山東齊魯石化建設(shè)有限公司 （淄博 255411） 劉靖濤

一、工程項目概況及特點

1.工程概況

圖1 主裝置區(qū)全貌

25萬t/a高密度聚乙烯裝置生產(chǎn)單元主要包括原料精制、乙烯精制、催化劑、反應(yīng)、樹脂脫氣及排放氣、添加劑、造粒、樹脂處理、公用工程單元；輔助配套設(shè)施主要包括變配電室及機柜間、裝置管廊、裝置分析、污水與處理池、成品包裝倉庫、新建火炬系統(tǒng)及新建循環(huán)水場。主裝置區(qū)全貌如圖1所示。

新建裝置西側(cè)原有HDPE裝置，北側(cè)原有HDPE成品包裝和倉庫以及廠區(qū)鐵路裝卸線，南側(cè)是廠區(qū)中心干道，東側(cè)為第三循環(huán)水場和線性低密度聚乙烯裝置。裝置區(qū)占地面積約19 200m2（1.92公頃）。主要生產(chǎn)部分包括：乙烯精制、排放氣回收及冷凍、聚合反應(yīng)、擠壓造粒廠房、摻混料倉、烷基鋁、公用工程等設(shè)施。

新建高密度聚乙烯工藝裝置和輔助設(shè)施集中布置在一個獨立的區(qū)域內(nèi)，以工藝主管廊為中心，在其東側(cè)由南向北依次布置為排放氣回收及冷凍單元、聚合反應(yīng)區(qū)單元、擠壓造粒單元、樹脂處理單元；在工藝主管廊西側(cè)南部布置乙烯精制單元、聚合單元（預留）、烷基鋁單元；變配電室和機柜間布置在裝置南部。工程總投資8.78億元。

2.工程特點

25萬t/a高密度聚乙烯裝置焊接工程存在以下特點：

（1）項目工期緊 現(xiàn)場焊接鋼結(jié)構(gòu)、設(shè)備、管道等焊接工作量大，鋼結(jié)構(gòu)近4000t,各類管線共計49 973m。其中循環(huán)氣壓縮機及擠壓造粒機組均實現(xiàn)主機首次國產(chǎn)化。

（2）裝置布局緊湊 東西兩側(cè)分別為在運行線性低密度聚乙烯和低壓高密度聚乙烯裝置，裝置區(qū)沒有大型設(shè)備和框架的預制場地，大部分預制工作只能在裝置外進行，利用裝置部分區(qū)域臨時作為預制組裝場地，待大型設(shè)備就位，吊車撤離后再進行施工。

（3）反應(yīng)器反應(yīng) R4001直徑為5.0/8.06m，高度42.605m。重量達347t，如圖2所示。由于現(xiàn)場狹窄，只能在公司基地進行反應(yīng)器和框架的深度預制，然后在現(xiàn)場進行組裝、焊接、熱處理和吊裝組對以及鋼結(jié)構(gòu)同步安裝，因此E402A/B循環(huán)冷卻器等設(shè)備要在500t吊車撤離現(xiàn)場后才能進行基礎(chǔ)和安裝等后續(xù)工作。兩臺循環(huán)冷卻器單重120t，E407A/B/C三臺調(diào)溫水冷卻器自重80余t，需500t吊車二次進場吊裝；另C4003循環(huán)壓縮機組安裝也需260t汽車吊進行吊裝。

圖2 反應(yīng)器主體

（4）脫氣倉 脫氣倉安裝在擠壓造粒機廠房上部，設(shè)備重量達282t，設(shè)備本體高約42.404m，支座標高67余m，頂部安裝標高達96m左右，如圖3所示。500t吊車一次進場，兩次組車，站位于擠壓造粒廠房東南角，向南接桿；脫氣與擠壓造粒單元是裝置施工的關(guān)鍵路線。

圖3 脫氣倉主體及框架

二、關(guān)鍵焊接工藝及焊接新技術(shù)

1.焊接工程主要施工特點

焊接工程主要施工特點包括以下3方面：

第一，我公司在本項目施工中，承擔了13臺鋁鎂合金料倉制造及安裝任務(wù)，為我公司首次焊接鋁鎂合金。由于焊接質(zhì)量要求高，焊接工藝要求嚴格，現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境要求比較高，為此我公司對鋁鎂合金的焊接進行了反復的工藝評定，提出了合理的焊接工藝，同時培訓了38名鋁鎂合金焊工（見圖4）。

圖4 焊工培訓現(xiàn)場

第二，鋼結(jié)構(gòu)安裝工期緊迫，焊接量大，焊接質(zhì)量要求高。總計有近4000t鋼結(jié)構(gòu)，高空作業(yè)多，施工難度大，其中最高的脫氣倉框架為EL95.8m。精致區(qū)鋼結(jié)構(gòu)安裝現(xiàn)場如圖5所示。

圖5 精致區(qū)鋼結(jié)構(gòu)安裝現(xiàn)場

第三，工藝管線安裝量大，共計約45 943m，12.7萬寸徑，焊接工藝要求高，其中DN1050循環(huán)氣管道法蘭連接多，需焊后熱處理，對焊接方法的選用及焊接、熱處理工藝的執(zhí)行和質(zhì)量控制提出了很高的要求。

2.焊接工程質(zhì)量管理

（1）建立健全質(zhì)量保證體系，落實質(zhì)量責任 為強化25萬t/a高密度聚乙烯裝置施工項目管理，公司成立了聚乙烯工程項目部，根據(jù)項目特點建立健全了項目質(zhì)量保證體系，工藝、焊接、材料、檢驗、熱處理、無損檢測、理化及設(shè)備八大質(zhì)控系統(tǒng)分別設(shè)立專職責任工程師進行系統(tǒng)質(zhì)量控制。

（2）采用制度化和程序化管理，加強考核 項目部先后編制了《山東齊魯石化建設(shè)有限公司25萬t/a高密度聚乙烯裝置項目管理規(guī)劃》，其內(nèi)容涵蓋了項目部組成、職責、進度、安全及質(zhì)量等方方面面的管理，包括《項目部質(zhì)量控制程序》、《項目部質(zhì)量考核細則》和《工程質(zhì)量控制點計劃》等一系列管理制度和管理程序，明確了各級人員的質(zhì)量責任和工作標準。同時嚴格執(zhí)行《建設(shè)公司焊接工程質(zhì)量考核辦法》，加大焊接質(zhì)量的獎懲力度。通過采取一系列措施，為質(zhì)量體系有效運行奠定了基礎(chǔ)，同時也為焊接質(zhì)量的提高創(chuàng)造了條件。

（3）分析質(zhì)量要素構(gòu)成，細化質(zhì)量控制重點 為確保施工質(zhì)量，項目部根據(jù)本項目施工特點，反復優(yōu)化施工方案，并結(jié)合工程實際，詳細分析工程施工各階段、各專業(yè)的質(zhì)量管理特點，認真制定了質(zhì)量控制計劃，明確了在確保設(shè)備、工藝管線組對控制成形質(zhì)量的前提下，預制安裝質(zhì)量控制的重點是焊接質(zhì)量管理，也是工程質(zhì)量管理的核心。

（4）強化過程控制，確保質(zhì)量受控 第一，項目部質(zhì)檢組焊接檢驗責任人員重點加強焊接過程的控制，如在施焊前對施焊人員進行詳細的技術(shù)交底，明確焊接技術(shù)要領(lǐng)和工藝參數(shù)、注意事項。同時對人員實際焊接技能、焊接參數(shù)選用、焊條烘干發(fā)放回收、焊前預熱、焊后熱處理以及現(xiàn)場焊接防風等工藝紀律和措施的執(zhí)行情況進行監(jiān)督檢查。第二，嚴格焊工持證資格審查，堅決杜絕無證上崗或超項作業(yè)。第三，嚴格執(zhí)行焊工自檢、班組互檢、項目部質(zhì)檢員專檢的“三檢制”制度，全部檢查合格后向監(jiān)理單位進行報驗，委托第三方按施工規(guī)范要求進行無損檢測，如圖6所示。從焊接過程的每一個環(huán)節(jié)入手嚴格管理，使焊接質(zhì)量始終處于受控狀態(tài)。

圖6 施工、監(jiān)理、質(zhì)監(jiān)人員進行三方共檢

3.焊接工藝評定

為確保焊接工藝的正確性和有效性，在收到施工圖樣以后，我公司立即對公司現(xiàn)有焊接工藝平定項目進行核對，對缺少的焊接工藝評定項目按JB4708—2000《鋼制壓力容器焊接工藝評定》及設(shè)計文件要求進行評定，確保焊接工藝評定覆蓋率100%，特別是在鋁鎂料倉制作前，對鋁鎂合金焊接工藝進行反復優(yōu)化，完成了焊接工藝評定，焊接參數(shù)如附表所示。

鋁鎂合金焊接參數(shù)

4.焊工資格管理及人員培訓

根據(jù)本項目施工所需材料特點和《鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試規(guī)則》要求，為此公司對現(xiàn)有持證焊工的焊接技術(shù)水平和焊接持證情況逐個進行排查，并根據(jù)特殊材料焊接工程量大的特點，對部分基本功扎實、技術(shù)水平高而缺項的焊工按《鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試規(guī)則》要求進行了增項考試和焊接技能培訓。該項目共計投入持證焊工110余人，合格項達15余項。為確保焊接質(zhì)量，在項目開工前對特殊材料，如鋁鎂合金、A333Gr6等選擇部分優(yōu)秀焊工有針對性地進行焊接技能培訓，包括模擬現(xiàn)場實際位置進行適應(yīng)性訓練，提高焊接操作技能，為各類材料的焊接打下基礎(chǔ)。工程開工后項目部質(zhì)檢人員強化現(xiàn)場焊接質(zhì)量管理，對每個焊工的最初焊接質(zhì)量進行評價，對焊接過程中出現(xiàn)的焊接缺陷質(zhì)量問題進行總結(jié)分析，對參加焊接施工的焊工進行現(xiàn)場技術(shù)交底，根據(jù)其實際技術(shù)能力及持證范圍合理安排施焊部位，最大限度的提高焊接質(zhì)量，同時項目部利用陰雨天氣無法進行焊接作業(yè)的時間組織焊工進行集中培訓，達到很好的效果。

5.主要焊接新技術(shù)應(yīng)用

25萬t/a高密度聚乙烯裝置由于涉及的材質(zhì)種類繁多、數(shù)量大，并且設(shè)備及管線運行條件苛刻，因此對焊接質(zhì)量和施工效率提出了很高的要求。

在施工過程中積極采用焊接自動化技術(shù)，如CO2氣體保護焊、管子自動焊等先進設(shè)備來提高焊接效率和焊接質(zhì)量。同時采用氬弧焊打底手弧焊蓋面、全氬弧焊、焊條電弧焊等傳統(tǒng)方法保證工藝管線焊接質(zhì)量和進度。鋁鎂合金料倉現(xiàn)場焊接采取雙面同步鎢極氬弧焊焊接技術(shù)，該技術(shù)可補償鋁鎂合金焊接過程的熱損失，焊接應(yīng)力小，同時降低了鋁鎂合金在焊接過程中產(chǎn)生氣孔、裂紋、未焊透及燒穿等缺陷的幾率。在鋼結(jié)構(gòu)焊接施工中大量采用CO2氣體保護焊，保證鋼結(jié)構(gòu)焊接工作按時完成。

三、焊接設(shè)備及焊材應(yīng)用

在裝置建設(shè)過程中，使用的焊接材料有碳鋼GHG—56焊絲與E4315焊條、鉻鉬鋼R307焊條、不銹鋼A102焊條及低溫鋼TG—S1N焊絲與W607焊條。公司投入了手工電弧焊機（見圖7）、CO2氣體保護焊機（見圖8）、埋弧焊機（見圖9）、交流脈沖氬弧焊機（見圖10）100多臺，同時還使用了移動式管道焊接站（見圖11）進行壓力管道現(xiàn)場預制工作，極大地提高了工作效率和焊接質(zhì)量，大大地降低了工人勞動強度，同時大大降低了人工成本。

圖8 CO2氣體保護焊機

圖9 埋弧焊機

圖10 交流脈沖氬弧焊機

圖11 移動式管道焊接站

四、結(jié)語

25萬t/a高密度聚乙烯工程鋼結(jié)構(gòu)進行超聲波檢測790.2m，一次合格784.2m，一次檢測合格率99.25%；工藝管道焊口共計射線檢測16 525片，一次合格16 065片，一次探傷合格率97.2%；13臺鋁鎂合金料倉一次委托3268片，一次合格3211片，一次合格率98.25%；反應(yīng)器、脫氣倉一次委托3782片，一次合格3741片，一次合格率98.91%；均超過了我公司制定的項目質(zhì)量控制目標。