合金鋼管道焊接作業(yè)指導(dǎo)書第二部分，焊接施工，核心內(nèi)容

[ 關(guān)鍵詞：合金鋼管焊接施工　發(fā)表日期：2022-04-20 08:45:48 ]

　　合金鋼管道焊接作業(yè)指導(dǎo)書第二部分：焊接施工，包括材料驗(yàn)收、焊接工藝及流程、焊接熱處理等主要內(nèi)容，為指導(dǎo)書核心部分，需認(rèn)真閱讀。

一、焊接施工

（一）材料驗(yàn)收

　　對(duì)到貨的 15CrMoG合金鋼管及管件，除欲對(duì)質(zhì)量證明文件和外觀進(jìn)行驗(yàn)收外，還應(yīng)進(jìn)行 100%光譜及硬度檢測(cè)，確認(rèn)材質(zhì)/鋼號(hào)/牌號(hào)/鋼級(jí)無誤和其熱處理狀態(tài)為符合退火供貨狀態(tài)要求，其硬度≤ 187HB。

（二）焊接工藝及流程

1、本工程焊接采用手工鎢極氬弧焊打底、手工電弧焊蓋面。

2、焊前預(yù)熱：預(yù)熱的目的是為減少焊縫與焊件的溫度梯度，降低焊接接頭冷卻速度，降低溫差所產(chǎn)生的淬硬組織與應(yīng)力，預(yù)熱是防止冷裂紋產(chǎn)生的有效措施之一。

（1）蒸汽管道管道材質(zhì)/鋼號(hào)/牌號(hào)/鋼級(jí)為 15CrMoG，焊前應(yīng)對(duì)其進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱及層間溫度應(yīng)達(dá)到 150℃～ 200℃，預(yù)熱范圍不小于 100mm，加熱區(qū)以外的 100mm范圍內(nèi)予以保溫。

（2）點(diǎn)固焊時(shí)也應(yīng)預(yù)熱到要求的溫度，采用電加熱法，預(yù)熱應(yīng)使焊口兩側(cè)及內(nèi)外壁溫度均勻，防止局部過熱，邊加熱邊用紅外測(cè)溫儀控制其預(yù)熱溫度，如焊縫返修其預(yù)熱溫度應(yīng)比原來高。

3、坡口形式按設(shè)計(jì)文件要求，如設(shè)計(jì)文件無規(guī)定時(shí)，蒸汽管道管道焊口應(yīng)采用“ V”型坡口，應(yīng)用坡口機(jī)加工，坡口尺寸如下圖所示：

 “V”型

圖示說明：δ為壁厚； α角 30～35 ；間隙 1～3mm；鈍邊 1～2mm；焊件對(duì)口時(shí)一般應(yīng)做到內(nèi)壁齊平，如有錯(cuò)口，其組對(duì)錯(cuò)邊量應(yīng)小于管壁厚的 10%且不大于 1mm。

4、有關(guān)焊接工藝參數(shù)

（1）氬弧焊工藝參數(shù)

焊層/焊道	母材	焊接方法	焊絲牌號(hào) (mm)	焊絲直徑 (mm)	極性	焊接電流 (A)	電壓 (V)	焊接速度 Cm/min
1	15CrMoG	GTAW	H08CrMoA	φ2.5	直流正接	150-180	14-16	8-12

（2）手工電弧焊工藝參數(shù)

焊層/焊道	母材	焊接方法	焊絲牌號(hào) (mm)	焊較直徑 (mm)	極性	焊接電流 (A)	電壓 (V)	焊接速度 Cm/min
2	15CrMoG	SMAW	R307 (E5515-B2)	3.2	直流反接	90-110	22-24	10～12
3	15CrMoG	SMAW	R307 (E5515-B2)	3.2	直流反接	90-110	22-24	10～12

5、由于氬弧焊時(shí)對(duì)雜質(zhì)較為敏感，因此焊件在組裝前應(yīng)將焊口表面及附近 20mm母材內(nèi)、外壁的油、漆、垢、銹等清理干凈，直至發(fā)出金屬光澤。

6、 焊口的局部間隙過大時(shí)，應(yīng)設(shè)法休整到規(guī)定的尺寸，嚴(yán)禁在間隙內(nèi)加填塞物。

7、除設(shè)計(jì)規(guī)定的冷拉口外，其余焊口應(yīng)禁止用強(qiáng)力對(duì)口更不允許利用熱膨脹法對(duì)口，以妨引起附加應(yīng)力。

8、焊接施工過程中包括對(duì)口裝配、施焊、熱處理和檢驗(yàn)等四道工序，本道符合要求后方可進(jìn)行下道工序，否則禁止下道工序的施工。

9、 蒸汽管道組對(duì)焊接時(shí)由于管徑較大，因此定位焊縫應(yīng)具有一定的長度 （15～20mm）和厚度(2～2.5mm)，然后進(jìn)行打底焊。再進(jìn)行填充蓋面，施焊順序同打底焊，其間應(yīng)注意層間清理及質(zhì)量檢查。

10、為防止裂紋的產(chǎn)生，打底焊縫應(yīng)具有足夠的厚度（ 2～2.5mm），打底焊后要及時(shí)填充蓋面，當(dāng)天焊完。打底焊、蓋面焊最好由兩名焊工對(duì)稱焊接完成。

11、 焊口焊完之后把熔渣、飛濺物清理干凈，經(jīng)外觀自檢合格后施焊焊工在焊縫附近打上自己的鋼印代號(hào)。

12、施工過程中嚴(yán)禁在管子上隨便引弧、焊接支架、吊耳等。

13、管子焊接時(shí)，管內(nèi)不得有穿堂風(fēng)。

14、因?yàn)?15CrMoG耐熱鋼裂紋傾向較大，所以焊接時(shí)應(yīng)設(shè)法減小焊縫的拘束度，盡量在自由狀態(tài)下焊接，以免因剛性過大而引起過大內(nèi)應(yīng)力而導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生裂紋。為此，除了要求班組在施工時(shí)嚴(yán)格按照焊接工藝指導(dǎo)書的焊接順序與方向施焊外，還要注意不要對(duì)焊件進(jìn)行強(qiáng)制固定。所以施工時(shí)應(yīng)先將管道在自由狀態(tài)下對(duì)接好，并且坡口達(dá)到要求及焊縫預(yù)熱溫度（ 150～ 200℃），符合要求后方可施焊。第一層為鎢極氬弧焊打底，第二、三層位手工電弧焊蓋面。焊接過程中層間溫度不應(yīng)低于預(yù)熱溫度，這樣才能保證焊接接頭不致產(chǎn)生淬硬甚至裂紋。但也不能過高，以免過燒使晶粒粗大，降低性能。（保持層間溫度有和預(yù)熱溫度同樣的作用，如果只注意預(yù)熱而不保持層間溫度，預(yù)熱也就失去意義。因?yàn)轭A(yù)熱只能保證第一層焊縫的施焊溫度，在以后各層施焊時(shí)，層間溫度就是其預(yù)熱溫度。）每焊完一次必須用砂輪機(jī)清根以防止夾渣。焊縫最好一次成型，如有斷續(xù)焊縫，必須重新預(yù)熱。在氬弧焊時(shí)，應(yīng)做好防風(fēng)措施以防止焊縫產(chǎn)生氣孔。每焊完一道焊縫必須用保溫材料將焊縫包裹好，以防止焊縫冷卻太快產(chǎn)生裂紋。

二、焊接熱處理

（一）作業(yè)項(xiàng)目概述

　　為降低焊接接頭的殘余應(yīng)力，改善焊縫的組織與性能，多數(shù)合金鋼管需要進(jìn)行焊接熱處理作業(yè)。但是，凡采用氬弧焊或低氫型焊條，焊前預(yù)熱和焊后適當(dāng)緩冷的下列部件可免做焊后熱處理。

（二）作業(yè)準(zhǔn)備

① 主要?jiǎng)趧?dòng)力計(jì)劃

　　熱處理工 2 人，電工 1 人，配合人員 2 人。

② 熱處理人員要求

　　焊接熱處理人員必須經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)并取得資格證書，做到持證上崗且具備良好的安全意識(shí)和質(zhì)量意識(shí)。

③ 熱處理人員應(yīng)按照《火力發(fā)電廠焊接熱處理技術(shù)規(guī)程》 DL/T819 的有關(guān)規(guī)定履行相應(yīng)的職責(zé)。

④ 填寫熱處理施工工藝卡并經(jīng)過專業(yè)負(fù)責(zé)人簽字，方可熱處理焊口。

⑤ 應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行熱處理施工技術(shù)措施及工藝卡進(jìn)行操作，做到操作無誤，記錄準(zhǔn)確。

⑥ 主要施工機(jī)具設(shè)備：

序號(hào)	名稱	型號(hào)/規(guī)格	單位	數(shù)量	備注
1	熱處理控制柜		臺(tái)	1
2	電加熱帶	273、377	件	2
3	電加熱繩	SCD	m	6
4	電源電纜	16 mm2	m	30
5	熱電偶		根	3
6	補(bǔ)償導(dǎo)線		根	2
7	硅酸錯(cuò)針刺毯	6000*600*25	件	4
8	鋼絲鉗		把	1
9	鐵絲	4#	kg	2

⑦ 施工所用的防護(hù)用品質(zhì)量合格，數(shù)量能保證連續(xù)性施工。

⑧ 施工所需消耗性材料全部到位，施工中注意節(jié)約。

（三）作業(yè)條件

① 使用的機(jī)械設(shè)備及工器具處于正常狀態(tài)。

② 施工道路應(yīng)暢通無阻、照明滿足要求。

③ 防風(fēng)、雨、滑等設(shè)施齊全。

④ 高空作業(yè)平臺(tái)架板牢固可靠。

⑤ 防火器具齊全。

⑥ 各類作業(yè)記錄表格滿足作業(yè)質(zhì)量記錄要求。

⑦ 防火器具齊全。

⑧ 進(jìn)行施工技術(shù)（安全）交底，員工熟知工藝流程、安全措施、質(zhì)量要求等各項(xiàng)內(nèi)容。

（四）熱處理作業(yè)程序

　　熱處理前準(zhǔn)備 -> 熱處理控制柜溫度調(diào)節(jié) -> 加熱帶及保溫被綁縛 -> 升溫加熱 -> 保溫 -> 降溫

1、管道材質(zhì)/鋼號(hào)/牌號(hào)/鋼級(jí)為 15CrMoG，規(guī)格為 D377× 13、D273× 9，熱處理溫度按下表執(zhí)行。

材質(zhì)/鋼號(hào)/牌號(hào)/鋼級(jí)	溫度（℃）	厚度（mm）	厚度（mm）
		≤12.5	>12.5～25
		恒溫時(shí)間（h)	恒溫時(shí)間（h)
15CrMoG	670～700	1/2	1

　　焊后立即進(jìn)行局部高溫回火處理，升溫、降溫速度，6250/δ （單位為℃ /h ，δ為焊件厚度）且不大于 300℃ /h 。降溫時(shí)，300℃以下可不控制。具體看熱處理卡。

15CrMoG焊接熱處理卡片

焊接方法			GTAW+SMAW
焊接材料		焊條	R307
		焊絲	H08CrMoA
		焊條烘干溫度 * 時(shí)間	(350-400)*2h
坡口加工		方法	機(jī)械加工
		坡口角度	60±5°
		坡口鈍邊	1.5±0.5
焊前預(yù)熱溫度（℃）			150-200
焊前預(yù)熱方法			電加熱
管內(nèi)保護(hù)			充Ar
規(guī)范參數(shù)			線能量適當(dāng)增大，一個(gè)焊口應(yīng)連續(xù)焊完
層間溫度（℃）			≥150-200
后熱			立即300- 350℃，恒溫30min，保溫緩冷
焊后熱處理	熱處理溫度（℃）		670-700
	恒溫時(shí)間		φ 377x13	1h
			φ 273x9	0.5h
	加熱速度（℃/h)		(200±10)℃/h
	冷卻速度（℃/h)		300以上：（200±10) ℃/h , 300℃以下：空冷

2、具體采用電加熱器包繞焊縫，用硅酸鋁棉層保溫，保溫層厚度 50mm，溫度控制采用電加熱器自動(dòng)控溫儀控制。

3、對(duì)主管道與接管的焊接（如管座），應(yīng)按主管的壁厚計(jì)算焊接熱處理的升、降溫速度。

4、對(duì)返修焊件的恒溫時(shí)間按焊件的名義厚度計(jì)算，名義厚度如表1。

表1 焊件名義厚度的計(jì)算

焊縫高度或返修焊厚度h/mm	焊件的名義厚度 δ/mm
h<5mm	δ=3h+5
h=5mm～10mm	δ=2h+10
h>10mm	δ=h+20

5、熱處理的加熱寬度，從焊縫中心算起，每側(cè)不小于管子壁厚的 3 倍，且不小于 60 mm。對(duì)于特殊位置的焊口如三通、閥門及焊口邊緣有障礙物時(shí)候，可用履帶型加熱帶和繩型加熱帶結(jié)合使用。

6、熱處理的保溫寬度，從焊縫中心算起，每側(cè)不小于管子壁厚的 5 倍，且每側(cè)應(yīng)比加熱器的安裝寬度增加不少于 100mm, 以減少溫度梯度。保溫厚度以 40-60mm為宜，所用儀表、熱電及附件，應(yīng)根據(jù)計(jì)量要求進(jìn)行標(biāo)定或校驗(yàn)。

7、熱處理方法

熱處理的加熱方法采用遠(yuǎn)控履帶式電阻加熱方法，具體使用方法如下 :

（1）把熱電偶固定在焊縫上，熱電偶探頭與焊縫接觸好，然后把加熱帶包在焊縫上，用保溫材料包扎好，接通電源進(jìn)行處理。

（2）熱處理時(shí)，管道的臨時(shí)支撐應(yīng)在熱處理完畢后及時(shí)拆除，管道的冷拉焊口臨時(shí)固定應(yīng)在熱處理完畢后拆除，承重部位的焊縫在處理前應(yīng)加臨時(shí)支撐，以防在處理過程中產(chǎn)生變形。立管的加熱帶應(yīng)防止其下落。恒溫時(shí)，在加熱范圍內(nèi)任意兩點(diǎn)間溫差應(yīng)低于 50℃。

（3）焊接接頭熱處理后，應(yīng)做好記錄和標(biāo)記，并打上熱處理工的鋼印代號(hào)或永久標(biāo)記，并經(jīng)業(yè)主與監(jiān)理人員共同驗(yàn)收簽字認(rèn)可。

（4）本工程中需要焊后進(jìn)行熱處理焊口為：

序號(hào)	規(guī)格	材質(zhì)/鋼號(hào)/牌號(hào)/鋼級(jí)	熱處理溫度(℃)	保溫時(shí)間（h)
1	D377×13	15CrMoG	670～700	1
2	D273×9	15CrMoG	670～700	1/2

（5）有冷裂紋傾向的焊件，當(dāng)焊接工作停止后，若不能立即進(jìn)行焊后熱處理，應(yīng)進(jìn)行后熱。后熱恒溫度為 300℃ ~400℃，保溫時(shí)間為 2h~4h，使焊縫緩慢冷卻。

（6）進(jìn)行熱處理時(shí)，測(cè)溫點(diǎn)應(yīng)對(duì)稱布置在焊縫中心兩側(cè)，且不得小于兩點(diǎn)。焊接接頭熱處理時(shí)應(yīng)同步做好記錄，熱處理完畢后應(yīng)做好標(biāo)識(shí)。

8、常用鋼的預(yù)熱溫度為：

表2 常用鋼的預(yù)熱溫度

鋼種	管材		板材
	厚度/mm	預(yù)熱溫度/℃	厚度/mm	預(yù)熱溫度/℃
含碳量≤0.35%的碳素鋼及其鑄件	≥26	100～200	≥30 ≥28	100～150
C-Mn (16Mn 16MnR)	≥15	150～200
Mn-V(15MnV 15MnVNR 18MnMoNbR)
0.5Cr～0.5Mo (12CrMo)	—	—	≥15	150～200
1Cr～0.5Mo(15CrMo ZG20 CrMo )	≥10	150～250
1.5Mn-0.5Mo-V(14MnMoV 18MnMonbg)	—	—
1Cr～0.5Mo-V	—	200～300	—	—
1.5Cr～Mo-V （ 15 Cr1Mo1V ） 2Cr～0.5Mo-VW（ 12Cr2MoWVB ） 1.75Cr-0.5Mo-V 2.25Cr-1Mo(12Cr2Mo 10CrMo910) 3Cr-1Mo-Vti(12Cr3MoVSiTiB)	≥6	250～350
9CMM0-V	—	250～300
12Cr-1Mo,9C-1Mo		350～400
1Cr5Mo	—	250X：
ZG15Cr1Mo1V		60℃～100℃ (冷焊時(shí)）、100℃～150℃ (熱焊時(shí)）
ZG15Cr2Mo1		60℃～100℃ (冷焊時(shí)）、150℃～200℃ (熱焊時(shí)）
ZG20CrMoV		250℃～300℃ (熱焊時(shí)）

注 1：

（1）表中的溫度為根據(jù)壁厚確定的最低預(yù)熱溫度。當(dāng)采用鎢極氬弧焊打底時(shí)，可按下限溫度降低 50℃預(yù)熱。

（2）壁厚大于或等于 6mm的合金鋼管子或，大板件在負(fù)溫下焊接時(shí)，應(yīng)比最低的預(yù)熱溫度高 20℃ ~50℃。壁厚小于 6mm的低合金鋼管子及壁厚大于 15mm的碳素鋼管子，在負(fù)溫下焊接，也應(yīng)適當(dāng)預(yù)熱。

（3）承壓件與非承壓件焊接時(shí)，應(yīng)按承壓件進(jìn)行預(yù)熱。接管座與主管焊接進(jìn)，應(yīng)按主管進(jìn)行預(yù)熱。

注2：對(duì)外徑小于 60mm，壁厚小于 6mm的管子，采用氬弧焊時(shí)，預(yù)熱溫度為 50℃ ~100℃

9、工藝質(zhì)量要求

（1）焊接熱處理的工藝參數(shù)在控制范圍內(nèi)，并有自動(dòng)記錄曲線。

（2）熱電偶應(yīng)無損害和位移。

（3）焊件表面無裂紋，無異常。

（4）熱處理后的焊縫需要進(jìn)行硬度測(cè)試。熱處理后的焊縫硬度一般不超過母材布氏硬度的 125%，熱影響區(qū)硬度值不大于母材硬度，檢驗(yàn)數(shù)量不少于熱處理焊口總數(shù)的 10%。如果用硬度儀測(cè)得哪條焊縫及熱影響區(qū)的硬度值不符合要求，則應(yīng)及時(shí)進(jìn)行重新熱處理。

（5）經(jīng)焊接工藝評(píng)定，且具有與作業(yè)指導(dǎo)書規(guī)定相符的熱處理自動(dòng)記錄曲線圖的焊接接頭，可免去硬度測(cè)定，需要時(shí)硬度檢查。

（五）質(zhì)量檢查與技術(shù)文件

1、質(zhì)量檢查，焊接熱處理升溫前應(yīng)進(jìn)行下列檢查：

（1）加熱及測(cè)溫設(shè)備、器具是否符合工藝要求；

（2）加熱裝置的布置、溫度控制分區(qū)是否合理；

（3）加熱范圍是否符合標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范要求，保溫層的寬度、厚度是否合適；

（4）溫度測(cè)點(diǎn)的安裝方法、位置和數(shù)量是否符合工藝要求；

（5）設(shè)定的加熱溫度、恒溫時(shí)間、升、降溫速度等是否符合工藝要求；

（6）是否符合現(xiàn)場(chǎng)安全要求。

2、焊接熱處理后自檢要求

（1）工藝參數(shù)在控制范圍以內(nèi)，并有自動(dòng)記錄曲線；

（2) 熱電偶無損壞、無位移；

（3) 焊接熱處理記錄曲線與工藝卡吻合；

（4) 焊件表面無裂紋、無異常。

3、硬度檢驗(yàn)應(yīng)符合下列規(guī)定

（1）當(dāng)熱處理自動(dòng)記錄曲線與工藝卡不符或無自動(dòng)記錄曲線時(shí)，應(yīng)做硬度檢查，硬度檢查結(jié)果應(yīng)符合 DL5007-1992中 8.06 條和 DL/T 752-2001 中 8.5 條或其他規(guī)程、工藝文件的要求。

（2）應(yīng)對(duì)焊接接頭的焊縫和母材進(jìn)行硬度檢驗(yàn)。當(dāng)管道直徑大于或等于 273mm時(shí)，檢驗(yàn)部位不少于兩處，各檢驗(yàn)部位應(yīng)周向均勻分布。若采用里氏硬度計(jì)檢驗(yàn)，其檢驗(yàn)方法和表示方法應(yīng)符合 GB/T 17394-19981 的要求。

（3）硬度檢查結(jié)果超過規(guī)范規(guī)定范圍時(shí)，應(yīng)找原因，采取措施。如果重新熱處理，則應(yīng)在熱處理后重新檢驗(yàn)硬度。

4、技術(shù)文件

（1）焊接熱處理自動(dòng)記錄曲線。

（2）焊接熱處理記錄。

（3）硬度檢驗(yàn)報(bào)告。

（4）計(jì)量器具測(cè)量記錄

　　a 測(cè)量用的設(shè)備應(yīng)按規(guī)范要求進(jìn)行檢定，有檢定報(bào)告，確保測(cè)量準(zhǔn)確，并在有效期內(nèi)；

　　b 測(cè)量過程要嚴(yán)格控制，按《試驗(yàn)控制程序》執(zhí)行。

現(xiàn)場(chǎng)焊接熱處理曲線圖如下：

5、以上工序均完成后，盡心試壓、保溫、試車工作。