工程布管焊接工艺及规范

钢管焊接工艺规范1范围本规范规定了CO2气体保护焊和钨极氩弧焊用于管子焊接的焊接前准备、人员、工艺要求、工艺过程和检验。本规范适用于管子与管子、管子与附件之间的对接和角接接头，焊接时，可采用纯CO2气体或CO2+Ar混合气体的CO2半自动或自动焊接，也可采用钨极氩弧焊。焊接位置为管子水平转动位置和管子水平固定位置。2规范性引用文件Q/SWS42-010-2003焊缝返修通用工艺规范3焊接前准备3.1CO2半自动或自动焊焊丝选用，见表1。表1CO2半自动或自动焊焊丝选用母材材质焊丝牌号规格（mm）碳钢管H08Mn2SiA、DW-100TWE-711、YJ502KFX-712Cφ0.8φ1.0φ1.2不锈钢管1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Tiφ1.0φ1.2316L316L(实芯)316L(药芯)317L317L(实芯)317L(药芯)3.2钨极氩弧焊焊丝的选用，见表2。表2钨极氩弧焊焊丝的选用母材材质焊丝牌号规格（mm）碳钢管J50φ1.6φ2.4不锈钢管1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni9Ti（棒状）316L316L（棒状）317L317L（棒状）3.3保护气体无论是CO2半自动或自动焊所用的CO2气体、CO2+Ar混合气体，还是钨极氩弧焊所用的纯Ar气体，均应符合气体质量使用标准，其纯度达99.9%。3.4焊接设备使用的焊机应严格进行定期检测维修，确保良好的操作性能。3.5焊接坡口3.5.1壁厚t≤2mm时，管子对接拼缝均不开坡口焊接，见图1。3.5.2壁厚t＞2mm的管子对接拼缝，均应开坡口，见图2。3.6焊前清洁3.6.1焊工必须对焊缝坡口面和坡口两侧各宽20mm范围内（角接焊缝在焊接面两侧各宽20mm范围内）作清理，并去除油、锈等污物。3.6.2对于碳钢管的锈蚀，应用钢刷打磨除锈。不锈钢管应用丙酮进行清理。3.6.3坡口加工残留毛刺应除去，并应重新清理。4人员凡从事该工艺焊接的焊工，必须经过船级社资格认可考试，考试合格并经船级社认可后，方能参与相应等级项目的焊接。5工艺要求5.1装配要求5.1.1装配工在安装管子对接时，首先要检查管子接口同心度，防止安装错边。5.1.2管子对接定位可选用定位“马”固定，或在焊缝内作定位焊固定。5.1.3装配间隙，见表3。表3装配间隙管子规格（管子直径φ，壁厚t）坡口型式间隙（mm）t≤2（φ无限制）I型1.6～2φ≤90或2＜t≤4V型2～2.4φ≥90或t＞4V型2.4～3图1t图260°t5.2对于要求单面焊双面成型的管子拼缝，焊前，有色金属管内应充氩气保护，并采用钨极氩弧焊（TIG焊）打底。5.3船上安装要求单面焊双面成型的管子拼缝，因无法进行充气保护，焊接中应仔细观察熔池，以确保背面焊缝质量。对于不锈钢管，焊后，管内要作钝化处理。5.4焊接参数为确保管子的焊接质量，焊接时应参照表4的焊接参数进行。表4焊接参数焊接方法管子规格（mm）（直径φ壁厚t)层数焊丝直径（mm）钨棒直径（mm）焊接电流（A）电弧电压（V）气体流量（L/MIN）焊接气流量保护气流量CO2半自动或自动焊t≤2（Φ不限制）10.81.0—70~13016~2115~20—Φ≤90或2＜t＜41290~15018~22Φ＞90或t≥411.01.270~13016~21290~15018~223100~16018~24钨极氩弧焊t≤2（Φ不限制）11.62.44511124Φ≤90或2＜t＜4150~5513~14155245~5012~1332.455~6013~14Φ＞90或t≥411.650~60166260~7014~1532.46工艺过程6.1焊前充气焊前先用铝铂胶带对所焊管子接缝两端面及坡口面封住（对于较长管子可采用海绵、泡沫、可溶纸等工具做成堵板，设置于距焊缝150mm～200mm的两侧，造成一个气室），管子一端充氩气，管子另一端开一个约5mm的小孔排气，等管子内空气排尽并被氩气充满后，方可开始焊接。6.2焊接过程焊接时，先撕开坡口面上的铝铂胶带，长约（30～40）mm，焊一段后，再撕开一段。不得将坡口面上的铝铂胶带全部撕完后再焊。焊接过程中，必须始终对管内充氩保护。6.3滞后充气焊接结束停留数分钟后，再停止充气保护。对于多层焊的中间层和盖面层，无论采用何种方法焊接，必须全过程处于管内充气保护，持续至整个接头焊接结束。6.4对于要求为深熔焊不作射线探伤要求的管子拼缝，如：二级管的拼缝焊接打底层可直接选用CO2气体保护焊。而要求射线探伤的管子拼缝，打底层必须采用钨极氩弧焊，中间层及盖面层可采用CO2气体保护焊或钨极氩弧焊焊接。6.5操作要领6.5.1CO2气体保护焊操作要领6.5.1.1焊接中，焊枪角度后仰15°～20°，焊丝伸出长度为（10～15）mm，见图3。6.5.1.2当采用横向摆动运条方法时，摆动幅度稍大于根部间隙或前一层焊缝两趾端，并略作停顿，以保证根部及两趾间熔透。6.5.1.3中途熄弧时，必须用砂轮将弧坑打磨成圆滑过渡，再引弧继续焊接。当焊缝与定位焊相接时，必须将定位焊去除，然后再引弧焊接。6.5.2钨极氩弧焊操作要领6.5.2.1对于水平转动管子对接的焊接，引弧可选在垂直位置与焊接方向相反10°～20°区域内引弧（即1～2点钟位置），见图4。6.5.2.2对于水平固定管子对接的焊接，引弧应选在仰脸部偏左或偏右10mm处引弧（顺时针焊接，引弧点在约5点钟位置。逆时针焊接，引弧点在约7点钟位置），见图5。15°焊接方向图3图410°～20°焊接方向6.5.2.3引弧必须引在坡口内，不得在坡口处管壁表面随意引弧。6.5.2.4对于每个点的位置，在施焊过程中,始终沿圆周方向进行变化着。焊接采用半击穿法。加以焊丝，以滴状形式使焊丝溶化的熔滴熔于熔孔中形成熔池，填充焊丝端点始终在熔池内，焊炬要匀速移动。6.5.2.5当焊接熄弧后重新引弧时，引弧点应在弧坑后面重叠焊缝（5～10）mm处引弧，电弧引然后，焊炬在引弧处停留（5～10）秒，以获得与焊缝同宽明亮、湿润的焊缝，随后向焊接方向运弧，直至移动至弧坑根部出现熔孔时，方可填充焊丝6.5.2.6焊接结束后，应借助焊机上的电流衰减装置，逐渐减小焊接电流，从而使熔池逐渐变小，熄弧后，氩气在收弧处延时保护，直至熔池冷凝，焊炬方可移开。7检验7.1焊接结束后，焊工必须对自己所焊部位的焊缝表面敲清飞溅，并仔细检查所焊的焊缝表面是否存在焊接缺陷，如有缺陷存在，需采用砂轮剔除缺陷，修补完整后方可提交验收。7.2管子表面焊缝的外观检查，应按该船对管子焊接表面质量验收要求执行。7.3管子焊缝的内在质量，应按不同管系工艺要求进行一定比例X光拍片检查，评片标准按该船对管子焊接拍片评片标准执行。7.4当焊缝内部经X光探伤后有超标准的缺陷存在时，必须进行修复。7.5焊接缺陷修复，应选用砂轮或机械的方法将缺陷部位剔除，重新进行焊接，并再进行X光探伤检查。当焊接缺陷有延伸可能时，检查员在原拍片部位两端有权加片检查。7.6当管子焊接结束后须进行密性试验检查的焊缝如有渗漏，则必须停止密性试验，找出渗漏部位，用砂轮或机械的方法，剔除渗漏处的焊缝，重新焊接，并再次进行密性试验检查，直至渗漏消失。图5顺时针焊接引弧点逆时针焊接引弧点标记数量修改单号签字日期船用管子装配焊接工艺编制XXX校对审核共14页第1页标检审定总则1本工艺是管系施工工艺文件，是在考虑了本厂目前施工中的具体情况而编制的。2本工艺属于指导性文件，如设计图纸或专用工艺文件另有特殊规定或技术要求，则应按图纸或专用工艺文件执行。3本工艺不适用于主蒸汽、氧气和氮气等特殊管路及软管系统。4本工艺适用于内燃机动力船舶的常用管系。0、范围本工艺主要规定了船用管子装配焊接通用工艺，适用于各类船舶材料满足规范要求的下列规格管子的装配焊接：外径在325mm以下的无缝钢管和合金钢管、180mm以下的铜管和铜合金管、70mm以下的铝管和铝合金管、42mm以下的双金属管和DN150mm以下的水煤气管。对于其他类型或有特殊要求的管子应按设计要求另制定专门的焊接工艺。1、管子与管子的焊接管子的焊接可以采用直接对焊、坡口对焊、衬圈对焊以及封底对焊等形式。各种型式的技术要求见表一表一管子对焊型式及技术要求型式名称对接型式与坡口简图结构尺寸mm适用范围管系设计压力MPa设计温度℃直接对焊δ2345蒸汽≤1.6≤300b6810c1±0.52±0.5e2±0.5坡口对焊δ67891011≥12燃油≤1.6≤150b121416≥10c2±0.53±0.5e2±0.5其它介质≤4.0≤300p2±1α60±5°封底对焊δ67891011≥12其它介质＞4.0＞300b141618≥20c2±1e2±0.5p2±1α70±5°1.1管子对接中心偏差均应≤1.0mm。1.2若管子对接时有壁厚差，则在较厚壁内侧削斜，其削斜长度不小于壁厚差的4倍。1.3管子经对接焊后，管子内外表面的焊渣和飞溅均应去除，如果采用气焊封底焊则焊缝内表面的修正可以省略。2、法兰与管子的焊接2.1钢管的法兰连接形式和适用范围见表22.2法兰焊接应在支管和弯头焊接之后，以防止焊接变形。焊接型式应严格按照所选用法兰标准的要求进行。2.3装焊时，法兰内壁与管子外表面最大间隙应不大于2mm，径向相对两点的间隙总和不得超过3mm；法兰与管子焊接的咬口深度应不大于0.2mm，超过此数值应予以修整。焊接时不应使法兰密封平面碰电、损坏。2.4使用表2以外的其它型式的法兰连接，应经船检部门审批同意。表2钢管法兰连接型式和适用范围型号简图适用范围管系最高设计压力MPa最高设计温度℃A蒸汽不限不限燃油不限400其它介质不限不限B蒸汽不限400燃油滑油不限不限其它介质不限400续表2型号简图适用范围管系最高设计压力MPa最高设计温度℃C热油1.6250燃油滑油0.760其它介质4250D热油1.6300燃油滑油1.6150其它介质4300注：1、“不限”系指在造船规范所允许各系统管路使用的最高压力或最高温度范围内；2、B型法兰应用于蒸汽系统当压力大于1.6MPa或温度大于300℃时，管子外径不得大于150mm3、钢管的套管连接3.1套管壁厚通常应不小于连接管子壁厚的1.25倍。3.2套管的连接不得用于有可能发生疲劳、严重腐蚀之处。套管材料应与管路材料相同。3.3垂直位置的套管，如用于淡水、海水系统，应将下管端与外套管内孔部位进行封底焊接。如果是用于水平方向则可以省略。3.3套管连接的结构型式和适用范围见表3，其中，K≥δ且δ≥5mm。表3套管连接的型式和适用范围简图结构尺寸mm适用范围管系最高设计压力MPa最高设计温度℃L≥Dδ1≥1.25δl≤1/2LC=1.5~2C1≤0.8K≥δ(min5)蒸汽0.7170燃油0.760其他1.6200δδ1C1A型不需要镀锌与清洗的套管连δc1δ1δδ1c1δδ1C14、钢管焊接支管4.1钢管焊接支管型式一般如图4.1中所示四种，其中c、d型式应尽量少用。4.2支管应设在直管法兰近端便于清除焊渣和毛刺。支管应考虑管内液流方向，单向流的支管尽量采用斜三通，支管高度在确保法兰连接螺丝安装方便下，尽量缩短。4.3支管开孔一般应按支管内径开，总管与支管结合端应手工休整磨成马鞍型，使之与总管的外圆吻合；但在支管直径比总管直径小得多的情况，总管则可当支管直径≥50mm时为≥45°当支管直径≤40mm时为≥60°a、直三通b、斜三通c、角尺三通d、Y型三通图4-1钢管焊接支管型式按支管外径开孔，支管插入深度不可影响总管有效通道面积，支管插入端应做适当的调整使之与总管内壁圆弧基本符合，插入端与总管内壁伸出或缩进应小于1mm。4.4当支管壁厚小于6mm时,不用开坡口。当壁厚等于或大于6mm，并当主管直径大于或等于2.5倍支管直径时，在整个支管端部开坡口；当主管直径小于2.5倍支管直径时，可在支管端面沿主管轴线方向左右部位，局部开坡口，如图4-2所示，在θ部位开坡口。4.4总管上支管与支管内孔应同轴，其同轴度不得大于±1mm。4.5管子焊接时，如图4-1中a、b、c、d所