离子膜钛管道施工方案

巨化集团公司6万吨/年离子膜烧碱技改工程钛管道工程施工方案二○○一年二月巨化集团公司6万吨/年离子膜烧碱技改工程钛管道工程施工方案编制：汪伟审核：宫恩顺质量：严长福安全：郭志刚批准：程润才中国化学工程第十三建设公司巨化工程项目经理部二○○一年二月二十五日巨化集团公司6万吨/年离子膜烧碱技改工程钛管道工程施工方案二○○一年二月目录1编制说明……………………………………………………………………………………………………12编制依据……………………………………………………………………………………………………13施工工艺流程……………………………………………………………………………………………24管子及管件检验……………………………………………………………………………………25管道施工……………………………………………………………………………………………………36安全注意事项……………………………………………………………………………………………77质量控制点………………………………………………………………………………………………88劳动力组织………………………………………………………………………………………………89施工机具配备…………………………………………………………………………………………910技术措施用料…………………………………………………………………………………………9巨化集团公司6万吨/年离子膜烧碱技改工程钛管道工程施工方案二○○一年二月第1页1编制说明1.1适用范围本方案仅适用于巨化集团公司6万吨/年离子膜烧碱技改工程中钛管道工程施工。1.2工程概述巨化集团公司6万吨/年离子膜烧碱技改工程，是利用日本进口离子膜法电解制碱技术，由浙江工程设计有限公司设计。该工程由于高温介质的存在，部分管道选用了钛材。为了保证工程进度、质量，特制定钛管道施工方案。1.3工程特点钛管道的制作与安装，焊接是关键。钛管道的焊接工艺远比不锈钢管道的焊接工艺要求严格。钛在高温时极易吸收和溶解气体，与氧、氮、碳、氢和几乎全部的氧化物进行反应。在250℃开始吸收氢，600℃吸收氧，700℃强烈吸氧。随着温度的增高，钛开始强烈吸收和溶解气体，使其硬度提高，塑性和韧性下降，且易生成气孔。1.4本工程钛管主要规格及数量规格材质数量规格材质数量φ32×3TA244.6φ159×4TA254.9φ32×1.5TA250.2φ219×4TA26φ57×2TA291.6φ219×3TA212.7φ89×3TA210.6φ273×3TA294.6φ89×2TA2173.9φ325×3TA20.8φ108×3TA212φ426×4TA241.1φ133×3TA258.5φ530×4TA225.22编制依据2.1浙江工程设计有限公司设计的6万吨/年离子膜烧碱技改工程工艺管道施工图纸。2.2所采用的标准规范2.2.1《钛管道工程施工及验收规范》SHJ502-862.2.2《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-972.2.3《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-982.2.4《钢焊缝射线照相及底片等级分类法》GB3323-872.2.5《工业安装工程质量检验评定统一标准》GB50252-942.2.6《工业金属管道工程质量检验评定标准》GB50184-932.2.7《管架标准图》HG524-91巨化集团公司6万吨/年离子膜烧碱技改工程钛管道工程施工方案二○○一年二月第2页3施工工艺流程4管子及管件检验4.1管材检验4.1.1管材须有制造厂的出厂合格质量证书。3.1.2管材应逐根进行检查，其规格、外径和壁厚及其允许偏差应符合GB3624—83《钛及钛合金无缝管材》中的有关规定。4.1.3管材端部应平滑，其内外表面应无针孔、裂纹和折叠、过腐蚀现象。4.1.4管子弯曲度允许偏差应符合GB3624—83中表2.1.5要求。4.2焊材检查巨化集团公司6万吨/年离子膜烧碱技改工程钛管道工程施工方案二○○一年二月第3页4.2.1选用的焊丝应有出厂合格质量证书。4.2.2钨极宜采用铈钨极或钍钨极。4.3管件检查4.3.1弯头、异径管、三通、法兰、盲板垫片必须有制造厂合格证和质量证明书，并应按设计要求核对其材质、规格和型号。4.3.2法兰、盲板的密封面应平整光洁，不得有毛刺和径向沟痕。4.4阀门检验阀门应具有制造厂的出厂合格证，并应逐个按设计要求进行强度和严密性试验。5管道施工5.1一般注意事项5.1.1钛管加工时，不应使用铁锤、钢丝锯等工具，而应使用不锈钢或钛制工具。5.1.2钛管预制、装配开口部分要用密封带密封，以防异物进入管内，同时保护好焊缝。5.1.3在搬运钛管时，注意不要碰伤，特别注意不要用铁制的钢丝绳直接接触钛管，应用尼龙绳、尼龙带等。5.1.4钛管不可直接在水泥地面上加工，而需在不锈钢板或木质地板上进行操作。5.2管子切割及坡口加工5.2.1管子堆放和加工应有专用场所，场内应保持清洁。5.2.2管子加工工具必须专用，并保持清洁。5.2.3管子切割及坡口加工，原则上采用机械方法，但切割表面不得过热变色，当采用氧乙炔焰或等离子弧方法切割时，必须用机械方法除去污染层。5.2.4管子切口及坡口质量应符合下列要求：表面应平整，不得有裂纹、重皮，并清除毛刺、凸凹、缩口、焊渣及氧化物等。5.2.5在用机械切割时，严禁机油玷污钛管。在夹持钛管时，夹具与钛管之间应垫上胶皮。5.2.6坡口加工后，不马上焊接时，应用密封带保护焊缝坡口面。5.3弯管制作5.3.1弯管的弯曲半径应为管子的3～5倍。5.3.2管子可采用弯管机械胎具进行热弯或冷弯，热弯时，加热温度不得超过350℃，冷弯时应考虑回弹量，并采取措施防止污染。5.3.3弯管的填砂应专用，并应保持干燥和清洁，装卸时应用木锤或铜锤敲打，严禁使用铁锤。巨化集团公司6万吨/年离子膜烧碱技改工程钛管道工程施工方案二○○一年二月第4页5.3.4管子弯制后的质量应符合下列要求：无裂纹、皱折及过烧等缺陷；壁厚减薄率不得超过8%；弯管的内外表面应无工具划痕及嵌入的铁屑；弯管制成后，经渗透探伤，应无裂纹和其它超标缺陷。5.4管道预制5.4.1预制前应认真核对管线图和现场实测尺寸。5.4.2预制管段的组合尺寸应符合要求。5.4.3管子对口时应检查平直度，在距离口中心200mm处测量，允许偏差为1mm/m，全长的允许偏差不得超过10mm。5.4.4管子的开孔应避开焊缝，支管外壁距纵、环向焊缝不应小于50mm。5.4.5管子组对时，两纵缝间距应大于100mm。5.5管道安装5.5.1吊装用钢丝绳、卡具不得与管道直接接触，应用橡胶或石棉等制品予以隔离。5.5.2钛管安装后，严禁受到其他管道的焊接影响以及铁离子污染。5.5.3在安装过程中，严禁损伤管道。5.5.4法兰连接前，应检查其密封面，不得有影响密封性能的缺陷存在，并应保证密封面的清洁。5.5.5管道安装允许偏差应符合下表的规定：管道安装允许偏差表项目允许偏差(mm)坐标及标高室外架空15地沟15室内架空10地沟15水平管弯曲≤Dg1001/1000最大为20＞Dg1001.5/1000立管垂直度2/1000最大为15成排管段在同一平面上5间距+5交叉管外壁或保温层间距+105.6管道焊接5.6.1一般规定5.6.1.1从事钛管道焊接的焊工必须是考试合格的焊工。5.6.1.2焊接方法采用钨极氩弧焊，焊接材料按等成份原则选取ERTA2。5.6.1.3焊接设备应采用使用性能稳定的直流氩弧焊机，正接法，且附有高频引弧和电流衰减装置及满足工艺要求的其它设施。5.6.1.4焊接熔池及焊接接头内外表面高于400℃的区域均应用氩气保护。巨化集团公司6万吨/年离子膜烧碱技改工程钛管道工程施工方案二○○一年二月第5页5.6.1.5现场焊口焊接时，应有防风、雨、雪的措施，并应保持相对湿度90%以下。5.6.1.6在各层焊中，要仔细进行，以防在焊接面上产生气泡、裂纹等缺陷。5.6.2焊接准备5.6.2.1保护气使用纯度99.99%以上的氩气。5.6.2.2管子和管件的坡口形式和尺寸的选用应考虑易于保证焊接接头质量、填充金属少、便于操作和减少焊接变形等原则。5.6.2.3坡口及焊丝的清洗应符合下列要求：a）坡口及其两侧各25mm以内的内外表面清除油污后，应用细锉或奥氏体不锈钢丝刷、铣刀等机械方法清除其氧化膜、毛刺和表面缺陷，清理工具应专用，并保持清洁；b）经机械清理后的表面焊接前应使用不含硫的丙酮或乙醇进行脱脂处理，严禁使用诸如三氯乙烯、四氯化碳等氯化物溶剂。使用溶剂应采用经过水和乙醇洗涤的塑料海绵和白丝绸布，不得采用毛巾、棉纱和布等，并且应擦洗到白丝绸布没污染颜色为止；c）填充焊丝也应按照上述方法进行清洗。5.6.2.4管子或管件的焊口组对应符合下列要求：a）壁厚相同的管子或管件组对时应做到内壁平齐，对口错边量不应超过壁厚的10%，且不大于1mm；b）钨极直径根据所使用焊接电流大小进行选择。5.6.3焊接工艺5.6.3.1焊接工艺参数见下表：壁厚(mm)焊层钨极直径(mm)焊丝直径(mm)层间温度(℃)焊接热输入氩气流量(L/min)焊接电流(A)电弧电压(V)焊接速度cm/min喷嘴保护罩背面≤21φ1.6φ2.0≤20040～7010～127.5～158～1216～256～103～42φ2.0φ2.0≤10080～11012～147.5～1512～1525～308～155.6.3.1焊接位置宜采用转动平焊。5.6.3.2在保证焊透及成形良好的条件下，应选用小规范焊接，层间温度不高于200℃。5.6.3.3焊接作业均应在氩气保护下进行，采用焊炬喷嘴保护熔池，焊炬拖罩保护焊缝，管内充氩保护焊缝及靠近焊缝区的内表面，保护措施应充分可靠，并符合下列要求：a）焊炬喷嘴直径宜选用φ12～20mm，喷出的氩气应保持稳定层流；巨化集团公司6万吨/年离子膜烧碱技改工程钛管道工程施工方案二○○一年二月第6页b）焊炬拖罩形式应根据焊件尺寸和形状决定，具体要求为：拖罩宽度25～60mm，拖罩长40～100mm，保护罩靠近进气的一侧钻直径0.8～1.0mm的小孔，孔距10mm左右，氩气经不锈钢网或多孔板进入保护区，多孔板厚0.8～1.0mm，孔径1.0mm，孔距8～10mm；c）管内提前充氩气，排净空气并保持微弱正压和层流状态。5.6.3.4起弧时焊炬应提前送气，并采用高频引弧；熄弧时，应采用电流衰减装置和气体延时保护装置，弧坑必须填满且避免大气污染；5.6.3.5焊接中填充焊丝的加热端应始终保持在氩气的保护之下，熄弧后焊丝不得立即暴露在大气中，应在焊缝脱离保护时取出，焊丝如被污染、氧化变色时，污染部分应予切除；5.6.3.6焊接过程中电弧应保持稳定，避免钨极与焊件或焊丝接触造成夹钨。出现夹钨应立即停止焊接，消除缺陷后方可继续施焊。5.6.4焊接检验5.6.4.1底层焊道均应进行渗透探伤，按《钢制焊接压力容器技术条件》JB741-80中附录六执行，以无裂纹和其它表面缺陷为合格。5.6.4.2管道焊后必须对焊缝进行外观检查。a）焊缝外形尺寸应符合下列要求：①焊缝宽度以每边不超过坡口边缘2mm为宜；②焊缝余高：当壁厚小于5mm时为0～1.5mm，当壁厚大于5mm时为1.0～2.0mm；③角焊缝的焊角高度应符合设计规定，余高为焊角高度的15%，其外形平滑过渡。b）焊缝表面不得有气孔、夹渣、裂纹及未熔合等缺陷，咬边深度应小于壁厚的10%，且不大于0.5mm，焊缝两边的咬边长度不得超过该焊缝长度的5%。c）焊缝表面色泽检查应在焊后清理之前进行，其色泽标准见下表：焊道颜色保护效果质量银白色(金属光泽)优合格金黄色(金属光泽)良合格紫色(金属光泽)[注]蓝色(金属光泽)低温氧化，表面污染合格高温氧化，污染严重，焊缝性能下降不合格灰色(金属光泽)保护不好，污染严重不合格暗灰色灰白色黄白色[注]：区别低温氧化和高温氧化的方法宜采用酸洗法。经酸洗能除去紫色、蓝色者巨化集团公司6万吨/年离子膜烧碱技改工程钛管道工程施工方案二○○一年二月