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摘要：目前，国内外石油化工装置趋于大型化、一体化，装置的年生产能力越来越大，高温、高压工艺应用日趋普及，工程量增大施工周期突显紧张，高压管道工序繁多、过程控制复杂，优化管理、确保质量、提升效益是工程管理中的重点。
该工程整个施工周期345天，比统筹计划提前61天，整个装置高效、快速建成，严格按照中国石化集团公司“九完五交”标准实现高标准中交，并一次开车成功，其建设周期为同类装置最短，堪称石化装置建设的典范，在装置建设过程中，广泛应用自动焊接技术及优良的焊接管理和焊接质量渗透在每一道工序中，在高温、高压、高危运行中工程质量得到了更好的验证。并获得2012年度全国焊接优秀工程一等奖。
以下将对中石化长岭分公司170万吨/年渣油加氢处理装置高压管道高质量施工技术做以总结：
一 、工程概况及特点
1、工程概况
1）中国石油化工股份有限公司长岭分公司油品质量升级改造工程170万吨/年渣油加氢处理装置工艺管道约53公里，管道焊接总量约为17.3万寸D，其中中、低压部分14万寸D，高压部分3.3万寸D。本装置涉及到的材料主要包括以下几个类别：
碳素钢——20#、20G、A106 Gr.B、Q235B+Zn；
铬钼耐热钢——15CrMo、15CrMoG；
奥氏体不锈钢——06Cr18Ni11Ti、06Cr19Ni10、022Cr19Ni10等。
2）本装置高温、高压管道量较多，工艺介质有渣油、蜡油、氢气等。涉及到不锈钢、合金钢管道较多，用于防氢脆碳钢材料较多。
高压管道工程量：
碳钢（A106 Gr.B）2190m；不锈钢（A312 TP321）1595m；合金钢（A335 P11）3833m；
其中最大壁厚为46.5㎜（材质为06Cr18Ni11Ti （312 TP321），规格为DN400 SCH160 （+5%～20%），因此，高压厚皮管的焊接是本装置焊接施工的重点和难点，而且对于碳钢、合金钢需要做焊后消应力处理，不锈钢需做稳定化热处理。
二、焊接及热处理工艺：
1、170万吨/年渣油加氢处理装置工艺管道施工，共上报焊接工艺评定31个，编制现场焊接施工作业指导书68份。其中采用了GTAW、SMAW、GTAW+SMAW、GTAW+GMAW、 GTAW+SAW
GTAW+FCAW等六种焊接方法，高压管道预制全部采用自动焊的焊接方法。
2、项目焊接责任工程师根据施工设计文件及施工规范要求，从焊材管理入手到焊缝施焊及热处理工艺，编制了针对施工现场焊接及热处理工艺管理办法5项。如下：
《统一使用焊材发放票》、《焊接材料管理规定》、《热处理作业指导书及热处理作业示意图》；《做好铬钼钢焊接机热处理施工技术管理工作》、《统一使用热处理专用章》
三、 焊接过程控制
1 焊接工艺控制
1.1坡口加工
1.1.1.坡口加工方法
a） SHA级管道，必须采用机械方法加工，在预制场设置车床进行坡口加工，安装管 段经现场实测后在预制场中完成下料、破口加工工作；
b） SHB、SHC及SHD级管道的管子，在下料过程中也采用车床加工坡口。当现场安装过程中采用氧乙炔焰或等离子切割时，切割后必须除去影响焊接质量的表面层。
1.1.2坡口形式
坡口形式的选择以确保根部焊透为原则，在此基础上，考虑尽量减少焊缝尺寸，减少焊缝的熔敷金属量。一般情况下，厚度小于25㎜时，采用V型坡口，大于25㎜时加工成V+U型或U型坡口。
1.2焊前清理
组对前用角向磨光机、棒式砂轮机等将坡口及内外两侧20㎜范围内的母材表面清理干净，直到露出金属光泽，不锈钢坡口打磨清理采用白刚玉砂轮片，不得与碳钢材质用的砂轮片混用，预制及摆放区域与碳钢及其他合金钢分开。
1.3坡口检查
现场安装焊缝采用火焰加工的坡口修磨完毕后，应对坡口表面進行检查，确保坡口表面不存在裂纹、分层、表面脆硬层等缺陷；铬钼钢没有裂纹、气孔和其他缺陷为合格；
1.4焊口组对
壁厚相同的管道组成件组对时应使内壁平齐，其错边量不应超过下列规定：
SHA级管道为壁厚的10% ，且不大于0.5㎜；SHB、SHC及SHD级管道为壁厚的10% ，且不大于1㎜。SHA级管道的内壁差0.5㎜ 或外壁差2㎜；SHB、SHC及SHD级管道的内壁差1㎜ 或外壁差2㎜。
1.5焊前预热及层间温度控制
a）预热采用电加热法，预热范围以对口中心为基准，两侧各不小于三倍壁厚且不小于100 ㎜，并应在坡口两侧均匀进行，防止局部过热，加热区以外的100 ㎜范围内宜予以保温。焊接过程中可断电、不拆除，根据工作需要再间断送电维持预热状态以控制层间温度；定位焊缝可采用火焰加热。
b）做好预热温度记录，以便完成施焊记录资料的完成。
2 、 焊接工艺
2.1一般工艺要求
a）注意引弧和收弧质量，引弧时采用回焊引弧法，收弧时要填满弧坑；
b）在合金钢钢管上焊接组对卡具时卡具的材质应与管材相同，否则应用焊接该钢管的焊条在卡具上堆焊过渡层，且组对施焊时，应在施焊位置采取预热措施；
c）充氩保护
●合金元素含量超过3%的管子焊接时，若采用氩弧焊打底，背面应充氩保护。对于固定口或现场安装口，可采取贴易溶纸的方式进行充氩保护，在距焊口300㎜的管内部粘贴两张易溶纸，并保证粘牢，以确保整个焊接过程背部金属不出现氧化；充氩时用锡箔纸沿圆周粘贴在焊口外侧，以保证充氩效果，待一段时间后，检测充氩情况，符合要求后进行焊接。 d）每道焊口焊接之前及时做好焊口标识，标识内容包括：管线号、焊口号、焊工号、材质、规格、焊接日期等。
e）应及时对探伤合格不锈钢焊缝外表面进行酸洗钝化处理。
f） 每条焊缝应尽可能一次连续焊完，若因故被迫中断，合金钢材质焊缝应立即对焊缝进行保温缓冷。重新焊接时先检查确认表面无裂纹等缺陷后，按原工艺重新预热后方可施焊；
g） 对于大厚度或直径较大的Ⅰ类、Ⅱ类钢焊口，氩弧焊打底完毕开始填充及盖面施焊时，应采用两人（焊接操作技术较好人员）各半圆从焊缝“六点位置”同时向上施焊，这样既可以保证层间温度满足施焊要求，又可以降低焊缝整体应力；
3、 焊后热处理
a）铬钼钢焊缝焊接完毕后应立即进行焊后热处理，如因条件限制无法立即热处理时，应采取200～350℃、≥30 min的后热措施并保温缓冷。
b）热处理采用电加热方式热处理时小于12″的焊缝应至少安放一支测温热电偶，大于等于12″的焊缝应对称安放2支热电偶，且热电偶施放位置应在焊缝4点及8点位置；
c）水平管道的焊接接头热处理时，热电偶应安置在焊接接头的4点或8点位置，安装时用镀锌铁丝捆绑牢固，端部紧贴焊缝，且镀锌铁丝捆绑点不少于两处。为保证所测温度为焊缝实际温度，在热电偶与加热器之间宜垫小块保温玻璃布以进行隔离。
d）热处理过程中，操作人员要进行全过程监督，严密监视热处理升降温及恒温过程，如发现热处理曲线出现异常时，应立即采取相应措施进行调整，确保升、降温速度和恒温温度在热处理工艺规定范围之内。如果出现其它异常情况，应立即断电，待查找出原因后再继续进行热处理。
e）进行热处理作业时，若遇阴雨天气，应在焊缝1米区上方搭设防雨棚，以防突然下雨导致热处理过程中断影响热处理效果。
f）焊缝热处理后进行硬度检测，硬度值超过规定值时，应按班次加倍检验，仍不合格时应重新进行热处理，并重新测定硬度值。
四、 采用的先进技术
在管道预制过程中广泛采用自动焊技术，通过不断改进自动焊焊接工艺，有效保证焊接质量，提高劳动效率。
●自动焊施工步骤如下：
五、 内部缺陷返修
a）经射线判定为不合格的焊缝在缺陷清除后进行焊接修补；
b）缺陷的清除采用角向磨光机打磨清除缺陷，并将打磨部位修整成约50°的椭圆形；
c）焊缝返修按正式施焊工艺进行；
d）材质或厚度要求需预热工艺施焊焊缝，在进行返修时预热温度值取上限，采用电加热方式进行加热；
e）需焊后热处理的焊缝修补完毕后按原工艺进行热处理；
f）焊缝返修完毕后按照原检查程序进行外观检查和无损检测。
六 、 焊接工程质量控制措施
1、项目部制订了《质量计划》、《质量检试验计划》、《质量创优计划》等质量指导性文件。以人为本，项目部出台了《焊工管理办法》、《比学赶帮超实施办法》和《质量激勵管理办法》等人文性管理文件，每时每刻实施焊工过程管理质量奖励卡，每半月评选一次优秀焊工和优秀焊接管理人员并进行1000元不等的考核奖励。通过优化方案和施工工艺、强化管理、完善奖优罚劣制度，为工艺管道的焊接质量起到了技术保证作用。
2、坚持首件样板制度，170万吨/年渣油加氢处理装置不锈钢管道及高压管焊接工程获中石化长岭分公司原有劣质化改造项目部样板工程。在焊工管理方面，坚持无证焊接和错用焊材零容忍制度。
3、严格按照工厂化生产方式进行预制施工，“工序分解、流水作业、体系封闭、实现预制产品化”，深度应用自动焊接技术。有效提高了管道预制深度、施工效率和质量。采用管道三维设计软件及焊接工艺评定管理软件等计算机辅助管理；
七、工程（焊接）质量
1、焊接一次合格率情况：
170万吨/年渣油加氢处理装置管道一次拍片25984张，一次合格25279张，一次合格率97.2%。
高压管道安装工程是一个工序繁多、过程控制复杂的系统工程，其安装工作已经成为项目管理工作的重点和难点，在整个过程中我们应提高安装技术与各道工序的工作水平，运用掌握先进的工程技术，保证工程质量，从而为石油化工装置高效、平稳、长时间运行提供保障。
该工程整个施工周期345天，比统筹计划提前61天，整个装置高效、快速建成，严格按照中国石化集团公司“九完五交”标准实现高标准中交，并一次开车成功，其建设周期为同类装置最短，堪称石化装置建设的典范，在装置建设过程中，广泛应用自动焊接技术及优良的焊接管理和焊接质量渗透在每一道工序中，在高温、高压、高危运行中工程质量得到了更好的验证。并获得2012年度全国焊接优秀工程一等奖。
以下将对中石化长岭分公司170万吨/年渣油加氢处理装置高压管道高质量施工技术做以总结：
一 、工程概况及特点
1、工程概况
1）中国石油化工股份有限公司长岭分公司油品质量升级改造工程170万吨/年渣油加氢处理装置工艺管道约53公里，管道焊接总量约为17.3万寸D，其中中、低压部分14万寸D，高压部分3.3万寸D。本装置涉及到的材料主要包括以下几个类别：
碳素钢——20#、20G、A106 Gr.B、Q235B+Zn；
铬钼耐热钢——15CrMo、15CrMoG；
奥氏体不锈钢——06Cr18Ni11Ti、06Cr19Ni10、022Cr19Ni10等。
2）本装置高温、高压管道量较多，工艺介质有渣油、蜡油、氢气等。涉及到不锈钢、合金钢管道较多，用于防氢脆碳钢材料较多。
高压管道工程量：
碳钢（A106 Gr.B）2190m；不锈钢（A312 TP321）1595m；合金钢（A335 P11）3833m；
其中最大壁厚为46.5㎜（材质为06Cr18Ni11Ti （312 TP321），规格为DN400 SCH160 （+5%～20%），因此，高压厚皮管的焊接是本装置焊接施工的重点和难点，而且对于碳钢、合金钢需要做焊后消应力处理，不锈钢需做稳定化热处理。
二、焊接及热处理工艺：
1、170万吨/年渣油加氢处理装置工艺管道施工，共上报焊接工艺评定31个，编制现场焊接施工作业指导书68份。其中采用了GTAW、SMAW、GTAW+SMAW、GTAW+GMAW、 GTAW+SAW
GTAW+FCAW等六种焊接方法，高压管道预制全部采用自动焊的焊接方法。
2、项目焊接责任工程师根据施工设计文件及施工规范要求，从焊材管理入手到焊缝施焊及热处理工艺，编制了针对施工现场焊接及热处理工艺管理办法5项。如下：
《统一使用焊材发放票》、《焊接材料管理规定》、《热处理作业指导书及热处理作业示意图》；《做好铬钼钢焊接机热处理施工技术管理工作》、《统一使用热处理专用章》
三、 焊接过程控制
1 焊接工艺控制
1.1坡口加工
1.1.1.坡口加工方法
a） SHA级管道，必须采用机械方法加工，在预制场设置车床进行坡口加工，安装管 段经现场实测后在预制场中完成下料、破口加工工作；
b） SHB、SHC及SHD级管道的管子，在下料过程中也采用车床加工坡口。当现场安装过程中采用氧乙炔焰或等离子切割时，切割后必须除去影响焊接质量的表面层。
1.1.2坡口形式
坡口形式的选择以确保根部焊透为原则，在此基础上，考虑尽量减少焊缝尺寸，减少焊缝的熔敷金属量。一般情况下，厚度小于25㎜时，采用V型坡口，大于25㎜时加工成V+U型或U型坡口。
1.2焊前清理
组对前用角向磨光机、棒式砂轮机等将坡口及内外两侧20㎜范围内的母材表面清理干净，直到露出金属光泽，不锈钢坡口打磨清理采用白刚玉砂轮片，不得与碳钢材质用的砂轮片混用，预制及摆放区域与碳钢及其他合金钢分开。
1.3坡口检查
现场安装焊缝采用火焰加工的坡口修磨完毕后，应对坡口表面進行检查，确保坡口表面不存在裂纹、分层、表面脆硬层等缺陷；铬钼钢没有裂纹、气孔和其他缺陷为合格；
1.4焊口组对
壁厚相同的管道组成件组对时应使内壁平齐，其错边量不应超过下列规定：
SHA级管道为壁厚的10% ，且不大于0.5㎜；SHB、SHC及SHD级管道为壁厚的10% ，且不大于1㎜。SHA级管道的内壁差0.5㎜ 或外壁差2㎜；SHB、SHC及SHD级管道的内壁差1㎜ 或外壁差2㎜。
1.5焊前预热及层间温度控制
a）预热采用电加热法，预热范围以对口中心为基准，两侧各不小于三倍壁厚且不小于100 ㎜，并应在坡口两侧均匀进行，防止局部过热，加热区以外的100 ㎜范围内宜予以保温。焊接过程中可断电、不拆除，根据工作需要再间断送电维持预热状态以控制层间温度；定位焊缝可采用火焰加热。
b）做好预热温度记录，以便完成施焊记录资料的完成。
2 、 焊接工艺
2.1一般工艺要求
a）注意引弧和收弧质量，引弧时采用回焊引弧法，收弧时要填满弧坑；
b）在合金钢钢管上焊接组对卡具时卡具的材质应与管材相同，否则应用焊接该钢管的焊条在卡具上堆焊过渡层，且组对施焊时，应在施焊位置采取预热措施；
c）充氩保护
●合金元素含量超过3%的管子焊接时，若采用氩弧焊打底，背面应充氩保护。对于固定口或现场安装口，可采取贴易溶纸的方式进行充氩保护，在距焊口300㎜的管内部粘贴两张易溶纸，并保证粘牢，以确保整个焊接过程背部金属不出现氧化；充氩时用锡箔纸沿圆周粘贴在焊口外侧，以保证充氩效果，待一段时间后，检测充氩情况，符合要求后进行焊接。 d）每道焊口焊接之前及时做好焊口标识，标识内容包括：管线号、焊口号、焊工号、材质、规格、焊接日期等。
e）应及时对探伤合格不锈钢焊缝外表面进行酸洗钝化处理。
f） 每条焊缝应尽可能一次连续焊完，若因故被迫中断，合金钢材质焊缝应立即对焊缝进行保温缓冷。重新焊接时先检查确认表面无裂纹等缺陷后，按原工艺重新预热后方可施焊；
g） 对于大厚度或直径较大的Ⅰ类、Ⅱ类钢焊口，氩弧焊打底完毕开始填充及盖面施焊时，应采用两人（焊接操作技术较好人员）各半圆从焊缝“六点位置”同时向上施焊，这样既可以保证层间温度满足施焊要求，又可以降低焊缝整体应力；
3、 焊后热处理
a）铬钼钢焊缝焊接完毕后应立即进行焊后热处理，如因条件限制无法立即热处理时，应采取200～350℃、≥30 min的后热措施并保温缓冷。
b）热处理采用电加热方式热处理时小于12″的焊缝应至少安放一支测温热电偶，大于等于12″的焊缝应对称安放2支热电偶，且热电偶施放位置应在焊缝4点及8点位置；
c）水平管道的焊接接头热处理时，热电偶应安置在焊接接头的4点或8点位置，安装时用镀锌铁丝捆绑牢固，端部紧贴焊缝，且镀锌铁丝捆绑点不少于两处。为保证所测温度为焊缝实际温度，在热电偶与加热器之间宜垫小块保温玻璃布以进行隔离。
d）热处理过程中，操作人员要进行全过程监督，严密监视热处理升降温及恒温过程，如发现热处理曲线出现异常时，应立即采取相应措施进行调整，确保升、降温速度和恒温温度在热处理工艺规定范围之内。如果出现其它异常情况，应立即断电，待查找出原因后再继续进行热处理。
e）进行热处理作业时，若遇阴雨天气，应在焊缝1米区上方搭设防雨棚，以防突然下雨导致热处理过程中断影响热处理效果。
f）焊缝热处理后进行硬度检测，硬度值超过规定值时，应按班次加倍检验，仍不合格时应重新进行热处理，并重新测定硬度值。
四、 采用的先进技术
在管道预制过程中广泛采用自动焊技术，通过不断改进自动焊焊接工艺，有效保证焊接质量，提高劳动效率。
●自动焊施工步骤如下：
五、 内部缺陷返修
a）经射线判定为不合格的焊缝在缺陷清除后进行焊接修补；
b）缺陷的清除采用角向磨光机打磨清除缺陷，并将打磨部位修整成约50°的椭圆形；
c）焊缝返修按正式施焊工艺进行；
d）材质或厚度要求需预热工艺施焊焊缝，在进行返修时预热温度值取上限，采用电加热方式进行加热；
e）需焊后热处理的焊缝修补完毕后按原工艺进行热处理；
f）焊缝返修完毕后按照原检查程序进行外观检查和无损检测。
六 、 焊接工程质量控制措施
1、项目部制订了《质量计划》、《质量检试验计划》、《质量创优计划》等质量指导性文件。以人为本，项目部出台了《焊工管理办法》、《比学赶帮超实施办法》和《质量激勵管理办法》等人文性管理文件，每时每刻实施焊工过程管理质量奖励卡，每半月评选一次优秀焊工和优秀焊接管理人员并进行1000元不等的考核奖励。通过优化方案和施工工艺、强化管理、完善奖优罚劣制度，为工艺管道的焊接质量起到了技术保证作用。
2、坚持首件样板制度，170万吨/年渣油加氢处理装置不锈钢管道及高压管焊接工程获中石化长岭分公司原有劣质化改造项目部样板工程。在焊工管理方面，坚持无证焊接和错用焊材零容忍制度。
3、严格按照工厂化生产方式进行预制施工，“工序分解、流水作业、体系封闭、实现预制产品化”，深度应用自动焊接技术。有效提高了管道预制深度、施工效率和质量。采用管道三维设计软件及焊接工艺评定管理软件等计算机辅助管理；
七、工程（焊接）质量
1、焊接一次合格率情况：
170万吨/年渣油加氢处理装置管道一次拍片25984张，一次合格25279张，一次合格率97.2%。
高压管道安装工程是一个工序繁多、过程控制复杂的系统工程，其安装工作已经成为项目管理工作的重点和难点，在整个过程中我们应提高安装技术与各道工序的工作水平，运用掌握先进的工程技术，保证工程质量，从而为石油化工装置高效、平稳、长时间运行提供保障。