管道焊接施工方案.docx

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管道焊接施工方案

中国核工业第五建设有限公司

福清核电总包部管理体系文件

编号：

FQGHH-8MXXXX-FA-003

文件类型

文件页数

附录页数

版次

修订说明

受控编号

密级

工作程序

18

7

2

适应性修改

文件标题：

3、4#机组主蒸汽、主给水管道焊接施工方案

编码：

FQ

8

CIGHH

003

SGWF

44

SS

第2版

2015.03.10

执行

第1版

2014.02.16

2014.03.18

执行

陈岳

熊家粒

田顺义

版次

完成日期

实施日期

状态

编制

审核

批准

中国核工业第五建设有限公司

方案修改跟踪

版次

状态

编写

审核

批准

日期

修改说明

1

2

执行

执行

陈岳

胡延安

熊家粒

周开辉

田顺义

宫联兵

2014.03.18

首次发布

根据图文传真QCNF-250241-QGWF增加防异物措施

1.目的及适用范围

本施工方案为福建福清核电厂3#、4#机组常规岛主蒸汽、主给水、蒸汽转换器加热蒸汽、旁路蒸汽管道及附件的焊接施工顺利实施而编制。

本施工方案适用于福建福清核电厂3#、4#机组常规岛主蒸汽、主给水、蒸汽转换器加热蒸汽、旁路蒸汽管道及附件的焊接施工。

2.工程概况

福建福清核电厂3#、4#机组常规岛主蒸汽系统功能是将蒸发器产生的核岛主蒸汽引送至汽轮机主汽阀、汽轮机轴封系统、汽轮机旁路系统、汽水分离再热器系统及蒸汽转换系统。

主蒸汽管道运行介质为高温、高压饱和蒸汽，设计压力和设计温度为8.5Mpa和316℃，运行压力和运行温度为6.62Mpa和282℃，涉及焊接材质为P280GH，规格Φ813×32、Φ873×36.53、Φ762×34.93、Φ660×30.58、Φ323.8×19.05等。

高压给水管道运行介质为除盐水，设计压力和温度为12.2Mpa和240℃，运行压力和温度为8.251Mpa和177.9℃～226℃，涉及主要焊接材质为P280GH，规格Φ559×38.1、Φ457×31.75、Φ413×28.85、Φ406×21.4、Φ273×22.23、Φ25×2.5等。

本方案中涉及到的焊接接头形式为对接接头和角接接头。

3.编制依据

H500202S-J3002主蒸汽系统管道安装图

H500202S-J1602汽轮机旁路管道安装图

H500202S-J0704高压给水（AHP）管道安装图

H500202S-J0803高压给水（AHA）管道安装图

H500202S-J1102高压给水（ARE）管道安装图

H500202S-J0902启动给水管道安装图

H500202S-J0804再循环管道安装图

H500202S-J1206凝结水减温水管道安装图

H500202S-J3203蒸汽转换器加热蒸汽管道安装图

DL/T868-2004《焊接工艺评定规程》

DL/T869-2012《火力发电厂焊接技术规程》

DL/T819-2010《火力发电厂焊接热处理技术规程》

FQGHH-8XXXXX-GX-002《常规岛焊接通用工作程序》

FQGHH-8XXXXX-GX-008《常规岛焊接热处理工作程序》

DL/T821-2002《钢制承压管道对接接头射线检验技术规程》

DL/T820-2002《管道焊接接头超声波检验技术规程》

FQGHH-8XXXXX-GX-013《焊接材料烘干、存放和使用工作程序》

DLT679-2012《焊工技术考核规程》

TSGZ6002-2010《特种设备焊接操作人员考核细则》

4定义

无

5.施工准备

5.1人员资格

5.1.1.焊接人员

焊工或焊接操作工应经过技能培训且考核合格，取得相应的合格证书；并按照考试合格项目适用范围从事焊接工作。

5.1.2.组装人员

组装人员应具有丰富的管道或板材装配、安装的经验和能力。

5.1.3.焊接热处理人员

热处理人员经过相应培训，具有相应资质。

5.1.4.检查人员

外观检验和尺寸检验人员应具备无损检验资格的人员。

无损检验人员必须有相应的合格证。

5.2设备和工机具

5.2.1焊接设备〔含焊机、热处理设备、无损检测设备〕应保证参数稳定、调节灵活和安全可靠。

5.2.2焊接设备及有计量要求的仪器、仪表、工机具应定期校验，并确定是在合格有效期内使用。

5.2.3所有焊接和焊接修复所涉及的设备、仪器、仪表在使用前应确认其与承担的焊接工作相适应。

5.3材料

5.3.1.母材必须符合国家标准（或颁布标准、专业技术条件）或图纸的规定，并具备完整的质量证明文件，并经验收合格。

5.3.2.手工钨极氢弧焊使用铈钨极，钨极伸出长度为5～10mm，钨极端部要磨光，端部形状随电源变化，交流用圆珠形，直流用锥台形，锥度取决于电流，电流越小，锥度越大。

5.3.3.焊接材料的质量应符合国家标准（或有关标准）并经验收合格，氩气纯度不低于99.99%。

5.3.4.焊接材料验收、入库、烘干、发放应严格遵照FQGHH-8XXXXX-GX-013《焊接材料烘干、存放和使用工作程序》。

5.3.5.焊工领取的焊条应放在保温筒内，每次领取的数量以一个班次使用量为限。

未使用完的焊条必须当班退回烘干房，严禁将焊条存放在保温筒内过夜。

5.3.6.焊条保温筒、焊丝筒应有标识，标识内容为焊材型号、牌号、规格、批号以及焊工代号。

5.4技术文件

合格的焊接工艺评定报告、指定的焊接施工方案、指定的焊接工艺卡、焊接热处理工艺卡、相应的质量跟踪文件、有效的焊工合格证。

5.5施工环境

5.5.1焊接场所应该具有防潮、防雨、防雪设施；

5.5.2应采取措施减小焊接场所的风力，手工电弧焊时，风速≤8m/s，手工钨极氩弧焊时，风速≤2m/s；当环境不能满足上述要求时，必须采取搭设防风设施等方式满足要求，否则不得施焊。

5.5.3环境相对湿度＜90%，环境温度大于≥-10℃，待焊工件温度≥+5℃。

5.5.4热处理场所附近的易燃、易爆物应予以清除，热处理工件在自由状态下进行热处理。

6.施工主要技术参数

焊接施工所用技术参数应严格按照焊接工艺卡和热处理工艺卡参数规定操作，工艺卡参数应严格按照合格有效的焊接工艺评定报告进行编制。

7.施工操作流程

8.施工操作指南及详细说明

8.1检查先决条件

工作人员应符合5.1条的规定，设备及工机具应符合5.2条的规定，材料应符合5.3条的规定，技术文件应符合5.4条的规定，环境应符合5.5条的规定。

8.2焊材准备

焊条在使用之前，应严格按焊条生产厂推荐的烘干规范或有关技术规范要求进行烘干及保温。

焊丝在使用之前应仔细擦拭焊丝表面，以免焊丝表面存有可能影响焊接质量的杂物。

焊接材料验收、入库、烘干、发放严格遵照FQGHH-8XXXXX-GX-013《焊接材料烘干、存放和使用工作程序》规定。

8.3坡口加工及检查

8.3.1焊件下料与坡口加工

焊件下料采用机械加工的方法为宜，如采用热加工下料，切口部分应留有机械加工余量，以便于除去淬硬层及过热金属。

对大口径厚壁管坡口可采用坡口机加工，小口径薄壁管坡口可采用砂轮机打磨方法制备。

对于厂家已加工的坡口，在焊接之前应采用砂轮机打磨方法，将坡口表面打磨至露出金属光泽。

8.3.2坡口检查

坡口加工尺寸应符合图纸或DL/T869-2012的要求，坡口内及边缘20mm范围内母材无裂纹、重皮、坡口破损及毛刺等缺陷，经质检人员目视检查合格。

管道（管子）管口端面应与管道中心线垂直。

其偏斜度△f不得超过附录C规定。

8.4焊件组对

8.4.1组对要求

（1）焊件组对前，应将坡口表面及附近母材的油、漆、垢、锈等清理干净，直至发出金属光泽，清理范围如下：

●对接接头：

坡口每侧各为20mm；

●角接接头：

（焊脚尺寸K值+10）mm。

（2）焊件组对一般应做到内壁齐平，若有错口，其错口值应符合下列要求：

●对接单面焊的局部错口值不得超过壁厚的10%，且不大于1mm；

●对接双面焊的局部错口值不得超过焊件厚度的10%，且不大于3mm。

（3）管段组对时必须在自由状态下进行，管段的调整可通过组对前已设置好的倒链或可调节组对支架来实现，不得强制对口。

（4）焊件组对的对口间隙规定如下：

●对接接头的U型坡口，δ≤60mm时，对口间隙b=2～5mm；

●对接接头的双V型坡口的水平管，δ＞16mm时，对口间隙b=2～5mm；

●对接接头的双V型坡口的垂直管，δ＞16mm时，对口间隙b=1～4mm；

●公称直径大于500mm的管道对口间隙局部超差不得超过2mm，且长度不得超过焊缝总长度的20％。

8.4.2组对、点固

（1）主蒸汽母管及外径Φ≥406.4mm管道组对，采用圆钢棒点固焊定位，且至少分4点定位。

等份分布于钟点位：

水平固定管大致在1.5、4.5、7.5、10.5钟点位（避开6点起弧位）如图一所示；垂直固定管不限，均分即可；

（2）坡口外径Φ＜406.4mm或壁厚δ＜20mm管道组对，可不采用圆钢棒点固，直接在坡口根部定位焊，且分至少3点定位。

等份分布于钟点位：

水平固定管大致在4、8、12钟点位（避开6点起弧位）如图二所示；垂直固定管不限，均分即可；

（3）在对口根部定位焊时，定位焊后应检查各个焊点质量，如有缺陷应立即清除，并移位重新进行定位焊。

采用圆钢棒点固在坡口边缘，钢棒长度至少为50mm，定位焊缝长度为钢棒长度,两侧定位焊长度应保证焊缝在正式焊接过程中不出现开裂，圆钢棒材质应同焊件材质相同，定位焊工艺应同正式焊接工艺。

（4）为保证方便拆除钢棒，点焊时宜使钢棒过半露出坡口外，以“U”型坡口图示意如图三。

图三：

主蒸汽、主给水管道钢棒点固和分布示意图

8.4.3定位工具拆除

根部焊缝可焊处焊完后，拆除定位工具，便于焊完根部剩余焊缝，然后采用砂轮机磨掉定位工具上的焊缝，再取出定位工具；禁止直接采用外力打击定位工具的方法拆除定位工具，防止拉伤工件。

拆除定位工具后，将其残留焊疤清除干净、打磨修整。

8.5焊前预热（若有）

8.5.1焊前预热方法、加热宽度、保温要求、测温要求等按照DL/T819-2002及FQGHH-8XXXXX-GX-008《常规岛焊接热处理工作程序规定执行》。

8.5.2预热工艺应该包含在焊接工艺评定范围之内并进行评定，为保证均匀加热和层间温度，按DL/T819-2010要求，管道Φ＞219mm规格或δ≥20mm时，采用电加热法进行预热。

预热宽度从对口中心开始，每侧不少于焊件厚度的3倍，且不小于100mm。

8.5.3施工现场应采取一定的措施（如：

在局部环境搭设耐火蓬布，封堵焊口），以免焊口在预热和焊接时受到空气中可能的气流影响。

8.5.4控温方法：

电加热采用热电偶自动监控，并保证有可查的加热曲线等过程记录，并辅以红外线测温仪或者接触式测温仪。

8.5.5陶瓷加热器和热电偶的布置，布置好加热器和热电偶后还需用保温棉被将其覆盖和捆扎好。

8.5.6陶瓷加热器的安装技术要求：

（1）安装加热器时，应将焊件表面的焊瘤、焊渣、飞溅清理干净，使加热器与焊件表面贴紧，必要时，应制作专用的夹具。

加热器的布置宽度至少应比要求的加热宽度每侧多出60mm。

（2）当用绳行加热器对管道进行预热时，坡口两侧布置的加热器应对称，加热器的缠绕圈数、缠绕密度应尽可能相同，缠绕方向应相反。

（3）对水平放置的直径大于273mm的管道或大型部件进行焊后热处理时，宜分区控制温度。

（4）用一个测温点同时控制多个焊接接头加热时，各焊接接头加热器的布置方式应相同，且保温层宽度和厚度也应尽可能相同。

8.5.7预热温度

主蒸汽、主给水管道材质是P280GH,依据DL/T869-2012规定:

当δ≥26mm时，预热温度是100～200℃。

施焊过程中，层间温度应不低于规定的预热温度的下限，且不高于400℃。

8.6焊接

8.6.1工程量

主蒸汽、再热器加热蒸汽及旁路蒸汽管道安装工程量见FQ-JSG-FA-006《主蒸汽、再热器加热蒸汽及旁路蒸汽管道安装方案》，主给水管道安装工程量见FQ-JSG-FA-007《高压给水管道安装方案》。

8.6.2焊接方法及焊材选择

母材P280GH：

当壁厚＜5mm时，采用全氩焊接（Ws）选用焊丝ER50-6Φ2.0；当壁厚≥5mm时，采用氩弧打底（GTAW）手工电弧填充、盖面，即：

氩电组合焊接（Ws+Ds）选用焊丝ER50-6Φ2.0焊条E5015Φ3.2、Φ4.0。

8.6.3焊接通则

（1）焊工在焊接前应仔细查阅相应的质量跟踪文件，并检查使用的焊材是否正确。

（2）严禁在坡口外引弧、熄弧，焊接时，管道内不得有穿堂风。

（3）采用手工钨极氩弧焊打底的根层焊缝检查合格后，应及时进行次层焊缝的焊接。

多层多道焊缝焊接时，应进行逐层检查，经自检合格后方可焊接次层焊缝。

（4）厚壁大径管的焊接应采用多层多道焊接，当壁厚大于35mm时，还应符合下列规定：

氩弧焊打底的焊层厚度不小于3mm，单层焊道的厚度不大于所用焊条直径加2mm；单焊道宽度不大于所用焊条直径的5倍。

（5）厚壁大径管多层多道焊排列要求见图四

图四：

厚壁管焊道排列示意图

（6）施焊中，应特别注意接头和收弧的质量，收弧时应将熔池填满，多层多道焊的接头应错开，焊道衔接处应平缓过渡。

（7）焊工在焊接过程中应检查各焊道的质量，对影响焊缝质量的焊缝表面熔渣及飞溅物等缺陷采用机械打磨的方法清除后，方可进行下道的焊接。

（8）施焊过程中，层间温度应不低于规定的预热温度的下限，且不高于400℃。

（9）施焊过程除工艺和检验上要求分次焊接外，应连续完成。

若被迫中断时，应采取防止裂纹产生的措施（如后热、缓冷、保温等）。

再焊时，应仔细检查并确认无裂纹后，方可按照工艺要求继续施焊。

（10）安装管道冷拉口所使用的加载工具，需待整个对口焊接和热处理完毕后方可卸载。

8.6.4焊接顺序

（1）

为减少管轴向焊接变形，对Φ≥400mm且δ≥20mm的管道或管件对接焊，宜采用双人对称焊，如图五、六。

（2）垂直固定管焊接：

两人对称、沿相同时针方向焊接，如图七所示；

图七：

垂直固定对称焊示意图

（3）水平固定管焊接：

●打底焊（斜对称焊如图八、九）：

a）4点定位：

A1（Ⅳ→12钟点）—B1（6钟点→Ⅱ）

A2（Ⅲ→9钟点）—B2（3钟点→Ⅰ）

A3（6钟点→Ⅲ）—B3（Ⅰ→12钟点）

A4（9钟点→Ⅳ）—B1（Ⅱ→3钟点）

拆除定位工具，对称补焊：

Ⅰ——Ⅲ、Ⅱ——Ⅳ

b）3点定位：

A1（10钟点→Ⅲ）——B1（6钟点→Ⅰ）

A2（6钟点→Ⅱ）——B2（2钟点→Ⅲ）

A3（Ⅱ→10钟点）——B3（Ⅰ→2钟点）

拆除定位工具，对称补焊：

Ⅰ——Ⅱ，再焊Ⅲ。

●其余焊层

根据焊接变形实际情况采取分段倒退焊与斜对称焊相结合的方法；

a）分段倒退焊：

将坡口分成8份，如图十所示；

A1：

⑧——B1：

①

A2：

⑦——B2：

②

A3：

⑥——B3：

③

A4：

⑤——B4：

④

b）斜对称焊：

A1：

⑧——B1：

④

A2：

⑥——B2：

②

A3：

⑤——B3：

①

A4：

⑦——B4：

③

根据实际情况，只要能保证焊接质量，控制好焊接变形可以采取其他焊接顺序。

8.7后热处理（若有）

8.7.1对于壁厚大于30mm的主蒸汽、主给水管道焊缝，根据DL/T819-2010及DL/T869-2012的规定，如焊后及时进行消除应力热处理，则不要求进行后热处理，否则应进行后热处理。

焊口应尽量一次连续焊接完成，对不能连续焊接完成的情况下，则应对焊缝进行整体后热处理。

8.7.2后热处理加热温度为300～350℃，恒温时间不小于60分钟，，然后自然缓冷。

8.7.3加热宽度：

从焊缝中心算起，每侧不小于壁厚的3倍，且不小于60mm。

8.7.4保温宽度：

从焊缝坡口边缘算起，每侧不得小于管子壁厚的5倍，且每侧应比加热器的安装宽度增加不少于100mm。

8.8消除应力热处理（若有）

8.8.1对于壁厚大于30mm的主蒸汽、主给水管道焊缝，根据DL/T869-2012第5.4.3条规定，焊后应进行消除应力热处理。

8.8.2加热方法：

采用电加热。

8.8.3加热温度：

630±10℃

8.8.4保温时间：

壁厚25～37.5mm恒温90分钟；壁厚37.5～50mm恒温120分钟；壁厚50～75mm恒温135分钟。

8.8.5加热宽度：

从焊缝中心算起，每侧不小于壁厚的3倍，且不小于60mm。

8.8.6保温宽度：

用保温棉覆盖焊件进行保温，宽度从焊缝中心算起，每侧不小于壁厚的5倍，且每侧应比加热器的安装宽度增加不少于100mm，以减少温度梯度。

8.8.7焊接热处理升、降温度速度为6250/δ（单位为℃/h，其中δ为焊件厚度mm）且不大于300℃/h。

降温时，300℃以下不控制。

8.8.8测温：

采用控温热电偶测量、控制加热温度，热电偶数量不少于2个，沿焊缝对称布置，水平管道应上下对称布置，恒温时在加热范围内任意两点间的温差应低于50℃。

8.8.9热电偶布置示意图如图十一。

8.8.10对于消除应力热处理采用自动电加热设备加热和控温，其热处理过程应是电加热设备全过程自动记录，并由热处理操作工和QC检查、签字确认。

8.8.11所有的消除应力热处理参数，应在焊接工艺评定范围之内。

A、控温热电偶B、测温热电偶

图十一：

热电偶布置示意图

8.9目视检查

8.9.1目视检查按DL/T869-2012或者图纸规定执行，目视检查不合格焊缝，不允许做其它项目检查。

8.9.2焊缝外形尺寸：

焊缝边缘应圆滑过渡到母材，焊缝外形尺寸应符合设计要求，并应满足附录A表1的要求。

8.9.3焊缝表面缺陷应符合附录A，表2要求。

8.9.4焊缝角变形应符合附录B要求。

8.10硬度检查（若有）

8.10.1热处理记录图异常应作硬度检查，被查部件的硬度值超过规定范围时，应加倍复检并查明原因，对不合格接头重新作热处理。

8.10.2具有与焊接工艺评定试件热处理记录曲线相符的焊接接头，可免作硬度测定。

8.10.3返修后的焊缝应按原焊缝要求进行热处理。

8.10.4同种钢焊接接头热处理后焊缝的硬度，一般不超过母材布氏硬度值加100HBW，且不超过下列规定：

合金总含量3%～10%时布氏硬度值≤300HBW

8.11无损检验

8.11.1焊接接头的无损检验项目及数量按DL/T868-2004《火力发电厂焊接技术规程》表6规定执行。

8.11.2工作压力大于8MPa的汽、水、油、气管道进行100%焊工自检+100%质检专检+50%UT或50%RT检验。

8.11.3工作温度高于300℃且不高于450℃的汽水管道及管件进行100%焊工自检+50%质检专检+50%UT或50%RT检验。

8.11.4需进行无损检验的角焊缝可采用渗透检验。

8.11.5射线探伤标准执行DL/T821-2002《钢制承压管道对接接头射线经验技术规程》

8.11.6超声波检验标准执行DL/T820-2002《管道焊接接头超声波检验技术规程》

8.11.7无损检验的结果若有不合格时，应按如下规定处理：

（1）对管子和管道焊接接头应对该焊工当日的同一批焊接接头中按不合格焊口数加倍检验，加倍检验中仍有不合格时，则该批焊接接头评为不合格；

（2）管道环焊缝局部检验不合格时，应在缺陷两端的延伸部位增加检验长度，增加的检验长度应该为该焊缝长度的10％且不小于250mm；若仍不合格，则该焊缝应100％检验。

8.12返修（若有）

8.12.1焊接接头有超标缺陷时，可采取挖补方式返修，但同一位置上的挖补次数一般不超过二次；

8.12.2挖补时必须彻底清除缺陷，返修时按原焊接工艺进行焊接，并按要求进行无损探伤，需进行热处理的焊接接头，在无损探伤前应重新进行热处理。

8.12.3对于不合格焊口应查明造成不合格的原因。

对于重大的不合格焊口事件应进行事故原因分析，同时提出返修措施。

返修后还应按原检验方法重新进行检验。

8.12.4焊接热处理温度或热处理时间不够而导致硬度值超标的焊口，应重新进行热处理；焊接热处理温度超标而导致焊接接头部位材料过热的焊口，除非可以实施正火热处理工艺，应该割掉该焊口及过热区域的材料，重新焊接。

8.13报告

8.13.1焊接操作人员在质量跟踪文件上签字。

8.13.2检查人员在质量跟踪文件上签字。

9.施工进度

详见三级进度计划。

10.质量保证措施

10.1管道、管件、阀门等材料出库后对其内部进行检查清理，两端需做好防异物封堵；

10.2打磨或切割时，做好管口的防护工作，避免铁屑、氧化皮等异物进入管道或系统内部；

10.3在管道组对前应该对管道内部、设备口进行检查，确保管道、设备口内部无异物，清洁度符合要求；

10.4施工时使用的手套、卷尺、防火布、不锈钢塑料薄膜等异物严禁遗漏在正式管道内。

10.5泵进口管道安装时，应对泵口进行有效隔离，或加插板、或用防火布等隔离措施；

10.6打磨设备口坡口时，应对设备口内部清洁度进行保护，可采用无毛白布覆盖可能影响到的区域，打磨完成后，小心取出无毛白布；对被铁屑污染、附着的部位用无毛白布擦干净；

10.7设备口法兰配管过程中，谨防螺栓、螺母、垫圈等异物掉入；

10.8施工班组在施工过程中，若发现有异物进入到管道或者设备，应及时上报并采取措施进行处理，不得隐瞒；

10.9临时管道安装过程中，人员如果走开，做好防异物封堵，避免杂物掉入；

10.10临时管道切除时，掉入正式管道中铁屑、焊渣等杂物须清理干净；

10.11管道冲洗试压所用的临时盲板、临时垫片，应在活动结束后，逐一取出；

10.12管道冲洗试压后的恢复口组对焊接前，检查清洁度后，要立即完成组对工作，以免长时间搁置，造成检查后，异物掉入；

10.13冲洗试压过程中，冲洗路线上的阀门应完全全开，保证管道内可能存在的异物能被冲洗出来；

10.14焊材废料及时放进焊材桶，禁止焊材及废料乱丢乱放。

11.施工安全措施

11.1焊接施工作业前应做好安全技术交底和焊接技术交底。

11.2进入现场需戴好劳保用品。

11.3施工区域、现场办公区域严禁吸烟，吸烟人员必须到指定地点吸烟。

11.4焊接电源线铺设整洁、合理，焊钳应有可靠的绝缘。

中断工作时，焊钳要放在安全的地方，防止焊钳与焊件之间产生短路而烧坏弧焊机。

11.5在潮湿的地方施工时，应用干燥的木版或橡胶片等绝缘物作垫板。

11.6登高作业人员要严格遵守安全规定，系好安全带，在高空作业时应防止金属火花飞溅而引起的火灾。

11.7每天下班应检查工作场地附近是否有引起火灾的隐患，如确认安全，才可离走。

11.8禁火区域动火必须按要求开作业票，办理动火证。

动火作业必需设置监火员。

11.9焊接或切割时要做好防火防爆措施，必须按防火防爆安全施工有