珠海管道设备焊接方案.docx
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珠海管道设备焊接方案
裕隆工程焊接施工方案
编制本焊接方案，用于指导裕隆工程工艺管道和非标制做的焊接工程。
本方案仅用于投标，施工时根据设计文件进行修改。
夹套管焊接采用公司《熔体管道焊接工法》，焊接一般要求仍执行本方案。
一、编制依据
1裕隆工程招标文件；
1.2《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97；
1.3《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98；
1.4《夹套管施工及验收规范》FJJ211-86；
1.5《PTA料仓施工、检验和验收技术条件》；
2.1《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-95；
2.2《钢制压力容器焊接工艺评定标准》JB4708-92；
2.3《钢制压力容器焊接规程》JB/T4709-92。
二、焊接材料的理化性能和焊接性能
3.1管道的材质有Q235、20#、0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti等钢。
3.2Q235、20#钢属于低碳钢，焊接性能好，一般不需采取特殊的工艺措施即可得到优质的焊接接头，几乎适应各种焊接方法进行焊接。
低碳钢综合性能较好，强度、塑性和焊接性能得到较好配合，淬硬倾向小，对裂纹不敏感，焊缝及近缝区不易产生裂纹。
3.30Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti属于奥氏体不锈钢，在常温下具有单相奥氏体组织，耐腐蚀，电阻率大，导热系数小，塑性、韧性及冷压力加工性良好，但强度较低。
焊接性能良好，焊接时一般不需要采取特殊的工艺措施；若焊接工艺选择不正确，也会产生晶间腐蚀和热裂纹等缺陷。
防止产生晶间腐蚀的措施：
从焊接材料方面，选用超低碳（0.03%）或添加Ti或Nb等稳定元素的不锈钢焊条；从焊接工艺方面，采用小规范减少危险温度范围停留时间，采用小电流、快速焊、短弧焊及不作横向摆动，焊缝可强制冷却，加快焊接接头的冷却速度，减少热影响区，也使其在450～850℃这个危险区停留的时间减少到最大限度。
多层焊时要控制层间温度，要前一道焊缝冷却到60℃以下再焊。
热裂纹的防止措施：
采用适当的焊接规范和冷却速度。
工艺上采用小规范即小电流、快速焊来减少焊接熔池过热，快速冷却以减少偏析，使抗裂性提高。
多层焊时，要控制层间温度，要前一焊道冷却（60℃）后再焊接。
3.5异种钢的焊接
不同钢号的碳素钢与奥氏体不锈钢之间的焊缝金属应保证抗裂性能和力学性能，采用Cr、Ni含量较奥氏体不锈钢母材高的焊接材料。
三、一般规定和焊前准备
4.1一般规定
4.1.1焊材仓库负责焊材的保管，严格执行《焊材一级库保管规定》。
焊接材料必须具有质量证明书和出厂合格证，对焊材质量有怀疑时，必须进行复验。
焊条的药皮不得脱落和明显裂纹；焊丝在使用前应清除其表面的油污、锈蚀；TIG焊使用的Ar气纯度应在99.9%以上。
4.1.2焊材烘烤室负责焊材的烘烤和发放，依据《焊材烘烤一览表》的规定进行烘烤与保温，回收的焊条重复烘烤不超过两次。
施工中，焊条应存放在保温筒内，随用随取。
4.1.3焊接设备由设材部登记建帐，焊接设备上的仪表，由质检部计量人员定期校核，经鉴定合格证后方可使用。
使用过程中，焊接设备上的接线柱应与电缆紧密接触。
4.1.4焊接环境应符合如下规定：
风速：
TIG焊时小于2m/s,手工电弧焊时小于10m/s；
相对湿度小于90%；
焊接场所应采取防风、防雨措施（如搭棚）。
4.1.5管道焊接时应垫牢，不得将管子悬空或处于外力作用下施焊。
为提高焊接质量和焊接速度，凡是可以转动的管子都应采用转动焊接，减少仰焊和立焊。
在地面预制的管道应及时进行焊缝检验，尽量减少高空作业。
4.1.6100%无损检验的压力管道焊缝应认真做好焊接记录。
4.1.7经检查合格的不锈钢焊缝及其影响区，应尽早进行酸洗、钝化处理。
4.2焊前准备
4.2.1焊接工艺评定
焊接工艺评定是为了验证施焊单位拟定的焊接工艺的正确性，并且应满足产品的质量要求，在产品焊接前拟定焊接工艺指导书，通过各种性能试验提出焊接工艺报告，作为本产品下达焊接工艺的依据之一。
根据焊接工艺评定编制焊接工艺卡，下发给检查员、安装队技术员和电焊班，电焊工严格按照焊接工艺卡施焊。
4.2.2焊工资格的审查
从事管道的电焊工必须持证上岗，在合格的焊接项目内焊接。
四、工艺管道的焊接
4.2.3坡口的加工
管道坡口加工采用机械方法或等离子弧、氧乙炔焰等加工方法。
采用热加工方法加工坡口后，应除去坡口表面的氧化皮、熔渣及影响接头质量的表面层，并将凹凸不平处打磨平整。
焊接接头坡口型式与尺寸按照图4.2.3加工。
60°±5°
1±1
2±1
图4.2.3焊接接头的坡口型式和尺寸
4.2.4坡口表面及两侧的清理
焊接前应将坡口边缘内外各30mm范围内的油漆、毛刺、锈斑、氧化皮及其他对焊接过程有害的物质清理干净,并保持干燥。
不锈钢管用不锈钢钢丝刷或专用砂轮清理。
4.2.5接头的组对
管道对接焊口的组对应做到内壁平齐，错边量不超过壁厚的10%，且不超过2mm。
管道焊完后，应拆除用于固定管道的临时支架、管卡，残留部分打磨平整。
4.2.6定位焊
管子、管件组对采用根部定位焊时，定位焊应与正式的焊接工艺相同。
定位焊的焊缝长度为1015mm，高为24mm，且不超过壁厚的2/3。
定位焊的间距应均等，最少点焊数量为：
2处----DN≤60mm
4处----DN＝70300mm
5处----DN≥350mm
当发现定位焊缝有裂纹等缺陷时，应予清除。
5焊接方法及焊接材料的选用
5.1焊接方法的选择
5.1.1碳钢管道的连接
直径DN≤100mm或壁厚δ≤5mm的管道,采用全氩弧焊；
直径DN＞100mm或壁厚δ＞5mm的管道,采用氩弧焊打底，手工电弧焊填充、盖面。
5.1.2不锈钢管道的连接
直径DN≤100mm或壁厚δ≤6mm的管道,采用全氩弧焊；
直径DN＞100mm或壁厚δ＞6mm的管道,采用氩弧焊打底，手工电弧焊填充、盖面。
5.2焊接材料的选用见表5.2。
表5.2焊接材料的选用
序号
母材材质
焊材及规格
焊条
焊丝
1
20
J427Φ3.2
H08Mn2SiAΦ2.5
2
0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti
A102Φ3.2
H0Cr20Ni10TiΦ2.5
3
0Cr18Ni9+20/Q235
A302Φ3.2
H1Cr24Ni13Φ2.5
6焊接工艺要点及技术要求
6.1应在焊接坡口内引弧与收弧，并确保其质量，不得在管材和管件表面引弧或试验电流，管材和管件表面不得有电弧擦伤等缺陷。
收弧时应将弧坑填满。
6.2为了防止空气侵入焊缝区而引起气孔，降低接头性能，应尽量采用短弧焊。
6.3每条焊缝应一次连续焊完，如因故被迫中断，应采取防裂措施。
再焊时必须进行检查，确认无裂纹方可继续施焊。
6.4承插口的角焊缝、对接多层焊的第一层焊缝及单道焊缝要避免深而窄的坡口型式，以防止出现未焊透和夹渣缺陷。
在主管上开马鞍的三通焊缝要求焊透的，或管道内部有特殊要求的，必须采用氩弧焊打底。
6.5不锈钢管道进行TIG焊焊接时，管内充Ar气保护，转动口使用胎具，固定焊口使用水溶性纸。
6.6对接接头根部应充分熔合，以确保熔透。
6.7多层焊的层间接头应相互错开。
6.8不锈钢的焊接,在保证焊透和熔合良好的情况下，要尽量采用较小的线能量，即小电流，低电压，快速焊，不摆动或小摆动，冷却速度要快，多层焊时要前一层焊缝冷却后再焊接后一层。
6.9手工电弧焊焊接不锈钢板，必须使用钳式焊把，和不锈钢管接触的地线必须夹紧。
6.10不锈钢管采用手工电弧焊时,坡口两侧各100mm范围内涂垩粉，防止焊接飞溅物沾污管材或管件表面.
6.11夹套管的定位板及内、外管连接处的角焊缝应防止内管烧穿。
法兰、承插接头及三通角焊缝至少焊两层。
6.12焊接工艺参数见表6.12。
现场焊接时，应根据管道的材质、壁厚、焊接位置等具体情况，按照焊接工艺卡的要求选择合适的工艺参数。
表6.12焊接工艺参数一览表（参考值）
焊接层次
焊接方法
电源极性
焊材直径mm
焊接电流A
焊接电压V
氩气流量L/min
焊接速度mm/min
根层
TIG
DC+
Φ2.4
/Φ2.5
70～120
15～22
8～14
30～35
填充
盖面
TIG
DC+
Φ2.4
/Φ2.5
70～120
15～24
8～14
30～35
SMAW
DC-
Φ3.2
80～130
15～24
---
30～40
7焊接检验
7.1焊接前检查
7.1.1工程中所使用的母材及焊接材料，使用前必须进行查核，确认实物与合格证相符合方可使用。
7.1.2施焊前必须对焊接材料的干燥设施进行检查，保证符合相应焊接材料的干燥要求。
7.1.3施焊前应检查坡口型式、组对要求、坡口及坡口两侧表面的清理是否符合焊接工艺要求。
7.2焊接中间检查
7.2.1对要求控制层间温度的焊缝，应检查层间温度，确保符合工艺要求。
7.2.2多层焊应对层间进行检查，将发现的缺陷消除后方可继续焊接。
7.3焊接后检查
7.3.1外观检查
7.3.1.1焊后必须对焊缝进行外观检查，检查前将妨碍检查的渣皮、飞溅清理干净。
7.3.1.2焊缝外观质量按照《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98的要求检查，夹套管道的焊缝外观质量不得低于Ⅱ级，其他工艺管道的焊缝外观质量不得低于Ⅲ级。
7.3.2无损检验
7.3.2.1需无损检验的焊缝应在外观检查合格后进行，检验方法采用X射线照相和渗透无损检验,执行的标准为《压力容器无损检测》JB4730-94，抽检比例和质量等级见表7.3.2.1。
表7.3.2.1管道焊缝抽检比例和合格级别（RT、PT）
合格级别
抽检比例（%）
备注
Ι
100
高压夹套管内管焊缝（P≥10MPa）
Ⅱ
100
夹套管内外管焊缝（P＜10MPa）
Ⅱ
20
除热媒及夹套管以外的工艺管道
Ⅱ
10
热媒管道焊缝
Ⅱ
5
公用工程管道焊缝
7.3.2.2夹套管主管的焊缝,应按规定比例进行无损检验,检验合格后方可封入夹套。
7.3.2.3同一管线的焊缝抽检,若有不合格时,应按该焊工的不合格数加倍检验。
7.4其他规定
7.4.1单线图上应标出焊口编号、焊工代号，并注明探伤的焊口，做到现场焊口、单线图和探伤底片三对照。
7.4.2施工中还应进行自检、互检，加强专业检查。
出现的焊接质量问题，由焊接责任工程师组织专业人员，准确地做出判断，及时制定改进措施。
8焊缝返工
8.1各种检查过程中发现缺陷应予返工，重新焊接，检查至合格为止。
但同一焊缝的同一部位返工次数不宜超过二次。
二次以上必须经总工程师批准，并由焊接责任工程师重新编制切实可行的焊接工艺，挑选优秀持证焊工施焊。
8.2对于焊接质量经常不合格的焊工，焊接检查员有权停止其焊接工作。
五、非标设备的焊接
4.3焊前准备
4.3.1焊接工艺评定
4.3.2裕隆工程的焊接工艺评定全部采用我公司的焊接工艺评定。
4.2.2焊工资格的审查
承担料仓焊接的焊工必须按《锅炉压力容器焊工考试规则》的规定进行考试，并取得相应焊接位置合格证后才能上岗，严禁无证施焊。
4.2.3坡口的加工
焊缝坡口型式与尺寸按图纸加工。
筒体和锥体的对接环焊缝坡口型式和尺寸除图纸注明外,可采用单面坡口型式,其坡口角度为50±50。
4.2.4坡口表面及两侧的清理
坡口表面及两侧各20mm范围内应将水、铁锈、油污、积渣和其它有害杂质清理干净。
4.2.5奥氏体不锈钢焊前在坡口两侧各100mm范围内刷一层涂料，防止沾附焊接飞溅。
5焊接方法及焊接材料的选用
5.1料仓、储罐的筒体和锥体壁板的对接采用双面同步氩弧焊打底，手弧焊填充盖面，其它部分采用手工电弧焊。
5．2焊接材料的选用见表5.2。
表5.2焊接材料的选用
序号
料仓的部位
母材材质
焊材牌号
规格
1
筒体和锥体
0Cr18Ni9
A102
H0Cr20Ni10Ti
Φ3.2~Φ4
Φ2.5
2
仓顶
0Cr18Ni9+Q235
A302
Φ3.2~Φ4
3
裙座
16MnR
J507
Φ3.2~Φ4
4
梯子平台等
Q235
J422
Φ3.2~Φ4
6．焊接工艺要点及技术要求
6.1焊接工艺要点
6.1.1碳钢的焊接工艺要点
6.1.1.1角焊缝、对接多层焊的第一层焊缝及单道焊缝要避免深而窄的坡口型式，以防止出现未焊透和夹渣缺陷。
6.1.1.2为了防止空气侵入焊缝区而引起气孔，降低接头性能，应尽量采用短弧焊。
6.1.1.3在环境温度低于-10℃以下焊接厚件时，应采用低氢型碱性焊条，并对焊缝进行预热。
6.1.1.4点固焊时，焊缝长度以30~50mm为宜，正式焊接前要把点固焊缝的两端磨成圆滑过渡状，必要时完全磨掉，点固焊所用的焊接材料和工艺与正式焊接时相同。
6.1.1.5多层焊时层间接头要错开20mm左右。
6.1.1.6预热及层间温度控制见表6.1.1.6。
表6.1.1.6预热及层间温度
板厚mm
材质
预热温度℃
层间温度℃
30~50
Q235
≥50
不得低于预热温度
16MnR
≥100
6.1.2不锈钢的焊接工艺要点
6.1.2.1手工电弧焊焊接不锈钢板必须使用钳式焊把，和不锈钢接触的地线必须夹紧不锈钢板。
6.1.2.2在保证焊透的情况下，要尽量采用较小的线能量，即小电流，低电压，快速焊，不摆动或小摆动。
冷却速度要快（可用水激），层间温度低于60℃，收弧时要填满弧坑。
6.1.2.3若焊缝表面有气孔，可采用TIG焊小线能量重熔（不加焊丝）的方法予以清除。
6.1.3焊接工艺参数见表6.1.3.1、6.1.3.2。
表6.1.3.1氩弧焊工艺参数（参考值）
焊接位置
焊接电流（A）
焊接电压（V）
焊丝
氩气流量L/min
焊接速度mm/min
平焊
110~130
20~24
Φ2.5~Φ3
6~15
90~150
立焊
横焊
90~110
20~22
Φ2.5~Φ3
6~15
85~130
表6.1.3.2手工电弧工艺参数（参考值）
焊接
位置
焊条直径
（mm）
焊接电流
（A）
焊接电压
（V）
焊接速度
（mm/min）
平焊
Φ3.2~Φ4
100~200
20~36
90~200
立、仰、
横焊
Φ3.2~Φ4
80~160
18~30
100~120
6.1.4异种钢焊接的工艺要点
6.1.4.1本产品的异种钢焊接为0Cr18Ni9和Q235、16MnR的焊接,接头型式多为角焊接头。
6.1.4.2由于不锈钢和碳素钢的异种钢焊接一般使用高合金焊接材料，如果不调整母材的熔合比，使其得到适当化学成份的焊缝金属，则焊接时会产生裂纹。
6.2焊接技术要求
6.2.1裙座基础环的焊接
裙座的基础环板厚δ=50mm，采用对称分段多层多道焊。
为防止基础环的焊接变形，先焊第一带板正下方的焊缝部分，焊缝的其余部分待裙座组对一定高度后再焊。
焊接过程中沿焊缝方向运条，不得作横向摆动。
6.2.2裙座、筒体及锥体的壁板的焊接
6.2.2.1先焊纵向焊缝，后焊环向焊缝。
纵焊缝自下向上焊接。
焊完相邻两圈壁板的纵向焊缝后，再焊其间的环向焊缝。
焊工应均匀分布，并沿同一方向施焊。
6.2.1.2采用双面同步氩弧焊焊接筒体和锥体壁板时,应注意背面氩气保护先于正面TIG焊，并且气体流量应调节适当，既要起到保护焊缝的作用，又不能妨碍正面焊工的操作。
两人的配合要协调连续。
6.2.3料仓拱顶板的焊接
6.2.3.1径向长焊缝采用隔缝对称施焊方法，并由中心向外分段退焊。
6.2.3.2拱顶板与顶边加强圈焊接时,焊工应对称均匀分布,并沿同一方向施焊。
6.2.3.3附属结构的焊接
梯子、平台等钢结构的焊接严格按照图样和焊接工艺卡的要求施工,并符合国家现行的《钢结构工程施工及验收规范》的规定。
6.3应在引弧板或坡口内引弧，禁止在坡口外引弧，尤其是抛光板，以免钢板表面被电弧擦伤。
7焊缝返工
7.1电弧擦伤、焊疤等表面缺陷应打磨平滑、打磨后的钢板厚应大于或等于钢板的名义厚度扣除负偏差值。
7.2表面缺陷深度或打磨深度超过1mm时应进行补焊，并打磨平滑。
7.3焊缝内部的超标缺陷应清除，清除缺陷的深度不得大于板厚的2/3。
7.4返工后的焊缝应按原规定的方法进行探伤检查。
7.5焊缝返工必须严格按照焊接工艺进行，返工部位的长度不应小于50mm。
7.6焊缝返工的次数不能超过二次。
二次以上必须经总工程师批准,并由焊接责任工程师编制新的焊接工艺,重新挑选优秀焊工施焊。
8焊接检验
8.1焊缝外观检查
8.1.1焊缝进行外观检查前应将熔渣、飞溅物清理干净。
8.1.2焊缝表面质量应符合下列规定：
8.1.2.1焊缝表面及热影响区不得有裂纹、气孔、夹渣和弧坑等到缺陷。
8.1.2.2不锈钢对接焊缝表面不得有咬边。
碳素钢或低合金钢对接焊缝表面的咬边深度不得大于0.5mm,咬边连续长度不得大于100mm,咬边总长度不得超过该焊缝长度的10%。
8.1.2.3料仓本体纵向对接焊缝不得有低于母材表面的凹陷。
环向对接焊缝低于母材表面的凹陷深度不得大于0.5mm,凹陷连续长度不得大于100mm,凹陷总长度不得大于该焊缝长度的10%。
8.1.3焊接接头的尺寸应符合表8.1.2.4的要求。
表8.1.2.4焊接接头的有关尺寸要求
序号
检查项目
尺寸要求（mm）
备注
1
对接焊缝对口错边量
纵焊缝
≤δ/10且≤3
碳钢
≤1（δ≤10）
不锈钢
≤δ/10且≤1.5（δ>10）
环焊缝
≤1.5（δ≤8）
≤2δ/10且≤3（δ>8）
2
对接焊缝余高h
纵焊缝
≤2.0（δ≤12）
≤3.0（12＜δ≤25）
环焊缝
≤2.5（δ≤12）
≤3.5（12＜δ≤25）
3
对接焊缝覆盖宽度c
2~4
4
角焊缝焊角尺寸
按图纸要求
5
角变形量E
≤δ/10+2且≤5
8.2焊接接头无损探伤
8.2.1料仓本体焊接接头的探伤
8.2.1.1筒体的纵向对接焊接接头和锥体的全部焊接接头均应进行100%X射线探伤。
8.2.1.2全部丁字焊接接头均应进行X射线探伤。
8.2.1.3其余纵向和横向焊接接头的X射线探伤长度为该焊接接头长度的10%。
8.2.1.4经X射线检查的焊接接头中，发现有不允许的缺陷时，应在该探伤长度两端各延伸一处作补充探伤。
增加的长度不应小于该条焊接接头长度的10%。
若仍有不允许的缺陷，则对该条焊接接头做100%X射线探伤的检测。
8.2.2底圈筒体与顶圈锥体之间的焊接接头,初层焊完后进行渗透探伤检查,合格后再焊接。
全部焊完后再进行渗透探伤检查。
8.2.2裙座基础环与裙座壁板的连接角焊缝焊完后进行磁粉探伤检查。
8.3无损检测方法和合格标准见表8.3
表8.3无损检测方法和合格标准
检测方法
合格级别
备注
执行标准
X射线探伤
Ⅲ
不得有未焊透
JB4730-94《压力容器无损检测》
磁粉探伤
Ⅱ
不得有裂缝、成排气孔
渗透探伤
——
无裂缝、分层
9安全及文明施工技术措施
9.1焊接场所周围10米之内不得有易燃易爆物品。
9.2乙炔瓶、氧气瓶和氩气瓶不得混放，不得靠近火源，不得在阳光下曝晒。
9.3焊前应认真检查焊接设备是否良好接地，防止高频电流危害焊工，防止触电事故发生，不锈钢板焊接、等离子切割时，焊工必须穿绝缘鞋，焊把绝缘性能应良好，焊接区应有良好的通风设备，但近焊区风速不得大于1m/s。
9.4焊工必须按规定穿戴好劳保护用品。
9.5高空作业时，焊工要系好安全带，电缆不得缠绕在身上，下方不得有易燃易爆物品。
9.6夏季作业要向焊工提供保健饮料、防暑药品。
9.7作业场所要备有消防器材及设施，一旦发生火情，首先切断电源。
9.8在料仓内施焊时，应做好绝缘和通风工作，料仓口外设监护人，并应尽量采用低毒、低尘焊条。
9.9每次用不完的焊条（丝）应回收给焊条烘干室，不得随意丢弃，焊条（丝）头不得乱扔,保持施焊场所清洁。
使用工具摆放整齐,电焊机定期擦拭养护。
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