施工技术管理培训师(焊接技术).ppt

焊接技术及管理 焊接培训中心 内容提要 一前言二新型耐热钢及焊接三焊接基础知识四焊接评定及检验五现场焊接管理 一前言 2020年全社会用电达到39400 43200亿千瓦时左右 需要装机8 2亿 9 5亿千瓦 我国在 大力发展水电 优先发展煤电 积极发展核电 的方针指导下 要保证电力的高速发展 必须全方位搞好资源优化配置 然而我国能源结构决定了在相当长的时期内 还是以煤碳为主 其占一次能源总量的60 以上 所以 要优先发展建设周期短 投资回报率高的高效率火力发电机组 发展形势 大力发展燃煤发电机组 必然带来巨大的环境压力 烟气排放中会有更多的sox nox和co2 并排出大量的灰渣和污水 减少污染的洁净煤发电技术有 循环流化床 cfbc 增压流化床 pfbc 整体煤气化联合循环 igcc 提高火电机组效率技术有 超临界 sc 与超超临界 usc 但是 cfbc pfbc igcc等技术处于试验或示范阶段 在我国近期广泛发展是不现实的 从技术难度和现实性看 sc和usc 配以常规的烟气脱硫系统 是容易实现的 遇到问题 提高火力发电厂效率的主要途径是提高蒸汽的参数 即提高蒸汽的压力和温度 亚临界火电机组蒸汽参数 p 16 19mpa t 538 538 或t 540 540 当蒸汽参数超过水临界状态点的参数 p 22 129mpa t 374 12 统称为超临界机组 以sc supercritical 表示 一般超临界机组的蒸汽压力为24 26mpa 其典型参数 p 24 1mpa 538 538 我国正在建造的600mw超临界机组的参数为 p 25 4mpa 538 566 或p 25 4mpa 566 566 解决方法 超超临界机组实际上是在超临界机组参数的基础上进一步提高蒸汽压力和温度 国际上通常把主蒸汽压力在24 1 31mpa 主蒸汽 再热蒸汽温度为580 600 580 610 机组定义为高效超临界机组 即通常所说的超超临界 usc 机组 国内正在建设的超超临界机组 usc 的主蒸汽p 25 26 5mpa t 600 600 提高效率 2010年前预计建造 超临界机组600mw约130台超超临界机组600mw6台 营口2台 阚山2台 河源2台 1000mw18台 玉环4台 邹县2台 外高桥三期2台 泰州2台 宁海2台 绥中2台 天津北疆4台 国内形势 二新型耐热钢及焊接 发展高效率 高参数 大容量sc usc机组是当代世界火力发电的共同发展趋势 蒸汽参数与火电厂效率 供电煤耗关系见表1 蒸汽参数与机组效率的关系见图1 ihi公司锅炉蒸汽参数发展历史见图2 中国火电机组参数发展历程见图3 新型耐热钢代表p91概要 表1 蒸汽参数与火电厂效率 供电煤耗关系 图1 蒸汽参数与机组效率的关系 三菱提供 图2 ihi公司锅炉蒸汽参数发展历史 图3 中国火电机组蒸汽参数发展历程 新型耐热钢及焊接 提高蒸汽参数遇到的主要技术难题是金属材料耐高温 高压及焊接问题 划时代意义的t91 p91钢的研制成功 改变了从五十年代到八十年代耐热钢发展徘徊不前的状况 p91钢的制造及发展 p91钢的焊接特点 p91钢的焊接工艺 p91钢焊接的要点 p91概要 9cr xmo钢在50年代末期开始生产应用 性能一直不好 应用较少 1974年 美国能源部成立新材料开发的专门研究小组 目的以开发研究核电站耐热材料为目的 到1980年 已经生产测试了一百种成分的试验样品 最后选定了现在的9cr 1mo钢 p91钢的制造及发展 应用9cr 1mo钢具有明显的经济效益 如下图 p22 10crmo910 x20 f12 x20crmowv121 p91 9cr 1mo 温度600 压力30mpa 设计寿命100000h p91钢的制造及发展 冶炼对焊接会产生直接影响 p91钢的冶炼特点有1低的含碳量 显著改善了钢焊接性 不易产生焊接裂纹 冷裂纹 再热裂纹 2多元素强化 加入较多合金元素 称微合金化 且组分控制严格 一定程度弥补了减少碳含量造成的强度下降 也改善了钢的性能 3细晶 细的晶粒使钢具有较高的塑韧性 4精炼 控制严格的组分依靠冶炼技术的提高 低的s p n h o含量 冶炼过程 cmnsicr0 08 0 120 3 0 60 2 0 58 0 9 5movnin0 85 1 050 18 0 25 0 40 03 0 07nbalsp0 06 0 10 0 04 0 01 0 020 p91钢的化学成分 p91钢的焊接特点是由前述冶炼和轧制特点决定的 即对热输入极为敏感1控制焊接热输入量极为重要 因为其优良性能的获得是在再结晶温度下 一般在450 600 形成的 这比过去热轧钢和调质钢 约750 都要低 2微合金化中控制晶粒长大 但也要注意不能在高温下停留时间过长 p91钢的焊接特点 在这里要特别强调p91钢焊接时出现的一个新情况焊缝经现有的无损检测手段检验合格 不见得焊缝的性能满足要求 焊接工艺评定证明 在焊接热输入量稍有超时或热处理参数稍有偏差时 冲击试验的结果就不合格 这种情况在以往所有接触的耐热钢中都不曾见 在培训考核 以至今后现场的焊接中 必须要严格控制焊接热输入量 p91钢的焊接特点 p91钢的焊接工艺 检查对口质量 定位焊 预热 氩弧焊打底 预热升温保持 焊接 后热及中间检验 再焊接 降温至m体形成所需温度 焊后热处理 焊接检验 氩弧焊丝德国 蒂森公司 thyssenchromo9v符合awsa5 28er90s b9en12070crmo91上海电力修造总厂tig r71电弧焊条德国 蒂森公司 thermanitmts3符合awsa5 5e9015 b9en1599ecrmo91b42h5中国gb983e1 9mo 15 p91钢的焊接材料 p91钢焊前的预热应注意由于合金元素含量较高 预热是必须的 但是比以往规定 350 400 的要低 应保证不低于100 150 经验及理论要求 预热和层间温度一定要低于马氏体形成温度一个合理区间 应该在200 300 之间 氩弧焊打底前 考虑焊工的承受能力 以接近下限的120 为好 p91钢的预热 氩弧焊打底后要将温度升至250 即正常的预热温度 要注意1最好不要低于此温度范围 p91钢是中高合金钢 有较高的淬硬倾向 2层间温度保持时要注意 不要层道间连续焊接 即前道焊接后的温度一般在300 400 左右 一定要冷却到250 以下再焊接下一道焊缝 p91钢的层间温度 要注意内充氩保护 线能量的重要性 焊接电流 焊接速度 焊层厚度 p91钢的焊接 p91钢的焊后热处理 p91钢焊接热过程 dl t819 2002 100 150 200 300 100 120 760 10 氩弧焊 电弧焊 焊后热处理 300 温度 时间 转变思想观念 另外 焊接热输入量的控制也是一个工艺问题 电力行业焊接学会和焊接老前辈们 近年来一再强调并宣传这一思想即 要完成观念更新 要从重视 手艺 转到重视 工艺 上来 手艺 指操作技术 操作手法 工艺 指技术方案 措施 一般包括 选用的焊接方法和焊接材料 焊接工艺评定确定的预热 焊接及热处理参数 也包括工艺管理的内容 三焊接基础知识 焊接质量管理体系冶金知识焊接知识 质量管理体系 规程 标准 取证 电力 dl t679 1999焊工技术考核规程 监督局 gb t15169 94 钢熔化焊手工焊资格考试方法 2002 109号 锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则 其它 dl t868 2004焊接工艺评定规程dl t869 2004火力发电厂焊接技术规程dl t752 2001异种钢焊接技术规程gb3323 1987钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级dl612 1996电力工业锅炉压力容器检查规程jb4730 94压力容器无损检测gb50236 现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范 电力行业焊工合格证内容 1承重钢结构 水工金属结构 锅炉钢架 输变电金属构架 建筑钢筋 起重设备 2锅炉受热面管子3工作压力大于0 1mpa发电设备的压力容器及管道4储存易燃 易爆介质 气体 液体 的容器及其输送管道5受监承压部件与非承压件的连接焊缝6转动部件的焊接件 报考焊工条件及程序 初中及以上文化程度或同等学历身体健康符合从事焊接工作基本要求 无色盲或弱视 裸视力在5 0以上者经过专门焊接技术训练 现从事焊接工作或焊接工龄1年以上 能独立担任焊接工作的焊工 类焊工 技术培训和考核或从事1年以上 类焊工 具有 类可申请 类焊工 具有 类可申请必须循序渐进 升类考核应有一定时间的工程实际锻炼 考委会不得接受越类考核申请 焊工理论考试内容 1焊接安全技术知识和规定2金属材料的基础知识3焊接材料的基础知识4焊接设备种类 原理 使用和维护的基本知识5焊接工艺 方法 特点 参数 热处理等 的基础知识6焊接缺陷原因 危害 预防7焊接接头性能及其影响因素8焊接应力与变形9焊接结构生产 形式 代号 识图 装配 10焊接检验 焊接档案 编制焊工钢印从事焊接年限焊工焊绩记录表 产品名称及编号 焊缝编号 焊接日期 日常焊接质量记录焊接质量事故 工艺文件及纪律 焊接工艺评定报告焊接工艺 规程 焊接 工艺卡 作业指导书技术措施工艺纪律安全规则 冶金基础知识 常用金属材料分类习惯上黑色金属 铁 锰 铬有色金属 金 铜 铝 锌等 按组织纯金属 具有金属特性的单质 铜 铝 铁等 合金 有两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素所组成的新物质 如钢是铁和碳组成的合金 黄铜是纯铜 紫铜 和锌组成的合金等 金属的性能 1物理性能 包括 比重 熔点 导电性 导热性 热膨胀性和导磁性等 2机械性能 强度 塑性 硬度 冲击韧性 疲劳和高温性能 3工艺性能 铸造性 可锻造性 焊接性 淬透性 切削加工性 4化学性能 抗腐蚀性 抗酸 碱等 钢的概念 钢 是碳的质量分数 含碳量 小于2 11 并含有少量si mn s p等元素的铁碳合金 c si mn s p常为钢的五大元素 除si mn外 合金钢中还有一定数量的其它合金元素 如mo w v cr等 视不同品种而定 钢具有必要的力学性能和优良的锻压性 可以压成各种钢材 钢的基本组织 1铁素体 碳溶于 fe中形成的间隙固溶体 用f表示 2渗碳体 含炭量6 69 用fe3c表示 3珠光体 是铁素体和渗碳体的机械混合物 以p表示 含炭量为0 77 4碳溶于 fe中形成的间隙固溶体 用a表示 什么是钢的热处理 钢在固态下采用适当方式进行加热 保温 并以一定的冷却速度冷却到室温 改变钢的组织从而改变其性能的一种工艺方法 称为钢的热处理 钢的热处理方式 1淬火 ac3或ac1以上 变奥 适当 水 油 提高硬度2退火 适当温度 缓慢冷却 提塑 消内3正火 ac3或acm以上30 50度 净空冷 提冲 综合性能4回火 ac1以下 空或油冷 稳定组织 消内 提塑韧5调质处理 钢经淬火加高温回火的热处理工艺称为调质处理 焊接基础知识 通过加热或加压 或两者并用 并且用或不用填充材料 使工件达到 原子间 结合的一种加工工艺方法称为焊接 工件可以用各种同类或不同类的金属 非金属材料 塑料 石墨 陶瓷 玻璃等 也可以用一种金属与一种非金属材料 金属的焊接在现代工业中具有广泛的应用 因此狭义的讲 焊接通常就是指金属材料的焊接 认识焊接接头 焊缝 施焊时 焊件上形成连续的鱼鳞状波纹物 熔合区 靠近焊缝的基本金属 在焊接热源的作用下局部熔化 液态金属和没有熔化的母材共存 化学成分和组织性能很不均匀 这个区域叫熔合区 热影响区 靠近焊缝的基本金属 在焊接热源的作用下虽未熔化 但组织和性能发生了转变 这个受热部分叫热影响区 常用焊接方法特点 手电弧焊 方便灵活 适应性强 生产率低 技术要求高 不适应活泼金属钨极氩弧焊 保护好 电弧稳定 成型好 生产率低 电流与钨极 成本高 焊接区内气体 焊接过程中 焊接区内充满大量气体 用酸性焊条焊接时 主要气体成分co h2 h2o 用碱性焊条焊接时 主要气体成分是co co2 埋弧焊时 主要气体成分是co h2 保护的方式有下列三种 气体保护渣保护气 渣联合保护 焊缝金属合金化 合金化就是把所需要的合金元素 通过焊接材料过渡到焊缝金属 或堆焊金属 中去 合金化的目的 1 补偿焊接过程中由于氧化 蒸发等原因造成的合金元素的损失 2 改善焊缝金属的组织和性能 3 获得具有特殊性能的堆焊金属 正确选择焊接线能量 生产中 根据不同的材料成分 在保证焊缝成形良好的前提下 适当调节焊接工艺参数 以合适的线能量进行焊接 可以保证焊接接头具有良好的性能 例如 焊件装配定位焊时 由于焊缝长度短 截面积小 冷却速度快 焊缝容易开裂 特别是对于一些淬硬倾向较大的钢种更是如此 此时应该选择较大的线能量进行焊接 以防焊缝开裂 但是对于强度等级较高的低合金钢 低温钢 线能量必须严格控制 因为线能量增大会导致焊接接头塑性和韧性的下降 特别是当焊接奥氏体不锈钢时 为了提高焊接接头的耐蚀性 一定要采用小电流 快速焊的工艺参数 实现能量保持在最低值 预热的作用 焊前对焊件整体或焊接区域局部进行加热的工艺手段称为预热 对于焊接强度级别较高 有淬硬倾向的钢材 导热性能特别良好的材料 厚度较大的焊件 以及当焊件区与周围环境温度太低时 焊前往往需要对焊件进行预热 余热的主要目的是降低焊接接头的冷却速度 预热温度见下表 从表中可以看出 预热能够降低冷却速度 但又基本上不影响在高温停留的时间 这是十分理想的 所以当焊接具有淬硬倾向的钢材时 降低冷却速度减小淬硬倾向的主要工艺措施 是进行预热 而不是增大线能量 熔池结晶过程易产生的缺陷 产生的缺陷有 1 结晶裂纹 凝固裂纹 焊接熔池结晶过程中 金属收缩产生的拉应力 将晶界上的低熔点共结晶膜拉开导致产生结晶裂纹 结晶裂纹主要发生在含杂质较多的钢 单相奥氏体钢 镍基合金 铝合金 钼合金等的焊缝金属中 2 气孔 高温下焊接熔池中溶解了大量的氢 氧 氮 在快速冷却过程中 这些气体来不及逸出 而留在焊缝金属中 内部或表面 所形成穴孔 3 夹渣 焊接熔渣残留在焊缝金属中的现象 4 偏析 由于焊接熔池结晶速度很快 形成焊缝中化学元素的分布不均匀 产生偏析现象 四焊接评定及检验 应用标准及规范dl t868 2004焊接工艺评定规程dl t821 2002钢制承压管道对接焊接接头射线检验技术规程dl t820 2002管道焊接接头超声波检验技术规程jb4708 2000钢制压力容器焊接工艺评定jb4730 94压力容器无损检测 焊接缺陷分类 按性质分为六大类 裂纹孔穴固体夹杂未焊透和未熔合形状缺陷其他缺陷 焊接缺陷预防 材料选择与用前工作环境工艺参数拘束应力操作技巧清理 焊接检验过程组成 基本上由焊前检验 焊接过程检验 焊后检验 安装调试质量检验和产品服役质量检验等五个环节组成 焊前包括 技术文件检验 原材料检验 工具检验焊接过程包括 装配质量 夹具夹紧 焊接规范焊后包括 外观检验 无损检验 压力检验 焊接检验分类 1 破坏性试验 力学性能试验焊接性试验化学分析试验金相检验2 非破坏性试验 外观检验密封性试验耐压试验无损检验 焊缝表面缺陷允许范围 焊缝表面缺陷允许范围 试件错口及焊接角变形允许尺寸 五 现场焊接管理 相关文件 法规焊接组织结构焊接管理制度焊接工作程序焊接专业组职责焊接专业施工组织设计焊接作业指导书施工纪律 相关文件 法规 火力发电厂焊接技术规程 dl t869 2004 焊工技术考核规程 dl t679 1999 锅炉压力容器焊工考试规则 焊接专业施工组织设计 项目法运行规则 质量管理体系 焊接组织机构 总工程师 工程质量部长 焊接专业负责人 专业施工处 焊接质检员 焊接技术员 作业人员 焊接管理制度 机构及其相关人员职责管理程序焊接施工技术管理对焊工的管理焊接设备与焊接材料的管理焊接检验管焊接质量检查管理焊后热处理管理 焊接工作程序 技术文件的编制 预算编制焊材库 练习间 探伤室 电焊机防护棚准备焊接设备 工器具 焊接材料准备焊接工艺制定及培训程序焊接材料控制程序焊工使用程序焊接作业程序焊接统计程序焊接验收程序焊接资料移交焊接工程总结奖励与惩罚程序 焊接专业组职责 1焊接专业组对锅炉管道 汽机管道 电热仪表管 重要钢结构的焊接施工负有技术操作和监督管理的职责 2对其他专业组负有协助 指导 监督的管理职能 3对金属检验部门 热处理负有监督管理职能 4对焊接材料的采购 存储 发放 使用 跟踪等负有监督管理的职能 5对焊接设备及工器具的选择 使用负有监督管理的职能 6对焊工的使用负有统一调动 协调的管理职能 焊接专业施工组职设计 焊接专业施工组织设计是指导和组织焊接施工的重要技术依据 是保证焊接质量 提高劳动生产率 降低消耗 保证安全生产的必备文件 焊接施工组织设计编制的依据是工程施工组织总设计 有关技术规范 规程 设计部门 制造厂家提供的图纸 资料等 施工前由工程合同部焊接主管组织有关人员进行编写 报总工程师批准 其主要内容包括 焊接专业施工组职设计 1 工程概况 2 平面布置和临建布置 结构 3 主要焊接工艺施工方案 措施 4 重要项目的焊接编制焊接作业指导书 5 物资供应计划 包括焊接材料 机具 仪器等购置 焊接施工中电 氩气 氧气 乙炔气等供应 6 安全 文明施工措施 7 质量保证措施 8 焊接新技术 新工艺的推广使用 9 焊接培训计划 焊接作业指导书 焊接作业指导书是工程焊接施工的指导性文件 施工前焊接技术人员按公司制定的 作业指导书 程序文件内容 进行编制 一般工程应编制的焊接作业指导书如下 1 锅炉省煤器 膜式壁 再热器 过热器焊接作业指导书 2 锅炉大径管 中径管焊接作业指导书 3 汽机除氧器焊接作业指导书 4 汽机凝汽器焊接作业指导书 5 汽机四项管道 高中压导汽焊接作业指导书 6 汽机凝汽器钛管板焊接作业指导书 7 电气铝母线焊接作业指导书 焊接作业指导书 8 中低压管道焊接作业指导书 9 锅炉密封钢结构焊接作业指导书 10 焊口返修焊接作业指导书 11 金属检验作业指导书 12 焊接热处理作业指导书 13 减温水管道焊接作业指导书 14 汽机本体 锅炉本体相连管道一次门以内焊口焊接作业指导书 15 热控仪表管焊接作业指导书 16 油管道焊接作业指导书17 锅炉钢架焊接作业指导书 绘制焊接记录图 焊接施工记录图表是及时准确掌握工程进度 焊接质量及焊工施工状况的重要记录 应在焊接工程开工前由焊接技术人员根据工程图纸资料按工程项目 部件名称等进行绘制 并统一焊口编号 焊口编号原则是 水冷壁 省煤器 过热器 再热器管排焊口编号按照汽水流向 从炉前到炉后 从炉左到炉右的顺序递增 导气管 下降管 高压给水管道 再热热段蒸汽管道 再热冷段蒸汽管道 主蒸汽管道等焊口编号按照汽水流程 从炉前到炉后 从炉左到炉右的顺序递增 绘制焊接记录图 焊口记录内容包括 1 锅炉受热面管子 锅炉本体范围内汽水连接管道焊接记录图 2 汽机的主蒸汽管道 导汽管 再热汽系统管道 热段 冷段 主给水管道焊接记录图 3 锅炉本体一次门内管道焊接记录图 4 减温水管道焊接记录图 5 给水再循环管道焊接记录图 6 油管道焊接记录图 7 汽机本体一次门内管道焊接记录图 焊接施工交底 焊工施焊之前须经焊接技术人员对其进行技术交底 各分项工程施焊前 由焊接技术人员对焊工进行详细的作业指导书交底 如该分项工程工期超过一个月或调换焊工应重新交底 重大和关键工程项目施焊前必要时可请项目部技术负责人参加 施工负责人 专业公司经理 班组长 必须参加作业指导书交底 对于一个焊接项目 根据焊工资质进行分配具体工作 现场焊接记录 焊接技术员每天清晰 准确 无遗漏地做好每道焊口的记录 跟踪焊接材料的使用情况 掌握工程进度 及时委托焊口预热 焊口热处理 焊口无损检验和合金焊口的光谱复查 对不合格焊口及时分析原因 采取对策 监控工程质量 焊口及时返修复检 做好外观检查验收 绘制填写焊接记录图 将每天的焊口记录以及焊口无损探伤检验结果输入计算机 汇总整理有关焊接记录数据 进行焊口无损探伤检验一次合格率的统计 焊工管理 焊工培训管理 各专业公司的焊工培训统一在公司焊接培训中心进行 各专业公司在工程施工前 制定焊工培训计划 报焊工培训中心进行焊工培训 同时上报工程质量部 以保证工程施工要求 焊工管理 对施工现场焊工的管理专业公司焊工进入施工现场必须正确携带下列工器具 1 焊条保温筒2 手锤3 扁铲或尖铲4 回收焊条头的小桶5 焊把及面罩6 本人钢印7 氩弧焊打底的焊工 带小手电筒 以检查根部焊接质量 焊工当天施工完毕后 清理焊缝及周围的飞溅 焊渣等 自检合格后打上焊工本人的钢印代号 清理现场 回收焊条头 焊接质量检查管理 焊前检查1焊接技术员负责核对母材的规格应与设计和规范相符合 焊工检查应包括内外径大小 管径偏差 坡口清洁程度 错口 弯折程度及对口间隙等 2焊前焊工对对口质量进行100 检查 焊接技术员 班组长 质检员以及质量部门进行抽查 对口质量不符合交底要求的焊口不允许焊接 焊接质量检查管理 焊缝的质量检查1焊工对其焊缝应做100 的外观检查 对外观检查不合格的及时进行返修 处理 并填写焊工自检记录表 交到专业公司质检员 专业公司质检员接到焊工自检记录表后 对焊缝进行外观抽查检查 对外观检查不合格的及时提出整改要求 及时处理 2焊接技术员根据当天焊工焊接情况下达无损探伤检验委托单 及时进行无损探伤检验 监督焊接质量 焊接质量检查管理 焊接分项工程验收 1 焊接质量项目验收时应具备以下条件 1 参与该项工程焊接的焊工应有相应的