态供货的要 求，