特种材料焊接施工方案.doc

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1、目录1编制说明1.1适用范围1.2编制依据2工程概况2.1概述2.2材料焊接特点2.3镇江10万吨/醋酸工程特种材料焊接技术开发及应用简介2.4施工特点3焊接施工方法及焊接材料选择4焊接工艺评定和焊工考试4.1焊接工艺评定4.2焊工考试5焊前准备5.1材料、场地、机具准备5.2管材切割和坡口加工5.3焊前清理5.4组对和定位焊6焊接工艺6.1一般要求6.2锆702焊接要求6.3哈氏合金焊接要求7焊接技术措施8焊接检验及返修9施工质量保证措施9.1施工程序要求9.2暖棚结构图9.3材料堆放、运输及吊装要求10安全技术措施11主要工机具计划一览表1编制说明1.1适用范围本方案适用于兖矿联工

2、发化工有限公司20万吨/年醋酸项目中，锆及哈氏合金等特种材料的管道焊接施工。1.2编制依据1.2.1ASME第Ⅸ卷1.2.2GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》1.2.3设计指定规范1.2.4兖矿联工发化工有限公司20万吨/年醋酸项目初步设计及该项目建筑安装工程醋酸标段施工招标文件1.2.5中国化学工程第六建设公司兖矿联工发醋酸项目投标施工组织设计2工程概况2.1概述醋酸装置由一氧化碳车间及醋酸车间组成。醋酸车间由高压一氧化碳工段中间贮槽、合成工段、精馏工段、吸收工段、催化剂工段、密封液工段、放空火炬和一氧化碳回收工段共九个工段组成。醋酸车间采用西南化工研究

3、设计院开发的“甲醇低压液相羰基合成醋酸”的专利技术，它以高浓度97%（V）一氧化碳及甲醇为原料、碘化铑为催化剂，在加热条件下，合成为醋酸。合成的粗醋酸再经过初加工，脱水干燥等一系列精制提纯过程得到合格的醋酸成品。其物料腐蚀性很强，设备、管道、伐门及仪表等需采用价格昂贵的特种合金材料。醋酸工程由于工艺的特殊性及腐蚀介质的特殊性，采用稀贵金属锆材和特殊镍基合金材料制作设备和管道，工程大规模使用锆702，哈氏B-2、哈氏G-3，哈氏C-276材料。锆702及哈氏合金的主要化学成份及机械性能见下表。锆702材料主要化学成份及机械性能材料名称ASTM分类代号化学成份%机械性能Zr+HfHfSnH

4、NCNbOσsMPaσbMPaδ5%Zr702R60702≥99.2≤4.5≤0.2≤0.005≤0.025≤0.050.05≤0.1620737916几种哈氏合金材料主要化学成份及机械性能材料名称ASTM分类代号化学成份%机械性能NiMoFeCrCSiCoMnPSσsMPaσbMPaδ5%HastelloyB-2N10665余量26.0-30.0≤2≤1.0≤0.02≤0.10≤1.0≤1.0≤0.04≤0.0335275840HastelloyG-3N06985余量6.0-8.018.0-21.021.0-23.5≤0.015≤1.0≤5.0≤1.0≤0.04≤0.03W≤1.5C

5、u1.5-2.5Cb+Ta≤0.524162145HastelloyC-276N10276余量15.0-17.04.0-7.014.5-16.5≤0.02≤0.8≤2.5≤1.0≤0.04≤0.03W3.0-4.5V≤0.3528369040以上数据来源，ASME1989第4卷，管材部分。2.2材料焊接特点A、锆材锆及锆合金具有优异的核性能，良好的抗高温水和蒸汽腐蚀性能，广泛的应用于核动力工程，锆及锆合金在许多有机酸、无机酸、强碱和熔融盐中具有优异的耐蚀性和导热性，是优异的化工耐蚀结构材料，纯锆熔点达1852℃，焊接需要采用大能量热源，但在高温下化学活性很大，极易与空气中的氧、氢、氮发

6、生反应，使其机械性能与耐蚀性能急剧降低，当被加热到焊接温度时，很容易溶解其表面的氧化物，还与大多数元素——包括陶瓷发生反应。锆和锆合金在200℃开始吸收氧，300℃开始吸收氢，400℃开始吸收氮，对焊接条件的变化极为敏感，焊接技术的关键是焊前金属表面的清理和焊接高温条件下的隋性气体保护。国内核工业系统在核反应堆燃料芯棒护套等小范围锆材料焊接中，多采用真空电子束焊或隋性气体保护小室内焊接工艺，现场条件下大规模化工管道焊接很难实现。B、哈氏合金醋酸工程中，常用的三种Hastelloy材料，根据不同的介质、温度、压力与设计工况选用，其中HastelloyB-2合金属镍-钼系新型耐蚀合金，加工

7、性、导热性、液态金属流动性都较差，在500-900℃区间有敏化倾向，焊接特点主要是热输入控制；HastelloyG-3、haztelloyC-276合金均属镍-铬-钼系新型耐蚀合金，有热裂纹和晶间腐蚀倾向，焊接特点也主要是热输入控制。2.3我公司特种材料焊接技术开发及应用简介中化六公司1995年承建10万吨/年醋酸工程后，立即成立了以公司副总工程师挂帅的特材焊接技术攻关小组，开展了国内外文献资料收集，走访国内科研院所，知名大学，去上海当时唯一一