管道焊接方案

1、江蘇中國(guó)科學(xué)院能源動(dòng)力研究中心輸運(yùn)床氣化中試裝置項(xiàng)目焊接施工方案批準(zhǔn):編制:中國(guó)化學(xué)工程第十六建設(shè)有限公司二O一三年五月目錄1. 編制說明 3.2. 編制依據(jù) 3.3. 焊接及無損檢測(cè) 3.4. 焊接人員及焊接設(shè)備要求 4.5. 焊接材料和氣象管理 5.5.1 焊材管理 5.5.2 氣象管理 5.6. 主要焊接施工方法 6.6.1 坡口加工 6.6.2 焊前清理 8.6.3 組對(duì) 8.6.4 焊接 8.6.5 焊后熱處理 1.1.6.6 焊縫檢測(cè) 1.4.6.7 熱處理后復(fù)驗(yàn) 1.56.8 焊縫返修 1.5.7. 勞動(dòng)力安排 1.6.8. 焊接施工機(jī)具需用計(jì)劃 1.69. 質(zhì)量保證措施 1.6

2、.10. 安全技術(shù)措施 1.7.1. 編制說明江蘇中國(guó)科學(xué)院能源動(dòng)力研究中心輸運(yùn)床氣化中試裝置項(xiàng)目，工藝介質(zhì)有脫鹽水、蒸汽、氮?dú)?、氧氣、儀表空氣、工廠空氣、新鮮水、 藥劑、壓縮空氣、廢水、冷凝水、濃水、除塵煤氣、脫硫煤氣、放空 煤氣、高壓灰水、高壓氮?dú)獾?，本工程管道選用材質(zhì)主要有20、Q235-B 15CrMoG 0Cr18Ni9等。為保證焊接質(zhì)量滿足規(guī)范、規(guī)程的要求，特 編制本焊接施工方案，作為焊接技術(shù)指導(dǎo)。管道安裝應(yīng)根據(jù)質(zhì)量技術(shù) 監(jiān)檢機(jī)構(gòu)相關(guān)要求另行編制施工方案。2. 編制依據(jù)2.1工業(yè)金屬管道工程及驗(yàn)收規(guī)范GB50235-97;2.2現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程及驗(yàn)收規(guī)范GB50236-9

3、8;2.3中國(guó)化學(xué)工程第十六建設(shè)公司焊接工藝評(píng)定匯編；3. 焊接及無損檢測(cè)3.1無損檢測(cè)委托程序3.2無損檢測(cè)程序工藝管道檢驗(yàn)按照GB50235-97對(duì)管道進(jìn)行分類（級(jí)），并按規(guī)定比例探傷。管道的檢測(cè)程序如下：3.3射線探傷的編號(hào)方法工藝管道區(qū)域代碼一一管號(hào)一一焊縫編號(hào)一一片位號(hào)3.4射線底片上的標(biāo)記要求3.4.1每張底片上要有區(qū)號(hào)、管號(hào)、焊縫編號(hào)、片位號(hào)、定位標(biāo)記、 投照日期、象質(zhì)計(jì)。3.4.2所有標(biāo)記的位置要求離開焊縫邊緣 10mm4. 焊接人員及焊接設(shè)備要求4.1本工程所有焊工均必須持有按鍋爐壓力容器焊工考試規(guī)則考 試合格并由技術(shù)監(jiān)督部門頒發(fā)的焊工合格證，且只能從事合格證有效范圍內(nèi)的焊接

4、工作。4.2焊接技術(shù)員和焊接檢查員選派有經(jīng)驗(yàn)的、長(zhǎng)期從事化工建設(shè)焊接技術(shù)工作和焊接質(zhì)量檢查工作的人員，擔(dān)任本工程焊接技術(shù)員和焊接檢查員。4.3焊接檢驗(yàn)員焊接檢驗(yàn)員應(yīng)具備省級(jí)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)的H級(jí)RT、PT以上無損檢測(cè)資格證。4.4焊接設(shè)備要求本工程工藝金屬管道全部采用逆變直流焊機(jī)，其中：(1) 手工電焊采用BXZ-500型焊機(jī)；( 2)手工鎢極氬弧焊采用逆變焊機(jī)。5. 焊接材料和氣象管理5.1 焊材管理本工程使用的焊接材料品種較多， 由于許多焊接材料外形相同或 相近，使用時(shí)極易混淆，從而造成焊接質(zhì)量不合格。特別是當(dāng)焊縫使 用相近焊材焊后，使用常規(guī)檢測(cè)手段(外觀檢查、X光探傷、超聲波探傷等)無

5、法檢測(cè)出不合格，不合格焊縫很可能投入使用，存在巨大 安全隱患。因此必須對(duì)焊材采購(gòu)、入庫(kù)驗(yàn)收、保管、領(lǐng)用發(fā)放和使用 進(jìn)行嚴(yán)格管理。5.1.1 焊材入庫(kù)前檢查焊材入庫(kù)時(shí) , 必須對(duì)焊材的包裝、數(shù)量和外觀進(jìn)行檢查，并核對(duì) 合格證、質(zhì)量證明書。符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)后才能入庫(kù)投入使用。5.1.2 焊材保管、烘焙和使用( 1)專門設(shè)置焊材庫(kù) , 并由一名焊材保管員負(fù)責(zé)焊材的保管、焊絲的清洗及焊條的烘焙和焊材的發(fā)放、回收，并做好各種記錄。( 2)不同牌號(hào)的焊材分開存放和烘焙 , 防止混用。(3)焊條使用前按說明書規(guī)定進(jìn)行烘焙。一般情況下，酸性焊條100 150C烘焙1小時(shí)。堿性焊條350400C焊條烘焙12小時(shí)后置

6、于 150C保溫箱中存放。使用時(shí)用保溫筒盛裝，隨用隨取。使用超過 4 小時(shí)應(yīng)重新烘焙。( 4)焊工憑焊接技術(shù)員簽發(fā)的領(lǐng)料單領(lǐng)取焊材。5.2 氣象管理5.2.1 焊接環(huán)境出現(xiàn)下列任何一種情況時(shí)， 必須采取防護(hù)措施， 否則應(yīng)停止施焊：(1) 手工焊時(shí)風(fēng)速8m/s、氣體保護(hù)焊時(shí)風(fēng)速2m/s;(2) 相對(duì)濕度90%(3) 雨雪天時(shí)。5.2.2焊接施工程序坡口加工焊前清理組對(duì)焊接焊接檢驗(yàn)6. 主要焊接施工方法6.1坡口加工6.1.1 DN80以下碳鋼和不銹鋼管子采用砂輪切割機(jī)切割下料，并采用角向磨光機(jī)打磨坡口；6.1.2 DN80碳鋼管子采用氣割下料并切割坡口，然后使用角向磨 光機(jī)將坡口打磨平整，去除坡

7、口表面的熱影響層。重要介質(zhì)碳鋼管子 采用管子割斷機(jī)和管子坡口機(jī)進(jìn)行切割并加工坡口；6.1.3 DN80不銹鋼管子應(yīng)采用等離子切割機(jī)進(jìn)行切割下料，并采 用管子坡口機(jī)加工坡口；6.1.4 對(duì)接焊縫坡口型式和尺寸要求管道坡口型式和尺寸管 道 材 質(zhì)壁厚5(mm)坡口型式坡口尺寸間隙c(mm鈍邊p(mr)坡口角度a(mr)碳<2.5/ 1 M0 1.5鋼39a勢(shì)/.即Ep020265 70不銹鋼< 2.777771IXWT022.59adCk亍 P0 2.50 1.56065鋼板坡口型式和尺寸材質(zhì)壁厚5(mm)坡口型式坡口尺寸間隙c(mm鈍邊p(mr)坡口角度a(mr)碳鋼810a21.5

8、45lCb - t p不銹鋼1012.21.5608dc|1.51.5606.2焊前清理621碳鋼管道及碳鋼板組對(duì)前先用角向磨光機(jī)將坡口及附近20mm范圍內(nèi)母材表面上的銹蝕打磨干凈。6.2.2不銹鋼管道及不銹鋼板使用丙酮或酒精將坡口及附近20mm范圍內(nèi)管子內(nèi)外表面仔細(xì)擦洗，以去除油污、水分等有害物質(zhì)。623焊絲先用砂紙打磨，然后用丙酮或酒精擦洗。6.3組對(duì)6.3.1碳鋼板及管子組對(duì)時(shí)做到內(nèi)壁平齊，錯(cuò)邊量不超過壁厚的10%.6.3.2盡可能減少固定焊口且要避免強(qiáng)力組對(duì)。6.3.3不銹鋼管道點(diǎn)固焊時(shí)，管內(nèi)必須充氬保護(hù)。管口留出點(diǎn)焊位置， 其余用白膠布封住。點(diǎn)固前用點(diǎn)燃的火柴在點(diǎn)固焊部位試驗(yàn)管內(nèi)氬氣

9、 純度，以保證點(diǎn)固焊縫背面氬氣保護(hù)良好。6.3.4點(diǎn)固焊后要保證焊口不受彎曲或敲擊震動(dòng)，以防點(diǎn)固焊縫開裂。6.4焊接6.4.1焊接方法選擇焊接方法選擇材質(zhì)種類牌號(hào)規(guī)格焊接方法碳鋼及鉻鉬20#< DN50手工氬弧焊鋼> DN50氬電聯(lián)焊不銹鋼304< DN65手工氬弧焊> DN65氬電聯(lián)焊642焊接材料選擇焊接材料選用表母材類型焊材類型SMAWGTAWGMAW20#+20#E4303(J422):H08 Mn 2SiA/Q235-B+Q235-5E4303(J422)H08 Mn 2SiA/15CrMoG+15CrMoGR307R31:/0Cr18Ni9+0Cr18Ni9

10、A102H0Cr21Ni10/0Cr18Ni9+0Cr18Ni9(固A132TGF308L/（1）為避免氣體對(duì)焊接的不利影響，手工氬弧焊氬氣純度應(yīng)99.95%。（2）在施工前應(yīng)熟悉施工圖及施工方案的工藝、技術(shù)說明，并按 相關(guān)的工藝操作程序施工。6.4.3焊接工藝要點(diǎn)643.1不銹鋼管道焊接（1）不銹鋼管道焊接時(shí)焊接地線應(yīng)跟母材接觸良好，不得直接 搭放在管子表面或內(nèi)壁上。不得在管子上隨意打弧、引弧和試驗(yàn)電流（2）不銹鋼管道手工鎢級(jí)氬弧焊打底焊時(shí)管內(nèi)必須進(jìn)行充氬保 護(hù)，防止根部焊縫氧化。（3）不銹鋼管子不得跟碳鋼直接接觸，且不得用鐵錘敲打；焊 接時(shí)管子放到不銹鋼墊板或不銹鋼滾輪架上，盡可能采用轉(zhuǎn)動(dòng)

11、平焊； 焊縫層間清理應(yīng)使用不銹鋼刷。（4）焊接時(shí)焊工應(yīng)帶干凈的手套（5）不銹鋼管道焊接時(shí)管內(nèi)氬氣保護(hù)應(yīng)提前充氬，待排盡管內(nèi) 空氣后才能開始焊接。焊接時(shí)坡口間隙部位用白膠布封住，邊焊邊撕。（7）不銹鋼管道焊后對(duì)焊接接頭進(jìn)行酸洗和鈍化處理。（8）由于飛濺、電弧擦傷會(huì)造成晶間腐蝕，故在焊縫兩則150mm 范圍內(nèi)涂白堊粉，嚴(yán)禁在焊縫處引弧。（9）不銹鋼板焊接采用小電流、多層多道的小線能量焊接，以減小焊接接頭在敏化溫度區(qū)間的停留時(shí)間， 降低過熱程度及殘余應(yīng)力。（10）焊接檢驗(yàn)不銹鋼手工氬弧焊焊后進(jìn)行表面色澤檢驗(yàn)，表面色澤應(yīng)達(dá)到下表規(guī)定。 不銹鋼管道手工氬弧焊焊縫表面色澤標(biāo)準(zhǔn)焊縫表面顏色保護(hù)效果質(zhì)量銀白色

12、、金黃色最好合格藍(lán)色良好紅灰色較好灰色不好不合格黑色最壞643.2鉻鉬鋼管道焊接（15CrMoG）（1）鉻鉬鋼管道經(jīng)火焰切割的坡口在組對(duì)前進(jìn)行 100您透檢測(cè) 確認(rèn)無裂紋、分層、夾渣等缺陷；（2）施焊時(shí)從兩定位焊縫中間起焊，采用小擺動(dòng)操作，確保兩 側(cè)熔合良好，背面成型良好。手工電弧焊時(shí)，采用短弧連續(xù)焊，不允 許用滅弧焊，以避免空氣進(jìn)入熔池而產(chǎn)生氣孔。 收弧時(shí)應(yīng)避免在障礙 位置并填滿弧坑，每一收弧處必須用角向磨光機(jī)打磨， 確認(rèn)無裂紋后才能繼續(xù)焊接。焊接時(shí)運(yùn)條可采用月牙形運(yùn)條方式進(jìn)行。(3) 填充和蓋面采用SMA,引弧應(yīng)在坡口內(nèi)進(jìn)行，焊接時(shí)采用小 擺動(dòng)操作，層間清理要徹底，各層間接頭應(yīng)錯(cuò)開，焊口焊

13、完后要及時(shí) 清理焊縫表面。(4) 鉻鉬耐熱鋼焊口施焊前應(yīng)根據(jù)表 4進(jìn)行焊前預(yù)熱(包括點(diǎn)固焊)，預(yù)熱范圍以對(duì)口中心為基準(zhǔn)，兩側(cè)各不小于100mm預(yù)熱保持時(shí)間為5min以上，且必須達(dá)到下表規(guī)定的預(yù)熱溫度，預(yù)熱方法采用 電加熱或采用火焰加熱，必須保證熱透且溫度均勻，電加熱采用K型 熱電偶測(cè)溫，火焰加熱采用便攜式點(diǎn)溫計(jì)或紅外線測(cè)溫儀測(cè)溫。(5) 鉻鉬耐熱鋼管道的管托及支吊架等角焊縫由于現(xiàn)場(chǎng)無法進(jìn) 行熱處理，使用A407焊條焊接可不做熱處理。管道焊接預(yù)熱、層間、后熱溫度C)管道材質(zhì)預(yù)熱溫層間溫度后熱溫度備注15CrMo150C 預(yù)熱溫度200 C 壁厚10mm施焊時(shí)，層間溫度不低于預(yù)熱溫度。施焊過程中應(yīng)

14、連續(xù)焊完。若 被迫中斷時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行200350CX 30min的后熱處理，以防產(chǎn)生 裂紋。重新焊接時(shí)應(yīng)按原方法重新預(yù)熱方可焊接。焊口焊完后宜立即進(jìn)行熱處理，如不能立即進(jìn)行熱處理須立即對(duì)焊縫進(jìn)行200350 Cx 30min的后熱處理并保溫緩冷。6.5焊后熱處理6.5.1熱處理技術(shù)要求(1) 管道焊后熱處理，其處理溫度、時(shí)間范圍見下表。當(dāng)溫度 T>300C時(shí)按下表要求控制升、降溫速度；Tv300C時(shí)，不要求控制， 但升溫時(shí)不宜太快、降溫時(shí)應(yīng)保溫緩冷。不同厚度的接頭按較厚組成 件要求進(jìn)行熱處理；異種鋼接頭的熱處理溫度范圍按較重要一側(cè)材料進(jìn)行但溫度不應(yīng)超過兩者中任一鋼號(hào)的下限。（2）焊后熱處

15、理宜在焊接完成后馬上進(jìn)行。如焊后不能立即熱處理，必須用氧一乙炔火焰或電阻加熱將焊縫區(qū)加熱到200350 C并保持 30 分鐘以上，然后保溫緩冷，其加熱范圍與熱處理時(shí)相同。（3）焊后熱處理采用電阻加熱法進(jìn)行。加熱范圍為焊縫兩邊各向外至少三倍于焊縫寬度且不小于 100mm以消除應(yīng)力和改善組織。 采用各種長(zhǎng)度的繩形或各種規(guī)格的履帶式加熱器進(jìn)行加熱、K型熱電偶測(cè)溫、硅酸鋁纖維氈或玻璃纖維被保溫、RZK130 或 3120 型熱處理控制器控制溫度、長(zhǎng)圖式打點(diǎn)自動(dòng)溫度記錄儀記錄溫度曲線。（4）測(cè)溫點(diǎn)應(yīng)在加熱區(qū)內(nèi)， 且不少于兩點(diǎn)， 測(cè)溫點(diǎn)應(yīng)對(duì)稱分布。 熱電偶固定方式采用用鐵絲捆扎，使熱電偶緊貼在被加熱面上。

16、6.5.2 加熱器的布置及保溫材料的裹覆（1）繩形加熱器沿著管道周向以焊縫為中心逐圈纏繞，履帶式 加熱器以焊縫為中心沿管道周向均勻布置，加熱器不允許重疊。（2）待熱電偶、加熱器裝好后，先在加熱器表面包一層硅酸鋁 纖維氈，再在外面包上玻璃纖維被，并用鐵絲扎緊。（3）保溫被裹覆厚度為6090mm加熱區(qū)以外的不小于100mm 范圍內(nèi)應(yīng)予以保溫。6.5.3 熱處理注意事項(xiàng)（1）熱處理必須設(shè)專人負(fù)責(zé)，正式升溫前，必須檢查測(cè)溫點(diǎn)的裝 設(shè)是否符合要求。 測(cè)溫點(diǎn)裝設(shè)的好壞是保證熱處理質(zhì)量的關(guān)鍵； 必須 予以重視，應(yīng)防止發(fā)生過燒及未達(dá)到熱處理溫度的現(xiàn)象。（2）進(jìn)行水平管道的焊口熱處理時(shí)，焊口兩側(cè)各 500100

17、0mn處 應(yīng)墊以支撐；進(jìn)行垂直管道的焊口熱處理時(shí)，先在焊口下面 500 1000mm處上好管卡，然后用鏈?zhǔn)狡鹬仄鲯炱?。以免在長(zhǎng)時(shí)間的高溫作用下，管道負(fù)荷使焊口處的管道變形。(3) 熱處理接線方式見圖(為RZK-130型或RZK-3120型三單相接線圖)。熱處理控制器應(yīng)放在干燥、通風(fēng)的絕緣物上，接頭處需有良 好的絕緣，嚴(yán)防輸出短路，同時(shí)應(yīng)注意避免金屬顆粒進(jìn)入散熱孔。硅酸鋁纖維被熱處理接線方式圖(4) 當(dāng)電源、熱電偶、加熱器、保溫被經(jīng)檢查無隱患后，控制器 打開電源開關(guān)，先給電阻加熱器通以一定的電流，預(yù)熱35分鐘后， 再按升、恒、降溫的工藝要求進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)控制。(5) 開啟電源后，如“輸出調(diào)節(jié)”旋鈕

18、在“ O'位置，溫度表示值 開關(guān)扭到“測(cè)量”位置，溫度表指示為焊縫表面溫度。如指針反方向 移動(dòng)，則表示熱電偶接反；如指針打滿刻度則表明熱電偶斷路或未接 好。(6) 熱處理過程應(yīng)保證供電，不得中途停電。因停電或加熱器燒 斷而達(dá)不到熱處理溫度曲線要求的焊縫， 必須按熱處理的要求重新進(jìn) 行熱處理。(7) 操作熱處理設(shè)備人員不得擅自離開工作崗位，以避免設(shè)備失 控發(fā)生事故。每次熱處理工作完成后，應(yīng)將保溫被放置好，避免被雨 水淋濕后無法使用。6.5.4熱處理工藝要求升、降速度及恒溫溫度：在 300C以下自由升降溫，300C以上 的升降溫速度及恒溫溫度按下表執(zhí)行。管道材質(zhì)對(duì)接焊縫3熱處理溫度C)恒溫

19、時(shí) 間(mi n)最短恒溫時(shí)間(h)升溫速 度C /h)最大 加熱 速度 (C /h)降溫速 度C /h)最大冷 卻速度(C /h)15CrMo> 106507003X515125/52206500/52606.6焊縫檢測(cè)6.6.1所有焊縫進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查，外觀質(zhì)量檢查使用焊接量規(guī)。焊 縫質(zhì)量要求如下：(1) 焊縫表面無裂紋、氣孔、夾渣和熔合性飛濺等缺陷；(2) 對(duì)接焊縫咬邊深度小于 0.5mm長(zhǎng)度不大于焊縫總長(zhǎng)度的 10%且每段咬邊連續(xù)長(zhǎng)度小于100mm(3) 對(duì)接焊縫表面加強(qiáng)高不大于焊縫寬度的0.2倍+1mm且最 大不超過3mm(4) 角焊縫焊腳尺寸符合設(shè)計(jì)規(guī)定。焊縫與母材平滑過渡，

20、其 咬邊深度不大于0.5mm(5) 外觀質(zhì)量不合格的焊縫必須返修合格，否則不允許進(jìn)行射 線等無損檢測(cè)。6.6.2無損檢測(cè)重要管道對(duì)接焊縫經(jīng)外觀檢查合格后，還必須進(jìn)行射線探傷檢驗(yàn)。射線探傷按要求比例進(jìn)行抽查。 非標(biāo)設(shè)備的對(duì)接焊縫進(jìn)行射線探傷檢 查，其探傷長(zhǎng)度不少于各條焊縫全長(zhǎng)的10%并符合JB4730-94中皿級(jí)為合格。6.7 熱處理后復(fù)驗(yàn) 對(duì)于熱處理后的焊縫表面布氏硬度檢驗(yàn)，檢驗(yàn)數(shù)量不少于熱處理焊口數(shù)的 20%，每個(gè)焊接接頭檢查不少于一處，每處不少于三點(diǎn)（焊 縫、熱影響區(qū)及母材各一點(diǎn)） 。焊縫硬度值應(yīng)不超過母材布氏硬度HB+100HB熱處理后對(duì)焊縫進(jìn)行 10% 的超聲檢測(cè)及滲透或磁粉檢測(cè)以無裂

21、 紋為合格。6.8 焊縫返修（1）經(jīng)目檢或著色檢驗(yàn)，表面質(zhì)量不合格的焊縫應(yīng)及時(shí)打磨、 補(bǔ)焊并修正。（2）經(jīng)射線或超聲波探傷，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部有超標(biāo)缺陷的焊縫應(yīng)按無 損檢測(cè)人員提出的返修單所指定的位置， 用角向磨光機(jī)仔細(xì)打磨， 消 除缺陷后， 仍按正式焊接工藝規(guī)范補(bǔ)焊， 補(bǔ)焊后再進(jìn)行射線或超聲波 探傷。焊縫返修應(yīng)由有相應(yīng)合格項(xiàng)目、技術(shù)水平高的優(yōu)秀焊工擔(dān)任。（ 3）對(duì)于焊后要熱處理的焊縫，返修后還應(yīng)進(jìn)行熱處理。需作 硬度檢驗(yàn)的焊縫，熱處理后要重做硬度檢驗(yàn)。（ 4）對(duì)于熱處理后，硬度值超過規(guī)定的焊縫也應(yīng)重新進(jìn)行熱處 理，并重新做硬度檢驗(yàn)。（ 5）同一部位焊縫的返修次數(shù)不應(yīng)超過兩次。如超次返修應(yīng)制 訂返修措施

22、，并經(jīng)施工單位技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)后，方可進(jìn)行返修，并做 超次返修記錄。7. 勞動(dòng)力安排焊接人員需用計(jì)劃序號(hào)工種人數(shù)備注1焊接技術(shù)員1具備中級(jí)以上焊接工程師證2焊接檢驗(yàn)員1具備中級(jí)以上質(zhì)檢員證3氬弧焊工10具備氬弧焊合格證4電弧焊工20具備電弧焊合格證5探傷工2具備H級(jí)RT PT以上無損檢測(cè)資格證8. 焊接施工機(jī)具需用計(jì)劃施工機(jī)具和手段用料需用計(jì)劃序號(hào)名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量1逆變氬弧焊機(jī)ZX7-400B10臺(tái)2逆變手工電弧焊機(jī)BXZ-50020臺(tái)3X光射線探傷機(jī)2臺(tái)4等離子切割機(jī)LNG8-1003臺(tái)5管子坡口機(jī)2臺(tái)9. 質(zhì)量保證措施9.1焊接必須由合格焊工操作，要求持證上崗9.2 施工前焊接技術(shù)人員編制焊接方案向施