锅炉压力容器焊接工艺标准.docx
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锅炉压力容器焊接工艺标准
前言
锅炉、压力容器是电力生产中的主要设备。
锅炉是承受高温、高压的热力设备，压力容器也是承压的重要金属部件。
如果这类设备发生了爆炸，就具有极大的破坏力。
因为锅炉、压力容器内贮有高压力的气体或液体，加之某些介质还具有高温、易燃、易爆、有毒的特点，当锅炉或压力容器爆炸时，内部介质还会瞬间释放出大量的能量，这些能量能将整个锅炉、压力容器或它们的碎块以很高的速度抛出外，还会产生强大的冲击波，直接破坏周围的设施和建筑物，造成人身伤亡。
另外，锅炉的“四管”或炉外管道发生爆漏，也会造成重大的经济损失，甚至人身伤亡事故。
焊接是电站安装和检修工作中的重要环节，锅炉、压力容器都是通过焊接的方式连接成一体的，焊接质量的优劣，直接影响设备的安全运行、使用寿命以及企业的经济效益。
高参数、大容量的机组，钢材品种多，焊接技术难度大，不但需要焊工有熟练的技艺，良好的工艺作风，而且还要有正确的焊接工艺作指导。
因此，针对我厂的实际情况，我们编写了《锅炉压力容器焊接工艺检修标准》，提出了焊接的一般规定、焊前预热、焊后热处理、焊接质量检验等具体要求，以及按不同的材质、规格，编制了相应的焊接工艺卡。
锅炉压力容器焊接工艺检修标准
1范围
本标准是锅炉、压力容器焊接工作的实施细则，是保证锅炉、压力容器安全运行的重要措施
2引用标准
本标准在制订过程中，参照了以下标准、资料：
DL612-1996电力工业锅炉压力容器监察规程
压力容器安全技术监察规程/国家质量技术监督局1999
DL438-2000火力发电厂金属技术监督规程
DL5007-92电力建设施工及验收技术规范（火力发电厂焊接篇）
焊工培训教材（初、中级本）/电力工业焊接分委员会等
锅炉产品质量证明书/哈尔滨锅炉有限责任公司
300MW火电机组HG-1025/18.2-WM10型锅炉说明书/哈尔滨锅炉有限责任公司
Q/000-206.02-2000湖南省电力公司企业标准《制定管理、工作标准的一般规定》
TDQ/105-204.07-2000湘潭电厂企业标准《制定管理标准的规定》
3本标准介绍了锅炉压力容器焊接方面应遵守的一般规定，并根据不同材质、规格制订了相应的焊接工艺指导卡。
第一章焊接的一般规定
1.1焊前的要求
1.1.1对焊工的基本要求：
a.必须取得焊工合格证，才能从事焊接工作。
b.合格焊工不允许担任超越其合格项目的焊接工作。
c.合格焊工中断受监部件焊接工作六个月以上者，再次担任受监部件焊接工作时，必须重新考核。
d.合格焊工在施焊锅炉受热面管子前，应进行与实际条件相适应的模拟练习，经折断面检查符合要求后，方可正式焊接。
e．焊工在施焊前必须做到三个明确：
一是对所焊部件的材质要明确，二是对焊接的技术要求要明确，三是焊接工艺要明确。
f.焊工应有良好的工艺作风，严格按焊接工艺要求进行施焊，并认真实行质量自检。
当焊接过程中出现重大质量问题时，应及时向有关人员报告，不得自行处理。
g.凡与焊接工艺要求不符时，焊工应拒绝施焊。
h．焊前安全措施要到位。
正确着装，高空作业时要系安全带，承压管道、氢气系统管道、油系统管道焊接前要确认安全隔离措施已到位。
1.1.2焊接检验人员和热处理人员必须持证上岗。
1.1.3焊接前必须查明所焊材料的钢号，以便正确地选用相应的焊接材料和确定合适的焊接工艺和热处理工艺。
1.1.4焊口的位置一般应符合下列要求：
a.焊口应避开应力集中区，便于施焊、检验及热处理。
b.锅炉受热面管子焊口，其中心线距离管子弯曲起点或汽包、联箱外壁以及支吊架边缘至少70mm，两个对接焊口间距离不得小于150mm。
c.管道对接焊口，其中心线距离管子弯曲起点不小于管子外径，且不小于100mm（焊接、锻制成型管件除外），距支吊架边缘至少50mm，两个对接焊口间距离不得小于管子直径，且不得小于150mm。
d.筒体的对接焊口，其中心线距离封头弯曲起点不小于壁厚加15mm，且不小于25mm和不大于50mm。
f.带有纵向焊缝的筒体和封头，相邻两纵向焊缝的距离应大于壁厚的3倍，且不小于100mm。
g.管接头和仪表插座一般不可设置在焊缝或热影响区内。
1.1.5焊件下料与坡口加工按下列要求进行：
1.1.5.1焊件下料采用机械方法为宜。
如用热加工法（如气割）下料，切口部分应留有加工余量，以除去淬硬层及过热金属。
对淬硬倾向较大的合金钢材用热加工法下料后，切口部分应先进行退火处理再行加工。
1.1.5.2坡口的制备应以机械加工的方法进行。
如使用火焰切割切制坡口，则应将割口表面的氧化物、熔渣及飞溅物按1.1.6条的要求清理干净，并将不平处修理平整。
1.1.5.3对承压管道采用热加工坡口（如气割），除应注意剽伤管壁外，还应做好防止熔渣掉入管道内的措施。
1.1.5.4用热加工法（如气割）进行焊件下料或坡口加工后，严禁用淋水等方式对焊件进行急剧冷却，以免产生淬硬组织和微裂纹。
1.1.5.5坡口型式与尺寸应符合焊接工艺指导卡或图样要求。
1.1.6焊件在组装前应将焊口表面及附近母材内、外壁的油、漆、垢、锈等清理干净，直至发出金属光泽。
清理范围为：
a.对接接头：
每侧10～15mm；
b.角接接头为焊脚尺寸加10mm。
1.1.7焊接前要认真检查接口部件有无裂纹，重皮等缺陷，以免存在隐患，造成质量事故。
1.1.8对接管口端面应与管子中心线垂直。
其偏斜度Δf不得超过下表的规定：
图例管子外径Δf
（mm）（mm）
≤600.5
>60～1591
>159～2191.5
Δf>2192
1.1.9焊件对口时一般应做到内壁齐平，如有错口，其错口值应符合下列要求：
a.对接单面焊的局部错口值不应超过壁厚的10%，且不大于1mm。
b.对接双面焊的局部错口值不应超过壁厚的10%，且不大于3mm。
1.1.10不同厚度焊件对口时，要按有关规定进行加工，以满足焊接工艺要求。
1.1.11焊口的局部间隙过大时，应设法修整到规定尺寸，严禁在间隙内加填塞物。
1.1.12严禁采用外力强制对口（设计的管道冷拉口除外），更不允许利用热膨胀法对口，以免增添附加应力。
1.1.13焊接材料应按作业指导书指定的型号、规格选用，焊接材料使用前应注意下列事项：
a.按其说明书要求进行烘焙，重复烘焙不得超过两次。
焊丝使用前应清除锈垢和油污，直至露出金属光泽。
b.焊接重要部件的焊条，应装于温度保持在100～150℃的专用保温筒内，随用随取。
c.存放时间过长（超过一年以上）的焊条，应重新鉴定合格方准使用。
1.1.14为保证管道（或管子）内壁清洁和焊缝根层质量，进行承压管道或汽轮机、发电机的冷却，润滑油系统及燃油管道等的焊接时，应采用氩弧焊打底，电焊（或氩弧焊）盖面的焊接方法。
1.1.15要求焊前预热的焊口，必须进行预热。
预热的温度、范围和方式应按要求进行。
1.1.16对使用的焊接电源，工具应进行全面检查，异常者应更换或修复完好。
1.1.17管子焊接时，管内不得有穿堂风。
1.1.18焊接场所应采取防风、防雨、防雪、防寒等措施。
1.1.19对大的工件进行焊接或修补时，在焊前应充分考虑其变形、做好防止变形和消除焊接应力的措施。
1.2焊接过程的要求
1.2.1为保证被焊部件不受损伤或出现意外事故，应遵守下列规定：
a.未经金属监督工程师同意，严禁在汽包、联箱、压力容器以及“四大”管道上焊接。
b.焊接时不应在焊件坡口以外引燃电弧或试验电流，以防造成局部应力集中，影响部件的使用性能。
c.焊件表面不得随意焊接临时支撑物。
d.高合金钢部件表面不得焊接对口卡具。
1.2.2任何管子、管道焊缝施焊时,不得采取单层焊缝完成，最小为二层。
1.2.3对口根部进行点固焊时，除其焊接材料、焊接工艺、焊工和预热温度等应与正式施焊时相同外，点固焊外还应注意检查焊点的质量，如有缺陷应立即清除，重新进行点焊。
1.2.4中、高合金钢（含铬量≥3％或合金元素总含量>5％）管子和管道焊口，为防止根层氧化或过烧，焊接时内壁应充氩气或混合气体保护。
1.2.5根层焊缝应有一定的厚度,一般要求为3毫米,焊接第二层时,应避免击穿根层焊缝。
1.2.6采用钨极氩弧焊打底的根层焊缝检查后，应及时进行次层焊缝的焊接，以防止产生裂纹。
1.2.7焊接过程中，应特别注意接头和收弧的质量，收弧时应将熔池填满。
多层多道焊的接头应错开。
1.2.8应合理地安排焊接层数,表面层前一层焊缝应填至与管子外壁齐平或稍低于表面,并保持原坡口边缘的完整,以保证表面层成形完好。
1.2.9每层焊缝施焊完毕后,应立即敲掉焊缝表面的焊渣,检查焊缝有无表露缺陷,如无再继续施焊。
1.2.10在焊接过程中，不管任何因素产生的各种缺陷，焊接操作者都应及时、彻底地把缺陷清除干净后再施焊。
1.2.11壁厚大于35毫米的管道,每层焊缝的厚度不应大于焊条直径加2毫米。
多层多道焊接时,每道焊缝宽度不得超过焊条直径的五倍。
1.2.12为减少焊接变形和焊接缺陷,直径大于194毫米的管子的对接焊口宜采用二人对称焊。
1.2.13要求焊前预热的管道在施焊过程中,应维持层间温度。
层间温度应不低于规定的预热温度的下限，且不高于400℃。
1.2.14施焊过程中因某种原因被迫中断焊接时,应采取缓冷措施。
再行施焊时,要求预热的焊前应进行预热。
如仅为根层焊缝,中断时间较长,应将原焊缝消除重焊。
1.3焊后的要求
1.3.1每道焊口焊完后,应将表面上的焊渣和飞溅等杂物清除干净,仔细检查焊缝外表面有无缺陷,如有,应及时剔除补焊。
1.3.2焊接完成后，严禁用淋水等方式对焊件进行急剧冷却，以免焊缝产生淬硬组织和微裂纹。
1.3.3焊接接头有超过标准的缺陷时,可采取挖补方式返修。
但同一位置上的挖补次数一般不得超过三次,中、高合金钢不得超过二次。
并应遵守下列规定：
a.彻底清除缺陷。
b.补焊时，应制订具体的补焊措施并照工艺要求进行。
c.需进行热处理的焊接接头，返修后应重做热处理。
1.3.4不得对焊接接头进行加热校正。
第二章焊前预热及焊后热处理
2.1焊前预热
2.1.1异种钢焊接时，预热温度应按焊接性能较差或合金成分较高的一侧选择。
2.1.2接管座与主管焊接时，应以主管规定的预热温度为准。
2.1.3非承压件与承压件焊接时，预热温度应按承压件选择。
2.1.4预热宽度从对口中心开始，每侧不少于焊件厚度的三倍。
厚度大于35mm的焊接接头预热时的升温速度一般可按250×25/壁厚（℃/h）计算，且不大于300℃/h。
2.1.5各种钢材施焊前的预热温度推荐如下表：
钢种（钢号）
管材
板材
壁厚（mm）
预热温度（℃）
壁厚（mm）
预热温度（℃）
含碳量≤0.35％的碳素钢及其铸件
≥26
100∽200
≥34
100∽150
C-Mn（16Mn）
≥15
150∽200
≥30
1Cr-0.5Mo（15CrMo、ZG20CrMo）
≥10
150∽250
≥15
150∽200
1Cr-0.5Mo-V（12Cr1MoV、ZG20CrMoV）
-
200∽300
-
-
1.5Cr-1Mo-V（15Cr1Mo1V、ZG15Cr1Mo1V）
≥6
250∽350
2Cr-0.5Mo-VW（12Cr2MoWVTiB）
2.25Cr-1Mo（12Cr2Mo）
3Cr-1Mo-VTi（12Cr3MoVSiTiB）
9Cr-1Mo
12Cr-1Mo-V
-
300∽400
-
-
2.2焊后热处理
2.2.1下列焊接接头焊后应进行热处理：
a.壁厚>30mm的碳素钢管子与管件。
b.壁厚>32mm的碳素钢容器。
c.壁厚>28mm的普通低合金钢容器。
d.耐热钢管子与管件（第2.2.2条规定的内容除外）。
2.2.2凡采用氩弧焊或低氢型焊条，焊前预热和焊后适当缓冷的下列部件可免作焊后热处理。
a.壁厚小于或等于10mm,管径小于或等于108mm的15CrMo、12Cr2Mo钢管子。
b.壁厚小于或等于8mm,管径小于或等于108mm的12Cr1MoV钢管子。
c.壁厚小于或等于6mm,管径小于或等于63mm的12Cr2MoWVTiB钢管子。
2.2.3焊后热处理一般为高温回火。
常用钢材的焊后热处理温度及恒温时间见下表：
钢种（钢号）
温度
（℃）
厚度（mm）
≤12.5
>12.5～25
>25～37.5
>37.5～50
>50～75
>75～100
>100～125
恒温时间（h）
C≤0.35（20、ZG25）
C-Mn（16Mn）
600～650
-
-
3/2
2
9/4
5/2
11/4
1Cr-1/2Mo（15CrMo、ZG20CrMo）
670～700
1/2
1
3/2
2
9/4
5/2
11/4
1Cr-1/2Mo-V（12Cr1MoV、
ZG20CrMoV）
3/2Cr-1Mo-V（ZG15Cr1Mo1V）
7/4Cr-1/2Mo-V
720～750
1/2
1
3/2
2
3
4
5
9/4Cr-1Mo（SA335-P22）
720～750
1/2
1
3/2
2
3
4
5
2Cr-1/2Mo-VW（12Cr2MoWVTiB）
3Cr-1Mo-VTi（12Cr3MoVSiTiB）
750～780
3/4
5/4
7/4
9/4
13/4
17/4
21/4
9Cr-1Mo
12Cr-1Mo
1/2
1
3/2
2
3
4
5
2.2.4焊后热处理的升温、降温速度一般可按250×25/壁厚（℃/h）计算，且不大于300℃/h。
降温过程中，温度在300℃以下可不控制。
2.2.5异种钢焊接接头的焊后热处理，应按两侧钢材及所用焊条（焊丝）综合考虑。
热处理温度一般不超过合金钢成分低侧钢材的下临界点AC1。
2.2.6热处理的加热宽度，从焊缝中心算起，每侧不小于管子壁厚的3倍，且不小于60mm。
2.2.7热处理时的保温宽度，从焊缝中心算起，每侧不小于管子壁厚的5倍，以减少温度梯度。
2.2.8热处理的加热方法，应力求内外壁和焊缝两铡温度均匀，恒温时在加热范围内任意两测点间的温差应低于50℃。
2.2.9热处理的测温必须准确可靠，应采用自动温度记录。
所用仪表、热电偶及其附件，应根据计量的要求进行标定或校验。
第三章焊接质量检验
3.1焊工应在焊接过程中和焊接结束后严格实行自检。
3.2焊缝边缘应圆滑过渡到母材，外形尺寸应符合要求，焊缝高度不允许低于母材表面。
3.3焊缝表面不得有裂纹、未熔合、气孔、夹渣、≥0.5mm的咬边。
氩弧焊打底不允许有根部未焊透。
3.4焊接角变形应符合下列规定：
a.板件：
焊接角变形≯3°；
b.管径<100mm：
偏差值≯1/100；
c.管径≥100mm：
偏差值≯3/200。
3.5管子、管道的外壁错口值不得超过以下规定：
a.锅炉受热面管子：
≤10％δ，且≤1mm。
b.其它管道：
≤10％δ，且≤4mm。
3.6外观检查不合格的焊缝，不允许进行其它项目检查。
3.7需做热处理的焊接接头，应在热处理后进行无损探伤。
3.8焊接接头的射线探伤或超声波探伤按下列规定选用：
a.厚度≤20mm的汽、水管道采用超声波探伤时，还应另做不小于20％探伤量的射线探伤。
b.厚度>20mm、且小于70mm的管子和焊件，射线探伤或超声波探伤可任选其中一种。
c.厚度≥70mm的管子在焊到20mm左右时做100％的射线探伤，焊接完成后做100％的超声波探伤。
3．9热处理后焊缝的硬度，一般不得超过母材布氏硬度HB加100，且不得超过下列规定：
a.合金总含量<3％：
HB≤270；
b.合金总含量3％～10％：
HB≤300；
c.合金总含量>10％：
HB≤350。
3.10焊缝的无损探伤检验及结果评定应按照以下标准进行：
3.10.1承压管道：
a.DL/T5069-1996《电力建设施工及验收技术规范（钢制承压管道对接焊缝射线检验篇）
b.DL/T5048-95《电力建设施工及验收技术规范（管道焊接接头超声波检验篇）
3.10.2压力容器：
a.GB3323-87《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》
b.JB1152-81《锅炉和钢制压力容器对接焊缝超声波探伤》
3.11焊接接头分类检查的方法、范围及数量按下表进行。
焊接接头类别
范围
检验方法及比例（%）
外观
射线
超声
硬度
光谱
Ⅰ
锅炉受热面管子
100
100
5
10
外径大于159mm或壁厚大于20mm，工作压力大于9.81MPa的管道
100
100
100
100
外径大于159mm，工作温度高于450℃的蒸汽管道
100
100
100
100
工作压力大于8MPa的汽、水、油、气管道
100
50
100
100
工作温度大于300℃且不大于450℃的汽水管道及管件
100
50
100
100
工作压力为0.1～1.6MPa的压力容器
100
50
100
100
Ⅱ
工作温度大于150℃且不大于300℃的蒸汽管道及管件
100
5
100
-
工作压力为4～8MPa的汽、水、油、气管道
100
5
100
-
工作压力大于1.6MPa且小于4MPa的汽、水、油、气管道
100
5
-
-
Ⅲ
工作压力为0.1～1.6MPa的汽、水、油、气管道
100
1
-
-
外径小于76mm的锅炉水压范围外的疏水、放水、排污、取样管子
100
-
-
-
注：
经焊接工艺评定，且具有与作业指导书规定相符的热处理自动记录曲线图的焊接接头，可免去硬度测定。
第四章焊接工艺指导卡
编号：
HK-001
20G或20G+珠光体钢（φ63×4、Ws）
焊接工艺指导卡
材质：
20G、20G+珠光体钢（如15CrMo、12Cr1MoV）焊接
规格：
φ63×4
一、接头型式及坡口尺寸
接头型式：
对接坡口型式：
V型单边坡口角度：
30-35°
坡口间隙：
2.5mm左右钝边厚度：
0.5-1mm
二、焊前准备
⏹将坡口两侧内外壁10-15mm范围内的油、锈等杂质清理干净，露出金属光泽。
⏹焊接场所必须采取防风防雨措施，防止管内穿堂风。
三、热处理规范
不作要求。
四、焊接工艺参数
层（道）
数
焊接
方法
焊条（丝）
焊接电流
氩气流量
（升/分）
牌号
规格（mm）
极性
电流（A）
水平固定
第一层
Ws
TiG-J50
φ2.5
正接
90-110
7-9
第二层
Ws
TiG-J50
φ2.5
正接
90-105
7-9
垂直固定
第一层
Ws
TiG-J50
φ2.5
正接
90-110
7-9
第二层
Ws
TiG-J50
φ2.5
正接
90-105
7-9
编号：
HK-002
20G或20G+珠光体钢（φ63.5×8、Ws+Ds）
焊接工艺指导卡
材质：
20G、20G与珠光体钢（如15CrMo、12Cr1MoV）焊接
规格：
φ63.5×8
一、型式及坡口尺寸
接头型式：
对接坡口型式：
V型单边坡口角度：
30-35°
坡口间隙：
2.5mm左右钝边厚度：
0.5-1mm
二、焊前准备
⏹将坡口两侧内外壁10-15mm范围内的油、锈等杂质清理干净，露出金属光泽。
⏹焊接场所必须采取防风防雨措施，防止管内穿堂风。
三、热处理规范
不作要求。
四、焊接工艺参数
层（道）
数
焊接
方法
焊条（丝）
焊接电流
氩气流量
（升/分）
牌号
规格（mm）
极性
电流（A）
水平固定
第一层
Ws
TiG-J50
φ2.5
正接
90-110
7-9
第二层
Ds
J507
φ2.5
反接
80-90
第三层
Ds
J507
φ2.5
反接
80-90
垂直固定
第一层
Ws
TiG-J50
φ2.5
正接
90-110
7-9
二层1-2道
Ds
J507
φ2.5
反接
80-90
三层1-3道
Ds
J507
φ2.5
反接
80-90
编号：
HK-003
20G（φ76×13、Ws+Ds）
焊接工艺指导卡
材质：
20G
规格：
φ76×13
一、型式及坡口尺寸
接头型式：
对接坡口型式：
V型单边坡口角度：
30-35°
坡口间隙：
2.5mm左右钝边厚度：
0.5-1mm
二、焊前准备
⏹将坡口两侧内外壁10-15mm范围内的油、锈等杂质清理干净，露出金属光泽。
⏹焊接场所必须采取防风防雨措施，防止管内穿堂风。
三、热处理规范
不作要求。
四、焊接工艺参数
层（道）
数
焊接
方法
焊条（丝）
焊接电流
氩气流量
（升/分）
牌号
规格（mm）
极性
电流（A）
水平固定
第一层
Ws
TiG-J50
φ2.5
正接
90-110
7-9
第二层
Ds
J507
φ3.2
反接
110-130
第三层
Ds
J507
φ3.2
反接
110-130
第四层
Ds
J507
φ3.2
反接
110-130
第五层
Ds
J507
φ3.2
反接
110-130
垂直固定
第一层
Ws
TiG-J50
φ2.5
正接
90-110
7-9
二层1-2道
Ds
J507
φ3.2
反接
110-130
三层1-3道
Ds
J507
φ3.2
反接
110-130
四层1-4道
Ds
J507
φ3.2
反接
110-130
五层1-5道
Ds
J507
φ3.2
反接
110-130
编号：
HK-004
15CrMo或15CrMo+12Cr1MoV（φ63×4、Ws）
焊接工艺指导卡
材质：
15CrMo、15CrMo与12Cr1MoV焊接
规格：
φ63×4
一、头型式及坡口尺寸
接头型式：
对接坡口型式：
V型单边坡口角度：
30-35°
坡口间隙：
2.5mm左
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