合金钢管道焊接热处理要点

1、合金钢管道焊接热处理要点焊接作业指导书（含焊接热处理工艺）合金钢管道（ 15CrMoG）编制人：审核人：批准人：建设机械分公司技术质量部第 2 页 共 25 页一、适用范围 4.1.1 总则 4.二、编制依据 5.三、工程一览 5.四、对焊工及热处理工的要求 5五、焊接材料的选择 6六、焊接设备、材料及焊接环境的要求 6七、主要施工机具 7八、焊接施工 7.8.1 材料验收 78.2 焊接工艺及流程 7九、焊接热处理 1. 09.1 作业项目概述 1 09.2 作业准备 119.3 作业条件 1. 29.4 热处理作业程序 1 29.5 质量检查与技术文件 1 8十、质量检验 1. 9十一、安

2、全技术措施 2 2第 3 页 共 25 页一、适用范围本作业指导书适用于鞍钢股份能源管控中心 1#4#干熄焦余热发电项目工程 的管道安装施工。1.1 总则1、为了保证锅炉焊接热处理质量，指导焊接热处理作业，特制定本工艺。2、本工艺适用于锅炉、压力容器、压力管道及在受压元件上焊接非受压元件的 安装检修焊焊前预热、后热和焊后热处理工作。3、焊接热处理的安全技术、劳动保护应执行国家现行的方针、政策、法律和法 规有关规定。4、焊接热处理除执行本工艺的规定外，还应符合国家有关标准规范的规定以及 设计图纸的技术要求。第 4 页 共 25 页、编制依据1、施工蓝图；2 、DL/T5031-94 电力建设施工

3、及验收技术规范 管道篇 ;3 、 DL/T 821-2002 钢制承压管道对接焊接接头射线检验技术规程 ；4 、DL/T869-2004 火力发电厂焊接技术规程 ；5 、压力管道安全技术监察规程 - 工业管道 TSGD0001-20096 、 GB/T173941998金属里氏硬度试验方法7 、 DL/T8192002火力发电厂焊接热处理技术规程8 、 GB/T164002003绝热用硅酸铝棉及其制品三、工程一览名称规格材质管道类别管道长度无缝钢管D3771315CrMoGGD1无缝钢管D273915CrMoGGD1四、对焊工及热处理工的要求1、参加本工程焊接的焊工必须有焊工合格证，并有相应的

4、合金钢氩弧焊合格项 目，凡无此合格项目的焊工不得超项焊接。2、焊工应良好的工艺作风， 严格按照给定的焊接工艺和焊接技术措施进行施焊， 并认真进行质量自检。3、焊工在施焊前应认真熟悉作业指导书，凡达不到作业指导书要求时，焊工应 拒绝施焊。当出现重大质量问题时，报告有关人员，不得自行处理。4、合格焊工中断受监部件焊接六个月以上者再次担任受监部件焊接工作时，必 须重新考核。5、严格按设计图纸施工，不得漏焊或焊缝焊口尺寸达不到设计要求。6、焊工对本人施焊的焊口打上自己钢印号， 并进行自检， 确认合格后方可离开， 否则应进行整改。第 5 页 共 25 页 7、焊接班组成员应对小组成员焊工的焊口进行互检，

5、质检员进入现场对焊缝进 行随机抽检。8、焊接热处理工必须经过专业培训并考核取得资格证书。9、焊接热处理工应遵守规范及焊接作业指导书中有关热处理部分的规定，做到 操作无误、记录准确。10、焊接热处理工热处理后必须进行自检，并积累和整理热处理资料。五、焊接材料的选择管道的焊接规格材质焊接方法焊接材料D3771315CrMoG手工钨极氩弧焊打底 手工电弧焊盖面H08CrMoAR307（E5515-B2）D273915CrMoG手工钨极氩弧焊打底 手工电弧焊盖面H08CrMoAR307（E5515-B2）六、焊接设备、材料及焊接环境的要求1、工程中所用的焊接设备应能满足工艺要求， 焊机应调节灵敏、 参

6、数指示正确， 当发现异常时应及时报有关人员进行维修或更换，不得带病作业。2、钨极氩弧焊电极应采用铈钨极，氩气纯度不得低于 99.95%。3、本工程中所用的焊接材料必须具有产品质量合格证，且经复检合格。4、焊条在使用前应进行烘焙，碱性焊条： 350380, 烘焙 1 小时，焊条从 烘干箱中取出后必须放进保温桶内使焊条能保持恒温，做到随取随用，焊条冷 却就不能使用，必须重新烘烤，注意烘烤次数不能超过两次，两次后不能使用， 焊条发放需做好书面记录。5、焊丝使用前应清除锈垢和油污， 直至露出金属光泽。 工程施工前应看清牌号， 所用的焊接材料严禁混用、乱用。6、焊条、焊丝应存放于干燥、通风良好、温度大于

7、5，且相对空气湿度小于第 6 页 共 25 页60%的库房内。7、发现焊接材料存在质量问题时应停止使用。8、在焊接合金钢管道时，允许的最低环境温度为 10，当环境温度低于以上 温度时不得进行焊接施工。9、在焊接施工中应有防风、防雨、防雪等措施。七、主要施工机具1、直流逆变焊机、手工电弧焊工具、手工氩弧焊工具、远红外焊条烘干机、自 动测温仪；2、直向磨光机、角向磨光机、钢丝刷；3、焊条保温筒；4、防风、防雨棚；5、热处理控制箱、履带式加热器、热电偶；6、保温石棉板。八、焊接施工8.1 材料验收对到货的 15CrMoG管道及管件，除欲对质量证明文件和外观进行验收外， 还应进行 100%光谱及硬度检

8、测，确认材质无误和其热处理状态为符合退火供货 状态要求，其硬度 187HB。8.2 焊接工艺及流程1、本工程焊接采用手工钨极氩弧焊打底、手工电弧焊盖面。2、焊前预热：预热的目的是为减少焊缝与焊件的温度梯度，降低焊接接头冷却 速度，降低温差所产生的淬硬组织与应力，预热是防止冷裂纹产生的有效措施 之一。第 7 页 共 25 页a、蒸汽管道管道材质为 15CrMoG，焊前应对其进行预热，预热及层间温度应达 到 150 200，预热范围不小于 100mm，加热区以外的 100mm范围内予以保 温。 b、点固焊时也应预热到要求的温度，采用电加热法，预热应使焊口两侧及 内外壁温度均匀，防止局部过热，边加热

9、边用红外测温仪控制其预热温度，如 焊缝返修其预热温度应比原来高。3、坡口形式按设计文件要求，如设计文件无规定时，蒸汽管道管道焊口应采用 “V”型坡口，应用坡口机加工，坡口尺寸如右图所示：为壁厚； 角 3035 ；间隙 13mm；钝 边 1 2mm；焊件对口时一般应做到内壁齐平，如 有错口，其组对错边量应小于管壁厚的 10%且不大 于 1mm。V”型4、有关焊接工艺参数氩弧焊工艺参数焊层 /焊道母材焊接方法焊丝 牌号 (mm)焊丝 直径 (mm)极性焊接 电流 (A)电 压 (V)焊接速度Cm/min115CrMoGGTAWH08C rMoA2.5直流正接150 -18 014168-12手工电

10、弧焊工艺参数第 8 页 共 25 页焊 层/ 焊 道母材焊接方法焊丝 牌号 （mm）焊丝 直径 （mm）极性焊接 电流 （A）电 压 （V）焊接速度Cm/min215CrMoGSMAWR307( E5515-B2)3.2直流反接90-11022241012315CrMoGSMAWR307( E5515-B2)3.2直流反接90-110222410125、由于氩弧焊时对杂质较为敏感， 因此焊件在组装前应将焊口表面及附近 20mm 母材内、外壁的油、漆、垢、锈等清理干净，直至发出金属光泽。6、焊口的局部间隙过大时， 应设法休整到规定的尺寸， 严禁在间隙内加填塞物。7、除设计规定的冷拉口外，其余焊口

11、应禁止用强力对口更不允许利用热膨胀法 对口，以妨引起附加应力。8、焊接施工过程中包括对口装配、施焊、热处理和检验等四道工序，本道符合 要求后方可进行下道工序，否则禁止下道工序的施工。9、蒸汽管道组对焊接时由于管径较大，因此定位焊缝应具有一定的长度（1520mm） 和厚度（2 2.5mm），然后进行打底焊。再进行填充盖面，施焊顺序同打底焊，其间 应注意层间清理及质量检查。10、为防止裂纹的产生，打底焊缝应具有足够的厚度（ 22.5mm），打底焊后要第 9 页 共 25 页 及时填充盖面，当天焊完。打底焊、盖面焊最好由两名焊工对称焊接完成。11、焊口焊完之后把熔渣、飞溅物清理干净，经外观自检合格后

12、施焊焊工在焊 缝附近打上自己的钢印代号。12、施工过程中严禁在管子上随便引弧、焊接支架、吊耳等。13、管子焊接时，管内不得有穿堂风。14、因为 15CrMoG耐热钢裂纹倾向较大，所以焊接时应设法减小焊缝的拘束度， 尽量在自由状态下焊接，以免因刚性过大而引起过大内应力而导致焊缝产生裂 纹。为此，除了要求班组在施工时严格按照焊接工艺指导书的焊接顺序与方向 施焊外，还要注意不要对焊件进行强制固定。所以施工时应先将管道在自由状 态下对接好，并且坡口达到要求及焊缝预热温度（ 150 200），符合要求后 方可施焊。第一层为钨极氩弧焊打底，第二、三层位手工电弧焊盖面。焊接过 程中层间温度不应低于预热温度，

13、这样才能保证焊接接头不致产生淬硬甚至裂 纹。但也不能过高，以免过烧使晶粒粗大，降低性能。（保持层间温度有和预 热温度同样的作用，如果只注意预热而不保持层间温度，预热也就失去意义。 因为预热只能保证第一层焊缝的施焊温度，在以后各层施焊时，层间温度就是 其预热温度。）每焊完一次必须用砂轮机清根以防止夹渣。焊缝最好一次成型， 如有断续焊缝，必须重新预热。在氩弧焊时，应做好防风措施以防止焊缝产生 气孔。每焊完一道焊缝必须用保温材料将焊缝包裹好，以防止焊缝冷却太快产 生裂纹。九、焊接热处理9.1 作业项目概述为降低焊接接头的残余应力，改善焊缝的组织与性能，多数合金钢管需要 进行焊接热处理作业。但是，凡采

14、用氩弧焊或低氢型焊条，焊前预热和焊后适 当缓冷的下列部件可免做焊后热处理。 壁厚小于或等于 10mm，管径小于或等于 108mm的 15CrMoG管子。第 10 页 共 25 页9.2 作业准备 主要劳动力计划 ;热处理工 2人，电工 1 人，配合人员 2人。 热处理人员要求 : 焊接热处理人员必须经过专业培训并取得资格证书，做到持证上岗且具备 良好的安全意识和质量意识。 热处理人员应按照 火力发电厂焊接热处理技术规程 DL/T819 的有关规定 履行相应的职责。 填写热处理施工工艺卡并经过专业负责人签字，方可热处理焊口。 应严格执行热处理施工技术措施及工艺卡进行操作，做到操作无误，记录 准确

15、。 主要施工机具设备：序号名称型号 / 规格单位数量备注1热处理控制柜台12电加热带273、377件23电加热绳SCDm64电源电缆16 2m305热电偶根36补偿导线根27硅酸铝针刺毯6000*600*25件48钢丝钳把19铁丝4#2 施工所用的防护用品质量合格，数量能保证连续性施工； 施工所需消耗性材料全部到位，施工中注意节约。第 11 页 共 25 页9.3 作业条件 使用的机械设备及工器具处于正常状态。 施工道路应畅通无阻、照明满足要求 防风、雨、滑等设施齐全； 高空作业平台架板牢固可靠； 防火器具齐全； 各类作业记录表格满足作业质量记录要求； 防火器具齐全； 进行施工技术（安全）交底

16、，员工熟知工艺流程、安全措施、质量要求等各 项内容。9.4 热处理作业程序热处理控1） 管道材质为 15CrMoG，规格为 D377 13、D2739，热处理温度按下表执行材质温度（）厚度（ mm）厚度（ mm）12.512.5 25恒温时间（ h）恒温时间（ h）第 12 页 共 25 页15CrMoG6707001/21焊后立即进行局部高温回火处理，升温、降温速度， 6250/ （单位为 /h ， 为焊件厚度）且不大于 300/h 。降温时， 300以下可不控制。具体看热处理 卡。（ 1-1 ）15CrMoG焊接热处理卡片（ 1-1）焊接方法GTAW+SMAW焊接材料焊条R307焊丝H08

17、CrMoA焊条烘干温(350-400)*2h坡口加工方法机械加工坡口角度605坡口钝边1.5 0.5焊前预热温度（）150-200焊前预热方法电加热管内保护充 Ar规范参数线能量适当增大，一个焊口应连续焊完层间温度（）150-200后热立即300- 350,恒温 30min,保温缓冷焊后热热处理温度（）670-700恒温时间377x131h第 13 页共 25 页处理加热速度 （/h）（20010）/h冷却速度 （/h）300 以上：（20010） /h ，300以下 : 空冷2）具体采用电加热器包绕焊缝，用硅酸铝棉层保温，保温层厚度50mm，温度控制采用电加热器自动控温仪控制。3）对主管道与

18、接管的焊接（如管座） ，应按主管的壁厚计算焊接热处理的升、降 温速度。4）对返修焊件的恒温时间按焊件的名义厚度计算，名义厚度如表1。表 1 焊件名义厚度的计算焊缝高度或返修焊厚度 h/mm焊件的名义厚度 /mmh10mmh205）热处理的加热宽度，从焊缝中心算起，每侧不小于管子壁厚的3 倍，且不小于 60 mm。对于特殊位置的焊口如三通、阀门及焊口边缘有障碍物时候，可用 履带型加热带和绳型加热带结合使用。6）热处理的保温宽度，从焊缝中心算起，每侧不小于管子壁厚的5 倍，且每侧应比加热器的安装宽度增加不少于 100mm以, 减少温度梯度。 保温厚度以 40-60mm 为宜，所用仪表、热电及附件，

19、应根据计量要求进行标定或校验。7）热处理方法： 热处理的加热方法采用远控履带式电阻加热方法，具体使用方法如下 :（1）把热电偶固定在焊缝上，热电偶探头与焊缝接触好，然后把加热带包在焊 缝上，用保温材料包扎好，接通电源进行处理。（2）热处理时，管道的临时支撑应在热处理完毕后及时拆除，管道的冷拉焊口 临时固定应在热处理完毕后拆除，承重部位的焊缝在处理前应加临时支撑，以第 14 页 共 25 页 防在处理过程中产生变形。立管的加热带应防止其下落。恒温时，在加热范围 内任意两点间温差应低于 50。（3）焊接接头热处理后，应做好记录和标记，并打上热处理工的钢印代号或永 久标记，并经业主与监理人员共同验收

20、签字认可。4）本工程中需要焊后进行热处理焊口为：序号规格材质热处理温度（ . ）保温时间（ h）1D3771315CrMoG67070012D273915CrMoG6707001/2（5）有冷裂纹倾向的焊件，当焊接工作停止后，若不能立即进行焊后热处理， 应进行后热。 后热恒温度为 300400，保温时间为 2h4h，使焊缝缓慢冷却。（6）进行热处理时，测温点应对称布置在焊缝中心两侧，且不得小于两点。焊 接接头热处理时应同步做好记录，热处理完毕后应做好标识。第 15 页 共 25 页8）常用钢的预热温度为：表 2 常用钢的预热温度钢种管材板材厚度/mm预热温 度/厚度/mm预热温 度/含碳量 0

21、. 钢及其铸件35%的碳素261002003028100150C-Mn(16Mn、16MnR)15150200Mn-V(15MnV、15MnVN、R18MnMoNb)R0.5Cr0.5Mo(12CrMo)15150201Cr0.5Mo ( 15CrMo ZG20 CrMo) 1015025001.5Mn-0.5Mo-V(14MnMoV 18MnMonbg)1Cr0.5Mo-V2003001.5CrMo-V ( 15 CrlMolV ) 2Cr0.5Mo-VW (12Cr2MoWV)B6250350第 16 页 共 25 页1.75Cr-0.5Mo-V 2.25Cr-1Mo(12Cr2Mo 10

22、CrMo910) 3Cr-1Mo-Vti(12Cr3Mo VSiTiB)9Cr-1Mo-V25030012Cr-1Mo,9C-1Mo3504001Cr5Mo250ZG15Cr1Mo1V60100（冷焊时）、100150（热焊时）ZG15Cr2Mo160100（冷焊时）、150200（热焊时）ZG20CrMoV250300（热焊时）注 1：（1）表中的温度为根据壁厚确定的最低预热温度。当采用钨极氩弧焊打底时，可按下限温度降低 50预热。（2）壁厚大于或等于 6mm的合金钢管子或，大板件在负温下焊接时，应比最低的预热温度高2050。壁厚小于 6mm的低合金钢管子及壁厚大于 15mm的碳素钢管子，在

23、负温下焊接，也应适当预热。（3）承压件与非承压件焊接时，应按承压件进行预热。接管座与主管焊接进，应按主管进行预热。注 2：对外径小于 60mm，壁厚小于 6mm的管子，采用氩弧焊时，预热温度为50 1009）工艺质量要求（1）焊接热处理的工艺参数在控制范围内，并有自动记录曲线。（2）热电偶应无损害和位移。（3）焊件表面无裂纹，无异常。（4）热处理后的焊缝需要进行硬度测试。热处理后的焊缝硬度一般不超过母材 布氏硬度的 125%，热影响区硬度值不大于母材硬度，检验数量不少于热处理焊 口总数的 10%。如果用硬度仪测得哪条焊缝及热影响区的硬度值不符合要求，则应及时进行重新热处理。第 17 页 共 2

24、5 页（5）经焊接工艺评定，且具有与作业指导书规定相符的热处理自动记录曲线图 的焊接接头，可免去硬度测定，需要时硬度检查。9.5 质量检查与技术文件（1）质量检查 焊接热处理升温前应进行下列检查：a）加热及测温设备、器具是否符合工艺要求；b）加热装置的布置、温度控制分区是否合理；c）加热范围是否符合标准及规范要求，保温层的宽度、厚度是否合适；d）温度测点的安装方法、位置和数量是否符合工艺要求；e）设定的加热温度、恒温时间、升、降温速度等是否符合工艺要求； f ）是否符合现场安全要求。（2）焊接热处理后自检要求是：a）工艺参数在控制范围以内，并有自动记录曲线；b）热电偶无损坏、无位移；c）焊接热

25、处理记录曲线与工艺卡吻合；d）焊件表面无裂纹、无异常。（3）硬度检验应符合下列规定：a ）当热处理自动记录曲线与工艺卡不符或无自动记录曲线时，应做硬度 检查，硬度检查结果应符合 DL5007-1992中 8.06 条和 DL/T 752-2001 中 8.5 条或其他规程、工艺文件的要求。b）应对焊接接头的焊缝和母材进行硬度检验。当管道直径大于或等于 273mm时，检验部位不少于两处，各检验部位应周向均匀分布。若采用里氏 硬度计检验，其检验方法和表示方法应符合 GB/T 17394-19981 的要求。c）硬度检查结果超过规范规定范围时，应找原因，采取措施。如果重新 热处理，则应在热处理后重新

26、检验硬度。4）技术文件第 18 页 共 25 页 （1）焊接热处理自动记录曲线。（2）焊接热处理记录。（3）硬度检验报告。（5）计量器具测量记录（1）测量用的设备应按规范要求进行检定，有检定报告，确保测量准确，并在 有效期内；（2）测量过程要严格控制，按试验控制程序执行。 现场焊接热处理曲线图如下：十、质量检验1、 无损检测焊口部位探伤方法探伤比率执行标准合格等级蒸汽管道管道射线探伤查图纸DL/T821-20042、质量检验标准第 19 页 共 25 页序号验评项目检验指标及要求性 质部 件 规 格质量标准检查 方法 及器 具检 验 指 标检验要求A1A2A3A4A5项指 标合格优良1焊 接 接 头 表 面 质 量焊 缝 成 型有有有有有焊缝 过渡 圆滑，接头良好焊缝 过渡 圆滑、 匀直、 接头 良好目测焊 缝 余 高有有有有有 1000.2502目测，焊缝 检测 尺100302.5焊 缝 宽有有有有有 1032第 20 页 共 25 页窄 差1043咬 边有有有有有要h0.5， I 0.1L， 且40无错 口有有有有有外壁 0.1 ，且4外壁0.1 ，且1目 测， 直尺弯 折有有有有有D1001/100D1003/200裂 纹有有有有有要无35倍放大 镜目 测弧 坑有有有有有无第