本文合金鋼管管道施工工藝標(biāo)準(zhǔn),適用于工作壓力在 32MPa以下,溫度為-50~570℃的合金鋼管管道安裝工程。
一、適合工藝標(biāo)準(zhǔn)的合金鋼管常用材料
1、管道所用的合金鋼管鋼號為: 15Mn、 15MnV、 16Mn、 16Mo、 12CrMo、 15CrM0、12CrlMoV等。適用于除強(qiáng)腐蝕介質(zhì)以外的中、低壓工業(yè)管道工程。
2、鍋爐用高壓無縫管中有優(yōu)質(zhì)碳素鋼 (20 號鋼 ) 、普通低合金鋼管 (16Mn、15MnV、 12MnMoV 、 12MoVWBSiRe) 和合金結(jié)構(gòu)鋼 (15CrMo 12CrlMoV 12Cr2MoMVB l2Cr3MoVSiTiB) ,管道主要用于輸送高壓高溫汽水介質(zhì)或高壓高溫含氫介質(zhì)。
3、化肥用高壓無縫鋼管中的普通低合金鋼鋼管 (15A1MnV、12MnMoV、10MnViTi) ,適用于公稱壓力為 22MPa、32MPa,工作溫度為 -40~400℃,輸送介質(zhì)為合成氨原料氣 ( 碳酸氣、氫氣等 ) 、氨甲醇、尿素等。
4、石油裂化鋼管。石油裂化鋼管是按冶金部技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《石油裂化鋼管》(GB9948-88),用優(yōu)質(zhì)碳素鋼 (10、20號) 、普通低合金鋼 (15AL3MoWTi)、合金鋼(12CrMo、15CrMo、Cr2Mo、 Cr5Mo)制造,適用于石油精煉廠爐管、熱交換器管和管道用的輸送流體用無縫鋼管。
5、管子、管件、閥門、法蘭盤除必須符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求外,合金鋼管應(yīng)有材質(zhì)/鋼號/牌號/鋼級標(biāo)記。
二、施工機(jī)具
水平尺 鋼卷尺 法蘭角尺 鋼板尺 磁力線墜 量角規(guī) 試壓用壓力表 焊接檢 驗尺 外卡鉗 測厚儀 經(jīng)緯儀 水準(zhǔn)儀 螺紋量規(guī) 焊機(jī)及氣割設(shè)備 導(dǎo)鏈 汽車吊 滑車和滑輪組 卷揚機(jī)等。
三、作業(yè)條件
1、與管道有關(guān)的土建工程已施工完畢并經(jīng)驗收合格, 且能保證管道安裝全面按施工方案展開。
2、要與管道連接的設(shè)備已經(jīng)找平、找正和固定,并且已經(jīng)作好二次灌漿。
3、所需圖紙資料和技術(shù)文件齊備,并且已經(jīng)過圖紙會審、設(shè)計交底。
4、施工方案已經(jīng)編制。
5、施工方案或技術(shù)措施中所提出的施工機(jī)具已準(zhǔn)備就緒。
四、操作工藝要求
1 支架安裝
詳見《工業(yè)管道支吊架預(yù)制安裝工藝標(biāo)準(zhǔn)》 (QDICC/QB123-2002)
2 管道預(yù)制和熱處理
1)為降低或消除焊接接頭的殘余應(yīng)力,防止產(chǎn)生裂紋,改善焊縫和熱影響區(qū)的金屬組織與性能,應(yīng)根據(jù)鋼材的淬硬性、焊件厚度及使用條件等綜合考慮,進(jìn)行焊前預(yù)熱和焊后熱處理。
2)管道焊前預(yù)熱和焊后熱處理的規(guī)定見表1。焊接過程中的層間溫度,不應(yīng)低于其預(yù)熱溫度。
表1 常用管子、管件焊前預(yù)熱與焊后熱處理要求
鋼號 | 焊前預(yù)熱 | 焊后熱處理 | ||
壁厚(mm) | 溫度(℃) | 壁厚(mm) | 溫度(℃) | |
10、20 ZG25 |
≥26 | 100-200 | >30 | 600-650 |
16Mn 15MnV 12CrMo |
≥15 | 150-200 | >20 | 600-650 520-570 650-700 |
15CrMo ZG20CrMo |
≥10 ≥6 |
150-200 200-300 |
>10 | 670-700 |
12CrlMoV ZG20CrMoV ZG15CrlMoV |
≥6 | 200-300 | >6 | 720-750 |
12Cr2MoWVB 12Cr3MoWVSiTiB Cr15Mo |
≥6 | 250-350 | 任意 | 750-780 |
鋁及鋁合金 | 任意 | 150-200 | ||
銅及銅合金 | 任意 | 350-550 |
3) 異種金屬焊接時,預(yù)熱溫度應(yīng)按可焊性較差一側(cè)鋼材確定。
①當(dāng)焊接環(huán)境溫度低于 0℃時,表中未規(guī)定需作預(yù)熱要求的金屬 ( 除有色金屬外 ) 均應(yīng)適當(dāng)?shù)念A(yù)熱, 使被焊母材有手溫感;表中規(guī)定需作預(yù)熱要求的金屬 ( 除有色金屆外 ) 則應(yīng)將預(yù)熱溫度適當(dāng)提高。
②有應(yīng)力因素碳素鋼、 合金鋼焊接, 不論其壁厚條件, 均應(yīng)進(jìn)行焊后熱處理。
4) 預(yù)熱時, 應(yīng)使焊口兩側(cè)及內(nèi)外管壁的溫度均勻, 防止局部過熱, 加熱區(qū)附近應(yīng)予保溫,以減少為損失。
5) 焊前預(yù)熱的加熱范圍, 以焊口中心為基準(zhǔn), 每側(cè)不小于壁厚的 3 倍; 有淬硬傾向或易產(chǎn)生延遲性裂紋的管道,每側(cè)應(yīng)不小于 100mm。
6) 焊后熱處理溫度應(yīng)按表一的規(guī)定進(jìn)行, 管道焊接接頭的焊后熱處理, 一般應(yīng)在焊接后及時進(jìn)行。易產(chǎn)生焊接延遲性裂紋的焊接接頭, 如果不能及時進(jìn)行熱處理, 應(yīng)在焊接后冷卻至 300—350℃時( 或用加熱的方法 ) ,予以保溫緩冷。若用加熱方法時, 其加熱范圍與熱處理條件相同。
7) 焊后熱處理加熱范圍,以焊口中心為基準(zhǔn),每側(cè)應(yīng)不小于焊縫寬度的 3倍。
8) 焊后熱處理的加熱速率,恒溫時間及降溫速率應(yīng)符合下列規(guī)定:加熱速率:升溫至 300℃后,加熱速率不應(yīng)超過 220× 25.4/s( ℃ /h) ,且不大于 220℃ /h 。 (S-- 管壁厚度. mm)。
恒溫時間: 碳素鋼每毫米壁厚為 2—2.5min , 合金鋼每毫米壁厚為 3min, 且不少于 30min 。
冷卻速率: 恒溫后的降溫速率不應(yīng)超過 275× 25.4/s( ℃ /h) , 且不大于 275℃/h ; 300℃以下自然冷卻。
9) 異種金屬焊接接頭的焊后熱處理要求 , 一般應(yīng)按合金成分較低一側(cè)的鋼材品種確定。
3 合金鋼或高壓鋼管宜采用機(jī)械方法切割,如用氧乙炔焰切割 , 必須將切割表面熱影響區(qū)段予以割除,其厚度一般不小于 0.5mm,切割后應(yīng)及時標(biāo)上原有標(biāo)記。
4 彎管的最小彎曲半徑應(yīng)符合表2的規(guī)定。高、中級合金鋼管熱彎時不得澆水, 低合金鋼管一般不宜澆水, 熱彎后應(yīng)在 5℃以上靜止空氣中緩慢冷卻。 中頻彎管可以彎曲立體彎管及大于 900的彎管。
表2 彎管最小彎曲半徑
管子種類 | 彎管制作方式 | 最小彎曲半徑 | |
中、低壓鋼管 | 執(zhí)鸞 | 3.5DW | |
冷彎 | 4.0DW | ||
褶皺彎 | 2.5DW | ||
壓制 | 1.0DW | ||
熱推彎 | 1.5DW | ||
焊制 | DN≤250 | 1.0DW | |
DN>250 | 0.75DW | ||
高壓鋼管 | 冷、熱彎 | 5.0DW | |
壓制 | 1.5DW |
5 碳素鋼、合金鋼管在冷彎后應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行熱處理。有應(yīng)力腐蝕(如介質(zhì)為苛性堿等) 的彎管, 不論壁厚大小均應(yīng)作消除應(yīng)力的熱處理, 常用的鋼管冷彎后的熱處理條件可參照表三有關(guān)規(guī)定。
6 常用管子熱彎溫度及熱處理條件一般應(yīng)按表4(1)的規(guī)定進(jìn)行。高壓管道熱彎時的加熱溫度、 允許中彎溫度和熱處理溫度見表4(2)。 其中碳鋼管熱彎時, 終彎溫度在規(guī)定溫度以上, 在彎曲過程中不澆水時, 彎后可以不做熱處理。
管子在熱彎時應(yīng)一次成形, 當(dāng)達(dá)不到設(shè)計規(guī)定要求時可允許在加熱后回彎一次,回彎角度應(yīng)小于 10°。
高壓管煨彎, 加熱不能用煤和焦炭作燃料, 應(yīng)以木炭為燃料, 以免滲碳。管子加熱時要經(jīng)常轉(zhuǎn)動,升溫速度應(yīng)緩慢均勻,既要保證管子熱透,又要嚴(yán)防過燒,加熱溫度一般可用熱電偶在管內(nèi)測量。
7 合金鋼彎管熱處理后,需檢查材質(zhì)/鋼號/牌號/鋼級硬度,其值應(yīng)符合要求。
五、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
1 施工前一定要弄清合金鋼管的材質(zhì)/鋼號/牌號/鋼級。按規(guī)定:合金鋼管及管件在使用前均應(yīng)用光譜分析或其它方法進(jìn)行材質(zhì)/鋼號/牌號/鋼級復(fù)查, 并做標(biāo)記。 然后針對這種材質(zhì)/鋼號/牌號/鋼級編制相應(yīng)的施工工藝。
表3 常用鋼管冷彎后熱處理條件
鋼種或鋼號 | 壁厚 mm |
彎曲 半徑 mm |
熱處理要求(℃) | |||
回火溫度 (℃) |
保溫時間min/mm | 升溫速度℃/h | 冷卻 方式 |
|||
20 | ≥36 | 任意 | 600-650 | 3 | <200 | 爐冷至300℃ 后空冷 |
25-36 ≤3 |
||||||
<25 | 任意 | |||||
12CrMo I5CrMo |
>20 10-20 ≤3 |
任意 | 680-700 | 3 | <150 | 爐冷至300℃ 后空冷 |
<10 | 任意 | |||||
12Cr1MoV | >20 10-20 ≤3 |
任意 | 720-760 | 3 | <150 | 爐冷至300℃ 后空冷 |
1Cr18Ni9Ti | ≤10 | 任意 | 不處理 | |||
Cr18Ni12Mo2Ti | 任意 | 任意 | 不處理 |
表4(1)常用管子熱彎溫度及熱處理條件
鋼種或鋼號 | 熱彎溫度區(qū)間(℃) | 熱處理條件 | ||
熱處理溫度 (℃) |
恒溫時間 | 冷卻方式 | ||
10 20 | 1050-750 | 不處理 | ||
15Mn、16Mn | 1050-900 | |||
15Mo 12CrMo 15CrMo |
1050-800 | 920-900 正火 |
每毫米壁厚 2分鐘 | 5℃以上靜止空氣中冷卻 |
CrSMo | 1050-800 | 875-850 完全退火 | 恒溫2小時 | 以15℃/時降至 600℃,后在 5℃ 以上靜止空氣中冷卻 |
12CrlMoV | 1050-800 | 1020-980 正火加 760-720 回火 | 每毫米壁厚1分鐘不少于20分鐘保溫3小時 | 空冷 |
1Cr18Ni9Ti Cr18Ni12Mo2Ti Cr25Ni20 |
1200-900 | 1100-1050 淬火 |
每毫米壁厚0.8 分鐘 | 水急冷 |
表4(2)常用高壓管煨彎及熱處理規(guī)范
管子材料 | 煨彎加熱溫度(℃) | 允許最高溫度(℃) | 終彎溫度(℃) | 熱處理規(guī)范 |
20 15MnV 12CrMo/12CrMo Cr5Mo |
850-990 950-1000 850-900 850-900 |
<1000 <1050 <1050 <1050 |
>700 >800 >750 >750 |
670-70℃ 回火 890-93℃ 正火 850-875℃退火(熱彎時禁止?jié)菜鼗穑?/td> |
奧氏不銹鋼 17CrMoV10(N8N) |
900-1000 920-980 |
<1100 >1000 |
>850 >850 |
1100-1150℃ 水淬 940-99(Motor加熱1.5小時空淬 640-690℃加熱5小時回火 |
2 焊接時要注意焊條的選用,低合金鋼管最常用材質(zhì)/鋼號/牌號/鋼級為 16Mn,在一般情況下, 可采用 E4316、 E4315焊條施焊; 焊接重要管道時可采用 E5003、 E5016、 E5015焊條。 16Mn和碳素鋼焊接時也可采用上述焊條。
3 針對材質(zhì)/鋼號/牌號/鋼級嚴(yán)格掌握預(yù)熱和熱處理規(guī)范。如:低合金鋼管,當(dāng)壁厚在 10mm以下時, 能在 -15 ℃以上的氣溫焊接; 但壁厚為 10~16mm時, 只能在 -10 ℃以上的氣溫中焊接;如必須在低于上述溫度的環(huán)境下進(jìn)行焊接時,應(yīng)把焊口預(yù)熱到100~150℃。異種鋼管焊接時,可按下表選擇焊條:
鋼管 | 10,20,20g | 12CrMo | 15CrMo | Cr5Mo |
12CrMo 15CrMo Cr5Mo 1Cr18Ni9Ti |
E5515-B1 E5515-B2 E1-5MoV-15 Eo-19-10-15 Eo-19-10Nb-15 |
E5515-B2 E1-5MoV-15 Eo-19-10-15 Eo-19-10Nb-15 |
E1-5MoV-15 Eo-19-10-15 Eo-19-1ONb-15 |
Eo-19-10-15 Eo-19-10Nb-15 |
4 為避免焊縫金屬脆化裂紋,在室外風(fēng)雪天氣中作業(yè)時,應(yīng)設(shè)置遮棚,采用抗裂性好的焊條,施焊完畢后進(jìn)行緩冷保溫。
六、質(zhì)量記錄
1 管材質(zhì)/鋼號/牌號/鋼級量證明書
2 管件合格證
3 閥門、補償器合格證
4 管材、管件驗收紀(jì)錄
5 安全閥校驗紀(jì)錄
6 工序交接紀(jì)錄
7 安裝質(zhì)量評定紀(jì)錄
8 靜電接地測試紀(jì)錄