大型煉化項(xiàng)目熱處理系統(tǒng)性管控

葛 燕

浙江石油化工有限公司 浙江 舟山 316000

大型煉化項(xiàng)目涉及大量厚壁管道、設(shè)備，及大量耐熱鋼、不銹鋼、低溫鋼，熱處理焊縫數(shù)量龐大。另外，參與熱處理作業(yè)的隊(duì)伍眾多，容易出現(xiàn)熱處理工藝執(zhí)行錯(cuò)誤，甚至弄虛作假等問題。而且熱處理后，有效檢測(cè)手段少，存在問題隱蔽性強(qiáng)，容易將問題帶到生產(chǎn)中去。國(guó)內(nèi)外因熱處理問題導(dǎo)致焊縫在運(yùn)行過程中失效，進(jìn)而釀成事故的案例不在少數(shù)。對(duì)于大型煉化項(xiàng)目，系統(tǒng)更加復(fù)雜，個(gè)例熱處理問題將指數(shù)級(jí)放大其危害。為此，對(duì)于大型煉化項(xiàng)目，必須更加嚴(yán)格地做好熱處理全過程質(zhì)量管控，采取系統(tǒng)性的管控措施，確保熱處理作業(yè)的各要素、各環(huán)節(jié)恪守設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，實(shí)現(xiàn)熱處理總體、全面受控。以下分享某大型煉化項(xiàng)目熱處理實(shí)施過程中發(fā)現(xiàn)的問題及采取的系統(tǒng)性措施，以供同行參考交流。

1 現(xiàn)場(chǎng)主要問題

以某大型煉化項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目?jī)H需熱處理的管道焊口就達(dá)30 多萬道，材質(zhì)有P91、P9、P5、P22、P11、12Cr1MoVG、TP347H、TP321、高強(qiáng)鋼、低溫鋼及抗硫化氫管道等十余種；熱處理作業(yè)分布10 多平方公里，參與隊(duì)伍多達(dá)幾十家，每家的作業(yè)點(diǎn)分散，且夜間作業(yè)多。加之施工單位對(duì)熱處理重視不足，相應(yīng)的管理及技術(shù)人員缺乏，熱處理從業(yè)人員的職業(yè)水平也參差不齊。所有這些問題，給熱處理質(zhì)量管控帶來極大挑戰(zhàn)。以項(xiàng)目初期為例，其熱處理作業(yè)暴露了諸多問題：

（1）熱處理方案編制及審批不規(guī)范，方案可操作性差，無法指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施；無熱處理工藝卡，或以熱處理方案代替工藝卡，造成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)指導(dǎo)性差；工藝卡參數(shù)有誤，與設(shè)計(jì)、規(guī)范不相符；熱處理工藝不交底或交底流于形式，致使作業(yè)人員對(duì)熱處理工藝掌握不清。

（2）熱處理作業(yè)人員技能滿足不了要求，對(duì)熱處理操作及管控要點(diǎn)不清楚；進(jìn)場(chǎng)設(shè)備、材料未校驗(yàn)或校驗(yàn)過期，設(shè)備及材料不報(bào)驗(yàn)便開始使用。

（3）熱處理工藝執(zhí)行錯(cuò)誤（部分是因?qū)崽幚砟覆牟馁|(zhì)及壁厚掌握不清造成的），恒溫溫度或恒溫時(shí)間不夠，升溫、降溫速率不滿足要求，或升溫起始測(cè)溫溫度及降溫最終測(cè)溫溫度過高，致使測(cè)溫曲線判定不合格。

（4）熱處理曲線造假，整個(gè)曲線全用手工涂畫或部分曲線用手工涂畫；對(duì)于熱處理不合格曲線，通過對(duì)試件進(jìn)行熱處理來代替熱處理曲線不合格的焊口。

（5）熱電偶并聯(lián)，或熱電偶數(shù)量和位置未按規(guī)范要求布置，不能采集有效數(shù)據(jù)。

（6）缺少過程監(jiān)管，在熱處理時(shí)有的操作人員隨意暫停熱處理記錄，以實(shí)現(xiàn)打印出來的溫度曲線滿足要求；溫度曲線不能準(zhǔn)確反映熱處理全過程。

（7）熱處理曲線與現(xiàn)場(chǎng)熱處理焊口無法對(duì)應(yīng)，無法實(shí)現(xiàn)焊口熱處理的可追溯。

（8）保溫棉包扎厚度及長(zhǎng)度不符合要求，保溫棉外部溫度嚴(yán)重超標(biāo)；熱處理時(shí)，管口不封堵，造成內(nèi)外溫差大。

（9）斷電應(yīng)急措施、防風(fēng)防雨措施落實(shí)不到位，造成焊口熱處理中斷或多次熱處理，影響焊口質(zhì)量。

2 系統(tǒng)性管控措施

因熱處理技術(shù)、質(zhì)量管控不到位，將對(duì)整體熱處理組織構(gòu)成影響，從而制約工程推進(jìn)。針對(duì)以上問題，結(jié)合實(shí)際，業(yè)主系統(tǒng)性地采取了多項(xiàng)措施。

2.1 統(tǒng)一管理要求

根據(jù)設(shè)計(jì)及現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，業(yè)主牽頭編制《熱處理質(zhì)量管理規(guī)定》，對(duì)業(yè)主項(xiàng)目部、監(jiān)理單位、施工總承包單位、熱處理單位的職責(zé)進(jìn)行界定；對(duì)管理內(nèi)容、程序、標(biāo)準(zhǔn)、活動(dòng)進(jìn)行明確，并全部清單化、表格化。另外，對(duì)熱處理單位的質(zhì)量體系要素及要求予以明確；對(duì)人員、設(shè)備、環(huán)境、材料的要求予以規(guī)范；對(duì)實(shí)施前的要求、過程控制，熱處理后檢查、檢驗(yàn)要求，以及熱處理資料驗(yàn)收要求都予以規(guī)定。要求各施工單位根據(jù)規(guī)定，有針對(duì)性地編制本單位作業(yè)范圍內(nèi)熱處理質(zhì)量管理措施，并嚴(yán)格審批、執(zhí)行。業(yè)主質(zhì)量歸口部門要定期對(duì)施工單位熱處理管理體系及規(guī)定執(zhí)行情況予以審查、糾偏。

2.2 嚴(yán)格執(zhí)行工藝卡

業(yè)主牽頭，對(duì)主要材質(zhì)、壁厚范圍的熱處理作業(yè)編制熱處理工藝卡模板。要求熱處理單位參考模板，結(jié)合本裝置設(shè)計(jì)要求及現(xiàn)行規(guī)范，編制覆蓋全裝置熱處理作業(yè)的熱處理工藝卡。工藝卡執(zhí)行前，必須嚴(yán)格報(bào)審。熱處理作業(yè)前，由熱處理技術(shù)管理人員根據(jù)當(dāng)天熱處理焊縫情況，給作業(yè)人員提供對(duì)應(yīng)的熱處理工藝卡，并嚴(yán)格交底，現(xiàn)場(chǎng)指定焊口。每道焊口熱處理作業(yè)時(shí)必須掛卡作業(yè)。

2.3 實(shí)行熱處理單位報(bào)備、淘汰制

進(jìn)場(chǎng)前，熱處理單位必須就其管理體系、業(yè)績(jī)、機(jī)具、人員等進(jìn)行報(bào)審，滿足要求的才可進(jìn)場(chǎng)作業(yè)。實(shí)施過程中，不按報(bào)審落實(shí)熱處理資源及現(xiàn)場(chǎng)管理的，督促整改、嚴(yán)肅處罰；熱處理資源不足、組織不力，實(shí)施滿足不了進(jìn)度要求的，工作量直接切割；問題嚴(yán)重、屢教不改的熱處理單位直接清除。

2.4 作業(yè)人員持證上崗，設(shè)備嚴(yán)格報(bào)驗(yàn)

作業(yè)人員作業(yè)前必須全員培訓(xùn)、考核，持證、貼帽簽上崗。建立熱處理作業(yè)人員行為臺(tái)賬，檢查發(fā)現(xiàn)問題的，予以記錄，多次出現(xiàn)問題的作業(yè)人員直接處罰或清退；問題嚴(yán)重、觸碰紅線的堅(jiān)決清退。另外，所有進(jìn)場(chǎng)的熱處理設(shè)備必須逐一報(bào)檢。熱電偶嚴(yán)格落實(shí)校驗(yàn)，并嚴(yán)格臺(tái)賬化管理，校驗(yàn)將到期的，提前預(yù)報(bào)及時(shí)安排再次校驗(yàn)。

2.5 推行工程樣板制度

各裝置、各熱處理單位在首次啟動(dòng)熱處理時(shí)，必須做熱處理首件樣板，報(bào)業(yè)主及監(jiān)理檢查。檢查時(shí)，本單位所有熱處理人員必須現(xiàn)場(chǎng)觀摩。關(guān)鍵焊口首次熱處理作業(yè)前也必須報(bào)檢確認(rèn)。對(duì)于熱處理方案執(zhí)行好、過程管控好、熱處理組織好的，定期在整個(gè)項(xiàng)目評(píng)選熱處理樣板，并組織所有熱處理單位主要負(fù)責(zé)人進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)參觀、交流、學(xué)習(xí)。做到樣板先行，樣板引路。對(duì)于問題較多的熱處理作業(yè)，要及時(shí)組織各單位召開現(xiàn)場(chǎng)會(huì)，分析問題、吸取教訓(xùn)、舉一反三。

2.6 建立熱處理用紙管理制

要求施工單位根據(jù)每周熱處理用紙需求，提前向業(yè)主質(zhì)量部門報(bào)驗(yàn)熱處理記錄紙；質(zhì)量部門在熱處理記錄紙上蓋“熱處理專用章”及紙張編號(hào)，并對(duì)每家施工單位發(fā)放的熱處理用紙張數(shù)、紙的編號(hào)進(jìn)行登記；下次報(bào)驗(yàn)熱處理用紙時(shí)，必須出具已打印曲線的紙張、報(bào)廢紙張、未用紙張；確保發(fā)放紙張與使用紙張對(duì)應(yīng)，以及紙張使用可追溯。未加蓋熱處理章及紙張編號(hào)的熱處理記錄視同無效。

2.7 建立作業(yè)告知制度

各裝置建立熱處理微信群，業(yè)主質(zhì)量部門管理人員、業(yè)主項(xiàng)目部、監(jiān)理單位、施工單位熱處理責(zé)任人及所有作業(yè)組負(fù)責(zé)人必須進(jìn)群。施工單位作業(yè)前，每天發(fā)布熱處理計(jì)劃，具體到單元、區(qū)號(hào)、管線號(hào)、焊口、材質(zhì)和壁厚。當(dāng)天作業(yè)完成，實(shí)際完成工作還須上報(bào)。另外，每道焊口熱處理前、過程中及熱處理完成后，必須在群里發(fā)布照片并說明。熱處理作業(yè)必須主動(dòng)接受監(jiān)督。對(duì)于特殊材質(zhì)、特殊結(jié)構(gòu)焊縫的熱處理，要求每道焊口熱處理保溫前報(bào)檢。

2.8 嚴(yán)格熱處理曲線確認(rèn)、報(bào)驗(yàn)

監(jiān)理單位必須跟蹤、確認(rèn)每道焊口的熱處理。熱處理完成后，熱處理人員必須當(dāng)即在熱處理曲線旁做好焊口標(biāo)注，同時(shí)簽字并注明日期、時(shí)間。當(dāng)天熱處理工作完成，施工單位整理、核對(duì)熱處理記錄及曲線后，填寫“熱處理日工作記錄”，當(dāng)天必須報(bào)監(jiān)理專業(yè)工程師核對(duì)、簽字并注明日期，完成后拍照上傳至線上微信群。另外，熱處理過程中，監(jiān)理必須對(duì)正在熱處理的工作進(jìn)行抽查，并當(dāng)即在熱處理曲線旁簽字，抽查比例不低于10%。業(yè)主項(xiàng)目部也必須在線抽查，并簽字，抽查比例不低于5%。業(yè)主質(zhì)量部不定期進(jìn)行抽檢，如若發(fā)現(xiàn)熱處理過程違規(guī)，要對(duì)施工單位和監(jiān)理單位進(jìn)行處罰，對(duì)業(yè)主項(xiàng)目進(jìn)行考核。

2.9 建立夜間作業(yè)巡檢制

各單位的夜間熱處理作業(yè)必須事前報(bào)備，并群里發(fā)布。業(yè)主質(zhì)量部門牽頭，每晚對(duì)現(xiàn)場(chǎng)熱處理作業(yè)進(jìn)行巡檢及抽查，發(fā)現(xiàn)問題嚴(yán)肅處罰，弄虛作假從重處罰。夜間作業(yè)不報(bào)備就擅自實(shí)施的，也要處罰。

2.10 嚴(yán)格焊接預(yù)熱與后熱溫度管控

要求所有關(guān)鍵部位、特殊材質(zhì)的預(yù)熱及后熱必須采用熱處理設(shè)備加熱、恒溫、測(cè)溫，并打印溫度曲線。

2.11 嚴(yán)格熱處理后的檢驗(yàn)及評(píng)定

根據(jù)規(guī)范要求，熱處理后一般進(jìn)行硬度檢測(cè)，硬度檢測(cè)和曲線符合要求即判定熱處理合格。該項(xiàng)目組織業(yè)內(nèi)專家，通過熱處理工藝試驗(yàn)，確定增加檢測(cè)手段和批次，要求按批次進(jìn)行焊縫金相組織檢測(cè)，確保硬度及金相組織均應(yīng)復(fù)合要求。另外，對(duì)TP321 及TP347 不銹鋼增加了鐵素體含量測(cè)定等。

如乙烯裝置集氣管焊縫，其材質(zhì)為P91，接頭為密集的支管臺(tái)角焊縫，熱處理影響區(qū)重疊，實(shí)施難度大，熱處理效果差，熱處理后硬度（HB）檢測(cè)偏低或偏高。通過組織專家討論，并參閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確定：HB＞300 的焊縫，重新進(jìn)行熱處理；175≤HB≤300 的焊縫，判定合格；160≤HB＜175 的焊縫，根據(jù)金相分析結(jié)果判定是否合格；HB＜160 的焊縫進(jìn)行割口處理。并統(tǒng)一硬度檢測(cè)方法：按焊縫圓周四等分取四個(gè)部位，每個(gè)部位應(yīng)包括焊縫、兩側(cè)熱影響區(qū)（熔合線5mm 以內(nèi)）和兩側(cè)鄰近母材，至少檢測(cè)5 點(diǎn)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)至少測(cè)3 下，取平均值。對(duì)于焊接已全部完成，但現(xiàn)場(chǎng)熱處理效果不理想的集氣管，要求返廠采取爐內(nèi)正火加回火熱處理，并要求施工單位隨爐做工藝試板，檢測(cè)力學(xué)性能和金相組織是否符合要求。

另外，對(duì)柴油加氫、渣油加氫等裝置中的厚壁TP321、TP347H 等不銹鋼材質(zhì)，是否進(jìn)行熱處理爭(zhēng)議比較大。通過調(diào)查國(guó)內(nèi)類似裝置熱處理情況及裝置運(yùn)行情況，并多次組織專家及設(shè)計(jì)討論，最后確定：對(duì)于操作溫度不大于450℃的TP347、TP321 不銹鋼管道，不進(jìn)行穩(wěn)定化熱處理。對(duì)于漿態(tài)床加氫裝置TP347/ 347H，其操作溫度為450＜T＜500℃。通過討論，確定管道壁厚小于40mmm的管道實(shí)施焊后穩(wěn)定化熱處理，并執(zhí)行NB/ T10068。同時(shí)，為確保工藝滿足要求，實(shí)施前要進(jìn)行多次熱處理工藝試驗(yàn)，通過調(diào)整保溫措施，減少內(nèi)外溫差，通過對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果，確定最終熱處理實(shí)施方案。

2.12 定期評(píng)比

每周組織全場(chǎng)熱處理檢查，抽查持證上崗、掛卡作業(yè)、熱電偶接線、保溫棉外側(cè)溫度、曲線記錄等事項(xiàng)。根據(jù)抽查點(diǎn)數(shù)、評(píng)分排名，問題嚴(yán)重的嚴(yán)肅罰款，并每周評(píng)比、通報(bào)。同時(shí)，定期根據(jù)每周評(píng)比情況進(jìn)行總評(píng)，獎(jiǎng)優(yōu)罰劣。對(duì)于問題嚴(yán)重的單位，及時(shí)約談或聯(lián)系總部駐點(diǎn)整治。

3 結(jié)論

通過采取以上管控措施，該項(xiàng)目熱處理作業(yè)隊(duì)伍及人員素質(zhì)顯著提高，且設(shè)備及用材報(bào)檢合格率、熱處理工藝執(zhí)行正確率、熱處理曲線一次合格率，以及熱處理后檢測(cè)合格率都達(dá)到99%以上。弄虛作假的問題基本被杜絕，熱處理報(bào)告嚴(yán)格、真實(shí)地反映了對(duì)應(yīng)焊口的熱處理過程，實(shí)現(xiàn)了良好的可追溯性。工作得到了政府監(jiān)檢部門的充分肯定。目前該項(xiàng)目一期工程已運(yùn)行一個(gè)周期，二期項(xiàng)目也運(yùn)行一年有余，未出現(xiàn)過一起因熱處理引發(fā)的質(zhì)量問題。實(shí)踐證明，該熱處理管控措施有良好的針對(duì)性和操作性，可供其他大型煉化項(xiàng)目參考借鑒。