迁安工程工艺方案10428.pdf
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1、目 录 1、工程概述1 2、编制依据2 3、安装工艺程序2 4、工程特点2 5、管道预制及安装2 6、质量控制11 7、安全及环保13 8、危害因素及劳动保护15 9、主要施工机械一览表15 1、工程概况 本工程是在由原化工部第一设计院设计的原年产 15 万吨合成氨、26 万吨尿素项目的基础上,改扩为由中国石化集团兰州设计院上海分院设计的 18万吨/年甲醇工程。包括净化装置(605#-609#)、原料气压缩装置(610#)、合成气压缩装置(611#)、冷冻压缩装置(615#)、甲醇装置(701#甲醇合成、702#甲醇精馏和 703#甲醇储运)以及外管廊083#。管道延长米约 25000米。本方
2、案为上述装置的工艺管道施工方案,主要管道规格、材质分布如下表:序号 装置名称 主要重点规格 主要材质 单位 延长米 1 净化装置 480 x17 15CrMo 米 50 426x14 1Cr18Ni9Ti 米 70 325x9 20#米 140 2 原料压缩 219x6 1Cr18Ni9Ti 米 40 273x8 20#米 80 508x8 Q235-A 米 60 3 合成压缩 323.8x33.3 20g 米 40 219x6.5 1Cr18Ni9Ti 米 30 159x8 12Cr1VMo 米 50 4 冷冻压缩 57x3.0 1Cr18Ni9Ti 米 80 108x6 12CrMo 米
3、30 730 x8 Q235-A 米 40 5 甲醇装置 508x50 508x50 15CrMo 20#米 米 40 180 180 x22 180 x22 10MoWVNb 20#米 米 80 200 508x50 406x40 304 12Cr1VMo 米 米 30 40 6 外管廊 37715 12Cr1VMo 米 350 37715 12Cr1VMo 米 450 122010 Q235-A 米 430 273 8 20#米 1000 2、编制依据 2.1工业金属管道工程施工及验规范(GB5023597)2.2石油化工剧毒、可燃介质管道施工及验收规范(SH3501-2001)2.3现场
4、设备、工业管道焊接工程施工及验收规范(GB5023698)2.4工业安装工程质量检验评定统一标准GB5025294 2.5工业金属管道工程质量检验评定标准GB5018493 2.6 原化工部第一设计院、中国石化集团兰州设计院上海分院提供的施工蓝图 2.7石油化工施工安全规程SH35051999 2.8 迁化公司技术开发中心提供的施工图纸。3、安装工艺程序 4、工程特点:4.1工艺流程复杂,介质具有腐蚀性,且许多反应均处在高温、高压的条件下。4.2焊接工艺复杂,由于工艺要求较高含合金元素较高极易产生热裂纹、冷裂纹,且焊后热处理较难控制。4.3材料复杂、材料品种多,管理困难,管道种类、分类多;还有
5、以前库存材料和现购材料。4.4属于改扩建工程、新老结合工程,出现设计问题较多。5、管道预制及安装 5.1 施工前准备 5.1.1焊接工艺评定经审核认可,并编制焊接工艺规程;5.1.2本方案经批准认可;5.1.3施工图纸业经会审;5.1.4施工机具满足施工需要;5.1.5三通已基本具备,预制场地已施工完毕;5.1.6所有人员经过三级安全教育并具备入厂资格。5.2 材料的管理 5.2.1每批材料必须具有制造厂的质量证明书,其质量不得低于国家现行标准的规定。5.2.2对所有进入现场的材料进行外观检查,其表面应无裂纹、结疤、麻点、夹杂物、折皱、重皮、划痕、严重锈蚀、整体变形及弯曲等。5.2.3每批合金
6、材料(特别是以前购买的库存材料)进场后采用光谱分析对材料成份进行复查,并做好标记。5.2.4所有材料的标记、代号、色带应清晰可见,若无法确认,必须经过检测。5.2.5所有材料均应分材质、等级、管径架空堆放,如有仓库,须通风良好,温度适宜,管子并配有铭牌标识。5.2.6设材部门要建立收发台帐及记录。并设专人管理,分项目经理部设材科,施工队材料员分级管理,层层把关。5.2.7阀门检验 阀门外部和可见的内部表面、螺纹、密封面应无损伤、锈蚀现象;安全阀由具有调试资格的单位调试以后并保证铅封良好,方可使用。制作试压胎具2 套,对阀门进行水压试验。设计压力小于或等于1MPa,且设计温度为-29186的阀门
7、应按每批同制造厂、同规格、同型号抽查10%,但不得少于1 个。其余阀门逐个进行水压试验,阀门试验压力为公称压力的1.5倍。试验时间不得少于5分钟,以壳体填料无渗漏为合格,密封试验宜以公称压力进行,以阀瓣密封面不漏为合格。阀门试验作记录。试验合格的阀门应作标记加以区分,并应及时排尽内部积水并吹干 阀门分等级、规格、型号堆放,使用有记录。5.2.8材料的保管、发放 用彩钢板搭设半成品库、钢材库,库内使用通风良好,温度适宜。经检验合格的管材、阀门、管件、紧固件等应架空分类别、规格、材质、压力等级分别摆放,且各类材料须挂铭牌标识。不同材质的材料单独存放,严禁与其它材料混放。应根据当天的使用量填写限额领
8、料单领料,如有剩余,及时缴库。焊条管理见下页 5.3 管子加工 5.3.1 加大预制深度,减少固定口和高空焊口的焊接 5.3.2 管子切割前应移植原有标记。5.3.3 12CrMo、15CrMo、16Mn、20#、20g、10MoWVNb、Q235A 用氧-乙炔焰或砂轮机切割。不锈钢材料采用等离子切割机或砂轮切割机切割,切割使用砂轮片不能碳钢混。5.3.4 切割后的切口要平整,管口内部使用磨头式砂轮机清理氧化渣,直至露出金属光泽;用角向磨光机清理切口表面,直至露出金属光泽。5.3.5加工坡口型式如下:(单位:mm)5.3.6 使用角向磨光机加工坡口后的管口端面倾斜偏差(如图)不应大于管子外径的
9、 1%且不得超过 3mm。5.3.7管子坡口加工合格后,管口应加以封闭。组对安装时方可拆除。5.3.8管道预制 确认管内无异物时方可使管子上预制平台。确认管口周围无油污、锈蚀等异物存在方可组对。当DN400时,制作对口专用工具。对口使用的夹具等与管材应是同等材质,拆除时严禁掰、砸,火焰切割时不得伤及母材,所有焊点处打磨平整。对壁厚相同的管子、管件组对时内壁平齐,内壁错边量小于壁厚的10%,且小于2mm。内壁错边量,不大于壁厚的10%,且不大于2mm。不等径管道组成件对口,当内壁错边量超过上述值或外壁错口超过3mm,应按图下图形式修整。T2-T110mm 对于Q235材质焊接钢管、钢板卷管组对时
10、,管纵缝应相互错开,且不得将纵缝置于管顶或管底应力集中之部位。不锈钢钢材不允许直接组对于碳钢平台之上,之间使用橡胶皮垫或木板与钢平台隔离后方可预制。自由管端和封闭管端的加工尺寸充许偏差应符合下表:单位:mm 项 目 允许偏差 自由管段 封闭管段 长 度 10 1.5 法兰面与管子中心垂直度 DN100 0.5 0.5 100DN300 1.0 1.0 DN300 2.0 2.0 法兰螺栓孔对称水平度 1.6 1.6 5.4 焊接 5.4.1 焊前准备:所有焊工必须持证作业,合格证项目能满足于本工程质量要求且在有效期之内;焊口周围的氧化铁、水、锈、油等杂质已经清理干净;焊条、焊丝包装完好,产品说
11、明书、合格证明书和质量保证书齐全;焊条经确认按焊条使用说明书烘烤要求后方可使用,焊工必须配备焊条保温筒。避免在风、潮湿天气(风速20m/s,相对湿度90%及大雨天气)中施工,若施工可搭设焊接工作棚,以创造焊接环境。5.4.2 根据母材特性选用焊条焊丝如下:母材类型 焊 条 焊 丝 牌号 钢号 Q235 J422 H08Mn2SiA 20#J427 H08Mn2SiA 20g J426 H08Mn2SiA 16Mn J502 H10Mn2 15CrMo R307 H13CrMoA 12CrMo R207 H08CrMoA 1Cr18Ni9Ti/304 A137/A132 H00Cr21Ni10/
12、H0Cr21M10 10MoWVNb J507MoV 20#+15CrMo R307 H13CrMoA 16Mn+15CrMo J507 20+1Cr18Ni9Ti A137 H00Cr21Ni10 1C18Ni9Ti+15CrMo A402 H00Cr21Ni10 5.4.3 热处理温度:管 材 壁厚(mm)焊前预热温度()壁厚(mm)焊后热处理()20#、20g 26 100-200 30 600-650 16Mn 15 150-200 19 600-650 15CrMo 12 150-200 13 750-750 12CrMo 15 150-200 19 650-700 15CrMoA
13、任意 200-300 任意 680-700 10MoWVNb 全部 200-300 全部 700-720 注:2、3 未提及的按石油化工异种钢焊接规程(SH3526-1992)5.4.4 易产生延迟裂纹管道焊接:预热和热处理分别采用氧气-乙炔火焰加热和包扎履带电加热方法,温度的测量必须使用测温试笔。,对焊口立即进行后热,温度在300-350,用保温棉保温缓冷,并立即进行热处理。焊接一次性完成,中间不得中断,如发生,则重新进行层间预热,并确认无裂纹时方可继续焊接。过大焊接热输入,会增加焊接应力和变形,热影响区过热程度大,晶粒组合、晶界的结合能力降低,从而增大热裂纹的可能,因而焊接时在保证焊透,熔
14、合的状况下宜采用较小的焊接热输入,采用多道焊和窄焊道,不摆动或小幅度摆动电弧。热处理曲线如下:温度T 加热速度:升温300,按加热速度按5125/h计算,且220/h 恒温时间:2.5min/mm(壁厚)且30 min 冷却速度:按加热速度按6500/h 300 且260/h 300以下自然冷却 时间h 恒温时间 焊前预热范围,应以焊缝中心为基准,每侧不应小于焊件厚度的5 倍;焊后热处理范围:每侧不小于焊缝宽度的3 倍。加热区以外的100mm范围用保温棉保温,管道两端予以封闭。使用过程温控柜控制温度,测温热电偶当DN300mm时6 点环形均布,当DN300mm时4 点环形均布。经热处理合格的部
15、位,不得再从事焊接作业,否则重新热处理。5.4.5 不锈钢管道焊接:焊缝背面充氩保护以保证焊缝成型。严禁与含有超过25ppm氯离子的溶液或其它物品接触。对焊缝表面进行酸洗,以消除氧化物,且用清水冲洗干净后,进行钝化处理。不能用大焊接热输入,一般焊接热输入比碳钢低20%30%,采用小电流、短弧焊和窄焊道快速焊以减小热输入。不锈钢坡口两侧各100mm范围内应涂白垩粉,防上飞溅物损伤母材。焊接时的电流、电压可以参见下表:焊条直径 平均焊接电流/A 最高电弧电压/V 2.5 6580 24 3.2 90110 25 4.0 120140 26 5.5 管道的安装 5.5.1 管道在安装前,必须清除内部
16、的杂物,特别是去三大机组汽轮机的管线、两台循环水泵透平机和其他传动设备的管线。首先焊接方式采用氩电联焊;然后在预制的过程中,人工进行清扫,清扫过后,用彩条布将管口进行包扎;在吊装的过程中将管段竖立用木锤敲打;最后就是仪表开孔必须在安装前完成。重点管道内部清洁度填写隐蔽工程记录。5.5.2 与传动设备连接的管道,从设备侧开始安装,应先安装管道支吊架,管道及其组成件的重量和附加力矩不得作用在设备上。与设备连接的管道及支吊架安装完毕后,应卸下接管上的法兰螺栓,在自由状态下所有螺栓能在螺栓孔中顺利通过。其各种偏差如下:机器旋转速度(r/min)平行偏差(mm)径向偏差(mm)间距(mm)3000 0.
17、40 0.80 垫片厚+1.5 30006000 0.15 0.50 垫片厚+1.0 6000 0.10 0.20 垫片厚+1.0 5.5.3 与传动设备连接的管道具体安装示意图见下页。5.5.4 机器试车前,对管道与机器的连接法兰进行最终的检查。在联轴器上架设百分表监视其位移,然后松开和拧紧法兰螺栓进行观测。当转速6000 r/min,其位移值0.02mm;当转速6000 r/min,其位移值0.05mm。5.5.5本工程所有螺栓均涂二硫化钼油脂,以防螺栓锈蚀。5.5.6 对焊缝表面进行酸洗,以消除氧化物,且用清水冲洗干净后,进行钝化处理。5.5.7待运行时将对 35CrMo之螺栓进行热紧,
18、5.5.8管道安装的允许偏差见下表:5.5.8安装安全阀,严格控制阀门的垂直度,管道整体运行前及时调校。5.5.9 三大机组的油路管线必须进行酸洗后安装。5.5.10 安装“”形或“”形膨胀弯管,应符合规定:安装前进行预制拉伸或压缩,允许偏差为10,并填写“管道补偿器装置安装记录”;水平安装,平行臂与管线坡度相同,垂直臂应呈水平;5.5.11支、吊架必须在管道安装前生根、就位。对于有热位移的管道,吊点应设在位移的相反方向,按位移值的 1/2偏位安装。导向支架或滑动支架的滑动面应洁净、平整不得有歪斜和卡涩现象,且预留安装位移值。支、吊架的焊接等同于管道焊接,严禁漏焊、欠焊或焊接裂纹等缺陷。管道与
19、支架焊接时,管子不得有咬边等现象。管道安装不宜采用临时支架,不可避免时,临时支架作标记并作记录,管道安装完后应予拆除。弹簧支、吊架位移初始位置在安装前作好标记以检查弹簧投用时是否受力,弹簧的临时固定销在系统投用前方可拆除。5.6 质量检验 5.6.1外观检查:焊缝表面不允许有裂纹、未融合、气孔、夹渣、咬边和飞溅存在;焊缝表面不得低于管道表面;焊缝余高1+0.1b1(b1 为坡口最大宽度)且2mm。对不要求和要求进行内部质量检验的焊缝,质检人员应全部进行外观检查,对角焊缝采用磁粉检项 目 允许偏差 坐 标 架空及地沟 室 外 25 室 内 15 埋 地 60 标 高 架空及地沟 室 外 20 室
20、 内 15 埋 地 25 水平管道平直度 DN100 2L,最大 50 DN100 3L,最大 80 立管铅垂度 5L,最大 30 成排管道间距 15 交叉管的外壁或绝热层间距 20 测,比例按射线照相比例。5.6.2 管道焊缝内部质量检验:管道焊缝的无损检测应及时进行。抽样检验时,除图纸明确规定和甲方确定的比例外焊缝射线照相比例,应对每一焊工、同材料类别和同管线编号按规定的比例(探伤比例中必须有 40%的为固定口)进行抽查,检验位置应由施工单位和建设单位的质检人员共同确定。原化工部第一设计院设计图纸探伤比例按下表执行:序号 管道达到的条件 比例 等级 1 剧毒流体的管道 100%级 2 设计
21、压力10Mpa的管道 100%级 3 设计压力4Mpa设计温度400可燃流体管道 100%级 4 设计压力4Mpa设计温度400有毒流体管道 100%级 5 设计压力10Mpa且设计温度400非可燃流体管道 100%级 6 设计压力10Mpa且设计温度400无毒流体管道 100%级 7 设计温度-29管道 100%级 8 设计压力1Mpa且设计温度400非可燃无毒流体管道 0 9 除上述的管道 5%级 备注:当检验发现焊缝缺陷超出规范规定时,必须进行返修(返修不超过 3 次,合金管不超过 2 次),焊缝返修后应按原规定方法进行检验。同时还应采用原规定方法按下列规定进一步检验:a 每出现一道不合
22、格焊缝应再检验两道该焊工所焊的同一批焊缝;b 当这两道焊缝均合格时,应认为检验所代表的这一批焊缝合格;c 当这两道焊缝又出现不合格时,应对该焊工所焊的同一批焊缝全部进行检验 中国石化集团兰州设计院上海分院设计图纸探伤比例按下表执行:设计条件 探伤比例比例%合格登等级 压力 MPa 温度 SHA 任意 任意 100 SHB SHB 4 400 100 4-29t 400 20 1 P 4 400 20 1 P 4-29t 400 10 1-29 10 任意-29 100 SHB 4 400 100 4-29t 400 10 1 P 4 400 10 1 P 4-29t 400 5 1-29 5
23、任意-29 100 5.6.3焊接接头热处理后,首先确认热处理曲线,然后在母材、焊缝及热影响区各取一点测定硬度值,比例为 20%。焊缝热处理硬度母材硬度*125%。否则重新热处理。5.6.4管道焊缝应有管道焊接工作记录,包括焊缝位置、焊缝编号、焊工代号无损检测方法、焊缝返修位置、热处理记录等。5.6.5 产生焊接缺陷的主要因素:类别 名称 材 料 因 素 结 构 因 素 工 艺 因 素 冷裂纹 氢 致 裂 纹 钢中的 C 或合金元素含量增高,使淬硬倾向大。焊接材料中的含氢量高 a.焊缝附近的刚度较大。b.焊缝布置在应力集中区。c.坡口型式不合适。a.接头熔合区附近的冷却时间(800500)小于
24、 出 现 铁 素 体 800500临界冷却时间,线能量过小。b.未使用低氢焊条。c.焊接材料未烘干,焊口表面有水分,油污及铁锈。d.焊后未进行 保温处理。淬 火 裂 纹 钢中的 C 或合金元素含量增高,使淬硬倾向增大。a.对冷裂倾向较大原材料,其预热温度未作相应的提高。b.焊后未立即进行高温回火。c.焊条选择不合适。再 热 裂 纹 再 热 裂 纹 a.焊接材料的强度过高。b.母材中 Cr、Mo、V、B、S、P、Cu、Nb、Ti的含量较高。c.热影响区粗晶区域的组织未得到改善 a.结构设计不合理造成应力集中。坡口型式不合适导致较大的拘束应力。a.回火温度不够,持续时间过长。b.焊趾处形成咬边而导
25、致应力集中。c.焊接次序不对使焊接应力增大。d.焊缝余高导致近缝区的应力集中。气 孔 气 孔 a.熔渣的氧化性增大时,由 CO 引起的气孔的倾向增加;当熔渣的还原性增大时,则氢气孔的倾向增加。c.焊接或焊接材料不清洁。焊条偏心,药皮脱落。仰焊、横焊易产生气孔。a.当弧功率不变,焊接速度增大时,增加了产生气孔的倾向 b.电弧电压太高(电弧过长)c.焊条在使用前未进行烘干。d.使用交流电原易产生气孔 e.TIG焊,氩气流量不合适 夹 渣 夹 渣 焊条脱氧、脱硫效果不好。在原材料的夹杂中含硫量较高及硫的偏析程度较大。立焊、仰焊易产生夹渣。a.电流大小不合适,熔池搅动不足。b.焊条药皮成块脱落。c.多
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