摘要：某石化公司乙烯厂3#裂解炉节能技术改造项目中，通过对炉管、高温跨管及上升、下降管焊接质量的有效控制，管道焊接一次合格率达98.7%，一次性通过乙烯厂各部室PSSR验收，移交车间点火投用。
关键词：裂解炉；焊接质量；控制措施
某石化公司乙烯厂3#裂解炉节能技术改造项目工程具有工期紧、难度大、任务重、施工区域小、环境复杂等特点。改造工程量主要对3#裂解炉进行辐射段炉管更换、拆除腐蚀严重的对流室翅片管及180°弯头、更换高温跨管及上升下降管，且施工过程中各个专业深度交叉，如何合理有效的协调各专业按既定施工进度计划执行的同时保证管道焊接质量满足业主要求是本工程的重难点。笔者通过对裂解炉改造实施中管道材料管理、焊工资质管理、特殊材质焊接质量把控及无损检测管理等环节进行有效控制，最终3#裂解炉技术改造项目管道焊接一次合格率达98.7%，超出预期目标0.7%。
1材料质量管理
3#裂解炉改造中管道材料种类多，主要有A106 Gr.B、TP304H、1Cr5Mo、P22等。为避免材料错用、混用，在材料入库检验时必须做好色标标识，尤其是1Cr5Mo和P22管材及管件等必须严格区分。除做好色标标识外，还应对1Cr5Mo管材及管件采用光谱分析法进行主要合金元素含量验证性检验，以及做好管道信息标识及移植。
2焊接质量管理
3#裂解炉改造实施中，最重要的就是管道的焊接。除辐射段炉管外，管道材料主要有A106 Gr.B、TP304H、1Cr5Mo、P22等，且新老管线存在异种钢焊接，焊接要求高。在施工过程中应从以下几个方面重点进行质量把控。
2.1 焊接工艺管理
管道材质中A106 Gr.B、TP304H、1Cr5Mo、P22及1Cr5Mo+P22异种钢的焊接属于常规焊接工艺。本次改造中，主要针对辐射段炉管材料进行了焊接工艺评定。
3#裂解炉辐射段炉管所用材料为高铬镍耐热合金钢HP MOD+Nb（Z40Cr25Ni35Nb），管径规格为φ56.6*6.35。该材料焊接性较差，极易在焊接过程中产生再热裂纹、热裂纹及气孔等缺陷。鉴于该高铬镍耐热合金钢材料在焊接中易出现上述问题，须严格按照《承压设备焊接工艺评定》中相应评定内容要求，对该种材料进行焊接工艺评定后执行。
2.2 焊接材料管理
为避免焊接材料使用错误，施焊前须制定焊接材料专项管理规定，设置焊材管理二级库房，专人值守管理。
2.2.1检查焊条的烘烤记录。由于焊材种类繁多，不同种类的焊条，烘烤温度和保温时间均不同。保管员须分册登记，设立台账。
2.2.2检查焊条的发放记录。针对管道材料种类多，异种钢焊接频繁，焊接工程师应签发焊条领用通知单，备注焊接部位及焊接管道材质，保管员见单发焊条，避免焊接作业人员错用、混用焊条。
2.3 焊接过程管理
2.3.1 焊工资质
本次改造中，管道材质覆盖Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类金属材料。焊接工程师在现场巡检时，可随机抽查现场施焊人员的特种作业操作证，严禁无资质、跨级别、超资质焊接，一经发现，清退出场。
2.3.2 辐射段炉管焊接管理
辐射段炉管材质为高铬镍耐热合金钢，该材料焊接性较差，极易在焊接过程中产生再热裂纹、热裂纹及气孔等缺陷。为保证辐射段炉管的焊接质量，从以下三个控制点进行监督、检查，确保炉管焊接一次合格率。
焊接时采用小线能量、短弧焊、小摆动的操作方法，采用多层多道焊，控制层间温度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆焊接时应在坡口内引弧，严禁在非焊接部位引弧。底层焊缝焊完后应进行外观及100%渗透检测，如有裂纹等缺陷，必须清除至合格后再施焊下一层焊道，其余每层焊道均应进行外观检查和渗透检测。最后对炉管对接焊缝全部采用100%射线检测和100%渗透检测。
2.3.3 高温跨管焊接管理
在高温跨管焊接中，管道材质主要TP304H。由于奥氏体钢导热系数小而线胀系数大，自由状态下焊接时容易产生热裂纹，接头处易产生晶间腐蚀和应力腐蚀。在施焊过程中，除了控制好层间温度以外，尽量选用水平较高的焊工，并不时检查焊缝内部成型质量。
2.3.4 裂解气管线焊接管理
裂解气管线涉及的铬钼钢材质主要为1Cr5Mo，以及裂解气管线与设备管口碰头处的1Cr5Mo+P22，两种材料均具有延迟裂纹及热处理再裂纹倾向。在焊接过程中，可以采用旁站或巡检的方式，对焊缝焊前预热温度、层间温度进行测量。
根据规范要求，铬钼合金钢管子坡口采用热加工时，坡口应进行100%表面无损检测，其坡口表面不得有裂纹等线性缺陷存在。在焊接过程中，要严格控制层间温度，在底层焊缝施焊时，背面进行充氩保护。热处理后，应对焊缝、热影响区及其附近母材分别抽查表面布氏硬度值，热处理硬度值超标的，应重新进行热处理。在焊缝热处理及硬度检测合格后，对全部焊缝进行100%射线检测和100%渗透检测。
2.3.5 上升、下降管焊接管理
根据图纸，上升管、下降管规格都为φ193.7*16mm，材质SA-106B，除了在焊接前对坡口表面按NB/T47013.4进行100%磁粉检测外，现场组焊完成的上升管、下降管对接焊缝要全部进行100%射线检测和100%磁粉检测。此外，更换的上升、下降管与利旧管口间现场组焊的焊接接头需进行焊后热处理，并经硬度检测合格。
2.4 无损检测管理
2.4.1 现场监督
根据各管道系统材料的可焊性及材料本身的物理性质，为保证焊缝焊接质量，对1Cr5Mo合金钢、高铬镍耐热合金钢、上升下降管坡口侧均进行100%渗透检测或100%磁粉检测，尤其是对炉管和裂解气管线焊道逐层进行渗透检测，合格后再进行下一层焊道焊接。采用巡检、平行检验及旁站的检查方式对以上特殊部位的无损检测进行检查。
2.4.2 底片复检
为了检验无损检测单位对焊缝底片的拍摄及评定质量是否符合规范要求，无损检测工程师可不定期对检测单位完成评定的底片进行复检。底片复检时，重点审查再热裂纹和延迟裂纹倾向性较大的1Cr5Mo合金钢、高铬镍耐热合金钢焊缝的底片评定质量。
通过以上对焊接作业人员资质及各管道系统的焊接及无损检测管理，3#裂解炉管道累计焊接一次合格率为98.7%，比预期设定目标98%高处0.7%。
3总结
在3#裂解炉节能技术改造工程中，从材料管理、焊接过程管理、无损检测管理等方面出发，重点关注特殊材料的焊接质量控制，最终一次性通过乙烯厂各部室PSSR验收，工程质量合格率100%，工程一次验收合格率100%。本文是笔者在裂解炉节能技术改造项目施工管理工作中对关键质量控制点的总结，希望能为以后此类改造工程项目的顺利实施提供一定的技术支持和管理帮助。
参考文献：
[1] 王俊.《1Cr5Mo炉管焊接质量控制》石化技术，2018年9期
[2]《石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范》SH 3501-2011
[3]《石油化工铬钼钢焊接规范》SH/T 3520-2015
[4]《承压设备无损检测》NB/T 47013-2015
[5]《承压设备焊接工艺评定》NB/T 47014-2011
论文作者:蔡金龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/23
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