工艺管道焊接方案

濮阳永金化工有限公司年产20万吨乙二醇分馏区安装工程河南安装集团有限责任公司1编制说明为了保证管道的焊接工程质量，满足设计和生产对工艺的要求，特编制本方案。本方案作为施焊过程中必须遵守的焊接技术文件，和合格焊接工艺评定一起作为编制焊接工艺卡的依据。本方案经业主、监理审查通过后，即可用于指导本工艺管道的焊接工作，其所规定的内容与其它方案不符时，一律以本方案为准。各有关人员要严格依照执行，加强工艺纪律，以确保工艺管道焊接质量和进度。在管道安装焊接过程中，将以焊接工艺卡的形式对本方案进行进一步细化，并下发作业班组进行技术交底，用于具体地指导具体部位的焊接施工。本方案在实施过程中若有设计修改或不合适之处，也将以焊接工艺卡的形式对之进行修改，补充完善，并下发指导施焊。2编制依据1）辽阳石油化工设计院提供的设计施工图纸2）《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB50235-2010）3)《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB50236-98）4)《钢制压力容器焊接工艺评定》（JB4708-2000）5)《蒸汽锅炉安全技术监察规程》（劳部发[1996]276号）6《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》国质检锅[2002]109号7）《焊接材料质量管理规程》JB/T3223-968）评定合格的焊接工艺评定9）《化工金属管道工程施工及验收规范》HG20225－9510）《压力容器无损检测》JB4730-200511）《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》SH3501-20113工程概况濮阳永金化工有限责任公司20万吨/年产乙二醇工程主管廊区铬钼合金钢安装工程。3.1工程特点1）、管径大、管壁厚、焊接难度大。濮阳永金化工有限公司年产20万吨乙二醇分馏区安装工程河南安装集团有限责任公司2）焊接时技术条件要求苛刻，焊接难度大。4被焊材料的理化性能和焊接性能各区中管道材料有铬钼合金钢12Cr1MoVG一种。12Cr1MoVG的化学成分及物理性能见表1表1各种管材的化学成分及力学性能（％）材质CSiMnPSCuCrNiMoNFeσ5≤12Cr1MoVG≤0.150.5//0.0150.514~17≥72//6～10355焊接技术管理5.1焊接工艺评定本工程焊接工艺评定按《蒸汽锅炉安全技术监察规程》（劳部发[1996]276号）、《钢制压力容器焊接工艺评定》(JB4708-2000)和《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB50236－98）等进行焊接试验、评定。工艺评定合格后，方可进行下一步工序。本工程需做的焊接工艺评定见表2：表2工艺评定一览表序号评定材质评定厚度（㎜）厚度范围（㎜）焊接方法112Cr1MoVG111.5～10GTAW212Cr1MoVG187.5～15SMAW312Cr1MoVG2215～30SMAW5.2焊接设备、焊接材料的选用和管理5.2.1焊接设备管理焊接时电焊机选用逆变焊机或可控硅硅焊机。焊接设备（包括焊机、焊把线、焊条烘烤箱及焊条恒温箱、砂轮机、焊条保温筒等）要设立专人管理维护及保养，保证濮阳永金化工有限公司年产20万吨乙二醇分馏区安装工程河南安装集团有限责任公司焊接设备的正常运转使用。焊机必须具备电流表、电压表，同时还应计量校验合格。焊条烘烤箱、恒温箱的电流表、电压表、时间继电器等都应计量校验合格。5.2.2焊接材料管理焊接技术人员按工程项目要求提出焊接材料计划后，必须经过专业工程师的审批，经主管经理签字后由物资供应部门在合格供方中进行采购。焊接材料在入库前必须进行检验，除通常要求具备相应炉批号、材质质量证明书外还应对焊材外观质量进行抽查，必要时要进行复检，并把每一批次的焊材报监理单位。焊材一级库必须按公司质量体系程序的要求进行管理，室内设去湿机，相对湿度不得超过60％，温度不得低于5℃，保管员每天做好记录。施工队二级库（烘烤室）设专职烘烤员，负责每天焊条烘烤和焊材的发放、回收，焊条回收后应重新烘烤但不得超过两次。烘烤员做好每个焊工的焊材领用记录，让每个焊工每天领取的焊材都有可追溯性，以免用错焊材。焊材一级库应有《焊材一级库管理规程》、《采购程序》和《保管员职责》。二级库（烘烤室）应有《焊条烘烤规程》。对无标识的焊材为了避免用错必须进行涂色标示，并设色标说明上墙。手工钨极氩弧焊用的电极宜采用铈钨极，所用氩气纯度不低于99.95％，焊材的严格管理和对焊条焊前烘烤是防止焊接接头产生氢致裂纹的有效工艺措施，必须予以重视，以降低焊缝金属中的含氢量，减少裂纹的产生。5.2.3焊接材料的选用焊接前必须查明焊接接头的材质，便于正确地选用相应焊接材料，同时亦能确定合适的焊接工艺和热处理工艺。根据辽阳石油化工设计院的施工设计图纸提供的资料，本工程使用的钢材和焊材的选用见表3；其中12Cr1MoVG所用焊材的化学成分见表4。表3焊接材料一览表序号钢号手工电弧焊（SMAW）钨极氩弧焊（GTAW）112Cr1MoVGR317H08CrMoVA5.3焊接环境要求焊接环境出现下列任一情况时，必须采用有效的防护措施，否则禁止施焊：1）风速：手工氩弧焊焊时大于2m/s，手工电弧焊时大于8m/s；濮阳永金化工有限公司年产20万吨乙二醇分馏区安装工程河南安装集团有限责任公司2）相对湿度大于90％；3）雨雪环境；4）焊接环境温度：，低合金钢－10℃，中、高合金钢：0℃。6焊接工艺6.1坡口制备坡口的形式根据管壁的厚度来选择，但要满足焊缝金属量少，熔合比小易操作的要求。本工程工艺管道所选择对接接头的坡口形式如图1所示：图1V型坡口示意图坡口的加工应优先选择机械加工（车床、坡口机），如采用火焰加工应将表面的淬火层及氧化物用砂轮机打磨干净，并将管内的铁屑等杂物清理干净。6.2管道组对碳钢、合金钢和不锈钢组对前，应将坡口及坡口两侧10～15mm范围内应清理干净；组对前应将坡口及坡口两侧50mm范围内清理干净。坡口及两侧规定范围内不得有氧化物、熔渣、飞溅物、锈斑、污渍、油泥等有害杂质存在。管子对接焊缝组对时，内壁应齐平。合金钢组对时内壁错边量不宜超过管壁厚度的10％，且不应大于2mm；12Cr1MoVG组对时内壁错边量不应大于0.5mm。不等厚管道对接组对时，薄管端面应位于厚管端面之内，当内壁错边量超过规定或外壁错边量大于3mm时，应对焊件进行加工（见图2）。濮阳永金化工有限公司年产20万吨乙二醇分馏区安装工程河南安装集团有限责任公司图2不等厚对接焊件坡口加工注：用于管件时如受长度限制，图（a）①、（b）①和（c）中的15°角允许改为30°角。6.3焊前预热1.进行焊前预热及焊后热处理应根据钢材的淬硬性、焊件厚度、结构刚性、焊接方法及使用条件等因素综合确定。2.预热宜采用电加热方法并在坡口两侧均匀进行，两侧各不小于三倍的厚度且不小于100mm，如图3所示加热区以外的100mm范围内应予以保温3预热温度宜在对口中心50-100mm范围内进行测量，测量点应根据焊件情况均匀分布。濮阳永金化工有限公司年产20万吨乙二醇分馏区安装工程河南安装集团有限责任公司图36.4焊接方法和要求6.4.1一般要求1）焊接方法：本铬钼合金钢宜采用氩电联焊（GTAW+SMAW）。2）定位焊时，焊接定位焊缝的焊接材料和焊接工艺应与根部焊接相同，且由合格焊工施焊。铬钼合金钢定位焊时，背面应进行氩气保护。定位焊缝应均匀分布，其长度、厚度和间距应能保证焊缝在正式焊接过程中不致开裂，且不少于4点（处），高度不应超过壁厚的2/3。定位焊缝应保证焊透及熔合良好，不得有气孔、夹渣等缺陷。3）在焊接根部焊道前，应对定位焊缝进行检查，当发现缺陷时应处理后方可施焊。4）严禁在坡口以外的母材表面引弧和试验电流，并应防止电弧擦伤母材，必要时可设置引弧板和收弧板，引弧板和收弧板的材质应根母材一致。5）焊接时应保证起弧和收弧质量。多层多道焊时应注意层间缺陷，层间接头应错开，多道焊时，焊缝表面焊道应排列整齐。6）要求焊前预热的焊件，要严格控制层间温度，其层间温度不应低于规定的预热温度，且不高于400℃。7）焊接时，管内应防止穿堂风，防止焊缝出现气孔和淬硬现象。濮阳永金化工有限公司年产20万吨乙二醇分馏区安装工程河南安装集团有限责任公司8）所有仪表的凸缘焊接应尽量在地面进行，流量孔板焊接里口一定要焊透且与母材要平缓过渡。孔板与管道点焊后，需经监理代表、建设单位代表共同检查合格后方可施焊。6.4.2铬钼合金钢的焊接1）焊接方法：按6.4.1的第1）条规定。2）各种低合金钢均有不同程度的淬硬倾向，容易在焊缝和热影响区产生裂纹，因此在焊接这种钢时应充分考虑这些特点，通常选择合理的焊接方法，选用合适的焊接材料、采用小电流、小线能量、多层多道焊、严格控制层间温度等工艺措施。3）焊接要求：采用抗裂性能较好的碱性焊条。焊条焊前应按规范要求进行烘烤，以降低焊缝金属中的含氢量避免产生氢致裂纹。施焊时焊条必须装在焊条保温筒内保温。4）焊接时，每一道焊口尽量连续焊完，如因停电等原因必须停焊时，必须用氧－乙炔火焰加温至后热温度，然后用保温材料包好缓冷，再焊时须重新预热方可施焊。5）按规范要求的温度进行焊前预热和焊后热处理，如因透视等原因不能及时处理时，焊完后焊工应先自检焊缝外表面有无气孔、咬边等，如需补焊应立即补焊，再进行后热处理，后热的温度为300～350℃，时间为0.5h，用保温材料包好缓冷。6.5焊缝返修外观检验和无损检测不合格的焊缝要进行返修，返修时应按原工艺进行返修，一般采取挖补的方法返修。补焊前要彻底清理缺陷，补焊后按原要求进行外观和无损探伤检查，合金钢返修时应做预热、后热缓冷，合格后进行热处理。同一缺陷位置上的返修次数不应超过二次，超过两次返修的焊缝，应由焊接责任工程师制定返修方案后，方可进行焊接。6.6焊缝表示1）工程技术员应按管线号在单线图编写焊口号。2）当焊工每焊完一道焊口时，施工作业组应在单线图的焊口上注明焊工的钢印号及施焊日期。3）有透视比例的焊口，已透视完的焊口应在单线图的焊口号上注明透视日期，并在焊缝上用记号笔写上焊工代号。4）施工作业组应认真填写管道焊接记录。濮阳永金化工有限公司年产20万吨乙二醇分馏区安装工程河南安装集团有限责任公司7焊后热处理由于12Cr1MoVG易产生焊后延迟裂纹，所有焊缝焊后立即做后热处理。1）焊后热处理宜采用整体或局部热处理的方法。2）焊后热处理应按规定的热处理参数严格的升温、恒温和降温过程3）局部热处理采用电加热法，加热范围以焊缝中心为基础，两侧各不小于焊缝宽度的三倍，且不小于25mm，加热区以外的100mm范围应予以保温（见图4）。4）测温仪宜采用热电偶且固定在悍件上，并用自动记录仪记录热处理曲线。测温点应均匀分布5）管道焊接接头的热处理质量采用硬度测定法进行检验。检验数量为焊接接头总数的20%且不少于一个焊接接头。每个焊接接头检出不少于一处，每处三点，焊缝、热影响区、母材各一点。热处理后焊缝的硬度值，应不超过母材布氏硬度的（HB）加100且不超过下列规定为合格：a）合金总含量小于3%，HB小于或等于270；b）合金总含量为3%-10%时，HB小于或等于300；c）合金总含量大于10%时，HB小于或等于350.硬度值超过规定值时，应加倍检验，仍不合格时应重新进行热处理，并重新测定硬度值。8焊接检验8.1焊前检查1）焊前检验的目的是预防和减少焊接时产生缺陷的可能性。焊前应对管道的标识、法兰等进行识别，以免用错焊材。2）对焊丝、焊条进行必要的检查，焊材上的标识是否明显，以免用错。还要对坡口角度、对口间隙、钝边及错边量以及金属表面的缺陷，预热温度等进行检查。8.2焊接中的检验焊接中的检验目的是防止焊接过程中缺陷的形成和及时发现缺陷后进行处理，主要是对焊接设备运行情况，焊接规范和焊接工艺执行情况以及多层多道焊过程中夹渣、未焊透等缺陷、层间温度等的自检。濮阳永金化工有限公司年产20万吨乙二醇分馏区安装工程河南安装集团有限责任公司8.3焊缝的外观检查焊缝的外观检查是用肉眼或低倍放大镜检查清理干净的焊缝上有无外观可见的超标缺陷，如咬边、气孔、夹渣、裂纹、弧