P11合金鋼管安裝工程，焊接工藝、熱處理、無損檢測

[ 關(guān)鍵詞：P11合金鋼管　發(fā)表日期：2022-09-09 10:26:37 ]

　　本文介紹P11合金鋼管安裝過程中有別于普通碳鋼材料安裝的方面，包括焊接工藝、熱處理以及無損檢測等方面，同時(shí)指出了 P11鋼管安裝過程需要注意的事項(xiàng)以及解決方法。

1.前言

　　A335P11 是 ASTM（美國材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)）發(fā)行的一種合金鋼材質(zhì)/鋼號(hào)/牌號(hào)/鋼級(jí)代號(hào)，公稱成分為 1.25Cr-0.5Mo， 與國標(biāo) 15CrMo 成分最為接近。P11合金鋼管在制造過程中得到保證的力學(xué)性能，對于保障化工廠的安全運(yùn)行，尤其是石油化工企業(yè)高溫高壓管道的穩(wěn)定性有著十分重大的意義。

2.材料驗(yàn)收

　　P11等鉻鉬合金鋼管應(yīng)具有質(zhì)量證明文件，質(zhì)量證明文件包括下列內(nèi)容：

　　1）材料標(biāo)準(zhǔn)代碼
　　2）材料規(guī)格、牌號(hào)及特性數(shù)據(jù)
　　3）材料生產(chǎn)批號(hào)及供貨狀態(tài)
　　4）生產(chǎn)單位名稱
　　5）檢驗(yàn)印簽標(biāo)志

3.使用前外觀質(zhì)量檢查

　　在 P11合金鋼管使用前還應(yīng)該核對其材質(zhì)/鋼號(hào)/牌號(hào)/鋼級(jí)、規(guī)格和牌號(hào)，進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查，并符合下列要求：

　　1）表面不得有裂紋、折疊、發(fā)紋、夾層、結(jié)疤等缺陷。
　　2）表面銹蝕、凹陷劃痕及其他機(jī)械損傷的深度不應(yīng)超過相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)允許的厚度負(fù)偏差。
　　3）有符合產(chǎn)品規(guī)格的標(biāo)識(shí)。

4.焊接

（1）焊接方法和焊接材料的選擇

　　根據(jù)我公司 P11焊接工藝評定 09-28 內(nèi)容，焊接方法選用鎢極氬弧焊和焊條電弧焊。兩寸以上的管子焊接接頭形式為對接，一般是采用氬弧焊打底、電弧焊蓋面的焊接方式；兩寸以下的薄壁管的焊接接頭形式為承插焊角接，采用全氬的焊接方式。

　　對于焊接材料的選擇應(yīng)根據(jù)被焊鋼材的化學(xué)成分、力學(xué)性能以及使用和施焊條件綜合考慮，工評 09-28 中選用的是 ER80S-B2 焊絲和 E8018-B2 焊條。然而對于 P11 與碳素鋼或與其他鉻鉬合金鋼之間組成的異種鋼焊接接頭，可按合金含量較低一側(cè)的鋼材選用焊接材料。

（2）焊工要求

　　參加 P11 等鉻鉬合金鋼焊接的焊工必須按 《鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試與管理規(guī)則》規(guī)定進(jìn)行考試。考試合格的焊工才能承擔(dān)相應(yīng)項(xiàng)目的焊接工作。

（3）焊前準(zhǔn)備

　　焊前準(zhǔn)備包括坡口制備、組對和定位等，與普通碳鋼焊接無異，這里不再詳細(xì)敘述。

（4）焊接作業(yè)

　　焊接作業(yè)應(yīng)在焊接工藝要求的范圍內(nèi)進(jìn)行。而且對壁厚大于 10mm 的 P11 鋼管施焊前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為 150～200℃。焊件達(dá)到預(yù)熱溫度后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行焊接，在保持 預(yù)熱溫度的條件下，每條焊縫宜一次連續(xù)焊完。焊件達(dá)到預(yù)熱溫度后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行焊接。 焊接結(jié)束后應(yīng)該立即清理焊縫，去除焊渣、飛濺物等，進(jìn)行外觀檢查。

5.焊后熱處理

（1）熱處理相關(guān)規(guī)定

　　對 P11 等鉻鉬合金鋼設(shè)計(jì)文件一般要求在焊后應(yīng)立即進(jìn)行消除應(yīng)力的熱處理。P11合金鋼的熱處理溫度為 700～750℃，最短恒溫時(shí)間未 2h。熱處理的加熱速度及冷卻速度，應(yīng)符合下列要求：

　　1）升溫至 300℃，加熱速度應(yīng)按 5125/T.℃/h 計(jì)算，且不大于 220℃/h；
　　2）恒溫期間各測點(diǎn)的溫度均應(yīng)在熱處理溫度規(guī)定的范圍內(nèi)，其差值不得大于 50℃；
　　3）恒溫后的冷卻速度應(yīng)按 6500/T.℃/h 計(jì)算，且不大于 260℃/h。冷卻 300℃后可 自然冷卻。（注：T 為管子的實(shí)際厚度 mm）

　　不能立即進(jìn)行熱處理的焊道， 焊后應(yīng)按工藝說明書要求立即進(jìn)行 300～350℃、 時(shí)間為 10～15min 的后熱消氫處理，然后保溫緩冷至室溫。再焊接時(shí)應(yīng)對焊縫進(jìn)行檢查，確認(rèn)無裂紋等缺陷后方可按原焊接工藝?yán)^續(xù)進(jìn)行焊接，條件具備后進(jìn)行焊后熱處理。

（2）熱處理質(zhì)量檢查

　　根據(jù)規(guī)范要求，經(jīng)焊后熱處理的焊接接頭，應(yīng)對焊縫和熱影響區(qū)進(jìn)行硬度值檢測。P11 焊縫和熱影響區(qū)經(jīng)過熱處理后的布氏硬度值不應(yīng)超過 225（詳見 SH/T 3501 表 10 規(guī) 定） ，對于硬度檢測不合格的焊縫應(yīng)重新進(jìn)行熱處理。 熱處理后的硬度檢測也是一項(xiàng)不可忽視的工作，它將直接影響 P11 鋼管安裝進(jìn)度。

　　根據(jù) SH/T 3501-2011 規(guī)定，應(yīng)對焊縫和熱影響區(qū)進(jìn)行 100%硬度值檢測。不過根據(jù) GB 50517-2010《石油化工金屬管道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》的要求，在爐內(nèi)熱處理的每一 熱處理爐次可抽查焊接接頭的 10%進(jìn)行硬度檢測[3]，這將減少一部分工作量。但對于小 徑管和角接接頭，由于檢測儀器直徑和檢測空間的限制硬度檢測工作很難進(jìn)行，不過目前僅在鎮(zhèn)海地區(qū)宣貫使用的 SH/T 3554-2013《石油化工鋼制管道焊接熱處理規(guī)范》中規(guī)定：確因規(guī)格或結(jié)構(gòu)原因無法進(jìn)行硬度檢測的角焊縫和支管連接焊接接頭，當(dāng)施工單位 能提供含有硬度檢測合格的焊接工藝評定報(bào)告時(shí)，可免做相應(yīng)焊接接頭的硬度檢測。我 認(rèn)為，SH/T 3554-2013 宣貫使用將會(huì)對 P11 鋼管的使用和發(fā)展起到一定的推動(dòng)作用。

6.無損檢測

　　P11 等鉻鉬合金鋼屬于易產(chǎn)生延遲裂紋和再熱裂紋傾向的材料，無損檢測應(yīng)在焊接 完成 24h 和熱處理完成兩者之后進(jìn)行。無損檢測的比例可參考 SH/T 3501-2011 表 12 和 GB 50517-2010 表 9.3.1。需要指出的是對于管道級(jí)別為 SHA1、SHA2、SHB1 和 SHB2 級(jí) 管道的對接焊縫，根據(jù) SH/T 3501-2011 的規(guī)定需同時(shí)進(jìn)行內(nèi)部缺陷檢測（檢測方法 RT 或 UT）和表面缺陷檢測（檢測方法 PT 或 MT） ，這一點(diǎn)有別于碳鋼和不銹鋼。

7.施工過程中注意事項(xiàng)

　　P11合金鋼管在施工過程中最應(yīng)該注意的就是發(fā)生與碳鋼的混用，一旦發(fā)生，在高溫高壓工況下存在重大安全隱患。所以在施工過程中應(yīng)設(shè)置專門的材料管理人員，對 P11 等特殊鋼材按相關(guān)規(guī)定涂刷色標(biāo)并且全程管理 P11 等合金鋼的領(lǐng)用、發(fā)放。還應(yīng)加強(qiáng)對現(xiàn)場施工的監(jiān)督檢查，杜絕材料混用的發(fā)生。 另一個(gè)值得注意的就是焊接材料的發(fā)放使用，為了防止焊接材料用錯(cuò)，規(guī)范 SH/T 3501-2011 和 GB 50517-2010 都規(guī)定要對每條管線抽取至少兩條焊縫進(jìn)行化學(xué)成分的檢測，目前主要用的檢測方法是快速光譜法。