方案九: 焊接及無損檢測工程施工方案
1、 概況
1.1 合成氨裝置中的焊接工程主要涉及工藝管道焊接、現場組焊裝置焊接（包括一段轉化爐、開工加熱爐、液氨貯罐等）、鋼結構工程焊接等工作內容。其材質主要有：
1.2 碳鋼，如astm a53-b，astm a106-b，api5l-b等。這些材質的可焊性良好，一般不需要採取特殊工藝措施，即可獲得滿意的焊接接頭。
但對中、高壓厚壁管道或接頭的拘束度較大或有特殊使用效能（如抗應力腐蝕）要求的碳鋼管道，應採取防止焊接應力和裂紋的措施。而鋼結構的焊接主要從防止焊接應力和變形方面採取相應的工藝措施。
1.3 低溫鋼：如astm a333-1、16mndr等。
低溫碳鋼（astm a333-1）的焊接效能良好，但必須採取有效的焊接工藝措施避免焊接缺陷，保證焊接接頭的低溫韌性要求。16mndr作為液氨貯罐內壁材質，其焊接淬硬傾向性小，可焊性較好。但考慮到液氨貯罐的結構特點以及低溫效能尤其是低溫韌性要求，在焊接時應採取合理的焊接工藝和質量控制措施來保證焊接接頭的效能指標，避免焊接缺陷，防止焊接應力和變形。
1.4 低合金結構鋼，如16mn等。其焊接效能較好，但應根據其使用的結構工程部位和工作條件採取相應的防止焊接應力和裂紋等措施。
其中鋼結構的焊接主要從防止焊接應力和變形方面採取相應的工藝措施。
1.5 鉻鉬耐熱鋼：1-1/4 cr-1/2mo，如astm a335-p11等； 2-1/4 cr-1mo，如astm a335-p22等。
這類鋼的焊接特點是焊接接頭具有較大的冷裂傾向和存在高溫使用條件下的合金元素擴散（尤其是碳擴散）問題，尤其是2-1/4 cr-1mo鉻鉬耐熱鋼的回火脆性問題。其焊接工藝必須有防止焊縫金屬和熱影響區裂紋的必要措施以及考慮到母材和焊縫金屬的含碳量以及稀釋的影響。
1.6奧氏體不鏽鋼：304，如astm a312-tp304等； 304l，如astm a312-tp304l等；304h，如astm a312-tp304h等。
這類材質焊接的基本問題是：晶間腐蝕、熱裂紋、應力腐蝕和高溫使用條件下脆性σ相的析出。
1.7 另外，現場組焊的開工加熱爐爐管材質為2-1/4cr-0.5mo和304h；一段轉化爐的轉化管材質為離心澆鑄的高溫合金鋼cr25ni35nb。
由於一段轉化爐的進出口系統結構和材質目前不明確，根據我公司對以往施工的一段轉化爐的結構和材質的了解，出口系統材質為高溫合金鋼cr25ni35nb（hp40）或鎳基合金incoloy800；進口系統材質為鉻鉬耐熱鋼（如1.25cr-0.5mo）。
1.8 高溫合金鋼cr25ni35nb（hp40鋼）是一種耐熱不鏽鋼，該鋼種焊接的主要問題是焊接熱裂紋和根部焊道背面成型不良。同時考慮到轉化管的工作溫度（746℃）較高，要求其焊接接頭具有高的熱強性、抗氧化性和高溫韌性。
1.9 incoloy 800 為鐵鎳基耐蝕合金，在焊接過程中易產生熱裂紋、氣孔、熔合不良以及焊接區的腐蝕傾向等焊接缺陷，故應通過合理的焊接工藝加以控制，以確保焊接接頭的效能完好。
1.10 合成氨裝置中的所有焊接工程，應執行合同檔案和業主指定的相關技術法規、標準、規範、設計檔案、業主提供的專門焊接工藝指導檔案和現場焊接工藝指導書的規定。現針對合成氨裝置中焊接工程的結構型別、工況條件以及上述材質的焊接特點，結合我公司焊接施工經驗，特提出以下技術與質量控制措施來保證焊接質量。
由於設計檔案對本裝置的焊接工程有待進一步明確，待我公司中標後再行調整、補充完善。
2、焊接工藝控制程式：
3、焊接工藝評定
我公司已擁有成熟的上述各類材質的焊接工藝及評定。工程焊接前，根據相關標準、規範、設計檔案、合同檔案和業主的要求進行補充性焊接工藝評定來保證焊接工藝評定的覆蓋率，以及對業主提供的焊接工藝進行驗證性試驗，並提出焊接工藝評定報告或焊接工藝驗證報告，按規定程式審批後用於編制焊接工藝指導書。
4、焊工資格評定
按相關標準、規範和合同技術檔案的規定對從事相應焊接專案的焊工進行資格考核和認可。必要時根據現場工作需要對焊工進行現場模擬培訓和考核。對高壓厚壁管道、鉻鉬鋼和不鏽鋼材質、鎳基合金材質、特殊位置焊接（如爐管焊接的狹小位置等）以及焊接環境惡劣的場合採取選拔優秀焊工的辦法確保焊接質量。
5、焊接工藝指導書
依據焊接工藝評定報告、業主提供的焊接工藝指導檔案（wps）以及本公司焊接施工經驗，編制現場焊接工藝指導書，按規定程式審批後作為焊工進行焊接操作的指導性檔案。
6、焊接材料的驗收、保管、烘烤、發放和**
6.1現場焊材庫條件：
現場設立焊材庫，焊材庫應建在乾燥、通風、無腐蝕性的場所。焊材庫內應設有通風、除濕裝置，以保持庫內乾燥和通風良好。對焊條庫實行分割槽管理，明牌標識；庫內應設定多層焊材架，做到排列整齊，架子底層離地面高度距離不小於300mm，離牆壁距離不小於300mm。
對庫內溫度和濕度進行監控。
6.2焊材進庫驗收和檢驗：
按規定對入庫焊材進行檢查、複驗，並作好驗收記錄，不合格焊材不入庫。焊材入庫應具備焊材質量保證書及規定的包裝標記。焊材包裝物不得有破損，且不得受潮和被雨淋。
6.3焊材保管：
應建立焊材出入庫登記臺帳。焊材應按種類、型號（牌號）、批次、規格、生產廠家、入庫時間分類堆放。每垛焊材應有標牌，明確標註入庫號，做到標牌、實物、帳目三者相符，實物包裝良好、不混亂。
6.4焊材烘烤、發放、**管理：
6.4.1焊材領用、烘烤前應根據認可的焊接工藝指導書和有關工藝檔案編制「焊材烘烤發放通知單」作為焊材領用、烘烤、發放的依據。
6.4.2應檢查烘烤箱、恆溫箱和焊條保溫筒的效能是否滿足使用要求，熱工儀表是否在有效檢定週期內。
6.4.3焊條應按生產廠說明書的要求嚴格烘烤。
一般情況，焊條的烘烤工藝為：低氫型奧氏體焊條為200～250℃、2小時，低氫型非奧氏體焊條為350～400℃、2小時，100～120℃下待用；酸性焊條150～200℃、1小時，80～100℃下待用。
6.4.4焊條不能成垛或成捆地堆放烘烤。應分層堆放，且每層焊條堆放不應超過隔層高度的2/3，避免烘烤時受熱不均和潮氣不易排出。
6.4.5禁止將焊條突然放到高溫烘烤箱內，或從高溫烘烤箱內突然取出冷卻，防止焊條驟冷驟熱而產生藥皮開裂脫落現象。
焊條進箱時箱內溫度應在100℃以下，公升、降溫速度不宜超過150℃/小時。
6.4.6不同烘烤溫度的焊材不應在同一烘烤箱內烘烤。同一烘烤溫度但批號或入庫編號不同的焊材在同一烘烤箱內烘烤時，也應分開放置，並有明顯標記，嚴禁混淆。
6.4.7應按焊接材料烘烤發放通知單的要求發放焊材，每次發放量不超過4小時工作的用量。
6.4.8應填寫焊材烘烤、發放記錄。
6.4.9手弧焊時，每名施焊焊工應配備乙隻焊條保溫筒，焊工領用的焊條應及時放在保溫筒內隨用隨取。乙隻保溫筒內禁止混裝兩種以上牌號的焊條。
6.4.10焊接工作結束後（或下班前），應對剩餘的焊材進行**入庫。
**的焊條應核對標記並檢查藥皮是否損壞，同時在焊條尾部作出**標記。在4小時內**的焊條應按不同的牌號、規格堆放在恆溫箱內指定的地方，不得混淆。現場使用超過4小時或低於規定溫度的焊條**後應放在烘烤箱內指定的位置重新進行烘烤。
6.4.11低氫型焊條的烘乾次數不應超過兩次，對**時有疑問的焊材不應用於管道焊接。
6.4.12焊絲使用前應用砂布徹底清除其表面鐵鏽，並用丙酮、酒精等易揮發溶劑擦洗油汙。
7、焊接及熱處理裝置
7.1焊接及熱處理裝置使用前應進行檢查、評定、認可，確保裝置效能穩定、可靠，電流錶、電壓表和溫度測量儀表、儀器計量準確，在檢定週期內。
7.2對焊接及熱處理裝置的使用環境進行監控，保證焊接及熱處理過程中裝置的技術效能和使用特性完全滿足對焊接和熱處理質量的要求。
8、施焊環境控制
施工現場受海洋氣候的影響很大，應做好對天氣情況的監測工作，制定現場焊接和熱處理作業的防風、防雨、防潮濕措施並嚴格實施，保證焊接環境條件符合焊接要求，防止由於風速和濕度過大引起焊接缺陷。焊接的環境溫度應能保證焊件焊接所需的足夠溫度和焊工技能不受影響。
9、焊前準備
9.1焊接材料的選用：
國外牌號的焊接材料由外商提供。當設計檔案對焊材未作規定或採用國內材質而由施工單位自選焊接材料時，應按以下原則選用焊材，並報設計或業主認可：
9.1.1應保證焊接材料的工藝效能良好，以防止焊接缺陷的產生。
9.1.2應考慮焊材與母材的相匹配性，保證焊接接頭的使用效能。即按照母材的化學成分、力學效能、焊接接頭的抗裂性、焊前預熱、焊後熱處理等因素確定。
(1)同種鋼材焊接時，首先要保證焊縫金屬的使用效能（包括力學效能、耐熱、耐腐蝕及低溫效能等）與母材相當。碳素鋼和低合金結構鋼根據其強度級別選擇相應強度級別的焊材，低溫鋼所用的焊材還應保證接頭的低溫韌性要求，即選用與母材的使用溫度相適應的焊材；鉻鉬鋼和奧氏體不鏽鋼材質應按焊縫金屬與母材主要化學成分相近的原則選用焊材。超低碳不鏽鋼的焊接應選用超低碳不鏽鋼焊材。
(2)異種鋼材焊接時，碳鋼與鉻鉬鋼（低溫鋼、低合金鋼）之間的焊接應按鉻鉬鋼（低溫鋼、低合金鋼）側材質選用焊材；鉻鉬鋼之間的焊接應根據合金含量較低一側或介於兩者之間的鋼材選用焊材；奧氏體鋼與珠光體鋼焊接一般選用cr25－ni13、cr25－ni20或鎳基焊材。
9.2焊接坡口加工、組對、清理、定位焊和工卡具焊接要求以及焊接方法的確定：詳見本標書第7章相關施工技術方案的內容。
10、焊前預熱措施
10.1預熱條件（什麼情況下要進行預熱以及預熱溫度）應按焊件厚度、結構剛性、施焊環境和使用條件等因素綜合考慮，並通過焊接工藝評定或驗證性試驗確定。
10.2異種鋼焊接時，按焊接性較差的一側鋼材選定預熱溫度。奧氏體不鏽鋼與鉻鉬耐熱鋼焊接時，為防止冷裂紋，焊接時也應採取必要的預熱措施，此時奧氏體不鏽鋼一側不宜預熱，或加熱熱源宜偏向於鉻鉬鋼一側。
10.3加熱及測量方法：採用電加熱或火焰加熱方法，測溫筆或觸點式溫度計在距對口中心50-100mm處測量。
10.4預熱區域範圍：一般應以焊縫中心為基準，每側不應小於焊件厚度的3倍，且不小於100mm。
10.5要求焊前預熱的焊縫其層間溫度應不低於預熱溫度，其層間溫度的加熱保持和測量方法與預熱相同。低溫鋼、奧氏體不鏽鋼、耐熱耐蝕高合金鋼及鎳基合金材質的焊縫其層間溫度應控制在100℃以下。
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