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一.鋼材及焊接材料

1. 焊接前必須查明所焊材料的鋼號,以便正確地選用相應的焊接材料和確定合適的焊接工藝和熱處理工藝。

2. 鋼材必須符合國家標準(或部頒標準、專業技術標準)、進口鋼材符合該國國家標準或合同規定的技術標準。

3. 焊接材[焊條、焊絲、鎢棒、氬氣、氧氣、乙炔氣(電石)和焊劑]的質量符合國家標準(或相關標準)。

4. 鋼材、焊條、焊絲等均應有製造廠的質量合格證。凡無質量合格證或對其質量有懷疑時,應按批號抽查試驗。合格後方可使用。

5. 焊條、焊絲的選用,應根據母材的化學成分、機械性能和焊接接頭的抗裂性、碳擴散、焊前預熱、焊後熱處理以及使用條件綜合考慮。

5.1 同種鋼材焊接時,焊條(焊絲)的選用,一般符合下列要求:

5.1. 焊縫金屬性能和化學成分與母材相當。

5.2. 工藝性能良好。

5.2 異種鋼材焊接時,焊條(焊絲)的選用,一般符合下列要求:

(1) 兩側之一為奧氏體不鏽鋼時,可選用含鎳量較高的不鏽鋼焊條(焊絲)。

(2) 兩側鋼材均為非奧氏體不鏽鋼時,可選用成分介於二者之間或合金含量低的一側相配的焊條(焊絲)。

6. 鎢極氬弧焊用的電極、宜採用鈰鎢棒,所用的氬氣純度不低於99.95%。

7. 氧-乙炔焊所用的氧氣純度應在98.5%以上。乙炔氣純度應符合GB6819-86《溶解乙炔》的規定。如以電廠製備乙炔氣,電石應有出廠證明書,其質量可採用檢查焊縫金屬中的硫、磷含量(按被焊金屬標準)的方法來確定;用於焊接的乙炔氣,應進行過濾,未經檢查或雜質含量超過標準的電石,不得用於受監部件的焊接。

8. 埋弧自動焊用的焊劑應符合有關標準技術要求。

二.焊前準備

1.焊口的位置應避開應力集中區且便於施焊及熱處理,一般應符合下列要求:

1.1鍋爐受熱面管子焊口,其中心線距離管子彎曲起點或汽包、聯箱外壁以及支吊架邊緣至少70mm,兩個對接焊口間距離不得小於150mm。

1.2管道對接焊口、其中心線距離管子彎曲起點不得小於管子的外徑,且不小於100mm(焊接、鍛制、鑄造成型管件外),距支吊架邊緣至少50mm,兩個對接焊口間距離不得小於管子的直徑,且不得小於150mm。

1.3管接頭和儀表插座一般不可設置在焊縫或熱影響區內。

1.4筒體的對接焊口,其中心線距離封頭彎曲起點不小於壁厚加15mm,且不小於25mm和不大於50mm。

1.5帶有縱向焊縫的筒體和封頭,相鄰兩縱向焊縫的距離應大於壁厚的3倍,且不小於100mm

1.6焊接管的管孔應儘量避免開在焊縫上,並避免管孔焊縫與相鄰焊縫的熱影響區相重合,如必須在焊縫上及附近開孔時,應滿足以下條件:

(1)管孔兩側大於孔徑且不大於60mm範圍內的焊縫應按表8.0.3的要求,經無損探傷檢驗合格。

(2)孔邊不在焊縫缺陷上。

(3)管接頭需經焊後熱處理消除應力。

1.7搭接焊縫的搭接尺寸應不小於5倍母材厚度,且不小於30mm。

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2.管子、管道、壓力容器和鋼結構的坡口形式應按設計圖紙規定加工,如無規定時,坡口的型式和尺寸應能保證焊接質量、填充金屬量少,改善勞動條件、便於操作、減少焊接應力和變形,適應探傷要求等原則選用。

3.焊接下料與坡口加工按下列要求進行:

3.1焊件下料採用機械方法為宜,對淬硬傾向較大的合金鋼材,公稱直徑<100mm的管子和公稱直徑>100mm、工作壓力>3.9Mpa的汽水管道,尤應以機械方法加工。

3.2如用熱加工法(如氣割)下料,切口部分應留有加工餘量,以除去淬硬層及過熱金屬。對淬硬傾向較大的合金鋼材用熱加工法下料後,切口部分應先進行退火處理再行加工。

3.3坡口的製備應以機械加工的方法進行,如使用火焰切割切制坡口,則應將割口表面的氧化物,溶渣急飛濺物按第5條的要求清理乾淨,並將不平處修理平整。

4.焊件經下料及坡口加工後按下列要求進行檢查,合格後方可進行組對。

(1)淬硬性較大的鋼材如使用火焰切割下料坡口,加工後要經表面探傷檢驗合格。

(2)坡口處母材無裂紋、重皮、坡口損傷及毛刺等缺陷。

(3)坡口加工尺寸符合圖樣要求。

(4)在第5條規定的清理範圍內無裂紋、夾層等缺陷。

5.焊件在組裝前應將焊口表面及附近母材內、外壁的油、漆、垢、鏽等清理乾淨,直到發出金屬光澤。清理範圍規定如下:

(1)手工電弧焊對接焊口,每側各為10~15mm

(2)埋弧焊接焊口:每側各為20mm。

(3)角接接頭焊口:焊角K值為+10mm

6.對接管口端面應與管子中心線垂直。其偏斜度△f不得超過以下規定:

(1)當φ≤60mm, △f≤0.5mm

(2)當60<φ≤159mm, △f≤1mm

(3)當159<φ≤219mm, △f≤1.5mm

(4)當φ>219mm, △f≤2mm

7.焊件對口時一般應做到內壁齊平,如有錯口,其錯口值應符合下列要求:

(1)對接單面焊的局部錯口值不應超過壁厚的10%,且不大於1mm。

(2)對接雙面焊的局部錯口值不應超過焊件厚度的10%,且不大於3mm。

8.不同厚度焊件對口時,其厚度差可按規定方法處理。

9.焊口的局部間隙過大時,應設法修整到規定尺寸,嚴禁在間隙內加填塞物。

10.焊條、焊絲和焊劑應存放於乾燥、通風良好、溫度大於5℃,且相對空氣溼度小於60%的庫房內。

焊條、焊劑使用前應按其說明書要求進行烘焙不得超過兩次。焊絲使用前應清除鏽垢和油汙、至露出金屬光澤。焊接重要部件的焊條,使用時應裝入溫度保持在100~150℃的專用保溫箱筒內,隨用隨取。存放一年以上的焊條用於重要部件焊接時,如對其質量發生懷疑,應重新做出鑑定,符合要求後方準使用。

11.焊接組裝時應將待焊工件墊置牢固,以防止在焊接和熱處理過程中產生變形和附加應力。

12.除設計規定的冷拉口外,其餘焊口應禁止用強力對口,更不允許利用熱膨脹法對口,以防引起附加應力。

13.焊接場所應採取防風、防雨、防雪、防寒等措施。

14.焊接施工過程包括對口裝配、施焊、熱處理和檢驗等四個重要工序。本道工序符合要求後方準進行下道工序,否則禁止下道工序施工。

15.合格焊工在施焊鍋爐受熱面管前,應進行與實際條件相適應的模擬練習,並經摺斷面檢查符合要求後方可正式焊接。

三.焊接工藝

1. 焊接時允許的最低環境溫度如下:碳素鋼:-20℃。低合金鋼、普通低合金鋼:-10℃。中、高合金鋼:0℃。

2. 各種鋼材施焊前的預熱溫度推薦如表,並有如下規定:

2.1據焊接工藝評定提出預熱要求。

2.2壁厚≥6mm的合金鋼管子、管件(如彎頭、三通等)和大厚度板件在負溫下焊接時,預

熱溫度可按表1的規定值提高20~50℃。

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2.3壁厚<6mm的低合金鋼管子及壁厚>15mm的碳素鋼管在負溫下焊接時亦應適當預熱。

2.4異種鋼焊接時,預熱溫度應按焊接性能較差或合金成分較高的一側選擇。

2.5接管座與主管焊接時,應以主管規定的預熱溫度為準。

2.6非承壓件與承壓件焊接時,預熱溫度應按承壓件選擇。

3. 預熱寬度從對門中心開始,每側不少於焊件厚度的三倍。厚度大於35毫米的焊接接頭預熱時的升溫速度應符合第605條的規定。

4. 施焊過程中,層間溫度應不低於規定的預熱溫度的下限,且不高於400℃。

5. 承壓管道焊接時,為保證管道(或管子)內壁清潔和焊縫根層質量,所用的焊接方法應遵照下表的規定。

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承壓管道焊接方法的規定

6. 中、高合金鋼(含鉻量≥3%或合金總含量>5%)管子和管道焊口,為防止根層氧化或過燒,焊接時內壁應允氬氣或混合氣體保護。

7. 嚴禁在被焊工件表面引燃電弧、試驗電流或隨意焊接臨時支撐物,高合金鋼材料表面不得焊接對口用卡具。

8. 管子焊接時,管內不得有穿堂內。

9. 點固焊時,除其焊接材料、焊接工藝、焊工和預熱溫度等應與正式施焊時機相同外,還應滿足下列要求:

9.1 在對口根部點固焊時,點固焊後應檢查各個焊點質量,如有缺陷應立即清除,重新進行點焊。

9.2 厚壁大徑管若採用填加物方法點固,當去除臨時點固物時,不應損傷母材,並將其列殘留焊疤清除乾淨、打磨修整。

10. 採用鎢氬弧焊打底的根層焊縫檢查後,應及時進行次層焊縫的焊接,以防止產生裂紋。多層多道焊縫焊接時,應逐層進行檢查,經自檢合格後,方可焊接次層,直至完成。

11. 厚壁大徑管的焊接應採用多層多道焊,當壁厚大於35mm時,也應符合下列規定:

11.1 氬弧焊打底的焊層厚度不小於3mm。

11.2 其它焊道的單層厚度不大於所用焊條直徑加2mm。

11.3 單焊道擺動寬度不大於所用焊條直徑的5倍。

12. 為減少焊接變形和接頭缺陷,直徑大於194mm的管子和鍋爐密集排管(管子間距≤30mm)對接焊口宜採取二人對稱焊。

13. 鋼結構的焊接應按作業指導書的規定進行。

14. 施焊中,應特別注意接頭和收弧的質量,收弧時應將溶池填滿,多層多道焊的接頭應錯開。

15. 施焊過程除工藝和檢驗上要求分次焊接外,應連續完成。若被迫中斷時,應採取防止裂紋產生的措施(如後冷、緩冷、保溫等)。再焊時,應仔細檢查並確認無裂紋後,方可按照工藝要求繼續施焊。

16. 公稱直徑大於或等於1000mm的管道或容器的對接焊口,應採取雙面焊接,並應採取清根措施,以保證封底焊質量。清根後應按第405條要求將氧化物清除乾淨。

17. 對需做檢驗的隱蔽焊縫,應經檢驗合格後,方可進行其它工序。

18. 焊口焊完後應進行清理,經自檢合格後在焊縫附近打上焊工本人的代號鋼印,或永久性標記。

19. 對容易產生延遲裂紋的鋼材,焊後應立即進行熱處理,否則應作後熱處理,其溫度以300~350℃為宜,恆溫時間不小於兩小時。後熱處理的加熱範圍與熱處理要求相同。

20. 焊接接頭有超過標準的缺陷時,可採取挖補方式補修。但同一位置上的挖補次數一般不得超過三次,中、高合金鋼不得超過二次,並應遵守下列規定:

20.1 徹底清除缺陷。

20.2 補焊時,應制定具體的補焊措施並照工藝要求進行。

20.3 需進行熱處理的焊接接頭,返修後應重做熱處理。

21. 安裝管道冷拉口所使用的加載工具,需待整個對口焊接和熱處理完畢後方可卸載。

22. 不得對焊接接頭進行加熱校正。

四.焊後熱處理

1. 熱處理是為了降低焊接接頭的殘餘應力,改善焊縫金屬的組織與性能。熱處理過程應嚴格按照本規範及有關規定進行。

2. 下列焊接接頭焊後應進行熱處理:

2.1 壁厚>30mm的碳素鋼管子與管件。

2.2 壁厚>32mm的碳素鋼容器。

2.3 壁厚>28mm的普通低合金鋼容器。

2.4 耐熱鋼管子與管件(第603條規定的內容除外)。

2.5 經焊接工藝評定需做熱處理的焊件。

3. 凡採用氬弧焊或低氫條,焊前預熱和焊後適當緩冷的下列部件可免做焊後熱處理。

3.1 壁厚小於或等於10mm,管徑小於或等於108mm的15CrMo、12CrMo鋼管子。

3.2 壁厚小於或等於8mm,管徑小於或等於108mm的12CrMoV鋼管子。

3.3 壁厚小於或等於6mm,管徑小於或等於63mm的12CrMoWVB鋼管子。

4. 焊後熱處理一般為高溫回火。

5. 熱處理的過程中,升溫、降溫速度規定如下:

5.1 升溫、降溫速度,一般可按250×25/壁厚℃計算,且不大於300℃/h。

5.2 降溫過程中,溫度在300℃以下可不控制。

6. 異種焊接接頭的焊後熱處理,應按兩側鋼材及所用焊條(焊絲)綜合考慮。

7. 熱處理的加熱寬度,從焊縫中心算起,每側不小於管子壁厚的3倍,且不小於60mm。

8. 熱處理時的保溫寬度,從焊縫中心算起,每側不得小於管子壁厚的5倍,以減少溫度梯度。

9. 熱處理的加熱方法,應力求內外壁和焊縫兩側溫度均勻,恆溫時在加熱範圍內任意兩測點間的溫差應低於50℃。厚度大於10mm時應採用感應加熱或電阻加熱。

10. 熱處理的加熱測溫必須準確可靠,應採用自動溫度記錄。所用儀表、熱電偶及其附件,應根據計量的要求進行標定或校驗。

11. 進行熱處理時,測溫點應對稱佈置在焊縫中心兩側,且不得少於兩點。水平管道的測點應上下對稱佈置。

12. 焊接接頭熱處理後,就做好記錄和標記,並打上熱處理工的代號鋼印或永久性標記。

五.質量檢驗

1. 重視焊接質量的檢查和檢驗工作,實行焊接質量三級檢查驗收制度,貫徹自檢與專業檢驗相結合的方法,做好驗評工作。焊接質量檢查,包括焊接前、焊接過程中和焊接結束後三個階段的質量檢查,應嚴格按檢驗項目和程序進行。

2. 焊接接頭分類檢查的方法、範圍及數量,按下表進行,且應符合下列規定:

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焊接接頭分類檢驗的項目範圍及數量

注:1)經焊接工藝評定,且具有與作業指導書規定相符的熱處理自動記錄曲線圖的焊接接頭,可免去硬度測定。

2)經焊接工藝評定,且按作業指導書施焊的鍋爐受熱面焊接接頭,可免作割樣檢查。

3)鋼結構的無損探傷方法及比例按設計要求進行。

4)煙、風、煤、粉、灰等管道應做100%的滲油檢查。

2.1 觀檢查不合格的焊縫,不允許進行其它檢查。

2.2 需做熱處理的焊接接頭,應在熱處理後進行無損探傷。

2.3 焊接接頭的射線透照或超聲波探傷按下列規定選用:

(1) 厚度≤20mm的汽水管道採用超聲波探傷時,還應另做不小於20%探傷量射線透照。

(2) 厚度>20mm、且小於70mm的管子和焊件射線透照或超聲波探傷可任選其中一種。

(3) 厚度≥70mm的管子在焊到20mm左右時做100%的射線探傷,焊接完成後做100%超聲波探傷。

(4) 對於焊接接頭為Ⅰ類的鍋爐受熱面管子,除做不少於25%的射線透照外,還應另做25%的超聲波探傷。

2.4 合金鋼件焊後應對焊縫進行光譜分析複查,規定如下:

(1) 鍋爐受熱面管子不少於10%。

(2) 其它管子及管道100%。

(3) 光譜分析複查應根據每個焊工的當日工作量進行。

3. 割樣或代樣的檢查結果若有不合格項目時,應做該項目不合格試樣數量的雙倍複檢。

4. 無損探傷的結果若有不合格時,除對不合格焊縫進行返修外,尚應從該焊工當日的同一批焊接接頭中增做不合格數的加倍檢驗,加倍檢驗仍有不合格時,則該批接頭評為不合格。

5. 對於不合格的焊接接頭,應查明原因,採取對策,進行返修。返修後還應進行檢驗。

6. 熱處理自動記錄圖異常應做硬度值抽查。被查部件的硬度超過規定範圍時,應按班次做加倍複檢並查明原因,對不合格接頭重新做熱淚盈眶處理。

7. 焊接檢驗後,應按部件和整體分別統計出無損檢驗一次合格率,以反映焊接質量狀況。其計算方法可按下式進行:

無損檢驗一次合格率=(A—B)/A ×100%

式中 A——一次被檢焊接接頭當量數(不包括複檢及重複加倍當量數);

B——不合格焊接接頭當量數(包括挖補、割口及重複返工當量數)。

8. 當量數計算規定如下:

8.1 外徑小於或等於76mm的管接接頭,每個接頭即為當量數1。

8.2 外徑大於76mm的管子、容器接頭,同焊口的每300mm被檢焊縫長度計為當量數1。

8.3 使用射線探傷時,相鄰底片上的超標缺陷實際間隔小於300mm時可計為一個當量。

六、質量標準

1. 焊縫外觀檢查質量應符合下列要求:

1.1焊縫邊緣應圓滑過渡到母材,焊縫外形尺寸應符合設計要求,其允許尺寸見下表。

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1.2 焊縫表露缺陷應符合下表要求。

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1.3 焊接角變形應符合下表規定。

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1.4 管子、管道的外壁錯口值不得超過以下規定:

(1) 鍋爐受熱面管子:≤10%δ+1mm。

(2) 其它管道:≤10%δ且≤4mm。

2. 焊縫的無損探傷檢驗及結果的評定應按照以一標準進行。

2.1 承壓管道:

(1) SD143—85《電力建設施工驗收技術規範(鋼製承壓管道對接焊縫射線檢驗篇)》。

(2) SD67—83《電力建設施工驗收技術規範(管道焊縫超聲波檢驗篇)》。

2.2 容器及鋼結構:

(1) GB3323—87《鋼熔化焊對接接頭射線照相和質量分級》。

(2) JB1152—81《鍋爐和鋼製壓力容器對接焊縫超聲波探傷》。

各類焊縫的質量級別規定見下。

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3. 焊接接頭機械性能試驗結果應符合下表的規定。

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4. 焊接接頭折斷面和金相宏觀檢驗標準應符合國家標準規定。

5. 金相微觀檢驗合格標準如下:

5.1 沒有裂紋。

5.2 沒有過燒組織。

5.3 在非馬氏體鋼中,沒有淬硬的馬氏體組織。熱處理後焊縫的硬度,一般不超過母材布氏硬度HB加100,且不超過下列規定:合金總含量<3%,HB≤270,合金總含量3%,HB≤300,合金總含量>3%,HB≤350。



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