四大管道焊接施工方案最终.docx
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四大管道焊接施工方案最终
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施工方案
工程名称：
编制单位：
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年月日
1、工程概况
四大管道焊接主要包括主蒸汽管道及旁路管道焊接、空预器加热蒸汽管道焊接、除氧器加热蒸汽管道焊接和高压给水管道焊接。
主蒸汽管道分为余热锅炉主蒸汽管道和汽轮发电机组主蒸汽管道两大部分,余热锅炉部分管道主要是从锅炉集汽集箱电动调节阀出口处接至锅炉间3.36米的位置并做好二期蒸汽接口的预留。
余热锅炉部分管道主要是Φ159×9，15CrMo的无缝钢管和Φ219×10，15CrMo无缝钢管，其设计温度为410℃，设计压力为4.2MPa，最高工作压力为4.2MPa。
此部分共设立4个疏水点，疏水阀前的管道采用的是Φ25×3，15CrMo的无缝钢管，疏水阀后采用的是Φ25×3，20#的无缝钢管。
汽轮发电机组蒸汽管道部分是从锅炉间3.36米处接至汽轮机主汽门，管道采用的是Φ219×10，15CrMo的无缝钢管，其设计温度为410℃，设计压力为4.2MPa，最高工作压力为4.2MPa。
此外在电动调节阀组前还设立一个主蒸汽旁路，旁路接至凝汽器排气设备。
蒸汽旁路采用的是Φ480×16，20#的无缝钢管和Φ325×13，20#的无缝钢管，其设计温度为160℃，设计压力为0.6MPa，最高工作压力为0.6MPa。
空预器加热蒸汽分为高压加热蒸汽和低压加热蒸汽两个部分。
高压加热蒸汽是从锅炉汽包引出饱和蒸汽接至空预器高压蒸汽入口；低压加热蒸汽是从主蒸汽管道引出过热蒸汽经减温减压装置后接至空预器低压蒸汽入口。
加热蒸汽都是用于将进入锅炉前的空气预热到一定温度。
高压加热蒸汽管道主要是Φ57×4,20#的无缝钢管，其设计温度为262℃，设计压力为4.8MPa，最高工作压力为4.8MPa。
低压加热蒸汽管道减温减压装置前的管道采用的是Φ89×4.5，15CrMo的无缝钢管，其设计温度为410℃，设计压力为4.2MPa，最高工作压力为4.2MPa；减温减压装置后的管道采用的是Φ159×5,20#的无缝钢管，其设计温度为300℃，设计压力为1.6MPa，最高工作压力为1.3MPa；
除氧蒸汽管道是从锅炉汽包处引出饱和蒸汽经减温减压装置后接至除氧器蒸汽入口。
减温减压装置前的蒸汽管道采用的是Φ57×4,20#的无缝钢管，其设计温度为262℃，设计压力为4.8MPa，最高工作压力为4.8MPa；减温减压装置后的管道采用的是Φ108×4,20#的无缝钢管，其设计温度为300℃，设计压力为1.6MPa，最高工作压力为1.3MPa；
高压给水管道是将合格的除盐水通过高压水泵送至锅炉省煤器里面，高压给水管道主要采用的是Φ133×4,20G的无缝钢管，其设计温度为130℃，设计压力为6.6MPa，最高工作压力为6.6MPa。
2、执行标准
1）焊工技术考核规程DL/T679-2012
2）火力发电厂焊接技术规程DL/T869-2012
3）火力发电厂焊接热处理规程DL/T819-2010
4）管道焊接接头超声波检验技术规程DL/T820-2002
5）钢制承压管道对接接头射线检验技术规程DL/T821-2002
6）电站钢结构通用技术条件DL/T678-1999
7）电力建设施工质量验收及评价规程第7部分（焊接篇）DL/T5210.7-2010
8）电力建设安全工作规程
9）设计图纸和生产厂家提供的标准和技术要求。
3、焊接施工程序
母材
除锈
坡口
组对
预热
质保书审查
机械除锈
机械加工
组对间隙
电加热
高压管材质复验
喷砂除锈
.坡口角度
错边量
预热温度
合金钢光谱分析
物理除锈
钝边
同心度及垂直度
焊接材料
焊材烘烤
焊材发放
焊接
返修焊接
质保书审查
烘烤温度
领用卡
高压管焊材复验
保温时间
保温筒
恒温温度
回收
焊工资格
焊接工艺
焊接检验
焊后热处理
硬度试验
合格证
焊接工艺评定
根层检验-射线
加热方式
合格项目
焊接工艺规程
层间检验-着色
加热速度
现场技能考试
作业指导卡
焊后检验-外观及射线
热处理温度
保温时间
冷却速度
热处理曲线
4、焊接管理
4.1焊工管理
1）参加施工的焊工，必须持有技术监督部门颁发的《锅炉压力容器、压力管道焊工合格证》，杜绝无证上岗。
2）上岗焊工施焊前，应进行焊工资格审查，其施焊钢种、焊接方法、焊接位置等均应与焊工本人持有的焊工合格证考试合格项目相符，禁止超项目施焊。
3）从事压力管道安装的焊工在压力管道施焊前，在业主及业主代表（监理）的监督下，进行焊工操作技能考试，只有操作技能考试合格的焊工方能从事压力管道的焊接工作。
4）对于焊接质量连续不佳的持证焊工（焊接一次合格率≤85%），应暂停该焊工作业资格，经重新培训、考试合格后方可上岗施焊。
4.2焊接工艺管理
1）依据《焊接工艺评定报告》编制《焊接工艺规程》，按《焊接工艺规程》制定《焊接作业指导卡》，持证焊工严格按《焊接作业指导卡》施焊。
2）焊接工艺评定流程
焊材验收
焊材烘烤
工艺评定指导书
焊 接
外观检验
无损探伤
标准取样
试样加工
理化
试验
母材验收
坡口加工
记录、资料整理
焊接工艺评定报告
4.3焊接母材管理
1）根据DL/T869-2012中焊前准备强制性条文规定，主蒸汽管道及空预器加热蒸汽减温减压装置前的15CrMo耐热钢除有必须的质量证明书外，还要现场对其进行复检，作光谱分析。
2）管道对接焊口，其中心线距离管道弯曲起点不小于管道外径，且不小于100mm（定型管件除外），距支、吊架边缘不小于50mm。
同管道两个对接焊口间距离一般不得小于150mm，当管道公称直径大于500mm时，同管道两个对接焊口间距离不得小于500mm。
3）管孔应尽量避免开在焊缝上，并避免管孔接管焊缝与相邻焊缝的热影响区重合。
必须在焊缝上或焊缝附近开孔时，应满足以下条件：
①管孔周围大于孔径且不小于60mm范围内的焊缝，应经无损检验合格；
②孔边不在焊缝缺陷上；
③管接头需经过焊后消应力热处理。
4）母材组对时一般应做到内壁（根部）齐平，如有错口，其错口值应符合下列要求：
①对接单面焊的局部错口值不得超过壁厚的10%，且不大于1mm；
②对接双面焊的局部错口值不得超过焊件厚度的10%,且不大于3mm。
5）严禁在焊接母材表面引燃电弧、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。
6）对需做检验的隐蔽焊缝，应经检验合格后，方可进行其他工序。
7）除非确有办法防止焊道根层氧化或过烧，合金含量较高的耐热钢（铬含量≥3%或合金总含量＞5%）管子和管道对接焊接时内壁必须充氩或混合气体保护，并确认保护有效。
4.4焊接材料管理
1）焊材入库前必须认真核对质量保证书，严格进行外观检查。
焊条检查不得出现药品脱落、焊芯锈蚀等缺陷
1）2）材质为15CrMo的主蒸汽管道和空预器加热蒸汽管道，选用型号是E5515-B2（R307）的焊条，TIGR-30的焊丝；材质为20G的高压给水管道，选用是E4303（J422）的焊条，H08Mn2MoA的焊丝；其他20#的无缝钢管采用选用是E4303（J422）的焊条，H08Mn2MoA的焊丝。
氩弧焊打底选用的氩气纯度应保证在99.95%，且采用铈钨极。
氩弧焊打底焊层厚度不大于3mm；底层焊接经检查合格后，应立即进行次层的焊接。
焊丝使用前，坡口及内外两侧20mm区域内需清理干净，且见金属光泽。
3）焊条使用前必须严格烘烤，焊条烘烤规范见下表
序号
焊条型号（牌号）
烘烤温度
（℃）
烘烤时间
（min）
恒温温度
（℃）
重复烘烤
次数
1
E5515-B2（R307）
350
120
100-150
≤2
2
E4303（J422）
150±15
60-90
50-60
≤2
4）焊条烘烤曲线
4.5焊接材料的发放与回收
1）焊工必须凭焊接责任师签发的《焊材领用卡》，携带焊条保温筒和专用焊丝筒到焊材管理员处领用焊接材料。
2）焊材的一次领用量不应超过该名焊工4小时焊接的需用量。
3）当天未用完的焊接材料应回收。
焊工在再次领用焊材时应将未用完的焊条和焊条头交回焊材管理员。
回收的焊条放在专门的位置，准备重复烘烤，重复烘烤一般不超过二次；回收的焊条头放入焊条头堆放桶内，定期处理。
5、焊接质量控制
5.1焊缝布置
1）管道相邻两个对接焊口间距离不得小于管子直径,且不得小于100mm（成型管件除外）
2）支管焊接的管子不得开在焊缝上，并避免管孔焊缝与相邻焊缝的热影响区相重合（距离至少50mm）
3）
4）
3）焊口距支吊架边缘至少50mm。
根据DL/T869-2012中规定，焊口局部间隙过大时,应设法修整到规定尺寸,严禁在间隙内加填塞物。
5.2焊接坡口
1）根据图纸设计要求，坡口形式按照《火力发电厂焊接技术规程》（DL/T869-2012）规定执行。
2）四大管道除主蒸汽旁路管道外其余管道壁厚小于16mm。
采用V型坡口，如下左图；旁路蒸汽管道为Φ480×16，壁厚为16mm；采用U型坡口，如下右图：
V型坡口U型坡口
2）主蒸汽管道、高压给水管道、空预器高压蒸汽入口及空预器低压蒸汽减温减压入口前段以及除氧蒸汽减温减压装置前段的对焊法兰连接对接坡口形式如下图：
3）除氧蒸汽、主蒸汽旁路蒸汽管道以及空预器加热蒸汽低压段平焊法兰与管道连接插入式接头坡口形式如下图：
5）下料
四大管道DN100以下的无缝钢管采用机械方法切割。
DN100以上的无缝钢管采用气体火焰切割下料，主蒸汽Φ159×9、Φ219×10,15CrMo和Φ480×16、Φ325×13、20#下料采用IPK固定式电动坡口机加工坡口，其他厚度的管道采用ISD-150、300外部安装式电动坡口机加工，焊前必须使用角向磨光机彻底清除坡口及两侧15mm范围内的氧化层及渗碳层，露出金属光泽。
6）组对
①组对前应对坡口及附近母材进行检查，坡口及母材表面无裂纹、重皮、坡口损伤及毛刺等缺陷，坡口尺寸符合图样要求。
②组对前应将坡口表面及附近母材15mm范围内内、外壁的油、锈、污垢、漆等异物清除干净，直至发出金属光泽。
③组对时应做到内壁齐平，如有错边，其错边量应不超过壁厚的10%，且不大于1mm。
④不同厚度焊件对口时，其厚度差可按前图加工处理。
⑤焊口局部间隙过大时，应设法修整到规定尺寸，严禁在间隙内加填塞物。
⑥组对时禁止强力对口，严禁采用热膨胀法对口。
⑦管子端面与管中心的偏斜度要求
图例
管子外径（mm）
Δf（mm）
≤60
60~159
159~219
＞219
0.5
1
1.5
2
5.3点焊
1）点焊所使用的焊材必须与正式焊接时所使用的焊材一致，严格禁止乱用焊材。
2）点焊焊工必须持有质量技术监督部门颁发的《锅炉压力容器、压力管道焊工合格证》。
3）点焊焊接工艺与正式焊接的焊接工艺相同。
4）点焊数量及点焊长度应根据管道直径确定，原则上每个焊口点焊不少于3点，长度不少于20mm，防止点焊焊缝开裂。
5）点焊后应立即检查点焊焊缝质量，发现缺陷立即清除。
6）点焊焊缝应打磨圆滑，便于引弧。
5.4焊接过程
管道均采用氩弧焊打底，电焊盖面。
主蒸汽旁路管道尺寸为Φ480×16，直
径大于400的管道采用双人对称焊接技术，焊接时要注意双人同步，保持焊接速度同步，如下图所示：
1）引弧
①引弧应在坡口表面内进行，或采用引弧板引弧，严格禁止在母材表面引弧。
②钨极氩弧焊引弧，应采用高频引弧、电子脉冲引弧或采用引弧板引弧，禁止采用钨极直接碰击坡口表面引弧，防止产生夹钨缺陷。
③如果引弧不慎，造成电弧划伤，焊后应立即将电弧划伤部位打磨光滑，且必须注意壁厚减薄量控制在设计和标准允许的范围内，如果超出标准规定，则必须补焊。
2）收弧和接头
①收弧时应缓慢提起焊把（焊枪），注意填满弧坑，防止产生弧坑裂纹、缩孔（弧坑气孔）缺陷，发现弧坑裂纹和缩孔缺陷应立即清除。
②接头时应快速，一般应在2－3秒内更换好焊条，从而防止未接上或接头过高。
3）预热
主蒸汽管道型号为Φ159×9,Φ219×10及空预器蒸汽管道型号为Φ89×4.5均小于16mm的15CrMo耐热钢管道焊前预热200-220℃，其他20#、20G的无缝钢管小于25mm的碳钢管不需要焊前预热。
4）根部焊接
①根层焊缝厚度一般不小于3mm，但一般不应大于4mm。
②根层焊接时，注意观查熔池，保持熔池缺口稳定，防止焊瘤、未焊透缺陷。
③根层采用手工电弧焊时，应采用熄弧焊方法（即电弧引燃3-4秒后熄弧1-2秒，再引燃电弧、再熄弧……）。
④采用钨极氩弧焊打底时，应注意根层焊缝的充气保护。
⑤根层焊缝焊完后应立即进行外观检查，发现缺陷应立即清除。
5）填充层焊接
①填充层焊缝厚度一般不小于2mm，但一般不应大于3mm。
②填充第一层焊接时，注意控制焊接线能量，防止根层焊缝烧穿。
③薄壁管填充焊时，可采用摆动焊，运条方式为：
8字形、上月牙形、下月牙形。
④厚壁管填充焊时，采用多层多道焊，焊条一般不摆动。
⑤多层填充焊时，每层焊完后应立即检查焊缝表面质量，发现缺陷应立即清除，方可进行下层焊缝的焊接。
6）盖面层焊接
①薄壁管盖面层焊接一般采用摆动焊，运条方式为：
8字形、上月牙形。
②厚壁管盖面焊接采用多道焊时一般不摆动，应注意焊缝的成形，注意填满焊缝。
③盖面焊接应注意控制焊接线能量，防止焊缝表面产生咬边缺陷
④盖面焊接应特别注意缓慢熄弧（钨极氩弧焊延迟熄弧），填满弧坑，防止焊缝表面气孔和表面裂纹产生。
5.5焊后处理
1）后热处理
根据DL-T869-2012《火力发电厂焊接技术规程》中焊后热处理中的规定，壁厚不大于10mm或管径不大于108mm的15CrMo的无缝钢管采用氩弧焊或低氢焊条焊接时，焊前预热和焊后适当缓慢冷却的焊接接头可以不进行焊后热处理。
主蒸汽管道待焊接完成后用保温棉包住让焊口缓慢冷却。
2）外观检验
①焊后，焊工本人应立即对所焊焊口进行外观检查，发现焊缝表面咬边缺陷应立即进行打磨或补焊，发现表面气孔和表面裂纹缺陷应立即进行打磨，清除缺陷，并观察缺陷状况，并立即报告焊接责任工程师。
对于经打磨未发现贯穿性缺陷的，应立即进行返修，对于贯穿性缺陷的焊口，必须切除重新焊接。
②对余高较高的焊缝进行打磨，使其圆滑过渡。
③焊接质量检查员应对每道焊口进行外观检查，并作好检查记录。
a）焊缝边缘应圆滑过渡到母材，焊缝外形尺寸应符合设计要求，其允许尺寸见下表:
焊接接头类别
接头型式位置
II
III
对接接头
焊缝余高
平焊
O～3
0～4
其他位置
≯4
≤5
焊缝余高差
平焊
≤2
≤3
其他位置
<3
<4
焊缝宽度
比坡口增宽
≤4
≤5
角接接头
贴角焊
焊脚
δ+（2～4）
δ+（3～5）
焊脚尺寸
≤2
≤3
坡口角焊
焊脚
δ≤20
δ±2
δ±2.5
δ>20
δ±2.5
δ±3
焊脚尺寸差
δ≤20
≤2
≤3
δ>20
<3
<4
b）焊接角变形应符合下表规定：
焊件
偏差值
θ（°）
α
板件
≯3
管径<100mm
≯1/100
管径≥100mm
≯3/200
c）焊缝表面缺陷应符合下表的要求
接头类别缺陷名称
质量要求
II
Ⅲ
裂纹、未熔合
不允许
根部未焊透
深度≯10％焊缝厚度，且≯1.5mm，总长度≯焊缝全长的10％。
氩弧焊打底焊缝不允许
深度≯15％焊缝厚度，且≯2mm，总长度≯焊缝全长的15％
气孔、夹渣
不允许
咬
边
不要求修磨的焊缝
深度≯0.5mm；焊缝两侧总长度：
管件≯焊缝全长的20％；板件≯焊缝全长的15％
深度≯0.5mm；焊缝两侧总长度：
管件≯焊缝全长的20％；板件≯焊缝全长的20％。
要求修磨的焊缝
不允许
根部凸出
板件和直径≥108nma的管件：
≯3mm管件直径<108mm时以通球为准，要求是：
管外径≥32mm时，为管内径的85％管外径<32mm时，为管内径的75％。
内凹
≤2mm
≤2.5mm
3）无损检验
①外观检验不合格的不得进行无损检验
②无损检验比例
根据图纸设计要求，主蒸汽管道中Φ159×9、Φ219×10的15CrMo的焊口检测比例是100%；主蒸汽旁路管道Φ480×16、Φ325×13的20#的焊口检测比例是10%；空预器蒸汽管道中Φ89×4.5的15CrMo的焊口检测比例是50%，Φ57×4的20#的焊口检测比例是5%；除氧蒸汽管道的焊口检测比例全是5%；高压给水管道的焊口检测比例全是25%
6、焊接工艺
6.1蒸汽管道15CrMo焊接工艺
1）15CrMo耐热钢管道焊接性能分析
①15CrMo管碳当量较高，主要合金元素Cr、Mo显著提高了钢的淬硬性，在焊接热循环的作用下，易形成对冷裂纹敏感的显微组织（贝氏体、马氏体组织）。
②主要合金元素Cr、Mo具有强烈的碳化物形成倾向，从而使焊接接头过热区产生再热裂纹（消除应力处理裂纹）
③由于管道壁厚较大，结构刚性较大，焊接时易产生较大的焊接残余应力，在焊接残余应力和扩散氢的共同作用下，焊接接头易产生冷裂纹。
④15CrMo焊接性能较差，焊前一般预热200-250℃，层间温度不得低于200℃，焊后应即时进行热处理。
⑤15CrMo管焊接时应严格控制焊接线能量，防止焊缝晶粒粗大造成的焊接接头机械性能下降，焊接线能量不超过32000J/cm；焊后应采取缓冷措施控制冷却速度。
⑥15CrMo管应严格控制扩散氢含量，选用低氢型焊条，焊条应严格烘烤，焊后立即进行后热处理，减少扩散氢含量。
⑦15CrMo管焊接时应注意防止气孔、夹渣、未熔合、未焊透及裂纹等缺陷。
2）15CrMo管焊接工艺表格
管径（mm）
管壁厚度
层次
焊接
方法
焊材牌号
焊材
规格
焊接电流
（A）
焊接电压
（V）
焊接速度
（mm/min）
氩气流量
（L/min）
DN≤80
≤15
1
TIG
H08CrMoA
Φ2.5
110-120
12-14
80-100
8-12
2
SMAW
E5515-B2
（R307）
Φ3.2
120-140
21-23
100-120
≥3
SMAW
E5515-B2
（R307）
Φ3.2
120-140
21-23
100-120
DN＞80
＞16
1
TIG
H08CrMoA
Φ2.5
110-120
12-14
80-100
8-12
2-3
SMAW
E5515-B2
（R307）
Φ3.2
120-140
21-23
100-120
≥4
SMAW
E5515-B2
（R307）
Φ3.2
120-140
21-23
100-120
注：
DN＞80中、厚壁管在第4层开始采用多道焊接，每道焊缝的焊接速度为200-220mm/min。
6.2中、低压碳钢管焊接工艺
1）中、低压碳钢管道（薄壁管）焊接性能分析
①中、低压碳钢管由于含碳量较低（一般在0.2%左右），合金元素含量较低，碳当量较低（一般在0.3－0.35%），焊接性能良好，焊前一般可不预热，焊后也不需要进行热处理。
②当焊接环境温度低于5℃时，焊前一般预热50－80℃。
③中、低压碳钢管焊接时应注意控制焊接线能量，防止焊缝晶粒粗大造成的焊接接头机械性能下降，焊接线能量不超过42000J/cm；焊后应控制冷却速度，不可急冷。
④中、低压碳钢管焊接时应注意防止气孔、夹渣、未熔合等缺陷。
2）中、低压碳钢管（薄壁管）焊接工艺
管径
管壁厚度
层次
焊接
方法
焊材牌号
焊材规格
焊接电流
焊接电压
焊接速度
氩气流量
DN≤80
5
1
TIG
TIG-J50
Φ2.5
80-100
12-14
80-90
8-12
2
TIG
TIG-J50
Φ2.5
80-100
12-14
80-90
8-12
DN＞80
≤5
1
TIG
TIG-J50
Φ2.5
120-140
11-13
80-90
10-14
2-3
SMAW
（J422）
E4303
Φ3.2
90-120
20-22
90-150
DN＞80
＞6
1
TIG
TIG-J50
Φ2.5
120-140
11-13
80-90
10-14
2-3
SMAW
（J422）
E4303
Φ3.2
90-120
20-22
90-120
≥4
SMAW
（J422）
E4303
Φ4.0
140-180
24-26
90-150
ALL
SMAW
E4303
Φ3.2
90-100
23±2
80-100
6.3管道支吊架和小型钢结构焊接工艺
层次
焊接方法
焊材牌号
焊材规格
焊接电流
（A）
焊接电压
（V）
焊接速度
（mm/min）
1
SMAW
E4303
Φ3.2
90-110
23±2
80-100
2
SMAW
E4303
Φ3.2
110-130
23±2
110-120
7、焊接环境
7.1防风
1）管道预制场地四周应封闭挡风。
2）施工现场防风使用挡风板或挡风塑料布封闭。
3）风速大于8m/s，严禁焊接。
7.2防雨
1）管道预制场地加盖防雨棚。
2）施工现场使用遮阳伞，或使用塑料布覆盖防雨。
3）大雨天气施工现场严禁施焊。
7.3防潮
1）露水大的早晨，焊接前使用气体火焰或电加热对焊接接头表面进行适当加热（加热温度50-60℃），除去焊接接头坡口及附近的水汽，防止气孔的产生。
2）相对湿度大于90%时，使用气体火焰或电加热对焊接接头表面进行适当加热（加热温度50-60℃），除去焊接接头坡口及附近的水汽，防止气孔的产
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