锅炉安装焊接施工工艺标准.docx
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锅炉安装焊接施工工艺标准
锅炉安装焊接施工工艺标准
1适用范围
本标准适用于工业锅炉受热面管子、管束、锅筒与管子、集箱与管子、锅炉本体管道、异种钢接头和锅炉钢结构的焊接及返修工程。
2施工准备
2.1材料
2.1.1钢材必须符合国家标准或部颁标准。
2.1.2根据焊接母材的钢号，正确选择相应的焊接材料。
2.1.3焊条和焊丝的牌号和直径，钨极的类型、牌号和直径，保护气体的名称和种类应符合焊接工艺评定的要求，并有相应的合格证或质量证明书。
2.2机具、设备
2.2.1设备：
氩弧焊焊接设备、交直流电焊机、气焊设备、热处理设备、射线探伤设备、超声波探伤设备、磁粉探伤设备、烘干箱角、磨机、碳弧气刨等。
2.2.2机具：
焊缝检测尺、保温筒等。
2.3作业条件
2.3.1焊接允许的环境温度应符合表2.3.1的规定。
焊接允许的最低环境温度表2.3.1
焊接母材
碳素钢
低合金钢
中高合金钢
最低环境温度（℃）
-20
-10
0
2.3.2锅筒、集箱已经安装完毕。
2.4技术准备
2.4.1参加作业的施焊焊工，必须持有与所焊项目相对应的焊工考试合格证，必要时尚需做焊接试件，以验证其技术状况是否合乎要求。
2.4.2根据焊接项目，编制有针对性的焊接工艺指导书，并按其规定焊接工艺试件后，经检验后作出焊接工艺评定，以验证焊接工艺指导书是否合适。
2.4.3及时对施工人员进行技术交底，对于有危险性的施工项目需要进行技术安全交底。
3操作工艺
3.1钢结构的焊接
钢架、平台、扶手、拉杆等钢结构的焊接应采取以下工艺措施。
3.1.1确认组对装配质量符合要求，首先进行组件点固焊，点固焊长度宜为20～30mm，且牢固。
3.1.2全部组件点固焊后，应复查组件几何尺寸无误后方可正式焊接。
3.1.3为了保证焊透，厚度超过8mm的对接接头要开V型或K型坡口进行焊接，并应满足焊缝加强高度和焊脚高度要求。
3.1.4焊接时应采取对称、跳焊，分段退焊等方法，以控制焊接引起组件变形。
3.1.5焊缝末端收弧时，应将熔池填满。
3.1.6多层焊，焊接下一层之前要认真清除熔渣。
3.1.7多层多道焊，邻间焊道接头要错开，严禁重合。
3.2锅炉受热面管子及管道的焊接
水冷壁、对流管束、过热器、省煤器管子的对接焊口，管子与集箱、锅筒或其管座的对接焊口，锅炉管道对接焊口，焊接时应采取以下工艺措施。
3.2.1对口要求
锅炉管子一般为V型坡口，单侧为30°～35°。
对口时要根据焊接方法不同留有1～2mm的钝边和1～3mm的间隙。
对口要齐平，管子、管道的外壁错口值不得超过以下规定：
（1）锅炉受热面管子：
≤10%壁厚，不超过1mm；
（2）其它管道：
≤10%壁厚，不超过4mm。
焊接管口的端面倾斜度应符合表的规定。
管子公称直径
≤60
60～108
108～159
>159
端面倾斜度
≤0.5
≤0.6
≤1.5
≤2
管子对口前应将坡口表面及内外壁10～15mm范围内的油、锈、漆、垢等清除干净，并打磨出金属光泽。
3.2.2焊接要求
管子焊接时，管内不得有穿堂风。
点固焊时，其焊接材料、焊接工艺、焊工资质应与正式施焊时相同。
在对口根部点固焊时，焊后应检查各焊点质量，如有缺陷应立即清除，重新点焊。
管子一端为焊接，另一端为胀接时，应先焊后胀。
管子一端与集箱管座对接，另一端插入锅筒焊接，一般应先焊集箱对接焊口。
管子与两集箱管座对口焊接，一般应由一端焊口依次焊完再焊另一端。
水冷壁和对流管束排管与锅筒焊接，应先焊两个边缘的基准管，以保证管排与锅筒的相对尺寸。
焊接时应从中间向两侧焊或采用跳焊、对称焊，防止锅筒产生位移。
多层多道焊缝焊接时，应逐层清除焊渣，仔细检查，发现缺陷必须消除，方可焊接次层，直至完成。
多层多道焊的接头应错开，不得重合。
直径大于194mm的管子和锅炉密集排管（管子间距≤30mm）的对接焊口，宜采取二人对称焊，以减少焊接变形和接头缺陷。
焊接过程应连续完成，若因故被迫中断，再焊时，应仔细检查确认无裂纹后，方可按工艺要求继续施焊。
施焊中应特别注意收弧质量，收弧时应将熔池填满。
管子对接焊缝均为单面焊，要求做到双面成型，焊缝与母材应圆滑过渡。
由于焊接可能在焊口处引起折弯，其折弯度应用直尺检查，在距焊缝200mm处间隙不应大于1mm。
对质量要求高的焊缝，推荐采用氩弧焊或氩弧焊打底、普通焊填充盖面的方法，以保证焊缝根部成型良好。
额定蒸汽压力大于或等于9.8MPa的锅炉，锅筒和集箱上管接头的组合焊缝以及管子和管件的手工焊对接接头，应采用氩弧焊打底焊接。
采用钨极氩弧焊打底的根层焊缝，经检查合格后，应及时进行次层焊缝的焊接，以防产生裂纹。
焊口焊完后应进行清理，自检合格后，在焊缝附近打上焊工本人的代号钢印。
3.2.3焊口返修
焊接接头有超过标准的缺陷时，可采取挖补方式返修。
但同一位置上的挖补次数一般不得超过三次，中、高合金钢不超过二次。
并应遵守以下规定：
彻底清除缺陷。
制订具体的补焊措施并按工艺要求进行。
需进行热处理的焊接接头，返修后重做热处理。
3.2.4焊前预热
焊前预热温度应根据钢材的淬硬性、焊件厚度、结构刚性、可焊性等因素综合确定。
常用管材焊前预热温度见下表。
钢种
公称壁厚（mm）
预热温度（℃）
c（含碳量≤35%的碳素钢）
≥26
100～200
C—Mn（16Mn）
Mn—V（15MnV）
0.5Cr—0.5Mo（12CrMo）
≥15
150～200
1Cr—0.5Mo（15CrMo）
≥10
150～200
1Cr—0.5Mo—V（12CrMoV）
1.5Cr—1Mo—V（15Cr1Mo1V）
2Cr—0.5Mo—VW（12Cr2MoWV）
2.25Cr—0.5Mo（12Cr2Mo）
3Cr—1Mo—VTi（12Cr2MoVSiTiB）
≥6
250～350
注：
1当采用钨极氩弧焊打底时，可按下限温度降低50℃。
2当管子外径大于219mm或壁厚大于或等于20mm时，采用电加热法预热。
壁厚大于或等于6mm的合金钢管子在负温下焊接时，预热温度可按表规定值提高20～50℃。
壁厚小于6mm的合金钢管子及壁厚大于15mm的碳素钢管子在负温下焊接时，也应适当预热。
预热宽度从对口中心开始，每侧不少于焊件厚度的三倍。
施焊过程中，层间温度不低于规定的预热温度的下限，且不高于400℃
3.2.5焊后热处理
下列焊接接头焊后应进行热处理：
（1）壁厚大于30mm的碳素钢管子与管件；
（2）耐热钢管子与管子（第条规定的内容除外）
凡采用氩弧焊或低氢型焊条，焊前预热和焊后适当缓冷的下列焊口可免做热处理。
（1）壁厚≤10mm，管径≤108mm的15CrMo、12Cr2Mo钢管子；
（2）壁厚≤8mm，管径≤108mm的12CrMoV钢管子；
（3）壁厚≤6mm，管径≤63mm的12Cr2MoWVB钢管子。
常用钢材的焊后热处理温度见表。
钢种
钢号
公称壁厚δ（mm）
保温温度（℃）
保温
时间
电弧焊
电渣焊、气焊
碳素钢
A3、A3F、10、20、20g、20G
＞30
600~650回火
900~960正火
600~650回火
δ≤50mm时取0.04δ小时，但不少于15分钟。
δ＞50mm时取（150＋δ）／100小时。
St45.8、SB42、SB46、SB49
520~580回火
870~900正火
520~580回火
低合金结构钢
12Mng16Mn，16Mng
≥20
550~600回火
900~930正火
550~600回火
19Mn6
520~580回火
900~930正火
520~580回火
15MnVg
600~650回火
940~980正火600~650回火
SA106、SA299
900~960正火540~580回火
20MnMo、13MnNiMoNbg
13MnNiMo54
570~650回火
910~940正火610~630回火
耐
热
钢
12CrMo、15CrMo、20CrMo
13CrMoV42、SA335P12
＞10
650~700回火
890~950正火600~680回火
取0.04δ小时但不少于15分钟
12CrMoV、10CrMo910
SA335P22
＞6
12Cr2MoWVTiB
任意厚度
750~780回火
1000~1090正火
750~780回火
12Cr3MoVSiTiB
730~760回火
1040~1090正火
730~760回火
SA213T91、STBA24
STBA25、STBA26
570~650回火
热处理的方法
（1）工频感应加热
1—管子；2—电缆；3—石棉布（绳）;4—焊缝
工频感应加热的原理是利用电磁感应使管子金属产生涡流而发热。
热处理时，先在管子上包上几层石棉布或石棉绳，然后绕上软电缆或装上可拆式的铜片加热器，匝间固定并绝缘后，即可通电。
导线的截面及匝数通过计算求得，使用的电功率、电流数值可根据管子直径的大小及壁厚而定。
二次电压不超过65V，一般采用电焊机并联，匝数为20匝左右。
图为工频感应加热装置。
感应加热法沿厚度方向加热比较均匀，适用于低温退火。
（2）电阻加热
利用电阻丝通电后产生的幅射热对焊件进行加热。
图为电阻加热装置，它由两半片组成，电阻丝固定在每半片的轻质耐热材料上。
加热时将两半片合在管子焊缝上，固定后即可通电。
这种方法的加热温度很高，可进行高温退火。
图3.2.5.4-2电阻加热装置
1—管子；2—电阻丝（或硅碳棒）；3—炉体；4—固定炉体的吊环；5—接线螺丝；6—轻质耐火材料
（3）煤气加热
利用煤气（或混合气体）火焰进行加热。
加热器由一般钢管做成，管上钻有小孔，煤气从小孔中喷出，点燃后即可加热，如图所示。
一般用于低温退火。
（4）氧—乙炔焰加热
一般小直径管的焊缝（Φ108mm以下），可以使用大号焊炬加热。
1—火焰；2—加热工件；3—环形喷火器
4质量标准
4.1焊接接头分类检验的项目、范围及数量，按表4.1进行。
焊接接头分类检验的项目范围及数量表4.1
焊接接头类别
范围
检验方法及比例（%）
外观
射线
超声
硬
度①
光谱
割样②
/代样
自检
专检
Ⅰ
工作压力大于或等于9.81MPa的锅炉的受热面管子
100
100
50
5
10
0.5
外径大于159mm或壁厚大于20mm，工作压力大于9.81MPa的锅炉本体范围内的管子及管道
100
100
100
100
100
—
外径大于159mm，工作温度高于450℃的蒸汽管道
100
100
100
100
100
—
工作压力大于8MPa的汽、水、油、气管道
100
100
50
100
100
—
工作温度大于300℃且不大于450℃的汽水管道及管件
100
50
50
100
100
—
工作压力力0.1～1.6MPa的压力容器
100
50
50
100
100
—
Ⅱ
工作压力小于9.81MPa的锅炉的受热面管子
100
25
25
5
—
0.5
工作温度高于150℃且不高于300℃的蒸汽管道及管件
100
25
5
100
—
—
工作压力为4～8MPa的汽、水、油、气管道
100
25
5
100
—
—
工作压力大于1.6MPa且小于4MPa的汽、水、油、气管道
100
25
5
—
—
—
承受静载荷的钢结构
100
25
③
—
—
—
Ⅲ
工作压力为0.1～1.6MPa的汽、水、油、气管道
100
25
1
—
—
—
烟、风、煤、粉、灰等管道及附件
100
25
④
—
—
—
非承压结构及密封结构
100
10
—
—
—
—
一般支撑结构（设备支撑、梯子、平台、拉杆等）
100
10
—
—
—
—
外径小于76mm的锅炉水压范围外的疏水、放水、排污、取样管子
100
100
—
—
—
—
注：
①经焊接工艺评定，且具有与作业指导书规定相符的热处理自动记录曲线图的焊接接头，可免去硬度测定。
②经焊接工艺评定，且按作业指导书施焊的锅炉受热面管焊接接头，可免作割样检查。
③钢结构的无损探伤方法及比例按设计要求进行。
④烟、风、煤、粉、灰管道应做100％的渗油检查。
4.2焊缝外观检查
4.2.1外观检查不合格的焊缝，不允许进行其它项目检查。
4.2.2锅炉受压元件的全部焊缝（包括非受压元件与受压元件的连接焊缝）应进行外观检查，表面质量应符合如下要求：
焊缝外形尺寸应符合设计图样和工艺文件的规定，焊缝高度不低于母材表面，焊缝与母材应平滑过渡；
焊缝及其热影响区表面无裂纹、夹渣、弧坑和气孔；
4.3焊缝无损探伤
4.3.1需做热处理的焊接接头，应在热处理后进行无损探伤。
4.3.2无损探伤人员应按劳动部颁发的《锅炉压力容器无损检测人员资格考核规则》考核，取得资格证书，可承担与考试合格的种类和技术等级相应的无损探伤工作。
4.3.3集箱、管子、管道和其他管件的环焊缝（受热面管子接触焊除外），射线或超声波探伤的数量规定如下：
当管子外径大于159mm，或壁厚大于或等于20mm时，每条焊缝应进行100%探伤。
工作压力大于或等于9.8MPa的管子，其外径小于或等于159mm时，至少为接头数的25％。
工作压力大于或等于3.8MPa但小于9.8MPa的管子，其外径小于或等于159mm时，至少为接头数的25％。
工作压力大于或等于0.10MPa但小于3.8MPa的管子，其外径小于或等于159mm时，至少抽查接头数的10％。
4.3.4额定蒸汽压力大于或等于3.8MPa的锅炉，集中下降管的角接接头应进行100％射线或超声波探伤。
4.3.5对接接头的射线探伤应按GB3323《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》的规定执行。
射线照相的质量要求不应低于AB级。
额定蒸汽压力大于0.1MPa的锅炉，对接接头的质量不低于?
?
级为合格；额定蒸汽压力小于或等于0.1MPa的锅炉。
对接接头的质量不低于?
?
?
级为合格。
4.3.6管子和管道的对接接头超声波探伤可按SDJ67《电力建设施工及验收技术规范（管道焊缝超声波检验篇）》的规定进行。
采用超声波探伤时，对接接头的质量不低于?
级为合格。
4.3.7集中下降管的角接接头的超声波探伤可按JB3144《锅炉大口径管座角焊缝超声波探伤》的规定执行。
4.3.8焊缝用超声波和射线两种方法进行探伤时，按各自标准均合格者，方可认为焊缝探伤合格。
4.3.9经过部分射线或超声波探伤检查的焊缝，在探伤部位任意一端发现缺陷有延伸可能时，应在缺陷的延长方向做补充射线或超声波探伤检查。
在抽查或在缺陷的延长方向补充检查中有不合格缺陷时，该条焊缝应做抽查数量的双倍数目的补充探伤检查。
补充检查后，仍有不合格时，该条焊缝应全部进行探伤。
受压管道和管子对接接头做探伤抽查时，如发现有不合格的缺陷，应做抽查数量的双倍数目的补充探伤检查。
如补充检查仍不合格，应对该焊工焊接的全部对接接头做探伤检查。
焊接接头的射线透照或超声波探伤按下列规定选用：
厚度≤20mm的汽、水管道采用超声波探伤时，还应另做不小于20%探伤量的射线透照。
厚度＞20mm、且小于70mm的管子和焊件，射线透照或超声波探伤可任选一种。
对于焊接接头为I类的锅炉受热面管子，除做不少于25％的射线透照外，还应另做25％的超声波探伤。
焊接检验后，应按部件和整体分别统计出无损检验一次合格率，以反映焊接质量状况。
其计算方法可按下式进行：
无损检验一次合格率＝[（A－B）／A]×100%（）
式中：
A——一次被检焊接接头当量数（不包括复检及重复加倍当量数）；
B——不合格焊接接头当量数（包括挖补、割口及重复返工当量数）。
当量数计算规定如下：
外径小于或等于76mm的管接头，每个接头即为当量数1。
外径大于76rnm的管子、容器接头，同焊口的每300mm被检焊缝长度为当量数1。
使用射线探伤时，相邻底片上的超标缺陷实际间隔小于300mm时可计为一个当量。
4.4合金钢件焊后应对焊缝进行光谱分析复查，规定如下：
4.4.1锅炉受热面管子不少于10％。
4.4.2其它管子及管道100％。
4.4.3光谱分析复查应根据每个焊工的当日工作量进行。
4.5锅炉受热面管子作割样或代样检查时，试样数量见表4.5。
锅炉受热面管子焊接接头割样（或代样）检查的项目及试验数量表4.5
项目
拉力（片）
冷弯（片）
金相（片）
断面（片）
面弯
根弯
宏观
微观
数量
2
1
1
1
1（中、高合金钢）
3
4.5.1试样切取部位及加工规格见《电建规》DL5007—92附录F。
为检验产品焊接接头的力学性能，应焊制产品检查试件（板状试件称为检查试板），以便进行拉力、冷弯和必要的冲击韧性试验。
4.5.2割样或代样的检查结果若有不合格项目时，应做该项目不合格试样数量的双倍复检。
4.6焊缝外形尺寸应符合表4.6的要求。
焊缝外形允许尺寸（mm）表4.6
焊接接头类别
接头型式位置
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
对
接
接
头
焊缝余高
平焊
0～2
0～3
0～4
其它位置
≯3
≯4
≤5
焊缝余高
差
平焊
≤2
≤2
≤3
其它位置
≤2
<3
<4
焊缝宽度
比坡口增宽
<4
≤4
≤5
每侧增宽
<2
≤2
≤3
角
接
接
头
贴角焊
焊脚
δ+（2～3）
δ+（2～4）
δ+（3～5）
焊脚尺寸差
<2
≤2
≤3
坡口角焊
焊脚
δ≤20
δ±1.5
δ±2
δ±2.5
δ＞20
δ±2
δ±2.5
δ±3
焊脚
尺寸差
δ≤20
<2
≤2
≤3
δ＞20
<3
<3
<4
注：
1焊缝表面不允许有大于1mm的尖锐凹槽，且不允许低于母材表面。
2搭接角焊缝的焊脚与部件厚度相同。
4.7焊缝表露缺陷应符合表4.7要求。
焊缝表露缺陷允许范围表4.7
焊接接头类别
缺陷名称
质量要求
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
裂纹、未熔合
不允许
根部未焊透
不允许
深度≯10%δ，且≯1.5mm，累计长度≯焊缝长度的10%，氩弧焊打底焊缝不允许
深度≯15%δ，且≯2mm，累计长度≯焊缝长度的15%
气孔、夹渣
不允许
咬边
不要求修磨的焊缝
深度≯0.5mm，焊缝两侧总长度：
管件≯焊缝全长的10%，且≯40mm。
板件≯焊缝全长的10%。
深度≯0.5mm，焊缝两侧总长度：
管件≯焊缝全长的20%。
板件≯焊缝全长的15%。
深度≯0.5mm，焊缝两侧总长度：
管件≯焊缝全长的20%。
板件≯焊缝全长的20%。
要求修磨的焊缝
不允许
根部突出
≯2mm
板件和直径≥108mm的管件：
≯3mm
管件直径<108mm时以通球为准，要求是：
管外径≥32mm时，为管内径的85%
管外径<32mm时，为管内径的75%
内凹
≤1.5mm
≤2mm
≤2.5mm
4.8焊接接头机械性能试验结果应符合表4.8的规定。
焊接接头机械性能试验标准表4.8
试验项目
合格标准
抗拉强度（MPa）
不低于母材规定值下限
冷
弯
（度）
双面焊
碳素钢、奥氏体钢
180°
弯轴直径3a，支座间距5.2a
其它普金钢、合金钢
100°
弯轴直径3a，支座间距5.2a
单面焊
碳素钢、奥氏体钢
90°
弯轴直径3a，支座间距5.2a
其它普金钢、合金钢
50°
弯轴直径3a，支座间距5.2a
冲击韧性（J/cm2）
碳钢≥59；合金钢≥49
注：
1冷弯试验，当试样弯曲到规定的角度后，其拉伸面上不得有长度大于3mm的焊缝纵向裂纹或长度大于1.5mm焊缝横向裂纹。
2抗拉和冲击试验中，如断在焊缝上，其断口处不允许有超过折断面检查允许范围的缺陷。
2需做热处理的试样，应先做热处理。
4.9焊缝金相检验和断口检验
4.9.1焊件材料为合金钢时，且工作压力大于或等于9.8MPa或壁温大于450℃受热面管子和管道的对接焊缝，应作金相检验。
4.9.2金相微观检验的合格标准
没有裂纹、疏松；
没有过烧组织；
没有淬硬性马氏体组织。
有裂纹、过烧、疏松之一者不允许复验，金相检验即为不合格。
仅因有淬硬性马氏体组织而不合格者，允许检查试件与产品再热处理一次，然后取双倍试样复验（合格后仍须复验力学性能），每个复验的试样复验合格后才为合格。
4.9.3焊缝断面和金相宏观检验
额定蒸汽压力大于或等于3.8MPa的锅炉，受热面管子的对接接头应做断口检验。
每200个焊接接头抽查一个，不足200个的也应抽查一个。
100％探伤合格或氩弧焊焊接（含氩弧焊打底手工电弧焊盖面）的对接接头可免做断口检验，断口检验包括整个焊缝断面。
断口检验的合格标准见表—1、2、3。
Ⅲ
缺陷
壁厚δ≤6
壁厚δ＞6
裂纹、未熔合
不允许
未焊透
双面焊、加衬垫单面焊
不允许
单面焊
深度≯15%δ，且≯2mm，累计长度≯焊缝长度的15%
内凹（塌腰）
深度≯30%δ，且≯2mm
深度≯25%δ，且≯2.5mm
单个气孔
径向
深度≯25%δ
深度≯25%δ，且≯4mm
轴、周向
≯3mm
≯30%δ，且≯7mm
单个夹渣
径向
≯25%δ
≯25%δ，且≯4mm
轴、周向
≯30%δ
≯30%δ，且≯5mm
密集气孔及夹渣
每1cm2面积内有直径≤0.8mm气孔或夹渣不超过5个，或总面积不超过3mm2
沿圆周（或长度）方向10倍壁厚的范围内，气孔和夹渣的累计长度不超过厚度（相邻缺陷间距离如超过最大缺陷长度5倍时，则按单个论）
沿厚度方向同一直线上各种缺陷的总和
≯25%δ，且≯2mm
≯30%δ，且≯5mm
Ⅱ
缺陷
壁厚δ≤6
壁厚δ＞6
裂纹、未熔合
不允许
未焊透
双面焊、加衬垫单面焊
不允许
单面焊
深度≯10%δ，且≯1.5mm，累计长度≯焊缝长度的10%
内凹（塌腰）
深度≯25%δ，且≯2mm
深度≯20%δ，且≯2mm
单个气孔
径向
深度≯25%δ
深度≯25%δ，且≯4mm
轴、周向
≯2mm
≯30%δ，且≯6mm
单个夹渣
径向
≯25%δ
≯20%δ，且≯4mm
轴、周向
≯30%δ
≯25%δ，且≯4mm
密集气孔及夹渣
不允许
每1cm2面积内有直径≤0.8mm气孔或夹渣不超过5个，或总面积不超过3mm2
沿圆周（或长度）方向10倍壁厚的范围内，气孔和夹渣的累计长度不超过厚度（相邻缺陷间距离如超过最大缺陷长度5倍时，则按单个论）
沿厚度方向同一直线上各种缺陷的总和
≯25%δ，且≯1.5mm
≯25%δ，且≯4mm
Ⅰ
缺陷
壁厚δ≤6
壁厚δ＞6
裂纹、未熔合
不允许
未焊透
双面焊、加衬垫单面焊
不允许
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