锅炉压力容器压力管道手工电弧焊焊接工艺规程

锅炉压力容器压力管道手工电弧焊焊接工艺规程SMAW-67-03编制：____________审核：____________批准：____________XXX锅炉压力容器压力管道焊工培训中心2007.8锅炉压力容器压力管道手工电弧焊焊接工艺规程1总则1.1凡属金属监督范围内的锅炉承压管道和部件的焊接工作，必须由考试合格并取得压力容器合格证的焊工担任。1.2严格按锅炉受热面承压部件焊接监察范围执行。1.3焊接焊条使用必需与母材的化学成份、机械性能、硬度值基本相对应。1.4用来直接与管子焊接的成型铸材（如阀门、三通），其含碳量不得超过0.25%。1.5焊接焊道无夹渣、气孔、咬边等缺陷，表面波纹均匀，内侧无凹陷、焊瘤等现象，焊口质量检验按要求分类评定。1.6本规范适用于碳素钢，普通低合金钢手工电弧焊。1.7金属材料检验、设备焊口检查、通球试验、焊接评定、焊接头质量检验、焊接人员考核等项工作，应分别按有关规程进行。1.8焊接工作包括焊接、热处理和金属检查等，同时还必须遵守安全、环保、防火等规程的有关规定。1.9本规程适用于锅炉压力容器压力管道的手工电弧焊作业及考试。2.0本规程根据焊接工艺评定报告（WPS-1、WPS-3）进行编制。2钢材与焊接材料2.1焊前必须查明所得材料的钢号，以便正确地选用相应的焊接材料和确定合适的焊接工艺和热处理工艺。2.2钢材必须符合国家标准（或部颁标准、专业技术条件），进口钢材必须符合该国国家标准或合同规定的技术条件。2.3属于锅炉监察范围内的锅炉受热面管及管道，使用异种规格和材料的管子代替时,应进行强度计算。2.4所用焊接材料（焊条）的质量应符合国家标准（GB/T5117-1995）。2.5检修中使用取代材料时必须征得金属技术监督专职工程师的同意，并经总工程师批准。2.6常用电焊条的化学成分，机械性能及用途等参见表1、表2。表1常用电焊条的化学成分、机械性能表化学成分（%）机械性能SPσbXMaδ5%ak/TJ/℃序号焊条型号统一牌号标准号CMnSiCrMoVNi其它不大于1E4303J422420222E5003J5024902027/-203E4316J4264E4315J4271.250.900.200.300.080.304205E5016J5063E5015J507GB5117-95≤0.101.600.750.200.300.080.300.0350.0404902227/-30说明：1.表中单值除ak/T外均为昀大值；2.ak/T中T表示试验温度1锅炉压力容器压力管道手工电弧焊焊接工艺规程表2常用电焊条的用途类别牌号型号适用于焊接的钢材牌号焊条性质及电流极性J422E430310、15、20、25、Q215、Q235酸性熔渣，交流或直流J502E500320、25、Q275、Q295J426E431610、15、20、25、20g、20R、20G、22g、Q215、Q235、Q275、Q295碱性熔渣，直流反极性J427E431510、15、20、25、20g、20R2、0G、22g、Q215、Q235、Q275、Q295同上J506E5016Q275、Q295、Q345、16Mn、16Mng、16MnR、12Mng等同上碳素钢焊条J507E5015Q275、Q295、Q345、16Mn、16Mng、16MnR、12Mng等同上2.9焊条的选用根据母材的化学成份机械性能和焊接接头的抗裂性、碳扩散、焊接热处理以及使用条件等综合考虑。同种钢材焊接时，焊条的选用，一般应符合下列要求：2.9.1焊接材料金属性能和化学成份与母材相当。2.9.2工艺性能良好2.12每批焊条应有经验的焊工进行工艺性能试验，用同种材料的管子吊焊、横焊口各一个，观察熔化过程，并作断口检查，焊条应满足下列要求。引弧容易，电弧燃烧稳定且无金属和熔渣的明显飞溅现象。药皮熔化均匀，无成片剥落。在焊缝形成过程中，溶渣能均匀地覆盖在金属表面，冷却熔渣易于除去。熔化金属内无裂纹,明显气孔和夹渣等缺陷。2.13焊条应放置在专库内，有专人保管，焊条挂牌并注明型号、批号、合格证明、工艺性能等，以防错用焊条。2.14低氢焊条在施工前必须进行烘干，烘干温度为300℃～400℃，保温时间为4小时左右。烘干后放在100℃左右的恒温箱内，随用随取。取出后放在焊条保温筒内，低氢焊条一般在常温下超过4小时即重新烘干，重复次数一般不超过三次。酸性焊条一般不烘干，但焊接重要构件时应经200℃～300℃烘干2小时左右。3焊前准备3.1管—管对口的准备及组合3.1.1管子焊口中心平面距联箱或汽包外壁、弯曲起点、支吊架外缘距离及两焊缝间允许值应符合表3。表3两焊缝间允许值名称示意简图工作环境允许值工作压力≤6MPa的锅炉受热面管a≥50mma≥D焊缝中心平面距汽包、联箱外壁距离压力≥6MPa的锅炉受热机管a≥70mma≥D压力≤6MPa的锅炉受热面管a≥50mma≥D焊缝中心平面距离弯曲起点距离a≥150mm管道2锅炉压力容器压力管道手工电弧焊焊接工艺规程a≥50mm压力≤6MPa的锅炉受热面管a≥D压力≤6MPa的锅炉受热面管a≥70mma≥D焊缝中心平面距支吊架边缘距离管道a≥150mm两焊缝中心平面间距离受热面管及管道a≥150mma≥D3.1.2管子的壁厚差和椭圆度应不超过国家技术标准的规定，管子对口时，其厚度差不得超过管壁厚的15％，昀大不得超过3mm，否则应按下图进行削薄。管壁厚度不等的对口均匀削薄示意图1。图1壁厚不等的对口均匀削薄示意图3.1.3焊口的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：3.1.3.1锅炉受热面及管道焊口按表3进行。3.1.3.2管接头和仪表插座一般不可设置在焊缝或热影响区。3.1.3.3筒体的对接口其中心距离封头弯曲不小于壁厚加150mm。3.1.3.4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3倍，且不小于150mm。3.1.3.5焊接管的管孔应尽量避免开在焊缝上，并避免管孔焊缝与相邻焊缝的热影响区相重合，如必须在焊缝上或其附近开孔时，应满足以下条件：a)管孔两侧大于孔径且不少于60mm范围内的焊缝应经无损探伤合格。b)孔边不在焊缝缺陷上。3.1.3.6搭接焊缝的搭接尺寸应不小于母材厚度的5倍，且不小于30mm。3.1.4管子、管道、压力容器和钢结构的坡口形式应按设计图纸规定加工，如无规定时，坡口的型式和尺寸应按能保证焊接质量、填充金属量少，改善劳动条件，便于操作，减少焊接应力，适应探伤要求等原则选用。3.1.5焊件下料与坡口加工应按下列要求进行：3.1.5.1焊件坡口采用机械切削方法为宜，特别对大管径、合金钢钢管的汽水管道昀为宜。3.1.5.2焊件坡口采用热加工（如气割），切口部分应先留有加工余量，以除去淬硬层及过热金属。3.1.6焊件经下料及坡口加工，应按下列要求进行检查，合格后方可进行组对。3.1.6.1淬硬性较大的钢材如使用火焊（嘴）割下料坡口，加工后要经表面探伤合格。3.1.6.2坡口处母线无裂纹、重皮、坡口损伤及毛刺等缺陷。3锅炉压力容器压力管道手工电弧焊焊接工艺规程3.1.6.3坡口加工尺寸符合图样要求。3.1.6.4按有关条例规定的清理范围内无裂纹,夹层等缺陷。3.1.7焊件在组装前应将焊口内外表面及附近母材外壁的油漆、垢、锈等清理干净，直露出表面金属光泽，清理范围规定如下：3.1.7.1弧焊对接焊口，每侧各为（15~20）mm左右。3.1.7.2角接接头焊口，焊脚值为壁厚加10mm。3.1.8焊件对口时一般应做到内壁齐平，如有错口，其错口值应符合下列要求：3.1.8.1对接单面焊的局部错口值不应超过壁厚的10％且不大于1mm。3.1.8.2对接双面焊的局部错口值不应超过壁厚度的10％，且不大于3mm。3.1.9不同厚度焊件对口时，其厚度差可按下列方法处理：3.1.9.1内壁尺寸不相等外壁齐平时，其厚度可加工成图（a）的形式。3.1.9.2外壁尺寸均不相等而内壁齐平时，可加工成图1（b）的形式。3.1.9.3内外壁尺寸不相等，厚度差≤5mm时，在不影响焊件强度的条件下，可加工成图1（d）的形式。3.1.10焊口的局部的间隙过大时，应设法修至规定尺寸，严禁在间隙内加填塞物（如钢筋等）。3.1.11焊件组合焊接时应注意事项3.1.11.1焊接组装时应垫置牢固，不可晃动或搬动，以防止在焊接和热处理过程中产生变形和附加应力。3.1.11.2除设计规定的冷焊口外，其余焊口应禁止用强制对口，且不允许利用热膨胀法对口，以防附加应力。3.1.11.3焊接件内应无风、水、汽等流动介质。3.1.11.4整体施焊工作包括对口装配、施焊、热处理和检查等工序，每项工序次序符合要求后方准进行下道工序施工。3.1.12焊材的选择及烘干，碱性焊条，焊前经过300℃～400℃烘干（1~2）h；酸性焊条则在200℃～300℃烘干（1~22）h。3.1.13装配与定位焊装配定位焊所用焊条与正式焊接所使用的焊条相同，按园周方向均布，大管子可焊2～3处，小管子焊1～2处，每处定位焊缝长10mm左右，装配管子时应预留间隙（一般应为焊条直径），并保证同心度（小于或等于壁厚的10%。且≤1mm）。3.2板一管对口的准备及组合3.2.1如图2，管一板“骑座”式组合对口要求。3.2.1.1管孔离板缘应大于50mm。3.2.1.2当钢板厚度δ≤10mm时，钢板需加刚性固定，当钢板厚度δ10mm时，钢板不需加刚性固定。3.2.1.3管板件的焊缝凸度或凹度应不大于1.5mm，其焊脚为壁厚加（0～3）mm。3.2.1.4单面焊的板状件和外径大于或等于Φ133的管状件背面焊接缝余高应不大于3mm，外径≥Φ60mm，管状件背面焊缝余高应≤2mm。3.2.1.5焊缝宽度比坡口每侧增宽≤1mm～2mm，且宽度差≤2mm。4锅炉压力容器压力管道手工电弧焊焊接工艺规程图2管一板焊接试样示意图3.2.2焊材的选择及烘干。碱性焊条,焊前经300℃～400℃,烘干4h，酸性焊条则经200℃～300℃烘干2h。3.2.3焊前清理必须将指定范围内的油、锈及其他污物清理干净，直至露出金属光泽为止。3.2.4定位焊通常都是三处，按圆周方向均匀分布。3.2.5定位焊也可只焊两点，第三点处作为引弧开始的位置。3.2.6必须按正式焊接的要求焊定位焊缝，定位焊缝不能太高，每段长度在10mm左右，且要保证管子轴线垂直孔板。4管—管对口焊接4.1垂直固定小径管对接4.1.1装配与定位焊装配要求，见表4。表4装配与定位焊装置要求坡口角度°装配间隙mm钝边mm错边量mm60±5前2.5后3.20～1≤1注：定位焊必须采用正式焊时的焊条焊接。4.1.2焊接及操作工艺要点由于管径小，管壁薄，焊接过程中温度上升较快,熔池温度容易过高，因此，打底焊采用断弧焊法进行施焊，断弧焊打底，要求将熔滴给送要均匀，位置要准确，熄弧和再引弧时间要灵活、果断。4.1.2.1焊道分布两层三道如图3。图3小管径横焊焊道分布5锅炉压力容器压力管道手工电弧焊焊接工艺规程4.1.2.2焊接工艺参数的选择，见表5。表5焊接工艺参数焊接层次焊条直径mm焊接电流A打底焊60～80盖面焊2.570～904.1.2.3打底焊其关键是保证焊透，工件不能被击穿，不能产生焊瘤，不能出现内凹。a)打底层施焊时，焊条与工件的角度如图4，起弧时采用划擦法将电弧在坡口内引燃，等看到坡口两侧金属局部熔化时，焊条向坡口根部压送熔化并击穿坡口根部，将熔滴送至坡口背面，此时听见背面电弧的穿透声，这时便形成了第一个熔池，第一个熔池形成后，即将焊条向焊接的反方向作划挑动作迅速灭弧，使熔池降温，待熔池变暗时，在距离熔池前沿约5mm左右的位置重新将电弧引燃、压低电弧向背面压，并稍作停顿，同时即听见电弧击穿的声音，这时便形成了第二个熔池，熔池形成后，立即灭弧。如此反复，均匀的采用这种一点击穿法向前施焊。b)熔池形成后，熔池的前沿应能看到熔孔，使上坡口面熔化掉1.0mm～1.5mm，下坡口面略小，施焊时，要注意把握住三个要领：即一“看