铬钼钢材质制造设备技术措施

1.0总则本设备主体材质为12Cr1MoVG。Cr-Mo钢可焊性差，焊接工艺复杂，需经过严格的预热、层间加热、后热、热处理等工序才能获得合格的焊接接头。并且返工时容易产生裂纹等缺陷，给施工和管理带来很大难度，为满足现场施工需要确保工程质量,将Cr-Mo钢焊接和热处理作为特殊过程控制,特编制本施工技术措施。2.0编制依据《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SHJ3501-1997《石油化工工程铬钼耐热钢管道焊接技术规程》SHJ3520-1991《工业金属管道工程质量检验评定标准》GB50184-93相关施工图纸及重复利用图3.0结构设计本设备按GB150《钢制压力容器》设计制造检验和验收；还必须满足TSG_R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》的有关规定。本设备M管口DN700为大开孔结构，是设计和制造中的难点，设计上采用局部有限元分析设计；接缘根部与壳体的焊接打磨圆角，详按设计图纸的规定。Cr-Mo钢具有淬硬倾向大、焊后易出现冷裂纹、长期在高温下使用时在应力集中处可能会产生蠕变脆化，在设计Cr-Mo钢制压力容器时，应注意以下问题：3.1.开口与接管本设备开口接管全部采用整体补强补强，开孔直径较大的接管，采用锻制厚壁管加工出翻边并与器壁对接焊接结构，不用补强板。3.2.附件连接所有与器壁相焊的附件（受压件与非受压件），均希望采用双面全焊透结构，并要求焊完一面后，从另一面清除焊根，经磁粉检测合格后再完成另一面焊接，并对焊缝进行超声和/或磁粉检测，不贴垫板。3.3.裙座（支座）与器壁的连接当立式容器直径小、高度低、质量轻时常采用支耳支承结构，选用无垫板的支耳。筋板与器壁的焊接应采用开坡口全焊透结构。当选用裙座时，联接处的一段裙座材质应与壳体相同，且长度不能小于500mm，也同样不能选用与器壁角接或搭接连接结构，而应采用对接结构。4.0焊接施工措施4.1施工人员4.1.1焊接工程师应按焊接工艺评定制定焊接工艺卡,解决焊接技术问题,指导焊接工作。4.1.2焊接检查人员应根据技术规范、设计文件、焊接工艺卡对现场焊接工艺的执行情况进行连续监控,确定标记并记录,焊接检查人员应检查上岗焊工的合格证,对焊接一次合格率低的焊工停止其焊接工作。4.1.3无损检测人员应具有劳动局颁发的无损检测资格证,应熟悉检验工作的原理及检验设备的应用并正确评定焊接接头的缺陷。4.1.4热处理人员应熟悉Cr-Mo钢接头的热处理参数及热处理设备的应用，负责焊前预热、焊中伴热、焊后后热和热处理工作，并填发整理保管全部热处理记录。4.1.5焊工应具有劳动局颁发的相应项目的焊工合格证，并能根据焊接工艺卡选择合适的焊接工艺参数，严格按焊接工艺要求施焊。4.1.6Cr-Mo合金管的组对安装工作应配备经验丰富、责任心强的管工负责。4.2施工机具及设备4.2.1特殊过程的施工机具应由设备科配备完好的设备，并由专人检查和保养。4.2.2焊机必须具有参数稳定,调节灵活,满足焊接工艺要求,安全可靠的性能。4.2.3热处理设备应能自动控温,用热电偶侧量温度,每个回路均有温度显示并由制动记录仪记录热处理曲线。4.2.4所有计量器具均应鉴定合格,测量准确,且在检查周期内。4.3施工环境4.3.1Cr-Mo钢管线应开辟专门场地进行预制,防止同其它材质管线、管材混用。4.3.2由于夏季、秋季室外风大,多雨,必须采用搭防风棚的方式来克服对Cr-Mo钢焊接的不利影响,改善焊接环境。4.3.3焊接现场应配备风速仪,干湿温度计,以便于对现场环境的监测。4.3.4现场设专人进行施焊环境监测,每天两次。4.3.5焊接环境出现下列情况之一时,应采取有效措施防护,否则禁止施焊。(1)相对湿度大于90%以上时;(2)手工电弧焊风速大于8m/s,氩弧焊风速大于2m/s;(3)下雨天气。4.4施工原材料4.4.1Cr-Mo钢钢材及焊接材料应具有出厂合格证或质量检验证明书,其检验项目和技术指标应符合国家标准或行业标准及有关技术文件要求。4.4.2Cr-Mo钢管材、管件应进行100%的光谱分析,对不合格的材料配件禁止使用。4.4.3板材、管材、管件使用前应做外观检查,其表面质量应符合下列要求:(1)表面无裂纹、缩孔、折叠、重皮等缺陷；(2)若表面存在局部凹凸锈蚀时，必须保证最小壁厚。4.4.4板材、管件、管材验收合格后应做上合格标记,入库时按不同材质、规格分别放置,妥善保管.供应部门应将合金管件、管材做出材质色标标识。4.4.5用于压力容器的Cr-Mo钢钢材须经过正火（淬火）加回火热处理，使钢材晶粒细化、组织均匀稳定、强度和塑性配合适宜，综合性能优异。4.4.6用于壳体的Cr-Mo钢板，使用温度低于0℃时，应注意低温冲击试验。4.4.7用于壳体的厚度大于25mm的Cr-Mo钢板，应逐张进行超声检测，合格级别不低于III级。4.4.8Cr-Mo钢可作为设计温度小于550℃的耐热钢或大于200℃的抗氢用钢。4.4.9Cr-Mo钢锻件应进行磁粉或渗透检测。4.4.10焊材的领用、发放应符合以下规定:(1)焊材应派专人负责保管、烘烤、发放、回收，并有详细记录；(2)使用前应按焊条说明书进行烘烤；(3)烘好的焊条领用后超过4小时不用时，应重新烘烤且烘烤次数不得超过两次；(4)焊丝使用前必须清除锈斑和污油并露出金属光泽。4.5施工工艺4.5.1技术准备(1)施工前应按焊接工艺评定、按不同材质、焊接位置等要求编制焊接工艺卡。(2)施焊前应向焊工、管工、热处理工进行技术及安全交底工作，并有见证材料。4.5.2施工流程图4.5.3焊接方法(1)公称直径小于DN80焊口采用手工钨极氩弧焊焊接,厚管可采用氩电联焊。(2)公称直径大于或等于DN80的焊口原则上采用氩电联焊焊接,管径较大及安装口充氩困难时,可采用手工电弧焊直接焊接。(3)Cr-Mo钢管线承插口可采用手工电弧焊焊接。4.5.4焊接材料选用材质焊丝焊条备注焊丝牌号直径焊条牌号直径12Cr1MoVG/RH13CrMoφ2.0R317φ3.220#+12Cr1MoVG/RH08Mn2SiAφ2.0J427φ3.24.5.5焊前准备(1)板材、管子切割及坡口加工宜采用机械方法加工,当使用氧、乙炔火焰切割时，必须清除熔渣、氧化皮及表面淬硬层，火焰切割的坡口表面，应进行磁粉或渗透检测（检测范围为坡口及其两侧各20mm），当无法进行磁粉或渗透检测时，应由切割工艺保证坡口质量。材料验收下料坡口加工焊丝及坡口清理预热组对充氩保护、氩弧焊打底层间温度控制(伴热)焊接焊缝外观检查后热热处理及硬度检查无损检验返修、热处理及再次检验(2)坡口加工后应进行外观检查，坡口表面不得有夹杂、裂纹、分层等缺陷。(3)组对前应将坡口及其内外表面不少于20mm范围内的油污、氧化皮、锈等清除干净，并用砂轮打磨直至露出金属光泽。(4)组对时应以内壁平齐为原则，内壁错口应小于1mm。(5)定位焊应沿管周均匀分布并无焊接缺陷，起焊点应在两定位焊焊点之间，定位焊焊接工艺和预热温度与正式焊相同。定位焊两端应为缓坡状。(6)坡口采用60度V型坡口，钝边1mm，间隙2mm。4.5.6焊前预热(1)公称小于等于DN80的焊口采用火焰加热，公称直径大于DN80焊口采用电加热。(2)预热升温应缓慢而均匀，防止局部过热，火焰加热采用数字触点式温度计，检测预热温度测点应均匀分布。电加热预热温度的测量用热处理设备上的热电偶测量。(3)预热范围应以对口中心线为基准，两侧各不少于100mm的区域，加热区以外的100mm范围内应予以保温。(4)Cr-Mo钢焊口预热温度选择见下表：材质预热温度备注12Cr1MoVG/R150-20012Cr1MoVG/R+20#250-3004.5.7焊接(1)焊接Cr-Mo钢接头时，当达到预热温度后应立即进行底层焊道的焊接且应一次连续焊完。(2)焊接底层焊道时应封住管口，以免管子内形成穿堂风，影响焊接质量。(3)底层焊道焊完后，应立即进行下一层的焊接且应连续焊完，如中断焊接应立即进行300-350时间为30min的后热处理，并保温缓冷，中断后继续施焊应重新预热。(4)多层焊接时层间温度应等于或略高于预热温度，否则应予以加热，每层焊缝接头应错开。(5)焊接时应在坡口内引弧，严禁在非焊接部位引弧。(6)焊工焊完口后应立即自检，若外观有缺陷要立即补焊、修整，合格后进行后热或热处理。(7)压力容器的A类焊缝，应制备产品焊接试件。4.5.8焊后后热及焊后热处理(1)焊后后热若焊后不能立即进行热处理的焊口应立即进行后热,后热温度为300-350，后热采用电加热，后热时间为20分钟，然后保温缓冷，后热后应在12小时之内热处理。(2)焊后热处理①焊后应立即进行热处理,热处理采用电加热方法,在热处理过程中应能准确地控制加热温度且使焊件温度分布均均。②热处理的加热范围以焊缝为中心，两侧各不小于焊缝宽度的三倍（且不小于25mm），加热区以外的100mm范围内应予以保温。③温度控制准确，热处理过程中恒温温度偏差不应超过±25℃，且不超过热处理温度范围，测温元件采用热电偶并用自动记录仪记录热处理曲线，测温点设在加热区且不少于1点。④不同材质焊接接头之间热处理温度按合金含量高者下限要求，不同厚度的按厚者要求进行。⑤热处理参数如下材质升温速度热处理温度恒温时间冷却速度12Cr1MoVG300℃以下不控制，300℃以上不超过200℃/hr750℃-780℃60分钟不超过250℃/hr，300℃以下自然冷却⑥热处理曲线⑦热处理后的硬度测定热处理后硬度抽查比例为热处理焊口总数的10%且不少于1处，每处测点见下图：4.5.9焊后返修(1)焊后经检测不合格的焊口必须予以返修，返修时焊接工艺与正式焊焊接工艺相同。(2)焊后检测出裂纹及其它共性缺陷时，应首先分析产出原因，在进行返修。(3)返修焊口标位应由探伤人员进行，根部缺陷应确定在焊缝的哪一侧。(4)清除缺陷后应进行着色检查，确认无疑留缺陷后方可施焊。(5)全部返修都应在热处理后进行。(6)同一部位的返修次数不宜超过两次,经过两次返修仍不合格的焊缝,如需再进行返修,应编制返修工艺措施,经施工单位技术总负责人批准后方可实施,并将焊缝返修次数、100℃200℃300℃400℃500℃600℃700℃800℃1温度时间（小时）234567750℃恒温1小时焊缝区热影响区母材区部位和无损检测等结果记入焊缝返修记录，返修后仍按原规定方法检测。4.5.10探伤（1）钢材厚度大于16mm的14Cr1MoR、15CrMoR；其他任意厚度的Cr-Mo低合金钢制的容器及受压元件，对其A、B类焊接接头进行100%射线检测或者超声检测，合格级别不低于RT-II或者UT-I。(2)Cr-Mo低合金钢制的容器及受压元件，对其焊接接头表面按图样规定的方法进行磁粉或渗透检测。（3）Cr-Mo钢在热处理前应对A类和B类焊缝及DN≥250、厚度≥29mm的接管进行射线检测，热处理后进行超声检测，以保证最终产品质量。（4）Cr-Mo钢应在焊完后至少24小时后才能进行无损检测。5.2质量保证措施5.2.1建立健全质量保证体系，确定质量责任制。5.2.2认真管好计量器具，保证工程计量的有效性和准确性。5.2.3严格施工工艺纪律，对预热、焊后后热、焊后热处理及探伤做好连续监控，以确保工程质量。5.2.4施工应在热处理设备调试完毕后进行，焊后及时进行热处理。5.2.5严格工序管理，上道工序检查合格后方可进行下道工序施工。5.2.6加强施工环境的监测，当出现不利天气时应及时采取措施。5.2.7认真做好各项施工记录，施工班组的原始记录要完整正确。5.3创精品工程措施3.1成立一个专门施工领导小组，以最大限度为施工创造条件，协调好各部门的关系，始终保证施工优质高效的进行。5.3.2生产管理部门要按技术部门提出的防护措施及时组织实施。5.3.3合理安排探伤时间，确保探伤及时发出结果，便于及时发现问题。5.3