不锈钢管道焊接施工方案

不锈钢管道焊接施工方案第一章材料管理由于奥氏体不锈钢材料不同于碳素钢和低合金钢，在使用过程中有很多特殊的要求，如果不了解这些特殊的要求，不严格管理，就会影响材料的性能，从而导致工程质量出现问题，所以必须按照要求做好材料管理工作。1.1材料的检验1.1.1凡进入现场的管道组成件应符合设计要求，并有产品合格证和质量保证书。无质量保证书的钢管不得用于本工程。1.1.2按公司《物资进货检验管理规定》对管道组成件进行检验，进货检验包括下列内容：1）每批奥氏体不锈钢制品必须附有订货合同和产品标准规定的质量证明书。质量证明书应注明供方名称或印记；材料的钢号、冶炼炉罐号、批号、化学成分、力学性能、产品标准号、成品状况等；2)钢管标志外径≥36mm的钢管，应在每根钢管一端的端部有喷印、盖印、滚印或粘贴印记。印记应清晰明显，不易脱落。印记应包括钢的牌号、产品规格、产品标准号、供方印记或注册商标。外径＜36mm的钢管，可不打标记。3）外观检查：外观检查应逐件进行。a)不锈钢管应符合GB/T14976－2002《流体输送用不锈钢无缝钢管》的6.7条规定：钢管的内外表面不得有裂纹、折叠、轧折、离层和结疤存在。在钢管内外表面上，直道允许深度如下：冷拔（轧）钢管：不大于公称壁厚的4％（壁厚小于1.4mm的直道允许深度为0.05mm），最大深度不大于0.30mm。不超过壁厚负偏差的其它缺陷允许存在。b)不锈钢管件应符合GB/T12459－2005《钢制对焊无缝管件》7.1的规定：管件的表面应光滑无氧化皮。管件上不得有深度大于公称壁厚的5％、且最大深度不得大于0.8mm的结疤、折迭、轧折、离层等缺陷。c)不锈钢法兰应符合GB/T9124－2000《钢制管法兰》的11.1条的规定：HG20592-97标准的公制凸面带颈对焊钢制法兰锻造表面应光滑，不得有锻造伤痕、裂纹等缺陷。机加工表面不得有毛刺、有害的划痕和其它降低法兰强度及连接可靠性的缺陷。环连接面法兰的密封面应全部逐项检查，槽的两个侧面不得有机械加工引起的裂纹、划痕或撞伤等表面缺陷。3）其它检验：对于合同中提出无磁性要求的管件，应用磁铁逐个进行检验，不合格者不得使用。1.1.3所有材料入库后，应分类标识、存放。无标识材料不得用于焊接工程。1.2材料管理1.2.１运输和存放管理1）为了保护奥氏体不锈钢管材、管件及其管道组成件外表面的氧化膜，运输和存放时应采取措施与碳素钢制品严格隔离，并用木板隔垫。存放场所应保持清洁、干燥，严格控制灰尘，防止铁离子和其它杂质的污染，地面应铺设橡胶或木质垫板。2）奥氏体不锈钢管材、管件及其它管道组成件在周转过程中应配备专用的运输工具，防止铁离子污染和磕伤、划伤。1.2.２焊接材料管理1）工程用焊接材料必须具有制造厂的质量证明书，无质量证明书的焊接材料不得用于本工程。2）焊材到货后，由材料员和技术员共同审核质量说明书，并对焊材型号、规格、外观质量等进行验收，登记入库。3）焊材入库后，焊材保管员要按焊材的型号/牌号、规格、批号，分类存放在现场焊材二级库货架上，并做好标识牌。4）焊材二级库必须具有可靠的防雨、防潮条件和必备的设施。室内温度控制在5℃以上，相对湿度控制在60%以下。5）焊材发放时，焊工凭材料员签字的《焊条领用卡》（注明焊材牌号、规格、数量、使用部位）履行登记签字手续；焊工应细心核对，防止错领。6）焊材发放时必须记录，记录必须真实，可追踪。7）焊材管理员要认真填写焊材入库、烘烤、发放、回收记录，并做好二级焊材温度、湿度、天气情况记录。8）焊丝使用前应采用机械方法或化学方法清除其表面油脂、锈蚀杂质，并使之露出金属光泽；钨极氩弧焊电极宜采用铈钨极；氩气纯度应达99.95%以上，含水量应小于50mg/L，且应保持干燥。管道壁厚≤12mm时，钨极直径规格一般选用φ2.0mm和φ2.5mm。1.2.３安装现场管理1）奥氏体不锈钢管材、管件及其管道组成件应随用随出库，尽量避免在现场较长时间存放。2）为了防止铁离子和其它有害杂质的污染，现场放置奥氏体不锈钢管材、管件及其管道组成件时，必须和碳素钢制品严格隔离。放置奥氏体不锈钢管材、管件及其它管道组成件的场地必须保持清洁、干燥、地面应铺设橡胶垫或木质垫板。3）在现场安装过程中，不得使用可能造成铁离子污染的工具。奥氏体不锈钢管道不准直接与碳素钢制品接触，在接触处必须衬垫不含氯离子的塑料、橡胶、红柏纸或涂绝缘漆。4）使用砂轮切割机时，严禁正对不锈钢材料，防止渗碳。5）奥氏体不锈钢管道安装前应对管子、管件、阀门等进行检查，以免由于牌号或化学成分与设计要求不符造成返工。如设计有特殊要求，需按设计要求处理。6）在现场安装工程中应谨防尖锐、硬性物质划伤、擦伤奥氏体不锈钢管材、管件及其管道组成件表面。如一旦在奥氏体不锈钢管材、管件及其管道组成件表面有局部磕碰或划伤等影响耐腐蚀性能的缺陷时，该管材、管件及其管道组成件不得再安装。1.3管道预制1.3.1本工程奥氏体不锈钢管道的安装尽量扩大预制量，并尽量在后方预制加工厂进行，力求做到整体安装。1.3.2在现场加工预制时，在专用的场地进行，严禁和加工预制碳素钢的场地混用。1.3.３在现场切断奥氏体不锈钢管时，采用专用的砂轮机磨割；坡口加工采用专用的电动坡口机进行加工，切削速度一般采用碳素钢的40％～60％，切削刀具用高速钢制作。1.3.4在需要敲打奥氏体不锈钢制品时，严禁用铁锤，采用橡胶锤或木锤。1.3.5奥氏体不锈钢管需要弯管时，采用冷弯方法加工。冷弯在专用的电动弯管机上进行，其弯曲半径为公称直径的４倍，为了减少弯管椭圆度，弯管时装芯棒或灌砂。1.3.6管道预制过程中奥氏体不锈钢管道用无氯、无硫记号笔作标识。不得用钢印作标识，也不得用油漆等有污染的物料作标识。第二章焊接施工2.1焊接机具要求本工程全部采用WS—400焊机，该类焊机具有性能良好的引弧及衰减装置。能可靠地保证焊接过程中焊接电流、电弧电压稳定，电弧易于引弧和燃烧稳定，功率适中。焊工在使用前，要核对设备仪表，应在校验期内。按使用说明书的外部接线图正确安装，并应检查铭牌电压值与网路电压值是否相符，不相符时，严禁使用。氩气瓶在使用中严禁碰撞、敲击，不得使用电磁起重搬运机搬运氩气瓶，夏季应防日光曝晒，瓶内气体不能用尽，氩气瓶必须直立放置，不可卧倒放置，以免氩气中的水分进入焊接区域，影响焊接质量。2.2施焊环境1）风速：钨极氩弧焊大于2m/s；2）相对湿度：小于90%；3）雨气；4）环境温度低于0℃。施焊环境出现以上任一情况时，须采取有效防护措施，否则禁止施焊。2.3坡口准备3.3.1坡口加工为保证坡口外铁素体含量≤0.6%，使用专用砂轮切割机、坡口机和砂轮磨光机，以避免“铁污染”，采用碳化硅或碳化铝制成的砂轮片。所有机具标上醒目的红色标记，不得用于其它钢种使用，其坡口可统一加工。管子、管件的坡口型式和尺寸，可按下表要求加工。表奥氏体不锈钢对接接头采用钨极氩弧焊时的坡口型式和尺寸序号坡口名称坡口型式厚度δ（mm）坡口尺寸间隙c(mm)钝边p(mm)坡口角度α(°)1Ⅰ型坡口δ≤30-0.4--2V型坡口3-40-0.51.5-2.050-704-120.5-1.0bδδαbp坡口加工完毕后，要进行外观检查，对影响焊接质量的局部凹凸不平处要进行修理磨平；坡口表面及其边缘不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷。坡口加工后应清除坡口处氧化物至露出金属光泽。加工完坡口的奥氏体不锈钢管材、管件应放在清洁、干燥的木质存放架上，也可短时间放在铺设橡胶或木质垫板的加工场地。严防铁离子和其它有害杂质的污染。坡口加工磨平后，对坡口表面进行着色检查，经检查坡口表面如无裂纹，夹层等缺陷方可进行组对。2.3.2焊件组对焊口组对前，要将坡口表面及其两侧20mm范围内氧化物、油污、毛刺和其它有害杂质彻底清理干净，一般采用丙酮或酒精进行擦洗，必要时需先进行打磨。然后在距坡口两侧4mm～5mm外，涂抹宽100mm的石灰浆或其它防飞溅涂料，待石灰浆自然干燥后再施焊，以便保护管材和清理飞溅物。组对时应检查坡口角度、间隙、钝边、错边量等，如不符合要求，要进行修磨和加工。管道组对应在铺有胶皮或木板的专用平台上进行。使用的工卡具材质应与不锈钢材质相同或相近。管道避免强力组对，否则产生较大的内应力，会引起应力腐蚀开裂。焊接的管段应放置稳固，以免焊接过程中，管段的移动和震动使焊缝产生应力而引起裂纹。管件组对完后应及时进行焊接。2.4焊接不锈钢管焊接应按照评定合格的焊接工艺规程WPS去施焊，WPS及其工艺评定PQR应当按JB4708标准的规定进行。对奥氏体不锈钢材质进行焊接时，必须考虑不锈钢管材的焊接特点，要严格控制焊缝铁素体含量，为保证焊接质量，必须按焊接工艺要求进行焊接。2.4.1焊接材料0Cr18Ni9与0Cr18Ni9之间焊接采用H0Cr21Ni10；0Cr18Ni9与316L之间和316L之间焊接采用H0Cr17Ni12MO2；0Cr18Ni9与20＃之间焊接采用H1Cr24Ni13。2.4.2焊丝直径本工程管道焊接一般采用φ2.0mm的焊丝，小直径薄壁管采用φ1.6mm的焊丝。2.4.3焊接电流手工钨极氩弧焊焊接电流主要根据焊件厚度、接头型式、焊接位置等因素来选择，另外还要考虑钨极所能承受电流的能力。焊接电流过大，容易产生烧穿或焊缝下陷、咬边等缺陷，甚至引起钨极烧损或产生夹钨等缺陷。焊接电流的选择，见焊接工艺参数表。2.4.4定位焊定位焊缝是焊缝的一部分，所以定位焊时，选用的焊工、焊接材料、工艺措施及焊接质量应与正式焊缝相同。定位焊应采用氩弧焊进行。定位焊时，应注意以下事项：1）定位焊缝的位置一般在平焊或立焊处；2）定位焊缝的起弧和收尾处应圆滑过渡，以避免正式焊接时引起未熔合的缺陷；要求单面焊双面成形时，定位焊缝必须焊透；3）发现定位焊缝有缺陷，应将其清除干净后再重新进行定位焊，以保证定位焊缝的质量；4）在焊缝交叉处和焊缝方向急剧变化处不应进行定位焊。应离开上述位置50mm以上进行定位焊。5）对于需要焊前预热的焊件，定位焊前也应预热，其预热温度与正式焊接时相同。定位焊缝的长度为15mm～20mm，高度为2mm～3mm。管径＜60mm时，定位焊为2处；管径为60mm～159mm时，定位焊为3处；管径＞159mm时，定位焊为4处。大管径的管道宜用坡口样铁嵌在坡口上进行定位焊。定位焊缝应沿管口均布，采用搭桥连接，不能破坏坡口棱边，定位焊缝两端打磨成斜面，以便于接头。2.4.5焊接工艺要求1）氩弧焊焊接电源应采用直流正接；焊丝宜截成长度为每根800mm-1000mm，并用砂布打磨出金属光泽。2）焊缝背面必须充氩气保护。充氩保护时，管子两端可用海绵封堵，焊口处用医用胶布密封，敞口长度不得大于1/8周长。对于固定口在管线长度较短时，应采用整体充氩；在管线长度较长，整体充氩困难时，在焊口组对前应在内部放置易溶纸，易溶纸与焊口距离不小于150mm，然后在坡口处采用局部充氩的方法。无论采用何种方法，都应将管子内部空气置换彻底，坡口处有均匀氩气流出时，方允许焊接。充氩结构示意图如下：氩气纸板或可溶纸3）焊接采用不接触引弧，即用高压脉冲或高频振荡器引弧。当采用引弧板引弧时，引弧板应放在焊接坡口上，或放在坡口边缘，不允许钨极与引弧板或坡口面直接接触引弧。4）打底焊缝应一次完成，不允许中途停止，打底焊焊缝应具有一定的厚度，对于壁厚≤10mm的管道，其厚度≥2mm-3mm；壁厚＞10mm的管道，其厚度≥4mm－5mm。打底焊缝需经自检合格后，才能填充盖面。根部焊接是保证焊接质量的关键，应采用稍大一些的焊接电流和较慢的焊接速度，要保证根部焊透，根部两侧熔合良好。在根部焊接时，应用手电筒不时检查焊缝背部成型情况，如果发现内凹和其它缺陷，及时采用专用砂轮清根后重新焊接。5）焊完打底层后，焊第二层时，应注意不得将打底焊道烧穿，防止焊道下凹或背面剧烈氧化。6)在填充及盖面焊接时，要严格控制层间温度，不允许超过60℃，采用多层焊道的焊接方法。为了保证焊缝成型质量，每焊完一道后，要认真打磨，打磨出的沟槽宽度要均匀，凹凸不平处要打磨