尾支鋼管焊接工藝評定實施方案

尾水鋼支管焊接工藝評定實施方案1概述清遠抽水蓄能電站尾水壓力鋼管制安工程由中國水利水電第十四工程局承制，鋼管板厚為20mm、26mm、30mm，鋼管材質(zhì)為Q345D低合金鋼板。根據(jù)本項目工程招標文件技術(shù)條款的要求及DL5017-27《水電水利工程壓力鋼管制造安裝及驗收規(guī)范》的規(guī)定，由我方對鋼板進行焊接工藝評定，其目的是通過焊接工藝評定確認所采取的焊接工藝措施、焊接規(guī)范及焊接工藝參數(shù)的合理性，在完成焊接工藝評定后，再結(jié)合焊接實踐經(jīng)驗制訂出能夠滿足清遠抽水蓄能電站尾水壓力鋼管制造、安裝工程需要的焊接工藝規(guī)程，用以指導(dǎo)壓力鋼管制造、安裝焊接，以確保壓力鋼管焊接質(zhì)量。用于制作清遠抽水蓄能電站尾水壓力鋼管的Q345D板材厚度共有20mm、26mm、30mm三種，我方選用厚度為20mm的鋼板作焊接工藝評定。根據(jù)DL5017-27《水電水利工程壓力鋼管制造安裝及驗收規(guī)范》中之巴進行過評定酌對接接頭工藝試件厚度6,適用于焊件母材厚度范圍為下限值0.756(15mm),上限fi1.56(30mm)的規(guī)定，20mm的鋼板已將26mm、30mm的鋼板覆蓋，因此不做單獨評定。本次焊接工藝評定使用與Q345D鋼板相匹配的H08MnA焊絲和E5015焊條。焊接方法采用埋弧自動焊、CO2半自動氣保焊(埋弧焊時打底)、手工電弧焊。2編制依據(jù)和執(zhí)行標準《廣東清遠抽水蓄能電站水道及廠房系統(tǒng)土建工程施工招標文件技術(shù)條款》.；《水電水利工程壓力鋼管制造安裝及驗收規(guī)范》(DL/T5017-27);《焊接工9?》(DL/T868-24);《管道焊接接頭超聲波檢驗技術(shù)規(guī)程〉＜DL/T820-22);《鋼制壓力容器焊接評定》(JB470&20);《鋼焊縫手工超聲波探傷方法和探傷結(jié)果分級》(GB/T11345-1989);《金屬熔化煨旱接接八射線照相》(GB/T3323-25);《焊接接頭機成性能試驗取樣方法》(GB/T2649-1989);《焊沖擊試驗方法》(GB/T2650-28);《焊接接頭拉伸試驗方法》(GB/T2651-28);《焊接接頭彎曲試驗方法》(GB/T2653-28);《焊接接頭硬度試驗方法》(GB/T2654-28。3焊接工藝評定的準備工作3.1焊工資格和焊接工藝評定的組織(1參加本項目焊接工藝評定焊接的焊工必須是持有勞動人事部門發(fā)給的鍋爐、壓力容器焊工考試合格證書或者通過國家電力部門頒發(fā)的適用于水利水電工程壓力鋼管制造、安裝的焊工考試規(guī)則規(guī)定的考試，并持有有效合格證書的焊工。(2焊接工藝評定的技術(shù)工作由我方焊接工程師負責;項目總工程師主持焊接工藝評定工作;項目部技術(shù)、質(zhì)檢部門參與焊接工藝評定工作。3.2焊接工藝評定用試板的準備試板的規(guī)格及數(shù)量(1按照招標文件技術(shù)條款中的相關(guān)要求，確定試板尺寸為20X150X5mm的4對共8塊，焊接后為3X5mm的4塊，焊縫在試板寬度方向的中部。用于埋弧自動焊平焊試板1塊，手工電弧焊平焊、立焊、仰焊三種位置各1塊。(2根據(jù)DL5017-27《水電水利工程壓力鋼管制造安裝及驗收規(guī)》的規(guī)定，做板厚為20mm的Q345D進行焊接工藝評定后，它適用于焊件母材厚度范圍應(yīng)是0.75X201.5X20=1530mm,覆蓋了本項目工程鋼管壁厚為20mm,26mm和30mm鋼板對接接頭的焊接。符合規(guī)范及招標文件的要求。試板的加工坡采用半自動切割機加工而成，坡角度、坡尺寸按設(shè)計圖紙上鋼管制作的要求及鋼管制造時實際加工尺寸。擬焊面及坡兩側(cè)各501mm范圍內(nèi)的鐵銹、油污及其它雜物應(yīng)消除干凈，每道焊完后也應(yīng)及時清理，檢查合格后再焊。3.3焊條、焊劑的烘烤及保管(1)焊接材料選用四川自貢大西洋焊接材料廠生產(chǎn)的焊劑CHF301,焊絲H08MnA,焊條E5015。焊劑使用前按照廠家要求進行烘干(烘烤溫度一般為3350C,烘焙11.5小時，保溫1小時)，焊條使用前按照廠家要求進行烘干(烘烤溫度一般為320-350C烘焙1小時，保溫1小時)。(2烘干的焊條放置于焊條保溫箱內(nèi)，保溫溫度為1150C,隨用隨取。(3焊條在保溫筒內(nèi)的時間不應(yīng)超過4h,超過后應(yīng)重新烘焙，重復(fù)烘焙次數(shù)不宜超過2次。3.4試塊焊接用的設(shè)備、工器具準備施焊所需設(shè)備及工器具主要包括：埋弧自動焊焊機、直流逆變焊機、焊條烤箱、焊劑烘烤箱、焊條保溫筒、直流嵌形電流表、電壓表、測量焊接線能量用的秒表、鋼板尺或卷尺、除渣尖錘、鋼絲刷、角向磨光機、焊縫外觀尺寸檢測器、超聲波探傷儀、X射線探傷儀等。3.5準備焊接過程中要記錄填寫如下各項表格(1焊接條件記錄表(包括焊工姓名、試板材質(zhì)及規(guī)格、坡加工形成尺寸、焊材種類、試件編號、施焊時間、試板焊接位置等)。(2焊接參數(shù)記錄表(包括各層、道所用的焊條規(guī)格、電源極性、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、層間溫度、焊接線能量等)。4焊接工藝7.1一般注意事項(1焊接時自動焊的引弧和斷弧應(yīng)在引弧板上進行，嚴禁在引弧板以外的母材表面任意引弧或收弧。手工電弧焊的引弧和斷弧應(yīng)在坡內(nèi)進行，嚴禁在坡以外的母材表面任意引弧或收弧。(2)正常情況下，每條焊縫應(yīng)連續(xù)完成，不得中斷焊接。當因故中斷焊接時，應(yīng)采取防裂措施。在重新焊接前，應(yīng)將表面清理干凈，確認無裂紋后，方可按原工藝繼續(xù)施焊。(3每層、每道焊縫在焊接過程中發(fā)現(xiàn)缺陷時，應(yīng)及時用角磨光機對缺陷進行打磨處理，確認缺陷消除后方可繼續(xù)進行焊接。(4焊縫中部有接頭時，無論何種焊接位置均要求在焊接接頭處前方1525mm處采用劃擦法引燃電弧后，再立即把電弧拉回到接頭處開始正常的焊接。各層、各道焊中部的焊接接頭應(yīng)相互錯開。(5手工焊電弧焊正面焊道打底焊及背縫清根后的第一層道用43.2mm的焊條焊接，其余焊道均采用44.0mm的焊條焊接。為了提高打底焊道的焊接質(zhì)量并保證應(yīng)有熔池深度，堿性低氫型焊條在正面焊道打底焊接過程中，宜采用月牙型運條或鋸齒型運條的連弧法焊接，而不采用滅弧法焊接。埋弧自動焊在焊接開始前，用CO2氣體保護焊進行打底。為確保焊接接頭具有良好的綜合性能，在進行多層、多道焊接時，要求橫向擺動寬度應(yīng)嚴格控制在不大于4倍的焊芯直徑，每層、每道的焊縫厚度應(yīng)不大于焊芯直徑。以此為原則掌握并控制如下，采用44.0mm焊條時，當焊道寬度b&16mm時，可用單焊道焊接，當焊道寬度b>16mm時，各層道焊縫應(yīng)采用2道以上的多焊道進行焊接。背面焊縫根部用碳弧氣刨清根，清根時間可以是在正面焊縫全部施焊完成后進行，也可以是在正面焊縫施焊到一定程度后進行，清根的時間以能有效控制試塊的角變形而由施焊者及焊接技術(shù)人員現(xiàn)場靈活確定。(8用碳弧氣刨進行清根，清根過程中應(yīng)將打底焊道中的缺陷及未焊透母材金屬全部清楚干凈，接著用角向磨光機將滲碳層、氧化物及其它污物消除干凈后，才可進行背面焊縫的焊接。試板焊接規(guī)范選用試板焊接過程中埋弧自動焊擬選用表1,手工電弧焊擬選用表2、表3中的焊接規(guī)范作為參考值，根據(jù)實際情況對表中數(shù)據(jù)作適當增減，但焊接電流原則上不得突破表中上限值。表1埋弧自動焊平焊焊接參數(shù)焊道/焊層焊接方式填充金屬焊接電流電壓(V)焊接速度(cm/min)焊絲焊齊IJ極性電流(A)牌號直徑(mm正面焊接打底焊CO2CHW-50C6與2/直流反接235030362035填充焊CMWCHW-S2①4.0CHF301直流反接6736403540蠱面焊CMWCHW-S2①4.0CHF301直流反接665034383540背打底焊CMWCHW-S2①4.0CHF301直流反接6736393540面焊接填充焊CMWCHW-S2①4.0CHF301直流反接6--736393540盍向焊CMWCHW-S2①4.0CHF301直流反接6--65034383540表2手工電弧焊立焊焊接參數(shù)焊道/焊層填充金屬焊接電流電壓(V)備注牌號直徑(mm極性電流(A)正面焊接打底焊手工電弧焊CHE507①3.2)直流反接8012226填充焊手工電弧焊CHE507①4.0直流反接1201652226盍向焊手工電弧焊CHE507①4.0直流反接1151502226背面焊接打底焊手工電弧焊CHE507①3.2直流反接8012226填充焊手工電弧焊CHE507①4.0直流反接1201652226蠱面焊手工電弧焊CHE507①4.0直流反接1151502226表3手工電弧焊平焊、仰焊焊接參數(shù)焊道/焊層人干【女力工］填充金屬焊接電流電壓(V)備注牌號直徑(mm極性電流(A)平焊打底焊手工電弧焊CHE507①3.2)直流反接901102226填充焊手工電弧焊CHE507①4.0直流反接1401852226蠱面焊手工電弧焊CHE507①4.0直流反接1301702226仰焊打底焊手工電弧焊CHE507①3.2直流反接8012226填充焊手工電弧焊CHE507①4.0直流反接1201652226蠱面焊手工電弧焊CHE507①4.0直流反接1151502226正面焊縫打底焊道的焊接(1)手工電弧焊打底焊道采用滅弧焊接法時，焊接電弧從熄滅到重新引燃電弧的這一間隔時間應(yīng)盡量的短，保證整條焊道的熔敷金屬均在焊接電弧的有效保護下緩慢冷卻，從而保證了焊接質(zhì)量。埋弧自動焊打底焊道采用。。2半自動氣保焊焊接。(2手工電弧焊打底焊道采用連續(xù)焊接法時，不得隨意挑弧，以免破壞電弧的保護氣腔。為使根部焊透，焊接方法采用擊穿法較可靠，一般避免采用滲透法。使用擊穿法時，要集中精力注視熔池情況，被擊穿熔化的左右側(cè)鈍邊，要每側(cè)保持熔化1±0.5mm較好。如果熔化缺過大，仰焊時易出現(xiàn)較大的背面凹坑，其它位置焊接時焊縫背面易出現(xiàn)超高或焊瘤；如果熔化缺過小，易出現(xiàn)未焊透或未熔合。(3手工電弧焊打底焊道中間滅弧。當施焊焊條只剩4060mm長時，準備做滅弧動作，適當降低焊接速度，使弧坑和焊道背面飽滿，然后前拉(或后接)710mm滅弧。(4手工電弧焊打底焊道中間接頭處較易產(chǎn)生缺陷，為防止接頭處產(chǎn)生缺陷，可采用兩種方法中的一種。一種是熱接法；迅速換上焊條，在接頭處還沒有充分冷卻前即在熔池前1525mm坡內(nèi)劃擦引弧，點燃后回拉電弧至弧坑里側(cè)，使弧坑里側(cè)熔化后，立即把電弧移到弧坑中心，并將電弧壓低正常向前移動，保證擊穿根部；另一種是冷接法：在換焊條滅弧后，除蓋面焊道之外，接頭部位允許修磨，接頭部位修磨之后的操作同熱接法。(5手工電弧焊焊道末尾逆接頭焊法及滅弧。當焊條運至接近焊縫末端點固焊處，應(yīng)注意在電弧距離點固焊處24mm時，應(yīng)將焊條擺到垂直試件表面，增加電弧穿透力，并把電弧前移，將定位焊點邊緣熔化后拉回熔池中心。在填滿熔池、穿孔消失后，再將電弧向封處熔池中心輕輕按一下，后將電弧引向坡邊沿，待弧坑填滿后熄弧。中間填充層焊道及蓋面焊道的焊接(1手工電弧焊其它中間層焊道易出現(xiàn)夾渣，未熔合和焊道高低不平等問題，為了防止這些缺陷的出現(xiàn)，除了選用合適的焊接規(guī)范參數(shù)外，運棒手法上應(yīng)注意運棒速度均勻，在焊道兩側(cè)適當停留，并隨時注意熔池形狀和大小的變化，使熔池始終保持大小相對穩(wěn)定的橢圓形，鐵水和熔渣走向分明。自動焊蓋面時采用小電流高電壓焊接，以確保熔寬。(2旌焊接時，焊接中間層焊道，必須大致計劃和控制好每層的厚度，為焊好蓋面層焊道打好基礎(chǔ)，使蓋面層焊道不致太厚或太薄。(3手工電弧焊焊接中間層焊道時，熄弧、接頭、引弧的方法與打底焊道類似，可參考上節(jié)有關(guān)條款所述。(4)蓋面焊道焊接質(zhì)量的好壞，直接影響外觀檢查能否合格，焊接時，除注意中間焊道焊接時的注意點之外，還要根據(jù)蓋面層焊道最后必須焊接的厚度選擇適當?shù)暮附右?guī)范參數(shù)，焊接時以坡兩棱邊為基準，保持棱邊向母材表面每側(cè)熔化1mm左右，使焊縫高度、寬度均勻恰當。(5手工電弧焊蓋面焊道的焊接還要防止出現(xiàn)咬邊，焊接精力要集中，運棒要注意在兩側(cè)停留稍長一點時間，選用焊接電流可比中間焊道小一些。(6蓋面層接頭時，除注意前面所述有關(guān)條款之外，還應(yīng)注意在引弧之后即把電弧拉到原熔池后邊，迅速擺運使其熔化后立即把電弧移到熔池中心、，并開始正常焊接。(7每條焊縫應(yīng)一次連續(xù)焊完，當因故中斷焊接時，應(yīng)采取防裂措施。在重新焊接前，應(yīng)將表面清理干凈，確認無裂紋后，方可按原工藝繼續(xù)施焊。4.5空間焊接位置的特點及注意事項(1在平焊位置焊接時，因鐵水重力方向與電弧吹力方向一致，打底焊道容易燒穿，形成背面余高過高或焊瘤，除正確選擇焊接規(guī)范參數(shù)外。特別要注意選擇組裝問隙，正確穩(wěn)定控制熔池熔化寬度。(2)平焊時，其它焊道的焊接要注意渣與鐵水的流向必須分明，避免夾渣。(3在仰焊位置焊接時，打底焊道易出現(xiàn)未焊透和根部凹坑超標，為了防止出現(xiàn)這種情況，既要選擇適當?shù)暮附右?guī)范參數(shù)和試樣組裝間隙，又要在焊接時，控制擊穿熔池，均勻熔化鈍邊每側(cè)1±0.5mm避免熔池擊穿或熔池寬度太大的現(xiàn)象發(fā)生，在焊接過程中始終保持短弧頂托住熔化金屬。(4)為確保焊縫金屬具有良好的機械性能，焊接工藝中強調(diào)控制各空間焊接位置，尤其特別強調(diào)立焊位置的每層、每道焊縫厚度應(yīng)不大于焊芯直徑。在立焊位置焊接時，焊接電弧稍一拉長，或焊接速度稍一放慢，焊縫厚度便會急劇加大，焊接線能量便會急劇升高，因此特別強調(diào)，焊工在立焊位置焊接時應(yīng)采用盡量短的焊接電弧施焊，同時有效控制焊接速度，將焊層嚴格控制在焊芯直徑以內(nèi)。5焊縫外觀質(zhì)量檢驗焊接工藝評定試塊的焊縫外觀質(zhì)量應(yīng)符合DL5017-27《水電水利工程壓力鋼管制造安裝及驗收規(guī)》中規(guī)定的一、二類焊縫合格標準。不允許出現(xiàn)裂紋、表面夾渣、表面氣孔和未焊滿的情況，咬邊深度不超過0.5并由項目部質(zhì)檢部門負責組織施焊焊工、焊接技術(shù)質(zhì)檢員及專職質(zhì)檢員填寫焊接工藝評定試塊焊縫外觀檢查合格結(jié)論。焊縫無損探傷檢測焊接工藝評定試塊焊縫的內(nèi)部缺陷探傷選用超聲波或X射線探傷，抽查率為1%，按