低温钢焊接工艺标准

1、低温钢焊接工艺标准1适用围本工艺标准适用于设计温度为-209-196的低温设备、管道用的无械低混合金钢和含探钢的手 工电弧焊、埋弧自动焊、手工铛极氮弧焊及熔化极气体保护焊的焊接施工。2施工准备GB50235GB50236SH3501SH3525HG20585GB150JB4708 /T4709JB4730JB32232.1 技术准备(施工标准、规)2.1.1 工业金属管道工程施工及验收规2.1.2 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规2.1.3 石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及脸收规2.1.4 石油化工低温钢焊接规程2.1.5 钢制低温压力容器设计规定2.1.6 钢制压力容器2.1.7

2、压力容器安全技术监察规程2.1.8 钢制压力容器焊接工艺评定2.1.9 钢制压力容器焊接规程2.1.10 压力容器无损检测2.1.11 焊条质量管理规程2.2 作业人员表2.2主要作业人员序号工种技术鉴定证安全操作证其它资质1电焊工中、高级持证低温钢项目焊工合格证2管工中、高级持证3脩工中、高级持证4气割工中、高级持证5热处理工中、高级持证6探伤检测人员/持证操作持I持证,评定持n级证注：焊工合格证考核按锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规侧或现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规GB50236进行考试。2.3 材料检查验收2.3.1 低温钢钢板、钢管、管件及锻件(1)低温钢钢板、钢管、管件及

3、锻件应具有出厂合格证和质量证明书。其检验项目及技术要求标准应 符合国家标准或行业标准。(2)低温钢钢板、钢管、管件及锻件材料入库前应核对材料牌号和质量证明书。施工前应进行外观检 查，其表面不得有裂纹、气泡、缩孔、重皮、夹渣等缺陷，否则应进行消除，消除深度不应超过材料的 负偏差。(3)用于制造压力容器受压元件的低温钢材，应进行复验，复验容应按钢制压力容器GB150-98 附录C规定。(4)国外材料应符合合同规定的材料标准，并按相应材料标准进行复验。(5)低温钢钢板、钢管及管件必须按要求进行低温夏比(V型缺口)冲击试验。因材料截面尺寸太小 无法制取5mmX 1 OmmX 55mm小尺寸试样可除外。

4、(6)低温夏比(V型缺口)冲击试验最低冲击功规定表2.3.1 (6) 低温夏比(V型缺口)冲击试验最低冲击功规定钢材标准抗拉强度下限值。b三个试样的冲击功平均值Akv.JMpa1 Onun x 10mm x 55mm5mm x 1 Omm x 55nlm<450189450>ab<5152010515<ob<6552714注：试验温度下三个试样的冲击功平均值不得低于表中的规定；其中单个试样的冲击功可小于平均值，但不得小于平均 值的70%(7)低温钢钢板、钢管、管件及锻件的使用状态、冲击韧性试脸及无损检测要求应符合国家标准或行 业标准外还应符合设计文件的规定。2.3

5、.2 焊接材料(1)低温钢焊条应符合国家现行的低合金钢焊条GB5118o(2)低温钢焊丝应符合国家现行的气体保护电弧焊用碳钢，低合金钢焊丝GB/T8110的规定，焊 剂应符合国家现行规标准。(3)国外焊材应符合生产国相应的技术标准的要求。(4)焊接材料入库时，应核查其质量证明书，同时检查包装状况，不得有破损、受潮、锈蚀等现象。(5)焊条应按批进行药皮含水量或熔敷金属扩散室含量的复验，其检脸方法按相应的焊条标准或技术 要求。(6)铛极气体保护焊所用的氨气应符合国家现行的标准室气GB4842的规定，且纯度不应低于 99.96%2.4 主要工机具2.4.1 设备表2.4.1设备一览表序号机具名称型

6、号备 注1焊接电源ZX5- (400-630)可控硅式焊接或碳弧气刨用2焊接电源ZX7- (250-400)逆变式焊接使用3焊接电源WS- (165-315)可控硅式量弧焊机4焊接电源MZ- (500-1000)埋弧焊用5焊材烘烤箱ZYHC- (60-150)烘烤和储藏焊条使用6空气等离子切割机PS-99切割厚度140mm2.4.2 各种设暂性能应完好，电流电压等仪表应在检测周期，焊接电源宜安放在通风的集装箱。2.4.3 工具：焊接面罩、焊条保温筒、清渣锤、钢丝刷、气割工具、角向磨光机。2.5 测量及计量器具表2.5计量器具一览表序号器具名称型 号备 注1电流表DM6056A检测焊接电流、电压

7、2温湿度表JWS-A4测量焊接区域及仓库温湿度3秒表1/100 sec测量焊接速度用4风速计AVM-01/03测量焊接区域风速040m/s5红外测温仪一测量预热、后热温度0100096焊接检验尺一检测对口尺寸、焊缝外观尺寸2.6 作业条件2.6.1 焊接工艺评定覆盖率、焊工持证率应达到100%2.6.2 焊接环境应符合下列规定，否则应采取有效的预热和防护措施。2.6.2.12.6.2.22.6.2.32.6.2.4环境温度0手工电弧焊时风速vm/s、气体保护焊时风速v2m/s相对湿度90%无雨、雪天气3施工工艺3.1 工艺流程3.1.1 焊接施工工艺流程低 温 纲 焊 接3.1.2 焊接工艺评

8、定流程图3.1.2.1 低温钢压力容器、压力管道焊接工艺评定应执行钢制压力容器焊接工艺评定JB4708。其余的也可执行现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规GB502363.1.2.2 钢制压力容器焊接工艺评定JB4708和现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规 GB50236中未包括的低温钢材，应按钢号分别进行评定。3.1.2.3 工艺评定的低温冲击试验合国家现行的标准金属低温夏比冲击试验方法，试脸温度应低于 或等于容器、管道的最低设计温度。3.1.3 焊工培训考核取证流程图3.1.3.1 从事低温钢压力容器、压力管道焊接的焊工，应按锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理 规则进行考试。从事其它

9、低温钢焊接的焊工也可按现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规 GB50236第五条进行考试。3.1.3.2 焊工合格证的项目应覆盖该焊工参加焊接的工作容。且该焊工施焊工作必须在合格项目有效 期。3.1.4 焊材管理流程图3.1.4.1 焊接材料入库时，应核查其质量证明书，同时检查包装状况，不得有破损、受潮、锈蚀等现 象。焊条应按批进行药皮含水量或熔敷金属扩散氢含量的复验。首次使用某厂或某牌号焊条宜进行焊接 性能试焊，以鉴定焊材的工艺性能和探伤质量。3.1.4.2 焊材库应具备防潮、通风、保暖性能，并设温湿度计实施监控。室温度应在以上，相对 湿度不超过60%。3.1.4.3 焊材需分规格、型号及

10、批号分列排放，做出标识。焊材存放必须离地离墙300mm。3.1.4.4 焊材烘干设专职烘烤管理员3.1.4.5 焊接材料在烘干及保温时应严格按要求执行。烘干焊条时应注意防止焊条因骤冷骤热而导致 药皮开裂或脱落。不同类型的焊接材料原则上应分别烘干，但烘干规相同的不同类型焊接材料加同炉烘 干时，必须间隔且有明显的标记。3.1.4.6 焊接材料的烘干规可参照焊接材料说明书和焊接工艺的要求确定。焊前要求烘干的焊接材料 如烘干后在常温下搁置4小时以上，应再次烘干。累计的烘干次数一般不宜超过2次。3.1.4.7 烘干后的焊接材料应存放在规定要求恒温温度的恒温箱，并按不同型号、不同牌号、不同规 格分别摆放，

11、并设直明显标记。3.1.4.8 焊材烘烤管理员对焊接材料的烘干、保温、发放及回收应作详细记录。3.1.4.9 推荐焊接材料的烘干温度、保温时间。表3.L4.9推荐焊接材料的烘干温度、保温时间。、类别牌号温度()时间(h)低温钢焊条J507RH4001W6073501W607H40013707、W707Ni3501W807、W907Ni3501W107、W107Ni3501烧结焊剂SJ1013003502SJ102、 SJ6033003502熔炼焊剂HJ4312502HJ25030035023.2 工艺操作过程3.2.1 焊材选用3.2.2.1 碳素钢、镒钢应选与母材成分份和性能相同或相近的(低

12、翅型)高韧性材料，也可选用低银 合金焊材。3.2.2.2 含镣钢应选含保量与母材成分(韧性)相同或稍高的焊接材料。3.2.2.3 异种低温钢焊接时，应选用低温韧性较高的钢材相匹配的焊条。3.2.2.4 常用低温钢推荐选用的焊条牌号表3.2.2.4常用低温钢推荐选用的焊条牌号钢 号手工电弧焊埋弧焊室弧焊焊条型号焊条牌号焊丝牌号焊剂型号焊丝牌号09Mn2VE5515-C1W707NiH08Mn2MoVAHJ250ER55-C109Mn2VDRE5515-C1W707Ni-一09MnDE5O15-GW607-ER55-C109MnNiD一W707H10Mn2AYD507A09MnNiDR一W707H

13、10Mn2AYD507A06MnNbDRE5515-C2V907Ni-ER55-C216MnDE5O15-GJ507RHH10Mn2AYD504AER55-C116MnDRE5O15-GJ507RHH10Mn2AYD504AER55-C115MnNiDRE5O15-GW607-20MnMoDE5516-GJ556RH-3.5NiE5015-C2LW107/W107NiH05N13ASJ603ER55-C39NiNi-Gr-Nb-TiInconcI82-70Ni-Mo-W-3.2.2.5 坡口形式、尺寸、加工方法及组对要求。3.2.2.1 焊缝坡口形式、尺寸应符合设计文件和焊接工艺指道书的规定。

14、3.2.2.2 坡口面加工宜采用机械方法。当采用火焰切割时，应清除过热层和氧化层，并将表面凹凸不 平处打磨平整，火焰切割时环境温度应0,否则应进行预热。3.2.2.3 坡口表面应无裂纹、夹渣、分层等缺陷3.2.2.4 焊缝组对不得采用锤击等强制手段进行组装，不得在受压元件上刻划或敲打材料标记和焊工 钢印。3.2.2.5 壁厚相同的管子、管件组对时，应使壁平齐，其错边量应管壁厚度的10%,且0.5mm3.2.2.6 设备、容器筒体组对时A、B类焊接接头对口错边量b （见图）应符合下表规定。.表3.2.2.6设备、容器筒体组对时A、B类焊接接头对口错边itb的选择对口处的名义厚度6n按焊缝类别划分

15、的对口错边量bAB<12<l/46n<l/48n12<8n<20<3<l/48n20V6n£40<3«540 V6n£50<3<l/88n>50<l/68n,且A10«l/86n,且A20注:球形封头与圆筒连接的环向接头以及嵌入式接管与圆筒或封头对接连接的A类接头，按B类焊接接头的错边量要求。3.2.2.7 不同壁厚的管子或设备组对当管道对口壁错边量超过（本标准3.2.3.5条），或设备错边量超过（本标准3.2.2.6条）时，应 按图规定削薄厚件边缘。81外壁尺寸不等3.2.2.S组

16、装时卡具、临时支架、定位焊的工艺均应和正式焊接相同,3.2.2.9 手工电弧焊定位焊建的尺寸见下表。表3.2,2.8手工电弧焊定位焊缝的尺寸一览表工件厚度（mm）焊缝高度（mm）焊缝长度（mm）焊缝间距（mm）<4<4>5501005-20<0.76n 且6>10100300>20<8>502504003.2.2.10 卡具、临时支架与母材接触部分材质应和母材相同或相近，夹具拆除应用砂轮磨除，严禁 敲打。3.2.2.11 低温钢板、钢管下料时应做材料移置标识，以防止剩余材料错用。3.3施工工艺参数3.3.1 预热3.3. L1焊前预温度应按设计要

17、求或设计指定的施工验收规及编制的焊接作业指导书规定进行。3.3.1.2 石油化工低温钢焊接规程SH3525推荐预热温度见下表表3.3.L2推荐预热温度序号厚度（mm）钢材强度级别及预热温度420MPa490-530 MPa590 MPa690 MPa1<20一-一75-125r220<6n<25-so-iooc5o-ioor100150=C325<8n<32-75 125975 125cC125175432 V 6n£3850100=C100150r100 150cC150 200t5>3875120:C1251759125175cC150 200

18、9注：9株钢v 50mm可不预热3.3.1.3 预热方法宜采用电加热法。预热时应保证坡口两侧均匀受热。3.3.1.4 预热围应以对口中心为基准，两侧各不小三倍焊件壁厚，且不小于100mm围。3.3.1.5 低温钢焊前预热温度一般不宜过高，3.3.1.6 不同钢号相焊时预热温度按预热温度要求较高的钢号选取。3.3.1.7 当焊件温度低于0时,所有未要求预热钢材的焊建也应在始焊处100mm围预热15七以上。3.3.2焊接工艺参数3.3.2.1 焊接线能量的控制：(1)焊接线能量公式为：Q=IU/VX6O式中：Q一焊接线能量(J/cm);I焊接电流(A);U电弧电压(V);V一焊接速度(cm/min

19、)o(2)低温钢焊接线能量控制围应根据焊接工艺评定确定，一般推荐焊接铝镇静钢时线能量控制在20 40KJ/cm围，焊接含镖钢时线能量控制在1535KJ/cm围。3.3.2.2工艺参数焊接工艺参数应根据焊接评定报告确定表3.3.2.2 (1)推荐手工电弧焊焊接工艺参数焊缝金属类型焊条直径(nun)俾接电流(A)焊接电压(V)电源极性铁索体/珠光体3.29012023-24DC-铁索体/珠光体4.0120 16024 26DC-表3.3.2.2 (2)推荐埋弧自动焊的焊接工艺参数温度级别钢种焊丝牌号焊丝直径焊剂焊接电流(A)焊接电压(V)-40cC16MnDH10Mn2A2.0YD504A2604

20、0036-42H10Mn2A5.0YD504A75082036 43-70cC09Mn2VOQMnTiCuRH08Mn2MoV3.0HJ25032045032-38表3.3.2.2 (3)推荐手工铐极室弧焊焊接工艺参数铐极直径(nun)焊接电流(A)焊接电压(V)电源极性喷嘴直径 (mm)铐极伸出长度 (mm)氢气流量L/min2.060-10018-20CD+8 16385202.570 11018-22CD+816385203.4 施工过程应注意的问题3.4.1 焊接一般规定3.4.1.1 焊前应将坡口及两侧20mm围的油污、铁锈、污物清理干净。3.4.1.2 地线应于焊件接触牢固，焊接时

21、在坡口引弧，焊件表面不得有电弧擦伤等缺陷。3.4.1.3 焊接时应严格控制接线能量，在保证焊透及溶合良好的条件下，应选用小工艺规，即小电流、 短电弧、较快焊接速度和多层多道焊，层间温度不应过高。3.4.1.4 每道焊缝要尽量一次焊完，如因故中断应按工艺要求进行缓冷措施，重新焊接时应进行检查, 确认无缺陷后方可按原工艺焊接。3.4.1.5 焊接收弧时应将弧坑填满，并用砂轮磨去弧坑缺陷。多层焊时层间接头应错开3050mm。 必要时焊建完成后，宜对焊建进行表面焊道退火处理。3.4.1.6 焊接时选用焊条直径不宜过大，焊接初层焊道焊条直径一般不超过3.2mm,填充和盖面直 径一般不超过4mmo3.4.

22、1.7 卡具、临时支架与母材接触部分材质应和母材相同或相近，夹具拆除应用砂轮唇除，严禁敲 打。3.4.1.8 薄壁小直径低温钢管道采用铛极氨弧焊接，厚壁低温钢管道采用鸨极量弧焊打底。当母材为 含镰钢时宜在管充室保护或采用其它背面保护措施。3.4.1.9 根据钢材种类和焊接工艺规程需要进行后热处理的钢，焊建完成后应立即后热，后热温度一 般20（TC350（,保温时间于壁厚有关，一般不低于0.5小时。3.5 施工环节及重要工序3.5.1 压力容器产品焊接试板3.5.1.1 低温压力容器每台至少应做产品焊接试板一块，试板的备制、数量、位置按GB150-98附录 C低温压力容器第C4.5条款执行。3.

23、5.1.2 产品试板的钢号、批号、规格、焊接及热处理工艺均应与容器壳板相同，试板应由施焊容器 的焊工，在与容器焊接相同的条件下焊接（一般点固在容器筒体纵焊缝延线上焊接）；3.5.1.3 试板焊缝检验项目应和容器相同，容器有热处理要求的试板应与一起进行热处理。3.5.1.4 试样的尺寸、截取、试验方法及合格指标应符合钢制压力容器焊接试板的力学性能检验 JB4744-2000的有关规定执行。3.5.2 焊缝部缺陷的返修3.5.2.1 经射线或超声波检查的焊缝，发现超标缺陷时，应按检测结果分析缺陷性质、产生原因，并 确定位缺陷所在部位（必要时可用超声复测），确定修补侧；3.5.2.2 部缺陷的清除采

24、用砂轮磨削或碳弧气刨的方法进行，当采用气刨清除时应用砂轮磨去渗碳层, 修整刨槽至便于焊接形状，并经渗透探伤，确认缺陷完全清除后再进行焊补，3.5.2.3 压力容返修清除缺陷的深度不得超过容器厚度的2/30如达到2/3缺陷仍未完全清除时，应 停止清除并进行焊补，然后从另一侧再次清除和焊补；修补焊缝的长度不得小于50mm,且返修后应 按原探伤方法、要求检脸合格；3.5.2.4 同一部位(焊缝、外侧各作为一个部位)的修补不宜超过两次，对经过两次修补仍不合格的 焊缝，应编制返修工艺，采取可靠的技术措施，经单位技术负责人批准后方可实施修补；3.5.2.5 焊接修补的部位、次数和检测结果应作好记录。3.5

25、.3 焊后热处理3.5.3.1 焊后热处理应按设计要求或设计指定的施工验收规及编制的焊接作业指导书规定进行。3.5.3.2 焊后热处理具体操作工艺执行热处理施工工艺标准的规定。3.3.3.3同种材料不同的产品，不同的施工脸收标准，焊后热处理稍有差别，这里只介绍石油化工 低温钢焊接规程SH3525推荐焊后热处理条件下表。表3.5.3.3石油化工低温钢焊接规程SH3525推荐焊后热处理条件钢种16MnR>16MnDR09Mn2VDR06MnNbDR2.5Ni3.5NI9Ni焊后热处理温度()580-620580-620>593593-635板厚小于等于 50mm不要求热处理最少保温时间

26、 (h)>1/4>1/41/41/4按厚度确定曷少 保温时间(11)8/255/256/256/254质量检脸4.1 质量检验标准：质量检验标准按设计要求或设计指定的施工验收规的标准执行。(一般情况可参照钢制压力容器GB150-98附录C和石油化工低温钢焊接规程SH3525)4.2 焊后检验。(施焊前检验、焊接过程检验参照通用部分焊接施工工艺标准)。4.2.1 外观4.2.1.1 焊缝应与母材圆滑过度，焊缝表面不允许有裂纹、气孔、夹渣、飞溅、弧坑、咬边等缺陷。4.2.1.2 焊缝余高(1)管道：e<l+0.1b,且A3mm。(2)压力容器：A、B类焊缝余商不得大于焊件厚度10

27、%,且不大于3mm。4.2.1.3 角焊雒焊脚高度不得低于设计要求，焊缝表面不得向外凸起，凸起部分应唇平。4.2.1.4 焊缝宽度以每侧超过坡口 12 mm为宜。4.2.2 硬度检验4.2.2.1 焊缝热处理后硬度检验的数量、合格标准应符合设计或设计指定规标准的要求。4.2.2.2 硬度测定时应硬度计应选用无压痕式。4.2.2.3 一般情况下焊缝硬度值不宜超过母材布氏硬度值的25%。4.3 无损探伤4.3.1 无损探伤检测方法、检测数量、合格标准及要求应按设计规定或设计指定的检测标准（施工验 收规）执行。4.3.2 压力容器按GB150-98附录C低温压力容器第C4.6条款执行4.3.3 管道

28、按石油化工低温钢焊接规程SH3525第6.2条款执行。4.3.4 设备或管道的表面探伤按石油化工低温钢焊接规程SH3525第6.2条款执行4.3.5 焊维部缺陷的无损检测应优先选用射线探伤方法，且符合国家现行的JB4730压力容器无损 检测的规定。4.3.6 无损探伤检验应在焊接完成24小时后进行，且焊缝必须经外观检查合格；4.4 特殊工艺或关键控制点表4.4特殊工艺或关键控制点序号关键控制点主要控制方法1焊材焊工使用焊条应携带保温筒，焊材使用、烘干、发放均应记录，做到有可追溯性。2风、雨、雪防护室外作业，手工焊时风速v8m/s、气体保护焊时风速V2m/s、雨雪天应防搭设风插3焊接线能量严格遵循制定的焊接工艺参数施工，圮录员随时渊定并做，发现焊接线能量偏高立即通 知焊工调整，同时层间温度不宜过高，防止焊接接接头晶粒长大，降低韧性。4焊缝返修焊缝返应核准缺陷的位置，及时按原工艺进行，超次返修应编制返修工艺，并记录存档。5焊维外观检查焊缝由俾工自检合格后再进行专查，杜绝焊缝咬边，发现超标缺陷及时处理，4.5 质量记录4.5.1 母材及焊材产品质量证明书及复脸报告。4.5.2 焊接施工记录、焊缝探伤布片图和焊工代号布置图