苯乙烯装置高温管道焊接常见问题和注意事项.pdf
《苯乙烯装置高温管道焊接常见问题和注意事项.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《苯乙烯装置高温管道焊接常见问题和注意事项.pdf(5页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、石油工程建设 2 0 1 0年 4月 ! i !i i l l i i i ! ! i ! i l l i 骥 i iii i 杨辉伟,张兴 忠 ( 中国石油天然气第六建设公司,广西桂林5 4 1 0 0 0 ) 摘 要 :新 疆独 山子 石化 公 司改扩 建 炼油及 新 建 乙烯 工程 3 2万 t a苯 乙烯装 置是 国 内最 大 的 同类 装 置 ,该装 置的 高 温管道 材质 为 I n c o l o y 8 0 0 H H T铁 镍 合金 和 1 P 3 O 4 H 奥 氏体 不锈 钢 属 于耐 高温 材料 ,焊接难度很大。文章介绍 了焊材选用、焊接工艺、焊后热处理 以及预制焊 口
2、、固定焊 口的施 焊 方法 、常见 问题 和预 防措施 等 ,为 以后 同类装 置或 材质 的焊接施 工提 供参 考经验 关键 词 :高温 管道 ;焊接 工 艺;热 处理 ;铁镍 合金 :奥 氏体 不锈 钢 中图分 类号 :T E 9 7 3 3 文献标识码 :B 文章编号 :1 0 0 1 2 2 0 6 ( 2 0 1 0 )0 2 - 0 0 4 0 0 5 1 苯 乙烯 装置概 况 新疆 独 山子石化 公 司改扩建 炼油 及新 建 乙烯 工 程 3 2万t a苯 乙烯装 置是 国内最 大的 同类装 置 采 用 引进 的美 国 S t o n e& We b s t e r 公 司 技
3、术 由 中国 石 化集 团上海 工程 有 限公 司设计 此 装置 工艺 流程 较 复 杂 ,管 道 材 质 种 类 多 ,介 质 多 为 易 燃 易 爆 、 有 害 剧 毒 :部 分操 作 在 高 温 、高 真 空 等 特 殊 条 件 下进行 。其 中装 置 1 l 9区是施工 的重点 、难 点 , 此区域 的 5台大型设备( 反应器 、换热器 )及连接 管道 、对应焊材都是国外厂家提供设计温度 6 4 9 8 7 5 o C ,介质是高温蒸汽,管径为 6 1 0 m m ( 2 4 i n ) 、 7 1 1 mm ( 2 8 i n ) 、7 6 2 mm ( 3 0 i n ) 、1 6
4、 7 6 m m ( 6 6 i n ) 、 2 1 3 4 mm ( 8 4 i n ) ,材 质 是 奥 氏体 不 锈 钢 T P 3 0 4 H 和 铁 镍 合 金 I n c o l o y 8 0 0 H H T,属 于 耐 高 温 材 质 且 与设备 E l 直 接相焊 焊 接难度 非常 大 质 量要 求 高 ,安装 空间小 ,局 部焊 接环境 恶劣 。 2 T P 3 0 4 H 和 I n c o l o y 8 0 0 H HT材 料可 焊性分 析 ( 1 )奥 氏 体 不 锈 钢 T P 3 0 4 H 具 有 热 裂 纹 敏 感 性 ,主要原 因是其 热导 率小 、线膨胀
5、 系数 大 在 焊 接局部加热和冷却条件下,焊接接头部位的高温停 留 时间长 焊缝及 热影 响区在 高温状 态承受 较高 的 拉伸应 力与 拉伸应 变 ,容 易产 生热裂 纹 ( 2 )铁 镍 合 金 I n c o l o v 8 0 0 H H T焊 接 时 最 常 出 现 的缺 陷是 热 裂 纹 主要 原 因是 镍 和 铁 的 二 元 共 晶 物 中有 较 多 低 熔点 的金 属 共 晶物 和 非 金 属 共 晶 物 。特 别 是 硫 、磷 共 晶物 熔 点 比镍 铁 低 很 多 在 焊缝结晶时低熔点共晶物的液态膜残留在晶界 区: 同 时铁 镍 合 金 线 胀 系数 大 焊 接 时 易
6、产 生 较 大 的 应 力 焊 缝 结 晶 时低 熔 点 共 晶物 的液 态 膜 在 收缩 应 力作 用下 易产生 开裂 焊接 时需避 免的另 一缺 陷 是 夹 渣 铁 镍 合 金熔 池 稠 流 动 性 比不 锈 钢 熔 池 差 容 易产 生夹渣 缺陷 。材质 的化学 成 分见 表 1 。 表 1 母材 的化学成分, 材质 C M13 S i S P C r N i F e C u T i A1 8 0 0 H,HT 0 O 5 O 1 1 5 1 0 0 0l 5 1 9 2 3 3 0 3 5 3 9 5 O 7 5 0 1 5 06 O 1 5 0 6 TP 3 O 4 H 00 4 0
7、 1 2 O 07 5 O O 3 0 0 4 1 8 2 0 8 l l 因此 ,为 了减 少热 裂纹和 夹渣 ,除 了焊接 工艺 参数 合 理外 两种 材质 尤其 是铁 镍合 金 I n c o l o y 8 0 0 H H T必须 采用小 电 流多层 多道焊 不摆 动或 小 摆 动 操 作 ,层 间温 度 控 制 在 1 0 0 o C以下 ,层 间 清 理要 彻底 ,各层 道之 间接 头应相 互错 开 。 3焊接 方法 考虑到高温管道管径大和现场施工特点 焊接 时采 用钨 极氩弧 焊打底 、手 工 电弧 焊填充 盖 面和全 手工 电弧 焊两种 方法 ;氩弧 焊打底 时 ,背面须 充氩
8、 气保 护 。 ¥ ¥ ¥凳¥ ¥ 第 3 6卷第 2期 杨辉伟等 :苯乙烯装置高温管道焊接 常见 问题和注意事项 4 1 4焊材选 用 焊材选用根据焊件 的化学成分 、力学性能、使 用条 件 和施 焊条 件考虑 ( 1 )同种奥 氏体不锈钢之间应选用与母材合金 含量相 近 的焊接 材料 。 ( 2 )同种铁镍 合金 之 间应选 用 和母 材 合金 系统 相同的焊接材料 若无耐腐蚀性能要求 ,可选用与 母材合金系统不同的焊接材料 但应保证接头具备 设计要求的性能 ( 3 )考 虑到 上述要 求 ,焊材 选用见 表 2 。 表 2焊 材选 用 母 材 焊 丝 焊 条 I n e o l o y
9、8 0 0H HT ERNi Cr Co M0 1 ENi C r Co Mo 一1 T P 3 O 4 H ER3 0 8 H E3 0 8 H一1 6 ( 4 )焊材 烘 干 。焊 条使 用前应 按焊 条产 品说 明 书、质量证明书的要求进行烘烤。烘干后的焊条应 储存在 1 0 0 q C左右 的恒温箱 内焊工领用合格保 温 筒 ,如 领用 时 间超 过 4 h ,应 重新 烘 烤 ,但重 复 烘烤次数不得超过 2次。焊条烘烤温度见表 3 。 表 3 焊条烘烤温度及保温时间 焊 条 烘 烤 温 度 保 温 时 间, h ENi Cr C o Mo - 1 1 5 O l E3 0 8H一1
10、 6 l 5 O l 5施 焊环 境 高温 管道 施 工 时 ,焊 接环 境 出现 如 下情 况 时 必 须 采 用 有 效 保 护 措施( 如棚 布 遮 挡 、加 热 等 ) , 方 可施 焊 否则禁 止施 焊 ( 1 )风速 :钨 极 氩 弧焊 大 于 2 s ,手 工 电 弧 焊 大于 8 r I 1 s ( 2 )雨雪天气 ( 3 )空气 相对湿 度 大于 9 0 ( 4 )焊件 温度低 于 一 2 0 c C。 ( 5 )当焊件温度为 0一 2 0 时 应在始焊处 1 0 0m m 范围 内预热 到 1 5 c IC以上 6施工准 备 6 1施 工遵 守的规 范标 准 S H T 3
11、 5 2 3 1 9 9 9 石油化工铬镍奥氏体钢 、铁 镍合金 和镍合金管道焊接规程 ;G B 5 0 2 3 6 1 9 9 8 现场设 备工业 管道焊 接工程施工及 验收规 范 ; A MS E I X ( 2 0 0 4 ) 焊 接 和 钎 焊 评 定 ;A MS E B 3 1 3 工艺管道 ;以及设计说明和厂商焊接程序 文件等 6 2焊 工要 求 参加施焊的焊工必须按 锅炉压力容器压力管 道焊工考试与管理规则的有关规定,取得相关项 目资质 6 3 焊接 工 艺卡 现场施焊时必须依据合格 的焊接工艺评定制 订 焊接 工艺 卡 指导 焊接施 工 。 6 4焊缝 组对 6 4 1 对接焊
12、缝坡 口型式及尺寸 ( 见表 4 ) 表 4 对接焊缝坡 口尺寸 材质 厚度 m m 坡 口角度, ( 。 ) 坡 口间隙 mm 坡 口钝边 m m 8 6 0 7 0 1 5 2 5 l 1 5 TP 3 0 4 H 8 6 0 6 5 2 3 1 1 5 I n c o l o y 8 7 0 8 O 2 3 O 5 1 5 8 0 0 H, HT 8 6 5 7 5 2 3 O 5 1 5 6 4 2组 对错 边量要 求 ( 1 )管道 或管件 组对 时 ,内壁 应齐 平 内壁错 边 量不 宜超 过 0 5 mm ( 2 )当管道或管件不等厚 其 内错边量超 过 0 5 m m 或外 错
13、边 量 超过 2 m m 时 应对 焊 件进 行加 工 见 图 1 ( a )内壁尺寸不相等 ( b )外壁尺寸不相等 6 2 6 l 1 0mm 6 2 6 l 1 0mm 图 1 不等厚坡 口 ( 3 )现场组对时 ,由于管径大不可避免有错 边 出现 。为 了达到 检测要 求 错边 处 的焊缝要 平 滑 过渡 6 4 3定位 焊 尺寸 焊 口定 位焊 采 用 过桥 式 ,定 位 焊 的焊缝 长 度 、 厚 度 、间距 ,应 能保 证焊缝 在 正式 焊接 过程 中不开 裂 。定 位焊 尺寸 见表 5 。 表 5 定位焊尺寸 焊缝高度 焊缝长度 点数 24mm不 超 过 壁 厚 的 2 3 1
14、 O1 5 mm 不 少 于 23点 6 4 4管道 组对 管道 组对 时 为避 免附 加应力 的产 生 施 焊 前 严禁 强行 组对 。 由于管径 大 ,不可 避免 要采用 组 对 卡具 ,卡 具要 求如 下 :卡具 用不锈 钢 ,焊接 时采 用 的焊 条与 正式 焊接 时相 同 :卡具拆 除应 用不锈 钢砂 轮片磨 去 ,不得采 用强 力敲 打 、扭 断等方 法 4 2 石油工程建设 2 0 1 0年 4月 7焊 接工 艺 7 1 焊前清理 不 锈 钢 和 铁 镍 合 金 管 道 采 用 等 离 子 弧 切 割 机 和 不 锈 钢 砂 轮 片 进 行 加 工 。 用 等 离 子 弧 切 割
15、 完 后 , 应 清 理 加 工 面 施 焊 前 需 用 角 向 磨 光 机 ( D 1 0 0 m m 的管 件 ,内表 面 用轴 向磨 光 机 )把坡 口内外 两 侧表 面 2 0mm 范 围内 的油 、漆 、锈 、垢 、 毛刺 、镀锌层等 杂物清除干净 ,且不得有裂纹 、 夹层等缺陷 7 2 焊接 注意事 项 ( 1 )焊接 时必须 保证 焊透 和熔合 性 保 证焊缝 质量 。为 了 减 少热 裂 纹 ,采 用 小 的线 能 量 、短 电 弧 、不摆 动或小 摆 动的操 作方法 ( 2 ) 焊缝 多层 焊 时 ,采 用小 电流 多层 多道 焊 , 层 间温 度 控 制 在 1 0 0 以
16、下 层 间 清 理 要 彻 底 各 层道之 间接 头应相 互错 开 ( 3 )氩弧焊打底时。背面必须充氩保护 保护 措施可采用局部充氩( 坡 口两侧贴水溶性纸 )或者 采用反面滑模充氩( 预制管段时使用 ) 。局部充氩 见 图 2。 管内充氩气开始时流量适当加大 待管 内空气 针 头 l 0 ( ) 、 : 溶性纸 一l i 5 0 图 2局 邵 充氩 示 意 排 干净 后方 可施焊 。焊接 时氩气 流量逐 步降低 避 免 氩气 流量偏 大 、管 内压 力偏 高而造成 焊缝背 面在 成型时出现内凹或根部未焊透现象 ( 4 )层 问温 度 测 量 采 用 红 外线 测 温 仪 ,低 于 1 0
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 苯乙烯 装置 高温 管道 焊接 常见问题 注意事项
限制150内