15CrMo铬钼钢管道焊接及热处理施工方案.docx
《15CrMo铬钼钢管道焊接及热处理施工方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《15CrMo铬钼钢管道焊接及热处理施工方案.docx（25页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
15CrMo铬钼钢管道焊接及热处理施工方案
河南开祥化工有限企业甲醇结合装置建筑安装工程
15CrMo铬钼钢管道
焊接及热办理施工方案
中国化学工程第十四建设企业
二OO四年十一月二十八日
1、工程概略⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
2、制依照⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
3、15CrMo耐管道接性剖析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
4、接人和接要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
5、工代号、接资料管理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
6、接准⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
7、接及理施工程序⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
8、接及理工⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
9、接⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
10、接和理防举措⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
11、量保举措⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
12、安全保举措⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯
1、工程概略
20万吨/年甲醇结合装置部分工艺管道采纳了15CrMo耐热钢材质，15CrMo管道可焊性较差，需焊前预热，焊后要求进行热办理。
15CrMo管道的焊接是本装置焊接施工的难点这一。
施工时一定由具备15CrMo管道焊接资格和经验的优异焊工施焊。
焊前要求进行焊接工艺评定、焊工考试和编制出合理的焊接工艺举措。
2、编制依照
《现场设施、工业金属管道焊接工程施工及查收规范》（GB50236-98）
《钢制压力容器焊接工艺评定》（JB4708-2000）；
《石油化工工程铬钼耐钢管道焊接技术规程》（SHJ520-91）；
我企业承建的多套炼油、石化、化肥和甲醇装置《焊接方案》及施工经验；我企业《焊接工艺评定汇编》。
3、15CrMo耐热钢管道焊接性剖析
15CrMo属低合金珠光体耐热钢，拥有优异的金属抗氧化性、热强性和抗氢蚀性
能。
该钢种经正火加回火或高温回火后的显微组织是铁素体加珠光体。
但在焊接状态
下，焊接头内常常出现贝氏体和FeC，这对耐氢蚀性能和耐高温性能是不利的。
特别
是贝氏体，它是合金元素和剩余奥氏体的偏转造成的。
拥有高的含碳量和显微硬度，
需要经过回火来除去。
所以要求焊接一定预热，焊后进行热办理。
预热温度150~200℃，
焊后热办理温度380~720℃。
15CrMo有必定过热偏向，焊接过程中严重过热时，焊接接头内会出现网状铁素体
和粗大魏氏组织，使接头脆化。
所以焊接过程中应控制焊接热输入（包含预热温度、
层间温度、焊接线能量）。
15CrMo钢焊后进行高温回火办理可达到降低焊接接头的硬度，促进氢从焊接区逸
出，使组织稳固，改良机械和高温性能的目的。
此外15CrMo管焊后会产生很大的残
余应力。
对耐氢蚀很不利。
焊后高温回火也能够除去焊接头的剩余应力。
控制焊接区组织转变的进度是焊接质量控制的重点。
在焊接过程中一定严格控
制焊件的层间温度，使其保持在预热温度或更高的温度。
其次要控制从层间温度冷却
至焊接后热办理开始的时间间隔。
焊后若不可以实时进行焊后热办理，应立刻进行后热
办理。
15CrMo管道的化学万分和机构性能见下表
15CrMo管道化学成分和机械性能
元素含量（%）
CMnSiCrMoSP
~
04~
~
08~
04~
≤
≤
机
械
性
能
σb（Mpa）
σs（Mpa）
δ
HB
Ak（J/cm2）
≥440
≥294
22
≤187
118
4、焊接人员和焊接设施要求
焊工
参加15CrMo铬钼钢管道焊接的焊工一定按《锅炉压力容器焊工考试规则》经过
考试，获得技术监察部门颁发的焊工合格证，具备15CrMo管焊接合格项目，且具备
15CrMo管焊接经验，才能参加本工程15CrMo管道焊接施工。
焊接和热办理责任工程师
本工程成立安装质量保证系统，15CrMo管道焊接时焊接和热办理责任工程师一定到岗。
焊接责任工程师和热办理责任工程师，应具备15CrMo管道焊接及热办理经验。
焊接查验员
焊接查验员即无损检测人员须具备II级以上射线探伤资格证。
15CrMo管道焊接人员装备计划见表4-4
（表4-4）
序号
工
种
人数
资
格
1
焊工
4
具备D/Ws2-13、14焊接合格项目
2
热办理工
2
3
焊接技术员
1
焊接责任工程师担当
4
热办理技术员
1
热办理责任工程师担当
5
焊接检查员
1
质检责任工程师担当
6
焊接查验员
2
具备RTII级探伤资格证
焊接及热办理设施要求及装备
15CrMo管道焊接所有采纳先进的ZX7-400ST型电弧焊/氩弧焊两用直流逆变焊
机。
焊后使用绳型电加热器和DWA-180KW电脑温控设施进行热办理。
5、焊工代号、焊接资料管理
焊工代号管理
对参加本工程施工的焊工进行一致编号。
焊工代号一经确立，在施工过程中不
再改动，一名焊工离岗后，与其对应的焊工代号即相应空缺。
将具备焊工姓名、对应代号和合格项目的焊工登记表交项目部一份。
焊工一定在他自己施焊的焊接接头上，距焊缝最后收弧处20mm部位用钢印打
上自己代号。
焊接责任工程师应作好焊接记录，并将焊缝代号及其所焊焊工代号在焊接记录图上标出。
焊接资料管理
增强焊材管理，对铬钼钢管道专用焊材采纳以下特别管理举措：
焊条的保存、烘干、发放一致由供给部门负责，供给部门设铬钼钢管道专用焊材库和焊材烘干室、装备去湿机和干湿温度计以及温湿度自动记录仪使焊条库相对温度保持在60%以下。
焊条分类堆放，并有显然表记，注明焊条牌号和规格。
依据勤务员进度和安排，焊条烘干负责人凭焊接责任工程师签发的领用单领取焊条并进行烘干。
焊条启封后第一由焊条烘干负责人对焊条进行外观检查，确认合格后立刻放入烘箱，经过烘干的焊条转入恒温箱内寄存并做好记录。
焊工凭焊接责任工程师签发的焊条领用卡和焊条筒去领取焊条（以根计）。
焊工焊前查对焊条尾部的色标，确认无误后方可使用，当班所剩焊条和焊条头应退回洪干室，按规定从头烘干并表记，经二次烘干仍未用完的焊条不得用于正式工程。
焊丝使用前用砂纸打磨表面的氧化膜，而后用丙酮擦洗脱脂。
6、焊接准备
资料查收
对到仙的15CrMo管道及管件，除对证量证明文件和外观进行查收外，还应进行100%的光谱及硬度检查，确认材质无误和其热办理状态切合退火状态供货的要求，其硬度≤187HB。
焊接工艺评定
焊接前严格按企业《质量保证手册》中《焊接控制程序》和《热办理控制程序》
要求进行焊接工艺评定。
焊接工艺评定试件采纳与正式焊同样的管材、焊接资料和相
同的焊接条件。
编制焊接及热办理工艺规程
依据焊接工艺评定报告和工程状况，编制焊接及热办理工艺规程。
焊工培训考试
焊工正式焊接前一定模拟现场条件进行练习培训，只有经过业主主持的考试后才
能上岗正式焊接。
7、焊接及热办理施工程序
15CrMo铬钼钢施焊程序见图7-1
焊前准备
坡口制备
坡口检测
组对
预热
定位焊
充氩
预热
焊接
热办理
N
N
硬度检测
RT
Y
UT
NY
MT
交托安装或交托试压
（图7-1）15CrMo铬钼钢施焊程序图
8、焊接及热办理工艺
焊接及热办理工艺参数
15CrMo管道焊接及热办理工艺参数见下表8-1和表8-2：
（表8-1）
15CrMo
焊接方法TIG+SMAW
焊条R307
焊接资料焊丝TIG-R30
焊条烘干温度×时间（350-400）×2h
方法机械加工
坡口加工坡吵嘴度60±5°
坡口钝边±°
焊前预热温度℃150-200
焊前预热方法电加热法
管内保护充Ar
规范参数
线能量适合增大，一个焊口应连续焊完
层间温度（℃）
≥150-200
后
热
立刻300-350℃恒温30min保温缓冷
热办理温度℃
680-720
φ108×7
30
焊
后
恒温时间min
φ219×9
30
热办理
φ630×18
60
加热速度（℃/h）
250±10
冷却速度（℃/h）
空冷
（表8-2）
焊
材
焊接电流
焊接
焊
接
焊接
焊接
焊接
保护
直径
极
电流
电压
速
度
地点
层次
方法
牌号
（mm）
（A）
（V）
（cm/min）
气体
性
TIG
TIG-R30
正
150-120
13-14
4--6
打基层
φ
接
水平
90-100
22-24
5--7
Ar气
φ
固定
SMAW
R307
反
90-100
22-24
5--7
其他层
φ
接
φ
90-100
22-24
5--7
焊接及热办理工艺重点
焊前准备
为保证焊缝反面成型优异，采纳了氩弧焊打底。
焊道坡口双侧里外10~15mm范围
内及所用焊丝都要完全去除锈蚀、油污、结垢等杂物，直到吐现金属光彩。
施工现场
设好防风雨棚，防止穿堂风和淋雨。
焊前预热
预热的目的是减少焊件与焊缝的温度梯度，降低焊接接头的冷却速度，降低温差
所造成的应力和淬硬组织，预热是防备冷裂纹产生的有效举措之一。
预热采纳电加热
法，在坡口双侧平均进行，热透而无局部过热。
预热温度为150-200℃，预热范围不
小于100mm，加热区之外的100mm范围内予以保温。
预热后立刻进行手工钨极氩弧焊打底，打底焊应一次连续焊完。
基层焊道要求焊透、成型好、焊肉厚度约3mm。
用手工电弧焊进行填补盖面，并在保持不低于预热温度的条件下，将焊缝一次连续焊完。
如中止焊接，须采纳后热、缓冷等举措。
再进行焊接前须检查，确认无裂纹后按原工艺要求持续焊接。
后热
焊完后若不可以实时进行焊后热办理，应立刻进行300~500℃、15-30min的后热处
理，保温缓冷。
加快氢的逸出，减少焊缝中的扩散氩，降低接头的焊策应力，减少冷
裂纹。
焊后热办理
焊后热办理是对15CrMo炉管进行高温回火，以改良组织，提升热强性和除去剩余应力。
焊接热办理时应编制热办理施工技术举措，在技术举措上，要逐根列出需热
办理的管道号，并明确热办理参数。
主管技术员要按图纸及规范编制“热办理拜托单”，伴同管段图下发给热办理班组，并监察履行，保证热办理工作进行得实时、正确。
热办理的焊道应包含仪表管咀、增强管接头，支吊装角焊缝等，不得遗漏。
焊后热办理采纳（绳型电加热器）电加热法，用硅酸铝纤维棉保温，DWA-180Kw电脑温控设施自动测平和打印热办理曲线。
热办理工艺曲线见下列图。
（℃）
800
700
600
500
400
300
200
100
0
700℃±20℃×～h
012345时间（h）
9、焊接检查
外观检查
外观质量要求应切合表9-1。
（表
9-1）
焊缝成型
焊缝外形尺寸
焊缝余高焊缝每侧增宽
（mm）（mm）
裂纹、气孔、夹渣
焊缝表面缺点
咬边尺寸
深度mm长度
mm
与母材圆
0~2≤2不同意＜
滑过渡
内部检查
对接焊缝进行100%无损检测。
射线检测合格等级为II级。
Σ1≤10%L
对先进行无损检查后进行热办理的焊缝，焊后热办理达成后，对热办理焊口作10%超声检测，以无裂纹为合格。
硬度检测
.115CrMo资料在焊接过程中不行防止地会产生贝氏体淬硬组织。
若焊后热办理不完美，会残余一些淬硬组织，形成高硬度区。
高硬度区的存在为脆性裂和应力腐化开裂供给了基础条件。
热办理后，用硬度测定法对热办理质量进行查验。
应付焊缝、热影响区及其附
近母材分别抽检表面布氏硬度，抽检数目应不小于热办理焊口总量的10%，所测硬度值应切合要求，不然，一定从头进行热办理并做硬度测试。
10、焊接和热办理防备举措
焊接须采纳靠谱的防风举措。
管道的焊接在预制平台周围搭设大型暂时防风棚。
工艺管道焊接时在管口要用塑料帽关闭，焊口处用可拆移帆布挡风棚挡风。
热办理时管道两湍应关闭，防备穿堂风。
11、质量保证举措
施工前编制焊接和热办理工艺并以焊接和热办理工艺卡形式向施工班组进行技术交底。
焊接过程中，焊工一定严格恪守工艺纪律。
焊接技术人员和焊接检查员增强监察检查，发现违规违纪现象实时予以纠正。
经自检、专检发现的不合格焊口实时进行返修。
实时做好各样焊接记录。
无损探伤人员实时反应探伤信息，以便组织不合格焊口的返修。
成立焊接质量好坏与员工收入挂钩制度。
焊接质量一向优异的施工班组和焊工个人赐予奖赏，而焊接质量较差的施工班组和焊工个人则视不合格数目赐予相应处
罚。
12、安全保证举措
焊接施工人员除需恪守一般的安全规定外，另应注意以下几点：
所有焊机一定有靠谱接地；
管工组对时一定配带防紫外线眼镜；
进行射线探伤时，应建立戒备区，防备外人误入被照。
升级会员 