复合板焊接作业指导书.docx
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复合板焊接作业指导书
金川集团30万吨/年PVC项目料仓制作
复合板材焊接作业指导书
审批：
审定：
审核：
编制：
金川建设工程建设有限公司
二〇一四年十二月十六日
目录
1、工程概况………………………………………………………………3
2、编制依据………………………………………………………………3
3、施工组织部署…………………………………………………………3
4、气象管理………………………………………………………………6
5、焊接施工………………………………………………………………6
6、预制安装方法…………………………………………………………9
7、质量保证措施………………………………………………………▪16
8、安全、环境保证措施………………………………………………▪16
9、现场施工平面图……………………………………………………▪17
１、工程概况
30万吨/年PVC项目工程，料仓主要材质有Q245R+S30408复合板。
复合板的下料、组对，焊接要求高，焊接量很大，为保证焊接质量，编制此作业指导书，要求安装施工单位遵照执行。
2、编制依据
2.130万吨/年PVC项目设计文件；
2.2《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708-2000；
2.3《钢制压力容器》GB150-1998；
2.5《钢制化工容器制造技术规定》HG20584-2011；
2.6《钢制压力容器焊接规程》JB/T4709-2007；
2.7《钢制焊接常压容器》JB/T4735-2005；
2.10《承压设备无损检测》JB/T4730-2005；
2.11《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-2011；
2.16甲方要求及现场情况。
3、施工组织部署
3.1料仓安装
3.1.1料仓预制施工工艺流程
3.1.2料仓组对施工工艺流程
3.2焊接人员要求
3.2.1焊工
所有焊工均必须取得质量技术监督局颁发的焊工合格证后才能上岗操作，且只能从事合格证有效范围内的焊接工程。
焊工应严格按照给定的焊接工艺和焊接技术措施进行施焊，当出现异常情况时，应及时报告有关人员，不得自行处理。
3.2.2焊接技术人员和焊接质检人员
由有经验、有能力胜任本职工作的人员担任。
3.2.3无损探伤人员
应具备RT、PT、MT、UT资格证书。
3.2.4焊接人员配备计划
序号
类别
数量
备注
1
焊接工程师
1人
均应持证
2
焊接质检人员
3人
3
无损探伤人员
2人
4
理化试验人员
2人
5
电焊工
60人
6
电工
3人
7
保管员
2人
3.2.5焊接工机具安排
序号
名称
型号/规格
数量
1
逆变直流焊机
ZX7—400等
60
2
焊条烘箱
ZYH—60，500℃
4
3
焊条恒温箱
100℃
4
4
记号笔
红、蓝
80
5
焊条保温筒
5kg
60
6
磨光机
Φ125、Φ100
各30
7
焊接检验尺
3
8
X射线探伤机
XX—2505型
2
9
超声波探伤仪
1
10
磁粉探伤仪
1
11
砂轮切割机
Φ400
4
12
氧-乙炔手动切割
20套
13
等离子切割机
4
14
放大镜
5倍
3
15
碳弧气刨
4台
3.2.6焊工代号管理
3.2.6.1参与本工程施工的焊工进行统一编号，代号一经确定，在施工过程中不再变动，一名人员离岗后，与其对应的代号即相应空缺。
3.2.6.2焊工将本人焊口焊完后应进行清理，经自检合格后在基材焊缝附近的明显部位打上焊工印记（包括焊接基材与复材的焊工印记）。
压力容器主要受压元件焊缝附近50mm处的指定部位，应打上焊工代号钢印，对无法打钢印的，应用简图记录焊工代号。
4、气象管理
4.1预制场必要时用石棉瓦及脚手架钢管搭设防风棚，并用彩条布遮挡，防止风、雨、雪的影响。
4.2现场作业，手工电弧焊时风速≥8m/s应采取防风措施。
4.3焊接电弧1米范围内的相对湿度＜90%，室外作业在下雨时应停止施焊。
4.4当焊件表面潮湿，或在下雨、下雪、刮风期间，焊工及焊件无保护措施时，不进行焊接。
4.5环境温度低于-10℃时，合金钢停止施焊。
5、焊接施工
5.1焊接工艺评定及产品焊接试板
根据设计图纸及本公司焊接工艺评定汇编，参照规范选择本公司焊接工艺评定，不能覆盖的应补齐。
压力容器产品施焊前，对受压元件之间的对接焊接接头和要求全焊透的T形焊接接头，受压元件与承载的非受压元件之间的T形或角接焊接接头，以及与受压元件相焊的焊缝，都应进行焊接工艺评定。
5.2焊接方式及焊接材料
本工程复合板的焊接，均采用手工电弧焊。
材质
电焊条
Q245R+S30408
基层：
J427过渡层：
A302复层：
A102
焊接材料入库时，应仔细核对合格证、质量证明书，符合相应标准后才能投入使用。
将焊材存放在干燥、通风良好、温度>5℃，且空气相对湿度<60%的库房内，由保管员专门负责焊材的保管、烘烤、发放和回收，并做好各种记录；焊条使用前按说明书的要求进行烘烤，然后将焊条存放到100～150℃恒温箱里随用随取；焊条使用超过4小时应重新烘烤，并且重复烘烤不得超过两次；焊工凭焊接技术员签发的领料单领取焊材。
5.3焊前准备
对分层或有其他缺陷的不锈钢复合板，在取得设计者同意后可进行补焊。
一般可将基层去掉1.5～2.5mm，再焊过渡层和复层，焊后磨平修光。
一般情况下可开长圆孔或圆孔，但最好有一定的倾斜度，以便于焊接时熔合良好。
当母材有一部分是全不锈钢时，如封头或人孔筒节是全不锈钢，而壳体是不锈钢复合板时，这时应在复合板堆焊一层过渡层（即隔离层），过渡层厚度为3～8mm或按图纸要求，再按不锈钢焊接复层。
5.3.1下料
下料采用机械加工方法，也可采用等离子弧切割、气割（从基材表面起割）等方法下料，但采用这些方法（尽量采用等离子切割方法）下料时，均应留有适当的加工余量，并应对影响焊接质量的切割表面层应用冷加工方法去除。
施工人员在对复合板的下料、卷制过程中，复合层不得与碳钢面接触，应采取相应的保护措施。
5.3.2坡口加工
对接焊缝坡口形式和尺寸见下表：
项次
厚度δ（mm）
坡口形式
坡口尺寸
间隙c（mm）
b（mm）
坡口
角度a（º）
1
<18
1.5-2
20-1
60°±5°
2
18-32
1.5-2
b1:
2±1
b2:
20-1
60°±5°
焊接坡口一般应采用机械加工方法制成，若采用等离子弧切割方法开制坡口，则复层应朝上，从复层侧开始切割，且必须去除复材坡口表面的氧化层和过热层；若采用气割时，复层朝下，从基层侧开始切割。
应避免将切割熔渣溅落在复层表面上，坡口表面应平整、光洁。
5.3.3焊前清理
焊前应采用机械方法及有机溶剂，将焊接坡口两侧至少各50mm范围内的油、漆、锈、垢、毛刺、氧化膜等清除干净，且坡口表面不得有裂纹、夹层等缺陷；多层多道焊时，必须清除前道焊缝表面的熔渣和缺陷等。
5.3.4组对
厚度相同（基材与复材厚度均相同）的不锈钢复合钢板焊件的装配，应以复材表面为基准，其错边量不得大于复材厚度的1/2，且不大于2mm。
厚度不同（或复材厚度不同，或基材厚度不同，或两者均不同）的不锈钢复合钢板焊件的装配基准，按设计图样的规定执行。
5.3.5定位焊
定位焊缝只允许焊在基层母材上，且应由持证焊工承担。
若发现定位焊缝出现裂纹或其它不允许存在的缺陷时，应予铲除，并移位再焊。
5.3.6正式焊接
1）Q245R+S30408复合材料的焊接，见下表：
焊缝
层次
焊接
电源
焊接
方法
填充
金属
（Φ:
mm）
焊接
电流
（A）
电弧
电压
（V）
焊接速度
（cm/min）
线能量
（KJ/cm）
基层
DC-
SMAW
J427
（3.2）
85-95
20±1
8-8.5
2.7-2.9
过渡层
DC+
SMAW
A302
（3.2）
85-95
18±2
9-10
2.2-2.3
复层
DC+
SMAW
A102
（3.2）
85-95
18±2
9-10
2.2-2.3
焊接注意事项：
a.采用磨光机或碳弧气刨进行清根，层间温度60℃-80℃。
b.焊接顺序：
基层——过渡层——复层。
焊接复层前应用角向磨光机或碳弧气刨清根，深度2mm。
为防止飞溅破坏复层表面，焊接前应涂白垩粉予以保护，复层焊接时应尽量采用快速焊。
不得用碳钢焊材、低合金钢焊材在复层母材、过渡焊缝和复层焊缝上施焊。
过渡焊缝应同时熔合基层焊缝、基层母材和复层母材，且应盖满基层焊缝和基层母材。
c.过渡层焊缝在复层侧距材质分界线距离为0.5-1.5mm，在基层侧距材质分界线距离为1.5-2.5mm。
d.基材的焊接
焊接基材时，其焊道不得触及和熔化母材。
先焊基材时，其焊道根部或表面，距复合界面1-2mm。
e.过渡层的焊接
焊接过渡层时，要在保证熔合良好的前提下，尽量减少基材金属的熔入量，即降低熔合比。
为此，应采用较小直径的焊条及较小的焊接线能量，过渡层的厚度应不小于2mm。
f.复材的焊接
复材焊缝表面，应尽可能与复材表面保持平整、光顺。
对接焊缝的余高，应不大于1.5mm。
角焊缝的凹凸度及焊脚高度，应符合设计规定。
g.复材的表面质量保护
在施工过程中，应注意保护复材的表面质量。
在卷板、校圆时，应将滚轴表面清理干净，去除锈、毛刺并修磨平整，对上滚筒应进行软保护；卷板时，复层应朝上；不得用铁锤锤击复材表面；要防止焊接飞溅物损伤复材表面；不得在复材表面随意引弧、焊接卡具、吊环及临时支架等。
焊后应仔细清理焊件表面的焊渣、焊瘤、飞溅物及其它污物。
必要时应对焊缝进行局部修整。
h.纵缝（不包括封头拼缝）两端过渡层留30-50mm不焊,等环焊缝基层焊完后和环焊缝的过渡层一起焊接后焊；复层焊缝两端留60-100mm不焊,等环焊缝基层和过渡层焊完后与环焊缝的复层一起焊接或先于环焊缝的复层焊接，但注意不要焊成了十字焊缝。
i.焊接过渡层和复层时先焊两侧，再焊中间焊道，两相临焊道之间重叠1/3～1/2，但应注意焊条摆动的幅度不要太大，摆动幅度一般为焊条直径的0.5～1.0倍；复层焊缝表面应平滑，焊道凹陷深度不大于1.5mm，焊缝金属与母材应平缓过渡，不能形成台阶。
对不符合要求的焊缝可以用小直径焊条补焊再用砂轮修磨。
6、预制安装方法
6.1材料预制
滚曲成型：
筒体板的成型采用卷扳机卷制，形成半壳体（见下图所示）。
为防止卷制后的板材变形，卷板后配置卷弧胎具（与铝板接触处衬2mm的过滤布），卷板时用吊车配合吊扶筒板，用样板控制和检查成型的弧度，卷好的板材放置在卷弧胎具上。
6.2工装准备
6.2.1自制10套直径8米型钢胀圈，用于筒圈组对，并防止在焊接、吊装运输过程中筒节变形。
涨圈
胀圈采用【14#槽钢，分3段成圈，采用3个10T螺旋千斤顶顶撑，涨圈制作后应具有良好的圆度。
6.2.2自制8米平衡梁4个，用于料仓组对和吊装。
б=14-18
6.2.3用于料仓吊装的钢丝绳外套胶管或缠绕足够厚度的布，以免在吊装过程中损伤铝材，卡环外垫不锈钢板，防止划伤，碰伤铝合金板材；自制酸碱槽１套，用于焊条氧化膜的化学清理。
6.2.4样板制作：
在滚板前自制检测料仓锥体、筒体、筒体对接纵缝棱角的圆弧型内样板，用δ=0.5mm镀锌铁皮，按料仓直径及锥体弧度制作。
自制对接环缝形成的棱角样板，用长度不小于300㎜的检查尺检查，其值不得大于板厚的1/10加2㎜，且不得大于5㎜。
6.2.5料仓制作
一般规定：
仓体筒节、上锥体或仓底的拼板展开长度不小于500㎜,宽度不小于300㎜,但锥体最小端长度除外；上锥体或仓底的任意焊缝之间的距离不得小于100㎜；上锥体或仓底锥体拼缝与相邻仓体焊缝之间的距离不小于100㎜。
6.2.6下料
筒体、上锥体、下锥体的下料应根据排板图进行,并应考虑材料焊缝收缩量。
铝板面上不得用洋冲打眼，应用不褪色记号笔进行标记。
板材的切割采用剪板机。
板材表面的局部缺陷应进行修磨,修磨深度不应超过板厚的负偏差,修磨后表面应平滑过渡。
在吊装过程中用于板材吊装的钢丝绳应外套胶管或缠布，卡环外垫铝板，防止划伤、碰伤铝合金板材。
筒体板的尺寸的允许偏差应符合下表的规定:
项目
允许偏差
板长
±1.5
板宽
±1
对角线之差
2
直线度
长边
2
短边
1
6.2.7下锥体现场组装
料仓下锥体的整体在现场焊接成型，锥段与锥段间的组对、焊接采用倒装法在现场完成。
每台料仓的下锥体安装带一节筒体板和裙座后，组成独立的吊装段。
组装间隙要求：
1.将预制后的基础环板与裙座进行组对、焊接。
基础环板应与裙座贴紧，局部间隙不应大于3㎜；
基础环板与仓裙的垂直度偏差不大于基础环板外径的1/100，切不大于5㎜，裙座与筒体的同轴度偏差不大于5㎜，基础环板与筒体的垂直度偏差不大于基础环板外径的1/1000，且不大于5㎜；
接管的中心线与设计中心线的偏差不得大于接管长度的0.5/100，且不大于3㎜。
接管的安装位置偏差为2㎜，伸出长度允许偏差为±3㎜。
接管法兰面、人孔法兰面相对与接管中心线的垂直度偏差不得大于法兰外径的1/100，且不大于3㎜。
6.2.8上锥体制作
上锥体预制采用吊车加导链的方法，先将上锥体按排板图展开下料预制点焊成平面，然后采用吊车，利用向上的吊力，锥体的自重和铝板的弹性先起高而后上弧，内收而合拢。
在锥顶上部焊接吊耳，对口处焊接导链吊耳，在徐徐起钩之后，视对口情况拉紧导链，使对口合拢，并利用上压下顶的方法调整错口和错边，待错口和错边调整合格后点焊固定。
上锥体焊接后，应在与上部筒节组对前将上锥体的接管开孔安装完毕。
预制好的锥体进行吊装时，注意夹具与铝板间垫一铝板，以免损坏铝板。
纵焊缝对口错边量:
b≤0.1s且b≤3mm。
环焊缝对口错边量允许偏差（㎜）
壁厚
允许偏差
S＞10
b≤10%S+1
上、下锥体对接纵缝形成的棱角应在锥体高度1/3、2/3处取其1/6内径为弦长且不小于300㎜的内样板或外样板检验，其值不大于板厚的1/10加2㎜，且不大于5㎜。
对接环缝形成的棱角E，用长度不小于300㎜的检查尺检查，其值不得大于板厚的1/10加2㎜且不大于3㎜。
锥体制作允许偏差
项目
上锥体
下锥体
直径允许偏差
8
10
最大直径和最小直径之差
15
15
表面局部凸凹量
6
3
全高允许偏差
25
25
6.2.9单个筒节制作
螺旋千斤顶
10T
筒节组对应在现场钢平台上进行。
详见下图。
垫不锈钢板
δ=2
筒节组对图
立柱
槽钢垫墩
涨圈
限位挡板
钢平台
为保证筒节组对的圆度和垂直度，在上部和下部设置涨圈。
铝板与涨圈接触处衬不锈钢板（δ=2）或毡布。
上部胀圈距离筒节上沿100㎜左右。
涨圈中间用立柱将两个涨圈连接为一体。
纵焊缝组对间隙应符合下表要求：
纵焊缝组对间隙
板厚
8-18㎜
组对间隙
3-5㎜
纵焊缝对口错边量:
b≤0.1s且b≤3mm。
料仓单个筒节组对时，端面应在同一平面上，其板端错口不应大于1㎜。
单个筒节同一断面上的最大直径和最小直径之差不应大于公称直径的1%，且不大于30㎜。
6.2.10上锥体与筒节组对
上锥体组对完毕后，为避免仰焊锥顶加强筋，应将上锥体翻转使锥面向下，在上锥体内侧将上锥体板16等分，画线后焊接锥顶加强筋。
然后将上锥体和上筒节组对、焊接。
锥体与筒节组对焊接完毕后，先焊接上锥与筒体的12块筋板，最后焊接上部补强圈、吊耳、支撑圈等。
上筒节与上锥体组焊图
内涨圈
6.2.11上吊装段的组对利用倒装法逐段组对各筒节。
，利用50吨吊车和平衡梁吊起锥体与筒节段，逐节组对安装到筒体，完成上吊装段的组装。
上吊装段图
6.2.12将预制好的筒节利用平衡梁进行吊装，注意夹具与铝板间垫一不锈钢板，以免损坏铝板，详见下图。
在吊装前筒节上部胀圈不应撤下。
环焊缝组对间隙应符合下表要求：
环焊缝组对间隙
板厚
8-18㎜
组对间隙
3-5㎜
料仓筒节组对后应保证内壁齐平。
环缝焊接后，检查焊缝焊接质量和筒节几何尺寸是否符合规定要求，若有不符合要求处应进行矫正。
环焊缝对口错边量允许偏差（㎜）
壁厚
允许偏差
S≤6
b≤25%S
6b≤20%S
S>10
b≤10%S+1
筒体对接纵缝形成的棱角应用弦长1/6的内径，且不小于300㎜的内样板检查其值不得大于板厚的1/10加2㎜，且不应大于5㎜。
对接环缝形成的棱角E，用长度不小于300㎜的检查尺检查，其值不得大于板厚的1/10加2㎜且不大于3㎜。
6.3外观检查
外观检查采用目视或4-10倍放大镜检查，检查率为100%。
焊缝外形和几何尺寸应符合设计规定。
焊缝及热影响区表面不得有裂纹、未焊透、未熔合及超过允许限度的咬边、弧坑、夹渣等缺陷。
当设计无规定时，焊缝的咬边深度不得大于板材厚度的10%（复材与基材分计），且不大于0.5mm；咬边的连续长度不得大于100mm，且焊缝两边的咬边总长度不得大于该焊缝长度的10%。
A、B类接头焊缝的余高e1、e2，应符合下列规定（单位:
mm）：
单面坡口
双面坡口
e1
e2
e1
e2
0-15%板厚，且≤4
≤1.5
0-10%相应板厚，
且≤4
0-10%相应板厚，
且≤4
其中e1表示正面余高，e2表示背部余高，表中百分数计算值小于1.5时按1.5计。
C、D类接头的焊脚，在图样无规定时，取焊件中较薄者之厚度。
补强圈的焊脚，当补强圈的厚度不小于8mm时，其焊脚等于补强圈的厚度的70%，且不小于8mm。
C、D类接头焊缝与母材应圆滑过渡。
焊缝外观质量检查主要由焊接检查员行使。
6.3.1外观检验
设计文件要求进行渗透检测或磁粉检测的焊缝，其检测比例及合格等级执行设计规定。
磁粉及渗透检测发现的不允许缺陷，应进行修磨及必要的补焊，并对该部位采用原检测方法重新检测，直至合格。
6.3.2内部质量检查
焊缝内部质量检测方法、比例及合格级别，执行设计文件规定。
对焊缝无损检验发现的缺陷，应分析原因消除缺陷后再进行补焊，并对补焊处用原规定的方法进行检验；当同一部位的返修次数超过两次时，应制订返修措施并经焊接技术负责人审批后方可进行返修。
对规定进行局部无损检验的焊缝，当发现不允许缺陷时，应进一步用原规定的方法进行扩大检验。
返修时，去掉复层后将基层表面去掉1～2mm厚度，然后堆焊过渡层及复层，焊后磨平修光堆焊表面。
7、质量保证措施
7.1控制目标
严格按焊接工艺规程施工，符合工程验收标准要求，焊接一次合格率达到95%以上。
焊接工艺规程发到每名焊工手中，明确焊接工艺要求。
7.2焊接工艺控制
施工前焊接技术员应编制焊接技术措施和焊接工艺规程，并对所有焊接人员及质检员进行技术交底，指导焊工按工艺规程要求进行施焊。
焊接检查员根据标准规范和技术措施对现场焊接工作进行全面检查和监督，有权停止任何违规的焊接作业。
焊接记录员应按要求如实记录焊接工艺参数。
焊接技术员、检查员应经常检查焊接记录、焊材烘烤发放及回收记录等，并在相应记录上签字确认，确保焊缝质量的可追踪性。
8、安全保证、环境保护措施
8.1安全保证措施
1）各人严格遵守本工种操作规程；严格遵守建设单位和相关方的各项相关规定。
2）焊接作业区10米内不得放置易燃易爆物资。
3）射线探伤时严格执行相关规定，采取行之有效的防护措施，以确保安全。
4）焊接设备的电源装拆应由电工进行，电焊机外壳必须接地良好，每台焊机应单独设立带有漏电保护器的电源开关，开关应设在防雨的地方。
5）电焊把线及焊钳的外部必须是绝缘良好，把线与焊机、焊钳应连接牢固。
6）在合拉闸时应佩带绝缘手套侧向操作。
7）在潮湿的环境下或容器内焊接时，应穿绝缘鞋或站在干燥的木板上。
8）在容器内焊接时，容器必须接地可靠，通风良好，并设安全人员监护，严禁向容器内输入氧气。
9）清除焊渣时，应戴防护眼镜和透光面罩，以防止飞溅伤人。
10）高空作业时，焊工不得站在晃动或无脚手架的构件上施焊，且必须佩带安全带。
11）施焊场地周围及下方应将易燃、易爆品清除或覆盖、隔离。
12）工作结束后，应切断电源，并认真检查操作地点，确认无起火隐患后方可离去。
13）施工用安全防护用具、绝缘和检验工具，应设专人保管，严禁它用，并应定期检查和校验。
14）工作前必须检查所有工具，气瓶是否安全可靠，清除漏气隐患，氧气、乙炔表检查是否漏气要用肥皂水试，严禁使用明火，氧气瓶及焊割工具严禁沾染油脂。
15）氧气瓶及乙炔瓶必须有防震圈，运输途中避免碰撞并防止暴晒。
16）氧气瓶、乙炔瓶间距不得小于5米，距明火、易燃易爆品的距离不得小于10米。
17）点火时焊（割）矩不准对人，正在燃烧的焊（割）矩不得放在金属容器内，以防气体逸出，发生燃烧事故。
18）不得手持连接胶管的焊（割）矩爬梯登高，在高空作业时必须佩带安全带。
19）氧气、乙炔减压器必须经过有关部门检查为合格的产品，严禁使用指针失灵、漏气及未经检验的产品。
20）工作完毕后，应将氧气、乙炔瓶阀关好，检查操作场地确认无着火危险后方可离去。
21）工作前应检查焊接导线与焊机连接是否牢固，焊钳是否松动，如有上述情况应及时处理。
22）绝缘手套使用前，必须检查并进行充气试验，发现漏气、裂纹、潮湿等严禁使用。
绝缘靴鞋不得赤脚穿用。
23）电气设备上的警示牌，无关人员不得挪动。
24）电气设备及导线的绝缘部分如有破损或带电部分外露时不得使用。
在运行中出现异常时应切断电源进行检修，严禁带故障运行。
8.2环境保护措施
8.2.1严格执行国家、地方、建设单位和本公司相关文件的规定。
8.2.2对安装现场各作业项目潜在的环境因素要进行评估、确定，对其有可能产生的环境影响进行防范，坚决杜绝其发生的可能性，堵住源头，制定切实可行的方案。
9、现场施工平面图
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