T-CWAN 0099-2023 液化天然气用奥氏体不锈钢管焊接工艺规程

ICS25.160.10CCSJ33团体标准Weldingprocedurespecificationofausteniticstainlesssteelpipesforliquefiednat中国焊接协会发布T/CWAN0099—2023 2规范性引用文件 3一般要求 4工艺要求 35检验 56返修 57焊后处理 58安全防护 5T/CWAN0099—2023本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国焊接协会提出并归口。本文件起草单位：广州黄船海洋工程有限公司、中船黄埔文冲船舶有限公司、中国船级社广州分社、哈尔滨工程大学、北部湾大学。本文件主要起草人：雷炳育、邵丹丹、梁剑明、曾鹤鸣、郑登勇、张继军、王孟果、刘桑、谭国平、金涛、黄楚畅、朱晓林、刘立辉、罗玖田、苗玉刚、董启航、尹宝福、蒋巍、邱炎旺。T/CWAN0099—20231本文件规定了气体运输船液化天然气用奥氏体不锈钢管焊接的一般要求、工艺要求、检验、返修、焊后处理、安全防护等内容。本文件适用于外径≥11mm的、壁厚2.1mm~16mm范围内的气体运输船液化天然气用奥氏体不锈钢管焊接。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB9448焊接与切割安全GB/T229金属材料夏比摆锤冲击试验方法GB/T4842氩GB/T25774.1焊接材料的检验第1部分：钢、镍及镍合金熔敷金属力学性能试样的制备及检验GB/T29713GB/T32964GB/T38810不锈钢焊丝和焊带液化天然气用不锈钢焊接钢管液化天然气用不锈钢无缝钢管CB/T3558船舶钢焊缝射线检验工艺和质量分级CB/T3559船舶钢焊缝超声波检验工艺和质量分级CB/T3761船体结构钢焊缝修补技术要求CB/T3802船体焊缝表面质量检验要求CB/T3958船舶钢焊缝磁粉检测、渗透检测工艺和质量分级AWSD18.2奥氏体不锈钢管内部焊接变色等级指南（Guidetowelddiscolorationlevelsoninsideofausteniticstainlesssteeltube）3一般要求3.1焊接方法液化天然气用奥氏体不锈钢管焊接宜选用钨极氩弧焊。3.2环境要求3.2.1不锈钢管焊接生产场地应与碳钢管、有色金属管、其他不锈钢管等焊接生产场地分开，避免材料T/CWAN0099—20232及工具混用。3.2.2施焊环境风速不宜大于2m/s，若施焊环境风速大于2m/s，应采取相应的挡风、防风措施。3.2.3在雨、雪天气环境下，应避免露天施焊，采取相应的防雨、防雪措施。3.3焊接设备3.3.1焊接设备和装置应适合于拟定的用途，并保持在有效的工作状态下。3.3.2焊接设备的仪器仪表应计量合格，并在检定有效期内。3.4焊接人员3.4.1焊接施工人员应具备认定的技能资格，经考核合格后持证上岗。3.4.2焊接施工人员应熟悉生产现场环境，且经过焊接作业安全培训。3.4.3焊接施工人员应熟悉焊接设备操作流程，熟悉焊丝使用要求及焊接工艺参数特点。3.4.4焊接施工人员应熟悉相关的设计图纸、焊接工艺文件等，能够按照设计图纸、焊接工艺文件等要求进行施工。3.5焊接材料3.5.1不锈钢管母材应符合GB/T32964和GB/T38810的要求。3.5.2焊接材料应与不锈钢管的化学成分相匹配，宜选用表1规定的焊接材料，或选用强度等级、化学成分相当的其他标准及型号的焊接材料。表1焊接材料序号母材焊丝①统一数字代号牌号1S3040806Cr19Ni10GB/T29713的308L2S30403022Cr19Ni103S3160806Cr17Ni12Mo2GB/T29713的316L4S30603022Cr17Ni12Mo25S3216806Cr18Ni11TiGB/T29713的347L6S3477806Cr18Ni11Nb注：①焊接材料熔敷金属应按GB/T229的规定进行夏比V型缺口（KV2）冲击试验，冲击试样尺寸及取样位置按GB/T25774.1的规定，冲击试验温度为-196℃,测定五个冲击试样的冲击吸收能量（KV2）。在计算五个冲击吸收能量（KV2）的平均值时，应去掉一个最大值和一个最小值。余下的三个值中有两个应不小于29J，另一个可小于29J，但不应小于20.3J，三个值的平均值不应小于29J。3.5.3焊丝表面应无油污、水分等影响焊接质量的杂质。3.5.4焊接用保护气体氩气应符合GB/T4842规定的纯氩技术指标要求，氩气纯度应不低于99.99％。4工艺要求4.1焊前准备4.1.1不锈钢管焊接坡口宜采用V型坡口，坡口示意见图1。其中坡口角度α控制在60±5°范围内，根T/CWAN0099—20233部间隙b控制在1.5mm~3.5mm范围内。标引序号说明：D——管子外径；t——管子壁厚；α——坡口角度；b——根部间隙。图1焊接坡口示意图4.1.2焊接坡口加工宜采用机械加工、等离子切割方法。若采用等离子切割方法进行坡口加工时，坡口加工后宜采用不锈钢专用的机械打磨工具去除坡口面氧化层。4.1.3管段切割后切口应修整光顺，同时应去除坡口的加工残留毛刺。4.1.4对焊接坡口面和坡口两侧50mm范围内进行清理，去除锈蚀、油污、水分等影响焊接质量的杂质。4.1.5焊接前管内应充氩气保护，采用胶带等密封材料封堵所焊不锈钢管接缝两端面及坡口面，一端充氩气，另一端开小孔进行排气。焊接前不锈钢管内部氧气含量应小于或等于25ppm，保持管内充气流量为12L/min～18L/min范围内。4.1.6不锈钢管对接装配时，不锈钢管接口的错边量d应不大于0.5mm，如图2所示。图2装配错变量示意图4.1.7不锈钢管对接装配可采用定位焊固定方法或码板固定方法。4.1.8若采用定位焊固定方法进行装配时，宜在坡口根部做定位固定，定位焊数量和长度见表2。表2定位焊数量和长度4.2焊接管子外径D定位焊数量个定位焊长度D≤100≥2100＜D≤200≥4D＞200≥64.2.1打底焊接时，先撕开坡口面上一定长度的密封材料，焊完一段后，再撕开下一段的密封材料，T/CWAN0099—20234逐段焊接。4.2.2采用直流正接的电流极性，待焊母材接电源正极，焊炬接电源负极。4.2.3不锈钢钢管的焊接通常以低热输入、短电弧的方法进行焊接。焊接时，应使电弧稳定而快速地直线运动，避免两边摆动。4.2.4焊接参数宜按表3的要求进行选定。表3推荐焊接工艺参数管子壁厚tmm焊层焊丝直径mm焊接电流A电弧电压V焊接气体流量L/min2.1≤t≤3打底层2.070~90盖面层2.075~953＜t≤8打底层2.075~95填充层2.0盖面层2.08＜t≤16打底层2.4填充层2.4盖面层2.44.2.5焊接引弧应在坡口内进行。4.2.6当焊接熄弧后重新引弧时，应采用不锈钢专用打磨工具将弧坑打磨成圆弧过渡状态，剪掉焊丝端部被氧化部分，再在弧坑后面重叠焊缝5mm~10mm处引弧。电弧引燃后，保持焊接电弧在引弧处停留，直至重叠焊缝完全熔化，再沿着焊接方向继续焊接。4.2.7焊接过程中应控制道间温度不超过150℃。4.2.8对于壁厚≤6mm的不锈钢管焊接，焊接全过程应保持管内充氩气保护，焊接结束停留数分钟后，再停止管内充气保护。4.2.9对于壁厚＞6mm的不锈钢管焊接，焊缝厚度焊接至6mm以上时，方可停止管内充气保护。4.2.10焊接结束时，应逐渐减小焊接电流，使熔池逐渐变小。熄弧后，氩气在收弧处延时保护，直至熔池冷却，焊炬方可移开。5检验5.1.1不锈钢管内部焊接变色程度应符合或优于AWSD18.2规定中2号试样的焊接变色程度。5.1.2对焊缝表面进行目视检测，焊缝质量应符合CB/T3802的要求。5.1.3焊缝表面的无损检测宜采用渗透检测方法。渗透检测应符合CB/T3958的要求，除特殊要求外，其质量等级不应低于II级。5.1.4焊缝内部的无损检测可采用射线检测或超声波检测方法。射线检测应符合CB/T3558的要求，除特殊要求外，其质量等级不应低于II级。超声波检测应符合CB/T3559的要求，除特殊要求外，其质T/CWAN0099—20235量等级不应低于II级。6返修6.1.1焊缝返修应按CB/T3761的要求执行。6.1.2焊缝缺陷超标时，应选用不锈钢专用打磨工具或其他机械清理方法去除焊接缺陷。6.1.3返修焊的焊接电流应选用表中规定的焊接电流下限。6.1.4若去除焊接缺陷后焊缝的有效厚度≤6mm时，返修焊前管内应充氩气保护。6.1.5返修焊的焊缝应重新进行无损检测。6.1.6同一位置的焊缝返修不应超过两次。7焊后处理7.1.1不锈钢管焊接接头焊后宜进行钝化