锅炉安装焊接.doc

锅炉安装焊接工艺1 焊工培训与考核1.1从事锅炉受压元件焊接工作的焊工，必须按国家质量监督检验检疫总局颁发的特种设备焊接操作人员考核细则进行培训、考试，取得焊工合格证后，方可进行考试合格项目范围的焊接工作。1.2焊工考试的单位必须是省特种设备监检部门备案的具有焊工培训考试资格的单位。1.3培训考试前必须将培训焊工名单、项目、时间等报省特种设备监检部门备案，批准后方可进行培训考试。1.4考试时由省特种设备监检部门人员或其指派人员监考。1.5从事电力工业锅炉安装的焊工还应参加电力行业部门的考试。2 焊接工艺评定2.1焊接工艺评定是锅炉安装企业焊接能力的证明，在给定钢材的前提下，采用合适的焊接材料、焊接方法、焊接工艺能否获得满足预期要求的焊接接头。焊接工艺评定按NB/T47014（JB/T4708）承压设备焊接工艺评定规定进行。2.2在进行锅炉安装的焊接工作前，如若未有合格的焊接工艺评定,则应根据准备安装的锅炉及附属设备所使用的钢材、规格、焊接性能及检验要求， 给合作业特点、人员素质和生产能力编制预焊接工艺作业指导书，经主管领导批准后进行焊接工艺评定。2.3焊接完成后，进行检验、试验评定，合格后，形成焊接工艺评定报告，它是编制锅炉安装工程焊接规程或焊接作业指导书的依据。2.4锅炉安装工程焊接时，每类焊接工艺均是经评定合格的焊接工艺，并每类焊接项目均依据合格的焊接工艺评定编制有相应的焊接工艺规程或作业指导书（工艺卡）。当进行下一个锅炉安装工程时，若工艺评定能覆盖该工程时，可用原焊接工艺评定文件。否则，应重新进行焊接工艺评定。3 焊接设备焊接设备、机具是锅炉安装工作中保证焊接质量的关键项目之一，应选择满足焊接技术、质量要求的类型的焊接设备；焊接设备的布置、接线及安全使用、焊接设备的维护保养及技术参数输出保证应符合施工要求。锅炉焊接要求严格，对受压元件，焊接要求氩弧焊打底，并要求无损检验，在选择设备类型和性能上，一般选择直流电焊机。其它辅助设备，根据工程选定，如焊缝打磨设备、焊枪、氩弧流量计、手工工具等，选型时应考虑使用方便、有效、先进性及性能价格比等。4 焊接材料4.1选用焊条、焊丝牌号，可参照DL/T869-2004并参考原锅炉出厂合格证资料的焊材分项记录。焊接受压元件的焊条应符合GB/T5117、GB/T5118、GB983的规定；焊丝应符合GB14957、GB14958、GB/T8110的规定。 4.2 要对焊接材料运行全过程的控制有效具有可追溯性。从焊接材料的选择、采购、入库检验、标识、贮存、烘干、发放、回收等均有明确的具体的管理制度、岗位责任制，并有记录。4.3 施工现场配备专用焊材二级库，专人保管，按相关要求布置仓库。4.4施工现场有焊条烘干设备，并按要求进行烘烤、发放、回收，并有记录。仓库内焊接材料离墙、离地距离大于300mm，有温湿度计，并有除湿装置，每天有记录。烘干设备上温度计、电流、电压表均在有效校验期内。4.5 焊材应取自焊材一级库的验收合格品，具有出厂质量证明书。4.6 各种焊接用气体，采用瓶装供应，纯度要符合工业气体标准。4.7 按焊条制造厂出厂时批号，每批电焊条中抽验一套试样，试样必须从代表批号的焊条中均匀抽取。4.8 尺寸及药皮外观检查，每批不少于100根，偏心度检查每批不少于20根。4.8.1 焊条药皮强度检验方法，将水平位置的焊条自由落到厚度14mm，水平放置的光滑平整的钢板上。焊条直径4mm的自由落下的高度为一公尺；焊条直径4mm的为半公尺，以药皮不脱落为合格。4.8.2 焊条药皮耐潮性检验方法：(1) 将焊条浸在1525水中4小时后观察，药皮不应有胀开和剥落现象。(2) 将拆包后焊条放露在相对湿度8090%环境中，吸潮48小时，再按焊条说明书，推荐的烘干规范烘干后，药皮不应开裂，焊条工艺性能符合相应的焊条标准要求。4.8.3 焊条偏心度的检验方法：受检的每根焊条测定点两处，两处的相应距离在100mm以上，但距焊条端头25mm以上。4.9 化学分析及机械性能项目与标准见下表：表4.9 焊条理化性能检验标准检验 项目焊条直径 (mm)取样数量(个)试验方法合格标准化学 分析2.51GB223.17GB223.824按标准要求2.51抗拉2.53GB26522.53冲击2.5GB2292.53冷弯2.53GB2322.53GB2325 焊接参数的控制5.1 电流、电压、极性、焊条直径及气体流量等，均取自合格的焊接工艺评定；现场模拟焊接及实际施工，亦应按其执行。5.2 现场施工时，焊接电缆若引出过长，还需采用电流钳表检测核对，调整焊机出口处的电流表读数，以防衰减过大。5.3 现场全位置焊接，应注意联系专人随时调整电流。5.4 气体流量计，电流、电压表及其他检测量具，应具备在有效期内的检测合格证明。5.5 焊接设备应配置经检验合格的电流，电压表、气体流量计等以确保焊接参数的正确量取，否则禁止从事受压元件的焊接工作。6 施焊作业前的准备工作6.1 总则6.1.1 锅炉安装焊接工作是一个主要工序，直接关系到产品质量，关系到锅炉的安全运行。在施工前和施工中，必须严格遵守有关规程的规定，并有焊接技术人员监管和合格焊工施焊。6.1.2 现场组装锅炉远离公司基地，人员的调度应注意焊接管理、机具的配备、焊接质量的检查等工作。6.1.3 工作压力不高于2.45MPa的现场组装锅炉的焊接作业，现行按GB50231 、GB50236、GB50273和蒸汽锅炉安全技术监察规程有关规定执行；大于上列参数者，按电力建设施工及验收技术规范各专业篇中之DL/T869-2004 “火力发电厂焊接技术规程”、DL/T5047“锅炉机组篇”及DL/T5031“管道篇”有关规定执行。6.1.4 锅炉施工方案应包括有结合实际的焊接程序，焊接工艺卡，焊接管理措施等内容。经审批的方案必须严格执行。在施工中，如需修改某些内容，必须会同有关技术人员共同研究，并报方案审批部门备案和批准。从焊接质量角度出发，其它工序应多考虑焊接施工，给予有利的配合。例如工序交错，焊接位置合理安排，组对配合，检验配合等。6.1.5 焊接施工工艺卡的制定，应由焊接技术人员依据该锅炉安装施工的实际要求，选用经评定合格的“焊接工艺评定报告书”。但遇特殊情况，例如，超越原工艺评定材料类别的代材或改变焊接方法或焊接程序等，需按实重新进行焊接工艺评定或重新选用其它合适的焊接工艺评定报告书，编制现场焊接施工工艺卡。6.1.6 现场模拟焊与正式焊工艺要求相同，要做焊接记录和检验报告，并经检验合格后，才能正式施工。参与该岗位的每名焊工，均需具备现场模拟试焊合格记录，并附在交工验收资料内。6.2 焊前准备6.2.1 对于锅炉管道焊接而言，焊前准备实际上是指坡口准备（坡口加工，坡口清理，坡口组对），以及焊口位置和开孔要求等。至于钢架和结构件的焊接，则参照施工图的要求和本锅炉安装所使用的规范。 6.2.2 锅炉管子的供应如未开设坡口者，开割坡口应在管子放样校核工序后进行。 6.2.3 锅炉管子焊接，基本为“V”型对接坡口以及极个别的骑座接头（三通管口）。现场开割坡口采用砂轮磨削，大于DN150者，可采用气割，并用砂轮倒角3035。坡口钝边按工艺卡执行，在规程内推荐的只是数值范围，但需按工艺卡的实际数值磨削，注意钝边的厚薄会严重影响焊缝度和内凹。 6.2.4 磨削坡口与坡口清理同时进行，管内壁清理，用半园锉和砂布。 6.2.5 经加工和清理后的坡口，应妥为封存候用，如时间相隔过久，仍需用砂布再清理。6.2.6 在磨削倒角坡口的前和后，需用角尺检查管端的偏斜度，不应大于管径1%。在组对接头时，仍需再作间隙的复查，以修正偏斜度。6.2.7 集箱接管口的对接，大多数为弯头管对接，尤应复检其偏斜度及椭圆度是否符合组对要求。6.2.8 管子对接需用模具或专用夹具进行组对，并用短平尺检查外壁是否已齐平，局部错口不应超过壁厚的10%，且不大于1mm，其错口应避免用强制组对，管子折口偏差与管口偏斜度及错口等三项结合一起检查核对，折口偏差在Dg100时，为1mm，Dg100时，为2mm（以焊口为中心，量度200mm处的管壁偏斜值）。6.2.9 组对间隙按工艺卡要求，取其等于焊丝或焊条芯直径尺寸，如遇局部间隙过大，应设法修磨，严禁填塞焊丝。 6.2.10 大小管骑座连接时，大管尽可能钻孔，小管坡口要反复核对，修磨至合适，大管开孔若采用气割，要谨防割损对侧管壁，并用锉刀修整开孔孔壁至园滑，插入式管座或管板亦应按上述要求。6.2.11 不论在预制组对或安装组对，除管口夹具以外，还应设置合适的临时夹持或支承卡具，以防当管口夹具拆除以后而产生组对变异。6.3 焊接外部环境的要求6.3.1 下雨、下雪天、风速手工焊10m/s，氩弧焊2m/s时，应采取措施方可进行焊接；6.3.2 湿度90不能施焊；6.3.3 由材料及焊接工艺决定的环境温度。6.4 焊接预热温度焊接预热温度应符合设计文件规定，如设计未做明确规定时，可根据表6.4.6 推荐的焊前预热温度进行选择，并应遵守以下规定：6.4.1 壁厚6mm 的合金钢管、管件（如弯头、三通等）和大厚度板件在焊件温度低于0的情况下焊接时，预热温度应按表2 的规定值提高2050。6.4.2 碳素钢管在焊件温度低于0的情况下焊接时亦应适当预热。6.4.3 异种钢焊接时，预热温度应按焊接性能较差或合金成分较高的一侧选择。6.4.4 接管座与主管焊接时，应以主管选择预热温度。6.4.5 非承压件与承压件焊接时，预热温度应按承压件选择。6.4.6 施焊过程中，层间温度应不低于规定的预热温度的下限，且不应高于400。表6.4.6 焊前预热温度 钢种(钢号)管材板材壁厚(mm)预热温度()壁厚(mm)预热温度()含碳量0.35%碳素钢及其铸件2610020034100150CMn（16Mn）1515020030MnV（15MnV）281/2Cr1/2Mo（12CrMo）151502501Cr1/2Mo（15CrMo、ZG20CrMo） 101502001 1/2Mn1/2MoV（14MnMoV、18MnMoNb）1Cr1/2MoV（12Cr1MoV、ZG20CrMo）2003001 1/2Cr1MoV（15Cr1Mo1V、ZG15Cr1Mo1V）62503502Cr1/2MoVW（12Cr2MoWV）1 3/4Cr1/2MoV2 1/4Cr1Mo（12Cr2Mo）3Cr1MoVTi（12Cr2MoVSiTiB）9Cr1Mo30040012Cr1MoV注：当采用钨极氩弧焊打底时，可按下限温度降低50。当管子外径219mm 或壁厚20mm 时，应采用电加热法预热。7管子的对口焊接7.1 锅炉受热面管子焊接锅炉受热面管子的焊接是指水冷壁、对流管束、过热器、省煤器与集箱锅筒或其接管座的焊接，管子中间接口的焊接。锅炉受热面管子焊接的特点是：管径小、管壁薄、管排密集、间距小，施焊场地狭窄、焊口数量多（约占锅炉焊口数的6070），焊接位置多变（水平固定、垂直固定、斜固定），焊接难度大，要求高，是锅炉安装质量的关键。焊接顺序的要求如下：（1）水冷壁和对流管束管子，一端为焊接，另一端为胀接时，应先焊后胀。并且管子上全部附件应在水压试验之前焊接完毕。如果管子一端与集箱管座对口焊接，另一端插入锅筒内焊接，一般应先焊集箱对接焊口，后焊锅筒焊缝。如果管子与两箱集箱管座对口焊接时，一般应由一端焊口依次焊完，再焊另一端口。（2）水冷壁和对流管束排管组装焊接时，应先焊两个边缘的基准管，以保证管排的尺寸，尽量由中间向两侧焊接或者采用间跳、对称焊，对于对口间隙较小的焊口应先施焊。（3）省煤器、过热器排管的焊接，应尽量由集箱的一端向另一端焊接，或者由中间向两侧一排排逐一焊接，以减少焊接变形。省煤器、过热管排的焊接次序：应先焊上部，再焊中部，最后焊下部焊口。（4）有机热载体炉受热面管对接焊缝应采用气体保护焊接。7.2 锅炉本体管路的焊接本体管路主要指给水管、下降管、事故放水、再循环、主汽管、疏水及排污等管路。这部分管路、管子规格较多，经常用的规格是32219mm，最大管径有的可达325 mm。其材质多是10、20号低碳钢。焊接特点是，管子规格多，管壁薄厚不一，焊接应根据不同规格和壁厚选用焊条。多数管子都是单根对接，焊接场所较宽敞，而且材质多为低碳钢，可焊性良好，焊接时一般不采取特殊的工艺。 7.3 管束与锅筒的焊接管束与锅筒的联接形式，主要是插接式，其焊缝均为角焊缝，采用电弧焊工艺焊接，比对口操作方便，但焊接应采取防止变形的措施。管束与锅筒联接，大部分锅炉是采用胀接。部分锅炉采用焊接或由胀接改为焊接。管子与锅筒的焊接，在锅筒内进行施焊，其焊接顺序如下（1）所有的接口均应先点焊，每道焊口应点焊两点，点焊长度应为1020 mm。（2）焊接时，先轴向，后周向，由中心向两侧进行焊接如图51所示。（3）施焊时，按跳焊法进行，可每隔两道焊口焊一遍，交错进行直至焊完。以减少应力的产生，防止锅筒变形。（4）所有接口均应按顺序先焊一层，然后再依次焊第二层，直至焊接结束。7.4 管束与集箱的焊接 管子与集箱联接的接口形式，常用的有直插式、骑座式和直插凹台式。管子与集箱焊接顺序如下（1）单排管子集箱的焊接一般以组装边管作为基准管，然后依次将其他管组装，多采取组装一道点焊一道，点焊要求与锅筒管子相同。焊接时，采用跳焊法进行，即每隔两道焊缝焊一道，直至交错焊完。所有焊口应先焊一层，然后再依次焊接第二层直至焊完。其目的使焊接应力分散，减少集箱的变形。（2）多排管子集箱的焊接常见的有双排管和三排管，组焊时一排一排依次焊接。组焊要求与单排管相同。管束与集箱联接的结构形式不一样，因此，组焊顺序应视结构情况而定。8 焊接变形的矫正与防止措施8.1焊接变形的原因焊接对焊件进行局部的、不均匀加热是产生变形的主要原因。构件焊接后，焊缝的熔合金属和热影响区受热金属，在冷却过程中体积要发生收缩，收缩沿纵横两方向进行造成焊接结构的各种变形。8.2焊接变形的种类8.2.1收缩变形钢板焊后，沿焊缝长度和宽度方向收缩造成的。8.2.2角变形当焊缝的截面形状上下不对称时，焊后使焊缝横向收缩，上下不均匀引起角变形。8.2.3弯曲变形焊缝的位置在焊件上布置不对称时产生的变形。8.2.4波浪变形多产生的薄板焊接结构中。由于焊缝纵向收缩时薄板边缘造成的压应力引起，另外由于焊缝横向收缩引起角变形。上述原因共同作用引起波浪变形。8.2.5扭曲变形造成扭曲变形的原因较多，如装配质量不佳、工件放置不当、焊接顺序和方向不合理等都可能引起扭曲变形。8.3施工中防止焊接变形的措施8.3.1预留收缩量法焊缝焊后产生纵向和横向缩短，可通过对焊缝收缩量的估算，在材料下料时，预先留出收缩余量进行控制。8.3.2反变形法为抵消焊后变形，在焊前装配时，将焊件与变形相反的方向，进行人为的预先变形。8.3.3利用装配和焊接顺序控制变形对于锅筒、集箱接插管的焊接，为防止集箱焊后变形，装配和焊接应采取措施，在前面已经阐述。8.3.4刚性固定法刚性固定就是对焊件在焊接之前增大刚性，减少焊后变形。用简单的夹具和支撑及专门的胎具等来完成。8.3.5双人对称焊法锅炉钢架梁，多采用双人对称焊，对控制变形较有效。对大直径厚壁管环焊缝亦采用双人对称焊。8.3.6散热法散热法双称强迫冷却法，目的是把焊缝处的热量迅速散开，使焊缝附近金属受热面积大大减少，从而达到减少焊接变形的目的。8.3.7锤击焊缝法用锤锤击焊缝金属，能促使金属塑性变形，减少焊接应力和焊接变形。8.4焊接变形的矫正如果构件出现了超出技术规范所规定的允许变形量，就必须给予矫正，使之符合标准要求。矫正焊接变形的方法主要有机械矫正和火焰矫正两种。8.4.1机械矫正法机械矫正法，就是利用机械力的作用来矫正变形，利用机械方法矫正弯曲变形。薄板产生波浪变形，采用沿焊缝锻打法或者辗压进行矫正，可使焊缝得到延伸，恢复原来长度，达到清除波浪变形的目的。机械矫正法，适用于塑性较高的材料。8.4.2火焰矫正法利用火焰矫正的关键是火焰加热的位置和火焰热量，不同的加热位置可以矫正不同方向的变形，不同的加热量，可以获得不同的矫正变形能力。一般情况下，加热量越大，矫正能力越强。为了防止金属过热，对低碳钢和普通合金钢结构加热温度一般不超过600800。9 焊后热处理9.1 焊接接头的热处理，应执行热处理工艺的要求。9.2 下列焊接接头焊后应进行热处理。9.2.1 壁厚30mm 的碳素钢管子与管件。9.2.2 耐热钢管子与管件（第7.3 条规定的内容除外）。9.2.3 经焊接工艺评定需做热处理的焊件。9.3 凡采用氩弧焊或低氢型焊条，焊前预热和焊后适当缓冷的下列部件可免作焊后热处理。10 焊缝的质量保证10.1 焊后检查10.