100万t/年对二甲苯芳烃联合装置的焊接（下）

中国石油天然气第七建设公司 （山东青岛 266300） 高景刚 孙志超 杨中良

四合一对流式炉管长达38m，安装难度大，现场采用预制成U型弯从一侧穿管、另一侧焊接固定口的施工方法，施工效果良好；另一侧焊接固定口时，采用从上到下、从右到左的施工顺序，把间隙小、操作困难的地方留给右手操作、平焊位置，图5为四合一炉炉管实体。

图5 四合一炉炉管实体

（2）圆筒炉炉管组焊 圆筒炉辐射炉管沿加热炉炉壁成圆形等距排列，炉管间采用急弯弯头连接。为了进一步保证焊接质量，减少空中高处焊接的数量，采用分片预制焊接、分片吊安的方法。将辐射炉管分成若干组，按炉管布置半径和间距制作专用焊接胎具，辐射炉管要在专门胎具上进行组焊预制。专用胎具要有足够的刚性和稳定性，充分保证炉管组对的共面性、中心距的正确性和平行度要求，并能充分的支承以便于组对焊接施工。地面分片组对、焊接和热处理，检测合格后成片吊装。图6为圆筒炉辐射炉管组焊成片及安装的照片。

图6 辐射炉管组对成片及安装

（3）工艺管道的焊接 鉴于本装置组焊工作量大、高空作业多、交叉作业频繁的特点，采用单线图法施工，采用分段预制法在条件相对较好的预制场内进行深度预制，在管线分段时优先考虑在自然断开处分段（如法兰联接处），以焊缝少、检查方便、安装可行为原则，合理安排组对程序，使安装焊缝减少到最低限度。焊接采用转动焊接，减少了现场的固定焊口，有效地减少了高空作业量，施工简便易行，从而达到了保证工程质量和施工安全，缩短施工周期和降低工程成本的目的。

（4）炉管和工艺管道焊接的技术要求 炉管和工艺管道焊接对接焊缝采用氩电联焊，其中DN≤50mm的管线采用手工钨极氩弧焊。角焊缝采用焊条电弧焊，每道焊缝应至少焊两遍。

考虑到焊接时的质量控制要求，避免由于管内表面错边过大引起的根部未焊透或咬边问题，对焊接接头组对时的管内错边量进行控制，组对时内壁应齐平。

定位焊的焊接工艺与正式焊的焊接工艺相同。定位焊缝的长度宜为10～20mm，高度为2～4mm，定位焊缝应沿管周均匀分布。正式焊接时，起焊点应在两定位焊缝之间。定位焊缝应焊透，且无裂纹、未焊透等焊接缺陷，发现裂纹、未焊透等焊接缺陷时必须清除后重新焊接。为确保底层焊道成型良好，减少应力集中，定位焊缝的两端应为缓坡状。

铬钼钢钢炉管焊接前必须严格进行预热。焊接预热有利于减小温度梯度，降低焊接接头各区硬度和焊接应力，防止裂纹的产生。预热主要采用电加热法，预热时严格监控预热温度。焊件达到预热温度后立即进行底层焊道的焊接。

为了保证背面成形并防止氧化，提高焊缝的耐腐蚀性，不锈钢和铬钼钢打底焊接时焊缝背面均需充氩保护。充氩可采用整体充氩和局部充氩。充氩时要严格控制氩气的流量，开始时流量可适当加大，确保管内空气完全排除后方可施焊，焊接时氩气流量应适当降低，以避免焊缝背面因氩气吹托在成型时出现凹陷。

焊接时应注意始端和终端的质量。引弧时，保证将母材熔透，引弧应在坡口内引弧，严禁在焊件表面上引弧和试验电流。收弧时将弧坑填满，尤其是定位焊。

多层焊时应严格控制层间温度。铬钼钢焊接时的层间温度应大于等于预热温度。不锈钢焊接时的层间温度一般≤100℃。多层焊的层间接头应错开并注意层间清理和层间检查。

铬钼钢炉管焊接，应在保持预热温度的条件下每条焊缝一次连续焊完，如中断焊接，应立即进行300～350℃、15～30min的后热处理，然后保温缓冷至室温。再次焊接前应进行检查，确认无裂纹等缺陷后方可按原焊接工艺规程继续进行焊接。铬钼钢焊口焊完后，应立即进行焊后热处理。如不能及时进行焊后热处理，应按要求进行后热处理。

不锈钢焊口的焊接在保证焊透及熔合良好的条件下，应选用小的焊接参数、采用短电弧和多层多道焊接工艺。

四、焊接质量管理主要措施

（1）建章立制，夯实管理基础 努力做好焊接质量管理工作，制定完善了各项焊接管理规章制度，编制了焊接方案、焊接工艺规程。完善了包括岗位职责、管理流程、焊工培训和考试、质量检验检查、质量奖惩办法等内容的管理制度。项目部还制定了焊接质量经济责任制，通过经济奖励激励职工重视质量的意识，调动施工者的积极性、主动性、创造性。

（2）重视技术创新和技术管理 详细编制焊接方案措施，成立关键技术攻关小组有效解决超限容器厚壁焊接、整体热处理等技术难题。同时鼓励创新，科学组织，明确分工，采用新技术、新设备等多种手段，细致实施，成功完成各项技术攻关，使装置焊接工程技术先进性更显著。

（3）加强工序质量管理 在芳烃联合装置焊接作业过程中，班组认真执行工序质量报检，每一道工序施工的质量情况必须经过班组自检合格和专职质检员复检后再报给监理公司、质量监督站、业主，在取得三方质量控制负责人的确认后，方进入下道工序的施工，有效杜绝了不合格工序流入下道工序，进一步保护了焊接质量。

（4）加强对焊材及施焊环境的管理与监控 专人负责焊材的保管、发放、烘干和回收。焊材领用由施焊焊工填写焊材领用申请单，标明施焊部位，由班组长审核、焊接技术员确认后，保管员按单发放。在整个施工过程中焊材的发放与使用始终处于受控状态。

焊接场地应保持清洁，设置围屏等防风防雨。设专人对风速、温度、湿度进行监控。由于对施焊环境及过程控制得力，芳烃联合装置的焊接质量顺利达到了预期质量目标。

五、结语

在100万t/年芳烃联合装置工程的施工中，采用了新材料、新工艺、新设备，科学组织，严格控制，克服了工程量大、工期短、施工环境差等不利因素，实现了芳烃联合装置焊接工程现场钢结构组焊验收均一次合格；组焊设备焊接平均一次合格率99.2%；工艺管道焊接一次合格率为98.2%；炉管焊接一次合格率为99.3%；焊接工序报验一次合格率100%。高质量完成了装置的焊接任务，保证了装置安全稳妥一次投产成功，取得了明显的社会效益和经济效益。