垃圾电厂锅炉焊接方案讲解.docx
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垃圾电厂锅炉焊接方案讲解
平谷区生活垃圾综合处理厂技改升级工程
锅炉焊接方案
山东淄建集团有限公司
2016年1月10日
一、工程概况1
二、编制依据2
三、主要焊接工程量3
四、焊接工艺流程3
五、主要焊接施工设计7
六、焊接施工准备10
七、管道焊接及热处理13
八、作业质量标准及检验要求23
九、环境、安全措施和文明施工27
十、作业过程中人员的职责和权限33
1、工程概况
平谷区生活垃圾综合处理厂技改升级工程-设备安装工程锅炉供货单位为无锡华光锅炉股份有限公司，余热锅炉为单筒炉，自然循环中压锅炉，前吊后支，室内布置，构架采用钢结构连接，按8度地震设防，炉室I、Ⅱ、Ⅲ均为膜式水冷壁结构，在炉室Ⅲ布置高、中、低温过热器及蒸发器受热面，并在高、中、低温过热器之间布置的两级喷水减温器，用来调节过热器出口气温，尾部竖井布置了五组省煤器，平台为格栅平台。
整个炉分为三个炉室，炉室断面尺寸a（深度）×（宽度）=9200mm×5100mm（按水冷壁中心线）。
其中炉室I为燃烧室，其断面深×宽为3600mm×5100mm。
炉室Ⅱ为燃烬室，其断面深×宽为2700mm×5100mm。
炉室Ⅲ为过热室，其断面深×宽为2900mm×5100mm。
除炉室Ⅲ后墙节距150mm外，其余四周节距100mm，用扁钢和管子焊成的膜式水冷壁，水冷壁管均为Ф60×5，材料为20G/GB5310。
锅筒下部由4根Ф273×10的集中下降管供水，下降管入口处为了防止产生漩涡而装有格栅和十字板。
1、余热锅炉技术参数如下：
锅炉型号：
UG-300-23.8/4.0/400-W
额定蒸发量：
23.8t/h
额定蒸汽压力（表压）：
4.0Mpa
额定蒸汽温度：
400℃
锅筒工作压力（设计值）：
4.8Mpa
给水温度：
120℃
一次风热风温度：
230℃
二次风热风温度：
220℃
排烟温度：
190~220℃
排污率：
1%
减温方式：
两级喷水减温
2、垃圾焚烧炉特性如下：
垃圾热值：
4187~8374KJ/kg
垃圾处理量：
300t/d
2、编制依据
1、《锅炉安全技术监察规程》TSGG0001-2012
2、《电力建设施工技术规范第2部分：
锅炉机组》DL5190.2－2012
3、《电力建设施工质量验收及评价规程（锅炉机组）》DL/T5210.2—2009
4、《电力建设施工质量验收及评价规程（焊接）》DL/T5210.7—2009
5、《承压设备无损检测》NB/T47013－2015
6、《工业金属管道工程施工规范》GB50235-2010
7、《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2012
8、公司《焊接工艺评定》
9、《平谷区生活垃圾综合处理厂技改升级工程-设备安装工程组织设计》
3、主要焊接工程量
锅炉主要焊接工程一览表
序
号
名
称
材
质
规格
方法
焊材
焊缝
数量
探伤
比例
1
省煤器
20G
Φ38×4.5
全氩
TIG-J50
210
25%
2
蒸发器
20G
Ф38x5
全氩
TIG-J50
68
25%
3
水冷壁
20G
Ф60x5
全氩
TIG-J50
1195
25%
4
水冷壁
20G
Ф108x7
氩电联焊
TIG-J50
J507
48
25%
5
过热器
20G
Ф38x5
全氩
TIG-J50
174
25%
6
过热器
12Cr1MoVG
Ф38x5
全氩
R31
68
25%
7
下降管
20G
Ф159x8
氩电联焊
TIG-J50
J507
16
25%
8
下降管
20G
Ф273x10
氩电联焊
TIG-J50
J507
8
100%
9
下降管
20G
Ф133x6
氩电联焊
TIG-J50
J507
58
25%
10
下降管
20G
Ф159x6
氩电联焊
TIG-J50
J507
6
25%
11
下降管
20G
Ф108*4.5
氩电联焊
TIG-J50
J507
16
25%
12
顶部连接管
20G
Ф133x6
氩电联焊
TIG-J50
J507
16
25%
13
饱和蒸汽引出管
20G
Ф133x6
氩电联焊
TIG-J50
J507
16
25%
14
集箱封头、手孔端盖
20G
Ф133x12
氩电联焊
TIG-J50
J507
`12
25%
15
集箱封头、手孔端盖
20G
Ф108x10
氩电联焊
TIG-J50
J507
48
25%
16
主给水
20G
Φ89×4
氩电联焊
TIG-J50
J507
30
25%
17
锅炉钢架、平台、扶梯及栏杆、护板等
Q235B
Q345B
电弧焊
J507
460t
4、焊接工艺流程
1、焊接停点控制流程
Y
N
N
Y
Y
Y
N
是否中间检验、后热
后热和中间检验
继续焊接
是否进行焊后热处理
焊缝外观检查
焊缝焊缝无损探伤
是否合格
是否合格
竣工
工程技资料汇总、整理、移交
焊后热处理
工程合同审定后准备开工
工程各项焊接材料收集
工程图纸会审
焊接专业施工方案
焊工
资格证
焊接材料准备
焊接机具和力能配置
质保措施及技术措施方案
工程焊接质量计划
资格证
核查
焊材管理
单位、分部、分项工程焊接技术交底
对口工艺检查
是否预热
预热
焊接
打上焊工钢印
焊接技术交底
交底记录
焊接材料领用
焊材领用单
焊接设备调试
不合格
拒绝施焊
焊接前检查
安全设施:
防风
防雨措施:
坡口清理:
对口质量
不合格
返修
施焊
焊后表面清理
外观质量检验
焊工自检记录单
焊工自检记录单
层间清理
质量检查
专职质检员
按比例抽检
无损检验委托
无损检验
合格
出具检验报告
焊工自检记录单
焊工自检记录单
焊工自检记录单
存档
焊口返修
通知
焊口返修
记录
2焊接质量控制流程
开始
技术交底
专职工程师交底
参加人员
班组负责人
班组长
材料保管员
交底内容
施工项目
技术措施
工艺纪律
质量目标
质量标准
安全措施
重大施工项目交底
组织施工
人员讨论
归纳意见
修改补充
合格
下达施工任务
焊接施工人员
班（组）级交底
班组负责人主持
班组工程师交底
参加人员
班组负责人
班组工程师
交底内容
焊接材料
焊接方法
焊接工艺
热处理工艺
验收标准
下达施工任务
结束
按制度审批
交底记录
施工任务单
交底记录
施工任务单
存档
3、焊接技术交底流程
5、主要焊接施工设计
1、焊接工艺方案
1.1锅炉受热面：
a．受热面管道材质材质20G，规格：
φ38×4.5，φ38×5，φ40×5，采用全氩弧焊工艺；Φ108×7采用全氩弧焊封底，电弧焊盖面。
根据火电厂焊接技术规程（DL/T869-2012），焊前不预热，焊后不做热处理。
b.受热面管道材质12Cr1MoVG,规格φ38×5，采用全氩弧焊工艺，焊前拉长电弧预热，再填充焊丝。
焊后缠绕石棉缓冷。
根据根据火电厂焊接技术规程（DL/T869-2012），焊后免做热处理。
c.碳钢20G焊接使用焊丝牌号：
TIG-J50，规格：
φ2.5。
碳钢20G焊接使用焊条牌号：
J507。
合金钢12Cr1MoVG焊接使用焊丝牌号：
R31，规格：
φ2.5。
1.2锅炉连接管：
a.锅炉顶部连接管材质为20G,规格：
φ133×6，采用全氩弧焊封底，电弧焊盖面，根据火电厂焊接技术规程（DL/T869-2012），焊前不预热，焊后不做热处理。
b.封底焊丝：
碳钢管采用牌号：
TIG-J50，规格：
φ2.5。
盖面焊条采用牌号：
J507，规格：
φ2.5，φ3.2。
1.3降水管：
a.锅炉降水材质为20G,规格：
φ273×10，φ159×8，φ159×6，φ133×6，φ108×4.5采用氩弧焊封底，电弧焊盖面，根据根据火电厂焊接技术规程（DL/T869-2012），焊前不预热，焊后不做热处理。
b.封底焊丝牌号：
TIG-J50，规格：
φ2.5。
盖面焊条采用牌号：
J507，规格：
φ2.5，φ3.2，φ4.0。
2、焊接方法
2.1为了保证焊接根部质量，外径小于60mm的锅炉受热面管子及承压的锅炉范围内的连络管，连通管采用全氩弧焊接。
2.2外径大于60mm，壁厚大于5mm的承压汽、水、油管路采用氩弧焊封底，电弧焊盖面的焊接。
2.3全厂燃油管路，润滑油管路采用全氩弧焊。
2.4主给水系统：
外径大于60mm，采用氩弧焊封底，电弧焊盖面，其余管道均采用全氩。
2.5各种排污，取样管采用全氩弧焊。
2.6全厂范围内钢结构，密封，支撑，支吊架等焊接采用电弧焊。
3、主要项目焊接工艺参数。
3．1锅炉钢架主立柱，主横梁焊接：
a.按照图纸要求：
70°V型坡口，1mm的纯边高度，0.5~1.5mm的对口间隙。
b.电焊条牌号：
J507，规格：
φ3.2，φ4.0mm。
c.焊接电流：
160~210A。
d.焊接层数：
最少三层。
3．2其它钢结构焊接遵照下列原则：
a.电弧焊时：
Q235B，选用J427电焊条。
b.需氩弧焊的碳钢焊丝选用TIG-J50，规格φ2.5mm。
c.气焊焊丝选用H08或H08Mn系列（碳钢）。
e.一般支撑结构选用J422电焊条。
3.1锅炉立柱对焊的焊接：
a.锅炉立柱的对接施焊在组合平台上进行。
b.锅炉钢架拼装时所涉及的接头型式有：
对接、搭接、角接、V型等接头型式。
立柱对焊的对接坡口是V型，采用两人同时在焊口的对称方向进行施焊。
c.第一层打底焊应采用Φ3.2焊条施焊，次层焊缝采用Φ4.0焊条施焊。
对接焊缝的外表应与柱（梁）的几何平面平齐，如焊缝高出则应打磨掉余高，再加焊盖板。
d.焊盖板时应先焊侧面盖板（加强板）后焊正面盖板。
侧面盖板（加强板）焊接时每一层焊道采用逆向对称分段跳焊法。
焊完第一层后再焊第二层、第三层。
详见下图所示：
3.2立柱与横梁连接的焊接
a.采用双人对称焊接.
b.找正立柱托座与各横梁最佳结合面时，先点焊立柱上、下托座与横梁的结合面。
c.安装时，将横梁首先焊到立柱支撑的牛腿上，然后焊接侧面连接盖板，最后焊接上面的连接盖板。
3.3顶部框架的焊接
顶部框架的焊接是相互垂直的梁的焊接，单个搭板接头的焊接采用分段退焊法或跳跃分段法进行施焊，而且要求各人焊接速度基本一致，焊接规范及步聚相同。
从整体机构讲，先焊大梁与次梁的接头，后焊小梁与大梁或次梁的接头。
大板梁与次梁的焊接为4人同步焊接，小梁与大板梁或次梁焊接时，其焊部位应分散开来，人数的分布以物件受热不过分集中为原则。
3.4水冷壁的焊接
焊接时应首先仔细检查焊机是否可以正常工作，并将焊机调试到最佳状态。
正式焊接前，在工作点附近准备1块废铁板，以便随时调试焊接规范参数时使用，严禁在设备上调试电流或乱点乱焊。
管排对口点焊时应注意，由于受焊接过程中收缩应力的影响，对口顺序为先点焊每片管排间隙最小的焊口为固定管，再由小到大依次点焊整片管排。
点口前应认真检查焊口是否存在折口现象，点口必须在坡口根部进行上下对称点焊，点焊时工艺要求与正式施焊同等对待，点焊的长度不得少于15mm。
焊接前必须对所点焊缝进行检查，确认无缺陷后立即进行施焊。
为减少焊接变形和焊接应力，水冷壁管排组合焊口亦采用上下两人对称焊。
焊接当中若发现问题要及时的用机械方法进行缺陷清理，确认无缺陷后继续焊接。
当日所点焊口必须当日完成，若被迫中断必须采取有效的措施（如防潮.缓冷等）后方可离开工作岗位。
重新焊接时，检查焊接接头有无缺陷，确认无缺陷后继续按原工艺焊接。
施焊中，要特别注意接头和收弧的质量，收弧时，要将弧坑填满，多层多道焊的接头必须错开。
对口时所用的铁楔在焊口未焊完前不得拆除，严禁出现未焊、漏焊现象，防止产生咬边、夹渣等表面缺陷，如有发现应立即予以消除。
焊缝熔化良好，焊道排列整齐，焊道表面成型美观，保证焊接施工质量。
焊接完成后，立即对焊缝进行清理自检，自检合格后在管排两端焊口处打上焊工本人钢印代号。
六、焊接施工准备
1、焊接劳动力计划
焊接劳动力计划表
类别
2015年
2016年
11
12
1
2
3
4
5
焊工
8
14
14
15
15
12
10
热处理
-
1
1
1
1
1
1
无损检验
-
1
1
1
1
1
1
焊接质检员
1
1
1
1
1
1
1
2、施工机具准备
序号
设备名称
型号
单位
数量
用途
1
逆变直流焊机
ZX7-400
台
12
焊接钢结构、管道
2
气焊工具
台
12
金属切割
3
焊条烘干箱
ZYHC-30
台
1
烘干焊条
4
保温筒
JZ150
台
20
焊条保温
5
锉刀
把
25
打磨管道坡口
6
手砂轮机
台
25
打磨管道坡口
7
打磨机
台
4
打磨管道坡口
8
内磨机
台
6
打磨管道坡口
9
氩弧焊机
WS-400型
台
4
氩弧焊焊接
3、焊材库的布置及焊材管理
3.1根据本工程实际情况，保证工程的焊接质量，在仓库建立一个焊材存放区。
焊材存放区由专人负责管理，并将配置1台烘干能力在100kg温度500℃带保温箱的烘干箱，配置堆放货架3个用于放置合格的焊条、焊材。
焊材库平面布置图
3.2焊接材料管理
A焊接材料的管理包括从计划采购申请单的编制。
焊接供应商的确认，一直到焊接材料的保管烘焙、发放、回收的全过程。
B焊接技术人员根据本工程被焊材质的化学成份，焊接工艺有关规范标准的质量要求，编制焊接材料计划采购申请单。
C采购员按采购单要求在我方评审后列入合格供应商名单内的厂商中采购相应的焊接材料所采购的材料质保书与实物同行。
D入库验收时核对随行质保书,确保质保书标明的批号与实物一致。
E焊接材料的保管,焊材保管员应掌握焊接材料的存放条件及库房的温度、湿度,做好出入库台帐,库存的焊接材料应按材料的牌号、批号、规格等堆放整齐,分区排列,并挂上标牌。
F焊条的烘焙，焊条的烘焙由专人负责。
焊条烘箱应配备自动温度、时间控制器和自动记录仪，不得在同一干燥层烘干不同牌号的焊接材料，每一层烘干的焊接材料应均匀堆放，堆放不宜过厚。
为了便于取用，烘干箱内要设置耐热牌，清楚标识烘焙层焊接材料的牌号、规格、批号等。
烘焙的焊条待温度降至1000C左右时，将烘干箱温度调制恒温温度以备使用，焊条烘焙做好各种重要参数的记录，焊条烘焙温度，产品说明书如无规定，酸性焊条烘干温度1500C-2500C保温1.5-2小时。
碱性焊条烘干温度3500C-4000C，保温1.5-2小时。
焊条产品说明书有规定，按产品说明书进行。
G焊接材料的发放：
一级库按批准的施工任务单要求的牌号、规格、数量进行发放，一级库按作业队小组长签发的施工任务单领取焊接材料。
施焊作业人员一次领用的焊接材料不宜过多，一般不超过一焊条保温筒的数量。
发放员要填好焊材发放记录，焊材发放单上要清楚标明每名焊工所领用的牌号、规格、数量。
H焊条的回收:
一级库每天回收焊工从施工现场带回用剩的焊条,回收与发放一样。
I焊接材料保管储存、烘干、发放、回收检查。
工地焊接人员应定期对焊材的保管储存、烘干、发放、回收记录进行检查、对库存标识，烘箱内标志等情况，定期检查，并做好检查记录，发现问题及时整改。
J工地焊接材料保管员对焊接材料的保管、储存、烘干、发放、回收等记录的收集，整理、保存工作。
整理焊接材料入库台帐，焊接材料储存记录、焊接材料烘干记录、焊接材料发放回收记录。
4氩气
所用氩气的纯度不得低于99.99%。
氩气瓶集中放置在专用的瓶架上。
氩气皮管布置整齐、不影响通道，同时要防止人员、机具和材料挤压氩气皮管，以免影响氩气保护效果。
9.5钨极
选用铈钨极，牌号为Wce-20，规格为2.0mm。
七、管道焊接及热处理
1、施工准备
1.1技术准备：
在加热炉炉管工开工前，要仔细审阅加热炉炉管施工图纸及施工技术要求，了解炉管的施工程序及技术要求，在正式施工前对所有参加炉管施工的人员进行施工技术交底。
1.2施工机具的准备：
根据施工技术要求及工程量配备足够的处于完好状态的机具设备（包括各种焊机、坡口机、热处理机、试压泵等）。
1.3施工现场的准备：
根据总体施工规划，合理布置炉管的预制场地，炉管及预制好的半成品要摆放整齐美观。
1.4管道采用边预制边安装进行施工，不但要施工要精心组织、严格管理，而且需要安排精兵强将抢建，抽调技能高、责任心强的员工在短期内完成。
1.5由于管道厚壁管，焊接量大、要求高，为保证质量和进
炉管的焊接选择由高水平焊工经培训考试合格后上岗施焊。
2材料到货检查
2.1管道应具有出厂合格证和质量证明文件，其内容应符合国家标准及有关技术条件的要求；到货管道的标识不清或与质量证明文件不符或对文件中的特性数据或检验结果有异议，供货单位应按相应标准做验证性检验或追溯到产品制造单位，异议未解决前，该批产品不得使用。
2.2焊接材料应具有出厂合格证和质量证明文件。
2.3管道在使用前必须进行外观检查，其表面质量应符合相应产品标准，不合格者不得使用。
（1）钢管内、外表面不得有裂纹、折叠等缺陷；钢管表面的锈蚀、凹陷、划痕及其他机械损伤的深度，不应超过相应产品标准允许的壁厚负偏差；钢管端部、坡口的加工精度及粗糙度应达到设计文件或制造标准的要求；有符合产品标准规定的标识。
（2）管件的表面不得有裂纹，外观应光滑、无氧化皮，表面的其他缺陷不得超过产品标准规定的允许深度。
坡口加工精度及粗糙度应符合产品标准的要求。
焊接管件的焊缝应成型良好，且与母材圆滑过渡，不得有裂纹、未熔合、未焊透、咬边等缺陷。
2.4合金钢管及管件主要为高温过热器管束及水冷壁密封件，按规定做100%做进行光谱分析。
2.5管子与管件经检查验收合格后应做好标识，并按不同材质规格分别摆放、保管。
2.6焊接材料的储存、保管应符合下列规定：
（1）焊材库必须干燥通风，库房内不得有有害气体和腐蚀介质。
（2）材料应按种类、牌号、批号、规格和入库时间分类放置。
（3）焊材库内应放置温度计和湿度计，保持库内温度不低于5℃，相对湿度不大于60%。
3管道的预制安装
3.1管道的预制
（1）管道的预制在预制场进行，预制前进行调直，机加工坡口，并将坡口两侧各20mm范围内的毛刺及其它污物清除干净，打磨出金属光泽；对下完料管线及时做好标识移置。
（2）水冷壁管要在专门胎具上进行组焊预制。
专用胎具根据设计情况进行制作，保证炉管组对的共面性、中心距的正确性和平行度要求，并能充分的支承以便于组对焊接施工。
（3）为了便于安装和保证工期，水冷壁的预制在工厂分片进行。
安装其余焊口待预制段安装后进行组对、焊接。
3.2管道的组对、焊接、坡口加工等常规要求参见工艺管线施工方案的要求。
4、坡口加工及组对、点焊
a、碳钢炉管：
下料坡口采用氧-乙炔焰切割，砂轮机打磨。
b、水冷壁管道：
下料坡口采用机械加工或等离子切割，砂轮机打磨，打磨要用专用砂轮片。
坡口加工尺寸见如下图:
δ
30°±2.5°
1±0.5mm
图1
c、组对前应彻底清除焊丝、坡口及管内外侧的污物，并防止再次污染；组对、点焊前对合金钢坡口进行100%渗透检测；检查坡口几何尺寸是否符合要求。
d、组对口内壁错口不超过0.5mm；点焊不少于3点，采用过桥式点焊，正式焊时起焊点应在两焊缝之间，焊到定位焊处将焊点磨掉。
e、组对前，炉管应矫直，弯曲度不应大于1/1000，且整根炉管长度不超过6m时，全长弯曲度不应大于4mm，超过6m时全长弯曲度不应大于8mm；焊在180度急弯弯管或焊接回弯头上的两根炉管的两端应齐平，长短相差不应大于2mm。
5、焊接
（1）焊接方法
①≤DN50管道采用全氩弧焊焊接，并根据焊接位置而定；
②＞DN50的焊口采用钨极氩弧焊打底，手工电弧焊盖面焊接。
（2）点焊和点固焊
点焊必须由合格焊工操作，点焊工艺及焊接材料与正式施焊一致，点焊长度25~35mm。
点焊后应检查各个焊点质量，若发现缺陷，应立即清除，重新进行点焊。
（3）施焊
①打底焊
打底焊接采用手工钨极氩弧焊。
打底焊接质量要求同正常施焊一样。
打底焊接必须在管口点焊后立即进行，且应一次完成。
②盖面焊
对于≤DN50的管子，填充和盖面均采用钨极氩弧焊；对于＞DN50的管子，填充和盖面焊采用手工电弧焊。
③打底后检查根层焊缝无缺陷应及时进行次层焊缝的焊接，以防产生裂纹。
多层多道焊缝焊接时，应逐层进行检查，经自检合格后方可焊接次层，直至焊完。
④施焊中，每焊完一层后，应将药皮和飞溅清理干净，并仔细检查有无缺陷，如果有缺陷，必须将缺陷清除后，才能进行下一层的焊接。
⑤施焊中应特别注意接头和收弧质量，收弧时应将熔池填满，多层多道焊缝的接头应错开，错开量为30~50mm；应尽量避免在拐角处收弧、起弧。
⑥无特殊情况时一个焊口应一次焊完。
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，方可按工艺要求继续施焊。
12Cr1MoVG的管子焊前预热200-300℃，层间温度≤300℃。
6、焊接工艺参数
焊接工艺是焊接过程中最重要的控制点，焊接过程中必须严格按照焊接工艺参数进行施焊。
焊接参考参数如下表（表1~表13）所示。
表1（省煤器）
材质
20G
规格
Φ38x4.5
焊层数/
焊道数
焊接
方法
焊丝牌号及
直径（mm）
焊接电
流（A）
极性
电弧电压（V）
氩气流量（L/min）
Ⅰ/1
GTAW
TIG-J50/Φ2.5
80~90
正接
12~14
6~8
Ⅱ/1
GTAW
TIG-J50/Φ2.5
75~85
正接
12~14
6~8
表2（蒸发器、过热器）
材质
20G
规格
Φ38x5
焊层数/
焊道数
焊接
方法
焊丝牌号及
直径（mm）
焊接电
流（A）
极性
电弧电压（V）
氩气流量（L/min）
Ⅰ/1
GTAW
TIG-J50/Φ2.5
80~90
正接
12~14
6~8
Ⅱ/1
GTAW
TIG-J50/Φ2.5
75~85
正接
12~14
6~8
表3（水冷壁）
材质
20G
规格
Φ60x5
焊层数/
焊道数
焊接
方法
焊丝牌号及
直径（mm）
焊接电
流（A）
极性
电弧电压（V）
氩气流量（L/min）
Ⅰ/1
GTAW
TIG-J50/Φ2.5
80~90
正接
12~14
6~8
Ⅱ/1
GTAW
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