170万吨/年柴油加氢装置工艺管道焊接施工要点

刘春 刘永庆 臧立欢 刘陈雷

摘 要：170万吨/年柴油加氢装置装置工艺具有高温高压的特点，焊接及热处理是工艺施工的质量控制重点，本装置使用了抗硫抗氢（抗腐蚀）、TP321（耐高压）、铬钼合金钢（耐高温）等材料，本文结合现场实际施工及相关标准规范，总结了焊接及热处理的施工要点。

关键词：抗氢管线；TP321不锈钢管线；管线焊接；焊道热处理

一、工程概况

170万吨/年柴油加氢装置管道总长约为18.5km，最大管径为DN700。装置中主要材质为：碳钢最大壁厚21.44mm，不锈钢最大壁厚27.79mm，铬钼钢最大壁厚10.97mm。

二、焊前准备

焊工、热处理人员、焊接技术员、焊接质检员等均要具有相应的资质。施工前做好焊接工艺评定工作，焊接工艺评定覆盖率达到100%。HIC焊材的验收，按照设计要求对于抗氢管材碳当量必须满足CE<0.40%。烘干焊条时，要缓慢升温、冷却，防止焊条因骤冷骤热而产生药皮开裂脱落现象。

三、焊接施工工艺

根据施工特点，工艺管道DN≤50mm采用手工钨极氩弧焊（GTAW），工艺管道DN>50mm采用氩电联焊（GTAW+SMAW）。

管道焊接坡口主要采用V型坡口。不锈钢、铬钼钢采用等离子切割或机械加工。采用热加工的坡口，必须除去坡口表面的氧化皮及影响接头质量的表面层，并打磨平整。不锈钢坡口及其两侧内外表面及焊丝表面应清除油污、氧化膜、毛刺和表面缺陷。铬钼钢管道坡口当采用热加工方法时应对坡口进行100%渗透检测，符合JB4730-2005Ⅰ级合格之后才能焊接。

管道组成件对接环焊缝组对时，应使内壁平齐，其错边量不应超过壁厚的 10%，且应符合下列规定：a） 质量检查等级为1级的管道不应大于1mm，其他级别的管道不应大于2mm； b） 壁厚不同的管道组对，当管道壁厚的内壁差大于a）款规定或/和外壁差大于 2.0mm时，应按下图的要求加工。

铬钼钢的焊接还应符合下列要求：厚壁管底层焊缝焊肉厚度不得小于3mm。每层焊缝一次连续焊完，如中断焊接，应采取后热、缓冷等措施，再行焊接前进行检查，确认无裂纹后方可按原工藝要求继续焊接。进行焊后热处理的焊口焊完后，应立即进行焊后热处理，否则应采取后热、缓冷等措施。

不锈钢的焊接还应符合下列要求：0Cr18Ni9不锈钢管道采用钨极氩弧焊打底。TP321材质管道氩弧焊打底时采用自保焊丝。为了防止焊接热裂纹的发生和热影响区的晶粒长大以及碳化物析出，保证焊接接头塑韧性与耐蚀性，应控制层间温度控制在100℃以下。焊工用刨锤、钢丝刷等应为不锈钢材质，打磨用的砂轮片不锈钢专用砂轮片。

组对前要对各零部件的主要结构尺寸、坡口尺寸、坡口表面进行检查，应符合规范要求。组对后要检查组对构件的形状、位置、错边量、角变形、组对间隙等。焊接前要检查坡口及坡口两侧的清理质量。

定位焊缝焊完后，应清除渣皮进行检查，对发现的缺陷应去除后方可进行焊接。每层焊后，要立即对层间进行清理，并进行外观检查，发现缺陷须清除后方可进行下一层的焊接。中断焊接的焊缝，继续焊接前要清理并检查，消除发现的缺陷并满足规定的要求方可施焊。

焊接完成后，焊工要及时清除熔渣、飞溅及防飞溅涂料，并对焊缝外观质量进行自检。做好焊工代号或标记。禁止在不锈钢、低温钢、铬钼钢管上打钢印。铬钼合金钢管道焊缝应进行合金元素含量验证性抽样检查，每条管道（按管道编号）的焊缝抽查数量不少于2道。

铬钼钢管道焊缝位置任意厚度都进行焊后热处理，TP321材质管道焊缝进行稳定化热处理。恒温时加热范围内任意两点温差低于50℃。恒温期间各测温点的温度均应在热处理温度规定的范围内，且温差值不大于50℃。

有再热裂纹倾向的焊缝，无损检测要在热处理完成后进行。铬钼合金钢热处理完成后应对焊缝表面进行表面无损检测，表面无损检测应符合JB/T4730-2005的规定，Ⅰ级合格。经无损检测发现的不合格焊缝必须进行返修。焊缝同一部位的返修次，碳钢管道不得超过3次，其余钢种不得超过2次。返修宜用钨极氩弧焊，并采用原焊接工艺进行返修焊。

参考文献：

[1]《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB50236-2011）.

[2]《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB50235-2010）.

[3]《石油化工工程铬钼耐热钢焊接规程》（SH3520-2004）.

[4]《石油化工有毒可燃介质管道工程施工及验收规范》（SH3501-2011）.

[5]《石油化工铬镍奥氏体钢铁镍合金和镍合金管道焊接规程》（SH3523-2009）.