锅炉承压管道安装焊接工艺.docx
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锅炉承压管道安装焊接工艺
锅炉承压管道焊接工艺
1范围
本工艺适用于承压的以水为介质的固定式蒸汽锅炉及锅炉范围内承压管道手工焊接。
汽水两用锅炉除应符合本规程的规定外，还应符合《热水锅炉安全技术监察规程》的有关规定，其它行业的管道手工焊接，亦可参照本工艺执行。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有文件的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB3323-87钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级
GB4842-95氩气
GB5306-85特种作业人员安全技术考核管理规则
GB11345钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级
GB50235-97工业金属管道工程施工及验收规范
GB50236-98现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范
GB/T985-88气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸
GB/T5117－1995碳钢焊条
GB/T5118－1995低合金钢焊条
GB/T8110－1995气体保护焊用碳钢、低合金钢焊丝
JB/T3223-96焊接材料质量管理规程
锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则（国质检锅[2002]109号）
蒸汽锅炉安全技术监察规程（劳部发[1996]276号）
3工艺流程方框图（见图1）
4工艺过程
4.1了解并熟悉施工图，认真阅读审核设计技术文件所需执行的施工验收规范，根据工程项目涉及的钢种、规格、焊接方法编制焊接工艺评定计划。
4.2焊接工艺评定
根据设计要求编制焊接工艺评定的方法和内容，并执行相关标准的规定。
4.3编制焊接施工方案
以评定合格的焊接工艺为依据，编制焊接施工方案及焊接作业指导书，并制定出焊工培训考试计划。
4.4材料准备
4.4.1管材、管件应具有出厂合格证或质量证明书，其各项检验项目和技术指标应符合相关标准的规定。
4.4.2焊丝应具有出厂合格证，其检验项目和技术指标应符合GB/T8110－1995的规定。
4.4.3焊条应具有出厂合格证，其检验项目和技术指标应符合GB/T5117，GB/T5118,GB/T983的规定。
4.4.4进口焊材或未列入国家标准的焊接材料应有检验合格证，并符合合同规定的技术标准要求。
4.4.5焊条的采购、验收、贮存、保管应符合JB/T3223-96的规定。
4.4.6焊条、焊丝应专人保管、发放、回收，并做好记录。
4.5焊接设备提供
4.5.1氩弧焊机应配备性能良好引弧装置以及预先通气和滞后断气装置。
4.5.1.1选用与焊接电源相适应的气冷式或水冷式焊枪。
4.5.1.2配备经校验合格的氩气流量表具。
4.5.2选用装备齐全、性能良好的弧焊整流器（ZX系列产品）或逆变焊机。
4.5.3焊机上必须配备经校验合格的电流、电压表。
4.5.4焊机实行定机定人管理，焊工应做好焊机的日常维护保养工作。
4.6焊工资格要求
4.6.1从事本工艺焊接作业的焊工必须按《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》，经相应项目考试合格后，方能在有效期内承担合格范围内的焊接施工任务。
4.6.2焊工应按焊接作业指导书或工艺卡的规定及焊接技术措施进行施焊。
4.7焊接环境监控
焊接周围环境条件应符合下列规定，否则应采取有效的防护措施。
a.环境温度不低于0℃；
b.风速＜2m/s；
c.相对湿度＜90%；
d.无雨、雪天气。
4.8坡口加工及组对
4.8.1焊件的坡口
4.8.1.1焊件的坡口形式和尺寸，应符合设计规定，当设计无明确规定时，可参照本工艺附录A的规定。
4.8.1.2焊件的切割及坡口加工宜采用机械方法，亦可采用热切割方法，当采用热加工法时，加工后应清除熔渣、氧化皮及影响接头质量的表面层，并将表面凹凸不平处打磨平整。
4.8.1.3坡口加工后应进行外观检查，其表面不得有裂纹，分层等缺陷。
4.8.1.4若设计要求对坡口表面进行无损检测时，应经检验合格后方能组对。
4.8.2焊件的组对
4.8.2.1焊前应将坡口及其边缘内外表面不小于20mm范围内的油、污、锈、毛刺等清除干净。
4.8.2.2应避免强行组对。
4.8.2.3管子或管件对接焊组对时，内壁应齐平，内错边量不宜超过管壁厚度的10%，且不应大于2mm。
4.8.2.4不等厚对接焊件组对时，当内壁错边量超过4.8.2.3条规定，或外壁错边量大于3mm时，对接焊件应按本工艺附录B的规定对焊件进行加工。
4.9焊接加工
4.9.1焊接方法为手工钨极氩弧焊打底，焊条手工电弧焊盖面。
也可用手工焊条电弧焊打底和盖面。
4.9.1.1焊丝、焊条的选用，应根据设计要求，当设计无规定时，应根据母材的化学成分，机械性能和焊接接头的抗裂性，以及使用条件综合考虑。
同种钢焊接时，应使焊缝金属的性能和化学成分与母材相当，且工艺性能良好。
异种钢焊接时，当两侧母材均非奥氏体不锈钢时，可选用成分与合金含量低的一侧相配或合金含量介于两侧合金之间的焊丝或焊条。
当两侧母材之一为奥氏体不锈钢时，应选用含镍量较高的适用于异种钢焊接的奥氏体不锈钢焊丝，焊条。
4.9.2预热；常用钢材焊前预热温度如表1所示，且应符合以下规定；
表1常用钢材焊前预热温度
钢号
管材
壁厚（mm）
预热温度（℃）
含碳量小于0.3％的
碳素钢及其铸件
≥26
100～200
16Mn
≥15
150~200
16MnV
12CrMo
15CrMo
≥10
150~250
ZG20CrMo
12Cr1MoV
≥6
200~300
ZG20CrMoV
ZG15Cr1Mo1
≥6
250~350
4.9.2.1壁厚大于等于6mm的合金钢管子及管件在0℃以下焊接时，预热温度规定值应再提高20～50℃
4.9.2.2壁厚小于6mm的低合金钢管子及壁厚大于15mm的低碳钢管子在0℃以下焊接时，亦适当预热。
4.9.2.3异种钢焊接时，预热温度应按焊接性较差或合金成分较高的一侧选择。
4.9.2.4接管座与主管焊接时，预热温度的选择应按主管规定的预热温度。
4.9.2.5非承压件与承压件焊接时，预热温度应按承压件选择。
4.9.2.6预热宽度从对口中心开始，每侧不少于壁厚的三倍。
4.9.3钨极氩弧焊使用的钨极宜选用铈钨棒，氩气纯度应不低于99.96％。
4.9.4定位焊及固定卡具焊缝的焊接，应采用与正式焊接要求相同的焊条及工艺措施。
并由取得与正式焊接要求相同合格项目的持证焊工担任。
4.9.5定位焊可直接焊在坡口内，定位数量应根据具体情况确定。
4.9.6焊接工艺参数可参照表2表，表3选用。
表2钨极氩弧焊焊接工艺参数
焊件厚度
（mm）
钨极直径
（mm）
焊丝直径
（mm）
焊接电流
（A）
氩气流量
（L/min）
3~4
Φ2~3
Φ1.6~2
70~90
8~10
5~8
Φ3
Φ2~2.4
80~120
8~12
＞8
Φ3~4
Φ2.4
90~140
10~16
表3焊条电弧焊焊接工艺参数
焊条直径
焊接电流
（A）
电弧电压
（v）
焊接电源
Φ2.5
60~90
20~25
AC/DCEP
Φ3.2
80~130
21~26
Φ4.0
110~190
22~27
注：
AC-交流DCEP-直流反接
4.9.7焊接过程中应保证起弧和收弧处的质量，并且在收弧时应将弧坑处填满。
4.9.8施焊现场应做好防风措施，管内应防止穿堂风。
4.9.9氩弧焊焊接时，应保证熔池得到有效保护，焊丝高温端应在氩气保护区，添加焊丝时要避免焊丝与钨电极间产生碰撞。
4.9.10焊接时严禁在管道坡口外的管壁上引弧和熄弧，焊接过程中应注意起弧和收弧处的质量，收弧时应将弧坑填满，多层焊的层间接头应错开。
4.9.11每焊完一焊道，应将焊渣，飞溅物等清理干净再进行下道工序焊接，若工艺上有特殊要求需中断，则应根据工艺要求采取措施，防止产生焊接缺陷如裂纹等，再焊接前必须仔细检查已焊焊缝，确认无裂纹等缺陷后方可按原工艺要求继续焊接。
4.9.12对不合格的焊缝，应进行质量分析，定出措施后方可进行返修，返修的焊接要求与正式焊接要求相同，必要时可制定返修焊接工艺，同一部位的返修次数不宜超二次。
返修的现场应记录详尽，其内容至少应包括坡口形式，尺寸，返修长度，焊接工艺参数和施焊者及其钢印等。
4.9.13每一焊口必须按规定的施工记录表式作好施焊记录。
4.10焊缝质量检验
4.10.1焊口焊完后，应先对焊缝进行外观检查，外观检验应在无损探伤，强度试验，严密性试验之前进行。
4.10.2焊缝的外观质量应符合设计规定的要求，当设计无明确规定时应满足下面要求：
4.10.2.1焊缝高度不得低于母材，焊缝与母材应平滑过渡。
4.10.2.2焊缝及其热影响区表面无裂纹，夹渣，弧坑和气孔。
4.10.2.3焊缝咬边深度不超过0.5mm，管子焊缝两侧咬边总长度不超过管子周长的20％，且不超过40mm.
4.10.3焊缝的射线检验应符合设计文件和相关标准的规定。
当设计文件无明确规定时，射线检验要求应符合GB3323-87的规定，射线照相的质量要求不应低于AB级。
额定蒸气压力大于0.1MPa的锅炉，额定出口热水温度高于或等于120℃的锅炉，对接接头的质量不低于II级为合格；额定蒸气压力小于或等于0.1MPa的锅炉，额定出口热水温度低于120℃的锅炉，对接接头的质量不低于III级为合格。
4.10.4管子和管道对接接头超声波探伤可按GB11345《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》的规定进行。
4.10.5焊缝用超声波和射线两种方法进行探伤时，按各自标准均合格者，方可认为焊缝探伤合格。
4.11焊缝返修
4.11.1焊缝无损检验发现不允许缺陷时，应消除缺陷后进行焊补，并对焊补处用原规定的方法进行检验至合格。
4.11.2对规定进行局部无损探伤的管道焊缝，应对每一焊工所焊的焊缝，按规定比例进行抽检，每条管线的最低探伤数量不得少于一个焊口。
若发现存在超标缺陷的不合格焊缝，则应对该焊工在该管线上所焊的尚未探伤的焊缝进行扩大检验，若再不合格，应对该焊工焊接的全部对接接头全部检验。
4.11.3焊接接头若返修，应找出原因并彻底清除缺陷，制定可行的返修方案，才能进行返修，焊补后，补焊区应做外观和无损探伤检查，要求焊后热处理的焊缝，焊后应做焊后热处理。
同一位置上的返修不应超过二次。
4.12焊后热处理
4.12.1壁厚大于30mm的低碳钢管子与管件的焊接接头，耐热钢管子与管件的焊接接头，经焊接工艺评定确定需做焊后热处理的管子与管件的焊接接头，应进行焊后热处理。
4.12.2异种钢接头焊后进行消除焊接应力热处理时，其温度不应超过焊接接头两侧任一钢种的下临界点Ac1。
4.12.3对于焊后有产生延迟裂纹倾向的钢材，焊后应及时进行后热消氢或热处理。
4.12.4热处理时，应力求内外壁和焊缝两侧温度均匀，恒温时在加热范围内任意两点的温度差应低于50℃，壁厚大于10mm时不宜采用火焰加热。
4.12.5每一热处理的焊接接头，应做好热处理记录，并打上热处理工代号钢印。
5职业健康与安全技术措施
5.1上岗焊工必须执行GB5306-85及企业制定的（安全操作规程）。
5.2执行本工艺的同时，必须执行“中华人民共和国消防法”上海市建委颁发的“施工现场防火规定”以及本企业的《消防安全管理规定》。
5.3使用钍钨极时，应注意对放射性微粒的防护，磨削时应尽量带防尘口罩。
5.4冬季施工时，每天作业完成之后，应将焊枪内剩水排掉。
自循式冷却水，应用防冻水，以防冻裂。
6环境保护措施
6.1施焊时应有防止弧光伤害的隔断措施。
6.2焊接作业时有相当多的有毒气体和粉尘，当空气流通较差时，应采取通风换气措施。
6.3在封闭容器里或仓室里焊接，特别要保持有效的通风。
6.4合理组织劳动和作业布局，已避免作业区过于拥挤。
6.5焊接作业区和作业区附近要采取防止易燃、易爆措施。
6.6选用低噪声除尘设施，保证工作地点环境机械噪声不超过声压85dB。
7主要施工机具（见表4）
表4主要施工机具表
序号
机具名称
备注
1
直流手工钨极氩弧焊机
按需选用
2
弧焊整流器或逆变焊机
按需选用
3
气体流量器
按需选用
4
角向砂轮机
按需选用
5
高温烘箱（500℃）
按需选用
6
低温烘箱（300℃）
按需选用
7
焊条保温筒
按需选用
8
氩气瓶
按需选用
附录A
（规范性附录）
焊件的坡口形式和尺寸
附录A（续1）
附录A（完）
附录B
（规范性附录）
不等厚对接焊件坡口加工
附录C
（规范性附录）
焊缝质量分级标准
检验
项目
缺陷名称
质量分级
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
焊
缝
外
观
质
量
裂纹
不允许
表面气孔
不允许
每50mm焊缝长度内允许直径≤0.3δ,且≤2mm的气孔2个
孔间距≥6倍孔径
每50mm焊缝长度内允许直径≤0.4δ,且≤3mm的气孔2个
孔间距≥6倍孔径
表面夹渣
不允许
深≤0.1δ
长≤0.3δ,且≤10mm
深≤0.2δ
长≤0.5δ,且≤20mm
咬边
不允许
≤0.05δ,且≤0.5mm连续长度≤100mm,且焊缝两侧咬边总长≤10%焊缝全长
≤0.1δ,且≤1mm
长度不限
未焊透
不允许
不加垫单面焊允许值≤0.15δ,且≤1.5mm
缺陷总长在6δ焊缝长度内不超过δ
≤0.2δ,且≤2.0mm
每100mm焊缝内缺陷总长≤25mm
根部收缩
不允许
≤0.2+0.02δ且≤0.5mm
≤0.2+0.02δ
且≤1mm
≤0.2+0.04δ
且≤2mm
长度不限
角焊缝
厚度不足
不允许
≤0.3+0.05δ且≤1mm
每100mm焊缝长度内缺陷总长≤25mm
≤0.3+0.05δ且≤2mm
每100mm焊缝长度内缺陷总长≤25mm
角焊缝焊
脚不对称
差值≤1+0.1a
≤2+0.15a
≤2+0.2a
余高
≤1+0.1b,且最大为3mm
≤1+0.2b，且最大为5mm
附录C（完）
检验项目
质量分级
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
对
接
焊
缝
内
部
质
量
射
线
照
相
检
验
碳
素
钢
和
合
金
钢
GB3323-87的Ⅰ级
GB3323-87的Ⅱ级
GB3323-87的Ⅲ级
不要求
超声波检验
GB11345-89的Ⅰ级
GB11345-89的Ⅱ级
不要求
注：
a---设计焊缝厚度。
b---焊缝宽度。
δ--母材厚度。
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