管道焊接技术方案讲解学习文档格式.docx
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H13CrMo
20#
20R
Q235-B
422
4.5.4焊接工艺评定
我公司已有焊接工艺评定，并依据焊接工艺评定报告，编制焊接工艺指导书。
根据业主、监理要求，在现场焊接施工前，对需要重新组织工艺评定的焊材，由焊接责任工程师组织工艺评定试验，经批准后才可进行施焊。
4.5.5焊接人员要求
担任本工程焊接任务的焊工必须是经过焊接基本知识和实际操作技能的培训，并取得相应的焊工考试合格项目。
4.5.6焊接施工环境要求
环境温度低于0℃时，必须采取措施提高环境温度；
手工电弧焊时，风速不得超过8m/s；
手工钨极氩弧焊时，风速不得超过2m/s；
相对湿度不得大于90%；
雨、雪天必须停止施焊。
4.5.7焊接材料的保管
①焊接材料具有产品质量证明书。
并且其检验项目和技术指标必须符合要求。
②焊接材料必须进行验收。
验收合格后，作好标识，入库储存。
③焊接材料存放于干燥、通风良好、温度大于5℃，且相对湿度小于60%的库房内；
④焊条、焊丝有专人负责保管、烘干和发放，并做好烘干、发放和回收记录，焊条重复烘干不得超过两次；
⑤焊接所用氩气的纯度不低于99.9%。
必须加强外送氩气的检测管理。
4.5.8下料与坡口加工
为保证施工质量，现场制作坡口均采用机械加工的方法，项目部有专用的管道切断机（ISD-450），和管子坡口机（ISY-351-2、ISY-630-2），可以满足本工程不同厚壁管道坡口加工的需要。
坡口加工和检验时，要确保其尺寸和质量符合图纸和规范的要求，坡口应平整，无裂纹、分层和夹渣等缺陷。
坡口检查合格，焊前还应用砂轮机和丙酮进行清理，去除油污、毛剌、水分、氧化物等，对于不锈钢和镍基合金母材，坡口打磨时要使用专门的砂轮片，为防止飞溅，坡口两侧各100mm范围内涂刷生石灰水，焊后连同药皮一起清理干净。
①当壁厚≤17mm时，开“V”坡口
A管道对接接头坡口型式如下图所示；
B壁厚不同的管道组对时，当壁厚差大于2mm时管道坡口形式如下图：
②当壁厚＞17mm时，开“U”形坡口
③不锈钢管线坡口采用机械加工或等离子弧加工，坡口加工后进行外观检查,坡口表面不得有裂纹、分层等缺陷。
机械加工使用的砂轮片、钢丝刷采用不锈钢专用砂轮片和钢丝刷。
碳钢管线坡口加工采用氧乙炔焰。
4.5.9焊口组对
B组对
组对主要是控制对口间隙和错边量，对口一般应做到内壁平齐，如有错口，不得大于0.5mm；
对口间隙一般为2mm，但不锈钢和镍基合金母材对口间隙要更大一些，施工中强调以下两点：
a、对口间隙和错边量对焊接质量有重要影响，参与组对的焊工和质量检查员必须认真检查，确认合格后方可施焊。
b、与母材焊接的工、卡具材质宜与母材相同或同一类别号，拆除工、卡具时不应损伤母材，拆除后应将残余焊疤打磨修整至与母材齐平。
不锈钢与镍基合金零部件组对时，不得在其表面使用碳钢工、卡具，当不可避免时，要采用无氯塑料隔离，半成品存放时也要注意采用同样方法与碳素钢隔离，防止其腐蚀。
①管道在组对前用手工或机械方法清理其内外表面，在坡口边缘20mm范围内不得有油漆、毛刺、铸造垢皮及其它对焊接有害的物质。
②管道对口一般要做到内壁平齐，如有错口，不得大于2mm，不锈钢管道不得大于0.5mm；
③定位焊
A定位焊的焊接工艺同正式焊接工艺相同；
B定位焊焊点均匀分布，每口焊口焊接2～3个点；
正式焊接时，起焊点要在两定位焊缝之间；
C定位焊的长度为10～15mm，高为2～4mm，且不超过壁厚的2/3；
D为确保底层焊道成形良好，减少应力集中，定位焊缝的两端为缓坡状。
E临时点固的组对卡具与所组对的管线材质一致或相近并采用相同的焊接工艺。
4.5.10一般管道焊接工艺要求
配备完善的焊条筒，且必须正确使用。
焊工每次只能取一根，用完后再取。
严禁在坡口外引弧、试验电流或随意焊接临时支撑物，焊接时，管内不得有穿堂风。
采用钨极氩弧焊打底的根层焊缝检查后，及时进行次层焊缝的焊接，以防产生裂纹。
不得在焊件表面引弧和熄弧，焊接熄弧时要填满弧坑，并磨去弧坑缺陷。
焊接完毕，必须及时将焊缝表面的熔渣及周围的溅物、防飞溅涂料清理干净。
a、焊接一般要求
定位焊应采用和根部焊道等同的焊接材料和焊接工艺，并由合格焊工施焊，定位焊缝长度宜为10~15mm，且厚度不超过壁厚的2/3，定位焊缝基本均匀分布，保证在正式焊接过程中接头不致开裂，正式焊接前，焊工应对定位焊缝进行检查，发现缺陷时应处理，合格后方可焊接。
正式焊接时，起焊点应在两定位焊缝之间，注意保证焊缝起弧和收弧处的质量，例如可以采用划圈收弧和回焊收弧法将弧坑填满，减少弧坑裂纹的发生。
多层焊接时，层间接头应相互错开，每焊完一层必须彻底清除溶渣，并对焊缝进行目视检查，确认无缺陷时，再进行焊接，对于不锈钢而言，要确认手感温度不超过60℃时，再焊接下一层焊道。
严禁在坡口以外的部位引弧，接地线应与焊件紧密连接，防止母材被电流擦伤。
除工艺或检验要求需分次焊接以外，每条焊缝宜一次连续焊完，当因故中断焊接时，应根据规范要求采取保温缓冷或后热等措施，防止裂纹产生，再次焊接前应检查焊层表面，确认无裂纹后，方可按工艺要求继续施焊。
碳素钢可以采用焊后立即用保温被覆盖并捆扎的方法缓冷，以降低接头内应力，但奥氏体钢不宜进行缓冷和后热。
b、镍基合金的焊接
镍基合金具有密度较大、比热小、导热率低（约为碳钢的1/4~1/3，不足不锈钢的1/2），合金元素较多等特点，易产生低熔点共晶物，偏析于晶界产生宏观热裂纹和微观热裂纹，其熔池流动性差，易产生气孔和形成熔合不良，高温区易出现敏化状态发生铬的碳化物的沉淀，引起晶界贫铬。
焊前准备：
炉管坡口要求机械加工，焊前经着色检查，无缺陷后立即用丙酮溶液清洗干净后方可施焊.焊接之前先点焊每个焊口3-4个点，点焊后两端打磨，避免存在气孔及其它缺陷，点焊时管内必须充氩保护，氩气流量应在12-15L/min,估计管内空气基本排除后流量可降到6-10L/min即可，应保证氩气充足。
施焊要点：
焊接第一层用氩弧焊打底时，应充分保证熔透，防止未焊透或内凹现象，打底焊道焊后应仔细进行表面外观检查，合格后再进行着色检查，如有裂纹等缺陷必须立即用专用砂轮片打磨清除，确认缺陷清除后方可进行下一道焊接。
焊接选用小规范、窄焊道、快速短弧焊接，焊条不摆动或小摆动的操作方法，层间温度应小于100℃;
高压管道和可燃介质管道的焊接过程应做焊接记录，并绘制焊缝布置图，注名明焊缝编号及焊工代号。
焊丝应保持干燥，不得有水、油、污物。
若有返修时，返修部位应做好记录，列入交工技术资料。
铁镍合金打底完应进行渗透探伤检查，渗透探伤执行JB4730-94标准，合格级别为I级；
c、低碳钢焊接
本工程中所用的低碳钢主要是20#、Q235、A106B等，用于工艺管道、钢结构。
该类材料焊接性能良好，在正确的焊接工艺保证下，可以获得优质的焊接接头，
施工中同时应注意以下几个方面：
控制焊接线能量在15～30KJ/cm范围内，因为焊接线能量过大，焊缝接头影响区晶粒会粗大，引起组织脆化，同时过大的线能量也会导致焊接变形量过大。
焊前应将坡口附近内外表面10mm范围内的铁锈、油污、漆、毛剌、水分等清理干净，否则易产生气孔和氢白点。
施焊时采用短弧，以保证电弧稳定并加强对熔池的保护。
d、不锈钢的焊接
本工程中所用的不锈钢主要是TP321，主要用于高压工艺管道，属于奥氏体不锈钢。
目前我公司有相应的焊接工艺评定。
奥氏体钢导热系统小而线胀系数大，自由状态下焊接时容易产生很大的焊接变形，而且容易产生热裂纹，接头处易产生晶间腐蚀和应力腐蚀，为解上述问题，采用如下对策：
不锈钢管道在焊接时存在焊接热裂纹、δ相脆变，铁素体含量控制等问题。
焊接时采用以下措施：
①焊工手工工具如刨锤、钢丝刷等用不锈钢制成，打磨焊缝采用不锈钢专用砂轮片。
并且工具不可用于碳钢焊接。
采用V型坡口，为减小焊接变形坡口角度和对口间隙适当减小。
②手工电弧焊填充及盖面时，在坡口两侧各不小于100mm范围内的母材上涂以白垩粉，以防止焊接飞溅损伤母材。
③打底时从两定位焊缝中间起焊，背面通氩保护，采用小摆动操作，确保两侧熔合良好，背面成型高度保证在1-2mm。
④焊接工艺采用小线能量，快速焊，填充及盖面焊道采用多层多道焊，小摆动或不摆动操作，层间清理要彻底，各层道之间接头相互错开。
⑤焊接过程中严格控制层间温度不超过150℃，必要时用水冷的方法控制层间温度。
⑥焊接收弧时要慢，弧坑要填满，防止弧坑裂纹；
⑦焊接完毕后要及时清理焊道表面，并在焊口附近用记号笔写上焊口号和焊工钢印代号。
经无损检测合格后，对焊接接头进行酸洗钝化处理。
焊接和热处理时，被焊件要支垫牢固，以减少变形量。
奥氏体钢导热系数小，电阻率大，在同样的焊接电流下可获得较大的熔深。
为防止过热，施焊电流应比碳素钢焊接时低于20%左右，采用小电流、窄道、快速、多层多道焊，焊条直线前进，不作横向摆动。
采用短弧操作，减少合金元素烧损。
焊后进行根据设计要求进行适当的热处理。
e、Cr-Mo耐热钢的焊接
铬钼钢焊接接头过热区容易产生热裂纹，具有明显的回火脆性，对其坡口必须采用机械加工并进行PT检查。
焊接前后的预热和热处理必须严格按焊接工艺要求，其施焊程序见下图。
①坡口加工：
坡口的加工采用机械方法，现场的固定焊口无法机械加工的采用氧-乙炔焰切割后要用角向磨光机磨掉淬硬层。
②严格控制焊前预热及层间温度：
对焊缝及坡口两侧各100mm左右进行150-200℃预热，层间温度不低于预热温度。
③焊接工艺
采用多层多道的焊接方法。
焊接时，当达到预热温度后，立即进行氩弧焊打底的焊接，且一次连续焊完。
一道焊口必须一次焊完，若遇上停电等特殊情况无法施焊时，也要及时保护焊缝，使其缓冷，再次施焊时，必须对焊缝重新加热至所要求温度，方可进行施焊。
④焊后热处理
焊后及时进行焊后热处理。
当不能及时进行焊后热处理时，则在焊后立即均匀加热至250-300℃，并进行保温缓冷，其加热范围应与焊后热处理要求相同，可用平衡记录仪测温。
当焊件温度低于0℃时，要对焊缝两侧各100mm范围内加热至15～20℃。
壁厚大于或等于26mm的碳钢管，焊前要进行100～200℃的预热。
3.2.5．焊接检验
1．不锈钢与镍基合金焊缝的检验：
（SH/T3523-1999）
a、焊缝表面不得有裂纹、气孔、夹渣、咬边、未焊透和表面凹陷；
焊件表面不得有飞溅和电弧划伤；
焊缝表面余高小于1+0.05倍焊缝宽度、且小于3mm；
焊缝宽度以每边覆盖过坡口边缘2mm为宜；
炉管内壁应平齐，错边量不得大于0.5mm，外壁错边量应不大于2mm。
b、焊缝内部质量无损检测的比例和要求应符合图纸规定。
2．碳钢与Cr-Mo钢焊缝的检验：
（SH3085-1997）
a、焊缝外形尺寸应符合设计文件要求，焊缝和母材应圆滑过渡，焊缝和热影响区表面不应有裂纹、气孔、弧坑和肉眼可见的夹渣等缺陷；
焊缝表面的咬边深度不得大于0.5mm，咬边总长度不得超过该焊缝总长的10%，否则进行修磨，修磨处的壁厚不得小于设计最小壁厚。
3.2.6．焊接质量管理
1、焊接一般管理
a焊工管理
焊工考试与管理应符合《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》和《石油化工铬镍奥氏体钢、铁镍合金和镍合金管道焊接规程》的要求。
焊工所从事的焊接位置、材质种类、厚度范围、有效期等都必须在证件许可的范围之内，严禁超项目施焊。
本区域内焊接要求的合格项目为：
GTAW（钨极气体保护焊）-1G/2G/5G；
SMAW（焊条电弧焊）-1G/2G/3G/4G/5G以及GTAW/SMAW-1G/2G/5G；
b焊材管理
焊接材料由物资供应部门负责采购、保管和发放。
所有焊接材料必须具有出厂合格证及材料质量证明书。
焊条药皮上不应有影响焊接质量的裂纹、气泡、杂质及剥落等缺陷。
焊条引弧端药皮应倒角，药芯端面应露出，以保证易于引弧；
对于直径为2.5mm及3.2mm的不锈钢焊条，沿长度方向的露芯长度不应大于2.0mm；
直径大于3.2mm的焊条，沿长度方向的露芯长度不应大于3.2mm。
对于碳钢焊条，当药皮为低氢型时，焊条沿长度方向的露芯长度不应大于焊芯直径的1/2且不大于1.6mm，其它型号焊条，露芯长度不大于焊芯直径的2/3且不大于2.4mm。
所有焊条沿圆周方向的露芯不应大于圆周的一半。
焊材存放于专用的焊材库内，库内配置空气去湿机、干湿温度计，保证空气相对湿度在60%以下，温度在5℃以上。
焊材应存放于架子上，架子离地面高度不小于300mm，离墙壁距离也不应小于300mm。
检验合格后的焊材按种类、牌号、规格、批号和入库时间分类堆放，并标识，先入库的先发放使用，使用前应烘干，烘焙参数按厂方提供的参数进行。
焊工凭焊条筒领取焊条，焊条由烘干员发放，并登记焊材的种类、规格、数量，严禁焊工私自取用焊条。
当班所剩焊条应退回烘干室，按规定作好标识重新烘干，焊条领出后4小时内退回，可不重新烘干，经二次烘干仍未用完焊条，不得用于正式工程。
焊条从烘干、发放、回收整个过程均应作好记录。
焊接工程师和质检工程师随时抽查。
c气象管理
为提高焊接一次合格率，除选用技术水平高的焊工外，还必须加强焊接气象管理，改善施焊环境条件。
为此，在施工现场配备风速仪和干湿温度计，每天进行气象观测，并作好《气象观测记录》。
当施焊环境湿度大于90%，焊条电弧焊风速超过8m/s、氩弧焊风速超过2m/s时，尽量避免焊接，必须焊接时现场可以采用制作的独立防风棚等措施档风，防风棚尺寸1800×
1800×
2000，用φ10钢筋和彩条布制作，每个防风棚需钢筋约70㎏，彩条布18㎡；
共制作20个。
同时对炉管接口附近用水溶纸封堵，以防止穿膛风并保证焊缝背面保护气体的浓度。
为去除水分和空气湿度的影响，焊接时用氧乙炔焰对焊接接头附近200mm范围内进行100℃左右的均匀预热（但不锈钢不得预热）。
2．注意事项
a、所有与工程焊接有关的工作应严格执行焊接施工方案的规定，如有违反，造成质量事故者，将追究相关责任。
b、焊工应按照图纸规定的焊接位置、焊脚高度施焊，焊缝外形偏差应符合本焊接施工方案的规定。
当不能确定焊接的相关要求时，必须及时向技术人员询问。
c、焊工施焊过程中发现焊接裂纹，必须立即向焊接工程师或质检工程师报告，妥善处理后方可继续施焊。
d、焊缝返修时，要采用评定合格的焊接工艺、由合格焊工施焊；
采用砂轮打磨的方法清除缺陷，并修补成适合补焊的船形或梭形形状；
并确认缺陷消除后方可补焊。
焊接完成后用原检验方法进行检验，质量要求和原焊缝相同。
当焊缝要求焊后热处理或化学处理时，返修应在最终处理前进行。
缺陷消除应采用砂轮打磨，确认缺陷已消除后方可补焊。
不锈钢管道返修采用钨极氩弧焊，执行原焊接工艺：
同一部位返工次数不得超过二次；
超次返工要制定措施，并经项目总工程师批准。
本工程中
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