合成氨装置焊接施工技术方案

阿克苏华锦大化肥节能技改项目焊接施工技术方案组织编制：审核：批准：中国化学工程第七建设有限公司年月日一、概述1、一个工程的总体施工质量，保证焊接质量是关键之一，而无损检测是检验焊接质量的重要手段。2、本工程为阿克苏大化肥节能技改工程,其焊接的主要钢材有碳钢(Ａ53-B、A106-B、API5L、Q235-B)、低温钢（16Mn）、耐热合金钢（P5、P11、P22）、不锈钢（TP304、TP304/TP304L、TP304H）等。3、焊接管理执行公司企业标准---压力管道安装作业指导书《焊接管理工作程序》（QG/CC-7.PP.0503.018-02）。4、无损检测管理执行公司2002年的修订版《无损检测管理制度》。二、焊接工艺评定1、在焊工考试和工程焊接施工前应按照NB/T47014-2001《承压设备焊接工艺评定》对被焊材料进行焊接工艺评定，以保证用于实际产品施焊的焊接工艺的可靠性。2、焊接工艺评定执行有关规范和公司企业标准－压力管道安装作业指导书《焊接工艺评定试验工作程序》（QG/CC-7.PP.0503.019-02）（见下图）。焊接工艺评定报告审批试验方案试验过程试件的检查和试验确定评定项目重新评定NONOYES3、公司现有的焊接工艺评定项目可满足本工程现场焊接施工的需要。三、焊工1、所有焊工必须按《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》经焊工考试合格，取得国家质量技术监督局颁发的焊工合格证后方可参加焊接施工，且只能在自己考试合格的项目范围内施焊。2、焊工焊接资格的控制执行公司企业标准－压力管道安装作业指导书《焊工资格控制程序》（QG/CC-7.PP.0503.0.20-02）（见下图）。图表2.2焊接工艺评定试验工作程序3、公司现有数百名持有碳钢、铬钼钢、合金钢、不锈钢等持证焊工。YESYESNONOYES了解工程情况确定焊工考试项目焊工资格审查培训和练习焊工提出考试审请焊工考试签发合格证焊接工作补考试件检查和试验图表焊工资格控制程序四、焊接方法和焊接材料如设计文件和图纸资料对焊接方法和焊接材料无具体规定，则按下列原则选用焊接方法和焊接材料。1、碳钢及低温钢管道⑴对于一般碳钢管道，如循环水、废水、污水等管道，采用手工电弧焊。图表4.1.1一般碳钢管道焊接方法和焊接材料管材焊接方法焊接材料根层填充及盖面层根层填充及盖面层CS（Q235B）SMAWSMAWCHE427CHE427⑵对于所有蒸汽、气体和工艺液体管道，对接接头的根部焊道应采用氩弧焊，填充和盖面层采用手工电弧焊。小直径管道（DN≤2″）所有焊道全部采用氩弧焊图表4.1.2重要碳钢管道和低温钢管道焊接方法和焊接材料管材焊接方法焊接材料根层填充及盖面层根层填充及盖面层CS（20#、A106-B、Ａ53-B、API5L）GTAWSMAWCHG-56CHE50716MnGTAWSMAWTGS-1NCHE5072、耐热合金钢管道⑴对接接头的根部焊道应采用氩弧焊，禁止使用手工电弧焊。⑵填充和盖面层采用手工电弧焊。⑶小直径管道（DN≤2″），所有焊道全部采用氩弧焊。⑷根据不同的耐热合金钢管材选用相应的氩弧焊焊丝和焊条。(5)P5和P22焊接焊缝背面需要充氩气保护。(6)所有焊接破口需要PT检测合格后方可焊接。(7)焊接前必须进行焊前预热，焊后后热处理。图表4.2耐热合金钢管道焊接方法和焊接材料管材焊接方法焊接材料根层填充及盖面层根层填充及盖面层P5GTAWSMAWH1Cr5MoCHH507P11GTAWSMAWER80S-B2E8018-B2P22GTAWSMAWER90S-GE9015-B33、奥氏体不锈钢管道⑴对接接头的根部焊道应采用氩弧焊，禁止使用手工电弧焊。⑵填充和盖面层采用手工电弧焊。⑶小直径管道（DN≤2″），所有焊道宜全部采用氩弧焊。⑷根据不同的铬镍奥氏体不锈钢管材而选用相应的焊丝和焊条。（5）焊缝背面充氩气保护。图表4.3一般奥氏体不锈钢管道焊接方法和焊接材料管材焊接方法焊接材料根层填充及盖面层根层填充及盖面层TP304/TP304LGTAWSMAWER308LE308L-16TP304HGTAWSMAWER308HE308H-164、奥氏体不锈钢与碳钢异种管材的焊接⑴对接接头的根部焊道采用氩弧焊，禁止使用手工电弧焊。⑵填充和盖面层采用手工电弧焊。⑶小直径管道（DN≤2″），所有焊道宜全部采用氩弧焊。图表4.4SS与CS异种管道焊接方法和焊接材料管材焊接方法焊接材料根层填充及盖面层根层填充及盖面层SS-CSGTAWSMAWER309E309-16五、焊前准备1、坡口制备（1）焊接坡口形式及尺寸应符合设计文件和焊接工艺指导书的规定。若设计无规定，其选用应根据易于保证焊接质量、填充金属量少、熔合比小、便于操作等原则综合考虑。2．坡口加工方法（1）碳钢：机械方法或氧乙炔火焰切割。（2）低温钢：机械方法或氧乙炔火焰切割。（3）铬钼钢：机械方法或氧乙炔火焰切割。（4）不锈钢：机械方法或等离子切割。（5）坡口加工后应进行外观检查，坡口表面不得有裂纹、分层和夹渣等缺陷。（6）当采用氧乙炔火焰切割或等离子切割时，应对坡口表面进行清理，清除熔渣、氧化皮，并打磨影响焊接质量的表面层，并应达到平整光滑、无毛刺和飞边。（7）若设计要求对坡口表面进行无损检测，应按设计规定进行。（8）对于需在现场割开重新组对焊接的坡口，切割和坡口加工时应从焊缝中心切割，切割后应将剩余焊缝及热影响区打磨掉。3、组对与定位（1）一般要求a.组对前应将坡口及其内外表面不小于20mm范围内的油、漆、垢、锈、毛刺及镀锌层等清除干净，且不得有裂纹、夹层等缺陷。b.焊件组对时应垫置牢固，并应采取措施防止焊接和热处理过程中产生附加应力和变形。c.除设计规定需进行冷拉伸或冷压缩的管道外，焊件不得进行强行组对。d.位焊①焊接定位焊缝时，应采用与根部焊道相同的焊接材料和焊接工艺，并应由合格焊工施焊。②定位焊缝应分布均匀，其长度、厚度和间距，应能保护焊缝在正式焊接过程中不致开裂。③在焊接根部焊道前，应对定位焊进行检查，当发现缺陷时应处理后方可施焊。④与母材焊接的工卡具其材质宜与母材相同或同一类别。拆除工卡具时不应损伤母材，拆除后将残留焊疤打磨修整至与母材表面齐平。（2）不同管材的特殊要求a.碳钢、低温钢和铬钼钢①管子或管件对接焊缝组对时，内壁应齐平，内壁错边量不宜超过管壁厚度的10%，且不大于2mm。②不等厚对接焊件组对时，薄件端面应位于厚件端面之内。当内壁错边量超过上述规定时，应按设计规范规定对焊件进行加工。b.奥氏体不锈钢①管子或管件对接焊缝组对时，内壁应齐平，内壁错边量不宜超过管壁厚度的10%，且不大于2mm。②不等厚对接焊件组对时，薄件端面应位于厚件端面之内。当内壁错边量超过上述规定时，应按设计规范规定对焊件进行加工。③坡口两侧100mm范围内，在施焊前应采取防止焊接飞溅物玷污焊件表面的措施。4、焊接材料焊接材料是保证焊接质量的一个重要因素，因此必须加强焊接材料的管理。焊接材料管理执行公司企业标准－压力管道安装作业指导书《焊接材料管理工作程序》（QG/CC-7.PP.0503.021-02）。⑴验收入库一般要求焊材－检查焊材牌号、规格、批号和质量证明书等。特殊要求焊材－验收入库后还必须对焊材进行复验。⑵焊材保管（一级库和二级库）库房要求：通风良好，配备防潮去湿设施，保证室内温度不低于5℃，相对湿度不大于60%。堆放要求：焊材堆放在货架上，且按种类、牌号、规格和批号等分类放置，并挂牌。⑶焊条烘烤焊接责任师根据有关规定和技术要求编制焊条烘烤条件，焊材库管员严格按此条件对焊条进行烘烤和保温。烘箱应有自动恒温装置，测温仪表要按时校验，烘箱定期维修，确保设备完好。焊条烘烤前应检查外观质量，去除药皮开裂、脱落、偏心与受潮严重的焊条。不同牌号和规格的焊条在同一烘箱烘烤时应放在烘箱内的不同部位。烘烤时焊条堆放不宜过厚，以使焊条干燥均匀。烘烤好的焊条存放在保温箱中待用。⑷焊材发放焊工凭“领料单”领用焊材。焊条应放置在焊条保温筒内，焊条在保温筒内不得超过4小时，否则需重新烘烤后使用。⑸焊材回收焊工应将当天未使用完的焊条交回焊材库。回收的焊条应重新按烘烤条件进行烘烤后发放，重新烘烤的次数不得超过两次。⑹焊丝使用前应清除其表面的油污，锈蚀等。⑺手工钨极氩弧焊采用铈钨棒或钍钨棒。⑻氩弧焊所用氩气的纯度不低于99.96%。六、焊接工艺1、焊接工艺指导书（焊接工艺卡）施焊前，焊接责任师根据焊接工艺评定编制焊接工艺指导书（焊接工艺卡），用于指导现场的焊接施工。2、焊接环境要求：（1）焊接的环境温度应能保证焊接所需的足够温度和焊工技能不受影响。（2）焊接时的风速不应超过下列规定，当超过规定时，应有防风设施。手工电弧焊：8M/S氩弧焊：2M/S（3）焊接电弧1m范围内的相对湿度不得大于90%。（4）当焊件表面潮湿、覆盖有冰雪或在下雨刮风期间，焊工及焊件无保护措施时，不应进行焊接。（5）当焊件温度小于0℃时，应在始焊处100mm范围内预热到15℃以上。3、预热（1）焊前预热温度应根据图样或设计规范的要求，但均应经焊接工艺评定验证，当设计无规定时，应按以下规定执行。图表6.3.1常用管材焊前预热条件（碳素钢和合金钢）钢种焊前预热壁厚δ（mm）温度（℃）CS≥30100-20016Mn≥15150-200P5任意250-350P11、P22≥6200-300（2）有不同预热要求的异种铁素体钢焊接时，预热温度应基于较高等级的钢种。（3）预热宽度应为4倍管壁厚度，但不少于100mm。（4）大尺寸的厚壁管，应采用电加热。（5）预热温度宜在距对口中心50-100mm范围内进行测量，测量点应根据焊件情况均匀分布。（6）焊前和焊接过程中应保持所要求的预热温度。（7）当采用钨极氩弧焊打底时，管道焊接前的预热温度可以按图表6.3.1规定是下限温度降低50℃。4、焊接（1）一般要求a.严禁在坡口之外的母材表面引弧和试验电流，并应防止电弧擦伤母材。b.焊接时应采用合理的施焊方法和施焊顺序，特别对于大直径管和厚壁管更应如此，以减少焊接应力和焊接变形。c.施焊过程中应保证起弧和收弧处的质量，收弧时应将弧坑填满。d.多层焊的层间接头应错开。e.管道焊接时，管道开启处应堵死，以防止管内有穿堂风通过。f.除工艺或检验要求需分次焊接外，每条焊缝宜一次连续焊完，当因故中断焊接时，应根据工艺要求采取保温缓冷或后热等防止产生裂纹的措施，再次焊接前应检查焊层表面，确认无裂纹后，方可按原工艺要求继续施焊。g.需预拉伸或预压缩的管道焊缝，组对时对所使用的工卡具应在整个焊缝焊接及热处理完毕并经检验合格后方可拆除。（2）不同管材的特殊要求a铬钼耐热钢的焊接①焊件达到预热温度后应及时进行焊接，在整个焊接过程中应保持预热温度在规定的范围内。②当设计温度低于425℃，且因现场施工条件难于进行焊后热处理时，经设计单位或建设单位同意，可选用高铬镍（25%Cr-13%Ni及以上）奥氏体焊接材料进行焊接，焊后不做热处理。③多层焊时层间温度应等于或稍高于预热温度。④需焊后热处理的焊缝，焊接完毕后应立即进行200℃-350℃、15min的后热，然后保温缓冷。b奥氏体不锈钢的焊接①焊接电流一般比低碳钢时降低20%左右。②焊接时，应采用快速焊，等焊层冷却后再焊下一道，以减小焊缝过热，增强抗热裂纹的能力。层间温度应小于150℃。③焊接过程中，应采用小线能量、短弧，焊条最好不作（或稍作）横向摆动。应焊窄焊道，一次焊成的焊缝不宜过宽，一般不超过焊条直径的3倍。④焊接结束或中断时，收弧要慢，弧坑要填满，这样能防止火口裂纹。⑤管内通氩气时使用的水溶性纸要张贴牢固，氩气档板要安装可靠，以免影响保护效果。⑥奥氏体不锈钢焊接施工，应使用不锈钢丝刷，不锈钢尖头手锤和扁铲，电动砂轮机也必须专用，严禁作为它用。⑦根据设计规定对奥氏体不锈钢焊缝及其附近表面进行酸洗，钝化处理。七、焊缝返修1、焊缝返修时，缺陷消除采用砂轮打磨的方法，磨槽需修磨成适合补焊的形状，必要时需经着色检测确认缺陷已被清除后补焊。2、返修时应采用经评定合格的焊接