压力容器焊接工程规范(ASME)

鍋爐安裝訓練教材 2 1 第二章焊接工程 壹 前言 鍋爐建造中焊接工作量與起重 冷作組立並列為三大主要工作項目之 本處現場監工對於焊接工作可能無法像現場施作的焊工一般具備相當 之焊接技術能 但只要熟悉與焊接有關的知識 諸如材料規格 焊材特性 焊材保存規範 焊口設計 預熱熱處理方式 焊工評核管理與焊口現場施 工管制等 則對於焊接工作整體進度的推展及品質異常發生的抑止有極大 的幫助 本文有關焊接工作僅就鍋爐建造時與焊接有關工作之基本概念做原則 性的論述 至於實際有關焊接之材料請購 設計 施工 檢驗等規範應依 本企業之 配管工程規範 施作 貳 材料 1 材料規範 1 本企業採用之主要材料規範一般有 ATSM 美國材料試驗協會 JIS 日本國家標準 DIN 德國國家標準等 2 工程人員可由上述規範裡獲得材料相關之物理 化學性質資訊藉以 判別選用之材料是否合格 並提供材料之熱處理工作要求 2 壓力及溫度定義 1 設計壓力 ANSI 管系之設計壓力為在正常操作時所能預期最嚴重狀況 The Most Severe Condition 下的最大操作壓力 2 設計溫度 ANSI 管系設計溫度為最嚴重狀況下的管材金屬溫度 Metal Temperature 3 材料規格標示 鍋爐壓力件管材 配件均有其固定之標示方式 工程人員須能正確的 郵物件外部之標示中了解該物件之金屬成分 溫度壓力等級以避免在 施焊過程中選用錯誤焊條 璧如 鍋爐安裝訓練教材 2 2 1 管材標示 A106 Gr B 4 SCH40 Pipe 由 A106 Gr B 知 悉管材為無缝碳鋼管 2 管配件標示 A216 Gr WCB 16 12 Tee 由 A216 Gr WCB 知悉管三通材料為鑄造成型之碳鋼材 3 鋼板規格標示 A387 Gr 22 2 5 20 12t Plate 由 A387 Gr 22 2 知該鋼板材料為含鉻 2 25 之低合金鋼材 ASTM 常用之材料表如下表 詳如附表一 設計溫度材質成分板材配管鋼管鑄造 類別 Design Temp GroupDesignationPlatePipesCastings 碳鋼 29OC 427OC 1 1 C SA515 GR 70 A516 GR 70 1 A53 A106 Gr B A216 Gr WCB 1 低合 金鋼 29OC 482OC 1 5 C 1 2MoA204 Gr B 2 A335 Gr P1A217 Gr WC1 2 4 低合 金鋼 29OC 538OC 1 9 1 1 4Cr 1 2Mo A387 Gr 11 2 A335 Gr P11 A217 Gr WC6 4 低合 金鋼 29OC 593OC 1 1 2 1 4Cr 1MoA387 Gr 22 2A335 Gr P22 A217 Gr WC9 4 低合 金鋼 29OC 649OC 1 14 9Cr 1MoA387 Gr 9A335 Gr 91A217 Gr C12 4 4 焊材選用 1 當了解母材材料成份之後 對於同種金屬材料之焊接在選擇焊條上 只要選擇相同之填料金屬焊條即可 但仍須依據焊接程序書 WPS 之施工條件進行施焊 若為異種金屬焊接 焊條的選用用較母材 合金成份高的一級或低的一級並無絕對性的選擇 端看受力物件 需求及可能受損物件的選擇為準 但仍須依已完成之焊接程序書 之條件進行施焊 2 提供同種金屬材料及異種金屬焊接焊條選用參考表如附表二 三 叁 用料管理 1 母材管理 鍋爐安裝訓練教材 2 3 一般說來工地現場最容易造成誤用材料的就屬管材及鋼板 材料 即便遭誤用也不易被發覺 由於壓力等級之關係容易造成以後運轉操 作上之潛在危險因素 相對於鋼管板材 管配件遭誤用之機率較小 即使遭誤用也較易由其上的鋼印規格標示獲得辨識變更 其實鋼板或 管材還是有其爐號規格標示 往往再取用過程中將其有規格標註處已 先切除移用 造成餘料成分不易辨識 因應之對策如下 1 對於不同材質之管材沿軸向加以著色辨別 即整個長度的管材 應 塗上一條 15mm 至 40mm 寬的直線條紋 使易於識別 2 如僅在管端圓周上色時 取料後應在剩餘的料件另一端再同時上色 3 對於儲放之備料應於管件兩端分別掛上附有鋼印之銘牌 4 管件內部 螺紋處 焊接斜角 符號 標記處 不可塗上油漆 5 板材儲放時必須將鋼板上之爐號規格標示保存 防止使用者任意先 行下料 6 最佳之材料管理方式為專設材料管理人員 建立現場領料制度及管 理現場物料 2 焊條管理 1 領料 A 須核對每項銲材之規格與數量 B 承商自備銲材時 需與公司規定之銲材條件相符 C 公司備有銲材儲存室者 承商須依該公司之管理規則辦理領料手 續 2 儲存 A 施工單位或承商需備用銲材烘乾箱 每只烘乾箱應有溫度指示器 及時間控制開關 B 依據銲材包裝之貨品標示 種類 規格 尺寸等資料分別將銲材 儲放於貨架上 不鏽鋼銲材宜以專用貨架存放 C 銲材須保持良好包裝狀態 而儲存於乾燥之儲存室內 包裝箱不 可直接放在地上 應置於適當的棧板或貨架上 且不可與牆壁或 能吸濕的表面接觸 置於貨架上勿過於密集 須保持空氣能暢流 期間 3 搬運 A 被覆銲條 VOVERED ELECTRODES 搬運應格外小時 不得將 包裝碰損而影響被覆劑脫落 若發覺被覆劑碰損 應予提報銷毀 鍋爐安裝訓練教材 2 4 不宜使用 B 銲材自乾燥箱領出後 應以備有 HEATER 之保溫筒攜帶並注意 將保溫筒事先加熱 插電 至 70 100 時 才可將銲條放入筒內 並關妥筒蓋 再依公司規定條件加熱 4 烘乾 A 烘乾作業時 紙或塑膠盒包裝材料不能放進烘彪內 B 不鏽鋼材須與碳鋼材分箱烘乾 C 銲條之保管必須小心注意 若有被覆劑脫落 破損 變質 潮濕 銲蕊生鏽情形時不得使用 D 各種銲材烘乾條件參照 AWS 規定 如表 4 2 1 2 鍋爐安裝訓練教材 2 5 表 4 2 1 被覆銲條乾燥條件 鋼種被覆種類 規規名稱 吸濕 度限 制 乾燥溫度 乾燥時間 分 儲存溫 度 允許乾 燥時間 範圍 HR 允許儲 存時間 範圍 HR 允許乾 燥次數 鐵礦系 370 10030 60 24 5 石灰氧化鈦系 E6013270 10030 60 24 5 高氧化鈦系 E6012 E6013 370 10030 60 24 5 高氧化鐵系 鐵粉系 E6027270 10030 60 24 5 0 5300 35030 60100 15024723 低氬系 E7016 0 5350 40030100 15024723 E7024270 10030 30100 15024723 370 10030 60 24725 碳 鋼 特殊鋼 570 10030 60 24725 鈦鐵礦系 370 10030 60 24725 石灰氧化鈦系 270 10030 60 24725 0 5300 35030 60100 15024723 高張力 鋼 50 Kg mm2 低氬系 E7016 0 5350 40060100 15024723 高張力 鋼 60 Kg mm2 低氫系 E90160 4350 40060100 15012723 E100160 3350 40060100 15012722 高張力 鋼 70 Kg mm2 低氫系 E110160 3350 40060100 15012722 低溫 鋼 E8016 x E7016 x 0 5350 40060100 15012723 低合 金鋼 低 氫 系 耐熱 鋼 E8015 x E8016 x E9016 x 0 5325 37560100 15024723 石灰氧化 鈦系 E4100 5300 35030 60100 15024723 不鏽鋼 肥粒鐵 石灰系 E4300 5300 35030 60100 15024723 低氫系 T CAST0 5300 35030 60 鑄鐵電 銲條用 石墨系 T CAST50 T CAST70 T CAST100 1 570 10030 60 鍋爐安裝訓練教材 2 6 鋼種被覆種類 規規名稱 吸濕 度限 制 乾燥溫度 乾燥時間 分 儲存溫 度 允許乾 燥時間 範圍 HR 允許儲 存時間 範圍 HR 允許乾 燥次數 石灰氧化 鈦系 E308 E308L E309 E309L E309MO E310 E312 E316 E316L E318 E347 1150 20030 60100 15024723 奧 斯 田 鐵 不 鏽 鋼 石灰系 E310H1150 20030 60100 15024723 鈦鐵礦系 NEICU 71150 20030 60100 15024723 鎳合金 石灰系 ENICRF E 1150 20030 60100 15024723 表 4 2 2 銲藥乾燥條件 鋼種被覆種類 規規 名稱 乾燥溫度 乾燥時 間 分 儲存溫 度 允許乾 燥時間 範圍 HR 允許儲 存時間 範圍 HR 允許乾 燥次數 熔融型 0 05150 35060100 15024 5 5 低合金 鋼低溫 鋼碳鋼 高張 力鋼 燒成型 0 5200 30060100 1502472 3 3 不鏽鋼燒成型 1200 30060100 15024723 鍋爐安裝訓練教材 2 7 3 焊工管理 1 銲工正式入場施焊前 須依規範要求進行焊工技能檢定 合格銲工才 能進行施焊 2 對於施焊中之焊工 可利用焊口施焊管制統計表進行焊工工作中品質 查核 將銲工編號紀錄於每一銲口上 對於高不良率及施工效率低之 焊工須被要求重新檢定 4 焊口管理 利用焊口施焊管制統計表進行焊口數量 品質 完成率 合格率 焊工 施焊不良率之統計及焊口熱處理追蹤 1 建立鍋爐銲道編號原則 2 建立焊口施焊管制統計表如下表 詳如附件 焊口編號位置管材外徑壁厚焊接材料 開槽 型式 預熱 溫度 退火 溫度 退火完 成日期 BR11 SA210 C76 23 0 5 59 ER70S G E7016 A1 506B10NO BR12 SA210 C76 23 0 5 59 ER70S G E7016 A1 506B10NO BR13 SA210 C76 23 0 5 59 ER70S G E7016 A1 506B10NO 焊口編號完成 焊口 完成 DB 數 RT 應照應照 張數張數 委託 單 1 焊工 編號 1 焊口DB 數判片 序號 OKNO BR111 3 0 30271281 3 0 11330 BR121 3 0 30271581 3 0 11330 BR131 3 0 30271281 3 0 11330 肆 檢驗 1 有關焊接品質之檢查除有