钛及钛合金焊接施工工艺标准修改稿

钛及钛合金焊接工艺标准QB-CNCECJ22105-20061适用范围本施工工艺标准适用于钛及钛合金的手工钨极氩弧焊、熔化极氩弧焊和惰性气体保护等离子焊接。2施工准备2.1技术准备2.1.1施工技术资料2.1.1.1设计文件(施工图、材料表、标准图、设计说明及技术规定等)及焊接工艺评定。2.1.2现行施工标准规范JB/T4745《钛制焊接容器》 GB/T2965《钛及钛合金棒材》 SH3502《钛管道施工及验收规范》 GB/T3620.1《钛及钛合金牌号和化学成分》 GB/T3621《钛及钛合金板材》 GB/T3623《钛及钛合金焊丝》 GB/T3624《钛及钛合金管》 GB/T3625《换热器及冷凝器用钛及钛合金》 GB/T4842《纯氩》 《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》2.1.3施工方案2.1.3.1焊接施工方案、焊接工艺评定报告、焊接工艺指导书钛及钛合金材料的焊接工艺评定应当按GB50236《现场设备、工艺管道焊接工程施工及验收规范》的要求进行，或者按设计要求的标准进行评定；依据评定合格的焊接工艺编制焊接工艺指导书。2.1.4技术及安全交底工号技术员应按要求向所有焊接人员进行技术及安全交底。2.1.5焊工培训考试2.1.5.1从事钛及钛合金材料焊接的焊工应进行培训和考试，考试包括基本知识和焊接操作技能两部分，基本知识考试合格后才能参加操作技能的考试，考试内容应与焊工所从事的工作范围相适应。2.1.5.2钛及钛合金焊接的焊工考试依据设计文件要求进行，如设计没有明确规定可以按《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》和GB50236《现场设备、工艺管道焊接工程施工及验收规范》要求进行。2.2作业人员表2.2主要作业人员序号工种持证上岗要求备注1电焊工焊工合格证合格证中的项目应与施焊项目相符，不得超项施焊2等离子切割工持证企业技能资格证3热处理工持证企业技能资格证4探伤检测人员持证应持有国家质量技术监督局签发的无损检测操作合格证2.3材料的验收与保管2.3.1.1工程材料的验收⑴应由具有材料知识、识别能力、实践经验及熟悉规章制度的人员管理参与验收。⑵材料入库时，业主、监理、施工单位三方共同进行验收，应检查下列项目符合要求方可验收：制造厂合格证及质量证明书核对材质、规格型号、数量外观检查按规定要求做好检查记录2.3.1.2工程材料的保管⑴经检验合格的钛材，应按规定尺寸分别放置在垫木上，单独堆放，严禁与钢材混堆和直接接触或碰伤，防止污染和腐蚀。⑵一定条件下钛在发烟硝酸、干氯气、甲醇、三氯乙烯、液态的四氧化碳、熔融金属盐、四氯化碳、尿吡啶、氢气等介质中可能产生燃烧、爆炸或应力腐蚀开裂等，钛对这些介质环境应回避或慎用。⑶做好标识。⑷如露天堆放应做好防风、雨、雪等特殊防护措施。2.3.1.3管材质量要求⑴管道用钛及钛合金材料应当具有良好的耐蚀性能、力学性能、成形性能及其他工艺性能和物理性能，能满足管道的使用、制造与检验要求，并考虑经济合理性。⑵钛及钛合金管材应符合GB/T3624《钛及钛合金管》的要求。⑶技术要求应注明所购钛管类别（无缝管、焊接管或焊接—轧制管）⑷外径超过60mm且设计压力超过10Mpa的钛管应进行超声或涡流检测，任何外径的管材的无损检测方法，如需在超声和涡流检测两者之中选定一种应注明。⑸钛材的表面应光滑、清洁，无针孔、裂纹、折叠和过腐蚀等缺陷。⑹钛材表面的局部缺陷应予清除，清除后厚度不得超出规定的负偏差。2.3.1.4焊材选用原则及验收标准⑴所选焊丝焊后状态下的焊缝抗拉强度不低于母材退火状态下的标准下限值，塑性和耐蚀性能不低于退火状态下的母材或与母材相当，焊接性能良好，能满足使用条件的要求。⑵选用的焊丝应有出厂合格证和质量证明书，焊丝表面应洁净，无氧化色，不应有裂纹、光玻、斑疤和夹渣等缺陷。⑶焊丝中的氮、氧、碳、氩、铁等杂质元素的标准含量上限值应低于母材中杂质元素的标准含量上限值，不得从所焊母材上裁条充当焊丝。⑷一般情况下应选用GB/T3623《钛及钛合金丝》和JB/T4745《钛制焊接容器》附录D中与母材相对应的焊丝牌号，但应通过焊接工艺评定合格。⑸不同牌号的钛材相焊时，按耐蚀性能较好和强度级别较低的母材选择焊丝材料，当焊件要求较高塑性时，应采用纯度比母材高的焊丝或按图样规定。⑹保护用氩气纯度应高于99.99％，露点不高于－50℃，含水量不大于50毫克/米3⑺氩气输送管应采用塑性软管，不宜用橡胶软管或其它吸湿性材料。2.3.1.5母材推荐焊丝牌号焊丝牌号与推荐所焊母材牌号见下表2.3.1.5所示表2.3.1.5母材推荐焊丝牌号焊丝牌号STA0RSTA1RSTA2RSTA3RSTA9RSTA10R母材牌号TA0、TA1-ATA1TA2TA3TA9TA102.4主要施工机具2.4.1直流氩弧焊机、熔化极氩弧焊机、等离子切割机、焊条烘烤保温箱、坡口机、无损检测设备等。2.4.2角向砂轮机、细锉、不锈钢丝刷、铣刀、焊接面罩、焊条保温筒、刮刀、电钻等。2.5测量及计量器具焊接检验尺、干湿温度计、电流表、电压表、秒表、风速计、测温仪等。2.6作业条件2.6.1施工场所已具备施工条件，所需的图纸资料和技术文件齐备，图纸会审已进行，施工方案已经编制好且审核批准，并进行技术交底。2.6.2建立焊接质量保证体系，包括焊接技术人员、焊接质检人员和无损检测人员等。2.6.3焊接工装设备、检测、试验手段应满足钛及钛合金的焊接技术要求。2.6.4在焊工考试和施焊前，具有相应的焊接工艺评定。2.6.5焊接场所保持清洁，并有防风、防雨雪措施，风速≤2m/s，相对湿度一般不大于80%，环境温度不低于5℃2.6.6焊前应根据焊件与焊缝型式予先制作好惰性气体保护罩，其尺寸应足以使焊缝与热影响区在焊后冷却过程中温度高于4003施工工艺健全的质量保证体系焊接工艺评定健全的质量保证体系焊接工艺评定焊接工艺指导书焊工培训与考试材料入库与检验施工前准备无损探伤严格执行工艺纪律及过程控制焊后外观检查焊缝组对施焊3.2工艺操作过程3.2.13.2.1.13.2.1.2坡口及两侧各25mm以内的内外表面清除污垢后，应用细3.2.1.33.2.1.4钛管道的焊口组对时：当壁厚相同时应做到内壁平齐，对口错边量不应超过壁厚的10%，且不大于1mm；不同壁厚的焊口组对时应按下图3.2.1.4δδ2LLδ1δ1δ20.5~21~1.50.5~21~1.5L≥4（δ2-δ1）图3.2.1.4坡口形式3.2.23.2.2.1选择焊接工艺参数应保证足够的熔透深度，保证保护良好，避免产生缺陷，并尽量采用热输入较小的焊接规范，层间温度不高于3.2.2.2钨极氩弧焊时推荐采用铈钨电极，电极直径应根据使用的焊接电流大小选择，电极端部应为圆锥形，其端部尺寸和形状可参照下图3.2.2.2R球R球≈d3-4d图3.2.2.23.2.2.3铈钨电极允许焊接电流见下表3.2.2.3表3.2.2.3铈钨铈钨电极直径（mm）11.523焊接电流（A）15～2040～120100～220200～3003.2.2.4钍钨电极允许焊接电流见下表3.2.2.4所示：表3.2.2.4钍钨极直径（mm）0.51.01.62.43.24.04.86.4允许直流正接电流（A）5～2015～8070～150150～250250～400400～500500～800800～11003.2.2.5手工钨极氩弧焊工艺参数参照下表3.2.2.表3.2.2.壁厚(mm)焊层钨极直径(mm)焊丝直径(mm)喷嘴直径(mm)层内温度(℃)焊接热输入氩气流量(L/min)焊接电流(A)电弧电压(V)焊接速度(cm/min)喷嘴保护罩背面≤211.62.012～16≤20040～7010～127.5～158～1216～256～103-422.02.016～20≤20080～11012～1412～1525～308～155-732.4316～20≤200100～14012～1412～1525～308～15≥8多层3316～20≤200120～18012～1612～1525～308～153.2.2.6自动钨极氩弧焊工艺参数参照下表3.2.2.6所示：表3.2.2.板厚mm坡口形式焊接电流A电弧电压V钨极直径mm焊丝直径mm喷嘴氩气流量L/min拖罩氩气流量L/min层次焊接速度m/h0.8对接40～6012～151.0～1.50.8～2.08～12-118～221.0对接60～8012～151.51.0～2.06～78～10122～251.5对接80～12014～161.51.0～2.07～88～10122～232.0对接130～15014～162.02.0～2.58～98～10120～222.5对接180～20014～162.52.5～3.010～1210～12120～223.0对接220～24014～163.02.5～3.010～1212～14119～214.0对接260～28014～183.03.512～1420～25119～214.0V形60°120～13014～162.02.5～3.012～14-210～116.0V形60°300～33014～183.53.012～1430～35118～2210.0V形60°180～24014～182.5～3.03.514～16-29～1213.0X形60°220～24014～183.03.59～1018～20420～253.2.2.7熔化极自动氩弧焊工艺参数参照下表3.2.2.7所示：3.2.3焊缝返修3.2.3.1焊缝和热影响区的氧化变色或表面缺陷经打磨后，若母材厚度仍能满足设计要求，可不必补焊。3.2.3.2缺陷深度较深应修磨后补焊，修磨范围内的斜度至少为1∶3，返修工艺符合正常焊接工艺要求。表3.2.2.7焊接电流（A）电弧电压（V）焊接速度（m/h）氩气流量（L/min）喷嘴拖罩垫板650～700323235～4030～4030～35760～78036363.2.3.33.2.3.4焊缝同一部位的返修次数不得超过两次，需要进行第三次返修时应对不合格焊缝进行质量分析，制定返修措施，经质保工程师3.3焊接过程中应注意的问题3.3.1应采用合理的焊接顺序、施焊方法3.3.2钨极氩弧焊焊接过程中，3.3.33.3.43.3.53.3.5.1焊炬喷嘴直径宜选用φ12-3.3.53.3.53.3.5.43.3.5.5焊接过程中填充焊丝的加热端应始终处在氩气的保护之下，熄弧后焊丝不得立即暴露在大气中，应在焊缝脱离保护时取出，焊丝如被污染，3.3.5.63.4季节性施工技术措施3.4.1冬季室外作业应设防风保温棚3.4.2雨季室外作业应设防雨棚；当焊缝处潮湿时应用氧-4质量检验4.1质量检验标准及方法4.1.1焊接质量检验按照GB50236《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》等标准执行。4.1.24.1.2.1⑴焊材必须符合设计要求。检验方法：检查出厂合格证或质量证明书、复验报告⑵管道焊接前必须做焊接工艺评定，且应符合焊接工艺评定规范要求。检验方法：检查焊接工艺评定报告⑶管道焊缝无损检测必须符合设计要求和规范规定。检验方法：检查无损检测记录和报告⑷焊接人员必须经过考试并有合格证书。检验方法：检查施焊人员合格证书4.1.2.2⑴焊缝表面无裂纹、气孔、夹渣、凹陷、飞溅、药皮、焊疤等缺陷。检验方法：观察检查，按系统抽查10%，不少于3处⑵单线图上必须标注有焊工号。检验方法：观察检查，按系统抽查10%，不少于3处4.1.2.3表4.1.2.3焊缝允许偏差项目及检验方法序号项目规定值允许偏差（mm）检查数量检验方法1咬边深度≤0.5按系统抽查10%，且不少于3道焊口用焊接检验尺检查长度连续长度≤50两边总长度＜10%L2余高≤1+0.1C3焊后错边量不宜超过壁厚的10%，且不大于14焊角尺寸δ±15焊缝宽度不带坡口0.9（1.5δ+3）～1.1（1.5δ+3）带坡口每边超出坡口1～２注：L——焊缝长度；C——焊缝宽度；δ——管壁厚度。4.1.2.4钛及钛合金焊缝表面色泽检查标准见下表4.1.2.4所示：表4.1.2.4钛及钛合金焊缝表面色泽检查标准焊道颜色保护效果质量银白色（金属光泽）优合格金黄色（金属光泽）良合格紫色（金属光泽）[注]蓝色（金属光泽）低温氧化，表面污染合格高温氧化，污染严重，焊缝性能下降不合格灰色（金属光泽）保护不好，污染严重不合格暗灰色灰白色黄白色注：区别低温氧化和高温氧化的方法宜采用酸洗法，经酸洗能除去紫色、蓝色者为低温氧化，除不掉者为高温氧化。4.2质量控制点表4.2质量控制点序号质量控制点控制等级（A、B、C）主要控制方法1焊接施工方案B编制焊接方案，进行工艺技术交底和安全技术交底2焊工资质B及时进行焊工取证，严格焊工持证上岗3焊接工艺评定CR严格遵循JB4708规定进行，工艺评定覆盖率100%4焊接工艺指导书C严格按照标准规范、工艺评定编制5焊材管理C控制焊材采购、验收（或复验）、保管、烘干、发放环节，锅炉、压力容器、压力管道焊材做到有可追溯性6焊缝对口质量检查C焊缝对口间隙、钝边、坡口角度，坡口两侧清理应符合工艺指导书7焊接环境C焊接环境的风速、温度、湿度应符合工艺指导书。设防风雨棚，或进行预热9焊接过程C焊接施工的工艺参数应符合工艺指导书的规定，质检员及时进行抽查。10外观检查C焊缝完成后焊工应进行自检，质检员进行专检，合格标准按有关规范和工艺指导书的要求。11无损检验BR编制无损检测工艺；按委托单及规范和工艺进行检测；12焊缝返修CR焊缝返修应核准缺陷的位置，及时按原工艺进行，超次返修应编制返修工艺，经焊接工程师审核，项目技术负责人批准，并记录存档。4.3质量记录母材及焊材产品质量证明书。焊材发放、烘烤记录。焊工合格项目登记表。焊接施工记录；焊缝探伤布片图；焊缝磁粉、渗透检测位置图；焊工代号布置图。焊缝返修记录焊缝无损检测报告5成果保护5.1焊缝完成后严禁敲打、碰砸焊缝及热影响区，对装有仪表、调节阀等区域应遮挡保护。5.2严禁在近缝区点焊临时支架。5.3凡在管道附近应进行切割作业时应及时挡护，杜绝切割残渣、氧化物伤及管道和焊缝。