15CrMo管道热处理方案.docx

1、15CrMo管道热处理方案1.编制说明1.1本方案适用于我公司承担的华鲁恒升大氮肥装置依据设计文件及规范要求需热处理的管道。1.2需热处理的管道等级壁厚材质分别为C1C、 壁厚10mm、15CrMo和C2C、任意壁厚、A335GR.P22，具体部位见焊前预热、焊后热处理管线一览表。焊前预热、焊后热处理管线一览表单位工程代号管线号管道等级管道规格材质083AS1-0003C1C219.112.515CrMo083AS1-0902C1C219.112.515CrMo083APG-0909C2C457.020.0A335GR.P22705S1-0901C1C219.112.515CrMo705S1-

2、0902C1C219.112.515CrMo705S1-0903C1C219.112.515CrMo705S1-0904C1C139.710.015CrMo705AV-0908C2C219.112.5A335GR.P22705N2-0902C2C114.38.8A335GR.P22705PC-0902C2C114.38.8A335GR.P22705PG-0903C2C323.917.5A335GR.P22705PG-0904C2C114.38.8A335GR.P22705PG-0905C2C457.020.0A335GR.P22705PG-0906C2C457.020.0A335GR.P227

3、05PG-0907C2C457.020.0A335GR.P22705PG-0908C2C323.917.5A335GR.P22705PG-0909C2C457.020.0A335GR.P22705PG-0910C2C457.020.0A335GR.P22705PG-0911C2C457.020.0A335GR.P22705PG-0928C2C273.016.0A335GR.P22705PG-0929C2C457.020.0A335GR.P22705PG-0930C2C114.38.0A335GR.P22705PG-0933C2C21.35.6A335GR.P221.3管道安装执行本工程工艺管道

4、安装施工方案1.4管道焊接执行本工程工艺管道焊接工艺指导书（WPS）2.编制依据2.1现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范GB50236-982.2工业金属管道施工及验收规范GB50235-972.3工程联络单Yd-I-028号2.4石油化工工程铬钼耐热钢管道焊接技术规程SHJ520-913.管道焊接及热处理程序焊后热处理方法、参数、硬度、记录4.焊前预热及焊后热处理4.1焊前预热及焊后热处理工艺要求管道等级材质焊前预热焊后热处理热处理曲线壁厚温度壁厚温度时间ht（h）TC1C15CrMo1015025010680101C2CA335GR.P226250350任意壁厚7251024.2焊前

5、预热4.2.1根据焊接工艺要求C1C、C2C等级管道采用氩电联焊，焊前预热温度可按上表规定的下限温度降低50。4.2.2预热方法采用氧乙炔焰加热法。4.2.3预热应在坡口两侧均匀进行,防止局部过热， 预热范围是以对口中心线为基准两侧各不小于三倍壁厚,且不小于 100 毫米，加热区以外的 100 毫米范围内应予以保温,以减小温度梯度。4.2.4预热温度可用测温笔或触点式温度计进行测量。测量点应在整个圆周均匀分布。4.3焊后热处理4.3.1需热处理的焊缝应及时进行无损检测和热处理。4.3.2 管道的焊后热处理采用电加热法。在热处理过程中应能准确地控制加热温度,且使焊件温度分布均匀。4.3.3 热处

6、理的加热范围以焊缝中心为基准,两侧各不小于焊缝宽度的三倍,且不小于 25 毫米,加热区以外的 100 毫米范围应予保温。4.3.4热处理加热应均匀。恒温时,在加热范围内任意两点温差应低于 50 。4.3.5热处理温度控制要准确,热处理过程中恒温温度偏差不应超过10 。4.3.6 测温采用热电偶,并用自动记录仪记录热处理曲线。测温点在加热区域内,且不少于两点。4.4对于管道等级为C1C的壁厚10mm、15CrMo（S1高压蒸汽）管道热处理曲线确定：4.4.1升温：当温度升至300以上时加热速率为220/h。4.4.2恒温：焊后热处理的恒温温度为68010，恒温时间为1小时。4.4.3降温：恒温后

7、的冷却速率为275/h。300以下可自然冷却。4.5对于管道等级为C2C、任意壁厚、A335GR.P22的管道热处理曲线确定：4.5.1升温：当温度升至300以上时加热速率为220/h。4.5.2恒温：焊后热处理的恒温温度为72510，恒温时间为为2小时。4.5.3降温：恒温后的冷却速率为250/h。300以下可自然冷却。5.焊缝检验5.1焊缝热处理前，焊口应进行无损检测，并合格。5.2管道对接焊口的探伤比例按下述要求执行（探伤标准J4730-94）：5.2.1管道等级为C1C/C2C的固定口、补偿器探伤比例100，级合格，其他焊缝探伤比例20（含固定口），且不少于1道。补偿器处各焊口做磁粉（

8、MT）检验，级合格。5.3焊接接头的热处理质量应用硬度测定法进行检查。5.3.1当管子外径大于57mm时，检查热处理焊口总数10；当管子外径小于57mm时，检查热处理焊口总数5；且不少于1个焊口。5.3.2硬度测定，每个焊口不少于一处，每处3点（焊缝、热影响区、母材各1点）。5.3.3焊缝硬度值符合设计要求。焊缝硬度偏差不超过布氏硬度HB+100。5.4焊后热处理完成后，应对热处理焊口的10做超声波探伤和渗透检验，以无裂纹为合格。6.管道热处理后应按HG20237-94中表H-118及时填写热处理报告。7.安全注意事项及文明施工7.1安全思想不放松，进入施工现场必须戴好安全帽、登高作业必须系安

9、全带，临时工作平台也要搭设牢固、稳妥；7.2严格按操作规程进行工作，经常检查设备是否完好，防止漏电事故发生；7.3搞好文明施工工作，及时回收废保温棉、加热带，做到工作环境清洁；7.4其余未尽适宜应学习石油、化工施工安全技术规程SH3505-99。8.质量保证体系9.安全控制组织机构图中国石油化工总公司(行业)标准石油化工工程铬钼耐热钢管道焊接技术规程SHJ 520-91主编单位:中国石油化工总公司北京燕山石油化工公司建筑安装工程公司批准部门:中国石油化工总公司施行日期:1991 年 7 月 1 日1991 北京中国石油化工总公司文件中石化(1991)建字 67 号关于颁发石油化工工程铬钼耐热钢

10、管道焊接技术规程等三项标准的通知各直属公司、总厂、厂、院:现批准下列标准为中国石油化工总公司(行业)标准:一、北京燕山石油化工公司建筑安装工程公司主编的石油化工工程铬钼耐热钢管道焊接技术规程,编号为 SHJ520-91: 二、中国石油化工总公司第十建设公司主编的石油化工仪表施工技术规程,编号为 SHJ521-91; 三、北京燕山石油化工公司建筑安装工程公司主编的石油化工绝热工程施工工艺标准,编号为 SHJ522-91 。以上三项标准自一九九二年七月一日起实行。各项标准章节条款分别由主编单位负责解释。中国石油化工总公司一九九一年十二月三十一日编制说明本规程是根据中国石油化工总公司(85)建标字第

11、 84 号文的通知由我公司主编的。在编制过程中,进行了比较广泛的调查研究,总结了多年来石油化工工程中铬钼耐热钢管道施工及验收经验,并征求了有关设计、生产、施工等方面的意见,对其中的主要问题行了多次讨论,最后经审查定稿。在本规程施行过程中,如发现需要修改或补充之处,请将意见和有关资料函告总公司施工规范管理站(通信地址:天津市 44 信箱转），以便今后修订时参考。中国石油化工总公司北京燕山石油化工公司建筑安装工程公司一九九一年七月第一章 总则第 1.0.1 条 本规程适用于石油化工工程铬钼耐热钢管道(包括工业炉管)的焊接施工。管道材质为铬钼耐热钢及其与碳素钢(C 0.3%)、铬镍奥氏体钢组成的焊接

12、接头。焊接方法为手工电弧焊和非熔化极氩弧焊。第 1.0.2 条 本规程所依据的技术标准如下:1.工业管道工程施工及验收规范(金属管道篇)(GBJ235 82) 2.现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范(GBJ236 82) 3.炼油厂管式加热炉碳钢和铬钼钢炉管焊接工程技术条件(GBJ1038 84) 4.石油化工剧毒、易燃、可燃介质管道施工及验收规范(SHJ501 85) 5.石油化工工程焊接工艺评定(SHJ509 88) 6.钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级(GB3323 87) 7.锅炉和钢制压力容器对接焊缝超声波探伤(JB1152 81) 8.锅炉压力容器焊工考试规则劳人锅(198

13、8)1 号9.钢制压力容器磁粉探伤(JB3965 85) 10.钢制压力容器(GB150 89)附录 H 渗透探伤第 1.0.3 条 执行本规程的同时还必须符合设计文件的规定。第 1.0.4 条 安全技术、劳动保护等应按国家有关法规及中国石油化工总公司炼油、化工施工安全规程(SHJ515 87)的有关规定执行。第 1.0.5 条 管道焊接施工宜按图 1.0.5 的程序进行。第二章 材料第一节 管材与管件第 2.1.1 条 管材、管件(包括进口材料)应具有出厂合格证或质量检验证明书。其检验项目和技术指标应符合国家标准或行业标准及有关技术条件的要求。材质合格证应包括:钢号、炉批号、规格、化学成分、

14、力学性能、供货状态及材料标准号。若项目指标不全或对其材质有怀疑时,应予以复验。第 2.1.2 条 经验收合格后应做上合格标记。入库贮存应按不同材质、规格分别放置,妥善保管。第 2.1.3 条 常用铬钼耐热钢管的化学成分及常温力学性能见表 2.1.3 。国外材料应符合合同规定的材料标准。第 2.1.4 条 材料在使用前应核对其材质、型号和规格。第 2.1.5 条 管子、管件使用前应做外观检查,其表面质量应符合下列要求:一、表面无裂纹、缩孔、折叠、重皮等缺陷;二、若表面存在局部锈蚀凹陷时,必须保证最小壁厚。第 2.1.6 条 若管材表面局部存在不允许的缺陷时,应予以消除。但缺陷消除后管壁厚度不应小

15、于最小壁厚。第二节 焊接材料第 2.2.1 条 焊接材料的选择应根据被焊管材的化学成分、力学性能以及使用和施焊条件综合考虑。选择原则规定如下:一、一般应选用被焊管材化学成分相当的焊接材料;二、焊缝金属的强度值应不低于管材标准值的下限。常用铬钼耐热钢焊接材料的选用见表 2.2.1 。第 2.2.2 条 当管道工作温度低于 425 ,且因现场施工条件限制难于进行焊后热处理时,经设计部门同意,可选用高铬镍(25%Cr 13%Ni 以上)奥氏体焊接材料进行焊接,焊后不做热处理。第 2.2.3 条 由铬钼钢组成的异种钢焊接接头焊接材料的选用一般应符合下列规定:一、铬钼钢与碳素钢或不同钢号的铬钼钢之间组成

16、的焊接接头,可按合金含量较低一侧的钢材选用焊接材料;二、铬钼钢与奥氏体钢组成的焊接接头,且工作温度低于 425 时,应选用 25%Cr 13%Ni 以上的奥氏体焊接材料;当工作温度高于 425 时,应选用镍基焊接材料。(镍 307) 异种钢焊接材料的选用见附表 1 1 。第 2.2.4 条 铬钼钢管道焊接所用焊接材料应有出厂合格证,其检验项目和技术指标应符合下列规定:一、焊条符合低合金钢焊条(GB5118 85)和不锈钢焊条(GB983 85)的规定。二、焊丝应符合焊接用钢丝(GB1300 77)的规定。常用铬钼耐热钢焊接材料的选用 表 2.2.1钢号 焊条 氩弧焊丝旧型号 新型号 统一编号

17、电建牌号* 国标牌号12CrMo TRCrMo-7 E5515-B1 热 207 TIG-R30 H13CrMo15CrMo TRCr1Mo-7 E5515-B2 热 307 TIG-R30 H13CrMoZG20CrMoV TRCr1MoV-7 E5515-B2-V 热 317 TIG-R31 H08CrMoV12Cr1MoV TRCr1MoV-7 E5515-B2-V 热 317 TIG-R31 H08CrMoVZG15Cr1Mo1V TRCr1MoVW-7 E5515-B2-VW 热 327 TIG-R31 H08CrMoV1Cr2Mo TRCr2Mo1-7 E6015-B3 热 407

18、 TIG-R40 H08Cr2Mo112Cr2Mo TRCr2Mo1-7 E6015-B3 热 407 TIG-R40 H08Cr2Mo112Cr2MoWVTiB TRCr2MoWVB-7 E5515-B3-VWB 热 347 TIG-R40 H08Cr2MoVNb12Cr3MoVSiTiB TRCr3Mo1VNb-7 E5515-B3-VNb 热 417 TIG-R40 H08Cr2MoVNb1Cr5Mo TRCr5Mo1-7 E1-5Mo-15 热 507 H1Cr5Mo注:*指能源部电力建设系统开发的专用氩弧焊丝三、未列入国家标准的焊接材料应符合合同规定的技术条件。焊接耐热钢常用焊条熔敷

19、金属的化学成分和力学性能见附表 1 2 。焊丝化学成分见附表 1 3 。第 2.2.5 条 进口焊接材料也应具有检验合格证或合格标记,并符合合同规定和技术标准。第 2.2.6 条 施工单位应对焊材进行验收,验收合格后,应做上合格标记入库贮存,妥善保管。第 2.2.7 条 若合格证遗失或对合格证有怀疑时,应按相应标准进行复验,复验合格方可入库。第 2.2.8 条 焊材的贮存、保管应符合下列规定:一、焊材库必须干燥通风。库房内不得放置有害气体和腐蚀性介质。二、焊材应存放在架子上,架子离地面的高度和与墙壁的距离均不少于 300 毫米,并严防焊条受潮。三、焊材应按种类、牌号、批号、规格和入库时间分类堆

20、放。每垛应有明确的标注,防止混放。四、焊材贮存库内应设置温度计、湿度计,保持库房内温度不低于 5 ,空气相对湿度不高于 60%,并做好记录。第 2.2.9 条 焊材的领用、发放应符合下列规定:一、焊条应设专人负责保管、烘烤、发放和回收,并有详细记录。二、焊条使用前应按焊条说明书或按表 2.2.8 的规定进行烘干。焊条的烘干温度 表 2.2.8焊条药皮类型 烘干温度 恒温时间（ h ） 待用温度铬钼低氢型 350 400 2 100 120铬钼奥氏体低氢型 200 250 2 100 120氧化铁、钛钙型 150 200 1 80 100纤维素型 80 100 1 50 80三、烘好的焊条领出后

21、,超过 4 小时不用,应重新烘烤,且重烘次数不得超过两次。第 2.2.10 条 焊丝使用前应进行清理、除油、除锈。第 2.2.11 条 氩弧焊所用的氩气纯度应不低于 99.9%,且含水量不大于 50ml/立方米。第三章 焊前准备第一节 焊接工艺评定第 3.1.1 条 焊接工艺评定的方法和内容执行石油化工工程焊接工艺评定(SHJ509 88)的规定。第 3.1.2 条 焊接工艺评定前应参照表 3.1.2 拟定初步焊接工艺。管子手工电弧焊工艺参数 表 3.1.2 1壁厚(mm)坡口形式 焊条直径(mm) 焊接电流(A) 电弧电压(V)管子垂直固定 2.5 70 90 21 24 1.5 8.0 V

22、 3.2 105 125 21 24管子水平固定 2.5 70 90 21 24 3.2 95 110 22 25管子垂直固定 3.2 85 105 21 24 8 26 V 4.0 125 150 22 25管子水平固定 3.2 85 105 21 24 4.0 105 130 22 25管子垂直固定 3.2 85 105 21 24 4.0 125 150 22 25 20 U 5.0 230 250 23 26管子水平固定 3.2 85 105 21 24 4.0 105 125 22 25 5.0 200 220 23 26管子手工钨极氩弧焊工艺参数 表 3.1.2 2钨极 焊丝直径

23、焊接电流 电弧电压 氩气流量 喷嘴到工件距离牌号 直径(mm)(mm) (A) (V) (l/min) (mm)WTh15 3.0 2 2.5 55 125 10 12 10 15 8 10第 3.1.3 条 焊接工艺评定合格后应编写焊接工艺评定报告(POR),经审查后作为编制焊接工艺的依据,存档备查。第二节 焊工第 3.2.1 条 凡参加铬钼钢管道焊接的焊工必须按劳动人事部颁发的锅炉压力容器焊工考试规则或现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范(GBJ236 82)第六章规定及业经评定合格的焊接工艺进行考试。考试合格的焊工方能承担相应项目的焊接施工任务。第 3.2.2 条 凡进行焊接工艺评定

24、的焊工,待工艺评定合格后则该焊工为相应项目的合格焊工。第三节 坡口加工及检查第 3.3.1 条 坡口型式及尺寸的选用应根据易于保证焊接质量、填充金属量少、熔合比小、便于操作等原则综合考虑。若设计无规定时,可参照表 3.3.1 进行选用。第 3.3.2 条 管子切割及坡口加工宜采用机械方法。当采用氧乙炔火焰切割时,应清除溶渣、氧化皮,并将表面凹凸不平处打磨平整。第 3.3.3 条 坡口加工后应进行外观检查。坡口表面不得有裂纹、分层等缺陷。第 3.3.4 条 若设计要求对坡口表面进行无损探伤时,应执行现行标准磁粉探伤(JB3965 85)或钢制压力容器(GB150 89)附录 H 。探伤范围为坡口

25、及其两侧各 20 毫米处。第 4.1.2 条 焊接环境条件应符合下列规定,否则应采取有效的防护措施。一、环境温度不低于 0 ;二、电弧焊时风速 8 米/秒;TIG 焊时,风速 2 米/秒;三、相对湿度小于 90%; 四、无雨、雪天气。第 4.1.3 条 焊接施工过程中及时填写焊接工作记录。表格见附表 2 1 。第二节 预热第 4.2.1 条 管道施焊前应根据钢材的淬硬性、焊接环境、焊件刚性及焊接方法进行预热。常用铬钼钢管道预热温度的选择见表 4.2.1 。常用铬钼钢管道预热温度 表 4.2.1钢号 壁厚（ mm) 预热温度()12CrMo 15 150 200 15CrMo 12 150 25

26、0 ZG20CrMoV 6 250 350 12Cr1MoV 6 200 300 ZG15Cr1Mo1V 6 250 350 1Cr2Mo 6 250 350 12Cr2Mo 6 250 350 12Cr2MoWVTiB 6 250 350 12Cr3MoVSiTiB 6 250 350 1Cr5Mo 任意 250 350注:若环境温度低于 0 时,预热温度取上限,且低于表中规定厚度也应进行 50 80 的预热。第 4.2.2 条 预热方法宜采用电加热法,无条件时,也可采用火焰加热法。第 4.2.3 条 预热应在坡口两侧均匀进行,防止局部过热。第 4.2.4 条 预热范围是以对口中心线为基准两

27、侧各不小于三倍壁厚,且不小于 50 毫米,见图 4.2.4 。对 1Cr5Mo 等合金成分较高的管道其预热范围不小于 100 毫米。加热区以外的 100 毫米范围内应予以保温,以减小温度梯度。图 4.2.4 加热范围第 4.2.5 条 异种钢焊接时,预热应按淬硬倾向大的一侧进行,且预热温度应取该钢种焊接时要求预热温度的下限。铬钼耐热钢与奥氏体钢组成的焊接接头,奥氏体钢一侧不预热。第 4.2.6 条 预热温度可用测温笔或触点式温度计进行测量。测量点应在整个圆周均匀分布。第三节 焊接第 4.3.1 条 铬钼耐热钢管道施焊前应编制焊接工艺说明书或焊接施工方案、经施工技术负责人审核、批准后实施。第 4

28、.3.2 条 管道的手工电弧焊、钨极氩弧焊应严格执行焊接工艺说明书的各项规定。第 4.3.3 条 达到预热湿度后立即进行底层焊道的焊接,且应一次连续焊完。底层焊道要求焊透、成型好,且厚壁管底层焊道焊肉厚度不得小于 3 毫米。第 4.3.4 条 底层焊道宜采用钨极氩弧焊方法进行焊接,用奥氏体焊材焊接时,管内应充氩气保护。第 4.3.5 条 底层焊道完成后一般应立即进行面层焊道的焊接,且应在保持预热温度的条件下,每条焊缝一次连续焊完。如中断焊接,应采取后热、缓冷等措施。再行焊接前应进行检查,确认无裂纹后方可按原工艺要求继续焊接。第 4.3.6 条 多层焊时层间温度应等于或稍高于预热温度。每层的焊条

29、接头处应错开。第 4.3.7 条 多层焊时,其层数(n)一般符合下式规定:n S = + 3 0 1 . 式中 n 焊层数;S 管壁厚度(mm)。第 4.3.8 条 焊口焊完后若不能及时进行焊后消除应力热处理时,应立即进行 300350 ,15 30 分钟后热处理,然后保温缓冷。第 4.3.9 条 钨极氩弧焊时所用的钨极直径应根据电流的大小进行选择。不同规格的钨极,其许用电流范围见表 4.3.9 。钨极的许用电流(A) 表 4.3.9钨极 2.5 3.0 4.0 5.0钍钨极 75 110 100 一 160 140 250 320 375钨极 比同直径的钍钨极电流增加 8%钨极端部应进行修整,其尺寸和形状参见图 4.3.9 。图 439 钨极端部尺寸和形状第 4.3.10 条 安装管道冷拉口(预拉伸)所用的非焊工卡具需待焊口焊接和热处理完毕后方可拆除。第四节 焊接检验第 4.4.1 条 焊后首先对焊缝进行外观检查。检查前应将焊缝