换管焊接及热处理施工方案.docx
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换管焊接及热处理施工方案
1工程概况1
2编制依据1
3人员、设备配备1
3.1施工现场应具备的条件1
3.2人员组织（见表1）1
3.3人员分工2
3.4材料、设备的准备2
3.4.1焊接及热处理用工器具2
3.4.2工器具要求3
4施工进度计划4
5施工工序、工艺及要求4
5.1施工工序（见图1）4
5.1.1焊接施工工序4
5.1.2热处理施工工序4
5.2工艺及要求5
5.2.1焊口组对5
5.2.2焊口点固焊5
5.2.3焊前预热5
5.2.4焊接材料准备6
5.2.5打底焊接6
5.2.6其它层道的焊接7
5.2.7施焊要求8
5.2.8焊后热处理9
6焊接热处理工艺措施9
6.1温度测量9
6.2加热范围与加热装置的安装10
6.3温差控制与保温10
6.4工艺质量控制措施10
6.5焊接热处理过程曲线图11
高过管座更换焊接及热处理施工方案
1工程概况
1.1工程名称：
九江2#机组高过管座更换项目
1.2施工地点：
九江2#机组锅炉本体
1.3工程特点：
本项目为管座焊接及焊后热处理，由于集箱管座本身的特殊性，焊后热处理是保证焊缝质量的关键。
为保证焊缝得到充分热处理，加热器布置较多，需要多种规格加热器进行配合，通过分区控温、过程温度控制等达到热处理的效果。
高过集箱筒身材质为SA335-P92，规格为Φ711×155；管座材质SA213-P92，规格为Φ45×13。
2编制依据
2.1《关于九江电厂2#炉高过管座更换事宜》。
2.2《火力发电厂焊接热处理技术规程》DL/T819-2019
2.3火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2012
2.4GB/T16400-2015《绝热用硅酸铝棉及其制品》
3人员、设备配备
3.1施工现场应具备的条件
3.1.1现场焊机房、热处理机采用集装箱布置，并保证提供充足的动力电源。
3.1.2夜间施工应有充足的照明。
3.1.3在焊接、热处理场所准备足够的灭火器。
3.2人员组织（见表1）
表1人员组织
序号
施工人员类别
数量
1
负责人
1人
2
技术员
1人
3
焊工
2人
4
热处理人员
2人
3.3人员分工
3.3.1负责人全权负责焊接和焊后热处理过程中的安全、质量、进度、文明施工工作。
对安全，质量，生产进度负有主要责任。
3.3.2技术人员负责编制施工方案，施工前熟悉现场施工环境并检查落实安全施工条件，对施工人员进行施工方案交底。
3.3.3热处理人员
3.3.3.1开工前，认真阅读施工方案，了解清楚部件的材质与规格，掌握热处理的各种参数和质量标准，并且熟悉现场，对施工现场进行危险源和环境因素识别。
3.3.3.2了解施工现场的准备情况，参照施工方案检查是否具备条件，以确保热处理人员的安全和保证热处理质量，同时做好准备工作。
3.3.3.3技术员对施工班组进行技术交底，让施工人员熟悉施工方案，掌握施工方法及工艺，并让其签字。
同时清楚明白施工中应该注意的事项、环保问题、安全问题等。
3.3.3.4所有热处理操作人员均具有有效期内的操作证件（协助人员除外）。
3.3.4焊工
3.3.4.1参加施焊的焊工按照国家质量监督检验检疫总局2010版《特种设备焊接操作人员考核细则》TSGZ6002-2010或《焊工技术考核规程》DL/T679-2012的具体要求进行考试，并取得相应项目的合格证。
3.3.4.2焊工技术水平应为Ⅰ类，且具有在有效期内的相应合格项目，具有丰富的焊接经验。
3.4材料、设备的准备
3.4.1焊接及热处理用工器具
见下表2：
表2主要焊接及热处理工器具
机具名称
数量
要求
电焊机
2台
氩弧把
2套
电焊线
100m
远红外电脑温控仪
1台
设备就位后，应认真检查和调试，保证其安全可靠，能满足使用要求。
现场使用的电脑温控仪必须经过检验合格。
热电偶
15支
热端不得有开裂、气孔和老化等现象，且热敏性能良好。
柔性陶瓷电阻加热器
按需做热处理的现场焊口数量确定
功率应满足使用要求，辐射性能良好。
热处理记录仪
6台
经过校验，并在有效期内。
远红外测温枪
1把
经过校验，并在有效期内。
铁丝
1捆
钢丝钳
2把
3.4.2工器具要求
3.4.2.1电焊机调节灵敏、工作稳定、外壳接地良好，无静电现象，一、二次线绝缘良好，无裸露现象，地线统一标准化。
3.4.2.2焊钳应有良好的绝缘性能和隔热性能。
3.4.2.3电焊线、热处理导线经检查完好，如有裸露的地方立即用绝缘胶布进行包扎，电焊线、热处理导线拉设集中布置，要做到横平竖直，过道时要采取可靠的保护措施。
3.4.2.4热处理所用器具如钢丝钳、螺丝刀等必须绝缘良好。
3.4.2.5氩弧焊枪质量良好，不漏气，应有良好的绝缘性能和隔热性能。
氩气表经计量鉴定合格。
3.4.2.6所需热处理材料主要有：
硅酸铝真丝毯保温棉、无尘石棉布（1m宽的，厚度为1.0mm）、铁丝等。
保温材料符合GB/T16400-2015《绝热用硅酸铝棉及其制品》规范要求，且经检验合格，耐高温，透气性能良好。
3.4.2.7热处理设备应满足工艺要求，参数调节灵活、方便，通用性好，运行稳定、可靠，并满足安全要求。
计算机温度控制系统的显示温度应以自动记录仪的温度显示为准进行调整。
3.4.2.8热处理机应布置在干燥场所，电源开关应有漏电保护装置，热处理棚及热处理机接地良好。
施工前检查热处理机性能。
热处理所用仪器、仪表需经计量鉴定合格。
3.4.2.9热电偶选用最大量程在800-1000℃的热电偶。
3.4.2.10热处理导线经检查完好，如有裸露的地方立即用绝缘胶布进行包扎。
热处理导线拉设应集中布置，要做到横平竖直，热处理线过道要采取可靠的保护措施。
4施工进度计划
具体施工进度计划遵循现场施工要求。
5施工工序、工艺及要求
5.1施工工序（见图1）
5.1.1焊接施工工序
见图1
图1焊接施工工序图
5.1.2热处理施工工序
见图2
图2热处理施工工序图
5.2工艺及要求
5.2.1焊口组对
5.2.1.1坡口加工
坡口制备应以机械加工的方法进行,如下图3所示。
图3坡口加工图
焊前应对坡口及其内外壁附近15mm范围内进行清理和打磨，无油漆、水分、油脂及铁锈，并露出金属光泽。
坡口检查项目：
坡口及附近不得有裂纹等缺陷（可用放大镜检查），施焊前还应检查坡口形状、尺寸及清洁度。
5.2.2焊口点固焊
当点固焊的点固数量不少于3点。
分别位于立焊及平、仰焊处；厚度不小于3mm、长度为15-20mm。
点固焊完毕后一定要检查对口间隙是否合适，点固焊缝有无缺陷，如有缺陷，必须用砂轮或锋钢锯条将缺陷磨掉，重新点焊。
5.2.3焊前预热
5.2.3.1采用远红外电加热自动控温，预热温度200-250℃，当预热温度达到要求后，还需恒温30min以上，在整个预热过程中采用热处理跟踪控制层间温度，由热处理工监控，以保持温度均衡。
5.2.3.2预热片布置为筒身环向在管座中心线两侧各布置2片预热加热器，采取分区控温，加热器宽度不小于550mm；管座小加热器，加热器宽度不小于100mm。
预热片及热电偶布置图见图4.
图4焊前预热加热器布置
5.2.4焊接材料准备
焊丝：
采用THERMANITMTS616，规格Ф2.4；焊条：
CR-12S，规格Ф3.2。
5.2.4.1焊口焊接所用的焊条、焊丝应存放在干燥、通风良好、温度大于5℃且相对空气湿度小于60%库房内。
焊条在使用前应进行烘焙，重复烘焙不能超过两次。
烘焙温度和时间一般应按焊条说明书进行或按照制造厂的规定执行,带入现场的电焊条必须放置于保温筒中，温度保持在80-120℃，随用随取。
5.2.4.2焊接材料质量应符合国家有关（NB/T47018-2017等）标准，必须具有合格证及材质证明书。
5.2.4.3焊丝在使用前应将水分、铁锈、油污清理干净，并露出金属光泽。
5.2.4.4氩弧焊工艺所用钨棒、氩气应符合国家或行业相关规定，氩气纯度不低于99.99﹪，施焊前应检查氩气纯度。
焊口焊接时氩气瓶应采用集中布置，且有可靠的固定防护。
钨极选用铈钨棒作为钨极氩弧焊的钨极，规格为：
Φ2.5mm，且有生产厂家的合格证件，钨棒在使用前应将端部磨制成圆锥形。
5.2.5打底焊接
5.2.5.1采用钨极氩弧焊打底，焊接电源采用直流电源正接法。
5.2.5.2打底前应对管子内壁进行充氩保护，见图5所示，用可溶性纸将管子内壁封堵，做成气室，打底焊接前，管内所充氩气必须达到饱和状态，焊工可用打火机检验充氩是否良好，火焰熄灭证明充氩良好，否则应继续充氩，氩气流量控制在10-20L/min,施焊过程中流量适当降低至8-10L/min。
图5充氩示意图
5.2.5.3采用钨极氩弧焊打底，根层焊缝经检查合格后及时进行次层焊缝的焊接。
打底顺序如图5所示。
5.2.5.4主要技术参数见表2
表2主要技术参数
焊接位置
焊接电流
焊接电压
焊接速度
氩气流量
背面保护氩气流量
吊焊
110-120（A）
10-14（V）
40-70mm/min
8-12L/min
10-20L/min
5.2.6其它层道的焊接
5.2.6.1其他焊道采用手工焊条电弧焊，焊接电源采用直流电源反接法
5.2.6.2焊接顺序见图7。
图7焊接顺序图
5.2.6.3主要技术参数见表3
表3主要技术参数
焊条规格
焊接位置
焊接电流
焊接电压
焊接速度
Φ3.2
吊焊
100-130（A）
20-30（V）
50-100mm/min
手工电弧焊填充盖面应采用多层多道焊，焊道的单层增厚不大于所用焊条直径；单焊道宽度不大于所用焊条直径的4倍。
5.2.7施焊要求
5.2.7.1焊接过程中，层间温度控制在200-250℃范围内。
热处理工随时监控管温度，发现温度偏低进行加温，如果偏高立即通知焊工停焊，等待恢复正常时再焊，焊接过程中，用远红外测温枪随机监控温度。
5.2.7.2焊接电弧的引燃应在坡口内进行，严禁在管子坡口以外引燃电弧或进行焊前电流试验；
5.2.7.3点固焊缝应在正式施焊前进行认真检查（要求点固焊缝不得有任何焊接缺陷存在，否则应将其打磨掉，重新进行点固焊）；
5.2.7.4在根层焊缝检查合格后方可进行次层焊缝的焊接，以防止产生裂纹；
5.2.7.5施焊过程中，焊工应特别注意接头和收弧的质量，发现问题应即时进行处理，收弧时应将熔池填满；
5.2.7.6根部焊缝焊接完成后，应进行认真清理，在保证根层焊缝的质量后方可进行其它层道的焊接。
5.2.8焊后热处理
5.2.8.1焊接完毕后,将焊缝冷却到80-100℃恒温1-2h.
5.2.8.2焊后热处理升、将温速度按≤55℃/h。
5.2.8.3焊缝厚度按照DL/T819-2019《火力发电厂焊接热处理技术规程》6.44中的规定进行计算,名义焊缝约为27mm，：
δ'=h+tb≈14+13=27mm
δ'表示名义焊缝厚度
h表示焊缝计算厚度
tb表示管座管壁厚度
图8焊缝厚度计算图
5.2.8.4焊后热处理恒温温度为750-770℃，恒温时间3h。
5.2.8.5焊后热处理布置为筒身环向在管座中心线两侧各布置2片加热器，采取分区控温，加热器宽度不小于550mm；管座小加热器，加热器宽度不小于150mm。
为了防止其他管座散热影响焊缝的热处理效果，可在管座两侧对称布置辅助加热器，辅助加热器温度控制在350-400℃。
加热器及热电偶布置图见图4。
图9焊后热处理加热器布置图
6焊接热处理工艺措施
6.1温度测量
6.1.1电加热采用接触法测温。
6.1.2热电偶测温要求如下：
a）选用最大量程为800-1000℃、规格为K分度的防水型铠装热电偶；
b）安装热电偶时，用#16铁丝将其牢固地绑扎在管子上，不得脱空或摇动；
c）热电偶的安装位置，应以保证测温准确可靠、有代表性为原则。
e）热电偶安装前应用肉眼检查，热电偶的热端不得有开裂、气孔和老化等现象，避免因热电偶失灵而影响热处理质量。
6.2加热范围与加热装置的安装
6.2.1安装加热器时，应将焊件表面的焊瘤、焊渣、飞溅等清理干净，使加热器与焊件表面贴紧。
6.2.2按照《关于九江电厂2#炉高过管座更换事宜》采用分区加热。
6.3温差控制与保温
6.3.1焊接热处理恒温过程中，任意两侧温热电偶显示的数据的差值应符合规定的温度范围，且不超过20℃。
6.3.2加热器外采用硅酸铝纤维毯进行保温，保温范围应超出加热范围150mm以上，保温厚度不小于80mm。
6.3.3加热器、保温棉均需绑扎牢固，不得松动。
6.4工艺质量控制措施
1）焊接热处理升温应进行下列核查：
2）加热及测温设备、器具是否符合工艺要求；
3）加热装置的布置、温度控制分区是否合理；
4）加热范围是否符合标准或规范要求，保温层的宽度、厚度是否合适；
5）温度测点的安装方法、位置和数量是否符合工艺要求；
6）设定的加热温度、恒温时间、升降温速度等是否符合工艺要求；
7）焊接热处理后的自检要求是：
a.工艺参数在控制范围内，自动记录曲线完整，清晰；
b.热电偶无损坏、无移位；
c.焊接热处理记录曲线与施工方案规定吻合；
d.焊件表面无裂纹、无异常。
6.4.1电源接通前，将热电偶电缆安装在温度记录仪上检查所有插头是否接触良好。
6.4.2根据给定工艺参数，操作电脑温控设备，工艺一经确定，不得擅自更改。
6.4.3在热处理的整个过程中，应保证被处理焊口不得震动晃动，应避免加热片局部出现高温过热。
6.4.4安装管道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。
6.5焊接热处理过程曲线图
参见下图10:
6.6热处理要点
6.6.1采用氩弧打底2层加电弧焊接方法
6.6.2氩弧打底前温度强热150℃-200℃，1-2小时后施焊。
电弧焊接前强热温度200℃-250℃。
预热宽度每侧150mm。
焊接过程中层温度不得超过250℃。
6.6.3焊条直径3.2mm，再350℃烘箱内烘烤4小时，使用时装入保温桶，随用随取，不得受潮。
6.6.4焊接时尽量采用小电流，每层加厚不超过焊条直径，每道焊缝宽度不超过9mm。
6.6.5焊后缓慢冷却到80~100℃，恒温2小时候进行热处理，350-400℃保温3小时，然后进行高温回水热处理，以升温速度150℃/h升到750-770℃恒温3小时，以降温速度150℃/h降到300150℃/h。
6.6.6冷却到室温24小时后进行检验。
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