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1、 孝義市興安化工二期溶出與稀釋工程套管預熱器施工方案 主 管：審 核： 編 制： 編制單位：七冶建設有限責任公司孝義興安化工工程項目部目 錄一、編制依據2二、工程概況2三、施工準備31、材料準備32、焊接材料的選用及主要工機具4四、施工工序51、組對52、焊接63、探傷、退火64、吊裝85、試壓96、安裝97、安裝時還應注意如下要點10五、安全及文明措施10一、編制依據（1）、東北大學設計研究院套管預熱器施工圖DBYG038.0；（2）、鋼制套管式換熱器技術條件HG2650-95；（3）、工業金屬管道設計規范GB50316-2000；（4）、現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規范GB50232、6-98；（5）、工業金屬管道工程施工及驗收規范GB50235 ；（6）、承壓設備無損檢測JB/T4730；（7）、合同及相關工作聯系單、工程聯系單、圖紙會審紀要等技術文件。二、工程概況二期溶出套管預熱器緊靠一期溶出東面，進場的材料就地堆放，施工采用就地制造，就地安裝，制作時土建還在施工，大量的管子堆放現場，場地比較狹窄。二期共配置Ra101Ra111、Ra201Ra211兩組三套管加熱器，分為111級，層，由246個 “U”形彎管連接直管，座落在設備框架上，構成一組整體壓力容器加熱設備。直管由料漿管（內管1689,16Mn）和加熱室（外管50810，50820，16Mn）兩部分組成,所有管路3、加上彎頭、錐頭總重達4700噸。1-9級共96根外套管(50810)，單根長度65.6m，外管設計壓力3.5Mpa, 試驗壓力5.82Mpa，設計溫度250C（介質為堿性蒸汽）。每根外管套3根內管（1689），共288根內管，單根長度65.8m，內管設計壓力9.9Mpa,試驗壓力17.93 Mpa ,設計溫度300C（介質為堿性料漿）。10級共96根外套管(50820)，單根長度65.6m，外管設計壓力6.4Mpa, 試驗壓力12.14Mpa，設計溫度300C（介質為堿性蒸汽），每根外管套3根內管（1689），共288根內管，壓力、溫度、介質等同1-9級內管。11級共60根大管(50820)，4、與19級內管連接，起料漿輸送保溫作用，單根長度65.6m，設計壓力6.4Mpa, 試驗壓力12.14Mpa，設計溫度300C（介質為堿性料漿）。此設備的用途是利用溶出的二次蒸汽，輸送到加熱室將隔膜泵送入的料漿加熱到設計溫度，然后輸入溶出系統進行處理。技術參數表如下：名稱套管預熱器內管外管設計壓力9.9MpaRa101 Ra1093.5MpaRa1106.4Mpa Ra1116.4Mpa試驗壓力17.93MpaRa101 Ra1095.82 MpaRa11012.14 Mpa Ra11112.14 Mpa設計溫度()300Ra101 Ra109250Ra110300 Ra111300介質特性原礦5、漿Na2O 濃度:240g/l固含: 220g/l密度：:1482kg/m3腐蝕余量1.5焊縫系數0.9主要材質16Mn16Mn技術特性表三、施工準備1、材料準備、無縫鋼管1689 16Mn GB6479-2000無縫鋼管50810 16Mn GB6479-2000無縫鋼管50820 16Mn GB6479-2000、U形彎頭、法蘭、錐頭、螺栓、螺母、墊片2、焊接材料的選用及主要工機具、母材材質16Mn，鎢極氬弧焊絲選用THT50-6 2.0、2.5,手工電弧焊蓋面選用強度級別相當的J507焊條。冬季施工電焊條易結霜、吸潮，電焊條在使用前進行烘干處理，把焊條放進烘箱加熱到350烘培1小時直至干6、燥，取出后，貯存在保溫筒內，在現場逐根取出使用，焊條盡量烘多少用多少，如果反復烘干，要防止藥皮脫落，否則會使保護效果變差。、氧氣純度應在98.5%以上，乙炔氣的含硫量和含碳量不超過規定；氬氣的純度不應低于99.6%且含水量不應大于50毫克/立方米。、施工機具：鎢極氬弧焊、手工焊機：400A 14臺 氬弧焊、蓋面用懸臂自動焊機： PCAWM-24A2 1臺 蓋面用 焊條烘干箱： 0。C-400。C 1臺 烘烤焊條用焊條保溫桶： 8個 焊條保溫用氣動管子坡口機： 2臺 打磨坡口用卷揚機： 2 臺 供穿管及吊裝用角向磨光機： 100-150 12臺 打磨坡口用X光射線探傷設備： 5套 管道焊縫探傷用7、遠紅外線退火裝置： 2套 管道焊縫熱處理電動試壓泵： 25Mpa 1臺 管道試壓用履帶式汽車吊： 80T 2臺 供吊裝管用汽車吊： 25T 1臺 供吊裝管用手拉葫蘆（5T） 10臺 供穿管用手拉葫蘆（3T） 4臺 供對管、穿管用手拉葫蘆（2T） 4臺 供對管用手拉葫蘆（1T） 2臺 供對管用、人員： 管理 3人 電焊工 24人 氣焊工 5人 管工 22人 起重工 4人 電工 2人四、施工工序1、組對材料到場后對其進行檢查驗收，所到材料必須具有出廠合格證及質量證明書，符合國家質量規范標準要求，無縫鋼管及管部件根據設計尺寸進行外觀檢查，與設計訂貨數量、標準、型號核對準確無誤，并逐根測量其橢圓度、壁8、厚等，做好記錄，不合格者嚴禁使用。平整好現場場地，用H型鋼平鋪成管道加工胎具，按材料情況把管道長度下好，坡口加工，因單根鋼管長度約8.2M長，用氣焊加工質量參差不齊，為此采用氣動鋼管坡口機將鋼管單面加工成30的坡口，尺寸如下：然后將鋼管放在可以轉動的轉臺上，將坡口內外50mm內的鐵銹臟物處理干凈，將兩管端組對成2.5mm間隙進行點焊，而有時不能穿透反而成形不好，實際上間隙都選在34mm之間。組對時，每根內管分兩段組對，第一段和第二段均為33米，用3根11m長的管子組對在一起，在下料時應注意留出加工余量。2、焊接施焊前必須檢查對口平直度、焊口錯邊量，正式施焊時將定位焊肉磨成緩坡形。焊接方法采用氬9、電聯焊，即鎢極氬弧焊打底，手工電弧焊及機械自動焊蓋面。焊接前用角向磨光機清除焊口兩側內、外表面及焊絲表面的油污和氧化膜，為防止管子內部的穿堂風影響焊接質量，將管子兩端堵塞好。為防止施焊場地風力影響，用彩條布搭設可移動擋風篷。引弧必須在焊道中進行，當觀察電弧燃燒穩定，氬氣保護正常以后即可施焊。1689采用3點定位，50810、50820采用4點定位，焊肉在保證溶透的情況下小管盡量小而薄，大管寬而后，定位焊結束后，應在原處稍許停留以免焊點氧化。焊接時，焊槍與工件表面或70。80。的傾斜角。焊絲與工件成10。15。夾角，為了增強氣體保護效果和減少熱影響區寬度以防止工件變形，采用短弧焊接，噴嘴與工件表10、面距離調整到13mm左右。焊接過程中焊槍應均勻地作直線運動，并橫向擺動，鎢極要對準焊縫中心，并不能和焊絲及溶池接觸，以防產生鎢極夾渣，電弧要穩定，焊絲是往復加入熔池即將焊絲送到池邊緣（離熔池前緣1/4處）被熔化后隨即移出熔池，但不能把焊絲端脫離氬氣保護區以防氧化，如此往復進行，在焊接開始階段，隨著焊接溫度升高，應適當增加焊絲頻率，加快焊接速度。熄弧一般在熔池中多加焊絲再慢慢拉開電弧，并繼續送出保護氣體3-5秒鐘或收弧板上收弧，不然易產生裂紋，氣孔和焊穿現象。焊接時將套管兩端用20mm厚的鋼板焊死，所有組對焊接好的套管按圖紙支架列線分層、分組分批編制號碼，便于后面探傷、吊裝方便高效。3、探傷、退11、火根據設計要求對焊縫進行外觀檢驗和無損探傷檢驗，所有168內管對接焊縫采用100%射線探傷，級為合格。但508大管采用熱軋（擠壓、擴）管，熱軋（擠壓、擴）管在生產時外徑的允許偏差為1%，壁厚的允許偏差為+15%、-12.5%，圓度允許的偏差為不大于外徑允許偏差的50%80%。根據我們測量的數據，這些鋼管都在標準質量偏差之內，符合要求。根據國家規范焊接質量要求，管子在組對焊接時內管應齊平，內壁的錯邊量偏差不應大于2mm。我們采用測量、記號、挑選組對的措施，盡量縮小因直徑、壁厚、橢圓度形成的累計誤差，但還是不能完全達到內壁的錯邊偏差量小于2mm，在1mm4mm不等。這種情況下，采用X射線探傷時會出12、現相應問題，不符合級要求，但焊縫的實際質量沒有問題，則采用超聲波探傷即可。為消除或減少焊接產生的應力，焊縫探傷合格后進行焊縫熱處理。熱處理的方法選用退火處理，即采用LCD型履帶電加器進行加熱，退火溫度有控制箱控制，根據下表退火曲線參數退火（表一、表二）。本設備熱處理后，不得在設備本體金屬上焊接任何構件，在組對內管的時候將探傷和退火的工序穿插其間，白天組對焊接，因考慮到探傷時其他人員的安全距離，則選擇晚上換班探傷，探傷合格的焊縫第二天抽人員分批組對焊縫進行包裹、捆扎，晚上由專人進行熱處理。4、吊裝根據本次實際情況，采用從北向南K線開始3跨為一組分層吊裝。待第一層鋼梁安裝完畢，將之前在地面組對成型13、的套管用80噸吊車向廠房內的第一層（最底層）橫梁上吊裝，設5個吊點，第一層11級12根大管吊裝完畢后，才能安裝第二層橫梁，再吊裝第二層36根內管，每吊裝完一層內管立即安裝上一層橫梁，再吊裝上一層內管，按照上述順序逐層安裝。 第一個3跨吊裝到頂才能進入下一組3跨的吊裝，便于吊車能有足夠的旋轉空間。在這一過程中，另一批人組對制作外套管，分組編號放于鋼結構廠房的東西兩端，以便于后面外管穿管。示意圖如下（圖一）：5、試壓內管設計壓力為同等壓力，為17.93Mpa,內管單體試壓仍然按照吊裝順序分三次進行，每次將三跨所有內管連在一起試壓。當前三跨內管安裝完畢、探傷合格、熱處理完畢后，用45*5及32*5的14、無縫鋼管靠近水源的一端連接起來，用水泵注水試壓，冬季天氣比較寒冷，接一期生產原有熱水比較理想，試壓時應將套管固定，試壓合格后方能穿外管。外管安裝完畢后，按照設計要求分三個等級進行試壓，1-9級Ra101Ra109 5.82Mpa, 10級Ra110、11級Ra111 12.14Mpa,最后要進行整體壓力試驗。（另見試壓方案）6、安裝試壓完畢，按編制好的號碼3根一組按圖紙距離用制作好的支架、間隔板焊接固定，準備穿外管。套管預熱器安裝過程中因全部在鋼結構框架內施工，為此采取利用鋼結構框架屋架的方式進行。在鋼結構框架內高端和底端共設4個5t的倒鏈，將捆好的內管懸空，穿外管時，卷揚機設在廠房中間，從兩15、頭向中間穿，順序按提前編制好的組別進行，將放于廠房東西兩端的外管用吊車逐一穿入內管一部分后，將卷揚機的鋼絲繩栓在外管上往里拉，設6個吊點就可以了，每個吊點處必須站一個人操作導鏈，并鋪上跳板，以保證安全，為方便起見，在栓外管的鋼絲繩上捆一根麻繩，當卷揚機牽引外管到位后，可利用麻繩將鋼絲繩迅速拉回去穿下一根外管。外管穿完，將一端的堵頭內外焊接完畢，用卷揚拉動外管往一端串接，直至另一端頭，精確測量長度之后焊接堵頭，最后用半瓦封死預留缺口。當內、外直管安裝完畢，就可安裝U型彎管了，U型彎管共246個，其中11級彎頭采用焊接形式，不影響其他安裝。U型彎管與法蘭組對時必須在同一胎具上進行，以保證其具有互換16、性。外管整體試壓待二次蒸汽管和冷凝水管安裝后一起試壓。7、安裝時還應注意如下要點、套管直管制造時，套管兩端留出加工余量，安裝前不截取，不組對法蘭，在內管裝入套管時必須將焊口位置準確記錄下來，按預先編制好的編碼標示于套管上面作好移交記錄。、在直管兩端各設控制總長度的基準點，一般距離管端800mm以內，以基準點的測量起點為準進行測量，測量前36根直管起點須進行統一對齊，統一測量，劃線截取加工余量。、每層36根直管安裝就位，現場組裝時，必須以彎管為基準調整各管間的間隙，調整水平間距、垂直間距、相鄰套管間距誤差以保證彎管的互換性。、法蘭接口組裝時須處理好法蘭的接口面，在焊接一對環連面法蘭時，為了防止焊17、接過程中引弧打壞法蘭結合面和環墊，在法蘭兩側跨接接地線，、組對直管上的法蘭。法蘭螺栓孔跨間布置，在法蘭連接面上劃出“十”字中心線，其誤差控制在0.2mm以內，所有直管上的法蘭點焊固定，以法蘭面“十”字中心線測量所有法蘭間距（水平方向）和法蘭面須在同一垂直面上。、按安裝位置任意選擇兩端組裝彎管法蘭和彎管。若彎管的不值公差超出，不得調套管,只允許調整“R”值，不允許強力進行對口，這時法蘭焊口仍然只能點焊，拆除此法蘭上的彎管，然后用此彎管按安裝位置與其它直管上的法蘭進行組裝，如有誤，須再進行調整。、上述技措完后，再安裝所有彎管上的法蘭，用螺栓把緊進組裝，再施焊全部接口，焊縫采用全焊透結構。五、安全及18、文明措施、工程隊堅持每周安全會和作業組班前安全交底活動，其內容根據工程特點進行安全教育，講解安全技術，操作規程，檢查現場的不安全因數和隱患，制定預防措施，對進入施工現場的工作人員必須進行入場安全教育，學習本工種操作規程和有關安全制度，場內進口和危險區掛宣傳畫、標語或警示標志。、不允許氧氣瓶和乙炔氣瓶混運混堆，施工時，兩種瓶子的距離達到安全距離。、現場臨時用電要求一律采用“三相五線制”配線，所有插座插頭要全部改成“三相五線制”。每個臨時配電盤（箱）必須全部安裝靈敏的漏電保護器。不允許裸線現象，控制開關設置安全保護箱（罩）。使用角向磨光機必須佩戴安全面罩。、做好現場的文明施工，材料的堆放和機具的布置要合理，并做好標識，做到活完料清，、吊裝設施必須完好，如：卷揚機，鏈式起重機，汽車吊等，鋼絲繩須大于安全系數，吊裝時，指揮信號準確，吊裝點須牢固，吊物下面，繩索的三角區和吊車把桿下不允許站人。、防止高空墜落，做好“三寶”配戴，注意清查結霜、結冰情況。