5第五部分焊接施工方案的编制及案例分析

第五部分焊接施工方案的编制及案例分析5管道焊接5.1坡口的制作加工5.1.1铬钼合金钢管道、不锈钢管道、应采用机械方法进行坡口加工。但不锈钢管道的加工机械不得与碳钢混用。切割后的坡口表面应进行清理，并应达到平整光滑、无毛刺和飞边。5.1.2其它金属母材的坡口加工，除机械加工外，允许采用氧乙炔焰和等离子加工坡口，但必须用砂轮将坡口表面的氧化层去除，对凹凸不平处打磨平整，露出金属光泽。5.1.3管子内径或外径不等时应将厚侧管壁削薄，其削去的厚度与长度之比为1：3。5.2组对要求8.2.1管道的对接焊缝组对时应做到内壁齐平，内壁错边量不宜超过壁厚的10％，且不应大于2mm，若设计有特殊要求时按设计文件执行。5.2.2不等厚管子、管件组对时，若内壁错边量超过上述规定或外壁错边量＞3mm时，应按要求进行修整。5.2.3焊缝组对间隙按本工程的焊接工艺规程（WPS）进行。5.2.4焊前应将坡口及内外表面距离坡口边缘不小于10mm范围内的油污、锈迹、漆、毛刺等污物清理干净，清理合格后及时焊接。5.4焊接方法及焊接材料选用5.4.1焊接方法工艺介质、不锈钢、合金钢、高压管道以及泵进口管道采用氩弧焊或氩电联焊。当管道管径2″、管子壁厚5mm时全部采用氩弧焊；壁厚≥5mm或管径≥2″壁厚3.5mm时，打底层采用钨极氩弧焊，填充盖面采用手工电弧焊。焊接时应确保焊缝根部熔透，且层间和两侧熔合良好。各焊层之间应清理干净，确认该层无缺陷后再进行下一层焊接。5.4.2焊接材料：见表8.2.4焊接材料选用一览表材质焊条牌号焊丝牌号20J422H08A或TIG-J5020GJ426或J427TIG-J5016Mn、Q345-BJ507TIG-J50或H10Mn216MnDGJ507RHER55-C10Cr18Ni9或304A102ER308或H0Cr21Ni10321A137H0Cr21Ni10Ti15CrMoR307TIG-R30或H13CrMoAL245J422或J427H08A或TIG-J5009Mn2VDGLB-52NSTGS-1N12Cr1MoVGR317TIG-R31或H08CrMoVA5.5焊接工艺要求8.5.1直管段上两对接焊口中心面间的距离，当公称直径大于或等于150mm时，不应小于150mm；当公称直径小于150mm时，不应小于管径。5.5.2焊缝距离弯管（不包括压制、热推或中频弯管）起弯点不得小于100mm，且不得小于管子外径。5.5.3焊口组对时点固焊应呈对称位置，如所焊管材需预热，无论是在坡口内点固焊或用桥式固定板进行组对焊口，都应采用和正式焊接相同的工艺进行预热。在去除桥式固定板时，应不损伤母材，并用砂轮将母材表面打磨光。如损伤母材，应按焊接工艺规程要求进行补焊。根据材质和检验要求，对补焊处进行检验，施焊焊工应是考试合格的焊工。5.5.4点焊和正式焊接时，起弧应在坡口内，严禁在母材上起弧，焊条应按规定进行烘干方能使用。5.5.5焊接的具体要求，包括所采用的焊材、焊接工艺参数、预热、热处理、硬度检验等要求应执行针对本工程编制的焊接工艺规程（WPS）。5.5.6封底层的焊接应确保焊缝根部焊透，焊接中对焊缝根部两边的熔化状况要多加注意，保证焊缝根部熔合良好，焊层之间应清理干净，确认表面无缺陷后再进行第二层的焊接，盖面时应注意焊缝两侧不咬边，每道焊缝原则上应一次完成，尤其对易产生淬性倾向的材料。如发生意外情况或实在不能连续焊接完成时，在封底焊后则应填充到一定的厚度，以防止裂纹产生。5.5.7不锈钢焊接时,应在坡口两侧各不小于100mm范围内涂上白垩粉，以防焊接飞溅玷污焊件。5.5.8铬钼合金的焊接，焊件组对前，应对坡口两侧50mm范围内进行清理。油污可用蒸汽脱脂，对不溶于脱脂剂的漆和其他杂物，可用氯甲烷、碱等清洗剂清洗，标记墨水可用甲醇清除，被压入焊件表面的杂物可用磨削、喷丸或10％盐酸溶液清洗，干燥后方能焊接。焊接时，层间温度应≤100℃。5.5.9对不需预热的管材，当环境温度≤0℃时，也应预热到15℃以上。预热时的加热范围，以对口中心线为基准，每侧不应小于焊件厚度的3倍。5.5.10焊缝焊完后，应对焊缝表面的咬边、突瘤进行修理，周围的飞溅物也应清理干净。5.5.11遇风、雨、雪天气，应采取防护措施，确保焊接质量。（温度低于5℃、湿度大于90%；风速大于2m/S）5.5.12探伤不合格的焊缝在返修时，应查明原因，按焊接工艺规程中的工艺返修，同一部位返修碳素钢不超过三次，合金钢、不锈钢不超过二次。若超过此限制，应上报焊接技术负责人，订出具体返修方案，由技术负责人批准后方能再次进行返修。5.5.13高压管道与低温管道焊接处，现场须做热处理，以消除热应力。5.5.14热处理工作应在无损伤检验合格后进行。但对容易产生焊接延迟裂纹的钢材，焊后应及时进行热处理。否则应在焊后立即均匀加热至250～350℃，然后保温缓冷。5.5.15予热及热处理过程中，内外部温度应保持均匀。热处理的加热范围，每侧不应小于焊缝宽度的3倍，加热带以外部分应予保温。5.5.16管道及组成件焊前预热要求钢种或钢号壁厚（mm）预热温度（℃）20≥2650-12516MnDG≥2050-10015CrMo≥12150~20012Cr1MoV≥6200~30009Mn2VDG≥2050-100（注：当采用钨极氩弧焊打底时，焊前预热温度可按上表规定的下限温度降低50℃）5.5.17管道焊接接头热处理要求见下表：钢种或钢号焊缝厚度（mm）热处理温度（℃）20≥30600~65016Mn≥20600~65015CrMoDN100且tm≥13700~75012Cr1MoVDN100且tm≥13700~75016MnDG≥16580-62009Mn2VDG≥16580-6205.5.18焊后热处理的加热速率、热处理温度下的恒温时间及冷却速率应符合下列规定：5.5.18.1当温度升至400℃以上时，加热速率不应大于（205*25/δ）℃/h，且不得大于330℃/h。8.5.18.2焊后热处理的恒温时间应为25mm壁厚恒温1h，却不得少于15min，在恒温期间内最高与最低温度差应低于65℃。8.5.18.3恒温后的冷却速率不应大于（60*25/δ）℃/h且不得大于260℃/h，400℃以下可自然冷却。8.5.18.4热处理后进行返修或硬度检查超过规定要求的焊缝应重新进行热处理。5.6焊缝检验5.6.1外观检验5.6.1.1焊缝焊后表面应无气孔、裂纹、夹渣、凹陷等缺陷及熔合性飞溅。5.6.1.2焊缝宽度设计无要求时为坡口宽＋(3～6)mm。5.6.1.3焊缝加强高与咬边a)设计文件规定进行100％射线照相检验的管道焊缝宽度：e≤1+0.10b，且最大为3mm(b为焊缝宽度，e为加强高)；不允许有咬边现象。b)其余焊缝：e≤1+0.20b，且最大为5mm；咬边深度不大于0.5mm，连续长度不大于100mm，且焊缝两侧咬边总长不大于焊缝全长的10％。5.6.1.4角焊缝的焊角高度应符合设计规定，其外形应平缓过渡，表面不得有裂纹、气孔、夹渣等缺陷。咬肉深度不得大于0.5mm。5.6.2焊缝无损检验5.6.2.1焊缝表面应按设计文件的规定，进行磁粉或液体渗透检验。5.6.2.2管道焊缝的内部质量，按设计文件规定进行射线照相检验或超声波检验。射线照相检验,超声波检验按《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98规定进行。5.6.2.3当设计文件无规定时，焊缝射线照相检验的比例和质量等级按下列规定执行。5.6.2.3.1下列管道焊缝进行100%射线照相检验，其质量不得低于Ⅱ级。⑴输送剧毒流体的管道；⑵输送设计压力≥10MPa或设计压力≥4MPa且设计温度≥400℃的可燃流体、有毒流体的管道；⑶输送设计压力≥10MPa且设计温度≥400℃的非可燃流体、无毒流体的管道；⑷设计温度＜-29℃的低温管道；⑸设计文件要求进行100%射线照相检验的其他管道。5.6.2.3.2输送设计压力≤1MPa且设计温度＜400℃的非可燃流体、无毒流体的管道，可不进行射线照相检验。设计要求除外。5.6.2.3.3其他管道进行抽样射线照相检验，抽检比例不得低于5%，质量不得低于Ⅲ级。5.6.2.4对规定进行局部探伤的焊缝，如有一道焊缝不合格，应对同一焊工所焊另两道焊缝进行探伤，如果这两道焊缝又出现不合格，每道不合格焊缝应再检验两道该焊工的同一批焊缝，如仍有不合格，应对该焊工的同一批焊缝全部进行检验。该焊工应重新考试合格后方可从事相应的管道焊接工作。5.6.2.5对不要求进行内部质量检验的焊缝，检验员也必须全部进行外观检验。5.6.2.6对于要求热处理的焊缝，热处理后应测量焊缝及热影响区的硬度值，结果要符合设计文件要求，并填写《热处理报告》。检验数量不少于热处理焊口总数的10%。5.6.2.7有无损检验要求的管道，应在空视图中按介质流向对焊口进行编号，并对无损检验的焊口进行标识。标识内容应包括检验报告号、焊口号、焊工号；经过返修的焊口要有返修标记，以满足焊接质量的可追溯性。5.6.2.8外观检查和无损探伤不合格的焊口，应及时进行返修焊接。返修焊接次数：碳钢管道不得超过3次；不锈钢管道不得超过2次。8.6.2.9正常返修可按正常焊接时的焊接工艺参数进行。超次返修，必须根据《返修焊接工艺评定》，编制《超次返修焊接工艺》，并经总工程师批准后，方可进行返修。返工焊接程序：焊接外观检查无损探伤缺陷定位返修焊接记录切割重新焊接无损探伤报告