输运床气化中试装置项目焊接施工方案

江苏中国科学院能源动力研究中心

输运床气化中试装置项目

焊接施工方案

批准：

编制：

中国化学工程第十六建设有限公司

二。一三年五月

目录

1.编制说明...................................................3

2.编制依据...................................................3

3.焊接及无损检测.............................................3

4.焊接人员及焊接设备要求.....................................4

5.焊接材料和气象管理..........................................5

5.1焊材管理.................................................5

5.2气象管理.................................................5

6.主要焊接施工方法...........................................6

6.1坡口加工................................................6

6.2焊前清理................................................8

6.3组对....................................................8

6.4焊接....................................................8

6.5焊后热处理.............................................11

6.6焊缝检测...............................................14

6.7热处理后复验...........................................15

6.8焊缝返修...............................................15

7.劳动力安排.................................................16

8.焊接施工机具需用计划......................................16

9.质量保证措施..............................................16

10.安全技术措施..............................................17

1.编制说明

江苏中国科学院能源动力研究中心输运床气化中试装置项目，工

艺介质有脱盐水、蒸汽、氮气、氧气、仪表空气、工厂空气、新鲜水、

药剂、压缩空气、废水、冷凝水、浓水、除尘煤气、脱硫煤气、放空

煤气、高压灰水、高压氮气等，本工程管道选用材质主要有20、Q235-B、

15CrMoG>0Crl8Ni9等。为保证焊接质量满足规范、规程的要求，特

编制本焊接施工方案，作为焊接技术指导。管道安装应根据质量技术

监检机构相关要求另行编制施工方案。

2.编制依据

2.1《工业金属管道工程及验收规范》GB50235-97；

2.2《现场设备、工业管道焊接工程及验收规范》GB50236-98；

2.3中国化学工程第十六建设公司《焊接工艺评定汇编》；

3.焊接及无损检测

3.1无损检测委托程序

3.2无损检测程序

工艺管道检验

按照GB50235-97对管道进行分类（级），并按规定比例探伤。

管道的检测程序如下：

3

3.3射线探伤的编号方法

工艺管道

区域代码——管号——焊缝编号——片位号

3.4射线底片上的标记要求

3.4.1每张底片上要有区号、管号、焊缝编号、片位号、定位标记、

投照日期、象质计。

3.4.2所有标记的位置要求离开焊缝边缘10mm。

4.焊接人员及焊接设备要求

4.1本工程所有焊工均必须持有按《锅炉压力容器焊工考试规则》考

试合格并由技术监督部门颁发的焊工合格证，且只能从事合格证有效

范围内的焊接工作。

4.2焊接技术员和焊接检查员

选派有经验的、长期从事化工建设焊接技术工作和焊接质量检查

工作的人员，担任本工程焊接技术员和焊接检查员。

4.3焊接检验员

焊接检验员应具备省级质量技术监督局颁发的H级RT、PT以上

无损检测资格证。

4.4焊接设备要求

4

本工程工艺金属管道全部采用逆变直流焊机，其中:

(1)手工电焊采用BXZ-500型焊机；

(2)手工鸨极氮,弧焊采用逆变焊机。

5.焊接材料和气象管理

5.1焊材管理

本工程使用的焊接材料品种较多，由于许多焊接材料外形相同或

相近，使用时极易混淆，从而造成焊接质量不合格。特别是当焊缝使

用相近焊材焊后，使用常规检测手段(外观检查、X光探伤、超声波

探伤等)无法检测出不合格，不合格焊缝很可能投入使用，存在巨大

安全隐患。因此必须对焊材采购、入库验收、保管、领用发放和使用

进行严格管理。

5.1.1焊材入库前检查

焊材入库时,必须对焊材的包装、数量和外观进行检查，并核对

合格证、质量证明书。符合相应标准后才能入库投入使用。

5.1.2焊材保管、烘焙和使用

(1)专门设置焊材库，并由一名焊材保管员负责焊材的保管、焊丝的

清洗及焊条的烘焙和焊材的发放、回收，并做好各种记录。

(2)不同牌号的焊材分开存放和烘焙，防止混用。

(3)焊条使用前按说明书规定进行烘焙。一般情况下，酸性焊条100〜

150℃烘焙1小时。碱性焊条350〜400℃焊条烘焙1〜2小时后置于

150℃保温箱中存放。使用时用保温筒盛装，随用随取。使用超过4

小时应重新烘焙。

(4)焊工凭焊接技术员签发的领料单领取焊材。

5.2气象管理

5.2.1焊接环境出现下列任何一种情况时，必须采取防护措施，否则

5

应停止施焊：

(1)手工焊时风速＞8m/s、气体保护焊时风速＞2m/s；

(2)相对湿度＞90%；

(3)雨雪天时。

5.2.2焊接施工程序

坡口加工一焊前清理一组对一焊接一焊接检验

6.主要焊接施工方法

6.1坡口加工

6.1.1DN80以下碳钢和不锈钢管子采用砂轮切割机切割下料,并采用

角向磨光机打磨坡口；

6.1.22DN80碳钢管子采用气割下料并切割坡口，然后使用角向磨

光机将坡口打磨平整，去除坡口表面的热影响层。重要介质碳钢管子

采用管子割断机和管子坡口机进行切割并加工坡口；

6.1.32DN80不锈钢管子应采用等离子切割机进行切割下料，并采

用管子坡口机加工坡口；

6.1.4对接焊缝坡口型式和尺寸要求

管道坡口型式和尺寸

管壁厚坡口尺寸

道6坡口角度

坡口型式间隙c钝边p

材(mma

(mm)(mm)

质)(mm)

碳W

〃〃/10-1.5————

2.5—H—

6

钢

3〜90〜20-265~70

»|C：1P

W2./〃〃10〜2————

不

——

锈

2.5X-2^

钢0-2.50-1.560~65

〜9

»|C：1P

钢板坡口型式和尺寸

壁厚坡口尺寸

材5坡口角度

坡口型式间隙C钝边p

质(mma

(mm)(nun)

)(mm)

碳8〜2

■X____”21.545

钢10

———」

10〜2

X--21.560

不12.

锈

钢且

8'X-y1.51.560

——

7

c

8yl<-21.545

6.2焊前清理

6.2.1碳钢管道及碳钢板组对前先用角向磨光机将坡口及附近20mm

范围内母材表面上的锈蚀打磨干净。

6.2.2不锈钢管道及不锈钢板使用丙酮或酒精将坡口及附近20mm范

围内管子内外表面仔细擦洗，以去除油污、水分等有害物质。

6.2.3焊丝先用砂纸打磨，然后用丙酮或酒精擦洗。

6.3组对

6.3.1碳钢板及管子组对时做到内壁平齐，错边量不超过壁厚的10%.

6.3.2尽可能减少固定焊口且要避免强力组对。

6.3.3不锈钢管道点固焊时，管内必须充筑保护。管口留出点焊位置，

其余用白胶布封住。点固前用点燃的火柴在点固焊部位试验管内氨气

纯度，以保证点固焊缝背面氨气保护良好。

6.3.4点固焊后要保证焊口不受弯曲或敲击震动，以防点固焊缝开裂。

6.4焊接

6.4.1焊接方法选择

焊接方法选择

材质种类牌号规格焊接方法

碳钢及铝铝20#WDN50手工室弧焊

8

钢>DN50氨电联焊

WDN65手工金;弧焊

不锈钢304

>DN65氨电联焊

6.4.2焊接材料选择

焊接材料选用表

焊材类型

母材类型

SMAWGTAWGMAW

20#+20#E4303(J422)H08Mn2SiA/

Q235-B+Q235-5E4303(J422)H08Mn2SiA/

15CrMoG+15CrMoGR307R31/

0Crl8Ni9+0Crl8Ni9A102H0Cr21Nil0/

0Crl8Ni9+0Crl8Ni9(固A132TGF308L/

(1)为避免气体对焊接的不利影响，手工氨弧焊瀛气纯度应2

99.95%o

(2)在施工前应熟悉施工图及施工方案的工艺、技术说明，并按

相关的工艺操作程序施工。

6.4.3焊接工艺要点

6.4.3.1不锈钢管道焊接

(1)不锈钢管道焊接时焊接地线应跟母材接触良好，不得直接

搭放在管子表面或内壁上。不得在管子上随意打弧、引弧和试验电流。

(2)不锈钢管道手工鸨级筑弧焊打底焊时管内必须进行充氨保

护，防止根部焊缝氧化。

(3)不锈钢管子不得跟碳钢直接接触，且不得用铁锤敲打；焊

接时管子放到不锈钢垫板或不锈钢滚轮架上,尽可能采用转动平焊；

焊缝层间清理应使用不锈钢刷。

(4)焊接时焊工应带干净的手套。

9

(5)不锈钢管道焊接时管内氨气保护应提前充气，待排尽管内

空气后才能开始焊接。焊接时坡口间隙部位用白胶布封住，边焊边撕。

(7)不锈钢管道焊后对焊接接头进行酸洗和钝化处理。

(8)由于飞溅、电弧擦伤会造成晶间腐蚀，故在焊缝两则150mm

范围内涂白垩粉，严禁在焊缝处引弧。

(9)不锈钢板焊接采用小电流、多层多道的小线能量焊接，以

减小焊接接头在敏化温度区间的停留时间，降低过热程度及残余应力。

(10)焊接检验

不锈钢手工气弧焊焊后进行表面色泽检验，表面色泽应达到下表规定。

不锈钢管道手工氨弧焊焊缝表面色泽标准

焊缝表面颜色保护效果质量

银白色、金黄色最好

蓝色良好合格

红灰色较好

灰色不好

不合格

黑色最坏

6.4.3.2倍铝钢管道焊接(15CrMoG)

(1)铭铜钢管道经火焰切割的坡口在组对前进行100%渗透检测

确认无裂纹、分层、夹渣等缺陷；

(2)施焊时从两定位焊缝中间起焊，采用小摆动操作，确保两

侧熔合良好，背面成型良好。手工电弧焊时，采用短弧连续焊，不允

许用灭弧焊，以避免空气进入熔池而产生气孔。收弧时应避免在障碍

位置并填满弧坑，每一收弧处必须用角向磨光机打磨，确认无裂纹后

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才能继续焊接。焊接时运条可采用月牙形运条方式进行。

(3)填充和盖面采用SMAW,引弧应在坡口内进行，焊接时采用小

摆动操作，层间清理要彻底，各层间接头应错开，焊口焊完后要及时

清理焊缝表面。

(4)铝铝耐热钢焊口施焊前应根据表4进行焊前预热(包括点固

焊)，预热范围以对口中心为基准，两侧各不小于100mm,预热保持

时间为5min以上，且必须达到下表规定的预热温度，预热方法采用

电加热或采用火焰加热，必须保证热透且温度均匀，电加热采用K型

热电偶测温，火焰加热采用便携式点温计或红外线测温仪测温。

(5)铭铝耐热钢管道的管托及支吊架等角焊缝由于现场无法进

行热处理，使用A407焊条焊接可不做热处理。

管道焊接预热、层间、后热温度(℃)

管道材质预热温层间温度后热温度备注

15CrMo150℃〜N预热温度200℃〜壁厚NIOmm

施焊时,层间温度不低于预热温度。施焊过程中应连续焊完。若

被迫中断时，应立即进行200〜350℃X30min的后热处理，以防产生

裂纹。重新焊接时应按原方法重新预热方可焊接。焊口焊完后宜立即

进行热处理，如不能立即进行热处理须立即对焊缝进行200〜350℃

X30min的后热处理并保温缓冷。

6.5焊后热处理

6.5.1热处理技术要求

(1)管道焊后热处理，其处理温度、时间范围见下表。当温度

T2300C时按下表要求控制升、降温速度;TV300°C时，不要求控制，

但升温时不宜太快、降温时应保温缓冷。不同厚度的接头按较厚组成

件要求进行热处理；异种钢接头的热处理温度范围按较重要一侧材料

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进行但温度不应超过两者中任一钢号的下限。

(2)焊后热处理宜在焊接完成后马上进行。如焊后不能立即热

处理，必须用氧一乙快火焰或电阻加热将焊缝区加热到200〜350℃

并保持30分钟以上，然后保温缓冷，其加热范围与热处理时相同。

(3)焊后热处理采用电阻加热法进行。加热范围为焊缝两边各

向外至少三倍于焊缝宽度且不小于100mm,以消除应力和改善组织。

采用各种长度的绳形或各种规格的履带式加热器进行加热、K型热电

偶测温、硅酸铝纤维毡或玻璃纤维被保温、RZK—130或3120型热处

理控制器控制温度、长图式打点自动温度记录仪记录温度曲线。

(4)测温点应在加热区内，且不少于两点，测温点应对称分布。

热电偶固定方式采用用铁丝捆扎，使热电偶紧贴在被加热面上。

6.5.2加热器的布置及保温材料的裹覆

(1)绳形加热器沿着管道周向以焊缝为中心逐圈缠绕，履带式

加热器以焊缝为中心沿管道周向均匀布置，加热器不允许重叠。

(2)待热电偶、加热器装好后，先在加热器表面包一层硅酸铝

纤维毡，再在外面包上玻璃纤维被，并用铁丝扎紧。

(3)保温被裹覆厚度为60~90nlm,加热区以外的不小于100mm

范围内应予以保温。

6.5.3热处理注意事项

(1)热处理必须设专人负责，正式升温前，必须检查测温点的装

设是否符合要求。测温点装设的好坏是保证热处理质量的关键；必须

予以重视，应防止发生过烧及未达到热处理温度的现象。

(2)进行水平管道的焊口热处理时，焊口两侧各500~1000mm处

应垫以支撑；进行垂直管道的焊口热处理时，先在焊口下面500〜

1000mm处上好管卡，然后用链式起重器挂起。以免在长时间的高温

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作用下，管道负荷使焊口处的管道变形。

(3)热处理接线方式见图(为RZK-130型或RZK-3120型三单相接

线图)。热处理控制器应放在干燥、通风的绝缘物上，接头处需有良

好的绝缘，严防输出短路，同时应注意避免金属颗粒进入散热孔。

热处理接线方式图

(4)当电源、热电偶、加热器、保温被经检查无隐患后，控制器

打开电源开关，先给电阻加热器通以一定的电流，预热3〜5分钟后，

再按升、恒、降温的工艺要求进行温度调节控制。

(5)开启电源后，如“输出调节”旋钮在“0”位置，温度表示值

开关扭到“测量”位置，温度表指示为焊缝表面温度。如指针反方向

移动，则表示热电偶接反；如指针打满刻度则表明热电偶断路或未接

好。

(6)热处理过程应保证供电，不得中途停电。因停电或加热器烧

断而达不到热处理温度曲线要求的焊缝，必须按热处理的要求重新进

行热处理。

(7)操作热处理设备人员不得擅自离开工作岗位，以避免设备失

控发生事故。每次热处理工作完成后，应将保温被放置好，避免被雨

水淋湿后无法使用。

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6.5.4热处理工艺要求

升•、降速度及恒温温度：在300℃以下自由升降温，300℃以上

的升降温速度及恒温温度按下表执行。

最大

最大冷

热处理恒温时最短恒升温速加热降温速

管道对接却速度

温度间温时间度(℃/速度度(℃/

材质焊缝6(℃/

(℃)(min)(h)h)(℃/h)

h)

h)

15CrM650〜5125/6500/

N103X81220260

070088

6.6焊缝检测

6.6.1所有焊缝进行外观质量检查，外观质量检查使用焊接量规。焊

缝质量要求如下：

(1)焊缝表面无裂纹、气孔、夹渣和熔合性飞溅等缺陷；

(2)对接焊缝咬边深度小于0.5mm,长度不大于焊缝总长度的

10%,且每段咬边连续长度小于100mm；

(3)对接焊缝表面加强高不大于焊缝宽度的0.2倍+lmm,且最

大不超过3mm；

(4)角焊缝焊脚尺寸符合设计规定。焊缝与母材平滑过渡，其

咬边深度不大于0.5mmo

(5)外观质量不合格的焊缝必须返修合格，否则不允许进行射

线等无损检测。

6.6.2无损检测

重要管道对接焊缝经外观检查合格后，还必须进行射线探伤检验。

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射线探伤按要求比例进行抽查。非标设备的对接焊缝进行射线探伤检

查，其探伤长度不少于各条焊缝全长的10%,并符合JB4730-94中m

级为合格。

6.7热处理后复验

对于热处理后的焊缝表面布氏硬度检验，检验数量不少于热处理

焊口数的20%,每个焊接接头检查不少于一处，每处不少于三点(焊

缝、热影响区及母材各一点)。焊缝硬度值应不超过母材布氏硬度

HB+100HBo

热处理后对焊缝进行10%的超声检测及渗透或磁粉检测以无裂

纹为合格。

6.8焊缝返修

(1)经目检或着色检验，表面质量不合格的焊缝应及时打磨、

补焊并修正。

(2)经射线或超声波探伤，发现内部有超标缺陷的焊缝应按无

损检测人员提出的返修单所指定的位置，用角向磨光机仔细打磨，消

除缺陷后，仍按正式焊接工艺规范补焊，补焊后再进行射线或超声波

探伤。焊缝返修应由有相应合格项目、技术水平高的优秀焊工担任。

(3)对于焊后要热处理的焊缝，返修后还应进行热处理。需作

硬度检验的焊缝，热处理后要重做硬度检验。

(4)对于热处理后，硬度值超过规定的焊缝也应重新进行热处

理，并重新做硬度检验。

(5)同一部位焊缝的返修次数不应超过两次。如超次返修应制

订返修措施，并经施工单位技术负责人批准后，方可进行返修，并做

超次返修记录。

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7.劳动力安排

焊接人员需用计划

序号工种人数备注

焊接技术

11具备中级以上焊接工程师证

员

焊接检验

21具备中级以上质检员证

员

3僦弧焊工10具备金1弧焊合格证

4电弧焊工20具备电弧焊合格证

具备II级RT、PT以上无损检

5探伤工2