地电压力钢管焊接工艺作业指导书

1、三峡右岸地电压力钢管焊接作业指导书一、工程简介三峡右岸地下电站压力钢管共6条，每条钢管分为49节，由下水平段、锥管过渡段、下弯段、斜直段四部分构成，下水平段管口直径为12.4m，斜直段管口直径为13.5m，下水平段、锥管过渡段、止推环采用强度级别为60kgf/mm2级的高强钢，下弯段和斜直段采用强度级别为50kgf/mm2级的16MnR钢（板厚36mm），加劲环、阻水环为Q345C钢（板厚34mm），与下弯段相接的三节锥管过渡段板厚依次为42、48、54mm，下平段其余钢管板厚为60mm，每条钢管制造、安装的焊缝熔敷金属量约23.17吨。二、编制依据1、招投标文件； 2、DL5017-93压力

2、钢管制造、安装及验收规范；3、02E515-地下电站引水压力钢管设计图；4、SL36-92水工金属结构焊接通用技术条件；5、SD2008-84水工建筑物金属结构焊接技术规程。三、焊接质量要求1、焊缝分类： 一类焊缝：钢管管壁纵缝；凑合节合拢环缝。 二类焊缝：钢管管壁环缝；加劲环、阻水环、止推环的对接缝；止推环的组合焊缝。 三类焊缝：不属于上述一、二类焊缝的其它焊缝。2、焊缝外观质量检验：所有焊缝均应进行100外观检查，外观质量要求如下表。序号检 验 项 目焊 缝 外 观 质 量 要 求一类焊缝二类焊缝三类焊缝1裂纹不允许2表面夹渣不允许深0.1，长0.3且103咬边深0.5，连续长100，两侧

3、咬边累计长度10焊缝全长深1.04未焊满不允许深0.2+0.02且1，每100焊缝内，缺陷总长255表面气孔不允许每50长焊缝内允许有直径为0.3，且不大于2的气孔2个，气孔间距不小于6倍孔径6焊缝余高03-7对接焊缝宽度盖过每边坡口24mm，且平缓过渡8飞溅清除干净9焊瘤不允许10角焊缝厚度不足不允许0.3+0.05且1，每100焊缝内，缺陷总长2511角焊缝焊脚K0+3mm3、焊缝无损探伤检查 焊缝无损探伤应在焊缝外观质量检验合格，且焊接完成24h以后进行。 焊缝无损探伤应由持有合法、有效且资格相当的人员承担；焊缝质量评定应由持有级或级以上资格证的人员担任。 无损探伤方法和比例：纵缝：50

4、%UT；10%RT； 环缝：50%UT；凑合节合拢缝：100%UT；50%RT 无损探伤评定标准：a、射线探伤按GB3323-87钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级标准评定，一类焊缝级合格，二类焊缝级合格；b、超声波探伤按GB11345-89钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级标准评定，一类焊缝BI级为合格，二类焊缝B级合格；c、在焊缝局部探伤时，如发现有不允许缺陷，应在缺陷方向或在可疑部位作补充探伤，如经补充探伤仍发现有不允许缺陷，则应对该焊工在该条焊缝上所施焊的焊接部位或整条焊缝进行探伤。四、焊接方法根据我公司过去焊接压力钢管、蜗壳的焊接经验，本项目压力钢管的制造、安装焊接拟主要采用如

5、下焊接方法：1、钢管制造缝焊接 钢管管节纵缝焊接：主要采用富氩(80%Ar+20%CO2)保护实芯焊丝熔化极气体保护焊，半自动或自动焊接方式，电源采用脉冲IGBT逆变电源。 钢管加劲环、阻水环、止推环焊接：钢管加劲环、阻水环、止推环及其筋板的三类角缝主要采用CO2保护实芯焊丝熔化极气体保护焊，钢管加劲环、阻水环、止推环的二类对接缝主要采用富氩(80%Ar+20%CO2)保护实芯焊丝熔化极气体保护焊，电源为可控硅和脉冲IGBT逆变电源，半自动焊接方式。 钢管大节组装环缝焊接：主要采用富氩(80%Ar+20% CO2)保护实芯焊丝熔化极气体保护焊，半自动焊接方式。2、钢管安装缝焊接 钢管管节环缝焊

6、接：立焊位和平焊位主要采用富氩(80%Ar+20%CO2)保护实芯焊丝熔化极气体保护焊，半自动焊接方式，电源采用脉冲IGBT逆变电源；仰焊位主要采用手工焊条电弧焊。 灌浆孔补强板角缝焊接：主要采用手工焊条电弧焊。3、焊缝背缝清根：双面焊缝的背面采用碳弧气刨清根，并使清缝坡口尽量平整、光滑，根部形成便于施焊的 “U”型，然后使用角磨机进行修磨，以除去熔渣和渗碳层。五、焊接设备1、焊前应检查焊接电源、送丝机、控制器、指示仪表和焊枪等是否正常。如出现异常现象，应及时通知有关部门检修，以保证焊接过程的稳定。2、富氩混合气或CO2气瓶的出口处应加接预热器，以防止气体出口接头在连续供气过程中结霜而堵塞气路

7、，工作前应检查加热器是否正常。3、为防止焊枪导电咀和喷咀粘着飞溅物，焊前应在导电咀和气体喷咀表面涂以防飞溅剂。4、焊前所有与焊接相关的工器具应准备就绪到位。5、单条压力钢管安装缝焊接需用焊接设备如下表：序号设备或工器具名称数 量序号设备或工具名称数 量1ZX7-400S手工电弧焊机810台10远红外测温仪2把2ZX7-630焊机（碳弧气刨用）2台11焊条保温筒1416个3NB-500气保焊机68台12履带式加温板90100块4空气压缩机（3m3）2台13湿度表2个5焊条烘烤保温箱（100kg装）2台14焊把线若干6温控柜（焊缝加温用）2台15快速接头50607角磨机（180）68台16行灯变压

8、器1台8风铲68把17加温板电缆（16mm2）若干9碳弧气刨枪2把18大号烤枪2把六、焊接材料1、单条地电压力钢管制造、安装焊接用焊材情况如下表：序号焊 材 名 称焊 材规 格焊 材用 量焊 材 用 途1焊丝：CHW-65A或 MGS-63B1.25800Kg用于60kgf/mm2级高强钢的富氩气保焊2焊条：CHE62CFLH3.24.03000 Kg用于60kgf/mm2级高强钢的手工电弧焊3焊丝：CHW-50C6SM或 K71TLF或 KC-271.214650Kg用于16MnR或Q345C钢的富氩气保焊，或该两种钢与60kgf/mm2级高强钢的富氩气保焊4焊条：E50153.24.010

9、500Kg用于16MnR或Q345C钢的手工电弧焊，或该两种钢与60kgf/mm2级高强钢的手工电弧焊5富氩气体： 80%Ar+20%CO21680瓶用于富氩气体保护焊6CO2气体310瓶用于CO2气体保护焊2、 焊材管理 所有焊材须具有出厂材质证明书和质量保证书，并按相应的标准进行入厂检查验收，如对材质有怀疑时，应进行复验，合格后方可使用。 焊材仓库管理严格按有关制度规定执行：a、焊材进厂实行一级库、二级库管理，一级库主要用于批量存放；二级库主要用于少量焊材临时存放、烘焙、发放及回收。b、一级库应有木地板隔潮，设货架，内设去湿机、加温设备、干湿度计及温度计等，确保室内通风、干燥，室温不低于5

10、，相对湿度不大于50%。c、焊材入一级库，设专人保管，做好记录，分类存放，做好标记，按工艺任务书校对、发放及回收，只能由二级库专人领取。d、二级库内设货架，少量临时存放从一级库领取的焊材，由专人负责保管及焊材烘烤，按焊接任务书定量发放及回收。e、由技术人员根据钢板母材、焊接部位、焊接工作量填写焊接任务书、焊工持任务书到二级库领用焊条。二级库经过校对，按量发放。焊接工作完毕，焊工应将焊条头及剩余焊条交回二级库，焊接施工现场不应有任何焊条头、烟头及其它影响文明施工的杂物。 焊材使用：a、焊条应严格按生产厂家使用说明书规定的温度和时间进行烘焙，并做好实测温度和时间的记录，烘焙后的焊条应保存在1001

11、50的恒温箱内，焊条药皮应无脱落或开裂痕迹。b、施焊时，待用的电焊条应放在具有电源的保温桶内，随焊随取，并随手盖好筒盖，焊条在保温桶内的保存时间不宜超过4小时，否则应重新烘焙，重复烘焙次数不宜超过两次。c、焊丝在使用前应无折弯现象，焊丝表面应无铁锈及油污等杂质，否则应予严格清除。d、气体保护焊的保护气体（CO2或富氩混合气体）纯度不得低于99.5%，气瓶压力低于0.2Mpa时不应继续使用。七、焊接人员1、单条压力钢管安装焊缝焊接人力资源需用量如下表（按2班制作业考虑）：序号工 种数 量序号工 种数量1焊条电弧焊焊工1618名5探伤工3名2气保焊焊工1214名6焊接热处理人员810名3碳弧气刨操

12、作人员23名7辅工810名4电工45名82、焊接技术质检人员： 焊前检查焊接设备是否符合要求； 检查焊工合格证书是否符合压力钢管焊接有关规程规范的规定，并在有效期内； 焊前检查焊缝坡口组对质量：a、如发现尺寸超差或坡口及其附近有缺陷，应及时提出，进行处理或修复；b、焊缝坡口组对局部间隙超过5mm，但长度不大于该焊缝长度的15%时，提示焊工在坡口两侧或一侧作堆焊处理， 焊接过程中，检查焊工执行工艺情况； 焊接完毕，检查焊缝外观质量，填写焊缝无损探伤委托书。 3、焊工： 所有从事一、二类焊缝焊接的焊工应按水工金属结构焊工考试规则或锅炉压力容器焊工考试规则或SD263的规定进行培训考试合格，并取得相

13、应的焊接合格证书。 所有参加焊接施工作业的焊工的合格证应在有效期内，其实际施焊的工件焊位应与其有效合格证焊位范围相符。 明确焊接工艺要求，焊前确认焊缝坡口准备、焊材准备等符合工艺要求。4、无损检验人员：必须取得国家有关部门颁发的与其工作相适应的资格证书。八、焊接施工作业的一般规定1、焊接环境： 雨、雪天施焊时，应有可靠的挡雨、雪措施。 手工电弧焊时，风速超过8m/s；气保护焊时，风速2.0m/s；应有可靠的挡风措施。 焊接环境温度低于-5或相对湿度大于90%时，应适当提高焊前预热温度。2、焊接作业程序：焊接准备正缝焊接(连续焊接)背缝清根(碳弧气刨) 坡口修磨并确认背缝焊接(连续焊接) 焊后消

14、氢处理焊缝外观检查NDT检查NDT超标超陷返修返修部位焊缝外观检查复验(NDT) 合格验收。3、焊接工艺原则： 一、二类焊缝必须装配合格并经过监理工程师签署开焊证后，才允许开始进入焊接工序。 施焊前应将坡口表面和两侧至少1020mm范围内的水份、油污、毛剌、铁锈、氧化皮及夹渣等清除干净，并打磨露出金属光泽。 焊缝坡口局部间隙超过5mm处，先在坡口两侧或一侧作堆焊处理，然后用角磨机打磨修整，并根据堆焊长度和间隙大小，对堆焊部位的焊缝酌情提请磁粉(MT)探伤检查。 严禁在焊缝坡口内填入金属材料。 严禁在非焊接部位的母材上引弧、试电流及焊接临时支架。4、定位焊要求： 定位焊的质量要求及焊接工艺应与正

15、式施焊工艺相同； 一、二类焊缝的定位焊由持有效合格证书的焊工承担； 定位焊应有一定的强度，以厚度46mm、长度5060mm、间距400500mm为宜。 定位焊的引弧和熄弧应在坡口内进行。 需预热焊接的焊缝进行定位点固焊时，也应进行焊前预热，预热温度应较正式焊接预热温度高3050。5、其它焊接条件： 焊前，焊材已按要求准备就序，并已按有关规定烘烤好。 焊接部位应有完善的防雨、防风措施；有合适的夜间施工照明条件。 焊接设备完好，电力供应正常。 加热设备已按要求敷设好，预热温度符合要求。九、焊接热处理1、所有点固定位焊缝、吊耳焊缝或、焊接缺陷返修等局部焊接，均应进行焊前预热，预热温度应较正式焊接预热

16、温度高3050，预热方法可采用氧、乙炔火焰进行加热。2、正式焊缝及焊缝背缝清根采用远红外温控加热器进行焊前预热。3、凑合节合拢缝焊接时，如环境温度较低，可适当提高预热温度3050。4、预热及后热全过程应有专人随时使用测温仪进行监控，并记录测温数据。5、焊接热处理工艺规范： 焊缝预热、后热范围：焊缝每侧不小于母材板厚的3倍，且不小于100mm。 预热温度：60kgf/mm2级高强钢：100120；16MnR或Q345C钢： 80100。 层间温度：不低于预热温度，但不高于230。 后热处理：16MnR钢： 250350，保温时间不少于1小时。60kgf/mm2级高强钢：150200，保温时间不少

17、于1小时。 十、焊接工艺1、焊接工艺要求 采用多层多道焊，单层焊缝最大厚度不大于56mm，焊道摆动宽度不大于25mm。 多层多道焊层间温度不低于预热温度下限值。 多层多道焊层间接头至少错开30mm以上，并将每层焊道的焊渣、飞溅物清理干净。 对于凑合节合拢缝等拘束应力较大部位的焊接，在焊接过程中，对焊缝中间层使用风铲锤击以消除焊接应力（锤击至焊缝表面布满麻点为止，焊缝封底层和盖面层不锤击）。 60kgf/mm2级高强钢厚板焊接时，每条焊缝应尽可能连续焊成，如有中断，应采取有效的后热保温措施（150200）。 钢管纵缝自动焊时，可在焊缝两端加起弧板和熄弧板，焊后，起弧板和熄弧板可用火焰割除（禁止锤

18、落），但不得伤及钢管母材，清除后，用角磨机打磨光洁。2、焊接工艺规范参数 60kgf/mm2级高强钢富氩气体保护焊：焊 材：CHW-65A 1.2 保护气：80%Ar+20%CO2，流量1520L/min 焊接电流：立焊位I120150A；平焊位I180300A；横焊位I150200A电弧电压：U1825V最大焊接线能量45KJ/cm，直流反接电源 60kgf/mm2级高强钢手工焊条电弧焊：焊 材CHE62CFLH 3.2：焊接电流I110150A；电弧电压U1821V焊 材CHE62CFLH 4.0：焊接电流I140190A；电弧电压U1923V最大焊接线能量45KJ/cm，直流反接电源 1

19、6MnR钢、Q345C钢富氩气体保护焊：焊 材：CHW-50C6SM 1.2 保护气：80%Ar+20%CO2，流量1520L/min焊接电流：立焊位I120150A ；平焊位I180300A；横焊位I150200A电弧电压：U1825V最大焊接线能量45KJ/cm，直流反接电源 16MnR钢、Q345C钢手工焊条电弧焊：焊 材CHE507 3.2：焊接电流I110150A；电弧电压U1821V焊 材CHE507 4.0：焊接电流I140190A；电弧电压U1923V最大焊接线能量45KJ/cm，直流反接电源3、主要焊缝型态高强钢对接焊缝 16MnR对接焊缝 角接缝型态4、焊接程序 纵缝焊接：

20、每节钢管上的纵缝应同步施焊；先焊大坡口侧，背缝清根并打磨光洁后施焊。 加劲环、阻水环、止推环焊接：先焊对接缝，后焊环缝；环缝由68名焊工分段同步对称施焊，平角焊和仰角焊应尽可能对称交替焊接（或组装时预留反变形），以减少角变形，保证焊后加劲环与管壁垂直。 环缝焊接：、象限各布置34名焊工同步对称施焊。先用富氩气保焊施焊大坡口侧，背缝清根并打磨光洁后用手工焊条电弧焊施焊。 安装环缝焊接应从首装节开始依次施焊，禁止隔缝施焊，以控制焊接应力。 凑合节焊缝的焊接：凑合节环缝焊接时，先焊接间隙较大的一条，待无损检测合格后，再焊接另一条，两条凑合节环缝不得同时施焊。十一、焊接缺陷处理1、焊缝内部或表面如发现有裂纹时，应及时告知焊接专业技术人员，待找出裂纹产生原因，并制订处理措施后，方可进行焊补。2、焊缝内部缺陷应用碳弧气刨或砂轮将缺陷清除干净，并用角磨机修磨成便于焊接的凹槽。3、如焊补的焊缝需要预热、后热，则焊接缺陷处理时也应进行预热、后热，预热、后热温度应稍高于正式焊接的预热、后热温度。4、焊缝返修后，按前述无损探伤要求进行