焊接施工方案及工藝措施

焊接施工方案及工藝措施（一）一般（常規(guī)）焊接施工方案及工藝措施1.焊前準備1）坡口的加工和焊件下料宜采用機械加工，如采用熱加工下料，切口邊緣要留有加工余量。2）坡口的基本形式及尺寸應符合圖紙設計及焊接規(guī)范的要求。3）焊件在組對前要將焊口及其母材附近內(nèi)外壁的每一側各10～15mm范圍內(nèi)的油污、鐵銹、水分等雜物清理干凈，露出金屬光澤。4）焊件對口時要求內(nèi)壁齊平，對接單面焊的焊口的局部錯口值不應超過壁厚的10%，且不大于1mm。5）管道直徑≥400mm且壁厚≥20mm的焊口對口點固時，應采用楔形卡塊（δ=16～25mm）3至4塊點焊固定。楔形卡塊的材質與管道的材質相同或相近，點固焊時的焊接材料、焊接工藝、焊工以及預熱溫度應與正式施焊時的要求相同，打底后應將點固焊殘留部分磨平。點焊示意圖如圖所示。δ＝16-25點固點02≤δ004≥D楔形卡塊點固焊示意圖6）嚴禁在焊件上隨意引弧、試電流、焊接臨時支撐物等，禁止用強力對口和熱膨脹法對口。7）中、高合金鋼（含Cr≥3%或合金總含量≥5%）的管道焊口，如12Cr2MoWVTiB、SA213-T91、SA213-P91、TP347H、TP307等，為防止根1 /8部氧化或過熱，焊接時內(nèi)壁應進行充氬氣保護。由于本工程需要進行內(nèi)壁充氬的焊口集中在過熱器固定管道及油管路等，為提高背部充氬的質量、效率以及節(jié)約氬氣，建議采用管道內(nèi)部形成氣室、焊口外部充氬的方法進行充氣。其具體方法如圖所示：m水溶紙或容易溶解的軟紙m08≥充氣銅管封口膠布氣室氬氣注：管道內(nèi)水溶紙的位置應距焊口處≥80mm，以防止在焊口焊前預熱時燃燒，破壞氣室。內(nèi)部充氣示意圖8）焊前要做好防風、防雨等工作。2.焊前預熱1）對于外徑小于219mm或壁厚小于20mm的管道允許火焰加熱，火焰加熱應逐漸升溫，預熱范圍應大于焊口邊緣50mm左右，施焊前應用表面溫度表測量溫度，做好手工預熱溫度記錄。2）用遠紅外線陶瓷加熱器進行焊前預熱的焊口，均采用熱電偶監(jiān)視母材的溫度，且將控溫過程用溫度記錄儀打印在記錄圖上，保留預熱曲線圖紙。3）異種鋼焊接時，預熱溫度應按可焊性差或合金成分高的一側材質選定，支管與主管焊接時，應按主管的預熱溫度。4）本工程所涉及材質的焊前預熱溫度如表所示。本工程主要材質的焊前預熱溫度表序號合金含量母材鋼號壁厚要求（預熱溫度（℃）mm）1C（C≤0.35）20G，St5.8/Ⅲ≥26100~2002C-Mn16Mn，Q345B≥30100~1502 /831Cr-?Mo15CrMo/P12≥10150~25041Cr-?Mo-V12Cr1MoV200~30052?Cr-1Mo10CrMo910/P22≥6250~30063Cr-?Mo-V12CrMoWVB250~30079Cr-1Mo-VA335P91/T91200~300注：氬弧打底時的預熱溫度可按焊前預熱溫度下限降低50℃。3.焊接工藝要求1.對直徑≤114.3mm，壁厚≤6mm的受熱面管道，建議使用全氬弧焊接。2.氬弧打底焊的焊層厚度不小于3mm，在打底結束前應留一處檢查孔，以便焊工用肉眼能檢測焊縫根部成形情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。對管徑≥219mm的管道，氬弧打底的推薦焊接順序如圖所示。ⅡⅣⅡⅣⅢⅠⅢⅠA水平固定B垂直固定注：ⅠⅡⅢⅣ為焊接順序表示氬弧焊打底焊接順序3）根部焊接完成，應及時進行次層焊縫的焊接，多層多道焊時應逐層進行檢查，以便發(fā)現(xiàn)缺陷及時處理，檢查合格后，方可焊接次層，直至完成。4）無論結構焊縫或薄壁焊口，嚴禁一次焊接完成，必須多層多道焊。5）施焊過程中，層間溫度不高于規(guī)定的預熱溫度的上限。且不高于400℃（P91鋼層間溫度不高于300℃）。6）為減少焊接應力變形和接頭缺陷，對直徑大于194mm的管子及鍋爐密集管排（管間距≤30mm）對接焊口宜采取兩人對稱焊。7）大徑管的壁厚焊接應采用多層多道焊，單層焊道厚度不大于所用焊條直徑加1mm（P91鋼單層焊道厚度不大于所用焊條直徑），單層焊的寬度不大于焊條直徑的5倍（P91鋼單層焊的寬度不大于焊條直徑的4倍），多層多道焊的焊接排列順序要求見圖。3 /8≤5Φ≤Φ+1㎜≥3㎜厚壁管焊道排列順序示意圖8）施焊過程中，焊接收弧時應將熔池填滿，多層多道焊的焊接接頭應錯開。9）施焊過程中除工藝和檢驗上的要求分次焊接外，應該連續(xù)焊接完成。若由于客觀的環(huán)境的影響被迫中斷時，應采取防止裂紋等缺陷產(chǎn)生的措施（如后熱、緩冷、保溫，防雨等），再次焊接時應仔細檢查并確認無缺陷后，方可按焊接工藝的要求繼續(xù)施焊。10）焊口焊接完成后應及時清理焊口周圍的飛濺、渣殼等雜物并寫上施焊人員的鋼印代號。11）焊口經(jīng)檢驗有超過標準的缺陷時應及時進行挖補，補焊時的焊接工藝應與正式焊接的焊接工藝相同，需要進行熱處理的焊口，返修后應重新進行熱處理。同一位置上的挖補次數(shù)一般不得超過三次，中、高合金鋼不得超過二次。4.焊后熱處理1）凡采用氬弧焊打底或低氫焊條，焊前預熱和焊后適當緩冷的小徑管可免做焊后熱處理。2）本工程所涉及母材的熱處理溫度如表。本工程主要材質的焊后熱處理溫度及恒溫時間表熱處理壁厚（mm）序＞＞＞母材鋼號溫度(＞合金含量≤12.512.5~275~10號℃)25~37.37.5~550~755005C（C≤0.35%20G，600~651.522.252.51St45.8/Ⅲ015CrMo/PI670~7021Cr-?Mo0.511.522.252.5204 /831Cr-?12Cr1MoV720~7511.5234Mo-V0.5042Cr-?12CrMoW750~781.251.752.253.254.25Mo-VWVTiB0.75052?Cr-1Mo10CrMo91720~7511.52340/P220.506A335P91/T750-7711.75232.59Gr-1Mo-V0.759103）焊后熱處理一般為高溫回火，升溫速度250X25/T℃/H計算，且不大于300℃。溫度降至300℃以下可不控制降溫速度，在熱處理過程中應嚴格執(zhí)行。4）熱處理的加熱寬度，從焊縫中心算起，每側不小于管道壁厚的3倍，且不小于60mm。保溫寬度，從焊縫中心算起，每側不得小于壁厚的5倍，以減少溫度梯度。5）熱處理的加熱方法，應力求內(nèi)外壁和焊縫兩側溫度均勻，恒溫時在加熱范圍內(nèi)任意兩測點的溫度差不應大于50℃。6）熱處理的溫度測量必需準確可靠，采用自動溫度記錄。7）焊接接頭熱處理后，應做好熱處理記錄和標記。8）壁厚大于45mm的1Cr-1/2Mo、21/4Cr-1Mo等合金鋼焊口焊后應及時進行熱處理，否則應做300～350℃的后熱消氫處理，恒溫時間不少2小時。5.焊縫返修措施1）焊接接頭有超過標準的缺陷時，可采取挖補方式進行返修，但在同一位置上的挖補次數(shù)不得超過三次，中、高合金鋼不得超過二次，否則應割口重焊。2）清除缺陷：（1）焊縫經(jīng)檢驗不合格，但缺陷較小時，采用局部返修的方法進行返修，但缺陷嚴禁用火焰方法清除。（2）如果焊縫缺陷較大又難以一次返修合格時，可采用直接割除焊口的處理方法重焊其焊口。（3）裂紋、未熔合等直觀不易發(fā)現(xiàn)的缺陷，應經(jīng)檢驗人員確認缺陷是否已清除。5 / 83）補焊：（1）焊縫缺陷必須確認清除后方可補焊。（2）補焊人員必須有相應焊縫的焊接資格。（3）補焊焊縫應照原焊縫焊接工藝執(zhí)行。（4）需進行熱處理的焊縫，返修后應做熱處理。4）焊縫返修完畢后應按原焊口進行相應的無損檢驗。（二）SA335P91焊接工藝措施要點1.焊接方法鎢極氬弧焊打底，焊條電弧焊填充并蓋面的焊接方法。2.焊接材料選用要求1）焊縫金屬的化學成分及常溫和高溫力學性能應與母材相當。2）焊縫金屬的Ac1和Mf溫度與母材相當。3）焊材焊接工藝性能良好。4）國家電力焊接信息網(wǎng)推薦德國伯樂蒂森公司焊接材料：MTS616焊絲及MTS616焊條。3.焊前準備1）坡口加工應采用機械法加工。2）坡口及其內(nèi)外壁15～20mm范圍內(nèi)應將油、漆、垢等雜質清理干凈，露出金屬光澤。3）保持管子內(nèi)壁齊平，如錯口或壁厚不同，應按《電力建設施工及驗收技術規(guī)范》規(guī)定處理。4）對口時管子支撐點應墊牢，防止焊接時產(chǎn)生移位和變形。管子端面偏斜度應按《電力建設施工及驗收技術規(guī)范》規(guī)定執(zhí)行。5）點固焊采用“定位塊”法點固在坡口內(nèi)，不少于3點?！岸ㄎ粔K”選用含碳量小于0.25%的鋼材。點固焊用焊材、工藝與正式焊接時相同。6）點固焊時不得在管子表面引弧及試驗電流，“定位塊”去除后應將點焊點磨平，確認無裂紋等缺陷后方可繼續(xù)施焊。7）點固焊過程可實行工序流轉卡制度，由施工單位通知甲方及監(jiān)理專業(yè)師6 / 8旁站監(jiān)督，確認合格后方可進行下道工序。4.焊接工藝1）為防止根層焊縫金屬氧化，打底前應在管子內(nèi)充氬保護。密封氣室范圍以坡口中心為準，每側200～300mm。充氬流量10～12L/min。2）焊絲選用Φ2.5mm，鎢極Φ2.5mm，氬氣流量10～15L/min。3）氬弧焊預熱溫度100～150℃，焊接電弧電壓10～14V，焊接電流80～110A，焊接速度55～60mm/min。4）氬弧焊打底焊層厚度2.8～3.2mm。5）電弧焊預熱溫度200～300℃，為防止焊接冷裂紋和提高沖擊韌性，必須嚴格控制焊接預熱溫度和層間溫度。推薦層間溫度200～300℃。6）大徑厚壁管采用多層多道焊接，為保證后一焊道對前一焊道的回火作用，每層焊道厚度控制為焊條直徑。焊條擺動寬度不超過焊條直徑的4倍。水平固定管蓋面層焊一層至少3道焊縫的“退火時道”利于改善焊縫金屬組織和性能。7）為減少焊接應力與變形，采用二人對稱焊接。8）為提高焊縫沖擊韌性，采用小電流快速擺動焊和短弧連弧焊。焊接中每層焊道接頭錯開10～15mm，注意盡量焊的平滑，便于清渣。9）選用操作技術熟練的焊工施焊，注意溶池和收尾接頭質量，避免出現(xiàn)弧坑裂紋。每層焊道焊完都應仔細清理焊渣及飛濺，并自檢合格。5.焊后熱處理1）對P91鋼焊接接頭焊后冷卻到100～120℃時，恒溫大于1小時后立即進行熱處理。2）熱處理為高溫回火處理，升、降溫速度≤150℃/h為宜，降溫至300℃以下可不控制。3）熱處理加熱溫度760±10℃。4）恒溫時間按接頭壁厚每25mm，1小時計算，最少不得小于4小時。5）熱處理加熱寬度、保溫層寬度和厚度符合DL/T819-2002的規(guī)定。6）為了獲得好的沖擊韌性，可采用較長的保溫時間。7）當焊接接頭不能及時進行熱處理時，應于焊后立即做加熱溫度為350℃7 / 8、恒溫時間1小時的后熱處理。8）焊接熱處理過程曲線：溫度760±10℃≤150℃ >4h ≤150℃200~300℃ 100~120℃100~150℃>1h6.質量檢驗

時間（h）1）焊工自檢和專檢，外觀符合要求后方可進行無損檢驗。2）壁厚≥70mm管子焊口，焊至20～25mm時，應停止焊接，立即進行后熱處理，然后做“RT”探傷檢驗，確認合格后，在按工藝程序施焊完畢。3）管道上開有探傷孔時做100%“