焊接施工技术方案参考.docx
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焊接施工技术方案参考
1前言
1.1 编制依据及执行的施工验收规范、标准
1.1.1中国石油乌鲁木齐石化公司设计的100万吨/年对二甲苯芳烃联合装置工艺管道施工图。
1.1.2GB50235-97《工业金属管道工程施工及验收规范》。
1.1.3SH3501-2002《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》。
1.1.4GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》。
1.1.5SH/T3520-2004《石油化工工程铬钼耐热钢管道焊接技术规程》。
1.1.6JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》。
1.1.7JB/T4730-2005《压力容器无损检测》。
1.1.8SH3526-1992《石油化工异种钢焊接规程》。
1.1.9GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》。
1.1.10SH3507-2005《钢结构工程施工质量验收规范》。
1.1.11SH3086-1998《石油化工管式炉钢结构工程及部件安装技术规范》。
1.1.12JB/T4709-2000《钢制压力容器焊接规程》。
1.1.13SH/T3523-1999《石油化工铬镍奥氏体钢铁镍合金和镍合金管道焊接规程》。
1.1.14中石油七建公司编制的相对应材质的焊接工艺评定。
1.2适用范围
本措施适用于乌鲁木齐石化公司100万吨/年对二甲苯芳烃联合装置钢结构、工艺管道的焊接。
2工程概况及特点
2.1 工程概况
本装置共分为三个标段，我公司施工Ⅰ、Ⅲ标段工程。
本装置Ⅰ、Ⅲ标段中钢结构约6110吨，材质为Q235-B、Q345-C；工艺管道合计焊口76609道，材质有20#、20G、L245、P11、11/4Cr、0Cr18Ni9、0Cr17Ni12Mo2、00Cr19Ni10、TP316。
2.2 工程特点
2.2.1本工程涉及的不锈钢、铬钼钢等特种材质多，焊接工程量大，焊接质量要求高，焊接施工工序复杂，需要先进合理的焊接工艺和严格的过程控制。
2.2.2本工程焊接工程高空作业多，交叉作业量大，某些区域管线密集，结构复杂，施工难度大。
3施工技术措施
3.1焊接施工流程图
附图3.1焊接施工流程图
焊件、焊材的验收
仓储与维护
坡口加工
组对
定位焊
焊前预热无预热要求时
不合格
清除缺陷焊接
焊缝外观检查
RT检查
焊后热处理
不合格合格
硬度检测无预热要求时
焊接结束
3.2焊前准备
3.2.1人员资质
3.2.1.1参加施焊的焊工，必须具有技术监督部门颁发的相应类别的焊工合格证，并在有效期内；
3.2.1.2参加施焊前，要对焊工进行培训和考试，合格者方可参加施焊；
3.2.1.3焊工在施焊前，必须明确被施焊焊件的材质，应选用的焊条类型，是否在自己的资格项目之内。
3.2.2焊接工艺评定
根据现场施焊焊件的材质、规格型号来选用公司编制的焊接工艺评定报告，并根据焊接工艺评定报告编制焊接作业指导书。
焊工应根据焊接作业指导书施焊。
选用的焊接工艺评定目录见表3.2。
表3.2焊接工艺评定目录
序号
焊评编号
母材材质及规格
焊接方法
焊接材料
适用壁厚（mm）
1
WsⅦ-2-090-1999
00Cr17Ni14Mo2φ=57X4
手工氩弧焊
TGF316L
1.5-8
2
SSUS316TP-019-2000
SUS316TPФ48.6×3
手工电弧焊
A202
1.5-16
3
SWsTP304-056-2000
TP304φ219.1×3.40
氩电联焊
TGS-308/NC-38
1.5-6.8
4
SwSTP304L-063-2001
00Cr19Ni10
氩电联焊
ER308L，E308L-16
1.5-6
5
WsⅠ-1-001-1987
20#Φ57×5
氩电联焊
H08Mn2SiA/E4315
1.5~10
６
SWsⅠ-1-052-2000
20#φ219×18
氩电联焊
H08Mn2SiA/E4315
5-36
7
SWsP11-018-2000
Ａ335P11φ168.28×21.94
氩电联焊
H08CrMoV/E8018-B2
5-43.9
8
SⅦ-1/Ⅰ-1-090-2000
0Cr18Ni9/20Rδ=10mm
手工电弧焊
A302
1.5~20
9
WsP11/V-1-026-2003
P11/Cr5Moφ89×6
手工氩弧焊
H08CrMoVA
1.5~12
3.3焊件的检验与管理
3.3.1钢材应有出厂合格证或产品质量检验证明书。
其检验项目及技术指标应符合相应标准的要求。
指标不全或对材质有疑问时，应予以复验。
3.3.2合金钢管道组成件应采用快速光谱分析进行复查，并作好标记；
3.3.3经验收合格的材料，应按类别、规格、材质分别存放，并作好标识工作。
发放材料时，要严格按照“限额领料单”发料。
3.4焊材的验收、保管、烘干、发放与回收
3.4.1到货的焊材由焊接质量检查员与焊材保管员负责检查验收。
焊材必须有出厂合格证、产品质量证明书，并须经外观质量检查合格。
3.4.2焊条、焊丝的外观质量应符合下列标准：
3.4.2.1焊条、焊丝上的型号或牌号印记应清晰明确，夹持端端部有颜色标记的要颜色鲜明，无遗漏；
3.4.2.2焊条药皮应均匀、紧密地包覆在焊芯周围，整条焊条药皮上不应有影响焊接质量的裂纹、气泡、杂质及剥落等缺陷。
焊条引弧端药皮应倒角，焊芯端面应露出，以保证易于引弧；
3.4.2.3焊条偏心度应符合如下规定：
焊条直径D≤2.5mm，偏心度T≤7%；焊条直径D为3.2mm和4.0mm，偏心度T≤5%；
3.4.2.4焊丝表面应光滑平整，不应有锈蚀和氧化皮。
经热处理者允许有氧化色。
3.4.2.5焊材必须保存在通风良好、干燥的地方。
库内温度不低于5℃，相对空气湿度低于60%。
成包焊材要随用随启封，以免受潮变质。
搬运和摆放时要轻拿轻放，防止药皮受振脱落。
焊材分类、分规格摆放在专用的架子上，架子距地面和墙壁300mm以上。
按规定做好标识；
3.4.2.6焊材的保管、烘干和发放由专人负责。
焊材使用按焊材说明书进行烘干恒温，随用随取。
领用时要使用保温筒。
同一保温筒内不允许同时装有两种及两种以上焊条。
领用不锈钢焊条的保温筒应与领用其它焊条的保温筒分开使用；
3.4.2.7低氢型焊条一般在常温下放置超过4h要重新烘干。
露天操作隔夜时，焊条要在低温烘箱中恒温保存，否则次日使用前要重新烘干。
重新烘干次数不超过两次。
重复烘干的焊条要作出标记；
3.4.2.8烘干焊条时，禁止将焊条突然放入高温炉内，或从高温炉内突然取出冷却，要缓慢升温、冷却。
防止焊条因骤冷骤热而产生药皮开裂脱落现象；
3.4.2.9烘干焊条时，焊条不能成垛或成捆放置，应铺成层状，每次焊条堆放不能太厚（一般3-5层），避免焊条烘干时受热不均和潮气不易排除；
3.4.2.10焊条烘干要作好烘干记录，包括日期、规格、牌号、数量、温度及烘干时间等内容；
3.4.2.11焊条的烘干一般按说明书的要求进行，若说明书无烘干规定时，按表-3.4.11进行烘干使用。
表-3.4.2.11常用焊条烘干规范一览表
序号
焊条（剂）牌号
焊条型号
烘干温度（℃）
恒温时间（h）
待用温度℃）
1
J422
E4303
150
1
100
2
J427
E4315
350
1
150
3
A002
E308L-16
150
1
100
4
A022
E316L-16
150
1
100
5
A202
E316-16
150
1
100
6
A137
E347-15
250
1
100
7
R407
E6015-B3
350
1
150
8
R307
E5518-B2
350
1
150
9
R507
E5MoV-15
350
1
150
10
R707
E9Mo-15
350
1
150
3.4.2.12焊条的发放坚持三条原则，即先入库的先发放、先烘干的先发放、重复烘干的先发放；
3.4.2.13发放焊条时，要核对焊条的规格、牌号及数量，并作好发放记录。
每次领用的焊条数量不超过4Kg，当日用不完的焊条应退库并作记录；
3.4.2.14烘干人员对退回的焊条要单独存放。
二次烘干发放时，焊条要作好标识，并在发放记录中注明。
当二次烘干的焊条再次退回时，不得再用于压力管道和压力容器焊接，应改作它用或报废处理；
3.4.2.15氩弧焊采用的氩气纯度不低于99.96%（检查分供方产品质量证明书）。
3.5坡口加工
3.5.1钢结构的坡口加工
3.5.1.1钢结构的坡口加工应按照设计图纸或专用图集的要求加工坡口；
3.5.1.2加热炉钢结构中，型钢截面高度大于250mm，钢板厚度大于20mm的所有节点接头，以及钢板厚度大于6mm的对接接头，均应开坡口全熔透焊接。
3.5.2工艺管道的坡口加工
3.5.2.1管道的坡口可采用氧乙炔焰或等离子切割，采用热加工方法加工的坡口必须去除坡口表面的氧化皮、熔渣及其它影响接头质量的表面缺陷，并将凹凸不平处打磨，保证尺寸正确和表面平整；
3.5.2.2不锈钢管的坡口加工和修磨，使用的刀具、砂轮片应与其它钢材的分开使用，防止产生渗碳，导致管材抗腐蚀能力下降；
3.5.2.3坡口形式及尺寸要求见附表1。
3.5.3坡口清理及检查
3.5.3.1法兰、管配件的焊接坡口由制造商加工，管子坡口现场加工。
加工前应认真核对有关标记，作好材质及其它标记的移植。
加工后，将内部清理干净，及时封闭两端管口，妥善存放；
3.5.3.2坡口表面平整，不得有裂纹、分层、夹渣、毛刺、凹凸、氧化皮等缺陷；
3.5.3.3焊接前将坡口表面及其附近20mm范围内的油污、水分及其它污物彻底清理干净，并要注意保护。
焊前包扎，避免磕碰；
3.5.3.4不锈钢管道施焊前，在坡口两侧各100mm范围内涂刷防粘污剂，以防止飞溅沾污焊件；
3.5.3.5铬钼钢、不锈钢坡口表面的无损检测应按设计文件要求进行，设计无要求时，毒性程度为极度危害或设计压力大于等于10Mpa的奥氏体不锈钢的管子和管件应作渗透检测，如有缺陷应及时消除；
3.6焊前预热
3.6.1管线在焊接前焊前预热要求见表-3.6：
表-3.6各种钢种的焊前预热要求
钢种
焊前预热
壁厚（mm）
温度（℃）
11/4Cr
≥10
200～300
P5/P11
任意
250～350
3.6.2焊前预热
3.6.2.1当环境温度低于0℃时，除奥氏体不锈钢外，无预热要求的钢种，在始焊处100mm范围内，应预热到15℃以上；
3.6.2.2异种钢焊接时，预热温度应按淬硬倾向较大的母材要求进行，且不低于该母材要求预热温度的下限值；
3.6.2.3预热应在坡口两侧均匀进行，内外热透并防止局部过热。
加热区100mm范围应予以保温。
3.6.2.4预热范围应以坡口中心两侧各不小于壁厚的3倍，有淬硬倾向或易产生延迟裂纹的材料，两侧各不小于壁厚的5倍，且不小于100mm；
3.6.2.5预热后的焊接工作应连续进行，中断焊接后需要继续焊接时，应重新预热。
3.7组对及定位焊
3.7.1钢结构材料组对时，对口错边两不得大于板厚的10%，且不大于3mm；组装时预留间隙应按设计要求，设计无要求时对接焊口间隙为1mm，T型接头间隙为1.5mm；
3.7.2管道组对时，应使内壁平齐，其错边量不超过，管道壁厚的10%，且不大于1.0mm。
3.7.3管子组对可使用组对卡具，若卡具需焊在母材上，则应符合下列规定：
3.7.3.1卡具与管材接触部分的材质应与管材成分相同，否则应用焊接该钢管的焊条在卡具上组焊过渡层；
3.7.3.2卡具的焊接工艺与正式焊接工艺相同。
管子焊接要求预热时，卡具的焊接也要预热，且预热温度取正式焊接时预热温度的上限；
3.7.3.3卡具拆除时要用砂轮割除或者用氧-乙炔焰在离管道表面3mm处切割，然后用砂轮修磨，不得用敲打或扳扭的方法去除；
3.7.3.4卡具拆除后要修磨焊痕，P11、11/4Cr、0Cr17Ni12Mo2、00Cr19Ni10、0Cr18Ni9去除卡具后要对修磨处做渗透检测。
3.7.4定位焊焊接要求
3.7.4.1定位焊焊接工艺与正式焊接相同；
3.7.4.2定位焊缝尺寸见表-3.7.4.2：
表-3.7.4.2定位焊焊缝尺寸选用表
焊件厚度δ（mm）
焊缝厚度（mm）
焊缝长度（mm）
≤4
2～2.5
≤2δ/3
5～10
＞4
2～5
10～20
3.7.4.3定位焊焊点要均匀分布（至少3点），并应保证焊透及熔合良好，无裂纹、焊瘤、气孔、夹渣等缺陷；
3.7.4.4为保证底层焊道成型良好、减小应力集中，定位焊缝应平缓过渡到母材，且应将焊缝两端磨成斜坡；
3.7.4.5正式焊接要求预热时，定位焊也按相同的要求预热，且取预热温度的上限，避免强力组对；
3.7.4.6定位焊工艺与正式焊接相同。
定位焊焊点要均匀分布，并保证焊透且熔合良好，无裂纹、焊瘤、气孔、夹渣等缺陷。
3.8焊接环境要求
3.8.1焊接环境温度低于下列要求时，应采取提高焊接环境温度的措施
3.8.1.1非合金钢焊接，不低于-20℃；
3.8.1.2低合金钢焊接，不低于-10℃；
3.8.1.3奥氏体不锈钢焊接，不低于-5℃；
3.8.1.4其他合金钢焊接，不低于0℃。
3.8.2施焊环境若出现下列情况之一，而未采取防护措施时，应停止焊接作业
3.8.2.1焊条电弧焊时，风速等于或大于8m/s；
3.8.2.2气体保护焊时，风速等于或大于2m/s；
3.8.2.3相对湿度大于90%；
3.8.2.4下雨或下雪。
3.9焊接方法
3.9.1钢结构采用手工电弧焊。
3.9.2DN＞50mm的管道采用氩电联焊，DN≤50mm的管道采用手工钨极氩弧焊。
3.10焊接材料
3.10.1焊接材料选用见表-3.10.1。
表-3.10.1焊接材料选用一览表
序号
母材材质
焊 接 材 料
备 注
手工钨极氩弧焊
手工电弧焊
1
20#
H08Mn2SiA
J427
2
20R
H08Mn2SiA
J427
3
20G
H08Mn2SiA
J427
4
L245
H08Mn2SiA
J427
5
Q345C
—
J507
6
P11、11/4Cr
H08CrMoV
R307
7
P5/P11
H08CrMoV
—
8
0Cr18Ni9
TGF308L
A102
9
0Cr18Ni9/20#
—
A307
10
0Cr17Ni12Mo2
TGF316L
A202
11
0Cr17Ni12Mo2
TGF316L
A202
12
00Cr19Ni10
TGF308L
A002
3.10.2焊材使用前按要求进行烘干；焊丝除去表面的油污及铁锈。
3.11焊接工艺规范见表-3.11
母材
材质
焊接
方法
焊接材料
极性
焊接电流
（A）
电弧电压（V）
焊接速度
（cm/min）
气体流量
（L/min）
20#、20R、20G、L245
GTAW
H08Mn2SiAΦ2.0
正接
60-70
10-12
4-6
10-12
SMAW
J427Φ2.5
反接
70-90
20-22
6-8
—
J427Φ3.2
反接
90-130
22-24
8-10
—
P11、P5/P11、11/4Cr
GTAW
H08CrMoVφ2.5
正接
100-140
10-12
4-6
10-14
SMAW
R307φ3.2
反接
100-140
20-22
6-8
—
0Cr18Ni9
GTAW
TGF308LΦ2.6
正接
75-90
18-22
5-8
—
SMAW
A102Φ2.5
正接
70-80
20-22
5-8
—
0Cr18Ni9/20#
SMAW
A307φ3.2
反接
70-90
20-22
12-16
—
SMAW
A307φ3.2
反接
70-90
20-22
12-16
—
0Cr17Ni12Mo2
GTAW
TGF316LΦ2.5
正接
110-120
11-13
4-5.5
10-12
SMAW
A202Φ3.2
正接
110-120
21-23
8.5-10
—
TP316
GTAW
TGF316LΦ2.5
正接
110-120
11-13
4-5.5
10-12
GTAW
TGF316LΦ2.5
正接
110-120
11-13
4-5.5
10-12
00Cr19Ni10
GTAW
H00Cr20Ni10Φ2.5
正接
110-120
11-13
4-5.5
10-12
GTAW
H00Cr20Ni10Φ2.5
正接
110-120
11-13
4-5.5
10-12
表-3.11 焊接工艺规范一览表
3.12钢结构的焊接
3.12.1钢结构的焊接应按照设计图纸或节点图要求进行，转角缝应连续绕角焊接。
3.12.2焊缝表面不得有裂纹、焊瘤、烧穿等缺陷，焊缝不得有表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷。
3.12.3T形接头、十字接头、角接接头等要求熔透的对接和角接组合焊缝，其焊脚尺寸不应小于板厚的25%，焊角尺寸的偏差应控制在0～４mm。
3.12.4钢结构焊接时，拘束度大，可能产生裂纹，如果出现裂纹，焊工不得私自处理，必须报告焊接责任工程师，制定返修方案。
3.12.5焊缝观感应达到：
外形均匀、成型较好，焊道与焊道、焊道与基本金属间过度平滑、焊道和飞溅物基本清除干净。
3.12.6焊缝外观质量应符合表-3.12.6的要求。
表-3.12.6焊缝外观质量检验标准
项目
质量标准
一级
二级
三级
气孔
不允许
不允许
直径小于或等于1.0mm的气孔，在1000mm长度范围内不得超过5个
咬边
不要求修磨的焊缝
不允许
深度不超过0.5mm，累计总长度不超过焊缝长度的10%，连续长度不超过100mm。
深度不超过0.5mm
要求修磨的焊缝
不允许
不允许
-
注：
焊缝金属表面不得有裂纹、夹渣、焊瘤、烧穿、弧坑等缺陷。
3.12.7钢结构焊缝的质量等级按设计图纸要求规定。
3.12.8无损检测
3.12.8.1H型钢翼板对接焊缝应进行100%的UT探伤，合格级别为Ⅱ级合格；
3.12.8.2梁与柱连接盖板全熔透焊缝进行100%的UT探伤，合格级别为Ⅱ级合格；
3.12.8.3H型钢腹板对接应进行50%的UT探伤，合格级别为Ⅱ级合格；
3.12.8.4其他位置的无损检测按设计文件要求进行。
3.13工艺管线的焊接
3.13.1焊接通用要求：
3.13.1.1手工氩弧焊时，采用小电流、短弧焊，保持适当的焊接速度，控制熔池的温度不要过高，熄弧后，焊炬停留5秒钟后再移开；氩弧焊时，应提前送气和滞后停气，以保护钨极及引弧和熄弧处的焊缝质量。
手工电弧焊进行盖面时，采用小电流、短弧操作；
3.13.1.2引弧采用后退法在坡口内引弧，严禁在焊件表面上引弧和试验电流。
地线与焊件紧密可靠连接；
3.13.1.3焊接时应注意始端和终端的质量。
引弧时，保证将母材熔透，收弧时将弧坑填满，尤其是定位焊，并用砂轮打磨去弧坑缺陷且将弧坑修磨平整，以防止产生裂纹。
多层焊的层间接头应错开并注意层间清理；
3.13.1.4管子焊接时，管内防止过堂风；
3.13.1.5正式焊起点应在两定位焊焊缝之间。
3.13.2合金钢焊接要求：
充氩
3.13.2.1铬钼合金钢焊接前应按要求进行焊前预热，预热后及时焊接；
3.13.2.2铬钼钢焊接过程应该注意控制电流大小，在不影响焊接性能的情况下，选用较小的电流进行焊接，从而降低焊缝温度，增强焊缝的高温持久强度；
3.13.2.3焊接的层间温度控制：
P11、11/4Cr的层间温度控制在200-220℃范围之内；
3.13.2.4每道焊缝一次连续焊完；因故中断焊接时必须进行300-350℃、15-30min的后热处理，保温缓冷，以减少焊缝中氢的有害影响，降低焊接残余应力，防止裂纹产生。
再次焊接前检查确认无裂纹后方可按原工艺要求施焊。
3.13.3奥氏体不锈钢焊接：
3.13.3.1焊接应采用小线能量、短电弧、不摆动或小摆动的操作方法；
3.13.3.2焊接采用多层多道焊、引弧时应在两焊接接头之间处引弧；
3.13.3.3焊件表面严禁电弧擦伤，并严禁在焊件表面引弧、收弧；
3.13.3.4严格控制层间温度：
0Cr18Ni9的层间温度控制在100℃以下；0Cr17Ni12Mo2、00Cr19Ni10的层间温度控制在60℃以下；
3.13.3.5奥氏体不锈钢焊接接头焊后应按设计文件规定进行酸洗与钝化处理；
3.13.3.6焊接完毕后，必须及时将焊缝表面的熔渣及周围的飞溅物、防飞溅涂料清理干净；
3.13.4焊缝外观检验：
3.13.4.1除有特殊要求的焊缝外，焊工焊完后及时除去渣皮、飞溅及防飞溅涂料，并将焊缝表面及周围清理干净，不锈钢焊缝清理时使用不锈钢钢刷，清理后对焊缝外观质量进行自检，自检合格后在焊缝两侧100mm内作焊工代号标记；
3.13.4.2焊缝外观应成型良好，宽度以每边盖过坡口边缘1～2mm为宜。
角焊缝的焊脚高度应符合设计规定，外型应平缓过渡；
3.13.4.3焊缝表面的质量应符合下列要求：
（1）不允许有裂纹、未熔合、未焊透、表面气孔、夹渣、飞溅、擦伤、角焊缝不足等缺陷；
（2）焊缝咬边深度不大于0.5mm，连续咬边长度不大于100mm，且焊缝两侧咬边长度不大于该焊缝全长的10%，合金钢及不锈钢管线不得有咬边；
（3）焊缝表面不得低于管道表面，焊缝余高为1.5～3mm为宜；
（4）焊接接头错边量不应大于壁厚的10%，且不大于2mm。
3.13.5管支吊架、承插凸台焊接要求
3.13.5.1管支吊架焊接作为工艺管线焊接的一部分，其焊接工艺应与工艺管线焊接一致；
3.13.5.2管托预制应采取防变形措施，焊接完成后应将管托调整至合适形状尺寸；
3.13.5.3焊缝不得有漏焊、欠焊、裂纹、高度和长度不够等缺陷。
支架与管道焊接时，管子表面不得有咬肉现象；
3.13.5.4固定管托与支座、管件之间应焊接牢固，焊角尺寸应达到设计要求；
3.13.5.5管子插入承插焊法兰、凸台时应按要求预留间隙，其角焊缝焊角高度
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