钛管施工方案带图片.docx

1.0 钛管的施工原则方案1.1钛材材料检验 1. 管材的检验（1）管子必须具有制造厂的质量证明书（包括牌号、炉号、规格、化学成分、力学性能及供货状态等），其质量应符合相应标准的规定。（2） 应按设计要求核对管子材质和规格。当设计技术条件无规定时应符合下列要求：a、 管子的化学成分、力学性能应分别符合钛及钛合金牌号和化学成分gb/t3620.1和钛及钛合金管gb/t3624的规定； b、 管子应逐根进行外径及壁厚测量，其外径、壁厚的允许偏差值，管子端部切斜允许偏差，管子弯曲度允许偏差应符合sh3502-2000规范中规定。（3） 管子的表面应光滑、清洁，无针孔、裂纹和折叠等缺陷。（4） 经检验合格的管子在储存期间，应将管口封闭，并应按规格尺寸分别放置在垫木上，严禁与钢材混堆、直接接触或碰伤。1.2. 阀门、其它管组成件检验（1） 阀门检验应按阀门检验与管理规程进行。（2）弯头、弯道、异径管、三通、法兰、焊环、盲板、垫片、紧固件等必须具有制造厂质量证明书，应按设计要求核对其材质、规格和型号，其质量应符合相应标准的要求。（3） 法兰、焊环及盲板的密封面应平整光洁，不得有毛刺和径向沟痕。（4）管道支承件必须具有制造厂的质量证明书，其材质、规格、型号应符合设计的规定。3. 焊材检验（1） 选用的焊丝应有质量证明书。焊丝表面应洁净、无氧化色，不应有裂纹、起皮、斑疤和夹杂等缺陷。其化学成分应符合钛及钛合金丝的有关规定。（2）每批焊丝均进行化学成分、尺寸、低倍及表面与宏观质量的检验。（3） 取样位置和取样数量每批焊丝由成品上取一个式样进行气体（n、h、o、c）含量分析，每批焊丝任取两件（或根）分别在每件两端各取一个式样进行横向低倍组织检查，检查不和格时，该批产品为不和格。焊丝应逐根进行表面与宏观质量的检验。（4） 钨极不宜采用钍钨极。（5） 氩气纯度不应低于99.99%，为保证焊接质量，我们常用纯度99.999%的氩气（见图一），含水量不应大于50mg/m3，也可以用氦气，图一：在宁波逸盛pta施工时的照片（6） 氩气输送管应采用塑料软管，不宜用橡胶软管或其他吸湿性材料。3.0 钛管施工原则1. 钛材预制时应在专用的厂房内施工（见图二），钛材不得与钢件等混放，并铺设橡胶或其它软质材料，以免碰伤、檫伤钛表面（见图三）。钛材的场地应保持清洁，应经常用吸尘器清理现场（见图四）。露天制作时应有防风、雨、雪及冬天防冻的设施。图二：（在宁波逸盛pta施工时的照片）图三：（在宁波逸盛pta施工时的照片）图四：（在宁波逸盛pta施工时的照片）2. 运输时与管线接触部位应垫软质材料，不得用钢丝绳直接捆运或吊装，存放时不得与地面直接接触，钛材和钢材不得放在一起，钛表面一般不得涂刷油漆，预制安装现场应用锡箔纸防护（见图三）。4.0 管道预制4.1 管道预制，宜按管道单线图（单管图）进行，分段时应考虑运输和安装的方便。4.2 自由管段和封闭管段的选择应合理，封闭管段应按现场实测尺寸加工。4.3 自由管段和封闭管段的加工尺寸允许偏差应符合sh3502-2000规范中表3.3.3的规定。4.4 预制完毕的管段，应用记号笔标明45 管子对口宜用专用的夹具对口（见图五），对口时应检查平直度，在距接口中心200mm处测量，允许偏差为1mm，且全长的允许偏差不得超过10mm。图五：用专用的夹具对口46 管线的切割、坡口1. 切割设备如同时用于钛材和钢材等其它金属材料时，在钛材切割前应清理切割设备上会划伤或嵌入铝材的氧化铁皮、铁屑等杂物。2. 管子切割前应移植原有标记，严禁使用钢印。3. 管子下料时切割和坡口加工宜用机械方法（见图六、九），切割和加工表面不得过热变色；管子预制成段或安装时用砂轮片切割，但砂轮片宜选用二氧化硅的切割片（见图七）或铰刀式金属切片（见图八），当采用等离子弧方法切割时，必须用规定方法去除污染层。图六：（在宁波逸盛pta施工时的照片）图七：（在宁波逸盛pta施工时的照片）图八：（在宁波逸盛pta施工时的照片） 图九：（在宁波逸盛pta施工时的照片）4. 管子切割和坡口质量应符合下列要求：a、表面应平整，不得有裂纹、重皮，并应清楚毛刺、凸凹、缩口、溶渣及氧化物等；表面坡口应呈银白色金属光泽（见图十）。 图十：（在宁波逸盛pta施工时的照片）b、 切口平面最大倾斜偏差为管子直径的1%，且不得超过3mm。c、 坡口的形式和尺寸，应符合设计和焊接作业指导书的规定，当无规定时，宜符合sh3502第4.2.1条规定。5. 坡口加工管材切割后，采用砂轮机打磨出坡口，坡口角度为单边302.5，钝边0.51.5mm。加工坡口不允许使母材产生过热变色。6. 坡口及焊丝的清洗应符合下列要求：a 坡口及其两侧各25mm以内的内外表面清除油污后，应用奥氏体不锈钢丝刷、铰刀等机械方法清除其氧化膜、毛刺和表面缺陷（见图十一）。清理工具应专用，并保持清洁（见图十二）；图十一：铰刀清除其氧化膜（在宁波逸盛pta施工时的照片）图十二：铰刀型式（在宁波逸盛pta施工时的照片）b 经机械清理后坡口的表面和填充焊丝，焊接前应使用不含硫的丙酮或乙醇进行脱脂处理。严禁使用三氯乙烯、四氯化碳等氯化物溶剂，并避免将绵质纤维附于表面（见图十三）。图十三：（在宁波逸盛pta施工时的照片）47 管道上仪表取源部件的开孔和焊接，应在预制场所进行。48 管子组对时，应对中夹紧，并避免焊接过程中产生变形或移动。49 直管段两环缝间距不应小于100mm，且不小于管子外径。410 焊缝距弯道（不包括弯头）的起弯点，不得小于100mm，且不小于管子外径。411 支管补强板上的焊缝应在预制场所进行压力试验，试验介质为空气，试验压力为0.2mpa。412 焊工代号及检验标记应用记号笔注在距焊缝3040mm处，严禁打钢印。413 管段经外观、尺寸检查和无损检测合格后，应用空压机吹扫管内（见图十四），封闭管口。图十四：用空压机吹扫管内5.0 管道安装5.1 所有参与施工的人员必须仔细阅图，熟悉管线的走向、材料选用、连接方式、安装位置及各种技术要求。5.2 管线在地面做好深度预制,核对施工图与施工现场后反复核算下料尺寸，避免预制尺寸与现场尺寸不符。所有碰头管线要现场实测。尽量减少高空固定焊，固定焊焊口要留有调整量，固定口所在位置要便于组对、焊接。5.3 管道与支、吊架，支座或钢结构之间应垫入石棉制品或其他对钛无害的材料。5.4 有接地要求的管道，导线跨接或接地引线不得与钛管直接连接或焊接，应采用钛板过渡。5.5 管道安装过程中严禁损坏管道。吊装管道用的钢丝绳、卡扣不得与管道直接接触，应用木板或石棉制品予以隔离。5.6 法兰在连接前，应检查其密封面，不得有影响密封性能的缺陷存在，并应保持密封面的清洁。5.7 安装孔板时，其上下游直管道部分的长度应符合仪表设计的要求，在其直管范围内不应有焊缝。孔板法兰内部的焊缝应平整光滑。5.8 温度计套管及其他插入件的安装方与长度应符合设计要求。5.9 管道穿越楼板、墙壁时，应加套管保护，且碳钢套管与钛管不得直接接触。5.10 管道安装后，严禁受到其他管道切割或焊接的影响以及铁污染。5.11 安装后的管道，不得承受设计规定以外的附加载荷。6.0 管道焊接6.1 焊接的一般规定1. 施工单位应根据设计文件及钛制焊接容器jb4745-2002的要求进行焊接工艺评定试验，根据评定合格的工艺，编制焊接工艺说明书。2. 从事钛管道焊接的焊工必须按钛制焊接容器jb4745-2002的要求进行考试，并取得相应施焊条件下的合格证明。3. 焊接设备应使用性能稳定的直流氩弧焊机，采用正接法，且应附有高频引弧和电流衰减装置及满足工艺条件的其他设施。4. 焊接熔池及焊接接头的内外表面温度高于400的区域均应用氩气保护。5. 施工环境应符合下列要求： a、预制场所应具有焊接材料的贮存、清洗设施和良好的施焊条件； b、 当施工环境出现下列之一时，且无有效的防护措施，禁止施焊。气体保护焊时风速大于1.5m/s；相对湿度大于80%；焊件温度低于5；雨雪环境。6.2 焊接工艺1. 焊接时应在合格的工艺参数范围内选用小线能量焊接，层间温度不得高于200，防止高温时间过长晶粒长大。2. 焊接作业均应在氩气保护下进行：采用焊炬喷嘴保护熔池，焊炬拖罩保护热态焊缝及近缝区的外表面，管内充氩保护焊缝及近缝区的内表面，具体措施：直径较大的管子焊接时，管内工作人员戴上防毒面具，手持保护罩对焊接熔池背面进行保护；直径较小的管子或固定口焊接时，在管子内表面距离坡口150300mm（根据可操作性取较大值）处采用可溶纸密封，再塞入一团可溶纸防止管内气压过大将密封可溶纸破坏，然后充入氩气将管内空气排净。焊接前必须充分预充氩气，焊后应延时充氩，以使高温区充分冷却，防止表面氧化。3. 焊接过程中填充焊丝应始终保持在氩气的保护之下。熄弧后焊丝不得立即暴露在大气中，应在焊缝脱离保护时取出。焊丝如被污染、氧化变色时，污染部分应予以切除。4. 不得在焊件表面引弧或试验电弧；焊接中应确保起弧与收弧的质量；收弧时应将弧坑填满，多层焊的层间接头应相互错开。5. 除有特殊要求外，每条焊缝应一次连续焊完，如因故被迫中断，再焊时必须进行检查，确认无裂纹后方可继续施焊。6. 如果焊接作业时不慎出现夹钨时，应停止焊接作业，用磨光机清除钨点，钨级端部重新打磨，达到要求后方可重新进行焊接作业，要求与开始焊接作业相同。7. 定位焊应与正式的焊接工艺相同，定位焊的焊缝长度宜为1015mm，高宜为24mm，且不超过壁厚的2/3。定位焊的焊缝不得有裂纹及其它缺陷，定位焊焊缝两端，宜磨成缓坡形。6.3 焊接材料的选用应符合下列规定；1. 焊材的化学成分和力学性能应与母材相当；2. 若焊件要求有较高的塑性时，应采用纯度比母材高的焊丝。6.4 焊前准备1. 焊接设备宜用高频焊机（见图十五）图十五：焊接用的高频焊机2. 坡口及焊丝清理坡口及其两侧各25mm以内的内外表面进行清理，清理程序如下：磨光机打磨砂纸轮抛光丙酮（或无水乙醇）清洗。清洗后不能直接进行焊接作业，待坡口端面晾干后方可以作业。如不能及时焊接，应用自粘胶带及塑料布对坡口予以保护。焊丝也用沾丙酮（或无水乙醇）的海绵擦拭干净。3. 焊工用手套应洁净，用前也用无水乙醇（或丙酮）清洗，避免将棉质纤维附于焊件表面。4.管道焊接施工前，应根据焊接工艺评定编制焊接作业指导书，焊工应按指定的焊接作业指导书施焊。焊工必须持证上岗，不能从事与合格项目不符的焊接或无证上岗。5.充氩（见图十六、十七） 图十六：充氩方法图十七：充氩方法6.5 焊接方法 焊接方法采用gtaw，对于管子壁厚5mm的薄件用直流反接,利用其“阴极雾化”效应（工件接受正离子轰击，可使其表面氧化膜破碎切除去），以获得表面光洁美观，成形良好的焊接接头；对于管子壁厚5mm的工件，采用直流正接，此时焊缝熔深大、熔宽小，热影响区小、变形小，有利于提高焊接生产率和焊接质量。6.6 焊接1. 钛材的焊接性a、间隙元素沾污引起脆化钛与氧在540以上生成的氧化膜不致密。钛在300以上快速吸氢，600以上快速吸氧，700以上快速吸氮。所以钛在焊接过程及焊后冷却过程中得不到有效保护，必然引起塑性下降，脆性增加。碳超过其溶解度时生成硬而脆的tic，呈网状分布，容易引起裂纹。措施：采用gtaw焊接方法，管道内部充氩保护，外部采用焊接拖罩对高温部位进行保护（见图十八、十九、二十），焊接前清洁坡口和焊丝，焊接时提前充氩保护，焊接后继续充氩保护,直至焊缝冷却至400以下切断。图十八：焊枪型式见图十九：焊枪型式图二十：焊枪型式b、裂纹由于钛及钛合金杂质含量少，故不易产生热裂纹，但如果焊丝质量不合格，特别是焊丝存在裂纹、夹层等缺陷，可能存在大量杂质时，则可能引起焊接热裂纹。措施：检查母材坡口附近和焊丝有无裂纹和夹层，如有，清除后再进行焊接作业。c、焊接保护不良会出现热应力裂纹和冷裂纹。措施：加强焊接保护，防止有害杂质污染，焊前预热，焊后缓冷可以减少甚至消除热应力裂纹和冷裂纹。d、热影响区可能出现延迟裂纹，焊接时由于熔池和低温区母材中的氢向热影响区扩散，产生tic，在不利的应力条件下会引起裂纹。措施：正常氢含量的钛及其合金焊接时一般不会产生tic。注意焊接材料和母材的焊前清理。e、气孔气孔是焊接钛及钛合金时最常见的缺陷。一般有两类，焊缝中部气孔和熔合线气孔。在焊接线能量较大时气孔一般位于熔合线附近。焊缝气孔的形成原因主要在于焊接区，特别是对接端面被水分、油脂污染所致。措施：1）保护气采用纯度为99.999%的氩气，。2）焊丝不允许有裂纹、夹层。3）焊件表面，特别是对接端面进行酸洗。酸洗液采用hf3%+hno335%水溶液，酸洗后用净水冲洗，烘干。酸洗时间到焊接作业时间不超过2小时，期间不得受到污染。4）对接坡口预留间隙0.2-0.5mm可明显减少气孔。焊接完后，焊道要用丙酮清洗或用钢丝轮抛光6.7焊接检验1. 焊工应对焊好的焊道表面进行清理，要求外观良好。宽度以每边盖过坡口边缘2mm为宜，角焊缝的焊脚高度符合设计规定，外