LNG铜镍合金钢焊接施工方案要点.docx

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LNG铜镍合金钢焊接施工方案要点

铜镍合金钢管道焊接施工方案

1.目的

为保证合金钢管道焊接在预制和现场安装中能得到有效的控制和顺利的实施，确保管道焊接的质量和施工进度，特编制铜镍合金钢管道焊接施工方案。

2.适用范围

此焊接施工方案适用于XXXOOO项目接收站工程所有合金钢管道的手工电弧焊及手工氩弧焊等。

3.编制依据及引用标准

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/T20801.（1-6）-2006《压力管道规范工业管道》

SH3501-2002《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》

设计及业主相关要求

4.工程概况

4.1本项目所包含的合金钢管道约450米，规格为DN25至DN100,壁厚为3.73-8.56mm：

4.2合金钢材质为C70600

4.3合金钢管采用GB50235-97的规定进行坡口机加工

4.4合金钢焊接工艺按照焊接工艺评定执行

5.人员要求

5.1从事管道焊接的焊工，需持有相应的国内项目合格证，并经业主考试合格持有业主的焊工上岗证。

焊工必须按规定的焊接作业指导书及焊接技术措施进行施焊，当遇到工况条件与焊接作业指导书及焊接技术措施的要求不符合时，应拒绝施焊。

5.2焊接技术人员应由中专及以上学历，有一年以上焊接生产实践的人员担任。

焊接技术人员应负责编制焊接工艺评定和焊接技术措施，指导焊接作业，参与焊接质量管理，处理焊接技术问题，整理焊接技术资料。

5.3焊接质检人员应接受过专门的焊接技术培训，有一定的焊接实践经验和技术水平，能严格遵守检查操作规程，并具有质检人员上岗资质证。

焊接质检人员应对焊接作业进行全面检查和控制负责施工现场焊接检查，包括坡口制备、焊缝组对、焊接操作、焊缝外观检验等，检查焊工上岗资质；负责检查焊材烘干、焊条发放、焊材领用情况；负责组织、申报、跟踪焊工考试情况；编制合格焊工登记表及焊接无损检测情况表。

5.4无损检测工程师：

无损探伤人员必须由国家授权的专业考核机构考核合格，其相应证书应在有效期内。

5.5焊材管理人员：

负责焊材库管理；负责焊材烘焙、焊材发放及回收，并做相关记录；焊材保管和烘焙人员应经过专业培训，焊材保管人员应熟悉焊材的用途、性能。

5.6施工队及焊工：

负责现场施焊，作好焊口标识。

6.焊接材料的要求

6.1施工现场的焊接材料要求按设计及有关标准规范有关规定执行，必须保证其材料合格证、使用说明书等相关资料齐全、完善，且应逐项核对，做到物证相符。

焊接材料、焊条、焊丝必须具有出厂合格证、质量证明书。

质量证明书应包括熔敷金属化学成份、机械性能；各项指标应符合国家标准的有关规定，缺项部分复验，复验合格方可使用。

6.2现场焊接材料选用

由于Ni是C70600中抗蚀性能能得到明显改善的主要元素，焊接时为了减少Ni元素的烧损蒸发故选用CuNi30Fe和T307焊条，规格选用ø2.0和ø2.5的焊丝及ø3.2的焊条，以满足XXXOOO项目焊接所需。

表1焊接材料选用

管道母材

焊丝

焊条

C70600

CuNi30Fe

T307

6.3焊材保管制度

6.3.1焊材必须在干燥通风的室内仓库存放。

焊材贮存库内，不允许放置有害气体和腐蚀介质，室内保持整洁。

6.3.2焊材存放在专用架子上，严格防备焊材受潮。

离开地面和墙壁的距离不小于300mm。

每堆体积不能过大。

宽度不大于两排，高度不超过1.2mm。

6.3.3焊材堆放时应按种类、牌号、规格、入库时间分类堆放，每垛应有明确标记，避免混乱。

焊丝应做好色标。

6.3.4焊材在供应给使用单位之后，保质期至少保证在6个月之内。

入库的焊材应做到先入库批次先发放。

6.3.5特种焊材贮存与保管应高于一般性焊材，特种焊材应堆放在专用仓库或指定区域。

6.3.6对受潮或包装损坏的焊材，未经处理不允许入库。

6.3.7一般焊材一次出库不能超过一天的用量，低氢焊条控制在四个小时的量。

已经领出库的焊材，焊工必须保管好。

当天使用不完的焊材当天退回焊材仓库。

6.3.8焊材贮存库内，应设置去湿机、温湿仪且运行正常。

低氢型焊材室内温度不低于5℃，相对空气湿度低于60%。

6.4焊材的烘干使用制度

6.4.1焊条的烘焙温度和保温时间，严格按焊条生产厂家推荐的烘焙规定或有关的技术规范要求进行。

国外焊材的烘焙要求，按所提供的焊材质保书或有关技术规范要求进行烘焙。

6.4.2现场焊接材料烘干温度如表2所示：

表2焊接材料烘干温度

焊条

烘干温度

保温时间

T307

300℃

1小时

6.4.3焊条烘干时，应缓慢升温、保温、缓慢降温，严禁将需烘干的焊条直接放入已升至高温的烘箱内，或者将烘至高温的焊条从高温炉中突然取出冷却，以防止焊条药皮因骤冷或骤热面产生开裂或脱落现象。

6.4.4同一烘干箱每次只能入同种烘干规范的焊条进行烘干，对烘干规范相同，但批号、牌号或规格不同的焊条，堆放时必须有一定的物理间隔，以保证焊条烘干均匀。

6.4.5焊条的烘干数量要有计划,根据工程的进展情况准备适量的焊条。

6.4.6焊条烘干要使用焊条干燥箱和保温箱。

保温箱由焊条烘干员负责保管，温度计要定期校验，箱内不得烘烤其它物品。

6.4.7在烘干焊条时，要经常打开通风孔并开动风扇,驱除潮气.焊条放进或取出时，干燥箱内温度不得超过100℃。

6.4.8焊条烘干之后存放于保温箱内，要尽快使用完，保温箱温度始终保持在80-100℃，特殊情况下（停电,故障检修等）不得低于50℃.否则，要根据放置时间重新烘干，焊条再烘干的温度和时间，由焊接责任工程师确定。

6.5焊材的领用与发放制度

6.5.1焊工领取时，要携带焊材发放记录表（即领料卡）等必要的凭证。

6.5.2焊条、焊丝、焊剂必须全部在焊接材料烘干室发放，焊工领取焊材一定要有标识自己在本项目的合格焊工号码。

6.5.3烘干员要按规定的焊材数量控制发放。

当发放超量时要及时报告焊接责任工程师处理。

6.5.4烘干员发放焊材时，一定要核对焊材型号和色标，按照规定的要求详细记录。

6.6钨极氩弧焊宜采用铈钨棒。

6.7焊接C70600用的氩气的纯度不应低于99.95%。

7.设备要求

在焊接施工中所使用的设备、仪器、仪表、工机具必须经校正、检查，确定其处于正常的工作状态，能满足焊接工艺要求和安全可靠的性能要求。

8.焊接施工流程

准备焊接材料

坡口加工、检查

焊件组对、检查

焊前预热（若需）

焊接

焊后热处理（若需）

焊接过程控制及外观检查

不合格

重新热处理

硬度检测（若需）

焊缝标识

返修

不合格

检测委托、无损检测

检测报告

9.焊接施工准备

9.1焊接环境

9.1.1焊接环境温度不得低于0℃，应提高焊接环境措施：

9.1.2在下列任一情况时，须采取有效的防护措施，否则禁止施焊：

（1）风速度：

电弧焊风速大于8m/s，气保焊风速大于2m/s；

（2）相对湿度大于90%

（3）雨雪天气

9.2坡口制备

9.2.1选用坡口的形式和尺寸应考虑下列因素：

（1）焊接方法

（2）焊缝填充金属尽量少：

（3）避免产生缺陷；

（4）减少焊接残余变形与应力：

（5）有利于焊接防护；

（6）焊工操作方便。

9.2.2焊接接头坡口形式管段坡口必须依据施工图纸或设计规范文件规定进行加工；若施工图纸或设计文件未做明确规定时，可按表2、表3规定进行加工。

表2对接焊焊接接头坡口形式及组对要求图表

序号

厚度δ

（mm）

坡口名称

坡口形式

坡口尺寸

备注

间隙b

（mm）

钝边P

（mm）

坡口角度

α（β）（°）

1

4～6

V型坡口

0～1

0～1

65～75

表3非对接焊焊接接头坡口形式及组对要求图表

名称

形式

δ

mm

b

mm

p

mm

R

mm

H

mm

α

。

β

。

法兰

角焊

接头

－

－

－

－

1.4δ+2~3

－

－

管件

角焊

接头

－

1~1.5

－

－

－

－

－

跨接式

三通

支管

坡口

≥4

2~3

1~2

－

－

45~55

－

9.2.3管子坡口应按应按机械方法加工.；

9.2.4焊件组对前应将坡口和其内外侧表面及两侧（以离坡口边缘的距离20mm以内）水、铁锈、油污、积渣及其它有害杂质清理干净且不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷；坡口组装间隙、错边量、棱角应符合规定，当坡口组装间隙超过允许偏差规定时可在坡口单侧或两侧堆焊、修磨使其符合要求，严禁在接头间隙中填塞焊条头、铁块等杂物。

9.3焊件组对

9.3.1厚壁相同的管道组成件组对时，应使内壁平齐，其错边量不应超过管道厚壁的10%，且不大于1mm；

9.3.2厚壁不相同的管道组成件组对时，当壁厚差大于下列数值时，应按下列图加工坡口：

1.A级管道内壁差0.5mm或外壁差2mm；

2.其它管道内壁差1mm外壁差2mm.

图1L≥4（S1-S2）

图1L=1.5S2

9.3.3施工过程中，除设计文件要求进行冷拉伸或冷压缩外，为防止焊接裂纹和减小内应力，不得用强力方法组对焊接接头。

9.3.4定位焊应与正式的焊接工艺相同。

定位焊的焊缝长度宜为10mm～15mm、厚度为2mm～4mm，且不超过壁厚的2/3。

定位焊缝不得有裂纹，否则应清除重焊；如存在气孔、夹渣时亦应去除。

9.3.5熔入永久焊缝内的定位焊缝两端应便于接弧，否则应予修整。

9.3.6在管子焊接组对卡具时，卡具的材质应于管材相同，否则应用焊接该钢管的焊条在卡具上堆焊过渡层，拆除卡具时不得用敲打或掰扭的方法拆除。

10.焊前预热

10.1根据规范要求及设计要求及现场温度的实际情况，对需要预热的管道进行预热。

10.2异种钢焊接接头预热温度按预热温度要求较高的母材确定，且不低于该母材要求预热温度的下限。

10.3焊前预热温度的保持宜采用电加热器加热，并采用红外线测温仪进行温度测量。

10.4局部预热时，预热的范围为焊缝两侧各不小于焊件厚度的三倍（见图3），且不小于100mm。

加热区以外100mm范围内应予保温。

T

3T

3T

最小加热范围

T—焊件壁厚

图2预热加热范围示意

10.4预热方法宜采用电加热法。

预热过程应保证坡口两侧沿壁厚均匀受热，并防止局部过热。

10.5预热温度在距焊缝中心50mm～100mm处进行测量，测量点应均匀分布。

11.焊接

11.1管道预制时，焊接位置应尽量采用平焊和转动焊。

11.2管子在切割前应按照单线图、材料表、安装尺寸、下料尺寸对管子规格、材质、等级、壁厚等标记及下料尺寸进一步复核，确认无误后方可进行下料。

11.3焊缝的设置，应避开应力集中区，并便于焊接、热处理及检验。

11.4管道对接焊口的中心线距管子弯曲起点不应小于管子外径，且不小于100mm，与支吊架边缘的距离不应小于50mm。

11.5焊接钢管组对时，纵缝之间的距离应错开100mm。

11.6两相邻的环形对接焊缝之间的距离，当公称直径大于或等于150mm时，不应少于150mm，当管子公称直径小于150mm时，不应小于管子外径，且不宜在管道焊缝及其边缘上开孔。

11.7焊件应放置稳固，以避免焊缝在焊接过程中产生附加应力。

11.8焊接纵焊缝的管道时，两条纵焊缝之间的距离至少是5倍管壁厚度且最多只能有两条纵缝，管道底部应避免纵焊缝。

11.9组装前，首先检查管子及管件，并将内部的铁锈及杂物清理干净。

短管预制口要用塑料盖或其他方式堵上，以防进入杂物。

11.10焊接与转动设备相连的管道时，焊接点应接地，以免焊接时电流通过转动设备，造成设备的损坏。

不锈钢坡口应采用专用砂轮片打磨，不锈钢焊接工作区域应与碳钢材料隔离。

11.11预热温度、层间温度的检查，焊缝两侧至少各50mm范围内温度达到焊接工艺卡要求，严格控制不能超过层间温度上限。

11.12焊件表面严禁电弧擦伤，并严禁在焊件表面引弧、收弧或试验电流。

不锈钢焊接焊接地线必须用不锈钢卡子牢固在管子端头，不得将地线搭在管子上，以免产生电弧擦伤。

11.13焊接时应注意起、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，氩弧焊时应滞后停气直至熔池凝固。

11.14定位焊与正式焊工艺相同，点焊时要保证有正确的间隙、钝边，避免强力组对。

11.15打底焊时，必须将根部点焊点磨削成易于焊接的形状，以便能完全熔合。

11.16应在引弧板或坡口内引弧，禁止在非焊接部位引弧。

11.17所有对接焊缝及支管连接的角焊缝，根部必须完全熔透并成型良好，焊缝宽度应以每边超过坡口边缘1～2mm为宜。

11.18接弧处应保持焊透与熔合。

11.19承插焊均需焊两层以上，层间接头要错开。

11.20本合金钢C70600采用钨极氩弧焊，焊接时焊缝背面应充氩气或其他保护气体防止背面焊缝金属被氧化的措施。

11.21采用钨极氩弧焊焊接时，焊丝前端应置于保护气体中，管内应防止穿堂风。

11.2

2管线充氩装置图见图3图4所示，如管内充氩，开始时流量可适当加大，确保管内空气完全排除后方可施焊；焊接时氩）的流量应适当降低，以避免焊缝背面因氩气吹托在成形时出现凹陷。

图3管子整体充氩示意图图4管子局部充氩示意图

11.23焊接严格按照焊接工艺卡进行施工，如焊接方法，焊材型号及规格、电流、电压、焊接速度、保护气体及流量、是否按要求进行多层多道焊，焊接顺序。

11.24焊接方法选用按照以下规定选取

11.24.1管径≤2〃的所有焊口和其他管径中壁厚≤5.5mm的焊口选用GTAW（氩弧）的焊接方法。

11.24.2管径＞2〃和其他管径中壁厚＞5.5mm的焊口选用GTAW+SMAW（氩弧联焊）的焊接方法。

11.25焊条筒应随时盖盖，焊丝应装入焊丝筒，严禁随地散放。

11.26焊接过程中使用的焊条应先放入焊条保温筒内，随用随取，手中不得多拿备用焊条，只准手持一根焊条。

不用时请注意及时盖好保温筒的盖子，焊条在保温筒内存放的时间不得超过四小时。

11.27焊接完毕，焊工应进行外观检查，仔细清理焊缝表面，对焊缝表面的熔渣及周围的飞溅物清理干净，并进行局部修整，应符合外观检查规定。

11.28焊缝标识

按照施工要求对焊缝进行标识，包括焊工号,管线号,焊缝编号,焊接日期等，但在标识的过程中不能损伤焊缝及母材表面。

12.焊接检验

12.1焊接前的检查

12.1.1检查焊缝的组对质量：

组对间隙、坡口角度、钝边厚度等是否符合焊接工艺规程的要求。

12.1.2检查坡口及其附近是否有水、油、锈、杂物等影响焊接质量的因素。

12.1.3焊缝是否按照工艺规程进行了焊前的预热。

12.1.4检查焊工资质是否在施工范围内。

12.2焊接过程中的检查

12.2.1检查焊缝的每一层、每一道是否有裂纹、气孔、夹渣、烧透等缺陷，并及时清理缺陷。

12.2.2检查采用的焊接工艺参数是否符合焊接工艺规程的要求。

12.2.3检查层间的温度是否满足了继续施焊的要求。

12.3焊接后的及时检查

12.3.1观察焊缝外观，检查是否存在肉眼能观察到的表面缺陷如：

裂纹、气孔、夹杂等，如有，按照焊接技术交底卡上的技术措施进行整改，使焊缝外观符合规定要求。

焊接接头表面质量应符合下列要求：

不得有裂纹、未熔合、气孔、夹杂、飞溅的存在；

12.3.2焊缝质量应按表4规定进行分级。

12.3.3焊缝外观质量应符合下列要求：

（1）设计文件规定焊缝系数为一的焊缝或规定进行100%的射线照相或超声波检验的焊缝，其外观的量不得低于表7的Ⅱ级

（2）设计文件规定局部射线照相或超声波检验的焊缝，其外观的量不得低于表7的Ⅲ级。

（3）不要求进行无损检测的焊缝，其外观的的质量不得低于表7的Ⅳ级。

表4焊缝质量等级

12.3.4焊缝表面缺陷超过相应的质量验收标准时，对气孔、夹渣、焊瘤、余高过大等缺陷应用砂轮打磨方法去除，必要时应进行补焊；对焊缝尺寸不足、咬边、弧坑未填满等缺

13.无损检验

13.1管道焊缝内部质量，应按设计文件的规定进行射线照相检验或超声波检验。

射线照相检验或超声检验的方法和质量分级标准应符合现行国家标准《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收标准》的规定。

13.2管道焊缝的射线照相检验或超声波检验应及时进行。

当抽样检验时，应对每一个焊工所含焊缝按规定的比例进行抽检，检验位置应由施工单位和建设单位的质检员共同确定。

13.3管道焊缝的射线照相检验数量应符合下列规定：

13.3.1下列管道应进行100%射线照相检验，其质量不得低于Ⅱ级：

（1）输送剧毒流体管道；

（2）输送设计压力大于等于10MPa或设计压力大于等于4MPa且设计温度大于等于

400℃的可燃流体、有毒流体的管道；

（3）输送设计压力大于等于10MPa且设计温度大于等于400℃的非然可燃流体、无毒流体的管道；

（4）设计温度小于－29℃的低温管道

（5）设计文件要求进行100%的射线照相检验的其他管道。

13.3.2输送设计压力小于等于1MPa且设计温度小于400℃的非可燃流体管道、无毒流体管道焊缝，可不进行射线照相检验。

13.3.3其他管道应进行抽样射线照相检验，抽检比例不低于5%，其质量不得低于Ⅲ级。

抽检比例和质量等级应符合设计文件要求。

13.4经建设单位同意，管道焊缝检验可用超声波检验代替射线照相检验，其数量应与射线照相相同。

13.5当检验发现焊缝缺陷超出设计和规范规定时，必须进行返修，焊缝返修后应按原规定方法进行检验。

13.6当抽样检验未发现需要返修的焊缝缺陷时，则该次抽样所代表的一批焊缝应认为全部合格；当抽检检验发现需要返修的焊缝缺陷时，除返修该焊缝外，还应用原规定方法按下列规定进一步检测：

13.6.1每出现一道不合格焊缝应再检验两道该焊工所焊的同一批焊缝。

13.6.2当这两道焊缝均合格时，应认为检验所代表的这批焊缝合格。

13.6.3当这两道焊缝又出现不合格时，每道不合格焊缝应再检验两道该焊工的同一批焊缝。

13.6.4当再次检验的焊缝合格时，可认为检验所代表的这批焊缝合格。

13.6.5当再次检验的焊缝合格时，应对该焊工所焊的同一批次的焊缝全部进行检验。

13.7管道的焊接接头进行100%的射线检测，射线检测按JB/T4730-2005进行焊缝内部质量评定，Ⅱ级合格；采用超声波检测时，I级合格。

13.8管道焊缝的无损检测按设计或相关的规范要求执行,设计若无特别要求，管道焊接接头的无损检测应按JB/T4730-2005进行焊缝缺陷等级评定，焊接接头经射线检测后合格等级和每名焊工焊接的对接焊焊接接头射线检测百分率应符合标准要求。

13.8.1磁粉检测或渗透检测方法检测焊逢表面质量，检测百分率应按RT检测比例执行。

13.8.2管道焊缝的射线检验应在焊后及时进行，检测位置由监理和专职焊接检查员确定，不能由焊工本人指定。

在被检测焊接接头中，固定焊的焊接接头不得少于检测数量的40%且不得少于1个焊接接头。

射线检测百分率规定如下：

（1）按设计文件给出的同管道级别、同检测比例、同材料类别的管线编号计算；

（2）当管道公称直径小于500mm时，按焊接接头数量计算；

（3）当管道公称直径大于或等于500mm时，按每个焊接接头焊缝长度计算。

14.焊缝返修

14.1返修前须将缺陷清除干净，必要时可采用表面探伤检验确认。

14.2返修焊缝性能和质量要求应与原焊缝相同。

14.3返修部位应按原检测方法进行检测和评定。

14.4同一部位的返修次数不宜超过二次，并应分析原因，制定措施。

当再次检验又出现不合格时，应对该焊工所焊的同一批焊缝全部进行检验，同时应对该焊工进行重新培训考试。

15.交工资料

交工验收时应提交的标准规范要求的及业主要求的焊接技术文件资料。

16.安全技术要求

执行国家及ZJLNG相关安全管理规定。

17.焊接作业危害分析（JHA）

焊接作业危害分析（JHA）见表5

表5焊接作业危害分析（JHA）记录表

工作/作业活动

焊接施工

编号

分析人员

技术人员、质检人员

日期

序号

工作步骤

危害或潜在事件

主要后果

L

S

R

建议改正/控制措施

1

焊接

电弧火花飞溅

容易引起火灾

3

3

9

用防火棉隔离

2

焊接

焊缝边缘母材上引弧

损坏母材、影响清洁度

2

2

4

在引弧板上引弧

3

高空作业

安全隐患

引发伤亡事故

3

5

15

系好安全带、戴好安全帽并检查安全设施

4

管道支撑

支撑滑落或移位

伤人、焊口无法组对或焊缝开裂

2

5

10

设定防滑措施

5

打磨

火花飞溅

灼伤眼睛

3

3

9

戴好防护眼镜

6

探伤

人员被辐射

影响身体健康

2

4

8

设探伤立警戒线，专人看护

注：

表中L—危害发生的可能性（5个等级）；S—危害和影响后果的严重性（5个等级）；R—风险评价（L×S）。