锅炉受热面管及承压管道的焊接工艺标准

锅炉受热面管及承压管道的焊接工艺标准1焊前准备焊口位置应避开应力集中区,且便于施焊及热处理,一般应符合下列要求：1.1锅炉受热面管子焊口,其中心线距管子弯曲起点或汽包,联箱外壁及支吊架边缘至少70m/m,两个对接焊口间距离不得小于150m/m。1.2管道对口焊接,其中心线距离管子弯曲起点,不小于管子外径,且不小于100m/m,距支吊架边缘至少50m/m,两个对接焊口间距离不得小于管子直径,且小得少于150m/m。1.3管接头和仪表插座一般不设置在焊缝和热影响区内。1.4带有纵向焊缝的筒体和封头,相邻两纵向焊缝的距离,应大于壁厚的2倍,且不小于100m/m。1.5焊接管的管孔应尽量避免开设在焊缝上,并避免管孔焊缝与相邻焊缝的热影响区相重合,如必须在焊缝上及附近开孔时,应满足以下条件：a)管孔两侧大于孔径且不少于60m/m范围内的焊缝应按规定无损探伤检验合格。b)孔边不在焊缝缺陷上。c)管接头需经焊后热处理消除应力。1.6管子、管道、压力容器的坡口形式应按设计图纸规定加工,如无规定时,坡口的形式和尺寸应按能保证焊接质量,填充金属少改善劳动条件,便于操作,减少焊接应力和变形,适应焊接要求的原则选用。1.7焊件下料与坡口按下列要求进行：a)焊件下料采用机械方法为宜,对淬硬倾向较大的合金钢材,公称直径<100的管子和直径>100mm,工作压力>2.3Mpa的汽水管道,尤应以机械加工.。b)如用热加工法(如气割)下料,切口部分应留有加工余量,以除去淬硬层及过热金属。c)对淬硬倾向较大的合金钢材,用热加工法下料后,切口部分应先进行退火处理再进行加工.。d)坡口制备以机械加工方法进行,如用火焰切割切制坡口,则应将割口表面的氧化物,熔渣及飞溅物按焊接要求的范围进行清理干净,并将不平整处修理平整。1.8焊件经下料及坡口加工后按下列要求进行检查,合格后方可进行组对。a)淬硬性较大的钢材如使用火焰切割下料坡口,加工后要经表面探伤检验合格。b)坡口处母材无裂纹,重皮,坡口损伤及毛刺等缺陷。c)坡口加工尺寸符合图样要求。d)在清理范围内无裂纹,夹层等缺陷。1.9焊件组装前应将焊口表面及符边母材内,外壁的油,污垢,锈等清理干净,直至发出金属光泽,清理范围规定如下：a)手工电弧焊对接焊口,每侧10～15mm.。b)角接接头焊口,焊角值K+10mm.。c)手工钨极氩弧焊,15～20mm.。1.10对接管口端面应与管子中心线垂直,其偏斜度不得超过下表的规定：管子端面与管中心线的偏斜度要求：（表5）管子外径（mm）＞f（mm）≤600.5＞60～1591＞159～2191.5＞21921.11焊件对口时一般应做到内外壁齐平,如有错口,其错口值应符合下列要求：a)对接单面焊的局部值不超壁厚10%且不大于1mm.。b)对接双面层焊的局部错口值不应超过焊件厚度的10%且不大于3mm.。1.12不同厚度焊件对口时,其厚度差可按下列方法处理：a)内壁尺寸不相等而外壁齐平时,可加工成图(a)的形式。b)外壁尺寸不相等而内壁齐平时,可加工成图(b)的形式。c)内外壁尺寸不相等时,可加工成图(c)。d)内壁尺寸不相等,厚度差≤5mm时,在不影响焊件强度条件下可加工成图(d)表(7)1.13焊口的局部间隙过大时,应设法修理到规定尺寸,严禁在间隙内加填塞物。1.14焊条使用前应按其说明书要求进行烘焙,重复烘焙不得超过两次,焊丝使用前应清除锈垢和油污,至露出金属光泽,存放一年以上的焊条用于重要部件焊接时,如对其质量发生怀疑,应重新做出鉴定,符合要求后方准使用。1.15除设计规定的冷拉口外,其余焊口应禁止用强力对口,更不允许利用热膨胀法对口,以防引起附加应力。1.16焊接施工过程包括对口装配,施焊,热处理和检验等四个重要工序,本道工序符合要求后方准进行下道工序,否则禁止下道工序施工。1.17焊接场所应采取防风,防雨,防雪,防寒等措施。1.18格焊工在施焊锅炉受热面管子前,应进行与实际条件相适应的模拟练习,并经折断面检查符合要求后方可正式焊接。4.2.2焊接工艺。2.1焊接时允许的最低环境温度如下:碳素钢-20度,低合金钢,普通低合金钢-10度,中高合金钢0度。2.2各种钢材施焊前应根据其要求进行预热,并有下列规定.(a)根据工艺评定提出预热要求.(b)壁厚≥6mm的合金钢管子,管件(如弯头,三通等)和大厚件板在负温下焊接时,预热温度可按表的规定值提高20~50度.焊前预热温度表(8)钢种(钢号)管材板材壁厚mm预热温度厚度mm预热温度含碳量≤0.35%的碳素钢及其铸件≥26100～200≥34100～150C—Mn(16Mn)≥15150～200≥30Mn—V(15MnV)≥281/2Cr—1/2Mo(12CrMo)--------≥15150～2001Cr—1/2Mo(15CrMo,ZGCrMo)≥10150～25014MnMoV,18MnMoNb----12Cr1MoV,ZG20CrMo----200～30015Cr1Mo1V,ZG15Cr1Mo112Cr1MoWV12Cr2Mo12Cr1MoVSiTiB9Cr—1Mo12Cr—1Mo-V----300～400--------注(1)当采用钨极氩弧焊打底时,可按下限温度低50度.(2)当管子外径大于219mm或壁厚大于20mm(含20mm)时,应采用电加热法预热。2.3壁厚≥6mm的合金钢管子及壁厚>15mm的碳素钢管在负温下焊接时应适当预热.(d)异种钢焊接时,预热温度应按焊接性能较差或合金成份较高的一侧选择.(e)按管座与主管焊接时应从主管规定的预热温度为准.(f)承压件与非承压件焊接时,预热温度应按承压件选择。2.4预热宽度从对口中心开始,每侧不少于焊件厚度的三倍,厚度大于35mm的焊接接头预热时的升温速度按公式：250×25/壁厚℃/t计算,且不大于300℃/t。降温过程中,温度在300度以下可不控制。2.5施焊过程中,层间温度应不低于规定的预热温度下限,且不高于400度。2.6承压管道焊接时,为保证管道(或管子)内壁清洁和焊缝根部质量,所用的焊接方法应遵照表的规定：承压管道焊接方法的规定表(9)部件名称根部焊道其它焊道P≥10Mpa,δ≤6mm的锅炉受热面管子T1GT1G/SMAWP>10Mpa,δ>6mm的管子及管件T1GSMAWP≥4Mpa,t≥450度的管道T1GSMAW再热蒸汽冷热管道及旁路T1GSMAW汽轮机,发电机,润滑油系统及燃油管道T1GT1G/SMAWP<10Mpa,δ≤6mm的中低压锅炉受热面管T1GT1G/SMAW其它管道T1GSMAW注:为非强制要求,T1G---氩弧焊,SMAW---手工电弧焊2.7中高合金钢(含Cr≥3%或合金含量5%)管子和管道焊口,为防止根层氧化或过烧,焊接时内壁应充氩气或混合气体保护。2.8严禁在被焊工件表面引燃电弧,试验电流或随意焊接临时支撑物,高合金钢材料表面不得焊接对口用卡具。2.9管子焊接时管内不得有穿堂风。2.10点固焊时,除其焊接材料,焊接工艺,焊工和预热温度等与正式施焊相同外,还应满足下列要求：a)对口根部点焊做为焊缝的一部分,点固焊后检修各个焊点质量,如有缺陷应立即消除,重新进行点焊。b)厚壁大径管若采用填加物方法占固,当除去临点固物时,不应损伤母材,并将其残留焊疤清除干净,打磨修整.2.11采用钨极氩弧焊打底的根层焊缝检查后,应及时进行其它层次焊缝的焊接,直至完成。2.12厚壁大径管的焊接应采用多道焊,当壁厚大于35mm时,应符合下列规定：a)氩弧焊打底层厚度不小于3mm.。b)其它焊道的单层厚度不大于所焊条直径加2mm。c)单面焊双面成形的焊道,焊条结晶宽度不大于所用焊条直径的5倍,厚壁大径管多道排列。2.13为减少焊接变形和接头缺陷,直径大于194mm的管子和锅炉密集排管(管子间距≤30mm)的对接焊口要采用二人对称焊接。2.14施焊中,应特别注意接头和收弧的质量,收弧时应将熔池填满,多层多道的焊接接头应错开。2.15施焊过程除工艺和检验上要求分次焊接外,应连续完成,若被迫中断时,应采取防止裂纹产生的措施,(如后垫,缓冷,保温等)再焊时应仔细检查并确认无裂纹后,方可按照工艺要求继续施焊。2.16公称直径大于或等于1000mm的管道或容器的对接焊口,应采取双面焊接,并应采取清根措施,以保证封底焊质量.2.17对需做检验的隐蔽焊缝,应经检验合格后,方可进行其它工序。2.18焊口在焊接完后,应进行清理,经自检合格后在焊缝附近打上焊工本人的钢号或做永久性标记。2.19对易产生延迟裂纹的钢材,焊后应立即进行热处理,否则应作后热处理,其温度以300~350度为宜,恒温时间不少于2小时,后热处理的加热范围与热处理要求相同。2.20焊接接头有超标缺陷时,可采取挖补方式返修,但同一位置上的挖外次数一般不超过三次,中高合金钢不得超过二次,并应遵守下列规定：a)彻底清除缺陷.b)补焊时应制定具体的补焊措施,并遵照工艺要求进行。c)需进行热处理的焊接接头,返修后应重做热处理。2.21安装管道冷拉口使用的加载工具,需待整个对口焊接和热处理完毕后方可卸载。2.22不得对焊接接头进行加热校正。2.23焊后热处理,热处理是为了降低焊接接头的残余应力,改善焊缝金属的组织性能,热处理过程应严格按照本规范及有关规定进行。2.24下列焊接接头应进行热处理：a)壁厚>30mm的碳素钢管子和管件。b)壁厚>28mm的碳素钢容器。c)耐热钢管子和管件。d)经焊接工艺评定需做热处理的焊件。2.25凡采用氩弧焊或低氢型焊条,焊前预热和焊后适当缓冷的下列部件可免作热处理：a)壁厚小于或等于10mm,管径小于或等于108mm的15CrMo、12Cr2Mo钢管子。b)壁厚小于或等于8mm,管径小于或等于108mm的12Cr1Mo钢管子。c)壁厚小于或等于6mm,管径小于或等于637mm的12CrMoWVB的钢管子。2.26焊后热处理一般为高温回火.常用钢材的热处理与恒温时间见表(10)钢种(钢号)温度(℃)厚度(mm)≤12.5＞12.5~25＞25~37.5＞37.5~50＞50~75＞75~100＞100~125恒温时间(h)c≤0.35(20ZG25)c—Mn(16Mn)600～650______1.522.52.531/2Cr—1/2Mo(12CrMo)650～7001/211.522.52.531Cr—1/2Mo(15CrMoZG20CrMo)670～7001/211.522.52.531Cr-1/2Mo-V(12Cr1MoVZG20CrMoV)Cr-Mo-V(ZG15Cr1Mo1V)Cr-1/2Mo1V720～7501/211.523442Cr-1/2Mo-VW(12CrMoMVB)3Cr-1Mo-VTi(12CrMoVSiTiB)750～7803/422.53459Cr-1Mo12Cr-1Mo1/21.523452.27热处理过程中,升温、降温速度规定如下：a)升温,降温速度一般可按：250×25/壁厚℃/t计算,且不大于300℃/t.b)降温过程中,温度在300度以下可不控制。2.28异种钢焊接接头的焊后热处理,应按两侧钢材及所用焊条,焊丝综后考虑,热处理温度一般不超过合金物成份低侧钢材的下临界点AC1,可参见表(8)。2.29热处理的保温宽度,从焊缝中心算起,每侧不小于管子壁厚的5倍,以减少温差梯度。2.30热处理的加热宽度,从焊缝中心算起,每侧不小于管子壁厚的3倍,且不小于60mm.。2.31热处理的加热方法,应力求外壁和焊缝两侧温度均匀,恒温时的加热范围内任意一点的温度温差应低于50度,厚度大于10mm时应采用感应加热或电阻加热。2.32热处理的测温必须准确可靠,应采用自动温度记录,所有仪表,热电偶及其附件,应根据计量要求进行标定和校验。2.33进行热处理时,测温点应对称布置在焊缝中心两侧,且不少于两点,水平管道的测点应上下对称布置。2.34焊接接头热处理后,做好记录和标记,并打上热处理工的钢印,代号或永久性标记。3质量标准3.1焊缝外观检查质量应符合下列要求：a)焊缝边缘应圆滑过渡到母材,焊缝外形尺寸应符合设计要求,其允许尺寸见表(12)。b)焊缝表面缺陷应符合表(13)要求。c)管子管道的外壁错口值不得超过以下规定:锅炉受热面管子≤10%δ+1mm;其它管道≤10%δ且≤4mm.3.2焊接接头折断面和金相宏观检验标准应符合表(14)的规定。3.3金相微观检查合格标准如下。a)没有裂纹。b)没有过烧组织。c)非马氏体钢中,没有淬硬的马氏体组织。3.4热处理后的焊缝硬度,一般超过母材布氏硬度HB加100且不超过下列规定：a)合金总含量:<3%,HB≤270。b)合金总含量:3%--10%,HB≤300。c)合金总含量:>10%,HB≤350。3.5焊接角变形应符合表(15)规定。3.6各类焊缝的质量级别见表(16)焊缝外形允许尺寸表（12）焊接类别接头型式位置ⅠⅡⅢ对接头焊缝余高平焊0～20～30～4其它位置≯3≯4≤5焊缝余高差平焊≤2≤2≤3其它位置≤2＜3＜4焊缝宽度比坡口增宽＜4≤4≤5每侧增宽＜2≤2≤3贴角焊焊脚δ+（2～3）δ+（2～4）δ+（3～5）焊脚尺寸差＜2≤2≤3角接接头坡口角焊焊脚δ≤20δ±1.5δ±2δ±2.5δ＞20δ±2δ±2.5δ±3焊脚尺寸差δ≤20＜2≤2≤3δ＞20＜3＜3＜4注：(1)焊缝表面不允许有深度大于1mm的尖锐凹槽,且不允许低于母材表面。(2)搭接角焊缝的焊脚与部件厚度相同。焊缝表面缺陷允许范围表(13)焊缝类别缺陷名称质量要求ⅠⅡⅢ内凹裂纹、未熔合不允许根部未焊透不允许深度≯0.5mm,焊缝两侧总长度,管件≯焊缝全长的20%,板件≯焊缝全长的15%.深度≯15%δ且≯2mm,总长度≯焊缝全长的15%.气孔、夹渣不允许咬边不要求修磨焊缝深度≯0.5mm,焊缝两侧总长度,管件≯焊缝全长的10%,且≯40mm,板件不大于焊缝全长的10%.深度≯0.5mm,焊缝两总长度,管件≯焊缝全长的20%,板件≯焊缝全长的15%.深度0.5mm焊缝两侧总长度,管件≯焊缝全长的20%,板件≯焊缝作长的20%.要求修磨的焊缝不允许根部凸出≯2mm板件和直径≥108mm的管件,≯3mm管件直径＜108mm时,以通球为准,要求是:管径≥32mm时,为管内径的85%,管径＜32mm时,为管内径的75%.焊缝断面和金相宏观检验合格标准:表(14)焊缝类别厚度(mm)缺陷名称ⅠⅡⅢ≤6＞6≤6＞6≤6＞6裂纹、未熔合不允许根部未焊透双面焊、加衬垫单面