焊接施工方案及工艺措施

焊接施工方案及工艺措施（一）一般（常规）焊接施工方案及工艺措施1.焊前准备1）坡口的加工和焊件下料宜采用机械加工，如采用热加工下料，切口边缘要留有加工余量。2）坡口的基本形式及尺寸应符合图纸设计及焊接规范的要求。3）焊件在组对前要将焊口及其母材附近内外壁的每一侧各10～15mm范围内的油污、铁锈、水分等杂物清理干净，露出金属光泽。4）焊件对口时要求内壁齐平，对接单面焊的焊口的局部错口值不应超过壁厚的10%，且不大于1mm。5）管道直径≥400mm且壁厚≥20mm的焊口对口点固时，应采用楔形卡块（δ=16～25mm）3至4块点焊固定。楔形卡块的材质与管道的材质相同或相近，点固焊时的焊接材料、焊接工艺、焊工以及预热温度应与正式施焊时的要求相同，打底后应将点固焊残留部分磨平。点焊示意图如图所示。δ＝16-25点固点02≤δ004≥D楔形卡块点固焊示意图6）严禁在焊件上随意引弧、试电流、焊接临时支撑物等，禁止用强力对口和热膨胀法对口。7）中、高合金钢（含Cr≥3%或合金总含量≥5%）的管道焊口，如12Cr2MoWVTiB、SA213-T91、SA213-P91、TP347H、TP307等，为防止根1 /8部氧化或过热，焊接时内壁应进行充氩气保护。由于本工程需要进行内壁充氩的焊口集中在过热器固定管道及油管路等，为提高背部充氩的质量、效率以及节约氩气，建议采用管道内部形成气室、焊口外部充氩的方法进行充气。其具体方法如图所示：m水溶纸或容易溶解的软纸m08≥充气铜管封口胶布气室氩气注：管道内水溶纸的位置应距焊口处≥80mm，以防止在焊口焊前预热时燃烧，破坏气室。内部充气示意图8）焊前要做好防风、防雨等工作。2.焊前预热1）对于外径小于219mm或壁厚小于20mm的管道允许火焰加热，火焰加热应逐渐升温，预热范围应大于焊口边缘50mm左右，施焊前应用表面温度表测量温度，做好手工预热温度记录。2）用远红外线陶瓷加热器进行焊前预热的焊口，均采用热电偶监视母材的温度，且将控温过程用温度记录仪打印在记录图上，保留预热曲线图纸。3）异种钢焊接时，预热温度应按可焊性差或合金成分高的一侧材质选定，支管与主管焊接时，应按主管的预热温度。4）本工程所涉及材质的焊前预热温度如表所示。本工程主要材质的焊前预热温度表序号合金含量母材钢号壁厚要求（预热温度（℃）mm）1C（C≤0.35）20G，St5.8/Ⅲ≥26100~2002C-Mn16Mn，Q345B≥30100~1502 /831Cr-½Mo15CrMo/P12≥10150~25041Cr-½Mo-V12Cr1MoV200~30052¼Cr-1Mo10CrMo910/P22≥6250~30063Cr-½Mo-V12CrMoWVB250~30079Cr-1Mo-VA335P91/T91200~300注：氩弧打底时的预热温度可按焊前预热温度下限降低50℃。3.焊接工艺要求1.对直径≤114.3mm，壁厚≤6mm的受热面管道，建议使用全氩弧焊接。2.氩弧打底焊的焊层厚度不小于3mm，在打底结束前应留一处检查孔，以便焊工用肉眼能检测焊缝根部成形情况，发现问题及时处理。对管径≥219mm的管道，氩弧打底的推荐焊接顺序如图所示。ⅡⅣⅡⅣⅢⅠⅢⅠA水平固定B垂直固定注：ⅠⅡⅢⅣ为焊接顺序表示氩弧焊打底焊接顺序3）根部焊接完成，应及时进行次层焊缝的焊接，多层多道焊时应逐层进行检查，以便发现缺陷及时处理，检查合格后，方可焊接次层，直至完成。4）无论结构焊缝或薄壁焊口，严禁一次焊接完成，必须多层多道焊。5）施焊过程中，层间温度不高于规定的预热温度的上限。且不高于400℃（P91钢层间温度不高于300℃）。6）为减少焊接应力变形和接头缺陷，对直径大于194mm的管子及锅炉密集管排（管间距≤30mm）对接焊口宜采取两人对称焊。7）大径管的壁厚焊接应采用多层多道焊，单层焊道厚度不大于所用焊条直径加1mm（P91钢单层焊道厚度不大于所用焊条直径），单层焊的宽度不大于焊条直径的5倍（P91钢单层焊的宽度不大于焊条直径的4倍），多层多道焊的焊接排列顺序要求见图。3 /8≤5Φ≤Φ+1㎜≥3㎜厚壁管焊道排列顺序示意图8）施焊过程中，焊接收弧时应将熔池填满，多层多道焊的焊接接头应错开。9）施焊过程中除工艺和检验上的要求分次焊接外，应该连续焊接完成。若由于客观的环境的影响被迫中断时，应采取防止裂纹等缺陷产生的措施（如后热、缓冷、保温，防雨等），再次焊接时应仔细检查并确认无缺陷后，方可按焊接工艺的要求继续施焊。10）焊口焊接完成后应及时清理焊口周围的飞溅、渣壳等杂物并写上施焊人员的钢印代号。11）焊口经检验有超过标准的缺陷时应及时进行挖补，补焊时的焊接工艺应与正式焊接的焊接工艺相同，需要进行热处理的焊口，返修后应重新进行热处理。同一位置上的挖补次数一般不得超过三次，中、高合金钢不得超过二次。4.焊后热处理1）凡采用氩弧焊打底或低氢焊条，焊前预热和焊后适当缓冷的小径管可免做焊后热处理。2）本工程所涉及母材的热处理温度如表。本工程主要材质的焊后热处理温度及恒温时间表热处理壁厚（mm）序＞＞＞母材钢号温度(＞合金含量≤12.512.5~275~10号℃)25~37.37.5~550~755005C（C≤0.35%20G，600~651.522.252.51St45.8/Ⅲ015CrMo/PI670~7021Cr-½Mo0.511.522.252.5204 /831Cr-½12Cr1MoV720~7511.5234Mo-V0.5042Cr-½12CrMoW750~781.251.752.253.254.25Mo-VWVTiB0.75052¼Cr-1Mo10CrMo91720~7511.52340/P220.506A335P91/T750-7711.75232.59Gr-1Mo-V0.759103）焊后热处理一般为高温回火，升温速度250X25/T℃/H计算，且不大于300℃。温度降至300℃以下可不控制降温速度，在热处理过程中应严格执行。4）热处理的加热宽度，从焊缝中心算起，每侧不小于管道壁厚的3倍，且不小于60mm。保温宽度，从焊缝中心算起，每侧不得小于壁厚的5倍，以减少温度梯度。5）热处理的加热方法，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测点的温度差不应大于50℃。6）热处理的温度测量必需准确可靠，采用自动温度记录。7）焊接接头热处理后，应做好热处理记录和标记。8）壁厚大于45mm的1Cr-1/2Mo、21/4Cr-1Mo等合金钢焊口焊后应及时进行热处理，否则应做300～350℃的后热消氢处理，恒温时间不少2小时。5.焊缝返修措施1）焊接接头有超过标准的缺陷时，可采取挖补方式进行返修，但在同一位置上的挖补次数不得超过三次，中、高合金钢不得超过二次，否则应割口重焊。2）清除缺陷：（1）焊缝经检验不合格，但缺陷较小时，采用局部返修的方法进行返修，但缺陷严禁用火焰方法清除。（2）如果焊缝缺陷较大又难以一次返修合格时，可采用直接割除焊口的处理方法重焊其焊口。（3）裂纹、未熔合等直观不易发现的缺陷，应经检验人员确认缺陷是否已清除。5 / 83）补焊：（1）焊缝缺陷必须确认清除后方可补焊。（2）补焊人员必须有相应焊缝的焊接资格。（3）补焊焊缝应照原焊缝焊接工艺执行。（4）需进行热处理的焊缝，返修后应做热处理。4）焊缝返修完毕后应按原焊口进行相应的无损检验。（二）SA335P91焊接工艺措施要点1.焊接方法钨极氩弧焊打底，焊条电弧焊填充并盖面的焊接方法。2.焊接材料选用要求1）焊缝金属的化学成分及常温和高温力学性能应与母材相当。2）焊缝金属的Ac1和Mf温度与母材相当。3）焊材焊接工艺性能良好。4）国家电力焊接信息网推荐德国伯乐蒂森公司焊接材料：MTS616焊丝及MTS616焊条。3.焊前准备1）坡口加工应采用机械法加工。2）坡口及其内外壁15～20mm范围内应将油、漆、垢等杂质清理干净，露出金属光泽。3）保持管子内壁齐平，如错口或壁厚不同，应按《电力建设施工及验收技术规范》规定处理。4）对口时管子支撑点应垫牢，防止焊接时产生移位和变形。管子端面偏斜度应按《电力建设施工及验收技术规范》规定执行。5）点固焊采用“定位块”法点固在坡口内，不少于3点。“定位块”选用含碳量小于0.25%的钢材。点固焊用焊材、工艺与正式焊接时相同。6）点固焊时不得在管子表面引弧及试验电流，“定位块”去除后应将点焊点磨平，确认无裂纹等缺陷后方可继续施焊。7）点固焊过程可实行工序流转卡制度，由施工单位通知甲方及监理专业师6 / 8旁站监督，确认合格后方可进行下道工序。4.焊接工艺1）为防止根层焊缝金属氧化，打底前应在管子内充氩保护。密封气室范围以坡口中心为准，每侧200～300mm。充氩流量10～12L/min。2）焊丝选用Φ2.5mm，钨极Φ2.5mm，氩气流量10～15L/min。3）氩弧焊预热温度100～150℃，焊接电弧电压10～14V，焊接电流80～110A，焊接速度55～60mm/min。4）氩弧焊打底焊层厚度2.8～3.2mm。5）电弧焊预热温度200～300℃，为防止焊接冷裂纹和提高冲击韧性，必须严格控制焊接预热温度和层间温度。推荐层间温度200～300℃。6）大径厚壁管采用多层多道焊接，为保证后一焊道对前一焊道的回火作用，每层焊道厚度控制为焊条直径。焊条摆动宽度不超过焊条直径的4倍。水平固定管盖面层焊一层至少3道焊缝的“退火时道”利于改善焊缝金属组织和性能。7）为减少焊接应力与变形，采用二人对称焊接。8）为提高焊缝冲击韧性，采用小电流快速摆动焊和短弧连弧焊。焊接中每层焊道接头错开10～15mm，注意尽量焊的平滑，便于清渣。9）选用操作技术熟练的焊工施焊，注意溶池和收尾接头质量，避免出现弧坑裂纹。每层焊道焊完都应仔细清理焊渣及飞溅，并自检合格。5.焊后热处理1）对P91钢焊接接头焊后冷却到100～120℃时，恒温大于1小时后立即进行热处理。2）热处理为高温回火处理，升、降温速度≤150℃/h为宜，降温至300℃以下可不控制。3）热处理加热温度760±10℃。4）恒温时间按接头壁厚每25mm，1小时计算，最少不得小于4小时。5）热处理加热宽度、保温层宽度和厚度符合DL/T819-2002的规定。6）为了获得好的冲击韧性，可采用较长的保温时间。7）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℃7 / 8、恒温时间1小时的后热处理。8）焊接热处理过程曲线：温度760±10℃≤150℃ >4h ≤150℃200~300℃ 100~120℃100~150℃>1h6.质量检验

时间（h）1）焊工自检和专检，外观符合要求后方可进行无损检验。2）壁厚≥70mm管子焊口，焊至20～25mm时，应停止焊接，立即进行后热处理，然后做“RT”探伤检验，确认合格后，在按工艺程序施焊完毕。3）管道上开有探伤孔时做100%“