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1、渣油加氢脱硫装置工艺管道焊接技术要领一、 前言由于高温高压临氢环境下使用，渣油加氢脱硫装置工艺管道焊接要求较高。根据本装置设计说明书和有关标准、规范，编制了渣油加氢脱硫装置碳钢、低合金钢、不锈钢管道的焊接、焊后热处理及检验施工技术要领，以供检修时参考。本焊接检修要领的管道包括渣油加氢脱硫装置的国产的20#、20g、1Cr18Ni9Ti和国外生产的ASTMA106、1.25Cr-0.5Mo、A312TP321等管道。二、 材料要求：1、钢管应有出厂合格证和质量证明书。国产钢管的各项性能指标应符合GB8163、GB9948等的规定；进口钢管材料的各项性能指标应符合设计指定的国外标准的规定。2、焊接
2、管件（弯头、法兰等）应有出厂合格证和质量证明书，其各项性能指标应符合设计指定的相应标准和规范的要求。3、焊条、焊丝应有出厂合格证和质量证明书。焊条应符合GB5117碳钢焊条、GB5118低合金钢焊条、GB863不锈钢焊条的规定，焊丝应符合GB1300焊接用焊丝 GB4242焊接用不锈钢丝或GB4233惰性气体保护焊接用不锈钢棒及钢丝的规定；进口的焊条、焊丝应符合设计认可的国外标准的规定。三、 焊接工艺评定及焊工考试1、管道的焊接工艺评定按GB50236现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范的规定进行。国外进口材料的焊接工艺评定可按原设计认可或修订的国外标准的规定执行。2、管道的焊接工必须由该
3、钢种考试合格的焊工担任。四、 焊前准备：1、坡口型式：（1）、渣油加氢脱硫装置国外引进阀门、管配件等相对焊的坡口型式按ANSI B16.25 图-4、5B、6B，具体详见图-1、2、3：（2）、对于不同厚度母材的对焊，应当使母材的厚度差在0.5mm，把管头以4：1的坡度加以切削。切削后，管头的厚度不得小于设计尺寸（一般不小于薄一边母材厚度）。2、坡口加工：（1）、碳素钢和铬钼钢的坡口加工可用机械切割或氧-乙炔气割进行。奥氏体不锈钢的坡口加工，可用机械切割、等离子和电弧气刨进行。（2）、坡口部位要修整平滑，要完全清除机械加工的毛刺和由氧乙炔切割、等离子切割、电弧气刨产生的金属氧化物及凹凸不平部分
4、。铬钼钢气割热影响区要去掉1.5mm以上。（3）坡口加工后应进行外观检查，坡口表面不得有裂纹、分层、及夹渣等缺陷。 3、 固定：（1）、焊接接头部，应使用夹具、固定具、跨夹具、杆条等依照要求的尺寸、方向、位置予以固定。（2）焊接根部的间隔要用塞尺确定尺寸。（3）卡板使用材质与母材相同的材质制作。 （4）卡板在正式焊接结束后逐次拆除，故在焊接卡板时，要使母材管不产生咬边或凹凸等缺陷为宜。（5）1英寸以下管子的对接焊及套管焊、滑动法兰焊接的固定，可以在坡口部或角焊缝做点焊固定。4、清洁：（1）坡口面和坡口周围，在施焊前要彻底清除油污、油漆、低溶金属不纯物、氧化物和水分等。清洁时，使用于奥氏体不锈钢
5、的钢丝刷必须是不锈钢制造的，要与其他材料做的钢丝刷区别使用。（2）用于奥氏体不锈钢、耐热钢管线的砂轮机、切削工具按不同的材料予以规定，要避免和碳素钢或它们本身互相混用。（3）不锈钢管坡口应用溶剂（如丙酮、四氧化碳等）清洗干净。坡口两侧各100毫米范围内应涂上白垩粉，或其它防沾污剂以防飞溅沾污焊件表面。（4）对于密封焊接的螺纹接头，在旋紧螺扣时不准使用润滑油。5、点焊与定位焊：跨夹具及杆条的点焊（见下图）及1B以下管道的定位焊，按以下要求执行：（1）、应当依照钨极惰性气体保护电弧焊接法或者药皮电弧焊接法焊接。（2）、杆条材料要使用该焊接所用的药皮电焊条的焊芯或与母材相同的材料。五、 焊接工艺：根
6、据管道等级的不同，焊接工艺要求也不一样，渣油加氢脱硫装置碳钢、合金钢和不锈钢管道的焊材选用和焊接工艺参数详见表-：1、焊接一般要求：（1）原则上国内管材采用国产的焊接材料，进口管材采用进口的焊接材料。用国产焊接材料代替进口焊接材料，要按GB50236-97要求经焊接工艺评定合格才能代用。（2）不锈钢或低合金钢的钨极氩弧焊对接焊，管子内部要充氩气保护，以保证焊缝背面的质量。（3）焊接时，不应在母材上引弧。焊接引弧要在坡口面内或引弧板上进行。（4）当施焊环境出现下列任一情况，且无有效防护措施时，禁止施焊：a.环境温度低于0。b.手工电弧焊时，风速大于8米/秒，钨极氩弧焊时，风速大于2米/秒；c.相
7、对湿度大于90%；d.雨、雪天气（5）、焊条使用前应按要求进行烘干，烘干后应放置在保温筒中，如超过4小时不用，应重新烘烤，但重复烘烤次数不应超过两次。各种焊条的烘干温度见焊接工艺参数表。（6）角焊缝的焊接应采用钨极氩弧焊（TIG）；（7）不锈钢焊缝打磨宜用胶质尼龙砂轮片；（8）进行密封焊接的螺纹部位，不能使用密封材料，焊接尺寸必须把螺纹牙覆盖。2、焊接（1）焊接顺序依据不变形、不发生焊接裂纹为原则。（2）焊接层数除薄壁外均应采取二层以上的焊接，特别是对于套管的焊接区必须在两层以上。（3）各层焊的起点和终点，不准与前层的起点及终点重叠。（4）原则上，每道焊口都要连续施工完成。如低合金钢焊接过程中
8、不得已中断焊接时，以300500温度进行15分钟的后置加热。（5）电弧焊的起点或终点，容易产生气泡、裂纹等焊接缺陷，这些缺陷必须磨光消除以后才能继续焊接。（6）多层焊时，前道焊层上的熔渣、飞溅物及其它有害物质，须用钢丝刷或砂轮机彻底清除干净。（7）对接接头的焊缝高度，应根据母材的厚度按下表执行。若母材接边部出现阶梯或焊缝过大、焊瘤和咬边情况时，要用砂轮机打磨光滑加工。对接接头的标准加强焊缝高度母材厚度（T）加强焊缝高度mm射线检查（无）射线检查（有）T9.50.331.59.5T12.53.212.5T25.04.02.525.0T504.83.0（8）填角焊接部，应按照图纸和具体说明书的要求
9、确保焊脚及焊缝厚度。（9）多层焊时，要严格控制层间温度。低合金钢（11/4Cr-1/2Mo）层间温度控在150以上，TP321层间温度控制在150以下。3、焊前预热（1）一般碳钢管道壁厚超过26毫米时需要焊前预热，高压碳钢壁厚超过25.4毫米时需要焊前预热，低合金钢焊前需要预热，具体预热温度详见附表- 。（2）焊缝的焊前预热宜采用指形电加热器，小管径管道可采用氧-乙炔焰加热。（3）预热及焊道温度的保持范围按下列规定执行：a对接接头及填角焊接接头均应从坡口部中心到两侧分别为母材厚度（厚度不同的按厚一方）的三倍以上。b突缘及管支撑的焊接区，应由坡口部位中心起为母材厚度厚方的三倍以上。（4）预热及焊
10、道温度由电阻温度计或温度表测定确认。六、焊后热处理1、介质为湿硫化氢环境或壁厚19mm的碳钢管道需要进行焊后热处理，焊后热处理的升温速率、恒温时间和降温速率详见表- 。母材壁厚不同时焊后热处理参数以厚的一方为准。2、合金钢管道需要进行焊后热处理，焊后热处理的升温速率、恒温时间和降温速率详见附表- 。3、稳定化奥氏体不锈钢（0Cr18Ni9Ti、TP321）的稳定化热处理参数详见焊接工艺参数表（表- ）。4、 焊后热处理之前，应将管道表面清洁干净，不得有油污。清洁剂推荐使用丙酮、酒精。5、 奥氏体不锈钢焊后局部稳定化热处理的加热范围：以焊口中心线为基准，每侧应不小于焊缝宽度的三倍，且不小于25m
11、m，加热区以外100 mm范围内应予保温。6、 奥氏体不锈钢焊后局部稳定化热处理测温宜采用热电偶，管径大于100 mm，测温点应不少于三个，管径小于100 mm时，测温点应不小于两个。测温点应在加热区内。7、 管道焊缝的焊后热处理宜采用热处理机和指形加热器进行，对于管径小于50毫米的管道及仪表管咀、管座、开孔式焊接三通、管支架、支架护板、吊耳等用电加热有困难的部位，也可以采用氧-乙炔焰进行加热，但加热温度应比管道焊接工艺要求的焊缝热处理温度适当提高。8、 焊后热处理的温度控制宜采用仪表（或计算机）自动控制，温度曲线应用仪表（或计算机）自动记录。9、 热处理部位与非热处理部位的边缘温度梯度，应予
12、以保温，使温度尽量缓和。10、 热处理的管道，无论在预制或安装过程中，焊缝部位不得附加外力，预制管段应使其处于自由状态下，距热处理焊缝两边300 mm处用枕木垫牢，尽量减少重力的影响。已安装管道固定焊缝处应保留临时固定夹具或支架，热处理完后再拆除，防止管道产生变形。六、 焊缝检验及返修1、焊缝检验：1) 高压铬钼钢合金钢管坡口加工完后，作100%PT探伤。2) 热处理的焊缝需要进行硬度检验。低压碳钢抽查10%，高压碳钢、铬钼钢100%检查。硬度值要求：碳钢HB200，低合金（铬钼）钢HB225。3) 高压碳钢、铬钼钢、不锈钢管道对接焊缝的底层焊道应进行100%渗透检验，执行标准JB4730压力
13、容器无损检测，级合格。4) 高压碳钢、铬钼钢、不锈钢管道角焊缝的各层焊应进行100%渗透检验，执行标准JB4730压力容器无损检测，级合格。5) 管道公称壁厚20毫米的管道焊缝，宜采用射线探伤。6) 对热处理后的焊缝进行复验，探伤比例要求如下：高压碳钢20%UT（DN125）、高压合金钢100%UT（DN125）、高压不锈钢20%RT、高压碳钢20%RT（DN125）、高压合金钢100%RT（DN125）7) 一般管道施工后严格执行设计规定和规范要求，除设计特别说明外，管道检验执行压力容器无损检测（JB4730），抽检率符合设计及规范要求。2、焊缝返修：（1）、对于达不到探伤合格标准的焊缝，均
14、要进行修复处理。修复的次数，碳素钢以3次为限，不锈钢以2次为限。在允许的修复次数内仍不能修好的，割开原焊缝加入短管，加入的短管长度不小于200毫米。（2）焊缝的返修工作应按经过评定合格的焊接工艺，有考试合格的焊工担任。（3）要求焊缝热处理的焊缝，焊缝返修应在热处理前进行。如在热处理后还需返修，返修后应再做热处理。（4）凡需进行返修的焊缝应采用砂轮打磨、铲销、机械加工等方法去除缺陷，并修整成适合补焊的形状，经渗透检验确认缺陷已消除后方可补焊。（5）返修部位应按原规定方法进行复验，其质量要求与原焊缝要求相同。附表-1：常用钢管材料化学成分、常温力学性能及钢号对照表附表-2：常用国内外焊丝、焊条对照表