大型炼化项目热处理系统性管控

葛 燕

浙江石油化工有限公司 浙江 舟山 316000

大型炼化项目涉及大量厚壁管道、设备，及大量耐热钢、不锈钢、低温钢，热处理焊缝数量庞大。另外，参与热处理作业的队伍众多，容易出现热处理工艺执行错误，甚至弄虚作假等问题。而且热处理后，有效检测手段少，存在问题隐蔽性强，容易将问题带到生产中去。国内外因热处理问题导致焊缝在运行过程中失效，进而酿成事故的案例不在少数。对于大型炼化项目，系统更加复杂，个例热处理问题将指数级放大其危害。为此，对于大型炼化项目，必须更加严格地做好热处理全过程质量管控，采取系统性的管控措施，确保热处理作业的各要素、各环节恪守设计及规范要求，实现热处理总体、全面受控。以下分享某大型炼化项目热处理实施过程中发现的问题及采取的系统性措施，以供同行参考交流。

1 现场主要问题

以某大型炼化项目为例，该项目仅需热处理的管道焊口就达30 多万道，材质有P91、P9、P5、P22、P11、12Cr1MoVG、TP347H、TP321、高强钢、低温钢及抗硫化氢管道等十余种；热处理作业分布10 多平方公里，参与队伍多达几十家，每家的作业点分散，且夜间作业多。加之施工单位对热处理重视不足，相应的管理及技术人员缺乏，热处理从业人员的职业水平也参差不齐。所有这些问题，给热处理质量管控带来极大挑战。以项目初期为例，其热处理作业暴露了诸多问题：

（1）热处理方案编制及审批不规范，方案可操作性差，无法指导现场实施；无热处理工艺卡，或以热处理方案代替工艺卡，造成对现场作业指导性差；工艺卡参数有误，与设计、规范不相符；热处理工艺不交底或交底流于形式，致使作业人员对热处理工艺掌握不清。

（2）热处理作业人员技能满足不了要求，对热处理操作及管控要点不清楚；进场设备、材料未校验或校验过期，设备及材料不报验便开始使用。

（3）热处理工艺执行错误（部分是因对热处理母材材质及壁厚掌握不清造成的），恒温温度或恒温时间不够，升温、降温速率不满足要求，或升温起始测温温度及降温最终测温温度过高，致使测温曲线判定不合格。

（4）热处理曲线造假，整个曲线全用手工涂画或部分曲线用手工涂画；对于热处理不合格曲线，通过对试件进行热处理来代替热处理曲线不合格的焊口。

（5）热电偶并联，或热电偶数量和位置未按规范要求布置，不能采集有效数据。

（6）缺少过程监管，在热处理时有的操作人员随意暂停热处理记录，以实现打印出来的温度曲线满足要求；温度曲线不能准确反映热处理全过程。

（7）热处理曲线与现场热处理焊口无法对应，无法实现焊口热处理的可追溯。

（8）保温棉包扎厚度及长度不符合要求，保温棉外部温度严重超标；热处理时，管口不封堵，造成内外温差大。

（9）断电应急措施、防风防雨措施落实不到位，造成焊口热处理中断或多次热处理，影响焊口质量。

2 系统性管控措施

因热处理技术、质量管控不到位，将对整体热处理组织构成影响，从而制约工程推进。针对以上问题，结合实际，业主系统性地采取了多项措施。

2.1 统一管理要求

根据设计及现行标准，业主牵头编制《热处理质量管理规定》，对业主项目部、监理单位、施工总承包单位、热处理单位的职责进行界定；对管理内容、程序、标准、活动进行明确，并全部清单化、表格化。另外，对热处理单位的质量体系要素及要求予以明确；对人员、设备、环境、材料的要求予以规范；对实施前的要求、过程控制，热处理后检查、检验要求，以及热处理资料验收要求都予以规定。要求各施工单位根据规定，有针对性地编制本单位作业范围内热处理质量管理措施，并严格审批、执行。业主质量归口部门要定期对施工单位热处理管理体系及规定执行情况予以审查、纠偏。

2.2 严格执行工艺卡

业主牵头，对主要材质、壁厚范围的热处理作业编制热处理工艺卡模板。要求热处理单位参考模板，结合本装置设计要求及现行规范，编制覆盖全装置热处理作业的热处理工艺卡。工艺卡执行前，必须严格报审。热处理作业前，由热处理技术管理人员根据当天热处理焊缝情况，给作业人员提供对应的热处理工艺卡，并严格交底，现场指定焊口。每道焊口热处理作业时必须挂卡作业。

2.3 实行热处理单位报备、淘汰制

进场前，热处理单位必须就其管理体系、业绩、机具、人员等进行报审，满足要求的才可进场作业。实施过程中，不按报审落实热处理资源及现场管理的，督促整改、严肃处罚；热处理资源不足、组织不力，实施满足不了进度要求的，工作量直接切割；问题严重、屡教不改的热处理单位直接清除。

2.4 作业人员持证上岗，设备严格报验

作业人员作业前必须全员培训、考核，持证、贴帽签上岗。建立热处理作业人员行为台账，检查发现问题的，予以记录，多次出现问题的作业人员直接处罚或清退；问题严重、触碰红线的坚决清退。另外，所有进场的热处理设备必须逐一报检。热电偶严格落实校验，并严格台账化管理，校验将到期的，提前预报及时安排再次校验。

2.5 推行工程样板制度

各装置、各热处理单位在首次启动热处理时，必须做热处理首件样板，报业主及监理检查。检查时，本单位所有热处理人员必须现场观摩。关键焊口首次热处理作业前也必须报检确认。对于热处理方案执行好、过程管控好、热处理组织好的，定期在整个项目评选热处理样板，并组织所有热处理单位主要负责人进行现场参观、交流、学习。做到样板先行，样板引路。对于问题较多的热处理作业，要及时组织各单位召开现场会，分析问题、吸取教训、举一反三。

2.6 建立热处理用纸管理制

要求施工单位根据每周热处理用纸需求，提前向业主质量部门报验热处理记录纸；质量部门在热处理记录纸上盖“热处理专用章”及纸张编号，并对每家施工单位发放的热处理用纸张数、纸的编号进行登记；下次报验热处理用纸时，必须出具已打印曲线的纸张、报废纸张、未用纸张；确保发放纸张与使用纸张对应，以及纸张使用可追溯。未加盖热处理章及纸张编号的热处理记录视同无效。

2.7 建立作业告知制度

各装置建立热处理微信群，业主质量部门管理人员、业主项目部、监理单位、施工单位热处理责任人及所有作业组负责人必须进群。施工单位作业前，每天发布热处理计划，具体到单元、区号、管线号、焊口、材质和壁厚。当天作业完成，实际完成工作还须上报。另外，每道焊口热处理前、过程中及热处理完成后，必须在群里发布照片并说明。热处理作业必须主动接受监督。对于特殊材质、特殊结构焊缝的热处理，要求每道焊口热处理保温前报检。

2.8 严格热处理曲线确认、报验

监理单位必须跟踪、确认每道焊口的热处理。热处理完成后，热处理人员必须当即在热处理曲线旁做好焊口标注，同时签字并注明日期、时间。当天热处理工作完成，施工单位整理、核对热处理记录及曲线后，填写“热处理日工作记录”，当天必须报监理专业工程师核对、签字并注明日期，完成后拍照上传至线上微信群。另外，热处理过程中，监理必须对正在热处理的工作进行抽查，并当即在热处理曲线旁签字，抽查比例不低于10%。业主项目部也必须在线抽查，并签字，抽查比例不低于5%。业主质量部不定期进行抽检，如若发现热处理过程违规，要对施工单位和监理单位进行处罚，对业主项目进行考核。

2.9 建立夜间作业巡检制

各单位的夜间热处理作业必须事前报备，并群里发布。业主质量部门牵头，每晚对现场热处理作业进行巡检及抽查，发现问题严肃处罚，弄虚作假从重处罚。夜间作业不报备就擅自实施的，也要处罚。

2.10 严格焊接预热与后热温度管控

要求所有关键部位、特殊材质的预热及后热必须采用热处理设备加热、恒温、测温，并打印温度曲线。

2.11 严格热处理后的检验及评定

根据规范要求，热处理后一般进行硬度检测，硬度检测和曲线符合要求即判定热处理合格。该项目组织业内专家，通过热处理工艺试验，确定增加检测手段和批次，要求按批次进行焊缝金相组织检测，确保硬度及金相组织均应复合要求。另外，对TP321 及TP347 不锈钢增加了铁素体含量测定等。

如乙烯装置集气管焊缝，其材质为P91，接头为密集的支管台角焊缝，热处理影响区重叠，实施难度大，热处理效果差，热处理后硬度（HB）检测偏低或偏高。通过组织专家讨论，并参阅国内外相关标准，确定：HB＞300 的焊缝，重新进行热处理；175≤HB≤300 的焊缝，判定合格；160≤HB＜175 的焊缝，根据金相分析结果判定是否合格；HB＜160 的焊缝进行割口处理。并统一硬度检测方法：按焊缝圆周四等分取四个部位，每个部位应包括焊缝、两侧热影响区（熔合线5mm 以内）和两侧邻近母材，至少检测5 点，每个测点至少测3 下，取平均值。对于焊接已全部完成，但现场热处理效果不理想的集气管，要求返厂采取炉内正火加回火热处理，并要求施工单位随炉做工艺试板，检测力学性能和金相组织是否符合要求。

另外，对柴油加氢、渣油加氢等装置中的厚壁TP321、TP347H 等不锈钢材质，是否进行热处理争议比较大。通过调查国内类似装置热处理情况及装置运行情况，并多次组织专家及设计讨论，最后确定：对于操作温度不大于450℃的TP347、TP321 不锈钢管道，不进行稳定化热处理。对于浆态床加氢装置TP347/ 347H，其操作温度为450＜T＜500℃。通过讨论，确定管道壁厚小于40mmm的管道实施焊后稳定化热处理，并执行NB/ T10068。同时，为确保工艺满足要求，实施前要进行多次热处理工艺试验，通过调整保温措施，减少内外温差，通过对比试验结果，确定最终热处理实施方案。

2.12 定期评比

每周组织全场热处理检查，抽查持证上岗、挂卡作业、热电偶接线、保温棉外侧温度、曲线记录等事项。根据抽查点数、评分排名，问题严重的严肃罚款，并每周评比、通报。同时，定期根据每周评比情况进行总评，奖优罚劣。对于问题严重的单位，及时约谈或联系总部驻点整治。

3 结论

通过采取以上管控措施，该项目热处理作业队伍及人员素质显著提高，且设备及用材报检合格率、热处理工艺执行正确率、热处理曲线一次合格率，以及热处理后检测合格率都达到99%以上。弄虚作假的问题基本被杜绝，热处理报告严格、真实地反映了对应焊口的热处理过程，实现了良好的可追溯性。工作得到了政府监检部门的充分肯定。目前该项目一期工程已运行一个周期，二期项目也运行一年有余，未出现过一起因热处理引发的质量问题。实践证明，该热处理管控措施有良好的针对性和操作性，可供其他大型炼化项目参考借鉴。