管道焊接施工方案.docx
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管道焊接施工方案
海门市大千热电2#机技改工程
汽轮机组主蒸汽等有关管道
焊接施工方案
编制：
审核：
批准：
2011-7-28发布2011-8-9实施
湖南省工业设备安装有限公司
前言
一、编制说明：
为确保2#机组安全运行，保证机组主蒸汽、排气管道等焊接质量，特制定本方案。
本方案仅适用于海门市大千热电2#机组有关管道的安装施工。
本工程主要管道有：
主蒸汽管道、排气管道、汽机本体润滑油系统管道、汽轮机轴封系统管道、汽机本体及汽封冷却器疏水管道、汽机房除盐水管道、循环冷却水管道等，焊接工艺较为复杂。
焊接工作将是管道施工的重中之重。
二、编制依据：
1、《工业管道工程施工及验收规范》（GBJ235－82）；
2、《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2004；
3、《管道焊接接头超声波检验技术规程篇》DL/T820-2002；
4、《钢制承压管道对接焊接接头射线检验技术规程》DL/T821-2002；
5、《火电施工质量检验及评定标准（焊接篇）》（1996年版）；
三．焊接组织机构
质保责任师：
黄平安
工艺责任师：
谭方宝
焊接责任师：
刘楷
检验责任师：
宁煌
无损检测责任师：
黄福鸿
材料设备责任师：
刘正衡
四．主要管道系统焊缝统计一览表
序号
分项工程名称
焊口数量
焊件规格及材质
焊接方法
焊接材料
硬度
无损探
伤比例
接头类别
焊口光谱
热处理工艺
1
主蒸汽管道
主蒸汽管道
φ159×7.015CrMoG
WS、DS
TIG-R30，R307
100%
100%
Ⅱ
100%
100%
主蒸汽管道
φ108×5.015CrMoG
WS、DS
TIG-R30，R307
100%
25%
Ⅱ
100%
/
2
排气管道
无缝管
φ273×720#
WS、DS
TIG-50，E4303
/
5%
Ⅱ
无缝管
φ159×4.520#
WS、DS
TIG-50、E4303
/
5%
Ⅱ
无缝管
φ57×320#
WS
TIG-50
/
5%
Ⅱ
3
汽机本体油系统管道
无缝管
φ273×60Cr18Ni9
WS
TGS-308
/
1%
Ⅲ
无缝管
φ133×40Cr18Ni9
WS
TGS-308
/
1%
Ⅲ
无缝管
φ89×40Cr18Ni9
WS
TGS-308
/
1%
Ⅲ
无缝管
φ73×3.50Cr18Ni9
WS
TGS-308
/
1%
Ⅲ
无缝管
2
φ57×30Cr18Ni9
WS
TGS-308
/
1%
Ⅲ
五、焊材使用
焊材保管、烘烤、发放、回收规定
1、入库验收管理
（1）焊接材料质量证件标明的批号、名称、规格型号等必须与实物标记相符。
（2）经验收合格的焊接材料，检验人员应以质量证件自编号为标记内容，逐件箱（捆）作实物标记，并盖章确认。
2、焊材库管理
（1）焊材库的贮存室密封性能必须良好，并配备去湿机，温、湿度仪表。
室内相对湿度应控制在60％以下，温度应控制在5℃以上。
（2）焊材库的烘焙室应配备高温和恒温烘箱。
保管员烘焙焊条应认真填写烘焙记录。
（3）材料工程师对焊材质量管理情况每周审核一次，发现问题及时处理。
3、焊材保管与烘焙
（1）库房内焊材应按质量证件自编号分开存放，分别建立入库台帐，存放在离地300ｍｍ以上，焊条堆码高度不得超过10包。
（2）所有的焊条都要烘焙，焊条的烘焙温度和时间按焊接工程师编制的烘烤工艺规定进行控制，如有特殊要求，应遵照焊接工程师的书面通知要求执行。
（3）在高温和恒温烘箱内的焊条，一定要有标识。
（4）退回焊条进行二次烘焙应做好记录；经二次烘焙未用完的焊条不能用于正式工程，其使用范围由焊接工程师确定。
4、焊材发放、回收管理
（1）在焊丝分离时应由保管员作标记移植并签章确认，注明移标日期。
（2）保管员凭“焊材领用卡”和焊工交回的焊条头直接向电焊工发放经烘焙后的焊条，焊条头数量与前一天发放数量相同，丢失的焊条头保管员做好记录，同时填写（焊条发放记录）并让电焊工签章确认。
（3）电焊工必须用焊条保温筒领取焊条，无焊条保温筒的电焊工保管员拒绝发放，一个焊条保温筒一次只能放一种牌号的焊条，适量领取，剩余焊材必须当日退库。
5、焊接设备一览表：
序号
名称
规格、型号
单位
数量
备注
1
硅整流弧焊机
Z×5－400
台
4
电流表、电压表、调节装置经检验合格，且在有效期内
2
钨极氩弧焊机
松下电器
台
2
电流表、电压表、水冷却系统经检验合格，且在有效期内
3
内磨机
台
4
可靠绝缘
4
角向磨光机
φ100
台
4
可靠绝缘
5
焊条烘烤箱
台
2
温控仪表经检验合格，且在有效期内，通网去潮系统工作正常
6
焊缝检验尺
只
1
经检验合格，且在有效期内
7
暗室
个
1
满足洗片要求
8
空调
台
1
暗室配备
9
X光机
台
1
经检验合格，且在有效期内
10
射线探伤机
台
1
经检验合格，且在有效期内
11
着色剂
瓶
10
经检验合格，且在有效期内
12
清洗剂
瓶
20
经检验合格，且在有效期内
13
显影剂
瓶
5
经检验合格，且在有效期内
14
白布
米
20
干净布头20kg
15
光谱分析仪
台
1
经检验合格，且在有效期内
16
硬度计
套
2
经检验合格，且在有效期内
17
超声波探伤仪
台
1
经检验合格，且在有效期内
18
热处理设备
台
1
经检验合格，且在有效期内
19
焊条保温筒
只
5
用油漆上所装焊条牌号、规格
六、焊接规范要求
一般规定
1、焊接作业（工程）所用的母材、焊接材料符合国家标准或有关规定，并有出厂合格证书质量复验报告.
2、对设计文件的要求
设计文件必须标明母材、焊接材料、焊缝级别及接头型式，并对焊接方法、焊前预热、焊后热处理及焊接检验提出明确要求。
3、对现场施工要求
a.必须有负责焊接工程的焊接技术人员，质量检验人员、焊接检查人员及合格焊工。
b.所用焊接设备必须具有参数稳定，调节灵活，满足要求和安全可靠的性能。
c.应备有符合工艺要求的焊接材料贮存场所及烘干、去污设备,并建立严格的保管、烘干、清洗和发放制度。
4、凡焊接中采用新的方法、材料，必须进行焊接工艺评定，进行工艺试验。
5、对现场焊接人员的要求
a.焊接技术人员：
焊接技术员应负责编制焊接方案及焊接作业指导书，解决焊接技术问题，整理焊接技术档案，指导焊工工作。
b.焊接质量检查员
焊接质量检查员应根据技术规范、设计文件、焊接工艺说明书对现场焊接工作进行全面检查和监督，有权停止违反有关规定（范）和技术文件要求的焊接工作。
焊接检查员应确定焊缝受检部位，评定焊接质量，签发检查文件。
焊接检查员应检查焊工合格证件，对焊接质量经常不合格者，有权停止其焊接工作。
c.焊接质量检验员．
焊接检验员应熟悉检验工作的原理和检验设备的应用，并能正确评定焊接接头的缺陷。
焊接检验员应根据焊接检查员确定的受检部位进行检验，及时评定焊缝质量，并应填发整理和保管全部检验记录。
d.焊工
凡从事工作压力＞0．1MPa和工作温度≥100℃的汽、水、油管道及容器，在承压管道和容器上焊接非承压构件等工作的焊工均必须经“锅炉压力容器焊工考试规”考试合格，持有同类焊接项目考试合格证的焊工担任焊接工作。
焊口焊完后，焊工应将焊缝渣壳飞溅物清除干净后，进行自检，并在有关图纸上作好记录（标志）或在接头附近打上代号钢印（钢印深度＜0．5mm）。
6、施焊前应根据工艺试验结果，编制焊接作业指导书（工艺卡）焊工应严格按作业指导书实施。
7、焊接日志应及时填写
8、焊接材料及主要机、工具
a.焊条和焊丝必须分别符合GB5117—85GB5118—85、GBl300—77的国家标准及有关规定、管材、管件的材料选用、烘焙温度见表5—1。
b.焊丝（条）应有出厂质量证明书，凡无质量证明书或对其质量有疑时，应按牌、批号抽查，试验合格后，方可使用。
c.焊条（丝）应分别堆放在二级库内（按牌号、规格作好标志）现场指定专人负责保管，烘焙及发放焊条（丝）并建立严格领用制度，防止错用和浪费。
d.末用完焊条应及时回收，置入保温箱内，焊条烘焙不宜超过二次，否则用于非受压元件的焊接工作。
e.气焊（割）用的氧气一般要求纯度在99．2%以上，采用瓶装乙炔气，氩弧封底焊选用氩气纯度应保证在99.95%以上，钨棒宜用铈钨极。
f.焊丝使用前，表面锈蚀．污垢等应清理干净至露出金属光泽为止。
g.焊接设备必须具有参数稳定，调节灵活，满足焊接工艺要求和安全可靠的性能。
七、焊前准备
焊口的位置应避开应力集中区，且便于施焊及焊后热处理一般应符合下列要求：
1、管道对接焊口，其中心线距离管子弯曲起点不小于管子外径，且不小于100mm（焊接、锻制、铸造成型管件除外），距支吊架边缘至少50mm，两个对接焊口间距离不得小于管子直径，且不得少于150mm。
2、焊接管的管孔应尽量避免开在焊缝上，并避免管孔焊缝与相邻焊缝的热影响区相重合。
如必须在焊缝上及附近开孔时，应满足以下条件：
1）管孔两侧大于孔径且一少于60mm范围内的焊缝应按《规范DL5007—92》表8．0．3的要求，经无损探伤检验合格。
2）孔边焊缝不应存在焊缝缺陷。
3）管接头需经焊后热处理消除应力。
3、管子、管道、容器和钢结构的坡口形式应按设计图纸规定加工，如无规定时，坡口的型式和尺寸应按能保证焊接质量、填充金属量少、改善劳动条件，便于操作，减少焊接应力和变形，适应探伤要求等原则选用。
焊接接头基本形式及尺寸见《电力建设及验收技术规范》（火力发电厂焊接篇DL5007—92）。
5、焊件下料与坡品加工按下列要求进行：
1）焊件下料采用机械方法为宜，对淬硬倾向较大的合金钢材，公称直径＜100mm的管子和公称直径＞l00mm，工作压力＞3.0MPa的汽水管道，尤应以机械方法加工。
2）如用热加工法（如气割）下料，切口部分应留有加工余量，以除去淬硬层及过热金属。
对淬硬倾向较大的合金钢材用热加工法下料后，切口部分应先进行退火处理再行加工。
3）坡口的制备应以机械加工的方法进行，如使用火焰切割制坡口，则应将割口表面的氧化物、熔渣及飞溅物按1．8条的要求清理干净，并将不平处修理平整。
6、焊件经下料及坡口加工后按下列要求进行检查，合格后方可进行组对。
1）淬埂性较大的钢材如使用火焰切割下料坡口，加工后要经表面探伤检验合格。
2）坡口处母材无裂纹、重皮，坡口损伤及毛刺等缺陷。
3）坡口加工尺寸符合图样要求。
7、焊件在组装前应将焊口表面及附近母材内、外壁的油、漆、垢．锈等清理干净，直至发出金属光泽。
清理范围规定如下：
1）手工电弧焊对接焊口；每侧各为10—15mm。
2）角接接头焊口：
焊脚K度十10mm
8、对接管口端面应与管子中心线垂直，其偏斜度、Δf不得超过的规定。
9、焊件对口时一般应做到内壁齐平，如有错口，其错口值应符舍下列要求：
1）管子端面与管中心线的偏斜度要求
对接单面焊的局部错口值不应超壁厚的10%，且不大于1mm。
10、不同厚度焊件对口时，其厚度差可按下列方法处理:
1）内壁尺寸不相等而外壁不平整时,可加工成下图的形式。
2）外壁尺寸不相等而内壁齐平整时,可加工成下图的形式。
3）内外壁尺寸均不相等平整时,可加工成下图的形式。
4）内壁尺寸不相等,厚度差≤5mm,在不影响焊件强度的条件。
可加工成下图的形式：
11、焊口的局部间隙过大时，应设法修整规定尺寸，严禁在间隙内加填塞物。
12、焊条、焊丝、焊剂应存放于干燥、通风良好、温度大于5℃且相对空气湿度小于60%的库房内。
焊条、焊剂使用前应按其说明书要求进行烘焙，重复烘焙不得超过两次。
焊丝使用应清除锈垢和油污，至露出金属光泽。
焊接重要部件的焊条，使用时应装入温度保持在100～150℃的专用保温箱筒内，随用随取。
存放一年以上的焊条用于重要部位焊接时，对其质量发生怀疑，应重新做出鉴定，符合要求后方准使用。
13、焊接组装时应将待焊工件垫置牢固，以防止在焊接和热处理过程中产生变形和附加应力。
14、除设计规定的冷拉口外，其余焊口应禁止用强力对口，更不允许利用热膨胀法对口，以防止引起附加应力。
15、焊接场所应采取防风、防雨、防雪、防寒等措施。
16、焊接施工过程中包括对口装配、施焊、热处理和检验等四个重要工序。
本道工序符合要求后方准进行下道工序，否则禁止下道工序施工。
八、焊接工艺
1施焊条件
1.1环境温度：
碳素钢，不低于-20℃。
铬钼耐热钢，不低于-10℃。
1.2环境湿度：
不得大于90％。
1.3风速：
氩弧打底，不得大于2m／S，手工焊不得大于8m／S。
1.4无雨雪天。
2、各种钢材施焊前的预热温度推荐如下表
（一），并有下列规定:
根据焊接工艺评定提出预热要求。
2.1壁厚≥6mm的合金钢管子、管件（如弯头、三通等）和大厚度板件在零下温度下焊接时，预热温度可按表的规定值提高20—50℃。
2.2壁厚＜6mm的低合金钢管子及壁厚＞15mm的碳素钢管在零下温度下焊接时亦应适当预热。
2.3异种钢焊接时，预热温度应按焊接性能较差或合金成分较高的一侧选择。
2.4接管座与主管焊接时、应以主管规定的预热温度为准。
2.5非承压件与承压件焊接时，预热温度应按承压选择。
3、预热宽度从对口中心开始。
每侧不少于焊件厚度的三倍。
厚度大于35mm的焊接接头预热时的升温速度应符合焊前预热温度表
（一）。
4、施焊过程中，层间温度应不低于规定的预热温度的下
限，且不高于400℃.
5、承压管道焊接时，为保证管道内壁清洁和焊缝根层质量，所用的焊接方法应遵照如下规定：
a.油系统管道采用氩弧焊。
b.主蒸汽管采用氩弧焊打底，手工电弧焊盖面。
C.排汽管道采用氩弧焊打底，手工电弧焊盖面。
6、中、高合金钢（含铬量≥3%或合金总量的＞5%,管和管道焊口，为防止根层氧化或过烧，焊接时内壁应充氩气或惰性气体保护。
焊前预热温度表
（一）
钢种（钢号）
管材
板材
壁厚
（mm）
预热温度
（℃）
壁厚
（mm）
预热温度
（℃）
含碳量≤0.35的碳素钢及其铸件
≥26
100-200
≥34
100-150
C-Mn（16nM）
≥15
150-200
≥30
≥28
Mn-V（15MnV）
1/2Cr-1/2Mo（12CrMo）
-
-
≥15
150-200
1Cr-1/2Mo（15CrMoZG20CrMo
≥10
150-250
3/2Mn-1/2Mo-V（14MnMoV\18MnMo-Nbg）
-
-
1Cr-1/2Mo-V（12Cr1MoV\ZG20CrMo）
-
200-300
-
-
3/2Cr-1Mo-V（15Cr1Mo1V\ZG15Cr1Mo1V）
2Cr-1/2Mo-VW（12CrMoWV）
1．75Cr-
Mo-V
2．25Cr-1Mo-（12Cr2Mo）
3Cr-1Mo-VTi（12CrMoSiTB）
≥6
250-350
9Cr-1Mo
12Cr-1Mo-V
-
300-400
-
-
注：
1）当采用钨极氩焊打底时，可按下限温度降低50。
2）当管子外径大于219mm或壁厚大于20mm（含20mm）时，应采用电加热法预热。
7、严禁在被焊件表面引燃电弧、试验电流或随意焊接临时支撑物，高合金钢材料表面不得焊接对口用卡具。
8、管子焊接时，管内不得有穿堂风。
9、点固焊时，除其焊接材料、焊接工艺、焊工和预热温度等应与正式施焊时相同外，还应满足下列要求：
a.在对口根部点固焊时．点固焊后应检查各个焊点质量，如有缺陷应立即清除．重新进行点焊。
b.厚壁大口径管若采用填加物方法点固，当去除临时点固物时不应损伤母材，并将其残留焊疤清除干净，打磨修整。
10、采用钨极氩弧焊打底的根层焊缝检查后．应及时进行次层焊缝的焊接，以防止产生裂纹。
多层多道焊接时，应逐层进行检查。
经自检合格后，方可焊接次
层，直至完成。
11、厚壁大口径管的焊接应采用多层多道焊，当壁厚大于35mm时，亦应符合下列规定：
a.氩弧焊打底的焊层厚度不小于3mm。
b.其它焊道的单层厚度不大于所用焊条直径加2mm。
（3）单焊道摆动宽度不大于所用焊条直径的5倍。
12、为减少焊接变形和接头缺陷，直径大于194mm的管子的对接焊口宜采取二人对称焊。
13、施焊中，应特别注意接头和收弧的质量，收弧对应将熔池填满，多次多道焊的接头应错开。
14、施焊过程中除工艺和检测上要求分次焊接外，应连续完成。
若被迫中断时，应采取防止裂纹产生的措施（如后热、缓冷、保温等）。
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。
15、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。
16、对容易产生延迟裂纹的钢材，焊后应立即进行热处理，否则应作后热处理，其温度以300—350℃为宜，恒温时间不小于2小时，后热处理的加热范围与热处理要求相同。
17、焊接接头有超过标准的缺陷时，可采取挖补方式返修，但同一位置上的控补救一般不得超过三次，中、高合金钢不得超过二次，并应遵守下列规定：
a.彻底清除缺陷；
b.补焊时，应制订具体的补焊措施并照工艺要求进行，
c.需进行热处理的焊接接头，返修后应重做热处理。
18、安装管道冷拉口所使用的加载工具、需待整个对口焊接和热处理完毕后方可卸载。
19、不得对焊接接头进行加热校正。
20、管子、管件点焊用的焊接材料，焊接工艺应与正式焊接相同，定位点焊长度，定位点焊缝高度及定位点数见下表：
管子、管件定位点焊参考尺寸（mm）
管径
定位点焊高度
焊缝长度
定位点数
备注
≤Φ38
＜3
10
2
Φ60-80
≤3
10
2∽3
＞Φ108-219
≤3
15∽20
3∽4
＞Φ108
3∽4
15∽20
3∽4
＞Φ219
4
20∽30
4∽5
21、氩弧焊封（打）底时应注意以下事项：
a.从困难的部位起弧。
在障碍最少的地方收弧封口，以免焊接时影响操作和焊工视线，降低焊接质量。
b.在有障碍的部位很难做到喷嘴、焊丝和焊件保持规定的夹角，可根据实际情况进行调控，待施焊困难位置过后，即恢复正常角度的焊接。
c.合理地进行劳动组织避免焊接接头温度过低，最好采取两人对焊的方式进行焊接.
d.打底焊缝应一气呵气，不允许中途停止。
打底层焊缝经检查合格后，应及时进行次层焊接；
f.进行次层电弧焊时。
应注意不得将打底层焊缝烧穿，否则会产生内凹或背面（根部）剧烈氧化等缺陷，与打底层相邻的次层电弧焊，所使用的焊条直径不宜过大，一般为2．5mm或3.2mm。
22、后热处理
a.热处理是为了降低焊接接头的残余应力，改善焊缝金属的组织与性能。
热处理全过程应严格按照规范及有关规定进行。
b.下列焊接接头焊后热处理:
1）壁厚≥30mm的碳素钢管子与管件
2）耐热钢管子与管件（第1、3条规定的内容除外），
3）经焊接工艺评定需做热处理的焊件。
c.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部件可免作焊后热处理.壁厚小于或等于10mm管径小于或等于108mm的15CrMo、12CrMoVB钢管子。
d.焊后热处理一般为高温回火。
常用钢材的焊后热处理温度与恒温时间见下表：
钢种（钢号）
温度
（℃）
厚度（mm）
≤12.5
＞12.5-25
＞25-37.5
＞37.5-50
＞
50-75
＞75-100
＞
100-125
恒温时间（h）
C≤0。
35（20、ZG25）
C-Mn（16Mn）
600-650
-
-
1．5
2
2．25
2．5
2．75
1/2Cr-1/2Mo（12CrMo）
650-700
0。
5
1
1．5
2
2．25
2．5
2．75
1C-1/2Mo（15CrMo、ZG20CrMo）
670-700
0．5
1
1．5
2
2．25
2．5
2．75
1C-1/2Mo-V（12Cr、Mo、20CrMoV）
11/2Cr-1Mo-V（ZG15Cr1Mo1V）
1．75Cr-1/2Mo-V
720-750
0．5
1
1．5
2
3
4
5
2．25Cr-1Mo
720-750
0．5
1
0．5
2
3
4
5
2Cr-0。
5Mo-VW（12CrMoWVB）
3Cr-Mo-VTi（12CrMoViTiB）
750-780
0．75
1．25
1．75
2．25
3．25
4．25
5．25
9Cr-1Mo
12Cr-1Mo
0．5
1
1．5
2
3
4
5
e.热处理过程中，升温、降温速度规定如下：
1）升温、降温速度,一般可按250×（25／壁厚）℃/h计算，且不大于300℃/h。
2）降温过程中，温度在300℃以下不要控制。
f.异种钢焊接接头的焊后热处理，应按两侧钢材及所用焊条（焊丝）综合考虑。
热处理温度一般不超过合金钢成份低侧钢材的下临界点AC.
g.热处理的加热宽度应为：
从焊缝中心算起，每侧不小于管子壁厚的3倍，且不小于60mm.
h.热处理时的保温宽度。
从焊接中心算起，每侧不得小于管子壁厚的5倍，以减少温度梯度。
i.热处理的加热方法，为了内外壁和焊接两侧温度均匀，恒温时在加热范围内任意两测点的温度应低于50℃，厚度大于10mm时应采用感应加热或电阻加热。
j.热处理的测温必须准确可靠，应采用自动温度记录所用仪表、热电偶及其附件,应根据计量的要求进行标定或校验。
k.进行热处理时，测温点对称布置在焊缝中心两侧，且不得小于两点。
水平管道的测点应上下对称布置.
l.焊接接点热处理后，应做好记录和标记，并打上热处理工的代号钢印或永久性标记。
九、主要焊接方法
1.主蒸汽管道焊接
1）管道安装前应对管道材质、型号进行确认，对管道内部进行清扫。
2）管道焊接采用氩弧焊封（打）底，电弧焊盖面。
3）焊接材料设备的选用：
⑴氩弧焊
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