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焊接施工方案

两改两修工程

（4×75t/h循环流化床锅炉改造、小修工程）

焊接技术措施

编制：

审核：

批准:

二000年三月二十日

一、概述

二、焊接前的准备工作

（一）焊工资格

（二）施焊材料的检查

（三）施焊前的准备

（四）焊接机具

三、焊接措施及技术要求

四、受热面焊接工艺

（一）焊接顺序

（二）焊接工艺参数

五、质量保证措施

六、质量检验及标准

七、焊接交工资料

八、焊接工程一览表

一、概述

有限公司，位于6号，电厂规模为75t/h循环流化床锅炉4台；汽轮发电机组1.2万KW2台。

锅炉厂生产的型号：

CG-75/5.3-MX循环流化床锅炉的早期产品。

其主要参数：

额定蒸发量75T/H，额定出口蒸汽压力5.3Mpa，额定出口过热蒸汽温度485℃，汽包工作压力5.83Mpa。

95年安装投产后,一直存在许多问题，99年4台锅炉已进行改造大修理，即1#锅炉进行彻底的大改造试验，2#、3#、4#炉局部改造和大修。

改造修理以后效果显著；特别是1#炉实际工况已达到改造设计要求。

实际并网运行压力5.3MPa，过热蒸汽温度450℃，蒸发量75H/t已运行72小时，超负荷79H/t已运行48小时，最高负荷83H/t已运行1小时。

９９年大修改造特别是１＃炉彻底改造成功。

2000年准备#2、#3改造#1、#4小修理。

（一）该75t/h循环流化床锅炉，产制造。

本次#2、#3炉大改造设计及施工方案由四川锅炉厂负责提供，锅炉小修理项目有春海热电厂具体确定，其中锅炉为次高压，锅炉工作压力5.3Mpa，修理焊接涉及的受热面主要材料：

1）水冷壁管Ф51×5/20#-GB5310

2）水冷屏管Ф60×5/20#-GB5310

3）顶部连接管及下降管Ф108×7/20#-GB5310

4）低温过热器光管式Ф42×3.5/20#-GB5310

5）高温过热器光管式Ф42×3.5/12Cr1MoVG#-GB5310

6）省煤器蛇形管翅片式Ф32×4/20#-GB5310

锅炉受热面管子规格材质及焊口质量要求如下表：

项目

水冷壁

水冷屏

过热器

下降管及导汽管

顶棚管

低温段

高温段

规格

φ51×5

φ60×5

φ42×3.5

φ108×7

材质

20#/GB5310

12Cr1MoV/GB5310

20#/GB5310

合格标准DL5007-92

Ⅱ级

外观检验比例%

100

无损探伤检验

抽拍片比例%

100

合格等级GB3323-87

Ⅱ级

代样检验比例%

0.5

代样检验项目

机械性能片

拉力

面弯

根弯

金相

宏观

微观

断面

硬度检验%

光谱分析复查%

100

二、焊接前的准备工作：

（一）焊工资格

1.凡担任下列锅炉本体和受热面焊接的焊工必须按SD263-88《焊工技术考核规程》考试，取得相应合格项目。

1）承重钢结构、锅炉钢架主立柱、主横梁、起重设备结构、主厂房屋架等。

2）锅炉受热面管子。

3）工作压力大于0.1Mpa和温度大于120℃的汽水管道及容器。

4）储存易燃易爆介质（液体、气体）的容器及其输入管道。

5）在承压管道和容器上焊接容器件。

如支吊架。

2.根据锅炉设备中焊接材料的材质、型号规格参加锅炉安装施焊的焊工，应取得《锅炉压力容器焊工考试规则》中的以下合格项目。

1）焊接锅炉钢架项目：

D-1J、D-2J也可用D-11J、D-12J等代替。

2）焊接水冷壁（屏）、省煤器、顶棚管、低温过热器20#钢管项目：

WS/D-13J、WS/D-14J；WS/D-19J、WS/D-20J。

3）焊接高温过热器合金钢管项目：

WS2-13、WS2-13、WS2-19。

（二）施焊材料的检查

1.管子应进行外观检查，误差超出国家标准要求的应按有关规定进行处理。

2.过热器系统的合金钢管集箱及其接管座必须进行光谱分析复查材质。

且其所用焊材及焊后焊缝都应进行光谱分析复查材质。

3.受热面水冷壁、省煤器、过热器的制造焊口分别切取两个焊口抽查，或对其焊口做1/1000的无损探伤抽检。

4.焊接原材料、钢管、焊材（焊条、焊丝、钨极、氩气、氧气、乙炔气、焊剂）应有制造厂的质量合格证；凡无合格证或对其质量有怀疑时，应按批号抽查试验。

合格后方可使用。

（三）施焊前的准备

1.按规范要求本锅炉受热面焊接工艺指导书依以下焊接工艺评定为根据制订焊接工艺过程卡。

序号

项目

规格

接头形式

位置

焊接方法

证书编号

水冷屏

Φ60×5/20#

V型对接

垂直

S029

水冷壁

Φ51×5/20#

V型对接

水平

S028

垂直

S029

省煤器

Φ32×3/20#

V型对接

水平

S028

垂直

S029

下降管

导汽管

Φ108×7（4.5）/20#

V型对接

水平

S028

垂直

S029

给水管

Φ108×7（4.5）/20#

V型对接

水平

S028

垂直

S029

过热器

顶棚管

Φ42×3.5/20#

V型对接

水平

S028

垂直

S029

低温

Φ42×3.5/20#

水平

S028

垂直

S029

高温

Φ42×3.5/12Cr1MoVG#

V型对接

垂直

S044

主汽管

Φ159×7/20#

V型对接

水平

WS+D

S031

主汽管

Φ159×7/20#

垂直

WS+D

S030

其他项目参照执行。

2.参加锅炉安装施焊的焊工，焊制代样接头进行检验必须合格。

受热面管子代样比例为0.5%。

锅炉本体范围内管道为1%。

可用焊工考试试件代替。

管子焊缝代样或割样的试件数量（片）

项目

拉力

面弯

背弯

宏观金相

数量

根据《蒸汽锅炉安装技术监察规程》（1996年276号）第110条氩弧焊或氩弧焊打底、手工电弧焊盖面的对接接头可免做断口检验，锅炉本体管道焊口全采用氩弧焊打底，手工电弧焊盖面，所以可免做断口检验。

3.水冷壁、省煤器、过热器焊接前，绘制好焊接图。

将焊缝顺序编号，以便质量监控，射线拍片和整理交工资料。

4.根据焊接技术措施，焊接工艺要点对焊工进行技术交底。

5.现场建立焊条烘干室，指定专人负责焊条的保管、烘干、发放工作。

烘干室内设置两台烘干箱，对各类焊条按规定进行烘干。

坡口示意图

1~2mm

0~1mm

60°±5°

6.焊件下料、开坡口应按焊接工艺卡要求进行，应尽量采取机械加工，如采用气割时，应将坡口面上的氧化皮熔渣、飞溅等清理干净，并将凹凸不平处修理平整。

7.焊接组对前，应将坡口每侧各20mm以上的表面及内壁的油漆、锈垢等清理干净，直至露出金属光泽。

且焊口应经砂皮擦去油锈至现金属光泽。

8.焊件对口一般做到内壁齐平，局部错口值不得超过壁厚的10%且不大于1mm。

实际可事先予做对口夹具，夹紧后焊。

9.焊接现场应采用帆布、塑料膜等隔离、防风、防雨、防雪、防寒等措施，特别是氩弧焊时，必须采取蓬布挡风、管口堵塞防止穿堂风等措施，以便保证焊接质量。

冬季施工焊接场所搭设简易维护结构，如墙窗应封好。

温度较低时应烧炉升温。

（四）焊接机具

1.现场配烘箱2台，一台烘E4303焊条，一台烘E5015焊条。

2.保温筒焊工每人一只。

3.氩弧焊用ZXG-300硅整流焊机配氩弧焊设备、气体保护焊枪、可调气体减压装置。

4.直流焊电源采用ZXG-300硅整流焊机。

5.钢结构及工作压力≤0.1MPa和温度≤120℃的汽水管道和容器焊接用BX-300交流焊机。

6.所用焊机施焊时，每台都必须配备电流表和电压表。

7.磨光机Φ100mm及内磨机。

三、焊接措施及技术要求

1.根据锅炉结构特点，本工程采用就地组对焊接。

2.汽包和联箱安装中需要连接支撑或就位固定。

不准在汽包和联箱上引弧和焊接，以免由于受热不均应力集中产生裂纹，也不准在汽包和联箱上直接焊接。

可采用在汽包和联箱上加抱箍等形式间接连接固定。

3.点固焊

在对口根部点固焊时，应与正式施焊所规定的焊接材料、焊接工艺及预热温度等要求相同。

点固焊后应检查各个焊点，应清根后重新点焊。

点固焊的部位由焊工自定。

一般管径ф≤76mm的管道点焊1～2点，每点长度为10mm，厚度为2mm；管径76mm＜ф≤159mm的管道点焊2～3点，每点长度为15～20mm，厚度为2～3mm。

点固焊的焊肉不得有裂纹及其他缺陷，并磨成缓坡形。

对口组对点焊用卡具、材质应与管材相同，对口间隙不符合或超标时，应用砂轮机打磨掉焊点，修正复原后重新点焊。

拆除组对的卡具宜用氧、乙炔火焰或砂轮片切割。

点焊在管道上的组对卡具不得用锤敲打或扳扭的方法拆除。

4.多层多道焊缝焊接时，应进行层间打磨及注意清除各层的缺陷，经自检合格后方可焊接次层，并应连续焊完。

采用氩弧焊打底的根层焊缝经检查后，应及时进行次层焊缝的焊接，以防止产生裂纹。

多层多道手工电弧焊时，接头应错开15mm，熔合良好。

盖面前填充层应平整无缺陷。

水平固定焊的起点要超过垂直中心线10～15mm，接头处焊缝应重叠5～10mm。

5.手工氩弧焊的电源极性需正接，即焊枪接负极焊件接正极。

施焊过程前后均不得碰撞，以免裂纹，钨棒端头6～10mm长度磨成15～20°的圆锥形，钨极棒应夹在喷嘴中，不得偏斜。

伸出长度5～8mm，引弧应在坡口内进行，短路接触引弧时动作要快，以防损伤钨极。

在收弧时速度应减慢，增加焊口的填充量。

熔池填满后，不再填上，立即将电弧转移到坡口上，然后快速灭弧。

施焊时，如点焊不稳，应立即检查钨极棒端头形状、氩气流量、电压。

打底焊中，如发现裂纹气孔或其他缺陷时，应彻底铲除，然后继续施焊，不得用重新熔法消除缺陷。

当发现钨棒与熔池粘住而造成夹钨时，应立即停焊，将缺陷消除，并更换或磨好钨棒，然后继续施焊。

为防止裂纹，氩弧焊打底时不要中间停止，如果被迫中断时，应采取防止裂纹产生的措施（如后热、缓冷、保温等）。

重新再焊时，应仔细检查并确认无裂纹后，方可按照工艺要求继续施焊。

6.焊口焊完后应进行清理，经自检合格后在焊缝附近打上焊工本人的代号钢印或永久性标记。

7.焊缝有超过规定的缺陷时，可采用角向磨光机进行挖补返修。

但同一位置上的挖补次数不得超过两次，并应遵守以下规定：

1）彻底清除缺陷

2）补焊时应按工艺要求进行

3）需进行热处理的焊接接头应在热处理后进行挖补，返修后必须提高焊接质量。

8.锅炉范围内的管子对接焊缝全部采用氩弧焊打底，电焊盖面，以提高焊接质量。

9.水冷壁、屏，顶棚管，过热器、省煤器管，下降管，顶部连接管（导汽管）锅炉上水管，为保证焊接质量，全采用全氩弧焊。

10.钢架焊接必须全部组装完后一起进行。

立柱对接、立柱横梁连接应安排2～4名焊工对称焊，以减小变形。

11.水冷壁、屏，顶棚管，可采用成排先组对点焊后集中焊接，以提高焊接速度，过热器、省煤器管排布置密集、间距小，安装中采用边就位边焊接形式，其管夹和扁钢采用Cr20Ni14Si2和Cr6SiMo。

安装前应先光谱复查材质，焊材采用A302焊条，过热器高温段为12Cr1MoVG耐热合金钢，焊前后应光谱复查，其焊丝应为TIG-R31，与20＃碳钢管子用的TIG-J50焊丝不同，不应错用。

因其壁厚小，无须焊后热处理。

当在负温下焊接时，宜焊前预热，焊后绕石棉绳保温缓冷。

四、受热面焊接工艺：

（一）焊接顺序

1.水平固定焊：

先由仰焊位置过渡到平焊位置

2.垂直固定焊：

焊接方向左右均可

3.45゜固定焊：

焊接方向左右均可

4.焊接层次：

单氩第一道为氩弧焊打底层，填充及封面为手工电弧焊。

双氩时打底、填充层、封面均为氩弧焊。

（二）焊接工艺参数：

1.氩弧焊打底手工焊封面

水平位置：

焊接

方法

层次

焊丝焊条直径（mm）

电压（V）

电流（A）

焊速（mm/min）

极性

氩气流量（L/min）

钨棒直径（mm）

氩弧焊

Φ2.5

12～15

80～85

80～100

正

5～9

Φ2

手工焊

Φ2.5

22～23

75～80

70～80

反

垂直固定位置：

焊接方法

层次

焊丝焊条直径（mm）

电压（V）

电流（A）

焊速（mm/min）

极性

氩气流量（L/min）

钨棒直径（mm）

氩弧焊

Φ2.5

12～15

80～85

100～120

正

5～9

Φ2

手工焊

Φ2.5

22～23

75～80

180～200

反

45°位置：

焊接方法

层次

焊丝直径（mm）

电压（V）

电流（A）

焊速（mm/min）

极性

氩气流量（L/min）

钨棒直径（mm）

氩弧焊

Φ2.5

12～15

75～80

90～120

正

5～9

Φ2

手工焊

Φ2.5

22～23

75～80

80～100

反

2）双氩焊接

水平垂直位置

焊接方法

层次

焊丝直径（mm）

电压（V）

电流（A）

焊速（mm/min）

极性

氩气流量（L/min）

钨棒

直径（mm）

氩弧焊

Φ2.5

12～15

75～80

100～120

正

6～9

Φ2

氩弧焊

Φ2.5

12～15

65～75

90～100

正

6～9

Φ2

☆下列环境条件不应焊接：

1.雨、雪大时

2.强风风速达10m/s以上时；管道有穿堂风时

3.环境温度低于-10℃时

4.相对温度达90%以上时

五、质量保证措施

1.现场焊接人员。

焊接工程师1人：

焊接施工员1人；无损探伤工程师1人；探伤人员2人；质量检验1人；焊接材料保管和烘干人员2人。

应明确职责，严把质量关。

2.焊接施工及验收应执行的规范：

1）《蒸汽锅炉安全技术监察规程》劳部发1996年76号

2）《电力建设施工及验收技术规范》火力发电厂焊接篇

3.焊前根据焊接工艺卡，焊制焊接接头试样，并做到外观无损探伤、机械性能、硬度等项检验。

评定焊接工艺必须合格。

4.以焊接工艺评定合格的焊接规范为依据编制焊接工艺卡，焊接时严格执行。

5.焊工必须持证上岗，按取证项目施焊，不准越位越项，焊后经自检合格，及时打上钢印

6.坚持全面质量管理，便提供记录、检验报告、自焊自检、班组互检、专职人员专检。

凡是经检验不合格的焊口必须坚决返工返修。

7.焊接工作六不准：

（1）没有焊接工艺卡不准施焊。

（2）没有弄清焊接材料的材质或无材质证明、无检验单不准施焊。

（3）焊条没烘干不准使用。

（4）前次用剩的焊条虽曾烘干，但用后未按规定保管的不准使用。

（5）焊前没有进行技术交底不准施焊。

（6）按工艺试验要求规定的预热未做，不准施焊。

8.技术交底必须做到五交五清：

1）交被焊钢材的机械性能和化学成分，使焊工弄清钢号，做到焊前心中有数。

2）交焊接材料（焊条、焊丝等）的牌号、性能、成分，弄清施焊部位防止焊工错用焊条。

3）交焊接工艺要领、规范，使焊工对工艺清楚，避免焊接质量事故。

4）交质量验收标准，使焊工对验收标准及要求清楚，便于焊工自检。

5）交安全施工措施，使焊工安全防范头脑清晰，防止人身和设备事故。

六、质量检验及标准；

1.焊缝检验程序和方法如下；

1）外观检查

2）无损探伤

3）机械性能试验

4）硬度

锅炉本体各部位焊缝的检查方法、范围及数量见《焊接工程一览表》。

2.所有焊缝的表面质量，焊工均应进行自检，对需做无损探伤的焊缝，尚需经过质量检查员的专检，其检查率不少于50%。

外观检查不合格的焊缝，不允许进行其他项目检查。

3.焊缝射线检验员标准执行《电力建设施工及验收技术规范》SDJ143-85，《钢焊缝射线探伤标准》GB/T12603-91，《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》GB3323-87，《钢架环缝熔化焊对接接头射线透明工艺和质量分级》GB/T12605-90。

4.射线探伤的结果若有不合格时，除对不合格焊缝进行返修外，尚应从焊工所焊的同类接头中增做不合格数的双倍复检。

5.焊缝外观质量应符合下列要求：

1）焊缝外形允许尺寸（mm）

焊缝形式

加强面高度

加强面高度差

焊缝宽度

焊脚尺寸差

平焊

其他位置

平焊

其他位置

比坡口宽

对接

0-3

≯4

≯2

＜3

≤4

角焊

≯2

≯3

0～3

2）焊缝表露缺陷允许范围

缺陷名称

允许范围

裂纹、未熔化

不允许

气孔夹渣

不允许

根部未焊透

深≯10%δ且≯1.5mm

总长≯20%焊缝全长

氩弧焊不允许

咬边

深度≤0.5mm

焊缝两侧总长度

＜20%焊缝全长

内凹

≤2mm

根凸

Φ＞32mm通球85%管内径

3）焊接角变形Φ≥100mma≯3/200

Φ＜100mma≯1/100

4）管道外壁错口受热面管子≤10%δ+1mm

其它管道≤10%δ且≤4mm

6．焊接接头机械性能试验结果符合：

焊接接头机械性能试验标准

试验项目

合格标准

抗拉强度

不低于母材规定下限值

冷弯

碳钢90°d=2δ

d为弯曲直径

δ为试样厚度

合金钢90°d=3δ

7.热处理的焊缝用携带式硬度计进行硬度检查，一般不超过母材布氏硬度加100，且不大于300HB。

七、焊接交工资料内容：

（1）焊接工程一览表

（2）焊接材料的质量证件

（3）焊工技术考核登记表

（4）焊接热处理质量检验报告

焊接技术资料（包括焊接技术措施、重大项目技术交底、设计变更、质量评级等）应齐全。

八、CG-75/5.3-MX焊接工程一览表

序

号

项目

规

格

材

质

焊接方法

焊接材料

焊接电源

质量检验

焊条烘干

初层

其余各层

初层

其余各层

牌号

Φmm

牌号

Φmm

氩弧焊

电弧焊

外观检查

无损探伤

合格级别

温度（℃）

时间（h）

锅炉水冷屏

Φ60×5

20#

氩弧焊

TiG-J50

2.5

TiG-J50

2.5

直流

100%

25%

Ⅱ

锅炉水冷壁

Φ51×5

20#

氩弧焊

TiG-J50

2.5

TiG-J50

2.5

直流

100%

25%

Ⅱ

锅炉省煤器

Φ32×3

20#

氩弧焊

TiG-J50

2.5

TiG-J50

2.5

直流

100%

25%

Ⅱ

过

热

器

管

顶棚管

Φ42×3.5

20#

氩弧焊

TiG-J50

2.5

TiG-J50

2.5

直流

100%

25%

Ⅱ

低温

Φ42×3.5

20#

氩弧焊

TiG-J50

2.5

TiG-J50

2.5

直流

100%

25%

Ⅱ

高温

Φ42×3.5

12Cr1M0VG

氩弧焊

TiG-R30

2.5

TiG-R30

2.5

直流

100%

25%

Ⅱ

锅炉下降管

Φ108×7（4.5）

20#

氩弧焊

TiG-J50

2.5

TiG-J50

2.5

直流

100%

25%

Ⅱ

锅炉导汽管

Φ108×7（4.5）

20#

氩弧焊

TiG-J50

2.5

TiG-J50

2.5

直流

100%

25%

Ⅱ

高压给水管

Φ108×7（4.5）

20#

氩弧焊

TiG-J50

2.5

TiG-J50

2.5

直流

100%

10%

Ⅱ

主蒸汽管道

Φ159×7

20#

氩弧焊

电弧焊

TiG-J50

2.5

T507

2.5

直流

100%

Ⅱ

350-400

钢结构及旋风筒

Q235-A（B）

电弧焊

T422

3.2-5

T422

3.2-5

交流

100%

150-200

非标设备制安

A3F

电弧焊

T422

3.2-5

T422

3.2-5

交流

100%

150-200

说明：

1.12Cr1M0VG合金钢管焊前用氧乙炔火焰预热，焊后回火处理后用石棉布包扎，然后让其自然冷却。

2.焊工现场技能考试试件可代替代样检查试件。

3.无损探伤拍片应不低于GB3323-87标准Ⅱ级方为合格。

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