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(zhǔn)備1）坡口的加工和焊件下料宜采用機(jī)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(yīng)符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)及焊接規(guī)范的要求。3）焊件在組對(duì)前要將焊口及其母材附近內(nèi)外壁的每一側(cè)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(duì)口時(shí)要求內(nèi)壁齊平，對(duì)接單面焊的焊口的局部錯(cuò)口值不應(yīng)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(duì)口點(diǎn)固時(shí)，應(yīng)采用楔形卡塊（δ=16～25mm）3至4塊點(diǎn)焊固定。楔形卡塊的材質(zhì)與管道的材質(zhì)相同或相近，點(diǎn)固焊時(shí)的焊接材料、焊接工藝、焊工以及預(yù)熱溫度應(yīng)與正式施焊時(shí)的要求相同，打底后應(yīng)將點(diǎn)固焊殘留部分磨平。點(diǎn)焊示意圖如圖所示。δ＝16-25點(diǎn)固點(diǎn)02≤δ004≥D楔形卡塊點(diǎn)固焊示意圖6）嚴(yán)禁在焊件上隨意引弧、試電流、焊接臨時(shí)支撐物等，禁止用強(qiáng)力對(duì)口和熱膨脹法對(duì)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(shí)內(nèi)壁應(yīng)進(jìn)行充氬氣保護(hù)。由于本工程需要進(jìn)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(zhì)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(jìn)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?xì)馐覛鍤庾ⅲ汗艿纼?nèi)水溶紙的位置應(yīng)距焊口處≥80mm，以防止在焊口焊前預(yù)熱時(shí)燃燒，破壞氣室。內(nèi)部充氣示意圖8）焊前要做好防風(fēng)、防雨等工作。2.焊前預(yù)熱1）對(duì)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(yīng)逐漸升溫，預(yù)熱范圍應(yīng)大于焊口邊緣50mm左右，施焊前應(yīng)用表面溫度表測(cè)量溫度，做好手工預(yù)熱溫度記錄。2）用遠(yuǎn)紅外線陶瓷加熱器進(jìn)行焊前預(yù)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(yù)熱曲線圖紙。3）異種鋼焊接時(shí)，預(yù)熱溫度應(yīng)按可焊性差或合金成分高的一側(cè)材質(zhì)選定，支管與主管焊接時(shí)，應(yīng)按主管的預(yù)熱溫度。4）本工程所涉及材質(zhì)的焊前預(yù)熱溫度如表所示。本工程主要材質(zhì)的焊前預(yù)熱溫度表序號(hào)合金含量母材鋼號(hào)壁厚要求（預(yù)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(shí)的預(yù)熱溫度可按焊前預(yù)熱溫度下限降低50℃。3.焊接工藝要求1.對(duì)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(jié)束前應(yīng)留一處檢查孔，以便焊工用肉眼能檢測(cè)焊縫根部成形情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。對(duì)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(yīng)及時(shí)進(jìn)行次層焊縫的焊接，多層多道焊時(shí)應(yīng)逐層進(jìn)行檢查，以便發(fā)現(xiàn)缺陷及時(shí)處理，檢查合格后，方可焊接次層，直至完成。4）無論結(jié)構(gòu)焊縫或薄壁焊口，嚴(yán)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(yù)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(yīng)力變形和接頭缺陷，對(duì)直徑大于194mm的管子及鍋爐密集管排（管間距≤30mm）對(duì)接焊口宜采取兩人對(duì)稱焊。7）大徑管的壁厚焊接應(yīng)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(shí)應(yīng)將熔池填滿，多層多道焊的焊接接頭應(yīng)錯(cuò)開。9）施焊過程中除工藝和檢驗(yàn)上的要求分次焊接外，應(yīng)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(shí)，應(yīng)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(shí)應(yīng)仔細(xì)檢查并確認(rèn)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(yīng)及時(shí)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(hào)。11）焊口經(jīng)檢驗(yàn)有超過標(biāo)準(zhǔn)的缺陷時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行挖補(bǔ)，補(bǔ)焊時(shí)的焊接工藝應(yīng)與正式焊接的焊接工藝相同，需要進(jìn)行熱處理的焊口，返修后應(yīng)重新進(jìn)行熱處理。同一位置上的挖補(bǔ)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(yù)熱和焊后適當(dāng)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(zhì)的焊后熱處理溫度及恒溫時(shí)間表熱處理壁厚（mm）序＞＞＞母材鋼號(hào)溫度(＞合金含量≤12.512.5~275~10號(hào)℃)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(jì)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(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行。4）熱處理的加熱寬度，從焊縫中心算起，每側(cè)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(cè)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(yīng)力求內(nèi)外壁和焊縫兩側(cè)溫度均勻，恒溫時(shí)在加熱范圍內(nèi)任意兩測(cè)點(diǎn)的溫度差不應(yīng)大于50℃。6）熱處理的溫度測(cè)量必需準(zhǔn)確可靠，采用自動(dòng)溫度記錄。7）焊接接頭熱處理后，應(yīng)做好熱處理記錄和標(biāo)記。8）壁厚大于45mm的1Cr-1/2Mo、21/4Cr-1Mo等合金鋼焊口焊后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行熱處理，否則應(yīng)做300～350℃的后熱消氫處理，恒溫時(shí)間不少2小時(shí)。5.焊縫返修措施1）焊接接頭有超過標(biāo)準(zhǔn)的缺陷時(shí)，可采取挖補(bǔ)方式進(jìn)行返修，但在同一位置上的挖補(bǔ)次數(shù)不得超過三次，中、高合金鋼不得超過二次，否則應(yīng)割口重焊。2）清除缺陷：（1）焊縫經(jīng)檢驗(yàn)不合格，但缺陷較小時(shí)，采用局部返修的方法進(jìn)行返修，但缺陷嚴(yán)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(shí)，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(yīng)經(jīng)檢驗(yàn)人員確認(rèn)缺陷是否已清除。5 / 83）補(bǔ)焊：（1）焊縫缺陷必須確認(rèn)清除后方可補(bǔ)焊。（2）補(bǔ)焊人員必須有相應(yīng)焊縫的焊接資格。（3）補(bǔ)焊焊縫應(yīng)照原焊縫焊接工藝執(zhí)行。（4）需進(jìn)行熱處理的焊縫，返修后應(yīng)做熱處理。4）焊縫返修完畢后應(yīng)按原焊口進(jìn)行相應(yīng)的無損檢驗(yàn)。（二）SA335P91焊接工藝措施要點(diǎn)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(xué)成分及常溫和高溫力學(xué)性能應(yīng)與母材相當(dāng)。2）焊縫金屬的Ac1和Mf溫度與母材相當(dāng)。3）焊材焊接工藝性能良好。4）國(guó)家電力焊接信息網(wǎng)推薦德國(guó)伯樂蒂森公司焊接材料：MTS616焊絲及MTS616焊條。3.焊前準(zhǔn)備1）坡口加工應(yīng)采用機(jī)械法加工。2）坡口及其內(nèi)外壁15～20mm范圍內(nèi)應(yīng)將油、漆、垢等雜質(zhì)清理干凈，露出金屬光澤。3）保持管子內(nèi)壁齊平，如錯(cuò)口或壁厚不同，應(yīng)按《電力建設(shè)施工及驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》規(guī)定處理。4）對(duì)口時(shí)管子支撐點(diǎn)應(yīng)墊牢，防止焊接時(shí)產(chǎn)生移位和變形。管子端面偏斜度應(yīng)按《電力建設(shè)施工及驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》規(guī)定執(zhí)行。5）點(diǎn)固焊采用“定位塊”法點(diǎn)固在坡口內(nèi)，不少于3點(diǎn)。“定位塊”選用含碳量小于0.25%的鋼材。點(diǎn)固焊用焊材、工藝與正式焊接時(shí)相同。6）點(diǎn)固焊時(shí)不得在管子表面引弧及試驗(yàn)電流，“定位塊”去除后應(yīng)將點(diǎn)焊點(diǎn)磨平，確認(rèn)無裂紋等缺陷后方可繼續(xù)施焊。7）點(diǎn)固焊過程可實(shí)行工序流轉(zhuǎn)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(rèn)合格后方可進(jìn)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(yīng)在管子內(nèi)充氬保護(hù)。密封氣室范圍以坡口中心為準(zhǔn)，每側(cè)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(yù)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(yù)熱溫度200～300℃，為防止焊接冷裂紋和提高沖擊韌性，必須嚴(yán)格控制焊接預(yù)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(duì)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(dòng)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(shí)道”利于改善焊縫金屬組織和性能。7）為減少焊接應(yīng)力與變形，采用二人對(duì)稱焊接。8）為提高焊縫沖擊韌性，采用小電流快速擺動(dòng)焊和短弧連弧焊。焊接中每層焊道接頭錯(cuò)開10～15mm，注意盡量焊的平滑，便于清渣。9）選用操作技術(shù)熟練的焊工施焊，注意溶池和收尾接頭質(zhì)量，避免出現(xiàn)弧坑裂紋。每層焊道焊完都應(yīng)仔細(xì)清理焊渣及飛濺，并自檢合格。5.焊后熱處理1）對(duì)P91鋼焊接接頭焊后冷卻到100～120℃時(shí)，恒溫大于1小時(shí)后立即進(jìn)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(shí)間按接頭壁厚每25mm，1小時(shí)計(jì)算，最少不得小于4小時(shí)。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(zhǎng)的保溫時(shí)間。7）當(dāng)焊接接頭不能及時(shí)進(jìn)行熱處理時(shí)，應(yīng)于焊后立即做加熱溫度為350℃7 / 8、恒溫時(shí)間1小時(shí)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(zhì)量檢驗(yàn)

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