四大管道焊接作业指导书

1、作 业 指 导 书编 号：FY01-W-02 工程名称：阜阳华润电厂2X60MW机组作业项目名称：汽机四大管道焊接编制单位：安徽电建一公司阜阳项目部焊接科批 准：安保科： 质量科： 工程科：审 核：编 制： 张强时间：时间：时间：时间：时间：时间：出版日期版 次目 录1作业任务11.1 工程概况11.2作业项目范围11.3工程量11.4工期要求22编写依据23作业准备和条件23.1 作业人员23.2材料准备23.3主要机具33.4作业条件34作业方法及工艺要求54.1 作业主体方案54.2作业方法54.3工艺要求54.4主蒸汽管道工艺（A335P91）74.5管道焊接热处理95作业质量标准及检

2、验要求105.1 作业质量标准105.2检验要求116技术记录要求117职业健康安全、环境管理措施和文明施工117.1 职业健康安全、环境保护措实117.2安全措施127.3文明施工138附录141 作业任务1.1 工程概况华润阜阳电厂2×600MW汽轮发电机组为三缸四排汽、一次中间再热、超临界、凝汽式汽轮机，型号为N600-24.2/538/566；发电机为水氢冷却式发电机，型号QFSN-600-2-22。主蒸汽、高温、低温再热蒸汽管道均采用“双管、单管、双管”的布置方式。汽机旁路采用40%BMCR容量高低压串联的汽动旁路。主汽阀、高压旁路阀前不设隔离阀，再热器的进出口管道上设有再

3、热器水压实验装置。给水泵汽轮机高压进汽管道接自低温再热蒸汽管道，向给水泵汽轮机供汽。高压给水通过给水泵出口并为一路母管，经三台高加至锅炉省煤器进口联箱，主给水系统中高压加热器前后设计一个大旁路。每台给水泵出口管道上均设计一路再循环管道至除氧器。再热器减温减压器用水采用给水泵中间抽头补给，高压旁路阀减温水采用高压给水补给。1.2作业项目范围主蒸汽管道安装焊接、高温再热管道安装焊接、低温再热管道安装焊接、高压旁路管道安装焊接、低压旁路管道安装焊接、给水泵汽轮机高压进汽管道安装焊接、主蒸汽至轴封供汽管道安装焊接、汽机高压缸通风管道安装焊接、高压给水管道安装焊接、给水再循环管道安装焊接、减温水管道安装

4、焊接。1.3工程量本项目施工中有各种不同的管材，涉及到的管材有A-335P91、A672B70CL32、WB36等。其主要项目分布如下表：项目名称材质焊口数钢号规格组合安装合计主蒸汽A-335P91406.4x6217主蒸汽A-335P91292x148高温再热蒸汽A-335P91ID610×2314高温再热蒸汽A-335P91ID864×3219高温再热蒸汽A-335P91ID864×9.537低温再热蒸汽A672B70CL32914×25.413低温再热蒸汽A672B70CL32914×28.62低温再热蒸汽A672B70CL32660&#

5、215;197给水WB36508×5043给水WB36355.6×4010以上焊口根据图纸统计，如有变动以实际焊口数为准。1.4工期要求 工期以公司P3计划和主工种进度为准，焊接做好配合工作，确保工程的顺利进行。2 编写依据 2.1Q/AEPC-M GC062002施工项目作业指导书编制导则；2.2DL/T8692004火力发电厂焊接技术规程；2.3火电施工质量检验及评定标准（焊接篇）1996年版；2.4 DL/T8682004焊接工艺评定规程；2.5火电施工质量检验及评定标准（管道篇）2000年版；2.6 T91/P91钢焊接工艺导则；2.7 DL/T821-2002钢制

6、承压管道对接接头射线检验技术规程；2.8 DL/T820-2002 管道焊接接头超声波检验技术规程；2.9 DL/T6791999焊工技术考核规程；2.10 DL5009.1-2002电力建设安全工作规程（火力发电厂部分）；2.11阜阳电厂一期2机汽机四大管道施工图纸；2.12阜阳电厂一期工程2#机施工组织总设计；3 作业准备和条件3.1 作业人员专责技术员一名，质检员，安环员各一名；高压焊工16人，焊工必须持有相应项目的有效合格证，其施焊项目不应超过合格证所规定范围；作业人员应经过安全教育和考试合格后方可上岗；焊工施焊前需了解图纸和有关规程规范，参加作业前的技术交底工作，未参加技术交底的焊工

7、不允许上岗；焊工应有良好的工艺作风，严格按照给定的焊接工艺施焊，并认真实行质量自检；作业人员应严格按图纸、有关规程规范及作业指导书要求进行施工；3.2材料准备入库焊接材料的质量应符合国家标准，并具有制造厂家提供的有效的质量合格证书。氧气纯度应不低于98.5%，乙炔气纯度应符合GB6819-86溶解乙炔的规定。焊条、焊丝应存放于干燥、通风良好，温度大于10°C，且相对空气湿度小于60%的库房内。焊条在使用前应按说明书要求进行烘焙，重复烘焙不得超过两次。焊条在使用时应装入专用保温筒并且温度保持在适当的范围内。焊丝在使用前应清除表面的油、污和锈，直至露出金属光泽。3.3主要机具施工现场的电

8、焊机（拟配备20台焊机）根据施工需要，按管道走向，灵活机动配置，统一调度。焊工的专用工具如錾子、面罩、焊钳、氩气表等由个人保管，以备使用。热处理机根据施工需要灵活调配，原则上配备3台热处理机，分别布置于锅炉房69.125米层、44.2米层及汽机房13.7米平台。3.4作业条件力能供应电焊机电源委托电气专业人员布置和连接，氩气采用散瓶灵活机动供应，氧、乙炔气采用管道供应，局部区域也可采用瓶装气供应。对管道对口的要求.1焊件在组装前应将焊口表面及附近母材内外壁每侧10-15mm范围内的油、漆、垢、锈等清理干净，直至发出金属光泽。.2管道组装对口时，应将焊件垫置牢固，防止在焊接和热处理过程中产生变形

9、和附加应力。.3管件对口时，应做到内壁齐平，若有错口，其错口值不应超过壁厚的10%，且不大于1mm。.4对接管口端面应与管子中心线垂直，其偏斜度不大于管径的1%，且不大于2mm。.5除设计规定外的冷拉口外，其余焊口禁止强力对口，不允许利用热膨胀法对口。.6管道对接焊口，其中心线距离管道弯曲起点不小于管道外径且不小于100mm（定型管件除外）。距支、吊架边缘不小于50mm。同管道两个对接焊口间距一般不得小于150mm；当管道公称直径大于500mm时，同管道两个对接焊口间距一般不得小于500mm。.7管材坡口加工，宜采用机械加工。主蒸汽及热段管道材质为P91，坡口制备必须用机械加工，工厂化的坡口型

10、式应尽量保证焊缝熔敷金属量少；焊口返修必须采用机械加工。.8管材的坡口形式应按设计图纸加工。如无规定，在确保焊接质量、填充金属少、便于操作和尽可能减少应力和变形的前提下，根据具体情况选用下列坡口形式。坡口的形式和尺寸以及对口间隙要求如下：焊接接头接头形式及尺寸接头形式坡口形式图形焊接方法mm接头结构尺寸适用范围bmmpmmRmm对 接V形Ds1630°35°/1212/各类承压管子U形DsWs6010°15°/250.525适用于中、厚壁汽水管道对接双V形水平管DsWs1630°40°8°12°25125中、厚壁汽

11、水管道双V形垂直管DsWs161=35°2=20°1=15°2=8°23125中、厚壁汽水管道综合形DsWs6020°25°5°2525厚壁汽水管道.9合金钢管口施焊前，必须经过材质光谱复查，以免发生错用焊材，造成质量事故。.10所有项目开焊前必须有热动工程处填写焊接施工委托单，委托单上应根据光谱复查报告详细填写材质和规格，焊接技术人员以此作为焊接工艺的重要依据之一，确保施工按时、按质、按量完成。对消防设施及环境、气候的要求：焊接和切割现场应有防火设施，如消防栓、灭火器等，在露天焊接和切割时，应有挡风、防雨措施；冬季施工应有

12、防雪、防滑设施；高空焊割作业的下方应有可靠的隔离措施，以防火星飞溅引起火灾。4 作业方法及工艺要求4.1 作业主体方案四大管道作业顺序是先组合、后安装，在施工高峰期可组合、安装相互穿插进行，原则上按P3计划进行。4.2作业方法本项目施工中焊口根层均采用钨极氩弧焊打底，中间采用多层多道焊条电弧焊及电焊盖面的方法。图4.2 多层多道焊焊道排列示意图4.3工艺要求合格焊工不得担任超越其合格项目的焊接工作，焊工应严格按作业指导书和交底内容操作。焊材选用参见下表：焊材选用一览表母材焊丝焊条A672B70CL32TIG-J50J507WB36ER80S-GE9018-G-H4A-335P91TGS-9cb

13、E9018-B9-H8施焊前，焊工应对坡口处的母材和对口尺寸进行检查，发现裂纹、砂眼或尺寸偏差值等超过规定时，应及时提出，待消除缺陷，校正偏差，符合规定后，方可焊接。4.3.3严禁在管件表面随意引弧或试验电流，引弧应在坡口内进行；焊接时，管内不得有穿堂风；焊接地线不得直接搭到管道上，以防管道损伤。4.3.4主蒸汽管、再热蒸汽管道和主给水施焊前都必须预热，预热宽度从对口中心开始，每侧不少于焊件厚度的三倍，且不小于100mm，预热温度要均匀。4.3.5异种钢焊接时， 预热温度应按焊接性差或合金成分高的一侧选择。大径厚壁管道，焊口氩弧焊前应采用与管道材质相同的“定位块”点固于焊口坡口内侧（P91选用

14、含碳量<0.25%的定位块），焊口的点固焊材与正式施焊要求相同，点固数量要求：a)35mm要求四个位置点固b)35mm要求三个位置点固。点固块要求等距离地布置于坡口圆周内侧，待预热结束并开始电焊焊接时， 除去“定位块”，但除去“定位块”时，不得损伤母材，并将其残留焊疤清除干净，确认该处无裂纹等缺陷后，方可继续施焊。为减少焊接应力与变形，钨极氩弧焊打底宜采取对称分段焊打底，打底的根层焊缝检查后，应立即采用2.5mm焊条焊一层，以防产生裂纹，焊缝厚度要求2.54mm，然后电加热进行焊前预热。4.3.8与氩弧焊打底相邻的焊层，选用较小直径的焊条施焊，是为了避免氩弧焊打底层被烧穿，其余各层宜选用

15、3.24.0mm的电焊条。厚壁大径管的焊接应采用多层多道焊， 并将各层的接头错开，且多层多道焊缝焊接时，应进行逐层检查，经自检合格后方可焊接次层焊缝。厚壁大径管的焊接应采用多层多道焊，当壁厚35mm的管道：焊口氩弧焊打底厚度3mm；P91焊缝其单层焊道厚度不能超过焊条直径，焊道宽度不能超过焊条直径的4倍；其他材料单层焊道的厚度不大于所用焊条直径加2mm，单焊道宽度不大于所用焊条直径的5倍。焊口的焊接应严格按焊接作业指导书执行，焊口热处理应按热处理作业指导书执行。4.3.12外径大于194mm的管子的对接接头宜采取二人对称焊。4.3.13施焊过程中，应特别注意接头和收弧的质量，收弧时应将弧坑填满

16、。更换焊条应仔细检查，发现弧坑裂纹应及时将缺陷清除。管道焊接过程中，沿焊口周围的焊缝厚度应保持一致，水平固定管焊接时， 易出现下半周厚，上半周约120°范围内熔焊金属较薄的现象，尤其是厚壁管多层多道焊接更为明显，可在表面层焊接之前，将较薄部分敷焊平齐。4.3.15表面层焊接时， 运条至两边应稍加停顿，以防止咬边。焊缝与母材应圆滑过渡。4.3.16施焊过程中除工艺和检验上要求分层次焊接外，应连续完成，若被迫中断时， 应采取缓冷措施防止裂纹的产生，再焊前仔细检查，确认无裂纹后， 方可按照原工艺要求继续施焊。4.3.17安装管道冷拉口所使用的加载工具，需待整个对口焊接和热处理完毕后方可卸载

17、。4.3.18焊口焊接完成后应及时进行清理，经自检合格后在焊缝附近写上焊工代号。4.3.19焊接接头有超过标准的缺陷时，可采取挖补方式返修，但同一位置上的挖补次数不得超过两次。返修时一定要彻底清除缺陷，按原工艺要求施焊。需进行热处理的焊接接头，返修后应重新做热处理。4.3.20根据规范要求，需要焊前预热的，用红外线测温仪测量预热温度。主蒸汽管道、再热蒸汽管道、主给水管道焊接完毕必须做热处理。4.3.21焊后热处理一般为高温回火，四大管道中焊后热处理温度与恒温时间可参见焊接工艺卡。4.3.22热电偶的测温点必须用保温材料与辐射源绝缘，避免受辐射的影响，使热处理温度指示不准。4.3.23同种钢焊接

18、接头热处理后焊缝的硬度，一般不超过母材布氏硬度值加100HBW，且不超过下列规定： 合金总含量<3% HB270 HBW 合金总含量3%10% HB300 HBW 合金总含量>10% HB350 HBW4.4主蒸汽管道工艺（A335P91）4.4.1 A335P91钢的化学成分和力学性能分别见下表。 P91钢化学成分（Wt）CSPMnSiNiCrMoV0.080.120.0100.0200.300.600.200.500.408.09.50.851.050.180.25 P91钢的常温力学性能Rm（Mpa）Re(Mpa)A()Akv（J）HBW58541520-4.4.2 A335

19、P91钢的焊接特性4.4.2.1 SA335P91钢属空冷马氏体钢，组织为马氏体，供货状态一般为正火+回火，属中合金耐热钢，该钢具有相当高的空淬特性，焊接时处理不当则易产生裂纹。4.4.2.2 SA335P91钢具有产生冷裂纹的三个因素：a)P91钢属空冷马氏体钢，有组织上的敏感性，淬硬倾向较大；b)氢以过饱和状态聚集残留于马氏体中并结合成氢分子，促使该区域进一步脆化；c)P91钢管径大，壁厚，故结构钢性大，拘束应力大。故焊接过程中，采取措施防止冷裂纹发生是P91钢材管道焊接的一个非常关键的环节。在其焊接过程中，如焊接热输入过大，层温过高，会导致金属合金元素烧损，焊缝金相转变不符合要求，进而使

20、得焊接接头的冲击韧性等力学性能达不到要求，故焊接过程中必须采用小规范焊接，并对层温严格控制。4.4.3控制焊接区组织转变的进程是焊接质量的关键焊接过程中，采取焊前预热、严格控制焊件层温，使其温度保持在预热温度；焊后冷至100时；及时进行焊后热处理；当焊接接头不能及时进行热处理时，应于焊后立即作加热温度为350、恒温时间为一小时的焊后热处理；其目的是控制焊接区金相组织转变的进程，获得回火马氏体的过程。4.4.4坡口制备P91大口径管道坡口制备采用工厂化。大径厚壁管点固焊可采用“定位块”法点固在坡口内，见下图。4.4.5焊接工艺4.4.5.1焊接方法：采用Ws/Ds工艺。4.4.5.2焊前预热：由

21、于P91钢焊接时易产生冷裂纹，为防止产生冷裂纹，焊前必须进行预热，钨极氩弧焊时预热温度为：175225。4.4.5.3为防止焊口的局部氧化现象，氩弧焊打底期间,应在管口内壁充氩保护。充氩保护范围以坡口为中心，每侧各200300mm，用可溶纸或其它可溶材料，以耐高温胶带粘牢，做成密封气室，做成的密闭气室，用细管压扁后做气针，由焊缝处进行内充氩送气（可用打火机在气室打火，若“不着火”则证明气室密封符合要求）。.4采用“气针”从探伤孔或坡口间隙中进行充氩，开始流量为10-20 L/min，施焊过程中流量应保持在8-10 L/min。.5厚壁大径管的焊接应采用多层多道焊，并将各层的接头错开1015mm

22、，且多层多道焊缝焊接时，各层道都要进行检查，合格后，方可焊接次层道。焊接工艺参数见下表：各层焊道的焊接工艺参数焊层数焊条直径(mm)焊道数焊接电流(A)电弧电压(V)焊接速度(mm/min)每层填充金属厚度(mm)2-32.5175-9020-2470-1602.0-3.04-63.21-3100-12520-2470-1602.5-3.2其它4.01-3135-16020-24120-1803.0-4.04.4.5.6为了减少焊接应力与变形，宜采用两人对称焊。水平固定管焊至平焊位置，不得两人同时在一处收弧，避免温度过高，引起局部过热。4.4.5.7每层焊道间需仔细清理，可利用锋钢锯条或角向磨

23、进行清理，不可用榔头，錾子过重敲击焊缝，以免产生缺陷。4.5管道焊接热处理4.5.1氩弧焊焊接或打底时，在0以上的环境温度下，一般预热为100150。4.5.2施焊过程中，应注意层间温度的保持，一般层间为200300。4.5.3焊缝整体焊接完毕后，待焊件降温到100120，并恒温一段时间（大于1小时）后，及时进行热处理。当焊接接头不能及时进行热处理时，应于焊后立即做加热温度为350、恒温时间为1小时的后热处理。4.5.4热处理过程中升温、降温速度严格按照工艺评定进行。4.5.5恒温时间应根据母材的壁厚计算：P91钢按1h/25mm计算，但不得少于4小时。4.5.6降温过程中，温度在300以下可

24、不控制。4.5.7热处理的加热宽度从焊缝中心算起， 每侧不得少于管子壁厚的3倍，且不小于60mm。4.5.8热处理时的保温宽度从焊缝坡口边缘算起，每侧不得少于管子壁厚的5倍，且每侧应比加热器的安装宽度增加不少于100mm。4.5.9热处理加热应力求内外壁和焊缝两侧温度均匀，恒温时在加热范围内任意两侧点间的温差低于50。4.5.10热处理的测温必须准确可靠，应力求采用自动温度记录仪。所用仪表，热电偶及其附件，应根据计量的要求进行校验。4.5.11热电偶的测温点应与管壁贴紧绑牢，且必须用保温材料与辐射源绝缘，避免受辐射的影响，使热处理温度指示不准。2热电偶的测温点应与管壁贴紧绑牢，不少于2点，对称

25、布置（水平固定焊口应上下对称），且必须用保温材料与辐射源绝缘，避免受辐射的影响，使热处理温度指示不准。4.5.13热处理过程中升温、降温速度，一般可按6250/壁厚 /h计算，且不大于300/h。4.5.14降温过程中，温度在300以下可不控制。4.5.15异种钢焊接接头的焊后热处理的最高恒温温度必须低于两侧母材及焊缝熔敷金属三者中最低AC1温度减2030。4.5.16焊接热处理恒温过程中，承压管道在加热范围内，任意两点间的温差应小于50。4.5.17热处理的测温必须准确可靠，应力求采用自动温度记录仪。所用仪表，热电偶及其附件，应根据计量的要求进行校验。4.5.18焊接接头热处理后，应做好记录

26、和标记。4.5.19未避免因光谱分析而可能带来的微裂纹的产生，在光谱分析之后，应用砂纸将光谱起伏点的痕迹清除干净。4.5.20不合格焊口应在缺陷清理完毕后，必须按原工艺进行焊接返修，且返修次数不得超过两次。5 作业质量标准及检验要求5.1 作业质量标准质量验收标准执行火电施工质量检验及评定标准焊接篇（96年版）及火力发电厂焊接技术规程（DL/T869-2004）。焊缝外观质量标准.1焊缝边缘应圆滑过渡到母材，焊缝外形尺寸应符合图纸设计要求，允许尺寸见下表：焊缝外观允许尺寸 （mm） 焊缝类别接头型式位置对接接头焊缝余高平焊02其它位置3焊缝余高差平焊2其它位置2焊缝宽度比坡口增宽<4.2

27、焊接角变形应符合下表：焊接角变形允许范围焊件偏差值(mm)管径<100mm1/100管径100mm3/200.3焊缝表露缺陷应符合下表：焊缝表露缺陷允许范围 焊缝类别缺陷名称质量要求裂纹、未熔合不允许根部未焊透不允许气孔、夹渣不允许根部凸出2mm内凹1.5mm咬边深度0.5mm，焊缝两侧总长度：不大于焊缝全长的10%，且40mm焊缝内部质量标准：四大管道焊缝属类焊缝，焊缝的质量必须满足射线级，超声级的质量标准。5.2检验要求分项分部检查要求.1实行焊接质量四级检查验收制度，做到自检与专检相结合，做好焊接前、焊接过程和焊接结束后三个阶段的质量检查，严格按检验项目和程序进行。.2四大管道焊接

28、接头必须100%自检，100%专检，并100%超声检验，其中合金钢管件进行100%硬度、光谱检验。外观检验不合格的焊缝，经修补合格后再进行以上项目的检查。 .3对于不合格的焊接接头，查明其原因，采用一定对策进行返修，返修后还应重新检验。.4热处理后的焊缝，需做硬度检验的焊件，若硬度值超过规定范围时，应加倍复检，待查明原因后，重新做热处理，再检验，直到合格为止。作业过程中见证点（W点）和停工待检点（H点）的设定和检验要求：焊口焊完后的全面清理、修正、检查作为H点，四大管道焊口焊接结束后，对H点的检验要求按5.1条质量标准进行检验 。6 技术记录要求6.1焊接技术文件及记录及时进行编制，整理一套完

29、整的技术资料，做好工程竣工技术文件的移交和技术总结工作，焊缝施焊记录编号为HJ-JS-002；6.2记录表格： WC-001自检记录表，WA-001分项工程焊接接头表面质量检验评定表，WA-002分项工程焊接综合质量等级评定表。焊口返修记录表HJ-JS-003，作业指导书技术交底记录表SG-JS-03等。7 职业健康安全、环境管理措施和文明施工7.1 职业健康安全、环境保护措施危害辨识评价及控制措施序号主要来源控制措施1焊接时烫伤、触电1、 应衣着整齐，穿绝绝缘鞋。2、 按要求使用劳动保护用品。3、 电焊钳的线破损时应及时包扎。4、 清理焊缝时，戴好防护镜，注意飞溅伤人。2挖补焊缝时易受机械伤

30、害1、 用角向磨打磨焊缝时，戴好防护镜。2、 身体必须侧对角向磨。3、 打磨时，严防用力过猛，砂轮片破碎。4、 保护接地线应连接正确、牢固。3焊接时引起火灾1、 禁在储存或加工易燃、易爆品的场所10m范围内作业，必要时应采取隔离措施。2、 清除焊接地点5m内的易燃物；无法清除时，应采取可靠的防护措施。3、 焊接工作结束后，必须切断电源，确认无起火危险后，方可离开。4不正确使用电焊机1、 电焊机外壳必须可靠接地，不得多台串联接地。2、 电焊机在倒换接头，转移工作地点或发生故障时必须切断电源。3、 露天装设的电焊机应设置在干燥的场所，并设遮蔽棚。4、关在闭合时须侧脸、戴好手套，防止起弧伤人。5高处

31、焊接作业1、 所有焊接工具须使用工具袋。2、 作业时更换下来的焊条头不得乱扔。3、 施工结束后，将焊缝药皮等清理干净。6有害气体1、 强通风，做好个人防护。7狭小、潮湿场所焊接作业未采取防触电措施1.教育职工严格遵守施工用电管理规定和安全操作规程，遵守密闭容器内作业安全管理规定环境因素辨识评价及控制措施序号主要来源控制措施1电弧光1、 设防护遮板。2、 设置标识牌。2焊条头回收1、 固定地点存放。2、 按发放焊条数量及有关要求一日一清。3、 热处理所用保温棉及时清理。7.2安全措施全体作业人员必须牢固“树立安全第一，预防为主”的思想。进入施工现场人员必须戴好安全帽，严禁穿拖鞋、凉鞋、高跟鞋或带钉的鞋，严禁酒后进入现场。高处作业必须系好安全带，并应挂在上方的牢固可靠处。高处作业或交叉作业应使用工具袋，工具、焊条头、边角料应妥善放置，严禁 上、下投掷。严禁随意拆除隔离层、孔洞盖板、栏杆、安全网等安全防护设施及割除脚手架等，严禁乱动非本人使用的设备、机具。严禁非专业人员安装、操作、维修电焊机。严禁将电缆管、电缆外皮或吊车轨道等作电焊导线，电焊导线不得靠近热源，并严禁 接触钢丝绳或转动机械。夏季电击的