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1、長春化工（盤錦）有限公司100kt/a離子膜燒堿項目鈦管道施工方案編制： 審核： 審批： 中國化學(xué)工程第六建設(shè)公司第五分公司長春化工盤錦項目部2012年10月10日目 錄1工程概況32編制依據(jù)33施工方法及技術(shù)要求34工程特點35施工要求46焊接工藝77焊接檢驗88施工質(zhì)量控制99安全管理及注意事項910現(xiàn)場文明施工管理1011勞動力安排1012手段用料一覽表1113施工機具、設(shè)備一覽表121工程概況本方案主要描述燒堿工程鈦管道施工的一般程序和方法，鈦管主要分布在電解廠房、脫氯框架、陽極液排放槽周圍，現(xiàn)場管道安裝密集、施工難度大；另鈦材的焊接工藝要求盡量減少現(xiàn)場固定口的焊接工作量，加上鈦材焊接2、的特殊性，為保證焊接質(zhì)量，特編制本方案。2編制依據(jù)2.1 長春化工盤錦燒堿項目施工圖紙2.2 工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范GB50235-20102.3 現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范GB50236-20112.4 中國化學(xué)工程第六建設(shè)公司鈦管道焊接工藝評定、指導(dǎo)書2.5 中國化學(xué)工程第六建設(shè)公司鈦管道施工工法（部級）2.6 鈦管道施工及驗收規(guī)范SH3502-20003施工方法及技術(shù)要求3.1 管道焊接施工工序流程如下： 施工準(zhǔn)備管材檢驗下料坡口加工焊絲、坡口表面清理及坡口尺寸修整焊件組對焊接焊縫外觀、顏色檢查焊縫射線檢查管道試壓-系統(tǒng)吹掃。3.2 焊接工藝評定及焊工考試施工前按S3、H3502-2000鈦管道施工及驗收規(guī)范中的有關(guān)規(guī)定進行焊接工藝評定，并根據(jù)評定結(jié)果所編制的焊接工藝說明書、指導(dǎo)焊工嚴(yán)格進行培訓(xùn)，并進行焊工考試，考試合格方可上崗施焊。4工程特點4.1 鈦材熔點高、導(dǎo)熱性差，焊接易過熱導(dǎo)致晶粒粗大，降低接頭性能，應(yīng)控制焊接線能量。4.2鈦管施工防護要求高，焊接采用高純度惰性氣體進行保護，施工現(xiàn)場保證清潔和無鐵離子。5施工要求5.1鈦管道預(yù)制及安裝要求 鈦管道加工及安裝要求與一般工藝管線的加工和安裝要求基本相同，特別強調(diào)以下幾點:1）所有參與施工的人員必須仔細閱圖，熟悉管線的走向、材料選用、連接方式、安裝位置及各種技術(shù)要求。2）管線在地面做好深度預(yù)制,核對施工圖4、與施工現(xiàn)場后反復(fù)核算下料尺寸，避免預(yù)制尺寸與現(xiàn)場尺寸不符。所有與管廊碰頭管線要現(xiàn)場實測。盡量減少高空固定焊，固定焊焊口要留有調(diào)整量，固定口所在位置要便于組對、焊接。3）用于鈦管砂輪及切割工具應(yīng)使用專用的砂輪片和切割刀具，其砂輪片及刀口嚴(yán)禁與其它材質(zhì)的共用。4）管子切割表面不得過熱變色，否則必須去掉污染層。5）下好料的管線及預(yù)制完的管段需用適當(dāng)?shù)姆椒ㄇ宄?biāo)明區(qū)號、管號、下料長度并在圖上作好標(biāo)記。6）管道安裝過程中嚴(yán)禁損壞管道。吊裝宜采用尼龍吊帶和尼龍卡扣。吊裝如果采用鋼絲繩、卡扣，不得與管道直接接觸，應(yīng)用木板或石棉制品予以隔離。7）管道與支、吊架，支座或鋼結(jié)構(gòu)之間應(yīng)墊入石棉制品或其他對鈦無害的材5、料。8）有接地要求的管道，導(dǎo)線跨接或接地引線不得與鈦管直接連接或焊接，應(yīng)采用鈦板過渡。9）壓縮機、泵等動設(shè)備配管須在設(shè)備找正、二次灌漿后進行；靜設(shè)備配管應(yīng)在設(shè)備找正后進行。5.2 產(chǎn)品防護 鈦管及其配件在開箱之后應(yīng)妥善保管，避免與其它材料鋼材接觸；預(yù)制階段應(yīng)嚴(yán)格按照施工要求進行，使用專用工具進行加工；所有鈦管在運輸和現(xiàn)場安裝之前，都必須清理干凈，用塑料布纏繞包裝；閥門密封面表面涂清漆或黃油，用塑料蓋或塑料布包扎保護。現(xiàn)場安裝過程中，現(xiàn)場不得有對鈦管產(chǎn)生破壞性的交叉作業(yè)。鈦材特性 鈦密度4.5g/cm3,熔點1668，在20其線脹系數(shù)8.4*10-6/，熱導(dǎo)率16W/(m*k),鈦及鈦合金具有良6、好的耐腐蝕性能，在氧化性、中性及有氯離子的介質(zhì)中，其耐蝕性均優(yōu)于不銹鋼。純鈦是一種銀白色金屬，882以上為體心立方結(jié)構(gòu)，稱鈦，低于此溫度為密排六方結(jié)構(gòu)，稱鈦。隨鈦中合金元素及雜質(zhì)含量的不同，同素異形轉(zhuǎn)變溫度也不相同。鈦與氧的親和力很大，甚至室溫下都能形成一層致密的氧化膜。由于此膜的存在，鈦具有良好的耐腐蝕性，鈦中溶解的氧和氮能明顯地起到強化作用，但塑性顯著降低。氫會使鈦及鈦合金脆化。工業(yè)純鈦由于塑性韌性好、耐蝕性、焊接性好和易于成形等優(yōu)點，在化工領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。鈦材的焊接性1）間隙元素沾污引起脆化 鈦與氧在540以上生成的氧化膜不致密。鈦在300以上快速吸氫，600以上快速吸氧，700以上快7、速吸氮。所以鈦在焊接過程及焊后冷卻過程中得不到有效保護，必然引起塑性下降，脆性增加。碳超過其溶解度時生成硬而脆的TiC，呈網(wǎng)狀分布，容易引起裂紋。 措施：采用GTAW焊接方法，管道內(nèi)部充氬保護，外部采用焊接拖罩對高溫部位進行保護，焊接前清潔坡口和焊絲，焊接時提前充氬保護，焊接后繼續(xù)充氬保護,直至焊縫冷卻至400以下切斷。2）裂紋 由于鈦及鈦合金雜質(zhì)含量少，故不易產(chǎn)生熱裂紋，但如果焊絲質(zhì)量不合格，特別是焊絲存在裂紋、夾層等缺陷，可能存在大量雜質(zhì)時，則可能引起焊接熱裂紋。 措施：檢查母材坡口附近和焊絲有無裂紋和夾層，如有，清除后再進行焊接作業(yè)。3）焊接保護不良會出現(xiàn)熱應(yīng)力裂紋和冷裂紋。 措施：加強8、焊接保護，防止有害雜質(zhì)污染，焊前預(yù)熱，焊后緩冷可以減少甚至消除熱應(yīng)力裂紋和冷裂紋。4）熱影響區(qū)可能出現(xiàn)延遲裂紋，焊接時由于熔池和低溫區(qū)母材中的氫向熱影響區(qū)擴散，產(chǎn)生TiC，在不利的應(yīng)力條件下會引起裂紋。 措施：正常氫含量的鈦及其合金焊接時一般不會產(chǎn)生TiC。注意焊接材料和母材的焊前清理。5）氣孔 氣孔是焊接鈦及鈦合金時最常見的缺陷。一般有兩類，焊縫中部氣孔和熔合線氣孔。在焊接線能量較大時氣孔一般位于熔合線附近。焊縫氣孔的形成原因主要在于焊接區(qū)，特別是對接端面被水分、油脂污染所致。 措施：1）保護氣采用純度為99.999%的氬氣，。 2）焊絲不允許有裂紋、夾層。 3）焊件表面，特別是對接端面進行9、酸洗。酸洗液采用HF3%+HNO335%水溶液，酸洗后用凈水沖洗，烘干。酸洗時間到焊接作業(yè)時間不超過2小時，期間不得受到污染。 4）對接坡口預(yù)留間隙0.2-0.5mm可明顯減少氣孔。焊接方法 焊接方法采用GTAW，直流正接。.1焊接材料：焊絲：ERTi-2 保護氣：用純度為99.999%的氬氣，對焊接熔池及焊接接頭內(nèi)外表面溫度高于400的區(qū)域均采用氬氣保護。焊前準(zhǔn)備.1坡口加工管材切割后，采用砂輪機打磨出坡口，坡口角度為單邊302.5，鈍邊0.51.5mm。加工坡口不允許使母材產(chǎn)生過熱變色。.2坡口及焊絲清理 坡口及其兩側(cè)各25mm以內(nèi)的內(nèi)外表面進行清理，清理程序如下：磨光機打磨砂紙輪拋光丙酮10、（或無水乙醇）清洗。清洗后不能直接進行焊接作業(yè)，待坡口端面晾干后方可以作業(yè)。如不能及時焊接，應(yīng)用自粘膠帶及塑料布對坡口予以保護。焊絲也用沾丙酮（或無水乙醇）的海綿擦拭干凈。.3焊工用手套應(yīng)潔凈，用前也用無水乙醇（或丙酮）清洗，避免將棉質(zhì)纖維附于焊件表面。.4管道焊接施工前，應(yīng)根據(jù)焊接工藝評定編制焊接作業(yè)指導(dǎo)書，焊工應(yīng)按指定的焊接作業(yè)指導(dǎo)書施焊。焊工必須持證上崗。6焊接工藝6.1焊接時應(yīng)在合格的工藝參數(shù)范圍內(nèi)選用小線能量焊接，層間溫度不得高于200，防止高溫時間過長晶粒長大。6.2焊接作業(yè)均應(yīng)在氬氣保護下進行：采用焊炬噴嘴保護熔池，焊炬拖罩保護熱態(tài)焊縫及近縫區(qū)的外表面，管內(nèi)充氬保護焊縫及近縫區(qū)的11、內(nèi)表面，具體措施：直徑較大的管子焊接時，管內(nèi)工作人員戴上防毒面具，手持保護罩對焊接熔池背面進行保護；直徑較小的管子或固定口焊接時，在管子內(nèi)表面距離坡口150300mm（根據(jù)可操作性取較大值）處采用可溶紙密封，再塞入一團可溶紙防止管內(nèi)氣壓過大將密封可溶紙破壞，然后充入氬氣將管內(nèi)空氣排凈。焊接前必須充分預(yù)充氬氣，焊后應(yīng)延時充氬，以使高溫區(qū)充分冷卻，防止表面氧化。6.3焊接過程中填充焊絲應(yīng)始終保持在氬氣的保護之下。熄弧后焊絲不得立即暴露在大氣中，應(yīng)在焊縫脫離保護時取出。焊絲如被污染、氧化變色時，污染部分應(yīng)予以切除。6.4不得在焊件表面引弧或試驗電弧；焊接中應(yīng)確保起弧與收弧的質(zhì)量；收弧時應(yīng)將弧坑填滿，12、多層焊的層間接頭應(yīng)相互錯開。6.5除有特殊要求外，每條焊縫應(yīng)一次連續(xù)焊完，如因故被迫中斷，再焊時必須進行檢查，確認(rèn)無裂紋后方可繼續(xù)施焊。6.6如果焊接作業(yè)時不慎出現(xiàn)夾鎢時，應(yīng)停止焊接作業(yè)，用磨光機清除鎢點，鎢級端部重新打磨，達到要求后方可重新進行焊接作業(yè)，要求與開始焊接作業(yè)相同。6.7定位焊應(yīng)與正式的焊接工藝相同，定位焊的焊縫長度宜為1015mm，高宜為24mm，且不超過壁厚的2/3。定位焊的焊縫不得有裂紋及其它缺陷，定位焊焊縫兩端，宜磨成緩坡形。6.8 鈦管焊接環(huán)境若出現(xiàn)下列情況之一，而未采取防護措施時應(yīng)停止焊接：1)風(fēng)速2m/s2)相對濕度大于90%3)下雨下雪； 4)溫度低于0。6.9焊13、縫返修工藝與原焊接工藝相同。同一部位的返修次數(shù)不得多于兩次，若需二次返修時，應(yīng)制定返修措施。7焊接檢驗a.焊工應(yīng)對焊好的焊道表面進行清理，要求外觀良好。寬度以每邊蓋過坡口邊緣2mm為宜，角焊縫的焊腳高度符合設(shè)計規(guī)定，外形平穩(wěn)過渡。表面質(zhì)量應(yīng)符合下列要求： 1)不允許有咬邊、裂紋、未熔合、氣孔、夾渣、飛濺存在； 2)焊縫余高：當(dāng)壁厚小于5mm時，為0-1.5mm；當(dāng)壁厚大于5 mm時，為1-2mm。3)焊縫表面錯邊量不應(yīng)大于壁厚的10%，且不大于2mm。b.底層焊道均應(yīng)進行滲透檢驗，以無裂紋和其他任何表面缺陷為合格。c.對每道焊縫表面進行色澤檢查，合格標(biāo)準(zhǔn)如下：焊道色澤檢查合格標(biāo)準(zhǔn)焊道顏色保護效14、果質(zhì)量銀白色優(yōu)合格金黃色良合格紫色（金屬光澤）注蘭色（金屬光澤）低溫氧化，表面污染合格高溫氧化，污染嚴(yán)重，焊縫性能下降不合格灰色（金屬光澤）保護不好不合格暗灰色灰白色黃白色注：區(qū)別低溫氧化和高溫氧化的方法宜采用酸洗法。經(jīng)酸洗能除去紫色、蘭色者為低溫氧化，除不掉者為高溫氧化，酸洗技術(shù)條件見下表焊縫酸洗技術(shù)條件酸洗液配方2-4%HF+30-40%HNO3+余量水（體積比）酸洗液溫度不高于60酸洗時間2-3分鐘注：酸洗后立即用清水沖洗干凈、晾干。d. RT檢驗 所有焊道探傷檢測方法按工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范GB50235-2010執(zhí)行。8施工質(zhì)量控制a.項目經(jīng)理是工程質(zhì)量的第一負(fù)責(zé)人，質(zhì)量管理15、部是日常質(zhì)量管理工作的辦事機構(gòu)。專業(yè)技術(shù)人員及專職質(zhì)量檢查人員具體對各專業(yè)施工過程的質(zhì)量實行監(jiān)督和檢查；c.施工前認(rèn)真做好技術(shù)交底工作，提高質(zhì)量要求,加強施工過程中技術(shù)質(zhì)量管理，做好施工記錄,嚴(yán)格執(zhí)行“三檢制”。d.施工中認(rèn)真按施工方案施工，工序交接要及時，上道工序不檢查不驗收，不得進入下一道工序。施工人員認(rèn)真及時做好施工記錄，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確齊全，不得做回憶紀(jì)錄。e.施工過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題要及時處理，特殊情況需經(jīng)有關(guān)人員共同確認(rèn)，不得私自處理。f.所有施工人員必須熟悉施工圖紙及有關(guān)規(guī)范和施工方案的要求，牢記施工程序，清楚質(zhì)量要求，提高質(zhì)量意識。9安全管理及注意事項a.建立施工的安全管理體系，明確責(zé)任16、，工地設(shè)專職安全員一名，各班組設(shè)兼職安全員，搞好工地的安全管理工作； b.凡參加施工人員必須身體健康，沒有突發(fā)急病（高血壓、眩暈癥等）。特殊工種作業(yè)人員必須持證上崗；c.吊裝作業(yè)，桅桿回旋范圍內(nèi)嚴(yán)禁站人，吊裝卡具和繩索使用前必須檢查無誤后方可使用，吊裝作業(yè)時必須設(shè)置警示牌，無關(guān)人員不得進入；d.在進行射線檢查時，通知監(jiān)理、業(yè)主及總包公司，必須辦理作業(yè)許可證。在需要進行射線檢查的路口及裝置附近進行提前貼告示，標(biāo)明探傷時間及地點，通知到本單位施工人員及其他單位作業(yè)施工人員。射線檢查必須避開白天正常作業(yè)施工期，在晚上規(guī)定時間內(nèi)進行。射線檢查時必須設(shè)置警告牌、警示燈，并用繩索設(shè)置安全作業(yè)區(qū)；e.各種設(shè)17、備及班組休息室、辦公室必須有可靠的接地裝置，各種設(shè)備電源及施工用電應(yīng)由專業(yè)電工接線，嚴(yán)禁違章接電。施工現(xiàn)場搞好文明施工，經(jīng)常檢查、排除事故隱患，交叉作業(yè)一定要注意安全，確保安全作業(yè)，現(xiàn)場按安全標(biāo)準(zhǔn)化管理；f.現(xiàn)場應(yīng)配備足夠的消防用品、用具；10現(xiàn)場文明施工管理10.1嚴(yán)格按經(jīng)業(yè)主批準(zhǔn)的施工總平面布置圖施工，暫設(shè)、機具、材料不得隨意或無計劃搭設(shè)及場地占用。10.2施工講究科學(xué)，遵守工藝紀(jì)律，杜絕野蠻施工，焊接必須嚴(yán)格執(zhí)行施工程序與規(guī)范，不能圖省事，不顧質(zhì)量要求和安全規(guī)定湊合施工。10.3施工現(xiàn)場管理高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求，現(xiàn)場每周至少大清掃一次，設(shè)備、材料的運輸?shù)跹b不能拖泥帶水。設(shè)備、配件或材料保持無泥18、土、污物。10.4施工所用的各種機具、設(shè)備應(yīng)遵守有關(guān)管理制度，確保完好。發(fā)生事故及時報告。10.5大型機具及車輛行走的施工道路及場地事先要規(guī)劃處理，避免雨季施工泥漿四濺，車陷路堵。10.6及時回收余料、廢料，嚴(yán)禁亂堆亂放，施工材料做到工完料盡場地清。保證場地清潔和道路暢通。10.7現(xiàn)場的水線、電纜、導(dǎo)線、電焊把線、二次線要統(tǒng)一規(guī)劃，合理布置，不準(zhǔn)亂拉亂扯。氧氣帶、電焊把線每日收工后要盤好。10.8加強現(xiàn)場安全保衛(wèi)工作，以防器材失竊。11勞動力安排勞動力安排 時間人員2012年10月11月12月管工101210焊工101410起重工444普工12141012手段用料一覽表手段用料一覽表序號名 稱19、規(guī) 格單位數(shù)量備 注1鈦板=8m210試壓盲板2角鋼505m20防雨、防風(fēng)罩3鋼管DN25m20防雨、防風(fēng)罩4石棉板=3mm張5臨時墊片5石棉板=1mm張20隔離6防雨帆布m220防雨、防風(fēng)罩7可溶紙Kg50充氬用8醫(yī)用膠布筒20充氬用9藍油漆筆支20標(biāo)識10紙膠帶箱1封口11銅皮=0.5mmm25保護托罩12銅絲網(wǎng)60目m23保護托罩13水合醋酸鈉鹽g1500Fe離子試驗14鹽酸羥胺g15Fe離子試驗151：10菲羅啉g10Fe離子試驗16蒸餾水升15Fe離子試驗17彩條布m2200隔離用18線手套副200勞保用品19口罩副300勞保用品20防塵帽副20勞保用品21勞保服裝副20勞保用品2220、勞保皮鞋副20勞保用品23不銹鋼絲輪100片100加工坡口24切割片150片200加工坡口25砂紙輪30片200加工坡口26砂紙輪40片300加工坡口27無水乙醇Kg200清理用品28冰醋酸ml1000Fe離子試驗29丙酮Kg50清理用品30HFml500酸洗31HNO3ml2000酸洗32砂輪片100片300加工坡口33鐵絲10號Kg50防護用34塑料布=1.5-2Kg250防護用13施工機具、設(shè)備一覽表施工機具、設(shè)備一覽表序號名 稱規(guī) 格單 位數(shù) 量1高頻引弧焊機臺62角向磨光機100臺63棒式磨光機臺64電焊把線35mm2米4005氫氣表01.6MPa只126木錘把1072磅線墜個68彎尺把69鋼板尺1m把610直流風(fēng)機臺111落地扇臺212鐵剪刀把613鋁水平把614盤尺30m把115溫度計支616銅錘3磅把617防毒面具套318角向磨光機150臺819鋼卷尺5m把1520套頭面罩個10