輸運床氣化中試裝置項目焊接施工方案

江蘇中國科學院能源動力研究中心

輸運床氣化中試裝置項目

焊接施工方案

批準：

編制：

中國化學工程第十六建設(shè)有限公司

二。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.............................................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....................................................8

6.4焊接....................................................8

6.5焊后熱處理.............................................11

6.6焊縫檢測...............................................14

6.7熱處理后復(fù)驗...........................................15

6.8焊縫返修...............................................15

7.勞動力安排.................................................16

8.焊接施工機具需用計劃......................................16

9.質(zhì)量保證措施..............................................16

10.安全技術(shù)措施..............................................17

1.編制說明

江蘇中國科學院能源動力研究中心輸運床氣化中試裝置項目，工

藝介質(zhì)有脫鹽水、蒸汽、氮氣、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、高壓氮氣等，本工程管道選用材質(zhì)主要有20、Q235-B、

15CrMoG>0Crl8Ni9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。管道安裝應(yīng)根據(jù)質(zhì)量技術(shù)

監(jiān)檢機構(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)金屬管道工程及驗收規(guī)范》GB50235-97；

2.2《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程及驗收規(guī)范》GB50236-98；

2.3中國化學工程第十六建設(shè)公司《焊接工藝評定匯編》；

3.焊接及無損檢測

3.1無損檢測委托程序

3.2無損檢測程序

工藝管道檢驗

按照GB50235-97對管道進行分類（級），并按規(guī)定比例探傷。

管道的檢測程序如下：

3

3.3射線探傷的編號方法

工藝管道

區(qū)域代碼——管號——焊縫編號——片位號

3.4射線底片上的標記要求

3.4.1每張底片上要有區(qū)號、管號、焊縫編號、片位號、定位標記、

投照日期、象質(zhì)計。

3.4.2所有標記的位置要求離開焊縫邊緣10mm。

4.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)的焊接工作。

4.2焊接技術(shù)員和焊接檢查員

選派有經(jīng)驗的、長期從事化工建設(shè)焊接技術(shù)工作和焊接質(zhì)量檢查

工作的人員，擔任本工程焊接技術(shù)員和焊接檢查員。

4.3焊接檢驗員

焊接檢驗員應(yīng)具備省級質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)的H級RT、PT以上

無損檢測資格證。

4.4焊接設(shè)備要求

4

本工程工藝金屬管道全部采用逆變直流焊機，其中:

(1)手工電焊采用BXZ-500型焊機；

(2)手工鴇極氮,弧焊采用逆變焊機。

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，使用時極易混淆，從而造成焊接質(zhì)量不合格。特別是當焊縫使

用相近焊材焊后，使用常規(guī)檢測手段(外觀檢查、X光探傷、超聲波

探傷等)無法檢測出不合格，不合格焊縫很可能投入使用，存在巨大

安全隱患。因此必須對焊材采購、入庫驗收、保管、領(lǐng)用發(fā)放和使用

進行嚴格管理。

5.1.1焊材入庫前檢查

焊材入庫時,必須對焊材的包裝、數(shù)量和外觀進行檢查，并核對

合格證、質(zhì)量證明書。符合相應(yīng)標準后才能入庫投入使用。

5.1.2焊材保管、烘焙和使用

(1)專門設(shè)置焊材庫，并由一名焊材保管員負責焊材的保管、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)定進行烘焙。一般情況下，酸性焊條100?

150℃烘焙1小時。堿性焊條350?400℃焊條烘焙1?2小時后置于

150℃保溫箱中存放。使用時用保溫筒盛裝，隨用隨取。使用超過4

小時應(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，必須采取防護措施，否則

5

應(yīng)停止施焊：

(1)手工焊時風速＞8m/s、氣體保護焊時風速＞2m/s；

(2)相對濕度＞90%；

(3)雨雪天時。

5.2.2焊接施工程序

坡口加工一焊前清理一組對一焊接一焊接檢驗

6.主要焊接施工方法

6.1坡口加工

6.1.1DN80以下碳鋼和不銹鋼管子采用砂輪切割機切割下料,并采用

角向磨光機打磨坡口；

6.1.22DN80碳鋼管子采用氣割下料并切割坡口，然后使用角向磨

光機將坡口打磨平整，去除坡口表面的熱影響層。重要介質(zhì)碳鋼管子

采用管子割斷機和管子坡口機進行切割并加工坡口；

6.1.32DN80不銹鋼管子應(yīng)采用等離子切割機進行切割下料，并采

用管子坡口機加工坡口；

6.1.4對接焊縫坡口型式和尺寸要求

管道坡口型式和尺寸

管壁厚坡口尺寸

道6坡口角度

坡口型式間隙c鈍邊p

材(mma

(mm)(mm)

質(zhì))(mm)

碳W

〃〃/10-1.5————

2.5—H—

6

鋼

3?90?20-265~70

?|C：1P

W2./〃〃10?2————

不

——

銹

2.5X-2^

鋼0-2.50-1.560~65

?9

?|C：1P

鋼板坡口型式和尺寸

壁厚坡口尺寸

材5坡口角度

坡口型式間隙C鈍邊p

質(zhì)(mma

(mm)(nun)

)(mm)

碳8?2

■X____”21.545

鋼10

———」

10?2

X--21.560

不12.

銹

鋼且

8'X-y1.51.560

——

7

c

8yl<-21.545

6.2焊前清理

6.2.1碳鋼管道及碳鋼板組對前先用角向磨光機將坡口及附近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)外表面仔細擦洗，以去除油污、水分等有害物質(zhì)。

6.2.3焊絲先用砂紙打磨，然后用丙酮或酒精擦洗。

6.3組對

6.3.1碳鋼板及管子組對時做到內(nèi)壁平齊，錯邊量不超過壁厚的10%.

6.3.2盡可能減少固定焊口且要避免強力組對。

6.3.3不銹鋼管道點固焊時，管內(nèi)必須充筑保護。管口留出點焊位置，

其余用白膠布封住。點固前用點燃的火柴在點固焊部位試驗管內(nèi)氨氣

純度，以保證點固焊縫背面氨氣保護良好。

6.3.4點固焊后要保證焊口不受彎曲或敲擊震動，以防點固焊縫開裂。

6.4焊接

6.4.1焊接方法選擇

焊接方法選擇

材質(zhì)種類牌號規(guī)格焊接方法

碳鋼及鋁鋁20#WDN50手工室弧焊

8

鋼>DN50氨電聯(lián)焊

WDN65手工金;弧焊

不銹鋼304

>DN65氨電聯(lián)焊

6.4.2焊接材料選擇

焊接材料選用表

焊材類型

母材類型

SMAWGTAWGMAW

20#+20#E4303(J422)H08Mn2SiA/

Q235-B+Q235-5E4303(J422)H08Mn2SiA/

15CrMoG+15CrMoGR307R31/

0Crl8Ni9+0Crl8Ni9A102H0Cr21Nil0/

0Crl8Ni9+0Crl8Ni9(固A132TGF308L/

(1)為避免氣體對焊接的不利影響，手工氨弧焊瀛氣純度應(yīng)2

99.95%o

(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

6.4.3.1不銹鋼管道焊接

(1)不銹鋼管道焊接時焊接地線應(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、引弧和試驗電流。

(2)不銹鋼管道手工鴇級筑弧焊打底焊時管內(nèi)必須進行充氨保

護，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)動平焊；

焊縫層間清理應(yīng)使用不銹鋼刷。

(4)焊接時焊工應(yīng)帶干凈的手套。

9

(5)不銹鋼管道焊接時管內(nèi)氨氣保護應(yīng)提前充氣，待排盡管內(nèi)

空氣后才能開始焊接。焊接時坡口間隙部位用白膠布封住，邊焊邊撕。

(7)不銹鋼管道焊后對焊接接頭進行酸洗和鈍化處理。

(8)由于飛濺、電弧擦傷會造成晶間腐蝕，故在焊縫兩則150mm

范圍內(nèi)涂白堊粉，嚴禁在焊縫處引弧。

(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)間的停留時間，降低過熱程度及殘余應(yīng)力。

(10)焊接檢驗

不銹鋼手工氣弧焊焊后進行表面色澤檢驗，表面色澤應(yīng)達到下表規(guī)定。

不銹鋼管道手工氨弧焊焊縫表面色澤標準

焊縫表面顏色保護效果質(zhì)量

銀白色、金黃色最好

藍色良好合格

紅灰色較好

灰色不好

不合格

黑色最壞

6.4.3.2倍鋁鋼管道焊接(15CrMoG)

(1)銘銅鋼管道經(jīng)火焰切割的坡口在組對前進行100%滲透檢測

確認無裂紋、分層、夾渣等缺陷；

(2)施焊時從兩定位焊縫中間起焊，采用小擺動操作，確保兩

側(cè)熔合良好，背面成型良好。手工電弧焊時，采用短弧連續(xù)焊，不允

許用滅弧焊，以避免空氣進入熔池而產(chǎn)生氣孔。收弧時應(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打磨，確認無裂紋后

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才能繼續(xù)焊接。焊接時運條可采用月牙形運條方式進行。

(3)填充和蓋面采用SMAW,引弧應(yīng)在坡口內(nèi)進行，焊接時采用小

擺動操作，層間清理要徹底，各層間接頭應(yīng)錯開，焊口焊完后要及時

清理焊縫表面。

(4)鋁鋁耐熱鋼焊口施焊前應(yīng)根據(jù)表4進行焊前預(yù)熱(包括點固

焊)，預(yù)熱范圍以對口中心為基準，兩側(cè)各不小于100mm,預(yù)熱保持

時間為5min以上，且必須達到下表規(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

熱電偶測溫，火焰加熱采用便攜式點溫計或紅外線測溫儀測溫。

(5)銘鋁耐熱鋼管道的管托及支吊架等角焊縫由于現(xiàn)場無法進

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(℃)

管道材質(zhì)預(yù)熱溫層間溫度后熱溫度備注

15CrMo150℃?N預(yù)熱溫度200℃?壁厚NIOmm

施焊時,層間溫度不低于預(yù)熱溫度。施焊過程中應(yīng)連續(xù)焊完。若

被迫中斷時，應(yīng)立即進行200?350℃X30min的后熱處理，以防產(chǎn)生

裂紋。重新焊接時應(yīng)按原方法重新預(yù)熱方可焊接。焊口焊完后宜立即

進行熱處理，如不能立即進行熱處理須立即對焊縫進行200?350℃

X30min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、時間范圍見下表。當溫度

T2300C時按下表要求控制升、降溫速度;TV300°C時，不要求控制，

但升溫時不宜太快、降溫時應(yīng)保溫緩冷。不同厚度的接頭按較厚組成

件要求進行熱處理；異種鋼接頭的熱處理溫度范圍按較重要一側(cè)材料

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進行但溫度不應(yīng)超過兩者中任一鋼號的下限。

(2)焊后熱處理宜在焊接完成后馬上進行。如焊后不能立即熱

處理，必須用氧一乙快火焰或電阻加熱將焊縫區(qū)加熱到200?350℃

并保持30分鐘以上，然后保溫緩冷，其加熱范圍與熱處理時相同。

(3)焊后熱處理采用電阻加熱法進行。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。

采用各種長度的繩形或各種規(guī)格的履帶式加熱器進行加熱、K型熱電

偶測溫、硅酸鋁纖維氈或玻璃纖維被保溫、RZK—130或3120型熱處

理控制器控制溫度、長圖式打點自動溫度記錄儀記錄溫度曲線。

(4)測溫點應(yīng)在加熱區(qū)內(nèi)，且不少于兩點，測溫點應(yīng)對稱分布。

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。

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60~90nlm,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

(1)熱處理必須設(shè)專人負責，正式升溫前，必須檢查測溫點的裝

設(shè)是否符合要求。測溫點裝設(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)生過燒及未達到熱處理溫度的現(xiàn)象。

(2)進行水平管道的焊口熱處理時，焊口兩側(cè)各500~1000mm處

應(yīng)墊以支撐；進行垂直管道的焊口熱處理時，先在焊口下面500?

1000mm處上好管卡，然后用鏈式起重器掛起。以免在長時間的高溫

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作用下，管道負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、通風的絕緣物上，接頭處需有良

好的絕緣，嚴防輸出短路，同時應(yīng)注意避免金屬顆粒進入散熱孔。

熱處理接線方式圖

(4)當電源、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3?5分鐘后，

再按升、恒、降溫的工藝要求進行溫度調(diào)節(jié)控制。

(5)開啟電源后，如“輸出調(diào)節(jié)”旋鈕在“0”位置，溫度表示值

開關(guān)扭到“測量”位置，溫度表指示為焊縫表面溫度。如指針反方向

移動，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

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。

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6.5.4熱處理工藝要求

升?、降速度及恒溫溫度：在300℃以下自由升降溫，300℃以上

的升降溫速度及恒溫溫度按下表執(zhí)行。

最大

最大冷

熱處理恒溫時最短恒升溫速加熱降溫速

管道對接卻速度

溫度間溫時間度(℃/速度度(℃/

材質(zhì)焊縫6(℃/

(℃)(min)(h)h)(℃/h)

h)

h)

15CrM650?5125/6500/

N103X81220260

070088

6.6焊縫檢測

6.6.1所有焊縫進行外觀質(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)對接焊縫咬邊深度小于0.5mm,長度不大于焊縫總長度的

10%,且每段咬邊連續(xù)長度小于100mm；

(3)對接焊縫表面加強高不大于焊縫寬度的0.2倍+lmm,且最

大不超過3mm；

(4)角焊縫焊腳尺寸符合設(shè)計規(guī)定。焊縫與母材平滑過渡，其

咬邊深度不大于0.5mmo

(5)外觀質(zhì)量不合格的焊縫必須返修合格，否則不允許進行射

線等無損檢測。

6.6.2無損檢測

重要管道對接焊縫經(jīng)外觀檢查合格后，還必須進行射線探傷檢驗。

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射線探傷按要求比例進行抽查。非標設(shè)備的對接焊縫進行射線探傷檢

查，其探傷長度不少于各條焊縫全長的10%,并符合JB4730-94中m

級為合格。

6.7熱處理后復(fù)驗

對于熱處理后的焊縫表面布氏硬度檢驗，檢驗數(shù)量不少于熱處理

焊口數(shù)的20%,每個焊接接頭檢查不少于一處，每處不少于三點(焊

縫、熱影響區(qū)及母材各一點)。焊縫硬度值應(yīng)不超過母材布氏硬度

HB+100HBo

熱處理后對焊縫進行10%的超聲檢測及滲透或磁粉檢測以無裂

紋為合格。

6.8焊縫返修

(1)經(jīng)目檢或著色檢驗，表面質(zhì)量不合格的焊縫應(yīng)及時打磨、

補焊并修正。

(2)經(jīng)射線或超聲波探傷，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部有超標缺陷的焊縫應(yīng)按無

損檢測人員提出的返修單所指定的位置，用角向磨光機仔細打磨，消

除缺陷后，仍按正式焊接工藝規(guī)范補焊，補焊后再進行射線或超聲波

探傷。焊縫返修應(yīng)由有相應(yīng)合格項目、技術(shù)水平高的優(yōu)秀焊工擔任。

(3)對于焊后要熱處理的焊縫，返修后還應(yīng)進行熱處理。需作

硬度檢驗的焊縫，熱處理后要重做硬度檢驗。

(4)對于熱處理后，硬度值超過規(guī)定的焊縫也應(yīng)重新進行熱處

理，并重新做硬度檢驗。

(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，并經(jīng)施工單位技術(shù)負責人批準后，方可進行返修，并做

超次返修記錄。

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7.勞動力安排

焊接人員需用計劃

序號工種人數(shù)備注

焊接技術(shù)

11具備中級以上焊接工程師證

員

焊接檢驗

21具備中級以上質(zhì)檢員證

員

3僦弧焊工10具備金1弧焊合格證

4電弧焊工20具備電弧焊合格證

具備II級RT、PT以上無損檢

5探傷工2