15CrMo鉻鉬鋼管道焊接及其熱管理計劃施工方案方針

1、+-河南開祥化工有限公司甲醇聯(lián)合裝置建筑安裝工程15CrMo 鉻鉬鋼管道焊接及熱處理施工方案中國化學(xué)工程第十四建設(shè)公司八日00四年1、工程概況 2、編制依據(jù) 3、15CrMo耐熱鋼管道焊接性分析 4、焊接人員和焊接設(shè)備要求 5、焊工代號、焊接材料管理 6、焊接準備 7、焊接及熱處理施工程序 8、焊接及熱處理工藝 9、焊接檢查 10、焊接和熱處理防護措施 11、質(zhì)量保證措施 12、安全保證措施+-1、工程概況20萬噸/年甲醇聯(lián)合裝置部分工藝管道采用了15CrMo 耐熱鋼材質(zhì)，15CrMo管道可焊性較差，需焊前預(yù)熱，焊后要求進行熱處理。15CrMo管道的焊接是本裝置管道焊接資格和經(jīng)驗的優(yōu)秀焊工焊接

2、施工的難點這一。施工時必須由具備15CrMo施焊。焊前要求進行焊接工藝評定、焊工考試和編制出合理的焊接工藝措施。2、編制依據(jù)2.1現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)金屬管道焊接工程施工及驗收規(guī)范(GB 50236-98 )2.2鋼制壓力容器焊接工藝評定(JB 4708-2000 )；2.3石油化工工程鉻鉬耐鋼管道焊接技術(shù)規(guī)程(SHJ 520-91 );2.4我公司承建的多套煉油、石化、化肥和甲醇裝置焊接方案及施工經(jīng)驗;2.5我公司焊接工藝評定匯編。3、15CrMo耐熱鋼管道焊接性分析3.1 15CrMo屬低合金珠光體耐熱鋼，具有良好的金屬抗氧化性、熱強性和抗氫蝕性能。該鋼種經(jīng)正火加回火或高溫回火后的顯微組織是鐵素

3、體加珠光體。但在焊 接狀態(tài)下，焊接頭內(nèi)往往出現(xiàn)貝氏體和FeC，這對耐氫蝕性能和耐高溫性能是不利的。特別是貝氏體，它是合金元素和殘余奧氏體的偏轉(zhuǎn)造成的。具有高的含碳量和顯微硬 度，需要通過回火來消除。因此要求焊接必須預(yù)熱，焊后進行熱處理。預(yù)熱溫度150200 C,焊后熱處理溫度380720 C。15CrMo有一定過熱傾向，焊接過程中嚴重過熱時，焊接接頭內(nèi)會出現(xiàn)網(wǎng)狀鐵素體和粗大魏氏組織，使接頭脆化。因此焊接過程中應(yīng)控制焊接熱輸入(包括預(yù)熱溫度、 層間溫度、焊接線能量)。15CrMo鋼焊后進行高溫回火處理可達到降低焊接接頭的硬度，促使氫從焊接區(qū)逸出，使組織穩(wěn)定，改善機械和高溫性能的目的。另外15Cr

4、Mo管焊后會產(chǎn)生很大的殘余應(yīng)力。對耐氫蝕很不利。焊后高溫回火也可以消除焊接頭的殘余應(yīng)力。3.2 控制焊接區(qū)組織轉(zhuǎn)變的進程是焊接質(zhì)量控制的要點。在焊接過程中必須嚴 格控制焊件的層間溫度，使其保持在預(yù)熱溫度或更高的溫度。其次要控制從層間溫度 冷卻至焊接后熱處理開始的時間間隔。焊后若不能及時進行焊后熱處理，應(yīng)立即進行 后熱處理。15CrMo管道的化學(xué)萬分和機構(gòu)性能見下表15CrMo管道化學(xué)成分和機械性能元素含量(%)CMnSiCrMoSP0.120.18040.70.170.37081.1040.55 0.03 440 29422 150-200后熱立即300-350 C恒溫30min保溫緩冷焊后熱

5、處理熱處理溫度C680-720恒溫時間min機08 X 730219 X930630 X 1860加熱速度（C /h ）250 10冷卻速度（C /h ）空冷(表 8-2 )焊接位置焊接層次焊材焊接電流牌號直徑(mm)極性電流（A）焊接焊接電壓方法(V)(cm/mi n)保護氣體水平固定打底層TIGTIG-R30$2.5正接150-12013-144-6SMA03.2反接90-10022-245-7Ar氣其余層R30703.290-10022-245-7W03.290-10022-245-78.2焊接及熱處理工藝要點10T5mm821焊前準備為保證焊縫背面成型良好，采用了氬弧焊打底。焊道坡口兩

6、側(cè)里外 范圍內(nèi)及所用焊絲都要徹底去除銹蝕、油污、結(jié)垢等雜物，直到吐現(xiàn)金屬光澤。施工 現(xiàn)場設(shè)好防風(fēng)雨棚，避免穿堂風(fēng)和淋雨。8.2.2焊前預(yù)熱預(yù)熱的目的是減少焊件與焊縫的溫度梯度，降低焊接接頭的冷卻速度，降低溫差 所造成的應(yīng)力和淬硬組織，預(yù)熱是防止冷裂紋產(chǎn)生的有效措施之一。預(yù)熱采用電加熱法，在坡口兩側(cè)均勻進行，熱透而無局部過熱。預(yù)熱溫度為150-200 C,預(yù)熱范圍不小于100mm，加熱區(qū)以外的100mm 范圍內(nèi)予以保溫。8.2.3預(yù)熱后立即進行手工鎢極氬弧焊打底，打底焊應(yīng)一次連續(xù)焊完。底層焊道要求焊透、成型好、焊肉厚度約 3mm。8.2.4用手工電弧焊進行填充蓋面，并在保持不低于預(yù)熱溫度的條件下

7、，將焊縫一次連續(xù)焊完。如中斷焊接，須采取后熱、緩冷等措施。再進行焊接前須檢查，確認 無裂紋后按原工藝要求繼續(xù)焊接。8.2.5后熱焊完后若不能及時進行焊后熱處理，應(yīng)立即進行300500 C、15-30min 的后 熱處理，保溫緩冷。加速氫的逸出，減少焊縫中的擴散氬，降低接頭的焊接應(yīng)力，減 少冷裂紋。8.2.6焊后熱處理8.2.6.1焊后熱處理是對15CrMo爐管進行高溫回火，以改善組織，提高熱強性和消除殘余應(yīng)力。焊接熱處理時應(yīng)編制熱處理施工技術(shù)措施，在技術(shù)措施上，要逐根 列出需熱處理的管道號，并明確熱處理參數(shù)。主管技術(shù)員要按圖紙及規(guī)范編制“熱處 理委托單”，隨同管段圖下發(fā)給熱處理班組，并監(jiān)督執(zhí)行

8、，確保熱處理工作進行得及 時、正確。熱處理的焊道應(yīng)包含儀表管咀、 加強管接頭，支吊裝角焊縫等，不得遺漏。826.2焊后熱處理采用（繩型電加熱器）電加熱法，用硅酸鋁纖維棉保溫,9.1外觀檢查外觀質(zhì)量要求應(yīng)符合表9-1 0(表 9-1 )焊縫外形尺寸焊縫表面缺陷焊縫成型焊縫余高焊縫每側(cè)增寬裂紋、氣咬邊尺寸(mm)(mm)孑L、夾渣深度mm長度mm與母材圓滑過渡02 2不允許 0.521 10%L9.2內(nèi)部檢查9.2.1對接焊縫進行100%無損檢測。射線檢測合格等級為II級。9.2.2對先進行無損檢查后進行熱處理的焊縫，焊后熱處理完成后，對熱處理焊口作10%超聲檢測，以無裂紋為合格。9.3硬度檢測9

9、.3 .1 15CrMo材料在焊接過程中不可避免地會產(chǎn)生貝氏體淬硬組織。若焊后熱處理不完善，會殘存一些淬硬組織，形成高硬度區(qū)。高硬度區(qū)的存在為脆性裂和應(yīng) 力腐蝕開裂提供了基礎(chǔ)條件。10%，所932熱處理后，用硬度測定法對熱處理質(zhì)量進行檢驗。應(yīng)對焊縫、熱影響區(qū)及其附近母材分別抽檢表面布氏硬度，抽檢數(shù)量應(yīng)不小于熱處理焊口總量的 測硬度值應(yīng)符合要求，否則，必須重新進行熱處理并做硬度測試。10、焊接和熱處理防護措施10.1焊接須采取可靠的防風(fēng)措施。10.2管道的焊接在預(yù)制平臺四周搭設(shè)大型臨時防風(fēng)棚。10.3工藝管道焊接時在管口要用塑料帽封閉，焊口處用可拆移帆布擋風(fēng)棚擋風(fēng)。10.4熱處理時管道兩湍應(yīng)圭寸閉，防止穿堂風(fēng)。11、質(zhì)量保證措施11.1施工前編制焊接和熱處理工藝并以焊接和熱處理工藝卡形式向施工班組進行技術(shù)交底。11.2焊接過程中，焊工必須嚴格遵守工藝紀律。焊接技術(shù)人員和焊接檢查員加強監(jiān)督檢查，發(fā)現(xiàn)違規(guī)違紀現(xiàn)象及時予以糾正。11.3經(jīng)自檢、專檢發(fā)現(xiàn)的不合格焊口及時進行返修。11.4及時做好各種焊接記錄。11.511.6無損探傷人員及時反饋探傷信息，以便組織不合格焊口的返修。建立焊接質(zhì)量優(yōu)劣與職工收入掛鉤制度。焊接質(zhì)量