小径管焊接.docx
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小径管焊接
一、工程概况及主要项目
阜新金山煤矸石热电厂新建工程本期共安装四台由无锡华光锅炉有限公司制造的UG-480/13.7-M型超高压、一次中间再热、固态排渣、全钢炉架循环流化床汽包炉。
我公司承担了两台锅炉本体的安装工作。
锅炉主要由燃烧室、高温旋风分离器、非机械U型返料装置、尾部对流烟道四部分组成。
除空气预热器和旋风分离器为支撑结构外,其余全为悬吊结构，锅炉构架以螺栓方式连接。
锅炉主要参数：
锅炉主要技术规范：
额定蒸发量：
480t/h
额定蒸汽压力：
13.7MPa
额定蒸汽温度:
540℃
再热蒸汽流量:
389.03t/h
再热蒸汽进口压力:
2.83MPa
再热蒸汽进口温度:
324.17℃
再热蒸汽出口压力:
2.65MPa
再热蒸汽出口温度:
540℃
给水温度:
245.53℃
排烟温度:
132℃
汽包工作压力15.07MPa
本作业指导书适用于阜新金山煤矸石热电厂新建工程1＃、2＃锅炉89mm以下管径的管子的焊接。
二、主要工程量为：
（表一）
序号
名称
材质
规格
数量
坡口
焊法
焊材
预热温度
RT
UT
1
水冷屏
20G
φ60×6.5
576
V
Ws/D
TIG-J50/E5015
25%
25%
2
水冷壁
20G
φ60×6.5
3650
V
Ws/D
TIG-J50/E5015
25%
25%
φ76×10
106
V
Ws/D
TIG-J50/E5015
25%
25%
3
包墙
20G
φ42×5
1256
V
Ws
TIG-J50
25%
25%
4
低温过热器
15CrMoG
φ38×5
726
V
Ws
TIG-R30
150~250
25%
25%
20G
φ38×5
726
V
Ws
TIG-J50
25%
25%
5
屏式过热器
12Cr1MoVG
φ51×7
1056
V
Ws
TIG-R31
150~250
25%
25%
6
高温过热器
12Cr1MoVG
φ38×6
1452
V
Ws
TIG-R31
150~250
25%
25%
7
低温再热器
15CrMoG
φ51×4
2904
V
Ws
TIG-R30
150~250
25%
25%
8
屏式再热器
12Cr1MoVG
φ51×5
432
V
Ws
TIG-R31
150~250
25%
25%
TP304H
φ51×5
432
V
Ws
ER308H
25%
25%
9
省煤器
20G
φ42×6
1136
V
Ws
TIG-J50
25%
25%
10
省煤器悬吊管
20G+15CrMoG
φ51×8
122
V
Ws/D
TIG-J50/E5015
25%
25%
15CrMoG
φ51×8
244
V
Ws/D
TIG-R30/E5515B2
25%
25%
15CrMoG
φ42×8
610
V
Ws/D
TIG-R30/E5515B2
25%
25%
三、编制依据
1、阜新金山煤矸石热电厂新建工程《施工组织设计》
2、《火力发电厂焊接技术规范》国家发改委DL/T869-2004
3、《火电施工质量检验及评定标准》焊接篇（1996年版）
4、《焊工技术考核规程》DL/T679-1999
5、《电力建设安全工作规程》（火力发电厂部分）DL5009.1-2002
6、Q/DDE-IM01-2005《质量、环境、职业安全健康管理手册》等程序文件
7、锅炉厂提供的施工图纸
四、施工人员组织及工器具:
1、施工负责人：
杨怀富焊接班长
2、技术负责人：
左楠焊接技术员
3、质量负责人：
于鹏远质检员
4、安全负责人：
高明新安全员
5、焊接操作人员：
若干
6、电焊机：
型号ZX7-400S24台
7、氩弧焊枪（绝缘焊钳）、电流衰减器、氩气减压流量计、氩气带、扳手、小手电筒、断丝钳，扁铲，手锤，钢丝刷等。
五、作业前的准备工作和必要条件:
1、编制焊接作业指导书，经相关部门审批认可，承担具体工程项目的施工人员应具有劳动部门颁发相应项目的资格证。
2、考试合格的焊工必须持有与施焊项目相对应的资格证，方能上岗作业。
3、对焊接机械设备进行认可，使其处于良好状态；
4、参加施工的焊工在正式施焊前须进行上岗前培训，培训时选择和实际
施焊时相同的位置和工艺方法。
5、焊工在施焊前应参加技术人员组织的技术交底。
交底内容：
焊接材料的选择、坡口的要求（符合图纸设计要求），工艺要求、质量要求，安全要求。
6、焊件的下料以机械方法为宜，对于淬硬倾向较大的合金钢材公称直径小于100毫米的管子尤应以机械方法加工。
如果用火焰切制坡口，应将割口表面的氧化物、熔渣、飞溅按内外壁10-15mm范围内清理干净。
7、焊工凭焊接技术员签发的焊接任务单领取焊接材料。
8、根据工作量准备适量的钨极，钨极的圆锥角30°为宜。
9、氩气的纯度为99.99%
10、调整合适的焊接规范如：
焊接电流、焊接电压、氩气流量等
11、点固前应去除焊丝、焊件表面氧化膜、锈斑和油污等物。
去除油污可以用机械等方法清理，对于不锈钢焊件可以用砂布打磨。
将坡口内外壁10-15mm范围内油、污清理干净，并露出金属光泽。
12、要保证焊接场所不受风、雨、雪的影响，并采取隔离防护措施，比如搭设棚架等。
13、氩弧焊时要采取严格的挡风措施，管内不允许穿膛风流动。
六、焊接工艺:
1、焊接方法、焊接材料匹配按表一执行。
2、具体焊接技术要求见附表《焊接工艺卡》。
3、焊接工艺流程图:
4、钨极氩弧焊焊接工艺：
4.1、钨极的选择：
4.1.1、钨极应耐高温、导电性能好、强度高、发射电子能力强、电流承载能力大、寿命长、抗污染能力强，通常选择铈钨极。
钨极直径与焊接电流的参考值见表二：
（表二）:
钨极直径（mm）
正接（直流电流）/（A）
纯钨
铈钨
1.6
40-130
60-150
2.0
75-180
100-200
2.5
130-230
160-250
4.2、钨极氩弧焊的电源种类选择为直流正极性。
4.3、电弧电压的选择，电弧电压主要由弧长决定，弧长增加焊缝宽度增加，熔深稍减小，容易引起未焊透、咬边；电弧太短很难看清熔池，加大钨极烧损，通常使用弧长近似等于钨极直径。
4.4、钨极的伸长度5-6mm为宜。
4.5、焊丝直径与电流的参考值见表三：
（表三）
焊接电流（A）
焊丝直径（mm）
20-50
1.0-1.6
50-100
1.0-2.4
100-200
1.6-3.0
4.6、喷嘴直径的选择：
D=（2.5-3.5）dw（钨极直径mm）；喷嘴长度应根据管径的大小做适当的调整。
4.7、氩气流量（L/min）的选择：
Q=（0.8-1.2）D（喷嘴直径mm），氩气流量的选择还应考虑外界气流和焊接速度的影响，焊接速度越快保护气流遇到的空气阻力就越大，使保护气体偏向运动的反方向，若焊接速度过快将失去保护作用；此时应加大氩气流量。
4.8、焊接接头在焊接施工时不允许受到任何外力的作用。
4.9、氩弧焊时打底层焊缝应具有一定厚度；对于壁厚≤10mm的管子，其厚度不得小于2-3mm，打底焊缝需自检合格后，才能进行下一道工序。
4.10、根部的仰焊处焊接采用“内填丝”，立焊与平焊处采用“外填丝”为宜。
水平焊口在6点处起头，垂直焊口可以在点固焊缝两点间距离较长的中间部位开始。
“内填丝”操作法是电弧在管壁外侧燃烧，焊丝从对口间隙伸入管内向熔池送给的操作方法。
焊枪的喷嘴与焊丝的相对位置见图1；要求对口间隙大于焊丝直径1-1.5mm。
对口间隙在焊接过程中始终大于焊丝直径，以免“卡丝”。
图1：
内填丝焊法
4.11、焊接时要掌握好焊枪的角度、送丝的位置、力求送丝均匀。
为了获得比较宽的焊道，保证焊口两侧的融合质量，氩弧焊枪可以横向摆动，但摆动频率不要太高、幅度不要太大，填充焊丝（可以用连续填丝、断续填丝）要均匀，不要扰乱氩气流，切莫与钨极相碰，并注意焊丝不能脱离氩气保护区。
4.12、接头质量的控制：
4.12.1、接头处要有斜坡，不能有死角。
4.12.2、重新引弧的位置在原弧坑的后面，使焊缝重叠20-30mm，重叠处一般不加或只加少量焊丝。
4.12.3、熔池要贯穿到接头的根部，以保证接头处熔透。
4.13、填丝的注意事项：
4.13.1、必须等坡口两侧熔化后才填丝，以免造成熔合不良。
4.13.2、填丝时焊丝与焊件表面夹角为15°，敏捷的从熔池前沿点进，随后撤回，如此反复动作。
4.13.3、填丝速度要均匀，快慢适合，过快，焊缝余高增大，过慢，则焊缝容易下凹和咬边。
4.13.4、操作过程中不慎使钨极与焊丝相碰发生瞬间短路，将产生很大的飞溅和烟雾，会造成焊缝污染和夹钨，此时应立即停止焊接，用砂轮磨掉污染处，并露出金属光泽。
4.13.5、撤回焊丝时，切记不要让焊丝端头撤出氩气保护区，以免焊丝端头被氧化，在下次点进时进入熔池，造成氧化物夹渣或气孔。
4.14、收弧时应改变焊枪角度、拉长电弧，重叠焊缝20-40mm，在重叠部分不加或少加焊丝。
5、不锈钢手工钨极氩弧焊：
5.1、工件焊前准备；选用合适的手工钨极氩弧焊接头形式，坡口的准备一般是采用机械加工方法进行的，焊前要将接头处定位焊，或者用夹具压紧，接头处10-15mm范围内清理干净，可以用丙酮或乙醇清洗。
5.2、不锈钢手工钨极氩弧焊时合金元素烧损少，所以可以采用与母材同成分的焊丝，也可以根据焊件的化学成分和使用条件选择焊丝。
5.3、不锈钢管打底焊时，内壁必须充氩保护，否则在高温作用下，内壁产生强烈氧化，降低焊缝质量。
5.4、收弧时尽量将熔池衰减到焊丝上，以免收弧太快产生缩孔，收弧以后氩弧焊枪应在收尾处滞留3-5秒，用氩气使焊缝金属冷却，以免在高温情况下氧化。
6、SA-213TP304H属于奥氏体不锈钢，在焊接时主要应出现的缺陷有接头碳化物析出敏化；热裂纹；焊接接头淬化；焊接接头的应力腐蚀开裂。
6.1、碳化物析出敏化防止措施：
6.1.1、选超低碳或添加Ti、Ni等稳定化学元素的不锈钢焊接材料。
6.1.2、采用小的线能量，减小危险温度范围的停留时间，采用小电流、快速焊、短弧焊；多道焊时，等前一道焊缝冷却到60℃左右以后（以手摸为准）再进行下一层焊接。
6.2、热裂纹的产生主要是奥氏体不锈钢的导热系数较小和线膨胀系数较大，在焊接局部加热和冷却条件下，接头在冷却过程中形成了较大的应力。
另外奥氏体不锈钢及其焊缝的合金成分组成较复杂，其中S、P等杂质促进了热裂纹的形成。
6.2.1、热裂纹防止措施：
6.2.1.1、正确选用焊接材料，用低氢型焊条可以使焊缝晶粒细化，减少杂质偏析。
6.2.1.2、选用合理的焊接工艺参数，采用小电流、快速焊、减少熔池过热，采用快速冷却，减少偏析，提高抗裂性。
7、水平固定管的焊接特点：
7.1、管件的空间焊接位置沿着环形连续不断的变化，焊接过程中，焊工不易随管件空间位置的变化而相应的改变运条角度，因此，操作比较困难。
7.2、由于焊工不易控制熔池形状，所以焊接过程中，常出现打底层根部第一层焊透程度不均匀，焊道表面凹凸不平的情况。
7.3、水平固定管V形坡口焊缝根部常出现的缺陷分布状况见图2，位置1与6易出现多种缺陷；2易出现塌腰与气孔；3、4焊透程度良好；5易出现焊透程度过分，形成焊瘤或不均匀。
图2
8、垂直固定管的焊接特点：
8.1、熔池因自重力的影响，有自由下坠而造成上侧咬边的趋势，表面多道焊不易焊得平整、美观，常出现凹凸不平的焊接缺陷。
9、焊接时允许的最低环境温度为如下：
低合金钢、普通低合金钢：
-10℃
10、严禁在管件表面引燃电弧，试验电流或随意焊接临时支撑物。
11、管子焊接时，管内不得有穿膛风。
12、焊缝的表面存在缺陷时，应用机械等方法清除，然后重新补焊。
13、层间焊接时,如果发现缺陷，应将缺陷彻底清除，不得用二次熔化的方法进行处理缺陷。
14、焊缝中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不超过三次，不可采用火焰清除缺陷，应以机械方法清除，补焊时采用同正式焊接相同的焊接工艺；如果需要热处理的焊件则对焊件进行重新处理。
15、材质为12Cr1MoV的焊口，在施焊前应采取预热措施，采用火焰预热。
预热要均匀，预热宽度每侧不得小于焊件厚度的3倍。
（具体工艺见工艺卡）
七、质量控制措施、检查及验收标准：
1、质检员必须持有相关的有效证件，方可上岗。
2、对施工用的电焊机要定期进行维修、内部灰尘吹扫，检查焊接电流、焊接电压，调节是否灵敏、准确。
3、定期检查焊条库的通风、干燥、存放情况（焊条存放架子离地面300mm,离墙壁距离不得小于300mm。
4、焊丝取出后的纸箱、塑料袋统一存放、统一销毁，以免污染环境。
5、手工钨极氩弧焊易出现的焊接缺陷及防止措施：
5.1、气孔产生原因：
母材上有油、锈等污物；气体保护不好、气路不洁净。
5.1.1、防止措施：
焊接以前用化学或机械等方法清理干净工件；勿使喷嘴过高、勿使焊速过大、采用合理的惰性气体；更新送气管路。
5.2、夹钨：
产生的原因；接触引弧所致；钨极熔化；使用了氧化气体；填丝触及热钨极之端极。
5.2.1、防止措施：
在允许的条件下采用自动引弧装置；采用较小的焊接电流和较粗的钨极；更换惰性气体；熟练操作，勿使填丝与钨极相接触。
5.3、电弧不稳定；产生的原因：
母材被污染；电极被污染；钨极太粗；钨极尖端形状不合理；电弧太长。
5.3.1、防止措施：
焊前仔细清理母材；磨去被污染部分；选用适宜粗细的钨极；重新将钨极端磨好；适当压低喷嘴。
5.4、未焊透：
接头根部未完全熔化的现象称未焊透。
5.4.1、产生的原因：
操作不良、焊接工艺参数选择不当、坡口角度过小，间隙过小或钝边过大引起的。
5.4.2、防止措施：
控制坡口尺寸、对口间隙、钝边等。
6、焊接质量检查包括焊接前、焊接过程中和焊接结束后三个阶段的质量检查，应严格按检查项目和程序进行。
7、对于焊接接头为Ⅰ类的锅炉受热面管子，除做不少于25%的射线照透外，还应另做25%的超声波探伤。
8、锅炉受热面合金焊口在施工完成后要进行不少于10%的焊接材料光谱复查，光谱分析复查应根据每个焊工的当日工作量进行。
9、焊口的检验要及时委托，检验合格后要及时出报告，及时跟踪记录。
10、无损探伤的结果若不合格时，除对不合格焊缝进行返修外，尚应从该焊工当日的同一批焊接接头中增做不合格数的加倍检验，加倍检验仍有不合格时,则该批焊接接头为不合格。
11、焊缝尺寸应符合图纸及相应规范的要求。
12、焊缝金属与母材要圆滑过渡，焊接完成后及时清理焊缝飞溅、熔渣并将其修整美观。
经个人严格自检后，应打上焊工代号，并填写自检记录。
13、焊接工程分类为A。
14、对接接头：
平焊余高1-2mm、其他位置≯3mm、焊缝余高差平焊≤2mm、其他位置≤2mm、焊缝宽度比坡口增宽﹤4mm。
15、根部不允许出现裂纹、未熔合、未焊透,表面不允许有弧坑、裂纹、气孔、夹渣等焊接缺陷。
16、咬边深度≯0.5mm，焊缝两侧总长度不大于焊缝全长的10%且不大于40mm。
17、根部凸出≯2mm，内凹≤1.5mm
18、无损探伤：
RT达到SD/T5069-1996Ⅱ级标准。
UT达到SD/T5048-1995SD/T8210-2002Ⅰ级标准SA-213TP304H焊口PT:
100%,RT：
50%详见表一。
八、施工安全保证措施：
1、施工人员进入现场必须佩戴安全帽，系好帽绳，高空作业时扎好安全带，并系于上方牢靠处。
2、高处作业人员应事先检查身体，合格者方可上岗。
3、高处作业人员应衣着灵便，带上工具袋，防止器具坠落。
4、焊接设备应接地良好，施工中应防止触电、烫伤，要穿戴专用的劳动保护
用品。
5、焊割地点5米范围内清除易燃易爆物品，确实无法清除时应采取隔离措施。
6、夜间作业工作场所照明应充足，设专人监护。
7、焊接场所应有良好的防风、雨、雪、寒设施，六级以上大风禁止高处作业。
8、焊接用脚手架必须牢固，并搭设围栏，不符合要求要及时处理。
9、使用角向磨光机返修焊口，应佩戴防护眼镜。
10、推拉焊机开关时，必须戴好手套，且注意避开，不要让弧光灼伤。
11、离开现场必须切断焊机电源。
九、施工项目的环境因素：
（详见附表环境因素控制）。
十、重大环境因素的控制措施：
1、焊机、切割机噪音的的控制，定期维修并吹扫焊机内部灰尘，加强个人防护措施，使用耳塞或隔音耳罩。
2、氧气、乙炔瓶之间距离不小于10米，防止发生火灾、爆炸，污染大气。
3、施工过程中产生废弃物，要随时清理，妥善存放。
十一、文明施工：
1、搞好文明施工，做到工完场清，要回收焊条头和剩余的焊接材料
环境因素控制
序号
环境因素
环境影响
控制措施
责任人
备注
1
氧气、乙炔气体使用
火灾、爆炸
合理布置氧气、乙炔瓶位置，动火处无可燃物。
杨怀富
2
施工废弃物
污染土地
定点存放
高明新
3
焊接烟尘
危害身体健康
配备相应的劳保用品
杨怀富
4
钨极
危害身体健康
正确使用和存放
杨怀富
安全技术措施
IW09-02
序
号
措施内容
措施落实
责任人
措施执行
检查人
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
13
施工人员进入现场必须佩带安全帽，严禁穿高跟鞋、拖鞋的、进入施工现场
高空作业扎好安全带，严禁酒后进入施工现场
高空作业人员应事先检查身体，合格者方可上岗
焊接设备应接地良好，施工中应防止触电、烫伤，要穿戴专用的劳动保护用品。
焊割地点5米范围骨应清除易燃易爆物
品，确实无法清除时应采取隔离措施。
焊接场所应有良好的防风、雨、雪、寒设施，六级以上大风禁止高处作业。
使用角向磨光机返修焊口，应佩戴防护眼镜。
推拉焊机开关时，必须戴好手套，且注意避开，不要让弧光烧伤。
保持电焊线和焊钳必须绝缘良好，经常检查保护层橡胶，防止裸露。
焊前必须检查脚手架的牢固程度，若不符合要求时应及时处理
离开现场必须切断焊机电源。
脚手架搭设围栏
杨怀富
杨怀富
杨怀富
杨怀富
杨怀富
杨怀富
杨怀富
杨怀富
杨怀富
杨怀富
杨怀富
杨怀富
高明新
高明新
高明新
高明新
高明新
高明新
高明新
高明新
高明新
高明新
高明新
高明新
施工作业项目危险点预测
IW09-03
作业负责人：
高永宏
填卡人：
左楠
措施检查人：
高明新
序号
危险点
控制措施
责任落实人
监护检查人
1
2
3
4
5
6
7
安装时，人员及设备安全
落物伤人
火焊的使用
高空坠落
落物伤人
触电和角向伤人
焊条头坠落伤人
吊车指挥信号明确，操作者服从指挥，并设专人监护。
吊起时，起重物下严禁站人。
氧气、乙炔瓶的距离不小于10m，随时检查接口，注意维护，防止漏气，避免发生烧伤。
高空作业必须扎好安全带且要挂在上方牢固可靠处，脚手架的搭设要由专业人员完成，且要有安全通道和护栏。
施工用小工具要装在工具袋内，大件要系安全绳，禁止抛掷物品。
电焊机要由专业人员接线，并且有良好的接地，施工人员要正确使用角向，打磨时要戴防护眼镜。
焊工施焊完焊条头必须回收到焊条保温捅中。
杨怀富
杨怀富
杨怀富
杨怀富
杨怀富
杨怀富
杨怀富
高明新
高明新
高明新
高明新
高明新
高明新
高明新
焊接工艺卡
母材钢号
15CrMoG
规格
￠51×4
分类代号
Ws
考试项目代号
焊工
日
期
代号
工艺
规
焊格
接
层次
焊接方法
焊机型号
焊条（丝）牌号
焊条（丝）规格
预热方法
层间温度
电弧电压
电流极性
焊接电流
施焊技术
喷嘴尺寸
喷嘴（焊条）与
工件
角度
氩气纯度
氩气流量
钨极
焊接速度cm/min
熔敷金属厚度（mm）
备注
牌号
规格
第一层
Ws
ZX7-400S
TIG-R30
￠2.5
火焰
250
11-13
正接
98-116
摆动
7.5
70-80
99.99
7～9L
/min
W-Ce
￠2.5
3.9-5.1
2-3
第二层
Ws
ZX7-400S
TIG-R30
￠2.5
250
14
正接
97
摆动
7.5
70-80
99.99
7～9L
/min
W-Ce
￠2.5
4.8
2-3
接头型式
焊
后
热
处
理
编
制
人
左楠
日
期
2005/9/9
审
批
人
日
期
焊接工艺卡
母材钢号
15CrMoG
规格
￠38×5
分类代号
Ws
考试项目代号
焊工
日
期
代号
工艺
规
焊格
接
层次
焊接方法
焊机型号
焊条（丝）牌号
焊条（丝）规格
预热方法
层间温度
电弧电压
电流极性
焊接电流
施焊技术
喷嘴尺寸
喷嘴（焊条）与
工件
角度
氩气纯度
氩气流量
钨极
焊接速度cm/min
熔敷金属厚度（mm）
备注
牌号
规格
第一层
Ws
ZX7-400S
TIG-R30
￠2.5
火焰
250
11-13
正接
98-116
摆动
7.5
70-80
99.99
7～9L
/min
W-Ce
￠2.5
3
升级会员 