压力管道焊接工艺规程

121 压力管道焊接工艺规程压力管道焊接工艺规程 1 1 适用范围适用范围 本规程适用于工业管道或公用管道中材质为碳素钢 低合金钢 耐热钢 不锈钢和异种钢等压力管道的焊条电弧焊 钨极氩弧焊以及二氧化碳气体保 护焊的焊接施工 2 2 主要编制依据主要编制依据 2 1 GB50236 98 现场设备 工业管道焊接工程施工及验收规范 2 2 GB T20801 2006 压力管道规范 工业管道 2 3 SH3501 2001 石油化工剧毒 可燃介质管道工程施工及验收规范 2 4 GB50235 97 工业金属管道工程施工及验收规范 2 5 CJJ28 89 城市供热管网工程施工及验收规范 2 6 CJJ33 89 城镇燃气输配工程施工及验收规范 2 7 GB T5117 1995 碳钢焊条 2 8 GB T5118 1995 低合金钢焊条 2 9 GB T983 1995 不锈钢焊条 2 10 YB T4242 1984 焊接用不锈钢丝 2 11 GB1300 77 焊接用钢丝 2 12 其他现行有关标准 规范 技术文件 3 3 施工准备施工准备 3 1 技术准备 3 1 1 压力管道焊接施工前 应依据设计文件及其引用的标准 规范 并依 据我公司焊接工艺评定报告编制出焊接工艺技术文件 焊接工艺卡或作业指 122 导书 如果属本公司首次焊接的钢种 则首先要制定焊接工艺评定指导书 然后对该种材料进行工艺评定试验 合格后做出焊接工艺评定报告 3 1 2 编制的焊接工艺技术文件 焊接工艺卡或作业指导书 必须针对工程实 际 详细写明管道的设计材质 选用的焊接方法 焊接材料 接头型式 具 体的焊接施工工艺 焊缝的质量要求 检验要求及焊后热处理工艺 有要求 时 等 3 1 3 压力管道施焊前 根据焊接作业指导书应对焊工及相关人员进行技术交 底 并做好技术交底记录 3 1 4 对于高温 高压 剧毒 易燃 易爆的压力管道 在焊接施工前应画出 焊口位置示意图 以便在焊接施工中进行质量监控 3 2 对材料的要求 3 2 1 被焊管子 件 必须具有质量证明书 且其质量符合国家现行标准 或 部颁标准 的要求 进口材料应符合该国家标准或合同规定的技术条件 3 2 2 焊接材料 焊条 焊丝 钨棒 氩气 二氧化碳气 氧气 乙炔气等 的质量必须符合国家标准 或行业标准 且具有质量证明书 其中钨棒宜 采用铈钨棒 氩气纯度不应低于 99 95 二氧化碳气纯度不低于 99 5 含水量不超过 0 005 3 2 3 压力管道予制和安装现场应设置符合要求的焊材仓库和焊条烘干室 并由专人进行焊条的烘干与焊材的发放 并做好烘干与发放记录 3 3 焊接设备 3 3 1 焊接机具设备主要包括 交流焊机 直流焊机 氩弧焊机 高温烘干 箱 中温烘干箱 恒温箱 二氧化碳气体保护焊机 焊条保温筒 内磨机 123 及电动磨光机等 3 3 2 用于压力管道焊接的各类焊机必须装有电流表 电压表 并按要求 定期进行检定 焊接规范参数调节应灵活 3 4 焊接人员 3 4 1 压力管道焊工应具备按 特种设备焊接操作人员考核细则 考试合格 的焊工合格证 且其合格项目与施焊项目相适应 并在规定的有效期内 3 4 2 焊条烘干人员 焊条仓库管理人员要严格按照本公司 焊接过程控制 程序 的规定执行 3 5 施焊环境 3 5 1焊接时的风速不应超过下列规定 当超过规定时应有防风设施 a 手工电弧焊 8m s b 氩弧焊 二氧化碳气体保护焊 2m s 3 5 2 焊接电弧 1m 范围内相对湿度不得大于 90 3 5 3 在雨雪天气施焊时 要搭设防护棚 当焊件表面潮湿时 应对无预热要 求的管子 件 进行烘烤 去除潮气 3 5 4 焊接时允许的最低环境温度如下 碳素钢 20 低合金钢 10 中高合金钢 0 4 4 焊接工艺焊接工艺 4 1 压力管道焊接施工流程图 见图 1 124 图图 1 1 焊焊 接接 施施 工工 流流 程程 图图 4 2 焊前准备及接头组对 4 2 1 压力管道焊接方法按设计规定执行 当设计无规定时 可按壁厚选用焊 接方法 当壁厚 6mm 时 可选用氩弧焊或氩弧焊打底电焊盖面工艺 当壁厚 6mm 时 可采用氩弧焊打底 手工电弧焊盖面的焊接工艺 4 2 2 焊接材料的选用按设计规定 若设计无规定时 按表 1 表 2 表 3 选用 并符合下列要求 a 同种管子 件 焊接时 焊缝金属性能和化学成分应与母材相当 且焊 材工艺性能良好 焊前准备 焊机性能确认 焊口组对 质量评定 正式施焊 焊接检验 焊缝无损探伤 结果评定 焊后热处理 硬度测试 结果评定 水压试验 焊接坡口制备及清理 焊条烘干及焊丝清理 焊缝外观检查返修或返工 否 是 否 否 125 b 异种钢管子焊接时 焊条或焊丝的选用一般应符合下列要求 两侧管材均非奥氏体不锈钢时 可选用成分介于二者之间或与合金含量低的 一侧相匹配的焊条 焊丝 两侧之一为奥氏体不锈钢时 可选用含镍量较高的不锈钢焊条 丝 表表 1 1 常用钢号推荐选用的焊接材料常用钢号推荐选用的焊接材料 焊条电弧焊CO2气保焊氩弧焊 焊条 钢号 型号 标准号 牌号示例 焊丝钢号 标准号 焊丝钢号 标准号 Q235 A F Q235 A 10 管 20 管 E4303 GB T5117 J422 H08MnSi GB T14958 E4316 GB T5117 J426 Q235 B Q235 C 20G 20g 20R 20 锻 E4315 GB T5117 J427 H08MnSi GB T14958 E5016 GB T5117 J506 16Mn 16MnR E5015 GB T5117 J507 H08Mn2SiA GB T14958 H10MnSi GB T14957 12CrMo 12CrMoG E5515 B1 GB T5118 R207 H08CrMoA GB T14957 15CrMo 15CrMoG 15CrMoR E5515 B2 GB T5118 R307 H13CrMoA GB T14957 12Cr1MoV 12Cr1MoVG E5515 B2 V GB T5118 R317 H08CrMoVA GB T14957 1Cr5MoE5MoV 15R507 E308 16 GB T983 A102 0Cr18Ni9 E308 15 GB T983 A107 H0Cr21Ni10 YB T5091 0Cr18Ni10Ti 1Cr18Ni9Ti E347 16 GB T983 A132 H0Cr21Ni10Ti YB T5091 126 E347 15 GB T983 A137 表表 2 2 不同钢号相焊推荐选用的焊接材料不同钢号相焊推荐选用的焊接材料 焊条电弧焊氩弧焊 焊条 被焊钢材类别 接头母材类 别或组别号 型号 标准号 牌号示例 焊丝钢号 标准号 备注 E4303 GB T5117 J422 碳素钢之间 焊接 E4315 GB T5117 J427 H08A GB T14957 E4303 GB T5117 J422 1 E4315 GB T5117 J427 H10MnSi GB T14957 E4315 GB T5117 J427 2 E5015 GB T5117 J507 H10MnSi GB T14957 E4315 GB T5117 J427 碳素钢与强度 性低合金钢 焊接 1 2 E5015 GB T5117 J507 H10MnSi GB T14957 E4315 GB T5117 J427 H10MnSi GB T14957 碳素钢与耐热 型低合金钢 焊接 E4315 GB T5117 J427 H10MnSi GB T14957 碳素钢与低温 型低合金钢 焊接 E4315 GB T5117 J427 H10MnSi GB T14957 E5015 GB T5117 J507 强度性低合 金钢的焊接 E5515 G GB T5118 J557 H10MnSi GB T14957 E309 16 GB T983 A302 1 E309 15 GB T983 A307 H1Cr24Ni13 YB T5091 127 E309Mo 16 GB T983 A312 E309 16 GB T983 A302 1 E309Mo 16 GB T983 A312 H1Cr24Ni13 YB T5091 E310 16 GB T983 A402 1 E310 15 GB T983 A407 H1Cr26Ni21 YB T5091 E309 16 GB T983 A302 H1Cr24Ni13 YB T5091 E310 16 GB T983 A402 H1Cr26Ni21 YB T5091 1 E310 15 GB T983 A407 H1Cr26Ni21 YB T5091 E309 16 GB T983 A302 H1Cr24Ni13 YB T5091 E310 16 GB T983 A402 H1Cr26Ni21 YB T5091 1 E310 15 GB T983 A407 H1Cr26Ni21 YB T5091 E309 16 GB T983 A302 氏体不锈钢 焊接 珠光体钢与奥 氏体不锈钢 焊接 1 E309 15 GB T983 A307 H1Cr24Ni13 YB T5091 表表 3 3 常用钢号分类分组常用钢号分类分组 类别号组别号钢 号 1 Q235 A F Q235 A Q235 B Q235 C 10 管 20 20g 20G 20R 116Mn 16MnR 215MnVR 15MnNbR 20MnMo 113MnNiMoNbR 18MnMoNbR 20MnMoNb 207MnCrMoVR 128 1 12CrMo 12CrMoG 15CrMo 15CrMoG 15CrMoR 14Cr1Mo 14Cr1MoR 12Cr1MoV 12Cr1MoVG 2 12Cr2Mo 12Cr2MoG 12Cr2Mo1 12Cr2Mo1R 11Cr5Mo 109MnD 09MnNiD 09MnNiDR 216MnD 16MnDR 15MnNiDR 20MnMoD 307MnNiCrMoVDR 08MnNiCrMoVD 10Ni3MoVD 1 1Cr18Ni9Ti 0Cr18Ni9 0Cr18Ni10Ti 00Cr19Ni10 2 0Cr17Ni12Mo2 0Cr18Ni12Mo2Ti 00Cr17Ni14Mo2 0Cr19Ni13Mo3 00Cr19Ni13Mo3 10Cr13 4 2 3 焊接接头的坡口形式 尺寸及组对要求按设计规定执行 当设计无规定 时 按表 4 确定 表表 4 4 焊接接头坡口形式和尺寸焊接接头坡口形式和尺寸 坡 口 尺 寸 厚度 T mm 坡口 名称 坡 口 形 式 间隙 mm 钝边 mm 坡口角度 备 注 1 30 1 5单面焊 3 6 型 坡口 0 2 5 双面焊 129 3 90 20 265 75 9 26 V 型 坡口 0 30 355 65 6 93 50 2 9 26 带垫板 V 型 坡口 4 60 2 45 55 12 60 X 型 坡口 0 30 355 65 20 60 双 V 型 坡口 0 31 3 65 75 8 12 20 60 U 型 坡口 0 31 3 8 12 管径 76 13 3 管座 坡口 2 3 45 60 4 2 4 管子坡口应按下列方法加工 a 按 SH3501 2001 石油化工剧毒 可燃介质管道工程施工及验收规范 分 为 SHA 级的压力管道 中高合金钢及不锈钢管道的坡口应采用机械方法加工 b 其他管道坡口宜采用机械方法加工 当采用热加工方法时 切割后必须 去除影响焊接质量的表面层 130 4 2 5壁厚相同的管子 件 组对时 应内壁平齐 如有错口 其错口值应按设 计规定执行 当设计无规定时 应按下列要求执行 a 剧毒 易燃易爆管道局部错口为壁厚的 10 且不大于 0 5mm b 高温 高压及合金钢管道局部错口为壁厚的 10 且不大于 1 0mm c 其他管道局部错口为壁厚的 10 且不大于 1 5mm 4 2 6 当壁厚不同的管子 件 组对时 应将厚壁管按薄壁管厚度削薄 其具 体规定见图 2 图图 2 2 不等壁厚对接焊件坡口加工示意图不等壁厚对接焊件坡口加工示意图 4 2 7 管道焊缝的设置应避开应力集中区 且便于焊接 热处理及各种检验 4 2 8 焊接接头组对前 应用砂轮清理坡口及其两侧内外表面 在距坡口两侧 20mm 范围内不得有油漆 毛刺 锈斑 氧化皮及其他对焊接质量有害的物质 并磨出金属光泽 4 2 9 认真检查坡口及其两侧不得有裂纹 夹层等缺陷 4 2 10 不锈钢管道采用电弧焊时 坡口两侧各 100mm 范围内应涂白粉或其他防 沾污剂 4 2 11 焊件组装时 应将待焊管子 件 垫置牢固 以防止在焊接和热处理过 程中发生变形和附加应力 4 2 12 除设计规定的冷拉口外 其余焊口应禁止强力组对 更不允许用热膨胀 法对口 以防引起附加应力 4 2 13 当焊接所处位置障碍多时 合格焊工在施焊前亦应进行与实际条件相同 的模拟练习及试焊 经无损检测合格后方可正式焊接 131 4 2 14 组对管口局部间隙过大时应设法修正至规定尺寸 严禁在间隙内填塞它 物 4 2 15 焊条在使用前应分别按其说明书要求进行烘干 并放在保温筒内随用随 取 焊丝使用前应清除其表面的油污 锈迹等 4 3 定位焊 4 3 1 定位焊时除其焊接材料 焊接工艺和预热温度等应与正式焊接相同外 还应满足下列要求 a 定位焊应能保证焊缝在正式施焊过程中不致开裂 其长度宜为 10 15mm 高 宜为 2 4mm 且不超过壁厚的 2 3 定位焊缝两端应修磨成缓坡状 b 定位焊不得有裂纹及其他缺陷 如有缺陷应彻底磨除重新进行定位焊 c 在合金钢管壁上点焊组对卡具定位时 卡具的材质和焊材应与管材相同 当 拆除卡具时 不得用敲打或掰扭的方法拆除 当用氧 乙炔焰切割卡具时 应在 离管道表面 3mm 处切割 然后用砂轮修磨平整 4 4 正式焊接 4 4 1 焊接引弧应在坡口内进行 严禁在管子 件 表面引燃电弧 试验电流 或焊接临时支撑物 4 4 2 在焊接中应确保起弧及收弧的质量 收弧应将弧坑填满 多层焊的层间 接头应相互错开 4 4 3 除焊接工艺有特殊要求外 每条焊缝应一次连续焊完 如因故被迫中断 应采取缓冷措施 再焊时应仔细检查确认无裂纹后 方可按焊接工艺继续施焊 有预热要求的管材应按预热要求重新预热后施焊 4 4 4 管子焊接时 管端要堵封住 防止管内穿堂风 132 4 4 5 焊接时焊接工艺参数均按表 5 表 6 选择 表表 5 5 焊条电弧焊工艺参数焊条电弧焊工艺参数 焊接方法焊条直径 mm 焊接电流 A 电弧电压 V 焊条电弧焊 2 580 10022 焊条电弧焊 3 2100 14022 焊条电弧焊 4 0160 20022 表表 6 6 钨极氩弧焊工艺参数钨极氩弧焊工艺参数 焊接方法 焊丝直径 mm 焊接电流 A 电弧电压 V 气体流量 L min 钨极氩弧焊 2 2 580 100128 10 4 4 6 根据设计及焊接工艺评定需焊前预热的管子 件 焊前应按要求进行局 部预热 具体程序按照 压力管道安装通用热处理工艺规程 中的有关条款执 行 4 4 7 当采用氩弧焊打底时 应及时进行打底焊缝的检查 合格后尽快进行盖 面焊接 以防止产生裂纹 4 4 8 有淬火倾向的管材施焊过程中 层间温度应不低于规定的预热温度的下 限 4 4 9 中 高合金钢 含铬量 3 或合金总含量 5 的管子 件 焊接时 为防止根层氧化或过烧 内壁应充氩气或混合气体保护 4 4 10 厚壁大直径管的焊接应采用多层多道焊进行逐层焊接 其中氩弧焊打底 的焊层厚度不小于 3mm 各层经自检合格后方可焊接次层 直至完成 4 4 11 为减少焊接变形和应力 直径大于 194mm 的管子 件 宜采用二人对称 施焊 133 4 4 12 对需做检验的隐蔽焊缝 应经检验合格后 方可进行其他工序 4 4 13 低温钢 奥氏体不锈钢 耐热耐蚀高合金钢以及奥氏体与非奥氏体异种 钢接头焊接时应符合下列规定 a 应在焊接作业指导书规定的范围内 在保证焊透和熔合良好的条件下 采用 小电流 短电弧 快焊速和多层多道焊工艺 并应控制层间温度 b 对抗腐蚀性能要求高的双面焊缝 与腐蚀介质接触的焊层应最后施焊 c 低温钢焊接完毕 宜对焊缝进行表面焊道退火处理 d 奥氏体不锈钢焊缝及其附近表面应进行酸洗 钝化处理 4 4 14 管道冷拉口所使用的工卡具 应待焊接及热处理工作结束后方可拆除 4 4 15 管道支吊架焊接的焊工和焊材必须与管道焊接要求相同 焊缝焊接牢 固 成型美观 无缺陷 焊接过程中要防止焊穿管子 并有防止变形的措施 4 4 16 焊口焊完应进行清理 经自检合格后 在焊缝附近打上焊工本人的代号 钢印 并在相应的管道单线图上作记录 5 5 质量检查及评定质量检查及评定 5 1 焊缝质量检查 5 1 1 焊缝应进行外观自检和专检 自检率为 100 专检率根据设计要求执行 外观检查质量应符合设计要求 当设计无规定时 应符合以下要求 a 焊缝外观成型良好 与母材圆滑过渡 其宽度以每边盖过坡口边缘 2mm 为宜 b 焊缝表面不允许有裂纹 未熔合 气孔 夹渣 飞溅等存在 c 设计温度低于 29 的管道 不锈钢和淬硬倾向较大的合金钢管道焊缝表面 不得有咬边现象 其他材质管道咬边深度不大于 0 5mm 连续咬边长度不大于 134 100mm 且焊缝两侧咬边总长不大于该焊缝全长的 10 d 焊缝表面不得低于管道表面 焊缝余高 1 0 2 焊缝坡口宽度 且不大于 3mm e 焊接接头错边不应大于壁厚的 10 且不大于 2mm 5 1 2 焊缝无损检测 a 压力管道焊缝无损检测方法 抽检率 合格等级和执行的标准应按设计要求 执行 b 按百分比抽检的焊接接头 应由质量检查员根据焊工和现场的情况指定检测 位置 c 同管线的焊接接头抽样检验 若有不合格时 应按该焊工的不合格数加倍检 验 若仍不合格 则应全部检验 d 不合格的焊缝同一部位的返修次数 非合金钢管道不得超过 3 次 其余钢种 管道不得超过 2 次 经返修后的焊缝按原要求复检合格 e 其他要求按本公司 无损检测通用作业指导书 的规定执行 5 1 3 合金焊缝光谱分析按设计规定执行 5 1 4 焊后热处理质量检验根据设计规定进行 当焊缝的硬度值超过规定的范 围时 应按班次作加倍复检 并查明原因 对不合格焊缝重新进行热处理及硬 度测试 6 6 安全技术措施安全技术措施 6 1所