P管材焊接全過程控制工法

1、P92管材焊接全過程控制工法 執(zhí)筆人： 劉云江西火電建設公司目 錄1 工法特點12 施工要點13 質(zhì)量標準84 平安技術(shù)措施95 勞動組織及人員資格要求96 主要施工機具及測量設備107 應用實例10T/P92鋼是在TP91鋼的根底上改進開發(fā)出來的新鋼種，化學成份上適當降低了鉬元素的含量(O5Mo)，同時參加一定量的鎢(17W)以將材料的鉬當量(Mo+0.5w)從P91鋼的1提高到約15，該鋼還加人了適量的硼元素。經(jīng)上述合金化改進后，與其它鉻一鉬耐熱鋼相比P92鋼的耐高溫腐蝕和氧化性能與9Cr鋼相似，但材料的高溫強度和蠕變性能得到了進一步提高。由此帶來的主要優(yōu)點是在相同的工作溫度、壓力或設計壽

2、命條件下，能夠進一步降低電站鍋爐及管道系統(tǒng)的重量或者在同樣的結(jié)構(gòu)尺寸下，進一步提高結(jié)構(gòu)的設計工作溫度，從而提高系統(tǒng)的熱效率。P92鋼屬馬氏體鋼，具有一定冷裂傾向和接頭脆化傾向。因而對焊接工藝和熱處理工藝有嚴格的要求，操作技術(shù)上也有一些特點。1. 工法特點P92鋼材焊接控制要點主要有幾點：焊工技能水平、充氬保護、焊前預熱、層間溫度控制、焊后熱處理。2. 施工要點2.1 主要工序準備工作：焊接工藝評定編制焊接及熱處理工藝卡技術(shù)交底焊工崗前訓練檢查焊接材料是否合格焊條烘焙檢查氬氣和氧氣、電焊機、熱處理設備等儀器儀表是否準確坡口清理著色檢查坡口充氬保護氣室制作焊接及熱處理過程：點固焊前烘烤預熱焊口點固

3、焊前預熱充氬焊接打底層焊接填充蓋面層間溫度監(jiān)控焊工自檢熱處理質(zhì)量檢查：工地質(zhì)量檢驗著色檢查硬度檢驗UT檢驗。2.2 施工要點2.2.1 焊接工藝評定已由公司焊接培訓中心完成，焊接工藝評定編號為HP-1192G、HP-1205G，規(guī)格為384.35×47.18，外觀、無損探傷、拉伸試驗、彎曲試驗、沖擊試驗、金相檢驗、硬度檢驗、理化檢驗均合。格該工藝評定適用于管徑192.175mm，厚度35.385mm，類級號為B-SA-335P92的焊接施工。2.2.2 按照工藝評定編制焊接及熱處理工藝卡，對所有參與P92鋼材焊接及熱處理的人員進行技術(shù)交底，焊工崗前訓練亦應按照正式焊接時工藝進行訓練，

4、對P92焊絲及焊條抽樣光譜檢查是否合格，檢查氬氣和氧氣、電焊機、熱處理設備等儀器儀表是否準確。2.2.3 坡口清理及著色檢查:管道坡口形狀按實際供貨，對口時要求坡口外表平整，不得有裂紋、分層、夾雜、坡口破損及毛刺等缺陷，坡口修整時，可使用角向砂輪機等輕便工具，坡口及其內(nèi)外壁兩側(cè)1520mm 范圍內(nèi)應將水、油、漆、垢和氧化皮等雜物清理干凈，直至露出金屬光澤。為保持管子內(nèi)壁齊平，遇有管子內(nèi)壁錯口值超過1mm 或兩側(cè)壁厚不同時，應按DL869/T-2004 規(guī)定處理。對口后應對坡口及其內(nèi)外壁兩側(cè)1520mm 范圍內(nèi)進行著色檢查是否有裂紋、分層等缺陷。2.2.4 充氬保護氣室制作為防止根層焊縫金屬氧化

5、，氬弧焊打底及焊條填充第一層焊道時，應在管子內(nèi)壁充氬氣保護。充氬保護范圍以坡口中心為準，每側(cè)各300400mm，在對口之前以可溶紙或其它可溶材料，用耐高溫膠帶粘牢，焊口兩側(cè)各貼兩層，做成密封氣室，并檢查粘貼是否嚴密，氣室如以下圖1所示： 圖1：充氬保護氣室2.2.5 焊前預熱 氬弧焊的預熱推薦溫度為150200，層間溫度應控制在200250，溫度升至預熱溫度后且保溫至少30min，使之內(nèi)外壁均勻。升溫速度與熱處理是一致且120/h。2.2.6 點焊 2.2.6.1點固焊時，采用的焊接工藝、焊接材料、預熱溫度等應與正式施焊時相通。點固焊和施焊過程中，不得在管子外表引燃電弧試驗電流。2.2.6.2

6、 點固焊時，可采用“定位塊法點固在坡口內(nèi)，點固焊不少于3點，點固焊用的“定位塊應選用含碳量小于O.25鋼材為宜。最好采用與母材相同的T/P91、T/P92材質(zhì)塊。如沒有現(xiàn)成的T/P91、T/P92材質(zhì)塊，可用普通試塊在試塊外表用T/P91、T/P92對應焊材敷焊制作，敷焊好后打磨工整，且敷焊厚度不少于4mm。2.2.6.3 焊接過程中，施焊至“定位塊處時，應將“定位塊除掉，并將焊點用砂輪機磨掉.不得留有焊疤等痕跡。并以肉眼或低倍放大鏡檢查，確認無裂紋等缺陷后，方可繼續(xù)施焊。2.2.6.4在對口根部點固焊時，點固焊后應檢查各焊點質(zhì)量，如有缺陷應立即用機械方法去除，重新進行點固焊。2.2.6.6點

7、固焊直接在坡口內(nèi)進行的，點固焊長度為1520mm，高度34mm。焊點兩端應修成緩坡形，以保證焊接時的接頭質(zhì)量。2.2.6.7 焊接前應先將所有點固焊道的兩端頭修磨好，防止焊接時接頭出現(xiàn)未熔合。嚴禁在被焊工件外表引燃電弧、試驗電流或隨意焊接臨時支撐物。2.2.7 充氬保護 2.2.7.1 氬氣使用前按批次抽測氬氣純度，其純度在99.95%以上。2.2.7.2從進氣孔進行充氬保護，開始流量可為1020Lmin，充氬20min以上通過觀察打火機熄滅情況判斷保護效果，滿足要求前方可施焊。施焊過程中流量應保持在810Lmin。焊口處用高溫鋁箔膠帶或高溫塑料膠帶密封，撕開一段，焊接一段。當焊縫的焊層厚度超

8、過810mm時才可以停止充氬保護過程。當點焊縫作為充氣保護接頭最終焊縫的一局部時，點焊時也要進行反面充氬保護。2.2.8 焊接 焊接線能量輸入量對焊接接頭沖擊韌性有較大影響,因此焊接過程中應采用多層多道、小直徑、較小的電流及較快的速度焊接。2.2.8.1 環(huán)境要求： a、允許進行焊接操作的最低環(huán)境溫度為5； b、應采取措施減小焊接場所的風力，Ws2m/s，Ds8m/s；c、焊接現(xiàn)場應該具有防潮、防雨、防雪設施。2.2.8.2焊接方法采用Ws/Ds，鎢極氬弧焊的焊絲：Thermanit MTS616ER90S-G，直徑2.4mm。焊條：Thermanit MTS616E9015-G，直徑2.5m

9、m、3.2mm，鎢棒：宜選用鈰鎢極或鑭鎢極，直徑2.5mm。氬弧焊絲使用前應除去外表油、垢等贓物，保持潔凈；焊條除按國家標準規(guī)定保管外，使用前應進行烘焙，溫度和時間按使用說明書進行，使用中應放在保溫80120的便攜式保溫筒內(nèi)隨用隨取,焊條保溫筒應接上電源確保溫度在80120之間。2.2.8.3 焊道布置見以下圖2 圖2：P92焊口焊道布置示意圖2.2.8.4 氬弧焊Ws打底參數(shù)見下表一焊接位置焊層數(shù)(層)預熱溫度 ()層間溫度()焊接電流(A)電弧電壓 (v)焊接速度(mmmin)填充厚度(mm)2G12150-20020025090130101425552.83.25G12150-20020

10、025090130101550802.83.2注：P92鋼氬弧焊打底至少二層，焊絲選用2.4mm，鎢極為2.5mm，氬氣流量為810Lmin，背部保護氬氣流量為1020Lmin。2.2.8.5 電焊蓋面及填充焊Ds參數(shù)見下表二焊接位置焊層數(shù)(層)焊條直徑(mm)預熱溫度 ()層間溫度()焊接電流(A)電弧電壓 (v)焊接速度(mmmin)填充厚度(mm)2G352.5200-25020025070902024901503.22G填充3.2200-2502002509013020261101703.22G蓋面3.2200-2502002509013020261202003.25G352.5200

11、-25020025070902024701303.25G填充3.2200-25020025011013020241101703.25G蓋面3.2200-2502002509013020241402203.2注：焊條填充第35層焊道時應在管子內(nèi)壁充氬氣保護，背部保護氬氣流量為1020Lmin，拖后保護氬氣流量為810Lmin。2.2.8.6 層間溫度的控制：層間溫度的測定，宜選用便攜式測溫儀器在起焊點前50mm處測量，最正確層間溫度控制在210230，每焊接一層測量一次,并做好監(jiān)控記錄，溫度超過立即停止施焊。2.2.8.7 氬弧焊Ws打底時考前須知：a)無論在什么位置的焊接,鎢極都要垂直于管子的

12、軸心。b) 采用內(nèi)填絲法焊接，焊槍呈鋸齒形擺動，在兩側(cè)適當停留，填絲動作要穩(wěn)；采用內(nèi)填絲法焊接，焊槍呈鋸齒形擺動，在兩側(cè)適當停留，填絲動作要穩(wěn)；填絲過程中切勿擾亂氬氣氣流,停弧時要注意讓氬氣保護熔池,防止焊縫氧化。c收弧電流要較小,將弧坑填滿后向坡口邊緣收弧,以防止弧坑裂紋,間斷時用手電筒檢查打底層質(zhì)量,發(fā)現(xiàn)缺陷立即去除,確保根部焊透；d因P92含有很多的合金元素,焊接時產(chǎn)生較多的熔渣,每次熄弧后必須打磨熄弧處方可再焊。2.2.8.8 電焊填充焊及蓋面Ds時考前須知：a為減少焊接應力與變形，直徑>194mm的管道宜采用兩人對稱焊接。同時，注意不得兩人同時在一處收頭 。以免局部溫度過高影響

13、施焊質(zhì)量；b焊接操作中采用小擺動、薄焊道、快焊速、多層多道焊工藝，手工電弧焊單層單道厚度不大于焊條直徑，擺動寬度不大于焊條直徑的4倍；c每層焊道接頭錯開1015mm，同時應盡量焊的平滑，便于清渣和防止出現(xiàn)“死角；每層每道焊縫焊接完畢后，應用砂輪機或鋼絲刷將焊渣、飛濺等雜物清理干凈(尤應注意中間接頭和坡口邊緣)，經(jīng)自檢合格后，方可焊接次層，直至完成；d由于P92鋼易出現(xiàn)冷裂紋和弧坑裂紋，因此焊接時應注意將弧坑填滿，可以采用逐漸減少電流或采用斷弧疊加法收弧。e)焊口必須一次焊接完成，采用二班或三班倒。2.2.9 焊后熱處理工藝P92焊接完成后，不能直接進行熱處理和直接冷卻至室溫，P92的Mf馬氏體

14、終止轉(zhuǎn)變溫度點為120，因此設定在焊接完成后，焊縫金屬緩冷至100-80，保溫2h，這樣可使殘留的奧氏體組織完全轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體組織。防止在熱處理后這些剩余奧氏體轉(zhuǎn)變成脆而硬的未回火馬氏體組織，并且有利于釋放焊接剩余應力，防止氫致應力腐蝕裂紋的產(chǎn)生。2.2.9.1 環(huán)境要求a、 現(xiàn)場應該具有防潮、防雨、防雪設施，特別是垂直管道要防止雨水滲漏到熱處理區(qū)域；b、 熱處理過程中應防止斷電；熱處理過程中應派專人監(jiān)護熱處理設備。2.2.9.2 焊后熱處理溫度及升降溫速度曲線圖見以下圖3 圖3：P92預熱及熱處理曲線圖說明：P92鋼對接接頭焊后熱處理推薦溫度為760±10，焊后熱處理的升、降溫速度一

15、般可按250×25/壁厚/h計算，且升溫速度120h為宜，降溫速度150h為宜，降溫至300以下時，可不控制，在保溫層內(nèi)冷卻至室溫。后熱處理一般可不進行。如有特殊要求或需要進行后熱處理時參數(shù)要求按?T/P91鋼焊接工藝導那么?規(guī)定進行。2.2.9.3 加熱寬度及保溫寬度 加熱區(qū)寬度及保溫寬度按照“?T/P92鋼焊接指導性工藝?2007國電焊接信息字第002號的要求實施。2.2.9.4 恒溫時間 P92大徑管恒溫時間為2.5h/25mm,且不得小于4小時。2.2.9.5 控溫區(qū)數(shù)量及熱電偶布置 水平布置管道推薦的控溫區(qū)數(shù)量和熱電偶的位置如下表三管道工稱尺寸DN推薦的控溫區(qū)數(shù)量和熱電偶的

16、位置150以下1 個控溫區(qū)，控溫熱電偶位于12:00200-3002 個控溫區(qū)，控溫熱電偶位于12:00 和6:00350-4503 個控溫區(qū)，熱電偶位于11:00、1:00 和6:00500-7004 個控溫區(qū)，熱電偶位于12:00、3:00、6:00 和9:00750以上控溫區(qū)的數(shù)量和熱電偶由加熱器的周向?qū)挾却_定垂直布置管道在焊縫的上下部采用獨立的控溫加熱區(qū)；在焊縫上部和下部區(qū)域安裝監(jiān)測熱電偶能夠確定溫度是否到達設定值。熱電偶安裝采用捆綁式，端點距離焊縫20處mm。2.2.9.6 熱處理時的溫度控制由于熱處理時上部溫度高于下部，對于水平布置管道有以下5種方法：、 科適當將下部保溫材料厚度加

17、厚以減少下部的散熱；、 將12:00方向溫度調(diào)節(jié)在許可溫度的高側(cè)，如765；、 增加周向控溫區(qū)數(shù)量；、 增加內(nèi)部保溫，如將焊口兩端管口封堵；、 采用偏心加熱器6:00寬度大于12:00。 一般采用前三種，但不管采用何種途徑，都必須對12:00和6:00位置的溫度進行監(jiān)測。對于垂直布置的管道可采用以下三種方法調(diào)節(jié)溫度的均勻性：、 在焊縫上下部采用獨立的控溫加熱區(qū)；、 將加熱器中心向下偏移，如加熱帶60%布置在下部；、 在焊縫下部的保溫寬度可適當比上部寬。 布置在焊縫上部和下部區(qū)域的熱電偶可監(jiān)測確定溫度是否在設定值內(nèi)。2.2.9.7 后熱處理在焊接過程被迫停止或焊后未能及時進行熱處理，應作后熱處理

18、，其溫度為300-350，恒溫時間2h，其加熱范圍與熱處理要求相同。以此確保擴散氫的充分逸出。2.2.10 著色檢查 焊接完成后應對收弧處打磨著色檢查是否存在弧坑裂紋，假設存在弧坑裂紋須打磨收弧處，直至弧坑裂紋消失，假設打磨深度較深，那么須補焊到和焊縫高度一致。2.2.11 硬度檢驗 硬度檢驗每個焊口檢查四個點 ，每個點分別檢查焊縫、母材、熱影響區(qū)三個區(qū)的硬度，看是否超標并形成記錄。P92硬度在180-250HB之間為合格。2.2.12 超聲波UT檢驗 硬度檢查合格后對焊口進行100%UT檢驗，形成報告。3質(zhì)量標準按本工法施工及自檢應執(zhí)行以下標準、規(guī)程及標準：3.1 DL/T869-2004?

19、火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程?；3.2 DL/T 819-2002 ?火力發(fā)電廠焊接熱處理技術(shù)規(guī)程?；3.3 DL/T 820-2002?管道焊接接頭超聲波檢驗技術(shù)規(guī)程?；3.4 DL/T679-1999?焊工技術(shù)考核規(guī)程?及國質(zhì)檢鍋【2002】109號?鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試與管理規(guī)那么?；3.5 國家電力公司?T91/P91鋼焊接工藝導那么?及?T/P92鋼焊接指導性工藝?2007國電焊接信息字第002號；3.6 電力部?火電施工質(zhì)量檢驗及評定標準?焊接篇 19964. 平安技術(shù)措施4.1 施工人員進入施工現(xiàn)場必須正確佩戴平安帽。4.2 特種作業(yè)人員須持證上崗。4.3 進行焊接、切割與熱處

20、理的作業(yè)時，作業(yè)人員穿戴專用護目鏡、工作服、絕緣鞋、皮手套等符合專用防護要求的勞動防護用品。4.4 進行焊接作業(yè)時，應有防止觸電、爆炸和防止金屬飛濺引起火災的措施。4.5 電焊機一次側(cè)電源線、二次線絕緣必須良好，氧氣軟管、乙炔氣軟管不得與電焊線敷設在一塊或絞織在一起。4.6 熱處理作業(yè)時應遵守施工現(xiàn)場對電器設備、易燃易爆物品的平安規(guī)定，工作場所應放置足夠數(shù)量的滅火器材并設置高溫、有電等警示牌，并用紅線示警隔離。5.勞動力組織及人員資格要求序號工種名稱人員數(shù)人主要工作內(nèi)容1技術(shù)員1負責編制焊接工藝卡及熱處理工藝卡2質(zhì)檢員2工地及質(zhì)管部各一人，負責檢查外觀質(zhì)量和監(jiān)控焊接及熱處理過程3焊工4每個焊口必須配備至少4名具有P92焊接資質(zhì)的焊工4熱處理人員3焊口的熱處理工作5無損檢驗員具有著色、光譜、硬度、超聲檢驗資格證人員資格要求：5.1 焊接人員資質(zhì)要求5.1.1. 焊接技術(shù)負責人應由取得焊接專業(yè)中級職稱及以上人員擔任。5.1.2 質(zhì)檢人員應持有電力行業(yè)頒發(fā)的焊接質(zhì)檢員證。5.1.3 擔任P92 鋼管焊接的焊工，應為已熟練掌握P91 鋼焊接技術(shù)的焊工，并進行相應的專項考試后，才能從事相應焊接工作。焊工焊前的