焊接专业设计.docx
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焊接专业设计
霍山凯迪生物质能热电厂1×30MW机组发电工程
HS—HJ—00
焊接专业施工方案
批准：
审核：
编制：
2011年04月12日
目录
前言1
第一章工程概况1
1.1施工范围及工程量1
1.1.1施工范围1
1.1.2工程量2
第二章施工组织机构和人力资源计划2
2.1组织机构设置2
2.1.1决策层设置2
2.1.2管理层设置2
2.2人力资源计划表3
2.3机械资源计划表3
第三章施工进度计划3
3.1编制原则3
3.2保证工期的措施3
第四章施工总平面、临时设施、场地布置及力能供应4
4.1施工总平面、安装工程生产性施工临建及场地布置4
4.2施工力能供应4
第五章主要施工方案和特殊施工措施4
5.1焊接主要施工方案4
5.1.1钢结构部分焊接主体施工方案5
5.1.2锅炉本体受热面焊口的焊接施工方案8
5.1.3炉膛、包墙密封焊接主体施工方案11
5.1.4汽机中、低压管道的焊接方案13
5.1.5电气铝母线的焊接方案16
5.1.6焊口的焊前预热和焊后热处理工艺方案16
5.1.7检验与试验18
5.2.1不锈钢管的焊接工艺19
5.3季节性施工保障措施20
第六章质量、职业安全健康和环境保护控制措施20
6.1质量管理20
6.1.1质量控制和工程创优目标20
6.1.2对影响焊接质量的人、机、料、法、环实行全过程监控21
6.2职业安全健康和环境保护控制措施22
6.2.1施工过程主要危害辩识评价及控制措施。
22
6.2.2重要环境因素辩识评价及控制措施。
23
6.3.安全文明施工23
6.3.1安全施工23
6.3.2文明施工24
前言
霍山凯迪生物质能热电工程项目建设规模为1台120吨/小时高温高压循环流化床锅炉，1×30MW高温超高压凝气式汽轮发电机组。
本电厂为生物质能热电厂，燃料为可再生的秸秆。
工程由武汉凯迪电力工程有限公司投资组建。
结合工程的具体情况，尽量发挥专业公司的资源优势，在施工各个环节做到精心组织，严格管理，对特殊、重大施工过程进行科学分析，弄清主次，找出关键线路，采取措施科学安排。
以求“工期先进、质量卓越、形象一流”，实现安全、优质、准点、文明、低耗，特编制本专业施工组织设计，其编制依据为：
《凯迪霍山生物质能（1×30MW）发电机组工程施工组织总设计》；
《火力发电工程施工组织设计导则》（2004年版）；
《电力建设工程施工技术管理导则》（2002年版）；
《电力建设安全工作规程》（火力发电厂部分）（2002年版）；
《电力建设安全健康与环境管理工作规定》（2002年版）；
《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869—2004；
《火力发电厂焊接热处理技术规程》DL/T819-2002；
《焊接工艺评定规程》DL/T868—2004；
《电站钢结构焊接通用技术条件》DL/T678—1999；
《火电施工质量检验及评定标准》（焊接篇）2010年版；
凯迪霍山生物质能电厂（1×30MW）工程初步设计及收口图纸、资料。
本专业施工组织设计编制说明：
由于图纸和相关资料仍未到全，本专业施工组织设计在编制过程中难免存在不足之处。
在今后的工作中，我们将会按照完整的技术资料，把有关内容在施工作业指导书和技术交底中进一步完善和细化。
第一章工程概况
1.1施工范围及工程量
1.1.1施工范围
焊接专业施工范围主要包括全厂范围内的汽轮发电机组主蒸汽管道、高压给水管道、冷却用油、水管道等所有中、低压管道，锅炉本体受热面管道、连接管道、油管道、杂项管道及空气预热器、汽机房屋面梁、烟、粉、风、灰的配制，炉膛、包墙密封、锅炉钢架等各类金属结构的焊接工作。
1.1.2工程量
1.2.2.1锅炉受热面焊接
Ø锅炉受热面焊口将参见崇阳凯迪生物质能热电厂1×30MW机组工程焊接工程一览表于后期补充完整。
1.2.2.2汽机中低压管道焊接
主蒸汽管道、高、低压给水管道、除氧给水管道、抽汽管道、凝结水管道及循环水管道、汽轮机润滑油管道等各类管道的焊接，具体焊口数量见后期施工焊口统计。
1.2.2.3电气及热控系统焊接
Ø发电机电气铝母线、全厂接地系统、电缆桥架、热控仪表管。
1.2.2.4各类钢结构、铁件焊接
Ø锅炉本体密封焊缝、铁件、刚性梁等
Ø烟风道加工制作、安装
Ø锅炉钢架、平台组合、安装
Ø汽机房屋面梁、板焊接
Ø各类设施（备）的安装焊接。
第二章施工组织机构和人力资源计划
2.1组织机构设置
2.1.1决策层设置
本着精干、高效的原则，焊接决策层设置以下人员：
项目部焊接专工一名，分包队伍经理一名、焊接技术员一名、焊接质检员一名、专职安全员一名。
项目部焊接专工、分包队伍焊接技术员在项目部总工的领导下负责焊接技术、质量工作。
2.1.2管理层设置
焊接管理人员的配备按照合理的管理跨度、在提高管理人员整体素质的基础上优化组合的原则，组成精干高效的管理工作团队，具体配备情况见下表：
部门
人员
部门
人员
专业工程师
狄国平
机管员
张建国
技术员
吴俊
金属检测人员
陈竹萌、汪忠柱
质检员
吴俊
焊条库及工具库管理员
狄旭明
综合管理员
陶正康
专职安全员
黄前平
合计
8
2.2人力资源计划表
2011年
月份
合计
管理人员
技术人员员
Ⅲ类焊工
高压焊工
4月
21
3
1
15
2
5月
22
3
1
15
3
6月
39
3
2
25
9
7月
45
3
2
25
15
8月
42
3
2
25
12
9月
26
3
2
15
6
10月
22
3
2
12
5
11月
16
3
1
10
2
2.3机械资源计划表
本工程投入的主要焊接施工机械
序号
机械或设备名称
型号规格
数量（台）
备注
1
交流电焊机
BX1-400A
35
2
直流电焊机
10
3
逆变电焊机
ZX7-400
15
4
烘箱
YTCH-150
1
7
自动热处理设备
待定
1
8
射线探伤机
待定
1
9
里氏硬度计
待定
1
10
超声波探伤仪
待定
1
第三章施工进度计划
3.1编制原则
3.1.1焊接施工原则上以主工种进度为准,不再另行安排进度。
3.1.2为保证施工进度，焊接应合理安排人员、焊接机械，严格按计划施工。
3.1.3保证工程质量，安全文明施工。
3.2保证工期的措施
3.2.1充分发挥专业技术、装备优势，科学合理地组织施工工序；在编制施工技术措施时精心策划，缩短工期，确保工程质量和安全。
3.2.2精心施工，严肃施工管理，质检人员严格验收，确保工程验收的一次合格率是保证工期的关键和最直接的手段。
3.2.3展开工作层面，合理配置劳动力和施工机械。
3.2.4关键工序项目如大件吊装、结构工程等采取三班制施工。
3.2.5优化施工程序，采用先进的施工工艺和施工技术，缩短工序间歇时间。
3.2.6建立一支精干、高效的施工指挥系统，做好劳动力、机械、施工程序的协调和调度，尤其要加强对外部关系的协调，创造良好的施工环境。
第四章施工总平面、临时设施、场地布置及力能供应
4.1施工总平面、安装工程生产性施工临建及场地布置
参见崇阳凯迪生物质能电厂（1×30MW）工程施工总平面布置图。
4.2施工力能供应
4.2.1氩气及氧、乙炔气供应
4.2.1.1供气方案
Ø施工现场采用瓶装氩气、氧、乙炔瓶供气方式，总共需用量为5000瓶左右。
要求所用氩气纯度不低于99.99%，氧气、乙炔纯度不低于98.5%并有合格证，皮线要求使用红黑线，焊前应用试焊法检验氩气纯度。
4.2.2电焊机布置
4.2.2.1焊机布置
Ø焊机使用可根据主工种施工要求灵活布置，预备焊机35台。
4.2.2.2拟配备1间热处理机房，具体位置按施工状况灵活布置。
第五章主要施工方案和特殊施工措施
5.1焊接主要施工方案
现场所有的焊接工作，必须有针对性的编写作业指导书、技术交底。
严格按照作业指导书进行施工。
对于现场出现的合金材料：
15CrMoG、12Cr1MoV、SA-213等，要参照工艺评定，制定出适宜本项目的焊接工艺及使用范围。
具体详见各作业指导书及工艺卡。
焊接过程中必须按照《焊接施工质量检验计划》认识执行。
具体作业指导书目录如下表：
序号
编号
名称
备注
1
HS-HJ-01
焊接冬季施工措施
2
HS-HJ-02
承重钢结构及金属结构焊接
3
HS-HJ-03
锅炉受热面管口焊接
4
HS-HJ-04
机炉中、大口径管焊接
5
HS-HJ-05
锅炉杂项管道焊接
6
HS-HJ-06
焊口、焊缝预热、热处理
7
HS-HJ-07
中、低压管道焊接
8
HS-HJ-08
炉膛密封焊接
9
HS-HJ-09
超声波检测作业指导书
10
HS-HJ-10
射线检测作业指导书
11
HS-HJ-11
光谱检测作业指导书
12
HS-HJ-12
硬度检测作业指导书
5.1.1钢结构部分焊接主体施工方案
5.1.1.1焊接人员
Ø本工程钢结构的施焊任务必须由经焊接技术培训合格并取得相应证书的焊工担任。
Ø施焊承重钢结构的焊工必须遵照DL/T679-1999《焊工技术考核规程》或《锅炉压力容器管道焊工考试与管理规则》进行考核，取得相应的技术考核合格证书者方可参与现场施焊。
Ø热处理工、质检人员、安全员必须持证上岗。
5.1.1.2焊接方法
Ø钢结构及密封焊缝主要采用手工电弧焊焊接方法
Ø空气预热器、凝汽器等设备焊接采取手工电弧焊方法。
Ø管道上焊接非开孔型管座、吊架、加强筋等采取手工电弧焊方法。
5.1.1.3焊接材料
Ø所有入库焊材的质量应符合国家标准，并有生产厂家的质量合格证书，不得使用药皮脱落或焊芯生锈的焊条。
焊条应存放于干燥、通风良好、温度大于10℃、且相对空气湿度小于60%的库房内。
根据钢材的化学成分、力学性能、使用工况条件等选用焊材，其中Q235钢的焊接采用E43系列焊条，Q345钢的焊接采用E50系列焊条。
5.1.1.4工艺措施
Ø切割前，必须将钢材表面切割区域的铁锈、油污等清除干净；切割时，必须根据工件厚度、切割嘴型式、切割速度等因素综合选择切割气体的压力。
切割的速度适当，使熔渣和火焰能垂直向下；切口部分应留有机械加工余量，以便于除去淬硬层及过热金属；淬硬倾向较大的合金钢采用热加工方法下料后，对切口部分应先进行退火处理再进行机械加工。
割炬要保持清洁，不能有氧化铁熔渣的飞溅物粘在割嘴上；切割后，应清除边缘上的熔瘤和飞溅等，并对坡口内及边缘20mm处的母材进行检查，保证无裂纹、重皮、坡口破损及毛刺等缺陷。
所有的焊接切割作业均要考虑设备及成品保护，禁止在设备或已装系统上切割或开孔，如因工艺需要，必须由主专业的正式委托单，并经交底和划线后方能切割。
Ø焊件组装前应将焊缝位置周围和坡口表面10~15mm范围内母材上的油、漆、垢、锈、毛刺、飞边等清除干净，直至发出金属光泽。
焊件组装时应将待焊工件垫牢固和采取切实可行的防变形措施，以防止在焊接过程中产生附加应力和发生变形。
禁止在接头间隙中填塞焊条头、铁块等杂物。
Ø定位焊必须由持相应合格证的焊工施焊，所用焊接材料应与正式施焊相当，并且定位焊缝与最终焊缝的质量要求相同。
定位焊的引弧和熄弧应在坡口内进行，当定位焊缝上有气孔或裂纹时，必须清除后重焊。
Ø双面焊缝，应采用机械加工或碳弧气刨清根。
Ø焊接过程中应对焊接规范及焊接层道数、层道间清理情况和层道间外观质量、清根质量以及重要构件焊接中的变形进行检查，确认其满足图纸及作业指导书的要求。
Ø施焊中应特别注意接头和收弧的质量，角焊缝转角处宜连续绕角施焊，起落弧点距焊缝端部宜大于10mm，收弧时就将弧坑填满。
Ø焊接H型钢及钢屋架应先焊其连接件，然后再组对焊接长焊缝。
焊接H型钢腹板与翼板的角焊缝按图1.2.3的焊接顺序进行装配焊接，并采取分段退焊法施焊。
Ø凝汽器点焊前在汽缸台板四周和主轴处分别设置千分表，以便焊接过程中对水平位移、垂直位移和主轴进行监视。
施工时，点焊与焊接应同时对称进行。
安排双数焊工均匀分布在接颈四周，使用相同的焊接规范，焊接时采用小电流、快速焊。
焊接时分段长度为100～150mm，层与层间的接头应相互错开。
四角处避免更换焊条，以防影响严密性。
Ø焊接完毕后，焊工应将焊缝表面的飞溅、熔渣等仔细清理干净，并检查外观质量，必要时可做局部翻修。
焊缝缺陷应采用机械方法清除，清除长度应比缺陷范围两端各长50mm，严禁用电弧或气割火焰熔除。
焊缝同一位置上的挖补次数一般不超过2次。
焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应查清原因，订出修补工艺后方可处理。
Ø焊后应进行焊接接头的外观质量和内部质量检验。
Ø建立完整的施工技术档案，填写钢结构焊接施工记录，做到焊缝与施焊焊工、外观检验、无损检验均能完全对应。
5.1.1.5钢结构焊接作业流程图
负责技术员
焊工
下料工
铆工
质检员
金试人员
结束
是
否
是
5.1.2锅炉本体受热面焊口的焊接施工方案
5.1.2.1焊接人员
Ø参加本工程受热面施焊的焊工必须遵照DL/T679-1999《焊工技术考核规程》或《锅炉压力容器管道焊工考试与管理规则》进行考核，并已取得相应的技术考核合格证书。
Ø焊工参与受热面焊口施焊前必须先进行岗前模拟练习，经外观质量检查和内在质量检查合格后方可进行现场焊接。
Ø热处理工、质量人员、专职安全员必须持证上岗。
5.1.2.2焊接方法
Ø壁厚小于5mm的锅炉受热面焊口采用钨极氩弧焊（WS）方法进行焊接，其余焊口采用氩弧焊打底电焊填充、盖面（WS/DS）的方法进行焊接。
5.1.2.3焊接材料
Ø所有入库焊材的质量应符合国家标准，并有生产厂家的质量合格证书。
焊条、焊丝应存放于干燥、通风良好、温度大于10℃、且相对空气湿度小于60%的库房内。
焊条在使用前应按照其说明书的要求进行烘焙，重复烘焙不得超过两次，使用时必须装入专用保温筒内，随用随取。
焊丝在使用前必须清除锈、垢、油污。
根据钢材的化学成分、力学性能、使用工况条件等选用焊材，本工程受热面所涉及的钢材以及与其相对应的焊接材料如下表所示：
母材
焊丝
焊条
20、20G
TIG-J50
J507
15CrMoG
TIG-R30
R307
12Cr1MoVG
TIG-R31
R317
SA-213
SA-347
Ø钨极氩弧焊用铈钨棒（WCe-20）作电极，氩气纯度≥99.99%。
5.1.2.4工艺措施
Ø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、熔渣及飞溅物清理干净，并将不平处修理平整。
锅炉范围内的焊口不允许用火焰切割方法进行加工。
Ø本工程受热面焊口的坡口形式必须符合设计图纸规定，如图纸无规定，其焊接接头的基本形式及尺寸参见下表
接头形式
坡口形式
图形
焊接
方法
δ
mm
接头结构尺寸
适用
范围
α
β
b
p
R
对
接
V
形
电焊
≤16
30°
/
2mm
2mm
/
适用于锅受热面管子
U
形
电弧焊
≤60
12°
/
2mm
2mm
5mm
适用于锅炉汽水管道
对
接
双V形
水平管
电弧焊
16～60
35°
2mm
2mm
2mm
5
适用于锅炉大口径连能管
双V形
垂直管
电弧焊
16～60
α1=
35°
α2=
20°
2mm
2mm
2mm
5
适用于锅炉大口径连能管
Ø焊件组装前必须将焊口表面及附近10-15mm范围内的母材内、外壁的油、漆、垢、锈等清理干净，直至发出金属光泽；
Ø焊件对口时必须做至内壁齐平，如有错口，其错口值不得超过壁厚的10%，且不大于1mm；
Ø管接头和仪表插座不可设置在焊缝或焊接热影响区内，不宜在管道焊缝及其边缘上开孔；
Ø对口时，如焊口间隙过大，应设法修整到规定尺寸，严禁在间隙内加填塞物。
禁止强力对口，对口时组合件应垫实，焊接结束并热处理后，临时加固的支撑才能去掉（所有需热处理的焊口只有在热处理之后才能承载）。
Ø各种钢材的预热温度可参照下表所示，异种钢焊接时预热温度按焊接性差或合金成份较高的一侧选用。
施焊过程中层间温度应不低于下表中给定的预热温度的下限，且不高于400℃。
Ø
钢的合金系
碳素钢
1Cr-1/2Mo
1Cr-1/2Mo-V
壁厚（mm）
≥26
≥10
≥6
预热温度（℃）
100～200
150～250
200～300
Ø定位焊时，焊接材料、焊接工艺、焊工和预热度等应与正式施焊时相同。
小径薄壁管点固焊时，可在坡口内直接点固，点固焊不少于2点。
大径厚壁管点固焊不少于3点。
Ø定位焊后应检查各个焊点质量，如有缺陷应立即清除，重新进行定位焊。
Ø氩弧焊打底的焊口，打底焊缝均采用填充焊丝的方法，杜绝无间隙对口和不加焊丝封底的现象。
Ø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。
多层多道焊应逐层清理、检查、经自检合格后，方可进行次层焊缝的焊接，直至完成。
Ø为减少焊接变形和接头缺陷,直径大于194mm的管子和锅炉密集管排（管子间距≤30mm）的对接焊口采用两人对称焊。
Ø施焊中应特别注意接头和收弧的质量，收弧时应将弧坑填满，多层多道焊的接头应错开。
Ø焊接操作时严格执行作业指导书中的工艺规范，控制焊接线能量的输入。
Ø严禁在被焊工件表面引弧、试验电流或随意焊接临时支撑物，高合金钢表面不得焊接对口用夹具。
Ø为防止不锈钢和高合金钢焊口的局部易过烧氧化现象，将采用内充氩气的工艺方法来确保焊缝的根部质量。
Ø焊后热处理主要采用远红外电脑温控设备进行加热，用热电偶测温,工程结束时热处理曲线与焊接资料一起移交。
Ø异种钢热处理温度的选择应按两侧钢材及所用焊条（焊丝）综合考虑。
一般不超过合金成份低侧钢材的下临界点Ac1。
Ø热处理的升、降温速度，一般可按6250/δ℃/h计算，且不大于300℃/h。
降温过程中，温度在300℃以下可不控制。
Ø焊后不能按规定及时进行热处理的合金钢管道应立即加热到规定温度进行后热（消氢）处理，以防止出现裂纹。
Ø焊接接头有超标缺陷时，可采用挖补方式返修。
同一位置上的挖补次数一般不得超过三次，耐热钢不得超过二次。
Ø补焊时采用的焊接材料、焊接工艺与正式焊接相同。
5.1.2.5焊接作业流程图
负责技术员
焊工
安装钳工
热处理工
质检员
金试人员
合格否
W对口及坡口检查
焊接材料领用、装筒
焊接工、机具准备
资格审查
技术交底
起始
重新组对
否
是
预热否
是
记录
预热
否
点焊及打底焊接
检查焊缝及层间焊接
δ＜70mm
是
记录
记录
记录
记录
记录
结束
检验
焊后热处理
检验
检查焊缝及层间焊接
H盖面焊接及清理
预热
中间热处理
否
5.1.3炉膛、包墙密封焊接主体施工方案
5.1.3.1焊接人员
Ø本工程的施焊任务必须由经焊接技术培训合格并取得相应证书的焊工担任。
Ø施焊的焊工必须遵照DL/T679-1999《焊工技术考核规程》或《锅炉压力容器管道焊工考试与管理规则》进行考核，取得相应的技术考核合格证书者方可参与现场施焊。
Ø热处理工、质检人员、安全员必须持证上岗。
5.1.3.2焊接方法
Ø锅炉密封装置采用Ds方法焊接。
凡与受压元件直接焊接的密封部件，必须在水压试验之前施焊完毕，炉顶二次密封与管道连接的梳型板在水压试验前焊接完毕，其余二次密封焊缝水压试验结束后焊接。
5.1.3.3焊接材料
Ø所有入库焊材的质量应符合国家标准，并有生产厂家的质量合格证书。
焊条、焊丝应存放于干燥、通风良好、温度大于10℃、且相对空气湿度小于60%的库房内。
焊条在使用前应按照其说明书的要求进行烘焙，重复烘焙不得超过两次，使用时必须装入专用保温筒内，随用随取。
焊丝在使用前必须清除锈、垢、油污。
根据钢材的化学成分、力学性能、使用工况条件等选用焊材，本工程受热面所涉及的钢材以及与其相对应的焊接材料如下表所示：
材质
焊条、焊丝牌号
Q235A
J422
15CrMoG
R307
12Cr1MoV
R317
5.1.3.4工艺措施
Ø焊接前，应检查焊接场所的环境状况，当手工电弧焊焊接作业区风速超过8m/s，应设防风棚或采取其他防风措施；当环境温度低于允许进行焊接操作的最低环境温度时，应停止施焊，或采取相应的措施后方可进行施焊.
Ø在水冷壁和包墙过热器管屏密集，管口较小，在其拼缝的焊接中如果热量输入过多易产生波浪型变形，施工中主要采取下列防变形措施：
（1）控制焊接线能量焊接时手工电弧焊采用Φ3.2和Φ2.5规格的焊条；
（2）采取分段焊、退焊法、跳焊法等焊接方法施焊。
Ø点焊：
焊缝组对时，其焊接材料、焊接工艺、焊工资质度等应与正式施焊时相同外，应检查各焊点质量，如有缺陷应立即清除，重新点焊；点焊位置应对称分布；焊工点焊时周围不可有激烈的撞击或晃动，以免造成裂纹或根部问题。
Ø焊工严格按照作业指导书和施工工艺卡上的施工工艺参数要求进行施焊。
炉拼缝、密封均采用手工电弧焊方法施焊，其工艺参数见下表：
焊接方法
电源极性
氩气流量
（升/分）
电压（V）
电流（A）
Ф2.5
Ф3.2
Ф4.0
Ф2.5
Ф3.2
Ф4.0
Ds
直流反接
/
20~25
24~26
25~28
70~90
100~130
120~160
Ø对焊缝尺寸不对、咬边、弧坑未填满等缺陷应进行焊补，但对于表面裂纹不得擅自处理，应及时报告焊接技术人员和焊接质量检查人员。
Ø引弧应在坡口内进行，焊接地线不得直接搭接到管道上，以防管道损伤。
Ø要保证焊缝的纵向及横向收缩较为自由，不受较大的拘束，焊接对接缝时，施焊方向以指向自由端为宜；应先焊收缩量大的焊缝，如同时遇有对接缝和角接缝时，应先焊对接缝，后焊角接缝；采取分段焊、退焊法、多层多道焊，焊接接头应错开，采用小的线能量输入。
Ø施焊中，应特别注意接头和收弧的质量，收弧时应将熔池填满，尽量避免在焊缝上进行收弧。
Ø焊接完毕后，清理焊缝表面药皮，进行自检，发现表面缺陷超过相应的质量验收标准时，对气孔、夹渣、焊瘤、余高过大等缺陷应打磨去除，必要时进行补焊。
焊缝应圆滑过度到母材，焊缝余高差符合要求，表面成型美观，焊缝外形尺寸应符合设计要求。
5.1.4汽机
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