长春化工（盘锦）有限公司100kt/a离子膜烧碱项目
钛管道施工方案编制： ______________
审核： ______________
审批： ______________
中国化学工程第六建设公司第五分公司
长春化工盘锦项目部
2012年10月10日
1．工程概况 .................... 错误! 未定义书签
2．编制依据 .................... 错误! 未定义书签
3．施工方法及技术要求 ................ 错误! 未定义书签4．工程特点 .................... 错误! 未定义书签
5．施工要求 .................... 错误! 未定义书签
6．焊接工艺 .................... 错误! 未定义书签
7．焊接检验 .................... 错误! 未定义书签
8．施工质量控制 .................. 错误! 未定义书签
9．安全管理及注意事项 ................ 错误! 未定义书签10．现场文明施工管理 ................. 错误! 未定义书签11．劳动力安排 ................... 错误! 未定义书签12．手段用料一览表 ................. 错误! 未定义书签13．施工机具、设备一览表 ............... 错误! 未定义书签
1．工程概况
本方案主要描述烧碱工程钛管道施工的一般程序和方法，钛管主要分布在电解厂房、脱氯框架、阳极液排放槽周围，现场管道安装密集、施工难度大；另钛材的焊接工艺要求尽量减少现场固定口的焊接工作量，加上钛材焊接的特殊性，为保证焊接质量，特编制本方案。
2．编制依据
长春化工盘锦烧碱项目施工图纸
《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-2010
《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-2011
中国化学工程第六建设公司《钛管道焊接工艺评定、指导书》
中国化学工程第六建设公司《钛管道施工工法》（部级）
《钛管道施工及验收规范》SH3502-2000
3．施工方法及技术要求
管道焊接施工工序流程如下：
施工准备—管材检验—下料—坡口加工—焊丝、坡口表面清理及坡口尺寸修整—焊件组对—焊接—焊缝外观、颜色检查—焊缝射线检查—管道试压-- 系统吹扫。
焊接工艺评定及焊工考试
施工前按SH3502-2000《钛管道施工及验收规范》中的有关规定进行焊接工艺评定，并根据评定结果所编制的焊接工艺说明书、指导焊工严格进行培训，并进行焊工考试，考试合格方可上岗施焊。
4．工程特点
钛材熔点高、导热性差，焊接易过热导致晶粒粗大，降低接头性能，应控制焊接线能量。
钛管施工防护要求高，焊接采用高纯度惰性气体进行保护，施工现场保证清洁和无铁离子。
5．施工要求
钛管道预制及安装要求钛管道加工及安装要求与一般工艺管线的加工和安装要求基本相同，特别强调以下几点:
1）所有参与施工的人员必须仔细阅图，熟悉管线的走向、材料选用、连接方式、安装位置及各种技术要求。
2）管线在地面做好深度预制, 核对施工图与施工现场后反复核算下料尺寸，避免预制尺寸与现场尺寸不符。所有与管廊碰头管线要现场实测。尽量减少高空固定焊，固定焊焊口要留有调整量，固定口所在位置要便于组对、焊接。
3）用于钛管砂轮及切割工具应使用专用的砂轮片和切割刀具，其砂轮片及刀口严禁与其它材质的共用。
4）管子切割表面不得过热变色，否则必须去掉污染层。
5）下好料的管线及预制完的管段需用适当的方法清楚标明区号、管号、下料长度并在图上作好标记。
6）管道安装过程中严禁损坏管道。吊装宜采用尼龙吊带和尼龙卡扣。吊装如果采用钢丝绳、卡扣，不得与管道直接接触，应用木板或石棉制品予以隔离。
7）管道与支、吊架，支座或钢结构之间应垫入石棉制品或其他对钛无害的材料。
8）有接地要求的管道，导线跨接或接地引线不得与钛管直接连接或焊接，应采用钛板过渡。9）压缩机、泵等动设备配管须在设备找正、二次灌浆后进行；静设备配管应在设备找正后进行。
产品防护钛管及其配件在开箱之后应妥善保管，避免与其它材料钢材接触；预制阶段应严格按照施工要求进行，使用专用工具进行加工；所有钛管在运输和现场安装之前，都必须清理干净，用塑料布缠绕包装；阀门密封面表面涂清漆或黄油，用塑料盖或塑料布包扎保护。现场安装过程中，现场不得有对钛管产生破坏性的交叉作业。
5.2.1 钛材特性
钛密度4.5g/cm3,熔点1668C,在20C其线胀系数*10-6/C,热导率16W/（m*k）, 钛及钛合金具有良好的耐腐蚀性能，在氧化性、中性及有氯离子的介质中，其耐蚀性均优于不锈钢。
纯钛是一种银白色金属，882°C以上为体心立方结构，称B钛，低于此温度为密排六方结构，称a钛。随钛中合金元素及杂质含量的不同，同素异形转变温度也不相同。
钛与氧的亲和力很大，甚至室温下都能形成一层致密的氧化膜。由于此膜的存在，钛具有良好的耐腐蚀性，钛中溶解的氧和氮能明显地起到强化作用，但塑性显著降低。氢会使钛
及钛合金脆化。
工业纯钛由于塑性韧性好、耐蚀性、焊接性好和易于成形等优点，在化工领域得到广泛应用。
5.2.2 钛材的焊接性
1）间隙元素沾污引起脆化
钛与氧在540C以上生成的氧化膜不致密。钛在300C以上快速吸氢，600C 以上快速吸氧，700C以上快速吸氮。所以钛在焊接过程及焊后冷却过程中得不到有效保护，必然引起塑性下降，脆性增加。碳超过其溶解度时生成硬而脆的TiC，呈网状分布，容易引起裂纹。
措施：采用GTAV焊接方法，管道内部充氩保护，外部采用焊接拖罩对高温部位进行保护，焊接前清洁坡口和焊丝，焊接时提前充氩保护，焊接后继续充氩保护，直至焊缝冷却至400C以下切断。
2）裂纹
由于钛及钛合金杂质含量少，故不易产生热裂纹，但如果焊丝质量不合格，特别是焊丝存在裂纹、夹层等缺陷，可能存在大量杂质时，则可能引起焊接热裂纹。
措施：检查母材坡口附近和焊丝有无裂纹和夹层，如有，清除后再进行焊接作业。
3）焊接保护不良会出现热应力裂纹和冷裂纹。措施：加强焊接保护，防止有害杂质污染，焊前预热，焊后缓冷可以减少甚
至消除热应力裂纹和冷裂纹。
4）热影响区可能出现延迟裂纹，焊接时由于熔池和低温区母材中的氢向热影响区扩散，产生TiC，在不利的应力条件下会引起裂纹。
措施：正常氢含量的钛及其合金焊接时一般不会产生TiC。注意焊接材料和
母材的焊前清理。
5）气孔气孔是焊接钛及钛合金时最常见的缺陷。一般有两类，焊缝中部气孔和熔合线气孔。在焊接线能量较大时气孔一般位于熔合线附近。焊缝气孔的形成原因主要在于焊接区，特别是对接端面被水分、油脂污染所致。
措施：1）保护气采用纯度为%的氩气，。
2 ）焊丝不允许有裂纹、夹层。
3 ）焊件表面，特别是对接端面进行酸洗。酸洗液采用HF3%+HN5%水溶液，酸洗后用净水冲洗，烘干。酸洗时间到焊接作业时间不超过 2 小时，期间不得受到污染。
4 ）对接坡口预留间隙-0.5mm可明显减少气孔。
5.2.3 焊接方法
焊接方法采用GTA，直流正接。
5.2.3.1 焊接材料：焊丝：ERTi-2
保护气：用纯度为%的氩气，对焊接熔池及焊接接头内外表面温度高于
400C的区域均采用氩气保护。
5.2.4 焊前准备
5.2.4.1 坡口加工
管材切割后，采用砂轮机打磨出坡口，坡口角度为单边30°±°，钝边
—1.5mm加工坡口不允许使母材产生过热变色。
5.2.4.2 坡口及焊丝清理
坡口及其两侧各25mm以内的内外表面进行清理，清理程序如下：磨光机打磨—砂纸轮抛光—丙酮（或无水乙醇）清洗。清洗后不能直接进行焊接作业，待坡口端面晾干后方可以作业。如不能及时焊接，应用自粘胶带及塑料布对坡口予以保护。焊丝也用沾丙酮（或无水乙醇）的海绵擦拭干净。
5.2.4.3 焊工用手套应洁净，用前也用无水乙醇（或丙酮）清洗，避免将棉质纤维附于焊件表面。
5.2.4.4 管道焊接施工前，应根据焊接工艺评定编制焊接作业指导书，焊工应按指定的焊接作业指导书施焊。焊工必须持证上岗。
6．焊接工艺
焊接时应在合格的工艺参数范围内选用小线能量焊接，层间温度不得高于200C，防止高温时间过长晶粒长大。
焊接作业均应在氩气保护下进行：采用焊炬喷嘴保护熔池，焊炬拖罩保护热态焊缝及近缝区的外表面，管内充氩保护焊缝及近缝区的内表面，具体措施：直径较大的管子焊接时，管内工作人员戴上防毒面具，手持保护罩对焊接熔池背面进行保护；直径较小的管子或固定口焊接时，在管子内表面距离坡口150—300m（根据可操作性取较大值）处采用可溶纸密封，再塞入一团可溶纸防止管内气压过大将密封可溶纸破坏，然后充入氩气将管内空气排净。焊接前必须充分预充氩气，焊后应延时充氩，以使高温区充分冷却，防止表面氧化。焊
接过程中填充焊丝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，污染部分应予以切除。
不得在焊件表面引弧或试验电弧；焊接中应确保起弧与收弧的质量；收弧时应将弧坑填满，多层焊的层间接头应相互错开。
除有特殊要求外，每条焊缝应一次连续焊完，如因故被迫中断，再焊时必须进行检查，确认无裂纹后方可继续施焊。
如果焊接作业时不慎出现夹钨时，应停止焊接作业，用磨光机清除钨点，钨级端部重新打磨，达到要求后方可重新进行焊接作业，要求与开始焊接作业相同。
定位焊应与正式的焊接工艺相同，定位焊的焊缝长度宜为10?15mm高宜为2?4mm且不超过壁厚的2/3。定位焊的焊缝不得有裂纹及其它缺陷，定位焊焊缝两端，宜磨成缓坡形。
钛管焊接环境若出现下列情况之一，而未采取防护措施时应停止焊接：
1）风速》2m/s
2）相对湿度大于90%
3）下雨下雪；
4）温度低于0C。
焊缝返修工艺与原焊接工艺相同。同一部位的返修次数不得多于两次，若需二次返修时，应制定返修措施。
7.焊接检验
a. 焊工应对焊好的焊道表面进行清理，要求外观良好。宽度以每边盖过坡口边缘2m为宜，角焊缝的焊脚高度符合设计规定，外形平稳过渡。表面质量应符合下
列要求：
1）不允许有咬边、裂纹、未熔合、气孔、夹渣、飞溅存在；
2）焊缝余高：当壁厚小于5mr时，为；当壁厚大于5 mn!寸，为1-2mm
3）焊缝表面错边量不应大于壁厚的10%且不大于2mm
b. 底层焊道均应进行渗透检验，以无裂纹和其他任何表面缺陷为合格。
c. 对每道焊缝表面进行色泽检查，合格标准如下：
焊道色泽检查合格标准