特种管道焊接方案

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1、一、 特种管道焊接方案中原油田普光气田气体地面集输工程H2S（ 13 18%）、CO（2 8 10%）的含量非常高，介质条件非常苛刻。设计选用的主要材质为镍合金管道、镍基合金复合材料、 耐 H2S 的碳钢管道和低温钢。 由于普光气田地面集输工程所选管材和介质的特殊性，国内尚没有适合的焊接工艺评定的标准、规范，中石化集团公司工程部安排由中国石油化工集团公司施工技术淄博站负责进行普光气田集输工程特种钢焊接工艺评定试验。二、 编制依据ASME焊接和钎焊的评定SH/T3523石油化工铬镍奥氏体钢、铁镍合金和镍合金管道焊接规程普光气田主体开发地面集输工程关于焊接工艺评定有关问题的函的回复中原油田普光气田

2、开发管理项目部三、 焊接工艺评定试验的技术要求焊接工艺评定评定试验的技术要求见表。四、 焊接工艺评定数量计划焊接工艺评定数量计划见表。1表焊接工艺评定试验的技术要求焊接序号 项目 焊接方法 试件规格位置GTAW168.3 101 L360NCS碳钢管道5G GTAW+SMAW 50822.2 GTAW+GMAW 114.44.5GTAW+SMAW、168.320INCOLOY825镍合金管5GGTAW、114.314.22道GTAW+GMAW521.3GTAW、219(10+3)(L360CS+INCOLOY825)GTAW+SMAW、35G复合管道GTAW+GMAWGTAW、219(10+3

3、)4(L360CS+INCONEL625)5GGTAW+SMAW、复合管道GTAW+GMAWGTAW+SMAW、168.3235A333Gr6管道5GGTAW、168.311GTAW+GMAW114.34.5续表 1：基层基层2焊接序号项目位置A333Gr6+INCOLOY82565G异种钢管道L360NCS+A333Gr6异75G种钢管道L360NCS+INCOLOY82585G异种钢管道焊接方法试件规格GTAW+SMAW、168.3 20 114.3 14.2GTAW、（INCOLOY825）GTAW+GMAW168.3 23 114.3 17.5（A333Gr6）GTAW+SMAW、16

4、8.3 10GTAW、（L360NCS）GTAW+GMAW168.3 11（A333Gr6）GTAW+SMAW、168.3 20GTAW、（INCOLOY825）GTAW+GMAW168.3 10（L360NCS）3续表 1：焊接序号项目焊接方法试件规格位置3GTAW+SMAW、219.1 (10+3)L360NCS+(L360CS+INCGTAW、（L360CS+INCOLOY825复合管）95GOLOY825)异种钢管道GTAW+GMAW219.1 12.5（L360NCS）GTAW+SMAW、219.1 (10+3)L360NCS+(L360CS+INCGTAW、（L360CS+INCO

5、LOY625复合管）105GOLOY625)异种钢管道GTAW+GMAW219.1 12.5（L360NCS）SMAW、 GTAW、219.1 12.5L360NCS堆焊GMAW115GINCOLOY625基层复层基层复表焊接工艺评定数量计划试件组数序号项目试件数量焊接试验焊评1L360NCS碳钢管道918 168.3 10每种焊接方法三种规格20018=3600mm件，三种规格共预备 1 508 22.2评定的焊接20018=3600mm 114.4 4.520018=3600mm2INCOLOY825镍合金管道714 168.3 201、每种焊接方法三种规20018=3600mm试件，三种

6、规格共预备 114.3 14.2艺评定的焊接20018=3600mm2、 21.3 5 只进行 G 21.3 5接焊缝的焊接，此管径2006=1200mm3(L360CS+INCOLOY825)复 合96 219 (10+3)每种焊接方法预备两组4管道20030=6000mm件，其中 3 组试件进行4(L360CS+INCONEL625)复 合96 219 (10+3)每种焊接方法预备两组管道20030=6000mm件，其中 3 组试件进行5A333Gr6 管道918 168.3 23每种焊接方法三种规格20018=3600mm件，三种规格共预备 1 168.3 11评定的焊接20018=36

7、00mm 114.3 4.520018=3600mm续表 2：试验组数序号项目试验数量焊接试验焊评6A333Gr6+INCOLOY825 异 种912 168.3 20（INCOLOY825）每种焊接方法两种规格钢管道2009=1800mm件，两种规格共预备 1 114.3 14.2 （ INCOLOY825）评定的焊接20012=2400mm 168.3 23（A333Gr6）2009=1800mm 114.3 17.5 （ A333Gr6）20012=2400mm7L360NCS+A333Gr6异种钢管96 168.3 10（L360NCS）每种焊接方法预备两组道20015=3000mm件

8、，其中 3 组试件进行 168.3 11（A333Gr6）20015=3000mm8L360NCS+INCOLOY825异 种96 168.3 20（INCOLOY825）每种焊接方法预备两组钢管道20015=3000mm件，其中 3 组试件进行 168.3 10（ L360NCS） 20015=3000mm9L360NCS+96 219.1 (10+3)每种焊接方法预备两组(L360CS+INCOLOY825)异 种（ L360CS+INCOLOY825复合管）件，其中 3 组试件进行钢管道20015=3000mm 219.1 12.5 （ L360NCS） 200 15=3000mm续表

9、2：试验组数序号项目试验数量焊接试验焊评10L360NCS+96 1219.1 (10+3)每种焊接方法预备两组5(L360CS+INCOLOY625)异 种（ L360CS+INCOLOY625复合管）件，其中 3 组试件进行钢管道20015=3000mm 219.1 12.5 （ L360NCS） 200 15=3000mm11L360NCS堆焊 INCOLOY62566 219.1 12.5每种焊接方法预备两组30012=3600mm预备 6 组试件，其中 3五、 焊接试件性能试验计划根据胜利设计院设计的要求，所有焊接试件需要进行的试验内容包括焊接工艺评定试验和焊接工艺评定补充试验。焊接

10、工艺评定试验的试样类型及数量见表3. 焊接工艺评定补充试验的类型和数量见表 4.表 3 焊接工艺评定试验的试样类型及数量试样数量刻槽锤背管外径（ mm）拉伸断弯面弯侧弯总数壁厚 12.7mm 60.302200460.3114.3022004114.3323.9222208 323.94444016壁厚 12.7mm 114.3020024 114.3323.9220048 323.94400816注：对外径小于60.3mm的管子焊接两个以上试验焊缝，取一个刻槽锤断试样及一个背弯试样；对外径等于或小于33.4mm的管子，应做一个全截面试样的拉伸试验。表焊接工艺评定补充试验的类型和数量6试样数量

11、化学成分硬度试验冲击试验金相试验应力腐蚀开裂试验氢致裂纹试验1 组1 个6 块1 个1 组1 组注：化学分析可从焊缝任意位置取样，金相、硬度可取同一个试样，壁厚小于6mm的试件可以免做冲击试验。六、 人员、材料及机具实施计划1. 人员计划序号姓名职务 / 职称单位备注1吴忠宪总工中国石油化工集团公司施工技术淄博站2张桂红高工中国石油化工集团公司施工技术淄博站3陈茂斌技术处副处长中国石化集团第十建设公司4魏家斌焊接工程师中国石化集团第十建设公司5张延斌焊接高级技师中国石化集团第十建设公司6唐元生焊接高级技师中国石化集团第十建设公司7胜利设计院8胜利设计院9普光气田项目部10普光气田项目部11科研

12、单位12科研单位2. 材料使用计划根据拟定计划的试验数量，焊接试验主要需要管材和焊材见表5：表 5 试验用管材和焊材序号材料名称牌号（型号）规格使用数量备注1碳钢管道L360NCS168 109.6 米2碳钢管道L360NCS 508 22.23.6 米3碳钢管道L360NCS 219.1 12.59.6 米74碳钢管道L360NCS 114.4 4.53.65复合管道(L360CS+INCONEL625) 219(10+3)9 米6复合管道 (L360CS+INCOLOY825) 219(10+3)9 米7镍合金管INCOLOY825 168.3 208.4 米道8镍合金管INCOLOY82

13、5 114.3 14.26 米道9镍合金管INCOLOY82521.3 51.2道10低温钢管A333Gr6 168.3 116.6 米11低温钢管A333Gr6 168.3 235.4 米12低温钢管A333Gr6 114.3 17.52.4 米13低温钢管A333Gr6 114.3 4.53.614碳钢焊条牌号待定 2.5/ 3.280 公斤15碳钢氩弧 2.440 公斤牌号待定焊丝碳钢熔化16极氩弧焊牌号待定 0.9/1.280 公斤丝17镍合金焊ENiCrMo-1 2.5/ 3.280 公斤条18镍合金氩ERNiFeCr-1 2.430 公斤弧焊丝镍合金熔19化极氩弧ERNiFeCr-

14、1 0.9/1.280 公斤焊丝20镍合金焊ENiCrMo-3 2.5/ 3.2150 公斤条21镍合金氩ERNiCrMo-3 2.460 公斤弧焊丝按照附件 1 提供的坡口形式加工坡口，一共需要45 段 , 单根长度200mm ，L360NCS 管道和 L360NCS+A333Gr6 异种钢管道使用L360NCS 管道和 L360NCS+A333Gr6 异种钢管道使用L360NCS 管道和 L360NCS+A333Gr6 异种钢管道 GMAW 使用INCOLOY825 管道使用INCOLOY825 管道使用INCOLOY825管道 GMAW 使用INCONEL625 以及异种钢焊接使用INC

15、ONEL625以及异种钢焊接使8用镍合金熔INCONEL625 以22化极氩弧ERNiCrMo-3 0.9/1.2150 公斤及异种钢焊接使焊丝用23低温钢焊E7018-G 2.5/ 3.220 公斤A333Gr6 使用条24低温钢氩ER70S-G 2.460 公斤A333Gr6 使用弧焊丝低温钢熔25化极氩弧ER70S-G 0.9/1.260 公斤A333Gr6 使用焊丝除机械复合的镍基合金复合管道要求生产厂家加工坡口，其余管道不用加工坡口3. 机具使用计划根据焊接试验要求，焊接试验设备主要包括氩弧焊机、手工焊机、气保护焊机、管道对口器（包括内对口器和外对口器）、管道坡口机、热处理机、管道内

16、部气体置换装置、焊接支架及检测设备等，设备、设施要能保证两个焊工同时进行焊接操作。焊接试验需要主要设备见表6：表 6 焊接试验主要设备一览表序号设备名称设备型号使用数量备注1氩弧焊机TSP-3003 套一套备用2冷却水箱YX-09KBA13 套一套备用3手工焊机SS-4003 套一套备用4CO2/MAG气YM-350RF23 套一套备用保焊机5内对口器3 套自制6外对口器3 套自制7管 道 内 部 气3 套自制体置换装置8管道坡口机CSB-3551 套4. 焊接试验进度计划（1） 2007 年 6 月 30 日以前材料采购部门必须保证焊接试验使用的管材、焊材采购到位，以保证试验计划按时完成；9

17、（2） 2007 年 1 月 1 日-3 月 30 日市场调研；（3） 2007 年 4 月 1 日-4 月 30 日特种管道焊接试验场地验收、试验设备进行调试，试验场地具备施焊条件；（4） 2007 年 5 月 1 日-6 月 30 日试验材料的接收， 提前进行部分管道的加工等；（5） 2007 年 7 月 1 日-9 月 23 日特种管道焊接试验；（6） 2007 年 9 月 26 日-11 月 30 日特种管道焊接工艺评定；（7） 2007 年 12 月 1 日-12 月 19 日完成焊接工艺评定报告；（8） 2007 年 12 月 20 日-31 日组织有关专家进行签订；（9） 200

18、8 年 1 月开始进行现场应用。七、 存在问题1、胜利设计院提供的特种钢焊接工艺要求没有给出异种钢之间的连接数量，我们只是根据设计提出的异种钢连接原则，根据不同材质管道之间管径、壁厚之间的对应来确定焊接试验数量，所以可能存在部分漏项，主要包括：（1）A333Gr6与复合管之间的异种钢管道的焊接试验没有管径适合的管道，无法进行焊接试验；（2）INCOLOY825与复合管之间的异种钢管道的焊接试验没有管径适合的管道，无法进行焊接试验；（3）L360NCS+A333Gr6异种钢管道的焊接试验只能保证壁厚在10-20mm之间的异种钢焊接需要，壁厚小于10mm或大于 20mm的异种钢没有管径适合的管道，

19、无法进行试验；10（4）L360NCS+INCOLOY825异种钢管道的焊接试验， 只能保证壁厚在 10-20mm 之间的异种钢焊接需要，壁厚小于 10mm或大于 20mm的异种钢没有管径适合的管道，无法进行试验；2、L360NCS和 L360NCS+A333Gr6异种钢管道焊接使用的、具有耐H2S腐蚀性能的焊接材料牌号无法确认。3、(L360MCS+INCOLOY825)机械复合的镍基合金复合管道焊接试验及焊接工艺评定需要管道数量30030，由于没有此类管道的坡口加工技术，所以必须要求管道生产厂家按照焊接计划提供的坡口形式提供加工好坡口的试验管道。4、21.3 5 的 INCOLOY825镍合金管道，如果只用于放空，现场没有对接焊缝的焊接，此管径管道的焊接试验可以取消。附件 111