压力钢管焊接工艺实验方案

1压力钢管焊接方案1、工程概况本标段为河南省南水北调受水区焦作供水配套工程施工4标，为26号输水管线，设计流量1m3/s，管径DN1400，管材PCCP，管线桩号WZ14+500～WZ22+190，全长7.69km。管道全程单管供水，直埋方式敷设。其主要工作内容有管沟开挖、管道安装、管道回填、阀井和镇墩的砼浇筑、硅芯管埋设等。本标段需焊接部位为阀井、镇墩处已形成掩口的管件、接缝对口焊接等，焊缝为环缝，为Ⅰ类焊缝。2、编制依据（1）河南省南水北调受水区焦作供水配套工程施工4标招标文件、合同文件、图纸（2）《水利水电工程压力钢管制造、安装及验收规范》（SL432-2008）（3）《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式及尺寸》GB985-1988（4）《钢结构超声波探伤及质量分级法》（JG/T203-2007）（5）《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》（GB11345-1989）（6）《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB/T8110-2008（7）《碳钢焊条》GB/T5117-19953、焊接3.1施工准备3.1.1材料、人员、设备配置（1）材料：2a、焊条的性能与焊机的型号相匹配。CO2气体保护焊机采用H08Mn2SiA焊丝，电弧焊采用H08Mn焊条，焊剂HJ431。焊接材料须是有质量保证的生产厂家生产的合格产品，附有出厂材质证明书和质量保证书。焊材进库前，应按相应的标准检查验收。对材.0质有怀疑时，应进行复验，合格后方可使用。焊接材料仓库管理严格按有关制度规定执行。b、钢材切割采用气体割刀，切割用的氧气和乙炔要求纯度≥99.5%。（2）人员：详见人员配置表人员配置表序号人员名称数量备注1焊工4名持证（持锅炉、压力容器焊工证或压力钢管制造、安装焊工证）2辅助工1名3检测人员1名持证（持检测人员资格证，Ⅱ级以上）4安全员1名5质检员1名参加钢管环缝焊接施工的焊工必须具有相应的理论知识和实际操作技能。并取得了相应的合格证书。所有参加施焊的焊工都必须接受焊前施工技术交底和安全技术交底，并应认真学习和掌握工艺方案所要求的各项技术要求。焊接时采用2名焊工对称施焊。（3）设备配置：详见设备配置表设备配置表序号设备名称型号数量备注1逆变直流电焊机ZX7-400A1台3序号设备名称型号数量备注2气焊机二氧化碳气体保护焊机1台3吊车徐州80t1台4汽车长城皮卡1台5碳弧气刨机1台6割枪2副7恒温干燥箱101-2A型1台8砂轮机手提式4台9手动葫芦4个正式焊接用10千斤顶10-30T4个在焊接前，要进行材料、人员、设备报验，经报验合格后方可允许进行现场操作。3.2焊条烘干、钢板坡口开设及打磨（1）经报验合格的焊条在焊接前需进行烘干，烘干后的焊条保存在100～150℃恒温箱内，药皮应无脱落和明显的裂痕，施焊时，待用的电焊条应放在具有电源的焊条保温筒内，随取随用。（2）焊接前采用割枪对钢板开坡口，按已标识好的坡口线进行切割。按GB985-88标准中的要求以及考虑管件焊接环境，我部方案将环缝钢管开成Y形坡口，具体形状详见坡口形状示意图。（3）用手提式砂轮机将坡口表面的熔渣、毛刺等打磨掉，以使坡口表面平整。（4）焊接前将坡口及其两侧10～20mm范围内的表面清除干净。4坡口形状示意图αbp说明：α=40-60°p=1-4mmb=1-3mmδ坡口质量控制：切割造成的坡口沟槽深度不大于0.5mm，否则应进行修磨。当坡口沟槽深度大于2mm时应进行焊补并修磨至规定要求，补焊区域及其周边20mm内应进行滋粉检测，缺陷显示的验收等级为2级。坡口经验收合格后，方可进行下道工序的施工。3.3焊接过程焊接参数：焊缝采用CO2气体保护焊及手工电弧焊两种方法进行焊接：在V形坡口底部处采用CO2气体保护焊焊接，焊丝φ1.2，一层焊道厚约3mm，电流100-250A，气体流量20-25L/min；以上的焊缝采用手工电弧焊焊接，焊丝φ3.2，电流100-120A，分三层焊满，每层焊道厚约4mm。整个焊缝共4层焊满。3.3.1焊接在坡口上引弧、熄弧，严禁在母材上引弧、熄弧，熄弧时弧坑应饱满，表面呈微弧状。（1）定位焊要求拼装定位焊应采用与正规焊缝相同的焊接工艺参数，其焊接长度为50～80mm，厚度为6～8mm。定位焊之间间距约为400mm。定位焊应焊在背缝上。5焊接应进行预热，环缝为120～150℃。（2）CO2气体保护焊引弧、焊接、收弧方法：CO2气体保护焊采用碰撞引弧，引弧时不必抬起焊枪，只要保证焊枪与工作距离。a、引弧前先按遥控盒上的点动开关或焊枪上的控制开关将焊丝送出枪嘴，保持伸出长度10～15mm。b、将焊枪按要求放在引弧处，此时焊丝端部与工件未接触，枪嘴高度由焊接电流决定。c、按下焊枪上控制开关，焊机自动提前送气，延时接通电源，保持高电压、慢送丝，当焊丝碰撞工件短路后自然引燃电弧。短路时，焊枪有自动顶起的倾向，故引弧时要稍用力下压焊枪，防止因焊枪抬起太高，电弧太长而熄灭。焊接：引燃电弧后，通常采用左焊法。焊接过程中要保持焊枪适当的倾斜和枪嘴高度，使焊接尽可能地匀速移动。当坡口较宽时为保证二侧熔合好，焊枪作横向摆动。焊接时，必须根据焊接实际效果判断焊接工艺参数是否合适。看清熔池情况、电弧稳定性、飞溅大小及焊缝成形的好坏来修正焊接工艺参数，直至满意为止。收弧：焊接结束前必须收弧。若收弧不当容易产生弧坑并出现裂纹、气孔等缺陷。焊机有收弧坑控制电路。焊枪在收弧处停止前进，同时接通此电路，焊接电流电弧电压自动减小，待熔池填满。若焊机没有弧坑控制电路或因电流小没有使用弧坑控制电路，在收弧处焊枪停止前进，并在熔池未凝固时反复断弧、引弧几次，直至填满弧坑为止。操作要快，若熔池已凝固才引弧，则可能产生未熔合和气孔等缺陷。在整个焊接过程中，气保焊丝焊接参数依照下表执行。6气保焊丝焊接参数表焊丝规格（mm）焊接电流(A)CO2气体流量（L/min）φ0.850-10015φ1.050-22015-20φ1.280-35015-25φ1.670-55020-25CO2气体保护焊焊接要求：a、气体纯度不低于99.5%。b、当气瓶压力低于0.1Mpa时,应停止使用。（3）手工电弧焊引弧、焊接、收弧方法：a、手工电弧焊采用接触法引弧，具体又可分为划擦法和敲击法两种，由于划擦法容易损坏焊件表面，故焊接试验时采用敲击法引弧。b、中间层焊波较宽，一般采用月牙形或锯齿形运条进行连续焊接，在坡口两侧应稍作停留，焊角角度也要相应有所变化。c、外层焊缝要有焊缝增高量，焊缝外表要均匀美观。采用月牙运条法，摆动要慢而稳，坡口两侧要有足够的停留时间，当坡口较宽时，可采用多道焊，应先焊坡口两侧，后焊中间。d、盖面焊接又称加强面焊接。盖面时，可采用月牙运条，摆动要慢而稳，使焊波均匀美观。一般每边宽度要比坡口增宽1.5mm左右。余高一般为0.5—2.5mm，余高过高或不足，以及过度陡急等均不允许。e、收弧：采用划圈收弧法进行收弧。f、运条注意事项：7①焊条中心向熔池逐渐送进，以维持一定的弧长，焊条的送进速度应与焊条熔化的速度相同。否则会产生断弧或焊条与焊件粘连现象。②焊条横向摆动，以获得一定的焊缝宽度。③焊条沿焊接方向逐渐移动，移动速度的快慢影响焊缝的成型。g、平焊焊接要求：①多层焊的层间接头应错开，手工焊的层间接头应错开25mm以上。②同一焊道的焊接方向不应改变，不同焊道的焊接方向可以交替进行。③下一道焊接前，需清除上层表面的熔渣。h、在整个焊接过程中，焊条焊接参数依照下表执行。手工电弧焊焊条焊接参数表焊条直径（mm）φ2.5φ3.2φ4.0φ5.0焊接电流（A）50-8090-130160-200200-2503.3.2外观检查：见下表手工焊焊缝外观检查（Ⅰ类焊缝、δ=16mm）序号项目允许缺欠尺寸（mm）1裂纹不允许2表面夹渣不允许3咬边深度小于等于0.54未焊满不允许5表面气孔不允许86焊廇不允许7飞溅不允许8焊缝余高ΔhΔh=0～2.59对接接头焊缝宽度盖过每边坡口宽度1～2.5，且平缓过渡按表中各检查项目对焊缝外观进行检查，检查合格后对焊缝内部进行无损检测。3.3.3无损检测焊缝内部质量检测采用超声波检测。按检测标准进行评定，全部合格后方为合格。检测要求：无损检测在焊接完24h以后进行。焊缝检测方法及要求见下表。焊缝检测方法及要求（Ⅰ类焊缝、δ=16mm）检测方法检测焊缝长度合格标准超声波整条焊缝BⅠ级3.3.4缺陷处理a、焊缝内部或表面出现裂纹时，分析原因，制订措施后方可进行补焊。b、焊缝内部缺陷采用碳弧气刨法清除，并修补成利于焊接的凹槽。焊补前应检查，如为裂纹缺陷，则应采用磁粉进行检测，确认裂纹已经消除，方可补焊。c、返工后的焊缝，应进行无损检测。d、焊缝同一部位的返修次数不宜超过两次，超过规定次数的返工，应制订可靠的措施后方可进行。9e、对焊缝内部质量进行无损抽检时，如发现裂纹、未熔合或未焊透等缺陷，应对整条焊缝进行全部检测；若发现存在其他不符合质量要求的缺陷，应在缺陷的延伸方向或可疑部位做补充检测，补充检测的长度应大于等于200mm，若补充检测仍发现存在不符合质量要求的缺欠，应对整条焊缝进行检测。3.3.5验收经缺陷处理后，再次进行无损检测，各项检测符合质量要求后，则焊缝认定为合格，可报请监理验收。3.3.6监理验收合格后，及时对焊缝内进行防腐处理。3.4质量保证措施（1）各工序施工严格执行“三检制”，每道工序经验收合格后方可进行下道工序的施工。（2）严格按规范和工艺要求进行焊接，确保焊接质量。（3）焊接时，由焊工记录焊接数据，保证数据的真实性、准确性。（4）焊工、检测人员持证上岗，检测机构资质符合要求；确保检测数据的真实性和有效性。（5）焊接材料符合规范要求且应妥善保管，以使材料性能稳定。焊接材料应按以下要求进行焙烘和保管：a、焊条、焊丝应放在通风、干燥的专设库房内，设专人保管。烘干温度和时间应按焊接材料说明书的规定执行，并及时作好实测温度和发放记录。b、烘干后的焊条烘干后的焊条保存在100～150℃恒温箱内，焊条药皮应无脱落和明显的裂纹。c、现场使用的焊条应装入保温筒，焊条在保温温筒内的时间不10宜大于4h,超过后，应重新烘干，烘干次数不宜超过两次。d、焊丝在使用前应清除铁锈和油污。3.5安全文明施工、保证措施3.5.1一般控制措施1)所有参加施工作业的人员应严格按劳保规定着装，并正确使用劳动保护用品；2)特种作业人员必须持有效证件方能上岗，非特种作业人员不得从事特种岗位作业；3)施工人员应严格遵守安全操作规程，并服从安全管理人员的管理；4)安全人员应定期在现场巡视，发现违规现象应及时制止和处理；5)施工设备、工器具等应定期检查和维护、保养；6)施工作业前应做好安全技术交底工作，并按要求做好记录；7)做好“三工”活动和班前“危险预知”活动并做好记录。3.5.2具体控制措施3.5.2.1施工准备阶段1)机加工、电气设备、电动工具、电气焊等设备在使用前必须进行安全检查，确认合格后方能使用。2)电源应采用专用的电源接线板，并严格按要求进行操作。3)设备操作人员应严格按照设备操作规定进行操作，严禁违规操作。4)施工场地内的易燃易爆物品应严格按规定放置，并在场地内放置一定数量的灭火器。115)焊接作业前应对焊机进行检查，发现漏电情况时应及时通知相关人员进行处理，焊把线连接处不得有接头外露现象，在潮湿施工场地进行作业时，应带绝缘手套作业，雨天严禁露天进行焊接作业。6)焊缝打磨时必须戴防护镜，打磨方向不得对准其他工作人员。7)焊接、切割作业前应清理周围的易燃易爆物或采取隔离措施，作业点应与氧气、乙炔保持安全距离，正确操作避免回火，对乙炔瓶存在漏气现象的必须及时处理或更换。3.5.2.2施工现场措施1)施工现场电源应采用专用的电源接线板。2)设备操作人员应严格按照设备操作规定进行操作，严禁违规操作。3)焊接作业前应对焊机进行检查，发现漏电情况时应及时通知相关人员进行处理，焊把线连接处不得有接头外露现象。在进行焊接和切割作业时，严格遵守安全技术规程，并派人监护，严防火灾。焊接时严禁在设