企业培训_焊接基本常识与焊接质量通病

1 焊接基本常识与焊接质量通病 2 2015年4月6日腾龙芳烃PX装置检修开车过程中 因液击导致DN200 材质A106 B 二甲苯塔底油管道一处焊口发生断裂 泄漏的油品迅速汽化被鼓风机吸入加热炉炉膛 引起加热炉爆炸 进而引起附近储罐连锁爆燃 该事故造成腾龙芳烃全厂至今未恢复生产 案例一 3 断裂 DN200 焊口模拟情况 设计要求采用氩弧焊打底 焊工违规使用电弧焊打底 导致壁厚的1 3未焊透 焊道背面未焊透 且存在夹渣 缺陷3mm 10mm母材有3mm未焊透 焊缝剖面图 4 案例二 1979年12月18日 吉林市煤气公司液化气站一台400m 液化石油气球罐焊缝破裂 石油液化气喷出 遇明火发生燃烧 引起球罐连锁爆炸 5 夹渣 飞溅 电弧擦伤 表面气孔 12月份风力平均5级现场无法采取有效的防风措施 案例三 2015年12月附近某石化工业园球罐焊接质量缺陷实例图片 6 焊缝的每一个缺陷 都是潜在的安全隐患 在石化工程建设中 参建员工必须了解焊接常识 掌握焊接质量通病 严格执行焊接管理规定 把好工程建设的最后一道质量关 降低投产后的安全生产风险 7 焊接质量培训的目标 生产车间 恒力工程质量监督检查站 车间主任 生产 恒力旁站人员 焊接工程师 焊接技术员 恒力检验员 恒力焊工兼任 1 了解焊接常识 掌握质量通病 2 有发现基本焊接问题的能力 3 提高焊接管理重要性的认知 1 了解焊接常识 掌握质量通病 2 有发现常规焊接问题的能力 3 提高焊接质量管理的责任心 1 熟练掌握焊接理论知识 2 具备解决焊接问题的能力 1 掌握焊接理论知识 2 具备焊接质量检验能力 8 焊接质量通病 1 焊接基本常识 2 3 焊接缺陷与控制 目录 9 第一部分焊接基本常识 1 焊接的定义2 焊接的分类3 焊接方法4 焊接相关概念5 焊接材料 6 焊接工艺7 焊接识图8 管板焊接概念9 无损检测10 材料篇 10 1 焊接的定义 2 焊接的分类 按焊接分类 压力焊 钎焊 熔化焊 定义 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方法 11 3 现场施工常用的焊接方法 现场施工常用的焊接方法 焊条电弧焊 钨极氩弧焊 二氧化碳气体保护焊 埋弧焊 气电立焊 12 定义 焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的方法 3 1焊条电弧焊 缺点 对焊工技术要求高 工作效率低 不适用特殊金属 优点 设备简单 适用各种位置焊接 容易操作 适用范围 现场应用最为广泛的一种焊接方法 主要用于管道填充盖面 钢结构 储罐等焊接 13 3 2钨极氩弧焊 定义 钨极氩弧焊是指以钨或钨合金作为电极 用氩气作为保护气体的焊接方法 缺点 生产效率低 氩气损耗大 优点 焊接质量好 电弧稳定 适用范围 多用于焊接不锈钢 镍基合金 如C276 625等 钛等有色金属 用于管道的打底焊接 以保证焊缝根部质量 14 定义 电极熔化 伴有气体保护 现场焊接方法 二氧化碳气体保护焊 3 3熔化极气体保护焊 缺点 飞溅大 抗风能力差 设备结构复杂 优点 生产效率高 适用范围广 易于自动化 适用范围 适用海水管线 储罐中幅板打底及钢结构的焊接 现场压力管道焊接严禁使用二氧化碳气体保护焊 15 3 4埋弧自动焊 定义 电弧在焊剂下燃烧的焊接方法叫埋弧焊 缺点 有位置限制 不能随时观察 热输入高 不适合薄板 优点 效率高 焊接质量好 工作条件好 适用范围 适用大型储罐中幅板 环向焊缝的焊接 16 3 5气电立焊 定义 普通熔化极气体保护焊和电渣焊结合形成的熔化极气体保护焊 适用范围 适用大型储罐纵缝的焊接 图例 A1 A2 A3焊缝 B1 B2 A1 A2 A3 A1 A2 A3为储罐纵向焊缝B1 B2为储罐环向焊缝 说明 17 4 焊接相关概念 4 1焊接接头4 2焊缝余高4 3焊接坡口4 4焊接位置4 5焊道4 6焊接线能量 4 7道间温度4 8焊接残余应力4 9焊接变形4 10碳弧气刨4 11管道焊接 18 焊缝热影响区的范围通常为 板厚的30 一般小于10mm 部分相变区 1 2mm正火区 2 4mm过热区 2 3mm熔合区 熔合线 0 5 1mm 焊缝 熔合区 熔合线 正火区 过热区 部分相变区 热影响区 定义 用焊接方法连接的接头称为焊接接头 焊接接头包括 焊缝 熔合区 熔合线 和热影响区 熔合区 熔合线 和过热区是焊接接头中机械性能的薄弱部位 影响焊接接头的质量 低碳钢焊接接头组织分布 4 1焊接接头 19 焊接接头的分类 A 纵缝B 环向焊缝C 筒体 接管与法兰形成的角焊缝D 接管与筒体角焊缝E 非受压元件与受压元件连接的焊接接头 A类缝还包括 1 球型封头与圆筒连接的环向焊缝 2 球型封头上的拼接焊缝 说明 4 1焊接接头 20 E类缝 A类缝 D类缝 C类缝 掌握焊接接头分类的意义 根据焊缝受力形式和大小分为A D类 其中A类受力最大 B类次之 C类较小 D类存在较高的应力集中 不同种类焊缝对于焊接质量要求是不同的 对于重点部位应重点控制 4 1焊接接头 翻边法兰A类缝 B类缝 21 适用位置 对接 承压较高的部位如压力容器 压力管道及储罐的A B缝 搭接 储罐中幅板及蒙皮板的焊接 T接 储罐壁板与底板的焊接 角接 钢结构及设备附件的焊接 焊接接头主要形式 4 1焊接接头 22 管道对接 支管台与管道对接 焊接接头实例 一 要求严格 质量高 重点关注 容易漏 管道对接 属B类缝 受力等级高 支管承台与主管道焊接 根部不易焊透 4 1焊接接头 23 建议将承插平焊法兰改为带颈对焊法兰 杜绝间隙腐蚀及漏焊现象 X表示角焊缝尺寸为直管名义厚度和6mm之间的最小值Xmin表示最小尺寸为直管名义厚度1 4倍与法兰颈部厚度两者的最小值 说明 焊接接头实例 二 注意 平焊法兰内壁漏焊 给水管线闸阀平焊法兰 4 1焊接接头 24 所有承插焊焊接接头无论采用哪种焊接方法 必须保证至少焊接两遍 1 承口与插口的轴向间隙为2mm2 焊角高度大于1 4倍的管壁厚度 说明 焊接接头实例 二 注意 蒸汽管线截止阀承插焊接处 4 1焊接接头 承插焊法兰与管道的焊接 25 焊接接头实例 三 储罐中幅板对接形式 8mm以上适用对接方式 储罐中幅板搭接形式 8mm及8mm以下适用搭接方式 三层薄板搭接形式 1 2 3 4 1焊接接头 弓形边缘板 中副板 26 标准规定 壁厚 6mm的对接接头 焊缝余高为0 1 5mm 壁厚 6mm的对接接头 焊缝余高为0 3mm 具体按设计要求执行 压力管道管 管道内部余高不得大于2mm 其余管道内部余高一般不大于3mm 余高优点 保温缓冷 细化晶粒 余高缺点 局部应力集中 说明 4 2焊缝余高 注意 定义 是指焊缝表面两焊趾连线以上的金属高度 焊缝外部余高 焊缝外部余高 27 焊缝余高的存在 使焊缝与母材的截面积不同 易在上图标注位置产生应力集中 实验表明 将焊缝余高打磨至与母材平齐 应力集中明显降低 焊接应力集中处 4 2焊缝余高 应力集中处 28 坡口选择原则 保证焊件易焊透 坡口形状易加工 节约金属材料 减少焊接变形 4 3焊接坡口 定义 根据设计或焊接工艺要求 在焊件的待焊部位加工成一定几何形状的沟槽 坡口三要素 1 坡口角度2 钝边厚度3 根部间隙 29 开坡口的目的 保证焊缝根部焊透 便于清渣 调节焊缝金属中母材和填充金属的比例 获得良好的焊缝成形 要求 焊接区及两侧20mm范围内 必须清除铁锈 氧化皮 油污等影响焊接质量的脏物 12MnNiVR 07MnNiMoDR坡口进行着色检测 采用手工切割坡口必须将割痕磨掉 表面打磨平整 范围20mm 打磨干净 内壁打磨 清除打磨飞溅 未打磨切割区域 已打磨区域 4 3焊接坡口 30 坡口的基本形式 a I型坡口 b V型坡口 c X型坡口 d U型坡口 4 3焊接坡口 31 坡口间隙 坡口钝边 坡口角度 坡口角度 坡口钝边 坡口间隙 焊接坡口实例图 U型坡口 V型坡口 4 3焊接坡口 注意 炼化管道主要以V型及U型为主 壁厚20mm以下适用V型 20mm以上适用U型 32 焊接坡口组对实例图 4 3焊接坡口 2 3mm 2 5 3 5mm 焊接顺序 药皮 焊芯 焊条直径 注意 管道焊接由下向上焊接 组对的坡口间隙应由下向上逐渐变宽 焊接时焊缝产生收缩变型 如果组对间隙上下一致 焊至上部间隙很小 易造成未焊透现象 不锈钢管道组对间隙要比碳钢大 33 定位焊质量要求 定位焊 为装配和固定焊件接头位置而进行的焊接 定位焊应符合下列规定 定位焊焊缝应由合格焊工施焊 定位焊焊接应采用与正式焊接相同的焊接工艺 定位焊焊缝长度 厚度和间距的确定 应保证定位焊焊缝在正式焊接过程中不开裂 4 3焊接坡口 管道定位焊尺寸 推荐 定位焊 焊接时 点焊位置开裂 开裂处 34 焊接定位焊质量要求 在焊接前 应对定位焊焊点进行检查 发现裂纹等缺欠应及时清除 方可施焊 注意 定位焊熔合线开裂 裂纹已清除 4 3焊接坡口 35 坡口定位焊质量要求 注意 4 3焊接坡口 施焊前定位焊经检查无缺陷 盖面前应将定位焊道两端打磨成斜坡过渡 保证盖面时焊透 打磨工具 斜坡过渡 36 碳钢及低合金钢坡口加工可采用机械方法或火焰切割方法 高强钢及镍基合金坡口加工宜采用机械加工方法 不锈钢坡口加工应采用机械加工或等离子切割方法 不锈钢复合板的切割和坡口加工宜采用机械加工方法或等离子切割方法 不锈钢或不锈钢复合钢板采用等离子切割时内壁涂刷白垩粉 机械加工 氧乙炔焰加工 等离子加工 4 3焊接坡口 坡口加工应符合下列原则 37 注意 不锈钢复合板管道切割原则 1 宜采用机械切割 2 严禁采用氧乙炔焰切割 不锈钢复层敏化 3 等离子切割必须以复层为切割面 防渗碳及飞溅 4 厚度12mm以下的复合板宜采用切割片切割 4 3焊接坡口 38 有平焊 立焊 横焊 和仰焊等形式 4 4焊接位置 注意 钢板向下立焊与管子向下焊石化装置不采用 39 4 4焊接位置 注意 1 石化装置管道及板材焊接必须是由底部向上焊接 2 石化装置所有管道及板材向下焊均不得采用 原因 1 焊缝金属流动性太强 会造成焊缝根部未焊透及未熔合 2 焊缝熔渣不易控制 造成焊缝夹渣 管道及板材向下立焊 管道及板材向上立焊 40 单道焊 指熔敷一条焊道完成整条焊缝的焊接 多道焊 由两条以上焊道完成一层焊缝的焊接 多层焊 熔敷两个以上焊层完成整条焊缝的焊接 4 5焊道 注解 1 2 1号图焊缝由13条单道焊组成而2号图由6条单道焊组成 1号图焊缝由7层焊组成整条焊道 而2号图有6层焊组成整条焊道 1层 2层 3层 4层 5层 6层 7层 1层 2层 3层 4层 5层 6层 41 厚板焊道 30mm宽一道焊接成型 多道焊接 说明 1号焊道一次焊接 20 30mm 宽 错误 造成热影响区扩大 易导致热影响区晶粒粗大 2号焊道方法正确 应采用多层多道焊 1 2 4 5焊道 42 单道宽度小于焊条直径3倍 且不大于10mm 坡口宽20 30mm 降低热输入 防止过热 产生粗晶现象 避免焊缝过宽 造成焊缝中心裂纹 焊条电弧焊要求控制在焊条直径3倍且 10mm 药芯焊丝焊接 单道焊缝宽度不能超过17mm 埋弧焊不能超过25mm 执行标准不同 要求不同 单道焊缝厚度 6mm 打底焊 4mm 单道焊缝宽度要求 单道焊缝宽度及厚度要求 控制单道焊缝宽度的作用 药皮 焊芯 焊条直径 4 5焊道 43 线能量过高 引起奥氏体不锈钢热裂纹 导致焊接背面氧化 线能量过低 导致未熔合 定义 熔焊时 由焊接热源输入给单位长度焊缝上的热量 线能量的计算公式 Q IU V 4 6焊接线能量 注意 整条焊缝电流过大 颜色发黑 第二道焊缝焊接电流过大 底层焊缝发亮 极易造成烧穿氧化 正确颜色 暗红 坡口两侧未发生颜色变化 44 道间温度过高 是奥氏体不锈钢焊接时产生裂纹的最主要原因 道间温度过低 铬钼钢会产生淬硬组织 定义 多道焊缝及相邻母材在施焊下一道之前的瞬时温度 4 7道间温度 不锈钢 铬钼钢 奥氏体不锈钢 钛 镍及镍基合金道间温度测量点为焊道中心 不锈钢 钛道间温度控制在100 以下 镍及镍合金道间温度控制在65 以下 铬钼钢道间温度测量一般正对着焊工的工作面 距坡口边缘4倍的板厚 且不超过50mm的距离处测量 为保证焊缝温度不低于预热温度 说明 说明 45 定义 焊接后残留在焊件内的焊接应力叫做焊接残余应力 焊接残余应力是导致裂纹的重要因素之一 4 8焊接残余应力 注意 炼化现场常见减少残余应力的焊接措施 选择合理焊接顺序 先短缝后长缝 适用储罐底板焊接 焊缝交错 十字缝 选择合理焊接顺序 先纵缝后环向焊缝 适用球罐焊接 1 1 2 2 3 3 46 47 消除残余应力的方法热处理 温度越高 保温时间越长 消除残余应力的效果就越好 如退火 锤击 采用圆头小锤锤击焊缝及近缝区使焊接残余应力降低 振动 使焊接结构发生共振所产生的循环应力来降低内应力 预载法 压力容器 压力管道的水压试验 焊道两侧局部加热200摄氏度等 4 8焊接残余应力 48 1 大型换热器管板焊接不得集中在一块焊接 避免集中热输入 造成应力集中 2 焊接时应首先从管板中心开始焊接 逐渐向两边开始扩散 3 选择合理焊接顺序 减少残余应力给设备质量带来的伤害 监造说明 4 8焊接残余应力 49 案例 自制磨盘堆焊裂纹 解析 现场实际焊接循序1 5 由于周围刚性固定 焊接时造成很大残余应力 致使焊缝开裂 1 2 4 5 7 6 4 8焊接残余应力 正确焊接顺序示意图 50 4 9焊接变形 定义 在焊接过程中及焊后 焊件所产生的变形 a收缩变形b角变形c弯曲变形d扭曲变形e波浪变形 51 刚性固定试件 反变形 4 9焊接变形 防止焊接变形措施 反变形法 刚性固定 敲击法 选择合理的焊接方法 焊接顺序等焊接工艺措施 52 碳弧气刨是指使用石墨棒或碳棒与工件间产生的电弧将金属熔化 并用压缩空气将其吹掉 实现在金属表面上加工沟槽的方法 4 10碳弧气刨 碳弧气刨在施工中常用于焊缝背面的清根及焊缝的返修 说明 53 未清除黄色部分为焊缝夹渣 厚板坡口碳弧气刨标准颜色 清根后焊道标准颜色 银白色 氧化渣必须清除 夹碳 碳弧气刨清根情况 粘渣 54 注意 碳弧气刨清根情况 根据板的厚度 来决定气刨的遍数 深度清理 仔细刨除夹在焊缝中间的焊渣 气孔 刨到焊缝成银白色 碳弧气刨后焊缝表面必须清理干净 不得有氧化渣 夹碳等缺陷 焊缝及热影响区必须露出金属光泽 4 10碳弧气刨 缺陷不清除不得施焊 焊道内壁打磨完成 具备焊接条件 55 碳弧气刨缺陷产生的原因及整改措施 4 10碳弧气刨 56 知识点 管道打底焊必须采用钨极氩弧焊而不得采用焊条电弧焊 氩弧焊熔透性比焊条电弧焊好 焊缝表面圆滑整齐成型好 不存在电弧焊容易产生的未焊透及表面凹陷 氩弧焊打底管道内壁基本无夹渣及飞溅 而焊条电弧焊打底焊渣及飞溅无法清除 焊渣及飞溅物投用后易脱落 集聚至阀门凹槽处易造成阀门密封面磨损 氩弧焊为连续焊 熔池采用氩气保护 焊接质量好 焊条电弧焊打底焊为断续焊且由于空间狭小难以清渣 易产生气孔和夹渣 氩弧打底成型良好 管道内壁焊条电弧焊打底 57 定义 氩电联焊是采用氩弧焊打底 再采用焊条电弧焊盖面的焊接方法 优点 氩弧焊焊缝质量高 但氩弧焊存在焊接效率低 因此采用氩弧焊打底 焊条电弧焊盖面的方式优化焊接工艺 相互弥补两种焊接方法的缺点 此焊接工艺在石化工程中应用较广泛 知识点 什么是氩电联焊工艺 氩弧焊 焊条电弧焊 58 知识点 1 不锈钢管道焊接 如TP304L TP316L TP321 TP347等 2 钛管焊接 3 镍及镍合金管道焊接 如C276 IIncoloy825等 4 铬钼钢系列焊接 如P5 P9 P91等 5 双相钢焊接 如2205 2507 97 5 Ar 2 5 N2 氩气属惰性气体 性质稳定 采用氩弧焊焊接时当母材合金总量 5 wt 或Cr含量大于3 wt 时 为防止焊件根部氧化 通常在管道内部充入氩气进行保护 炼化装置哪些管道氩弧焊时内壁需要充氩气保护 59 10 休息 分钟 60 5 1焊条酸性焊条 药皮中含有多量酸性氧化物的焊条 如 J422 E4303 J502 E5003 特点 酸性 TiO2 SiO2等 较多 抗裂性能差碱性焊条 药皮中含有多量碱性氧化物同时含有氟化物的焊条 如 J427 E4315 J507 E5015 特点 碱性氧化物 如CaO Na2O等 较多 氟化物有脱氢作业 焊接材料包括焊条 焊丝 焊剂及焊接保护气体等 焊条使用前必须按包装要求烘干 烘干后放在100 150 的保温箱内 随用随取 压力容器 压力管道等承压部位焊接应使用碱性焊条 详见焊接工艺卡要求 5 焊接材料 焊条 焊剂 焊丝 焊条烘箱 注意 61 5 2焊接保护气体 纯氩99 99 纯氩适用于碳钢 低合金钢 奥氏体不锈钢 高纯氩99 999 高纯氩适用镍及镍合金 钛 锆焊接 CO2 焊接用CO2气体的纯度不应低于99 5 其含水量不超过50ppm 氩氮混合气体 97 5 的氩气 2 5 的氮气 适用双相钢焊接 纯度检测 排除焊接气路漏气 焊枪损坏等原因对纯度的影响 试焊 观察焊道有无气孔 用气相色谱检测分析纯度 抽检 62 管道内部充氩示意图 5 2焊接保护气体 氧气测定仪 63 PTA 1仪表法兰组对时被强行拉裂 钛合金焊接时 氩气纯度不够或充氩不到位导致的焊缝及母材氧化 案例 母材内侧氧化发灰 5 2焊接保护气体 64 1 钛材焊接时250 开始吸氢 从400 开始吸氧 从600 开始吸氮 2 钛材吸收氢 氧 氮等杂质后焊接接头塑性及韧性急剧下降 3 焊缝及热影响区200 以上区域必须全部予以氩气保护 5 2焊接保护气体 注意 钛材焊接保护 钛材热影响区发蓝 发紫区域 钛材内部热影响区发灰区域 钛材热影响区氩气保护拖罩 保护拖罩进气管 65 旁站人员关注重点 焊接材料 坡口间隙 焊接方法及坡口清理情况 6 焊接工艺 6 1焊接工艺卡 66 根据焊条种类等因素选择合适的焊接电流 平焊焊接电流与板厚 焊条直径成正比 焊接电流经验公式为I 30 50 d 例如 焊条直径为4mm 电流取值为120 200A之间 根据焊接位置选择电流 在相同的条件下 立焊比平焊电流应减少10 20 仰焊比平焊应减少15 20 根据焊条种类选择焊接电流 酸性 碱性 焊条电弧焊电流经验值 推荐 6 2焊接电流 焊条电弧焊焊接电流的确定 电流过大 焊条烧红 电流过大 药皮开裂脱落 67 火焰预热 电加热 6 3预热温度 铬钼钢预热温度表 68 热处理的加热速率和冷却速率应符合下列规定1 当加热温度升至300 加热速率应按5125 h计算 且不大于220 h 2 恒温后的冷却速率应按6500 h计算 且不大于260 h 300 以下可以自然冷却 恒温期间的最大温差应小于50 注意 6 4热处理温度 铬钼钢热处理温度表 69 定义 为避免晶间贫铬 产生晶间腐蚀 在奥氏体钢中加入稳定化元素 Ti和Nb 在加热到875 以上温度时 能形成稳定的碳化物 由于Ti和Nb能优先与碳结合 形成TiC或NbC 大大降低了奥氏体中固溶碳的浓度 从而起到了牺Ti和Nb保Cr的目的 6 5稳定化处理 需要做稳定化热处理的材质 TP321 TP321H TP347 TP347H 70 1 具有延迟裂纹倾向的钢尽量一次焊完 如铬钼钢 2 需焊后消氢处理时 焊接完毕立即对焊道进行保温 1 3分钟内应保温完毕 1 焊后消氢处理也叫后热处理 它的目的是使焊缝金属中的扩散氢迅速逸出 降低焊缝及热影响区的含氢量 防止产生裂纹 加热温度一般为250 350 保温2小时 适用铬钼钢材质 2 对于运行工况在高温高压临氢环境下的设备或管道 钢材中会吸收一定量的氢 在停工的过程中 由于冷却速度快 钢中的氢来不及完全扩散出来 造成过饱和氢残留在器壁内 产生氢鼓包或氢致开裂 投用后的高压临氢管道和设备修补 焊前和焊后必须做消氢处理 注意 6 6消氢处理 71 6 7焊后热处理测温点布置 72 7 焊接识图 常用焊接方法代号 GB T5185 2005 73 基本符号 说明焊缝截面的形状辅助符号 表示焊缝的表面情况补充符号 表示焊缝焊接范围 7焊接识图 焊缝代号主要由 基本符号 辅助符号 补充符号 指引线和焊缝尺寸组成 焊缝代号 74 焊缝代号指引线 7焊接识图 焊缝在箭头侧 焊缝在箭头另一侧 75 举例一 焊缝符号意义 现场焊接35段 焊脚为5mm 间距为30mm 每段长为50mm的交错断续角焊缝 7焊接识图 76 举例二 表示 1 焊脚高度3mm2 单边V型坡口3 焊缝表面磨平4 焊缝长30mm 共5段5 采用CO2气体保护焊 1 2 3 4 5 焊缝磨平 7焊接识图 77 强度焊接的焊脚高度L应满足拉脱力要求且不应小于管子壁厚 8 管板焊接概念 一 管板强度焊接 换热管与管板的焊接强度满足换热管轴向 拉或压 机械和温差载荷设计要求并保证密封性能的焊接 注意 管壁 端部管板 78 8 管板焊接概念 二 管板密封焊接 保证换热管与管板不泄露的焊接 PTA钛管换热器E 141密封焊 79 8 管板焊接概念 三 管板内孔焊 换热管与管板在壳程侧以对接焊缝形成的对接接头或锁底接头的焊接 优点 有效避免间隙腐蚀 氩弧焊焊接接头处 换热管 管板 对接接头 锁底接头 管板内侧换热管焊接接头 管板 换热管 管板内孔焊剖面图 管板焊接设备 80 着色 PT 表面 磁粉 MT 近表面 超声波 UT 内部 射线 RT 内部 9 无损检测 81 碳钢 低合金钢 10 材料篇 耐热合金钢系列 82 不锈钢系列 10材料篇 83 10 材料篇 常用材质 碳钢管道常用的材质为 20 Q235B A106 B API5L B 碳钢的焊接性 1 碳钢的焊接性主要取决于含碳量 随着含碳量增加 焊接性逐渐变差 2 碳钢中锰和硅对焊接性也有影响 含量增加 焊接性变差 有应力腐蚀 如抗硫化氢 抗氢 输送碱液 的管道 应按设计文件要求进行焊后消应力热处理及硬度检测 碳钢的焊接性 注意 84 10 材料篇 低合金铬钼耐热钢常用的钢号为 15CrMo 12Cr1MoV P11 12Cr1Mo P22 12Cr2Mo 等 中合金铬钼耐热钢管常用的钢号为 P5 12Cr5Mo P9 12Cr9Mo P91 10Cr9Mo1VNbN 焊接工艺要点1 焊前预热 在保持预热温度的条件下 每条焊缝宜一次连接焊完 2 对接焊底层焊道单面焊接时必须采用钨极氩弧焊 填充层可采用手工电弧焊 3 P5 P9进行钨极氩弧焊打底时 焊缝背面应氩气保护 并且至少焊接两层后 才可终止背面氩气保护 4 焊接过程若中断 应立即进行消氢处理 再次焊接前应进行着色检测 确认无裂纹后方可按原工艺要求继续施焊 经焊后热处理的焊接接头 应对焊缝和热影响区进行100 硬度值测定 其硬度值均不得超过设计规定 热影响区的测定区域应紧邻熔合线 85 10 材料篇 奥氏体不锈钢 TP304 06Cr19Ni10 TP347 06Cr18Ni11Nb TP321 06Cr18Ni11Ti TP316L 022Cr17Ni12Mo2 等 焊接工艺要点1 管道根部必须采用钨极氩弧焊打底 2 焊条电弧焊时应采用小线能量 短电弧 不摆动或小摆动操作 3 焊条电弧时坡口两侧各100mm范围涂上白垩粉或盖上石棉布 防止飞溅 损伤母材 4 奥氏体不锈钢道间温度控制在100 以下 5 采用钨极氩弧焊时 管道焊缝背面须充氩气进行保护 86 10 材料篇 常用不锈钢复合板 Q245R TP316L Q245R TP304L 焊接工艺要点 1 组对点焊必须在基层上 2 基层焊接时 应严防基层焊缝熔化到不锈钢过渡层甚至复层焊缝 3 复层不锈钢表面不得产生机械损伤和飞溅 4 复层 过渡层焊接时 层间温度应小于100 多层多道快速焊 5 严防碳钢焊条电弧擦伤复层 焊接顺序 1 管径 DN700以上的预制口采用双面焊 焊接顺序先焊基层 后焊过渡层和复层 2 管径 DN700以下的管道及管径 DN700现场固定口应采取单面焊 此时应先焊复层 过渡层和基层焊材都采用25 Cr 13 Ni型焊材 1 2 3 1号表示基层 2号表示过渡层 3号表示复层 a 0 5 1 5mm b 1 5 2 5mm 碳钢 不锈钢 87 10 材料篇 镍及镍合金 Inconel625 Inconel825 HastelloyC276 Monel400等 焊接要点1 采用小电流 小摆动 小线能量的焊接方法 道间温度低于65 2 采用氩弧焊时 焊枪氩气纯度为99 999 高纯氩 管道内部应进行充氩保护 氩气纯度不低于99 99 纯氩 3 手工电弧焊填充及盖面时 在坡口两侧各不小于100mm范围内的母材上涂以白垩粉 以防焊接飞溅损伤母材 4 现场安装时要防止与碳钢材料接触 若存在交叉作业 应对管道等可能的污染部位覆盖石棉布 弧坑裂纹打磨清除 88 知识点 管道焊口 储罐焊口怎样标识 管道焊口标识 储罐焊口标识 89 知识点 1 抗拉强度下限大于540MPa的钢板叫高强钢板 如12MnNiVR 原油罐壁板 07MnNiMoDR 丙烷丙烯球罐钢板 2 高强钢板现场切割常规使用火焰切割 高强钢由于碳当量高切割后的坡口在空气中快速冷却形成淬硬组织 导致坡口易产生裂纹 焊接前需对坡口进行打磨除去淬硬层 但细微裂纹打磨后肉眼无法观察到 因此打磨后需采用PT检测 达到彻底消除裂纹的目的 高强钢板坡口打磨后为什么要进行着色检测 PT检测 90 知识点 1 球罐设计分为常规设计和分析设计 我厂炼化项目球罐洛阳院已确定采用分析设计 JB 4732标准规定采用分析设计时 球罐内外壁焊缝需与母材打磨平齐 2 焊缝余高是应力集中部位 运行中易沿焊趾出现裂纹 余高打磨掉应力明显降低 3 焊缝余高虽说具有细化晶粒及保温缓冷作用 但同时也是气孔等夹杂物的聚集区 球罐内外壁焊缝为什么需要磨平 应力集中 91 距焊缝熔合线5mm热影响区必须车削掉 5mm 原有焊缝必须割除 焊缝熔合线 坡口车削符合焊接条件 知识点 重复使用的不锈钢旧法兰注意要点 未正确处理 导致的焊接裂纹 92 知识点回顾 93 旁站人员关注重点 焊接材料 坡口间隙 焊接方法及坡口清理情况 焊接工艺卡 94 钨极氩弧焊 95 焊条电弧焊 96 氩电联焊 氩电联焊工艺 氩弧焊 焊条电弧焊 97 氩弧焊打底 管道打底焊 氩弧打底成型良好 管道内壁焊条电弧焊打底 98 管道背面充氩 采用氩弧焊焊接时当母材合金总量 5 wt 或Cr含量大于3 wt 时 为防止焊件根部氧化 通常在管道内部充入氩气进行保护 管道时内壁需要充氩气保护 99 管道内部