焊接工程施工方案

包头第一热电厂2×300MW机组脱硫废水处理及回收工程焊接作业指导书编制：审核：审定：批准：青岛国电蓝德环境工程有限公司二〇一五年四月青岛国电蓝的环境工程有限公司-1-出水箱、澄清器焊接施工方案1、施工前准备1.1焊接工艺评定焊接工艺评定试验在于测定焊件具有要求的使用性能。本工程中工艺管道主要涉及以下材质：碳钢—20#,合金钢—12CrMo、15CrMo、12CrMoV,18-8系列不锈钢—0Cr19Ni9、TP304等，低温钢—A333Gr6，对于以上材质，公司均有成熟的焊接工艺评定资料，如果业主针对本工程有特殊要求，可对以上几种材料重新进行评定。对在低温甲醇洗装置内使用的管道，根据不同材质按照ASME锅炉和压力容器规范第IX卷的要求进行评定。1.2焊工技能评定焊工技能评定在于测定焊工具有熔敷优质焊缝金属的能力，各施工单位除选派具有相应合格项目的焊工之外，应根据该工程中存在一氧化碳、硫化氢、甲醇、氢气、二甲醚等易燃、易爆、有毒介质的特性，选派全位置，障碍焊、厚壁管合格的优秀焊工，并满足业主的专项要求，进入施工现场之前接受现场焊接技能实测。1.3焊材的验收、保管、烘烤、发放管理。1.3.1应严格按照公司有关焊接材料管理的专项规定进行焊材管理，对于焊材选择，若设计文件有规定，则根据设计文件要求，由焊接技术人员编制相应采购文件，若设计文件无规定，则按下表选择：青岛国电蓝的环境工程有限公司-2-材质焊接方法焊接材料20#GTAW+SMAWJ422(J427)H08Mn2SiA12CrMoGTAW+SMAWR207H08CrMoA15CrMoGTAW+SMAWR307H13CrMoA12CrMoVGTAW+SMAWR317H08CrMoVA1Cr18Ni9TiGTAW+SMAWA132、A137H0Cr21Ni10Ti0Cr19Ni9GTAW+SMAWA102、A107H0Cr21Ni10TP304GTAW+SMAWA102、A107H0Cr21Ni10A333Gr6GTAW+SMAWTGS--1N、E5015-1（E5018-1、E5016-1）1.3.2焊材应符合相应标准要求，焊材质量证明书中应包括以下内容：(1)焊材型号、牌号、规格；(2)批号、数量及生产日期；(3)熔敷金属化学成份检验结果；(4)熔敷金属对接接头各项性能检验结果；(5)制造厂名、地址；(6)制造厂技术检验部门与检验人员签章。1.3.3应分别设置焊材一、二级库，并配置专职保管员，由于本工程涉及的焊接材料种类较多，保管员在进入现场前必需接受材料责任师、焊接责任师的培训考核，应熟知焊接材料入库、保管、发放、回收等一系列管理程序，并熟知本工程中使用的各种焊接材料的一般性能和要求。一级库内分设待检区、合格区及不合格区，并做到入库编号统一，帐目清晰，查询方便、迅速。一级库内去湿机摆放位置及数量应正确合理，去湿机性能完好，以确保库内相对湿度不大于60%。焊条使用前，应按外包装或使用说明书的要求严格烘烤，焊条进入高温烘烤箱时，应注意忌控制箱内温度不得高于100℃，升降温速率不得超过150℃/h，以防药皮开裂脱落。青岛国电蓝的环境工程有限公司-3-按国外标准制造的焊接材料，应符合该标准的所有要求。1.4管道组成件的验收及保管管道组成件（管子、管件、法兰等）必须具有制造厂的质量证明书，其质量不得低于国家现行标准的规定，进口管道材料也应符合相应国外标准。根据总平面布置，现场设置材料库，库内材料应标记清晰，并按材质、规格、型号分别放置整齐。材质为不锈钢的组成件应与碳钢、合金钢、低温钢严格隔绝。1.5焊接设备设备责任师应组织相关人员对进入施工现场的焊接设备进行全面检查，所有进入现场的焊接设备均应保持完好。并严格执行定人、定机、定岗的“三定”使用责任制和操作证制。对用于低温钢、不锈钢或业主有特殊要求的较重要部位焊接的焊机应根据焊接工艺的要求，选用性能满足要求的机况良好的焊接设备。1.6施焊环境为保证本工程管道的焊接质量，应加大管道预制比例，在现场场地允许的情况下，可设置临时管道预制工厂，通过预制现场机械化程度较高的下料、坡口、组对设备，以及良好的操作环境提高管道焊接的一次合格率。推荐采用氩电联焊。封底焊时周围环境风速不应超过2m/s，填充及盖面焊时风速不应超过8m/s，环境的相对湿度不得大于90%，若遇到风、雪、雨、雾等不宜施焊的天气，为保证工期及质量，应根据现场实际情况搭设简易棚或防风屏障，用碘钨灯照射以确保焊接范围1m之内环境湿度不大于90%。2、焊接施工过程控制2.1焊接坡口置备青岛国电蓝的环境工程有限公司-4-小于DN100mm的管材可采用砂轮切割机下料，砂轮切割机使用前应严格较正，以减少管口倾斜。大于DN100mm的管材采用等离子或氧乙炔焰切割下料，切口应平整，切口端面倾斜偏差不应大于管子外径的1%，为提高本工程焊接质量，减少组对及焊接应力，最大偏差值可适当严于规范，不得大于2mm。根据管道材质、壁厚不同，坡口加工应采用热切割（手工氧乙炔焰、磁力管道切割机、不锈钢管道切割机）或机械切割（半自动坡口机、管螺纹车床）。对于12CrMo、15CrMo、12CrMoV等耐热钢管道应尽量采用机械切割的方法加工坡口，若采用热切割时，则应根据壁厚给予适当预热，并在组对前对坡口进行磁粉探伤，确保坡口处不存在表面裂纹对于坡口形式，若设计文件有规定时，可按设计文件执行，若设计文件无规定时，对接坡口型式为V型单面坡口，坡口各部分尺寸如下图所示：厚度坡口尺寸间隙C(mm)钝边P(mm)坡口角度α(°)3～90～20～265～759～120～30～355～65若采用热加工制备坡口，则必须用角向磨光机除去坡口表面氧化皮，熔渣及影响接头质量的表面层，并将凹凸不平处打磨平整。2.2坡口组对及清理坡口清理的方法，范围按下表执行：αCPT青岛国电蓝的环境工程有限公司-5-管道材质清理范围清理物清理方法碳素钢、不锈钢、合金钢、低温钢坡口及内外侧表面不小于10mm油、漆、锈、毛刺等污物手工或机械组对时产生的应力对焊缝质量有较大的影响，特别是本工程中存在H2S介质，在该种介质的影响下，存在较大应力的焊缝极易产生腐蚀泄漏，为保证焊缝质量，必须在各个环节加以控制，除设计文件规定的管道冷拉伸或冷压缩焊口外，不得强行组对，坡口组对时应严格控制错边量。内壁错边量不宜超过壁厚的10%，且不大于2mm，不锈钢组对时所用工、卡具均不得为碳钢材质，以防渗碳污染。组对完毕后，不锈钢焊件坡口两侧各100mm范围内应刷涂料，以防飞溅沾附。2.3预热焊前预热温度应符合设计文件或焊接工艺规程的规定，当无规定时，当管壁厚度符合以下条件时，应及时进行焊前预热。序号材质焊前预热壁厚mm温度℃120#≥26100--200212CrMo≥15150—200315CrMo≥10150—250412CrMoV≥6200—30051Cr18Ni9Ti---------60Cr19Ni9----------7A333Gr6----------2.4焊接要求2.4.1填充焊丝使用前应严格清除油污、水分、氧化膜等，方法同2.2。2.4.2严禁在坡口之外的母材表面引弧或试验电流，并应防止电弧擦伤母材。青岛国电蓝的环境工程有限公司-6-2.4.3对于0Cr19Ni9、TP304等不锈钢管材内部应充氩保护，且氩气纯度不低于99.96%。焊件坡口两侧各100mm刷涂料，以防飞溅沾附。焊件与碳钢严格隔绝。2.4.4为提高不锈钢焊接接头耐蚀性，应将多层焊接头错开，在保证熔合良好的条件下，采用小电流、短电弧、快速焊工艺，并将层间温度控制在60℃以下。2.4.5低温钢焊接过程中，为保证接头良好的低温冲击韧性，应采用与不锈钢相似的焊接工艺，即小电流、快速、多层多道焊。并应将焊接线能量严格地控制在20KJ/cm.2.4.6为提高焊接接头在H2S湿性环境下的耐腐蚀性能，现场接头施焊完毕后，可用小木锤轻击焊道表面（低温钢管道除外），释放焊接残余应力，但不应过于用力，导致管材变形。2.4.7焊后应立即用不锈钢丝刷清理不锈钢管道焊缝表面，并按设计要求立即进行酸洗钝化。2.5焊后热处理是否进行焊后热处理应符合设计文件或焊接工艺规程的规定，当无规定时，当管壁厚度符合以下条件时，应及时进行焊后热处理。青岛国电蓝的环境工程有限公司-7-主要焊接控制要素序号材质热处理壁厚mm温度℃120#30600—650212CrMo20650--700315CrMo10650—700412CrMoV6700—75051Cr18Ni9Ti--------60Cr19Ni9--------7A333Gr6----------管道采用电阻丝加热或电感应加热。特殊位置以及特定条件下的焊口在热处理前应编制热处理方案，按规定程序审批后实施。管材与管材、管材与管道组成件之见的异种钢焊接时，若设计文件无规定时，原则上应按焊接性较差的一侧钢材选定热处理温度3、焊后检验3.1焊缝外观质量检验焊后立即进行焊缝外观质量检查，按《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236—98中11.3.2和11.3.3执行，低温甲醇洗装置中的工艺管道应按ASME压力管道规范B31.1中相关条款136.4.2执行，检测手段可使用五倍放大镜或简单通用的焊缝检测尺。考虑到本工程中介质的特殊性及对H2S湿性环境下耐应力腐蚀的特殊要求，对焊缝余高应严格控制，焊缝内表面应与母材基本平齐，以减少应力集中。3.2焊缝的无损检测当设计文件有规定时，按设计文件执行，当设计文件无规定时，应按《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235—97第7.4.3执行，低温甲醇洗装置中青岛国电蓝的环境工程有限公司-8-的工艺管道应按ASME压力管道规范B31.1中相关条款136.4.3～136.4.6执行。4、现场焊接质量保证体系的设置及运转4.1现场焊接质量保证体系组织机构图除现场质保体系的设置及运转外，部分人员对焊接过程负有控制，监督、指导实施等职责，根据本工程工艺管道材质种类多、焊接要求高的特点，特别设置现场焊接质量保证体系，争创优质焊接工程。4.2焊接质量保证体系人员职责质保师：对焊接质量及焊接技术重大环节负有监督、检查、指导职责，负责现场焊接工艺规程、超次返修方案的审批。焊接责任师：负责现场焊接过程的监督控制和指导，负责焊接工艺规程和超次返修方案的审核。质检责任师和质检员：负责现场焊接过程的检查。无损检测责任师：负责对无损检测工艺卡的审核，对无损检测过程的控制和对无损检测结果的审定。材料责任师：对所购焊接材料质量负责，并监督、检查焊材管理工作。质保师质检责任师焊接责任师无损检测责任师材料责任师质量检查员焊接技术员探伤人员焊材保管员施工班组焊工现场焊接质保体系图青岛国电蓝的环境工程有限公司-9-焊接技术员：负责编制焊接工艺规程，焊缝返修方案，根据现场要求，提出焊接工艺评定委托。焊工：负责在合格项目范围内对焊件的施焊，并严格按照焊接工艺规程执行。探伤人员：负责在合格项目范围内的无损检测工作，并严格按无损检测工艺卡执行。焊材保管员：负责焊材的验收、保管、烘烤、发放与回收，并严格按焊接材料管理的有关规定执行。施工班组：按施工图下料，制备坡口及组对，并严格保证组对尺寸。5、本工程中低温钢、耐热钢、不锈钢的焊接要点5.1不锈钢的焊接要点本工程中使用的不锈钢均为18-8系列的奥氏体不锈钢，焊接时容易出现以下问题：(1)热膨胀系数为碳素钢1.5倍，导热率为碳素钢的1/3，因此容易较大的焊接变形。(2)热裂纹。(3)晶间腐蚀和应力腐蚀开裂。为了控制焊接变形及热裂纹，应严格控制热输入，即采用较小的先能量、小电流、快速多层多到焊；为了提高焊缝冷却速度，降低焊缝熔池在敏化温度区间停留时间，减小晶间腐蚀倾向，应严格控制层间温度，使之控制在60℃以下。5.2低温钢的焊接要点A333Gr6是按美国ASME规范制造的进口低温管材，由于使用温度较低，低温冲击韧性要求较高，焊接过程中应严格控制线能量的输入，其控制值为20KJ/cm，由于本工程中的低温管壁厚较薄，一般不需