170萬噸/年柴油加氫裝置工藝管道焊接施工要點

劉春 劉永慶 臧立歡 劉陳雷

摘 要：170萬噸/年柴油加氫裝置裝置工藝具有高溫高壓的特點，焊接及熱處理是工藝施工的質量控制重點，本裝置使用了抗硫抗氫（抗腐蝕）、TP321（耐高壓）、鉻鉬合金鋼（耐高溫）等材料，本文結合現場實際施工及相關標準規范，總結了焊接及熱處理的施工要點。

關鍵詞：抗氫管線；TP321不銹鋼管線；管線焊接；焊道熱處理

一、工程概況

170萬噸/年柴油加氫裝置管道總長約為18.5km，最大管徑為DN700。裝置中主要材質為：碳鋼最大壁厚21.44mm，不銹鋼最大壁厚27.79mm，鉻鉬鋼最大壁厚10.97mm。

二、焊前準備

焊工、熱處理人員、焊接技術員、焊接質檢員等均要具有相應的資質。施工前做好焊接工藝評定工作，焊接工藝評定覆蓋率達到100%。HIC焊材的驗收，按照設計要求對于抗氫管材碳當量必須滿足CE<0.40%。烘干焊條時，要緩慢升溫、冷卻，防止焊條因驟冷驟熱而產生藥皮開裂脫落現象。

三、焊接施工工藝

根據施工特點，工藝管道DN≤50mm采用手工鎢極氬弧焊（GTAW），工藝管道DN>50mm采用氬電聯焊（GTAW+SMAW）。

管道焊接坡口主要采用V型坡口。不銹鋼、鉻鉬鋼采用等離子切割或機械加工。采用熱加工的坡口，必須除去坡口表面的氧化皮及影響接頭質量的表面層，并打磨平整。不銹鋼坡口及其兩側內外表面及焊絲表面應清除油污、氧化膜、毛刺和表面缺陷。鉻鉬鋼管道坡口當采用熱加工方法時應對坡口進行100%滲透檢測，符合JB4730-2005Ⅰ級合格之后才能焊接。

管道組成件對接環焊縫組對時，應使內壁平齊，其錯邊量不應超過壁厚的 10%，且應符合下列規定：a） 質量檢查等級為1級的管道不應大于1mm，其他級別的管道不應大于2mm； b） 壁厚不同的管道組對，當管道壁厚的內壁差大于a）款規定或/和外壁差大于 2.0mm時，應按下圖的要求加工。

鉻鉬鋼的焊接還應符合下列要求：厚壁管底層焊縫焊肉厚度不得小于3mm。每層焊縫一次連續焊完，如中斷焊接，應采取后熱、緩冷等措施，再行焊接前進行檢查，確認無裂紋后方可按原工藝要求繼續焊接。進行焊后熱處理的焊口焊完后，應立即進行焊后熱處理，否則應采取后熱、緩冷等措施。

不銹鋼的焊接還應符合下列要求：0Cr18Ni9不銹鋼管道采用鎢極氬弧焊打底。TP321材質管道氬弧焊打底時采用自保焊絲。為了防止焊接熱裂紋的發生和熱影響區的晶粒長大以及碳化物析出，保證焊接接頭塑韌性與耐蝕性，應控制層間溫度控制在100℃以下。焊工用刨錘、鋼絲刷等應為不銹鋼材質，打磨用的砂輪片不銹鋼專用砂輪片。

組對前要對各零部件的主要結構尺寸、坡口尺寸、坡口表面進行檢查，應符合規范要求。組對后要檢查組對構件的形狀、位置、錯邊量、角變形、組對間隙等。焊接前要檢查坡口及坡口兩側的清理質量。

定位焊縫焊完后，應清除渣皮進行檢查，對發現的缺陷應去除后方可進行焊接。每層焊后，要立即對層間進行清理，并進行外觀檢查，發現缺陷須清除后方可進行下一層的焊接。中斷焊接的焊縫，繼續焊接前要清理并檢查，消除發現的缺陷并滿足規定的要求方可施焊。

焊接完成后，焊工要及時清除熔渣、飛濺及防飛濺涂料，并對焊縫外觀質量進行自檢。做好焊工代號或標記。禁止在不銹鋼、低溫鋼、鉻鉬鋼管上打鋼印。鉻鉬合金鋼管道焊縫應進行合金元素含量驗證性抽樣檢查，每條管道（按管道編號）的焊縫抽查數量不少于2道。

鉻鉬鋼管道焊縫位置任意厚度都進行焊后熱處理，TP321材質管道焊縫進行穩定化熱處理。恒溫時加熱范圍內任意兩點溫差低于50℃。恒溫期間各測溫點的溫度均應在熱處理溫度規定的范圍內，且溫差值不大于50℃。

有再熱裂紋傾向的焊縫，無損檢測要在熱處理完成后進行。鉻鉬合金鋼熱處理完成后應對焊縫表面進行表面無損檢測，表面無損檢測應符合JB/T4730-2005的規定，Ⅰ級合格。經無損檢測發現的不合格焊縫必須進行返修。焊縫同一部位的返修次，碳鋼管道不得超過3次，其余鋼種不得超過2次。返修宜用鎢極氬弧焊，并采用原焊接工藝進行返修焊。

參考文獻：

[1]《現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規范》（GB50236-2011）.

[2]《工業金屬管道工程施工及驗收規范》（GB50235-2010）.

[3]《石油化工工程鉻鉬耐熱鋼焊接規程》（SH3520-2004）.

[4]《石油化工有毒可燃介質管道工程施工及驗收規范》（SH3501-2011）.

[5]《石油化工鉻鎳奧氏體鋼鐵鎳合金和鎳合金管道焊接規程》（SH3523-2009）.