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压力管道焊接及焊后热处理施工工艺规范

1 适用范围本规程适用于工业管道或公用管道中材质为碳素钢、合金钢、低温钢、耐热钢、不锈钢和异种钢等压力管道的手工电弧焊、氩弧焊、二氧化碳气体保护焊及其焊后的热处理施工。

2 主要编制依据2.1 GB50236-98 《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》2.2 DL5007-92 《电力建设施工及验收技术规范(焊接篇)》2.3 SH3501-1997 《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》2.4 GB50235-97 《工业金属管道工程施工及验收规范》2.5 CJJ28-89 《城市供热管网工程施工及验收规范》2.6 CJJ33-89 《城镇燃气输配工程施工及验收规范》2.7 GB/T5117-1995 《碳钢焊条》2.8 GB/T5118-1995 《低合金钢焊条》2.9 GB/T983-1995 《不锈钢焊条》2.10 YB/T4242-1984 《焊接用不锈钢丝》2.11 GB1300-77 《焊接用钢丝》2.12 其他现行有关标准、规范、技术文件。

3 施工准备3.1 技术准备3.1.1 压力管道焊接施工前,应依据设计文件及其引用的标准、规范,并依据我公司焊接工艺评定报告编制出焊接工艺技术文件(焊接工艺卡或作业指导书)。

如果属本公司首次焊接的钢种,则首先要制定焊接工艺评定指导书,然后对该种材料进行工艺评定试验,合格后做出焊接工艺评定报告。

3.1.2 编制的焊接工艺技术文件(焊接工艺卡或作业指导书)必须针对工程实际,详细写明管道的设计材质、选用的焊接方法、焊接材料、接头型式、具体的焊接施工工艺、焊缝的质量要求、检验要求及焊后热处理工艺(有要求时)等。

3.1.3 压力管道施焊前,根据焊接作业指导书应对焊工及相关人员进行技术交底,并做好技术交底记录。

3.1.4 对于高温、高压、剧毒、易燃、易爆的压力管道,在焊接施工前应画出焊口位置示意图,以便在焊接施工中进行质量监控。

3.2 对材料的要求3.2.1 被焊管子(件)必须具有质量证明书,且其质量符合国家现行标准(或部颁标准)的要求;进口材料应符合该国家标准或合同规定的技术条件。

3.2.2 焊接材料(焊条、焊丝、钨棒、氩气、二氧化碳气、氧气、乙炔气等)的质量必须符合国家标准(或行业标准),且具有质量证明书。

对焊接材料的具体要求详见《压力管道组成件、支承件及相关材料检验试验规程》,其中钨棒宜采用铈钨棒;氩气纯度不应低于99.95%;二氧化碳气纯度不低于99.5%;含水量不超过0.005% 。

3.2.3 压力管道予制和安装现场应设置符合要求的焊材仓库和焊条烘干室,并由专人进行焊条的烘干与焊材的发放,并做好烘干与发放记录。

3.2.4 焊口热处理保温材料应采用无碱超细玻璃棉或硅酸铝纤维毡,并应具有出厂质量证明或合格证。

3.3 焊接与热处理机具设备3.3.1 焊接机具设备(1)主要包括:交流焊机、直流焊机、氩弧焊机、高温烘干箱、中温烘干箱、恒温箱、二氧化碳气体保护焊机、焊条保温筒、电动磨光机等。

(2)用于压力管道焊接的各类焊机必须装有电流表、电压表,并按要求定期进行检定,焊接规范参数调节应灵活。

(3)焊缝无损检验机具设备应按本公司《压力管道无损检测工艺规程》的规定执行。

3.3.2 热处理机具设备(1)焊口热处理可采用绳状或履带式远红外线加热器,配有电加热自动温度控制箱和温度自动记录仪。

(2)热处理温度指示仪和热电偶及其附件应根据计量要求进行校验合格。

自动测温仪灵敏度不得低于热处理温度的1% 。

3.4 焊接人员3.4.1 压力管道焊工应具备按《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》考试合格的焊工合格证,且其合格项目与施焊项目相适应,并在规定的有效期内。

3.4.2 焊条烘干人员,焊条仓库管理人员要严格按照本公司《焊接质量控制程序》的规定执行。

3.4.3 焊口热处理操作人员应经培训合格方准上岗。

3.5 施焊环境3.5.1 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。

(1)手工电弧焊、埋弧焊、氧乙炔气焊:8m/s 。

(2)氩弧焊、二氧化碳气体保护焊:2m/s 。

3.5.2 焊接电弧1m 范围内相对湿度不得大于90% 。

3.5.3 在雨雪天气施焊时,要搭设防护棚;当焊件表面潮湿时,应对无预热要求的管子(件)进行烘烤,去除潮气。

否则不得进行焊接。

3.5.4 焊接时允许的最低环境温度如下:碳素钢:-20℃;低合金钢:-10℃;中高合金钢:0℃。

4 焊接工艺4.1 压力管道焊接施工流程图(见图1)图1 焊接施工流程图 4.2 焊前准备及接头组对4.2.1 压力管道焊接方法按设计规定执行,当设计无规定时,可按壁厚选用焊接方法。

当壁厚≤6mm 时,可选用氩弧焊或氩弧焊打底焊条电弧焊盖面工艺;当壁厚>6mm 时,应用氩弧焊打底,焊条电弧焊盖面的焊接工艺。

4.2.2 焊接材料的选用按设计规定,若设计无规定时,可按表1、表2选用,并符合下列要求。

焊前准备焊机性能确认结果评定焊后热处理硬度测试结果评定水压试验是(1)同种管子(件)焊接时,焊缝金属性能和化学成分应与母材相当,且焊材工艺性能良好。

(2)异种钢管子(件)焊接时,焊条或焊丝的选用一般应符合下列要求:a、两侧管材均非奥氏体不锈钢时,或均为奥氏体钢时,可选用成分介于二者之间或与合金含量低的一侧母材相匹配的焊条、焊丝。

b、两侧之一为奥氏体钢时,可选用含镍量较高的不锈钢焊条(丝)。

(3)焊丝使用前应清除其表面的油污、锈蚀等。

(4)焊条在使用前按规定进行烘干、并应在使用过程中保持干燥。

焊条烘干温度:酸性焊条70~150℃烘干1小时,碱性焊条250~350℃烘干1~2小时,80~100℃存放。

异种钢焊接选用的焊接材料表1同种钢焊接选用的焊接材料表24.2.3 坡口的形式及加工:(1)焊接接头的坡口形式、尺寸及组装要求按设计规定执行,当设计无规定时按表3及GB50236附录C确定。

(2)坡口加工宜采用机械方法,也可以采用等离子弧、氧乙炔火焰等热加工方法。

当采用热加工方法加工坡口后,必须去除影响焊接接头质量的表面层。

(3)当不同壁厚的管子或管件组对时,应将厚壁管按薄壁管壁厚削薄,其具体规定见图2示。

4.2.4 焊口组对(1)管子组装前应将坡口及内侧表面不小于10mm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、夹渣、夹层、气孔等缺陷。

(2)管子或管件对接焊缝组对时,内壁应平齐,内部错边量不宜超过管壁厚的10%,宜不应大于2mm。

(3)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。

更不允许用热膨胀法对口,以防引起附加应力。

(4)需预拉伸或预压缩的管道焊口,组对时所使用的工具应待整个焊口、焊接及热处理完毕并经焊接检验合格后方可拆除。

焊接接头坡口形式及组对要求表3名称形式δЬp R H αºβºⅠ形坡口1~3 0~1.5 - - - - -Y形坡口≤8 1.5~2.51~1.560~70- >8 2~360~70带垫环Y形坡口≥6 3~5 0~2S=3~4B=20~3045~55-双Y形坡口12~602~3 1~3 - -50~60-YV形坡口≥17 2.5~41.5~2 - -50~5560~70带钝边U形坡口≥17 2.5~41.5~24~5 -30~40-跨接式三通支管坡口≥4 2~3 1~2 - 0~245~55-4.3 定位焊4.3.1 定位焊时除其焊接材料、焊接工艺和预热温度等应与正式焊接相同外,还应满足下列要求。

(1)定位焊应能保证焊缝在正式施焊过程中不致开裂,其长度宜为10~15mm,高宜为2~4mm,且不超过壁厚的2/3。

定位焊缝两端应修磨成缓坡状。

(2)定位焊不得有裂纹、气孔、夹渣等其他缺陷,如有缺陷应彻底磨除重新进行定位焊。

(3)在合金钢管壁上点焊组对卡具定位时,卡具的材质和焊材应与管材相同。

当拆除卡具时,不得用敲打或掰扭的方法拆除。

当用氧-乙炔焰切割卡具时,应在离管道表面3mm处切割,然后用砂轮修磨平整。

图2 壁厚不同的管子坡口形式4.4 焊接4.4.1 焊接引弧应在坡口内进行,严禁在管子(件)表面引燃电弧,试验电流或焊接临时支撑物。

4.4.2 在焊接中应确保起弧及收弧的质量,收弧应将弧坑填满,多层焊的层间接头应相互错开。

4.4.3 除焊接工艺有特殊要求外,每条焊缝应一次连续焊完,如因故被迫中断,应采取缓冷措施,再焊时应仔细检查确认无裂纹后,方可按焊接工艺继续施焊。

有预热要求的管材应按预热要求重新预热后施焊。

4.4.4 管子焊接时,管端要堵封住,防止管内穿堂风。

4.4.5 焊接时焊接工艺参数均按表4、表5选择。

焊条电弧焊工艺参数表4焊接方法焊条直径(mm )焊接电流(A)电弧电压(V)焊条电弧焊¢2.5 80~100 22焊条电弧焊¢3.2 100~140 22焊条电弧焊¢4 160~200 22钨极氩弧焊工艺参数表 5焊接方法焊条直径(mm )焊接电流(A)电弧电压(V)气体流量(L/MIN)钨极氩弧焊¢2 80~100 12 8~104.4.6根据设计及焊接工艺评定需焊前预热的管子(件),焊前应按要求进行局部预热。

其加热范围应以焊缝中心为准,每侧不小于焊件厚度的3倍。

有淬硬倾向或易产生延迟裂纹的材料,两侧各不小于壁厚的5倍,且不小于100mm 。

加热时要防止局部过热,力求热量均匀,内外热透。

加热区以外100mm 范围应予以保温。

4.4.7 常用管材焊前预热温度可按表6选用,并符合以下要求:常用管材焊前预热温度表6注:1.当管子用钨极氩弧焊打底时,可按下限温度降低50℃。

2.当管子外径大于219mm或壁厚大于20mm(含20mm)时,应采用电加热法预热。

(1)异种钢焊接时,预热温度应按焊接性能较差或合金成分较高的一侧选择。

(2)接管座与主管焊接时,应以主管规定的预热温度为准。

(3)非承压件与承压件焊接时,预热温度应按承压件选用。

(4)壁厚≥6mm的低合金钢管子(件)在负温下焊接时,预热温度可按表6规定值提高20~50℃。

(5)壁厚<6mm的低合金钢管子(件)及无预热要求的碳素钢管,在负温下或阴雨潮湿气候焊接时,均应预热15℃以上施焊。

4.4.8 当采用氩弧焊打底时,应及时进行打底焊缝的检查,合格后尽快进行盖面焊接,以防止产生裂纹。

4.4.9 有淬火倾向的管材施焊过程中,层间温度应不低于规定的预热温度的下限。

4.4.10 中、高合金钢(含铬量≥3%或合金总含量>5%)的管子(件)焊接时,为防止根层氧化或过烧,内壁应充氩气或混合气体保护。

4.4.11 厚壁大直径管的焊接应采用多层多道焊进行逐层焊接,其中氩弧焊打底的焊层厚度不小于3mm,各层经自检合格后方可焊接次层,直至完成。

4.4.12 为减少焊接变形和应力,直径大于194mm的管子(件)宜采用二人对称施焊。

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