钢结构焊接热处理工艺.doc

京隆发电有限公司烟气脱硝改造工程钢结构焊接热处理工艺施工措施批准：审核：编制：南京龙源环保有限公司京隆项目部目 录一、编制依据2二、材料介绍2三、焊接施工流程3四、焊接工艺参数的选择3五、现场焊接顺序：4六、现场技术管理9七、作业的安全要求及措施9内蒙京隆电厂2600MW机组烟气脱硝工程，SCR钢架的主立柱、梁、垂直支撑全部采用H型钢，母材材质为Q345（属低合金结构钢），钢架主立柱采用分段对接方式连成一体，其中H型钢的腹板采用高强螺栓连接，翼缘板之间的连接采用对接焊接方式。一、编制依据1.1火电施工质量检验及评定标准(焊接篇)1996年版。1.2火力发电厂焊接技术规程DL/T869-2004。1.3电力建设安全工作规程（第1部分：火力发电厂）DL5009.12002。1.4火力发电厂焊接热处理技术规程DL/T819-2002。1.5管道焊接超声波检验技术规程DL/T820-2002。1.6焊接材料质量管理规程JB/T3223-1996。1.7京隆电厂脱硝钢架安装相关图纸1.8工程建设标准强制性条文（电力工程部分）2006版。二、材料介绍 1. Q345化学成分如下表（%）： 元素CMnSiPSAlVNbTi含量0.21.0-1.60.550.0350.0350.0150.02-0.150.015-0.060.02-0.22.Q345力学性能如下表（%）： 机械性能指标伸长率（%）试验温度0抗拉强度MPa屈服点MPa数值522J34b（470-650）s（324-259）其中壁厚介于16-35mm时，s325Mpa；壁厚介于 35-50mm时，s295Mpa 3. Q345钢的焊接特点 3.1 碳当量(Ceq)Ceq=0.49%，大于0.45%，可见Q345钢焊接性能不是很好，需要在焊接时制定严格的工艺措施。 3.2 Q345钢在焊接时易出现的问题 3.2.1 热影响区的淬硬倾向 Q345钢在焊接冷却过程中，热影响区容易形成淬火组织-马氏体，使近缝区的硬度提高，塑性下降。结果导致焊后发生裂纹。 3.2.2 冷裂纹敏感性 Q345钢的焊接裂纹主要是冷裂纹。三、焊接施工流程 1、坡口清理准备点固焊前预热焊接施焊自检/专检焊后热处理无损检验（合格）焊接材料的选用 2、由于Q345钢的冷裂纹倾向较大，应选用低氢型的焊接材料，同时考虑到焊接接头应与母材等强的原则，选用E5015 （J507）型电焊条。3、对于要求焊接的部位严格按图纸要求施焊，注意坡口角度、间隙及焊角高度。4、焊接过程应注意层间清理和层间检查,确保无裂纹、气孔、夹渣等缺陷,方可继续施焊。5、焊接过程应注意接头和收弧质量,接头应熔合良好,收弧时弧坑应填满,以防弧坑裂纹。6、焊接工作应一气呵成,更换焊条时应迅速,中途不应无故停顿，注意层间熔化,避免出现夹沟。焊接过程中途因故停止后重新焊接时，必须检查焊缝表面是否有裂纹、气孔、生锈、水迹等，发现问题及时处理。四、焊接工艺参数的选择1.坡口形式：（根据图纸和设备供货） 2.焊接方法：采用手工电弧焊（D）。 3.焊接电流：为了避免焊缝组织粗大，造成冲击韧性下降，必须采用小规范焊接。具体措施为：选用小直径焊条、窄焊道、薄焊层、多层多道的焊接工艺（焊接顺序如图一所示）。焊道的宽度不大于焊条的3倍，焊层厚度不大于5mm。第一层至第三层采用3.2电焊条，焊接电流100-130A；第四层至第六层采用4.0的电焊条，焊接电流120-180A。4.预热温度：由于Q345钢的Ceq0.45%，在焊接前应进行预热，预热温度T0=100-150，层间温度Ti400。 5.焊后热处理参数：为了降低焊接残余应力，减小焊缝中的氢含量，改善焊缝的金属组织和性能，在焊后应对焊缝进行热处理。热处理温度为：600-640，恒温时间为2小时（板厚40mm时），升降温速度为125/h 。 五、现场焊接顺序： 热处理材料配备计划表序号名 称型 号（牌 号）单位数量备 注1热电偶K500支82加热器ZWK-180付703加热器履带式付144硅酸铝针刺毡M2201. 焊前预热 预热方法采用远红外电加热。预热宽度从对口中心线开始，每侧不少于焊件厚度的三倍，升温速度与焊后热处理时的升温速度相同。施焊过程中，层间温度应不低于规定的预热温度的下限，且不高于400。预热应保证足够的恒温时间，保证钢板内外壁温度均匀。钢材焊前预热温度选择见下表：钢材种类预热温度C钢、C-MnC0.35%26mm：1002001) 加热方法：远红外加热器加热。2) 加热宽度：从焊缝中心算起，每侧不小于钢板厚度的3倍，且不小于60mm。3) 保温宽度：从焊缝中心算起，每侧不小于钢板厚度的5倍，以减少温度梯度。4) 升、降温速度：一般按25025除以钢板厚度/h计算，且不大于300/h。降温过程中，温度在300以下可不控制。5) 恒温温度和恒温时间：钢材类型恒温温度（）厚度（mm）12.512.5252537.537.5505070恒温时间（h）C钢、C-MnC0.35%6006501.522.256) 其它要求：a、 热处理过程力求两侧温度均匀，恒温时在加热范围内任意两点间的温差应低于50。b、 热处理的测温必须准确可靠，应采用自动温度记录。测温点应对称布置在焊缝中心两侧，且不少于两点。水平管道的测点应上下对称布置。c、 异种钢热处理温度的选择按两侧钢材及所用焊接材料综合考虑；其加热温度不得超过合金成分低的一侧钢材的下临界点（Ac1）d、 热处理施工结束经自检合格后，按标识的有关规定做好标识记录。钢材的Ac1点见下表：材质下临界点Ac1（）碳钢7257) 热处理施工工艺流程图如下：热处理控制程序8) 热处理异常情况的处理措施预热和热处理必须由微机自动控制其工艺过程，并有自动记录曲线，为保证热处理不受影响，现场配备保温用具。施工前应对热处理人员进行培训，内容应包括设备使用、维护、热处理施工程序、异常情况的处理。必须形成热处理包口到焊缝硬度检查全过程施工记录，保证作为特殊过程的热处理工作的施工过程可追溯。施工前应编制预热或热处理过程中断（断电）的补救措施。9) 风、雨季施工措施制作若干个可移动轻便遮雨挡风棚，在预热和焊接施工过程中要一直罩上遮雨挡风棚，以备防雨或防风。对于雨水打湿的坡口，应除去水分或焊缝表面的浮锈。雨天作业时，要保管好焊条和焊丝，防止雨淋潮湿，影响焊接质量。对于热处理焊口，应在上面遮雨棚罩，防止雨淋。10) 预热、热处理施工管理及资料整理热处理前必须编制专门的施工作业文件。在施工作业文件中应有热处理条件、范围、方法、工艺以及过程的监督措施。焊接技术人员负责在施工开始前完成预热和热处理施工文件的编制、审核及技术交底，并负责热处理工作持证上岗情况的审查和监督工作。预热和热处理施工用材料如：加热器、热电偶、保温材料等在入库前应进行验收，并形成验收记录。重点检查：加热器和热电偶质量能否满足施工要求；额定功率和尺寸与实际是否一致；热电偶测温是否准确、测温范围能否满足施工要求。在接到预热和热处理施工任务后，由施工人员按预热和热处理工艺卡要求进行施工，并按要求填写预热和热处理施工记录；焊接技术人员随时监督和检查预热和热处理工艺的执行情况，发现问题及时纠正。2.焊接 2.1为了防止焊接变形，每个柱接头采用二人对称施焊，每层焊接完毕进行清理打磨，焊工进行检查。每道焊缝应一次性焊完。 2.2两名焊工在焊接时的焊接电流、焊接速度和焊接层数应保持一致。 焊后热处理：焊缝焊接完成后应在12小时内进行热处理。如不能及时进行热处理应采取保温、缓冷措施。在进行热处理时，应采用两根热电偶测温，热电偶点焊在焊口的里外侧。3.Q345钢的焊接温度曲线如下图 4.焊接检验 根据钢结构工程施工及验收规范的要求，焊口采用超声波探伤法进行检验，检验比例为100%。 六、现场技术管理 1.编制详细的焊接施工作业指导书。2.全过程控制焊接工艺是确保质量的核心。 每个柱接头的焊接时，应有专人监控焊接质量，如焊工不按作业指导书施工应立即终止焊接。 3.提高施工人员质量意识是贯彻焊接工艺的关键，在施工前，进行全员交底，讲解焊接工艺特点及严格控制现场焊接工艺的必要性和控制要点。七、作业的安全要求及措施1.施工严格执行安全规程要求。2.接拆电焊机由专人负责，严禁私自进行，焊机二次线不准裸露，以防触电。3.施工过程中，焊接线应布置合理、整齐，防止焊线损伤引起不必要触电。4.进入施工现场必须戴安全帽,劳动防护用品齐全, 不乱扔、乱丢热焊条头，防灼伤烫伤。5.焊工使用的脚手架要牢固可靠，并经检验合格，上下架子应抓牢踩稳,高空作业系好安全带,并系于上方牢固可靠处。6.电焊机二次线与焊机可靠连接,地线与焊件可靠接触,防止松动产生火花.严禁用钢丝绳等作为地线。7.焊工施焊时应穿干燥工作服、绝缘鞋，防电击。8.清理焊缝应戴防护目镜。9.消除作业区域内易燃易爆物,必要时采取隔离措施.要有专人监护.下班时仔细检查是否有火灾隐患,确认无后方可离开。10.焊工所用工具应放在工具袋内,严禁上下抛掷,防止高空坠落以防伤害他人。11.组合架上施工防止坠落，脚下打滑等。12.高空焊接钢梁时,必须有防止火花、焊条头、药皮坠落的措施，施工处应有石棉布防护。 强制性条文火力发电厂焊接技术规程DL/T869-20043.3.1.1钢材材质必须符合设计选用标准的规定，进口钢材必须符合合同规定的技术条件。钢材必须附有材质合格证书。首次使用的钢材应收集焊接性资料和焊接、焊接热处理以及其他热加工方法的指导性工艺资料，按照DL/T868确认焊接工艺。4.2.3焊件经下料和坡口加工后应按照下列要求进行检查，合格后方可组对：a) 淬硬倾向较大的钢材，如经过热加工方法下料或坡口制备，加工后要经表面探伤检验合格。b) 坡口内及边缘20mm内母材无裂纹、重皮、坡口破损及毛刺等缺陷。c) 坡口尺寸符合图纸要求。5.1.1允许进行焊接操作的最低环境温度因钢材不同分别为：A-类为-10；A-、A-、B-类为0；B-、B-为5；C类不作规定。5.3.3严禁在被焊工件表面引燃电弧、试验电流或随意焊接临时支撑物，高合金钢材料表面不得焊接对口用卡具。5.3.15焊接接头有超过标准的缺陷时，可采取挖补方式返修，但同一位置上挖补次数一般不得超过三次，耐热钢不得超过两次，并应遵守下列规定：a) 彻底清除缺陷。b) 补焊时，应制定具体的补焊措施并按照工艺要求实施。c) 需进行热处理的焊接接头，返修后应重做热处理。