TA2特材焊接施工方案

TA2特材焊接施工方案1.总则结合本工程的焊接特点，对现场焊接工艺评定、焊工资格、焊接工艺规程、焊接材料管理、焊接设备及现场施焊管理、焊缝返修等现场施焊的各个环节的工作程序、职责职权、质量活动等作出具体规定。2.适用范围及编制依据2.1 适用范围本方案适用于云南新立有色金属有限公司60kt/a氯化法钛白粉项目CP装置TA2非标设备、TA2管道焊接。为指导焊接操作，保证焊接质量，特制定本方案。2.2编制依据2.2.1 云南新立有色金属有限公司60kt/a氯化法钛白粉项目招标文件。2.2.2 JB/T4745钛制焊接容器2.2.3 SH3502-2000钛管道施工及验收规范2.2.4 GB50236-98现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范3.施工准备3.1施工方案3.1.1焊接施工方案、焊接工艺评定报告、焊接工艺指导书钛及钛合金材料的焊接工艺评定应当按JB4708的要求进行；依据评定合格的焊接工艺编制焊接工艺指导书。3.1.2 技术及安全交底专业技术人员应按要求向所有焊接人员进行技术及安全交底。3.3 作业人员施焊焊工的焊工合格证，合格证中的项目应与施焊项目相符，不得超项施焊.3.4 材料的验收与保管3.4.1 工程材料的验收3.4.1.1 应由具有材料知识、识别能力、实践经验及熟悉规章制度的人员管理参与验收。3.4.1.2 材料入库时，业主、监理、施工单位三方共同进行验收，应检查下列项目符合要求方可验收：（1）制造厂合格证及质量证明书（2）核对材质、规格型号、数量（3）外观检查（4）按规定要求做好检查记录3.4.2工程材料的保管3.4.2.1经检验合格的钛材，应按规定尺寸分别放置在垫木上，单独堆放，严禁与钢材混堆和直接接触或碰伤，防止污染和腐蚀。3.4.2.2一定条件下钛在发烟硝酸、干氯气、甲醇、三氯乙烯、液态的四氧化碳、熔融金属盐、四氯化碳、尿吡啶、氢气等介质中可能产生燃烧、爆炸或应力腐蚀开裂等，钛不得与上述材料同库保存。3.4.2.3做好标识。3.4.2.4如露天堆放应做好防风、雨等特殊防护措施。3.4.3管材质量要求3.4.3.1钛及钛合金管材应符合GB/T3624钛及钛合金管的要求。3.4.2.2 技术要求应注明所购钛管类别。3.4.2.3钛材的表面应光滑、清洁，无针孔、裂纹、折叠和过腐蚀等缺陷。3.4.2.4 钛材表面的局部缺陷应予清除，清除后厚度不得超出规定的负偏差。3.4.3 焊材选用原则及验收标准3.4.3.1本工程TA2焊接采用氩弧焊，焊丝选用STA2R。3.4.3.2所选焊丝焊后状态下的焊缝抗拉强度不低于母材退火状态下的标准下限值，塑性和耐蚀性能不低于退火状态下的母材或与母材相当，焊接性能良好，能满足使用条件的要求。3.4.3.3选用的焊丝应有出厂合格证和质量证明书，焊丝表面应洁净，无氧化色，不应有裂纹、光玻、斑疤和夹渣等缺陷。3.4.3.4 焊丝中的氮、氧、碳、氩、铁等杂质元素的标准含量上限值应低于母材中杂质元素的标准含量上限值，不得从所焊母材上裁条充当焊丝。3.4.3.5 一般情况下应选用GB/T3623钛及钛合金丝和JB/T4745钛制焊接容器附录D中与母材相对应的焊丝牌号。3.4.3.6 保护用氩气纯度应高于99.99，露点不高于-50，含水量不大于50毫克/米3，并符合GB/T4842的规定，也可用氦气。3.4.3.7 氩气输送管应采用塑性软管，不宜用橡胶软管或其它吸湿性材料。3.5 主要施工机具3.5.1主要机械设备直流氩弧焊机、等离子切割机、焊条烘烤保温箱、坡口机等。3.5.2主要工具角向砂轮机、细锉、不锈钢丝刷、铣刀、焊接面罩、焊条保温筒、刮刀、电钻等。3.5.3 测量及计量器具 焊接检验尺、干湿温度计、电流表、电压表、秒表、风速计、测温仪等。3.6作业条件3.6.1 施工场所已具备施工条件，所需的图纸资料和技术文件齐备，图纸会审已进行，施工方案已经编制好且审核批准，并进行技术交底。3.6.2 建立焊接质量保证体系，包括焊接技术人员、焊接质检人员和无损检测人员等。3.6.3 焊接工装设备、检测、试验手段应满足钛及钛合金的焊接技术要求。3.6.4 焊接场所保持清洁，并有防风、防雨措施，风速2m/s，相对湿度一般不大于80%，环境温度不低于5。3.6.5焊前应根据焊件与焊缝型式予先制作好惰性气体保护罩，其尺寸应足以使焊缝与热影响区在焊后冷却过程中温度高于400的部分处于惰性气体的保护之下。4.现场焊接管理体系4.1焊接管理组织机构项目经理项目总工程师物资供应科工程技术科质量安全科焊接责任师焊材管理员焊接检查员施工队焊接管理员焊材烘烤员焊接施工作业班组图1 焊接管理组织机构4.2职责分工4.2.1项目总工程师指导现场焊接管理系统工作，审批焊接方案、焊接工艺卡及焊缝的返修工艺。4.2.2焊接工程师负责焊接质量活动的控制和焊接系统的管理，主持现场焊接管理系统的日常工作。根据工程需要，提出焊接工艺评定和焊工考试计划并报业主审批，对焊接工艺评定覆盖率和焊工上岗持证率负责。编制重大焊接施工方案、审核焊接工艺卡及焊缝超次返修方案等焊接工艺文件，监督焊接工艺的实施，对工程焊接质量负责。4.2.3焊接检查员负责焊接施工全过程的质量检查和监督工作、对上岗焊工的资格和焊接质量的检验负责，对焊接质量有否决权。5 施工工艺流程5.1 工艺流程健全质量保证体系焊接工艺评定焊工培训及考试焊接工艺指导书施工准施工准备健全质量保证体系备材料入库及验证焊 缝组 对质 量检 查验 收施焊严格执行工艺纪律及过程控制焊后外观检查母材焊材质量证明书母材焊材外观检查无损探伤焊缝表面酸洗钝化处理图2 焊接工艺流程5.2 工艺操作过程5.2.1 焊缝组对坡口形式5.2.1.1 焊件的坡口型式和尺寸的选用应考虑易于保证焊接接头质量，填充金属量少，便于操作和减少焊接变形等原则。5.2.1.2 坡口及两侧各25mm以内的内外表面清除污垢后，应用细锉或奥氏体不锈钢丝刷、铣刀等机械方法清除其氧化膜、毛刺和表面缺陷，清理工具应专用并保持清洁。5.2.1.3 经机械清理后的表面，焊接前应使用不含硫的丙酮或乙醇进行脱脂处理，严禁使用诸如三氯乙烯、四氯化碳等氯化物溶剂，并避免将棉质纤维，附于坡口表面，如清洗后4小时未焊，焊前应重新清洗。5.2.1.4 钛管道的焊口组对时：当壁厚相同时应做到内壁平齐，对口错边量不应超过壁厚的10%，且不大于1mm；不同壁厚的焊口组对时应按下图3所示加工坡口。2LL1120.5211.50.5211.5L4（2-1）图3 坡口形式5.2.2 焊接工艺参数5.2.2.1 选择焊接工艺参数应保证足够的熔透深度，保证保护良好，避免产生缺陷，并尽量采用热输入较小的焊接规范，层间温度不高于200。5.2.2.2 钨极氩弧焊时推荐采用铈钨电极，电极直径应根据使用的焊接电流大小选择，电极端部应为圆锥形，其端部尺寸和形状可参照下图4所示修整：R球d3-4d图4 5.2.2.5 手工钨极氩弧焊工艺参数参照下表所示：手工钨极氩弧焊工艺参数表壁厚(mm)焊层钨极直径(mm)焊丝直径(mm)喷嘴直径(mm)层内温度()焊接热输入氩气流量(L/min)焊接电流(A)电弧电压(V)焊接速度(cm/min)喷嘴保护罩背面211.62.01216200407010127.51581216256103-422.02.01620200801101214121525308155-732.4316202001001401214121525308158多层3316202001201801216121525308155.2.3 焊缝返修5.2.3.1 焊缝返修流程一次返修二次返修判明缺陷性质、位置、大小项目总工批准消除缺陷、修整坡口、焊前检验焊接工程师审核返修焊接：原工艺制定返修方案焊缝检验：原工艺分析不合格原因按标准要求扩大检测比例焊后处理：按原工艺要求图5 焊缝返修流程5.2.3.2 焊缝和热影响区的氧化变色或表面缺陷经打磨后，若母材厚度仍能满足设计要求，可不必补焊。5.2.3.3 缺陷深度较深应修磨后补焊，修磨范围内的斜度至少为13，返修工艺符合正常焊接工艺要求。5.2.3.4 焊缝返修后仍按原规定进行检验。5.2.3.5 焊缝同一部位的返修次数不得超过两次，需要进行第三次返修时应对不合格焊缝进行质量分析，制定返修措施，经质保工程师批准后进行，返修次部位和返修情况应记入容器、管道的质量证明书。5.3 焊接过程中应注意的问题5.3.1 应采用合理的焊接顺序、施焊方法和刚性固定，以减少焊接变形与应力。5.3.2 钨极氩弧焊焊接过程中，如钨极碰到了焊缝金属应立即停焊，去除污染，必要时须修磨钨极尖端后再焊。5.3.3 焊件焊前应配装定位，定位焊时应采用与评定合格的正式焊接相同的工艺，而且使定位焊缝最后熔入永久焊缝中，定位焊缝不得有裂纹、气孔、夹渣及氧化变色等缺陷，发现缺陷应及时清除。5.3.4 临时焊到容器上的非容器附件，应采用与容器材质具有相同焊接性能的钛材与焊接工艺施焊，附件去除后留下的焊疤应打磨至与母材齐平，必要时应进行渗透检测与修补。5.3.5 焊接作业均应在氩气保护下进行，采用焊矩喷嘴保护熔池，焊炬拖罩保护热态焊缝，背面充氩气保护焊缝及近缝区的内表面，保护措施应充分可靠，并应符合下列要求：5.3.5.1 焊炬喷嘴直径宜选用12-20mm，喷出的氩气应保持稳定层流。5.3.5.2 焊炬拖罩型式应根据焊件形状和尺寸决定，做到保护可靠，操作方便。5.3.5.3 管内应提前充氩，排净空气，并保持微弱正压和呈流动状态。5.3.5.4 引弧时，焊炬应提前送气，并采用高频引弧；熄弧时应使用电流衰减装置和气体延时保护装置，弧坑必须填满且避免大气污染。5.3.5.5 焊接过程中填充焊丝的加热端应始终处在氩气的保护之下，熄弧后焊丝不得立即暴露在大气中，应在焊缝脱离保护时取出，焊丝如被污染，出现氧化变色时，污染部分应予切除。必须采用有效措施，防止氢、氧、氮、碳及铁质污染，试压及清洗应采用洁净水。5.3.5.6 钛材的焊接场所应为独立区域，若在有钢材作业的车间内，应分割成一个独立的、封闭的钛材焊接区，焊接时应远离通风口和敞开的门窗，场地应铺设橡胶等绝缘软垫。5.4 季节性施工技术措施5.4.1 冬季室外作业应设防风保温棚 。5.4.2 雨季室外作业应设防雨棚；当焊缝处潮湿时应用氧-乙炔焰烤干；当焊接环境相对湿度大于80%时应停止焊接。6.质量检验6.1 质量检验标准及方法6.1.1 焊接质量检验按照GB50236 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范等标准执行。6.1.2 质量检验标准6.1.2.1 保证项目 焊材必须符合设计要求。检验方法：检查出厂合格证或质量证明书、复验报告 管道焊接前必须做焊接工艺评定，且应符合焊接工艺评定规范要求。检验方法：检查焊接工艺评定报告 管道焊缝无损检测必须符合设计要求和规范规定。检验方法：检查无损检测记录和报告 焊接人员必须经过考试并有合格证书。检验方法：检查施焊人员合格证书6.1.2.2 基本项目 焊缝表面无裂纹、气孔、夹渣、凹陷、飞溅、药皮、焊疤等缺陷。检验方法：观察检查，按系统抽查10%，不少于3处 单线图上必须标注有焊工号。检验方法：观察检查，按系统抽查10%，不少于3处6.1.2.3 允许偏差项目表8 焊缝允许偏差项目及检验方法序号项 目规定值允许偏差（mm）检查数量检验方法1咬边深度0.5按系统抽查10%，且不少于3道焊口用焊接检验尺检查长度连续长度50两边总长度10%L2余 高1+0.1C3焊后错边量不宜超过壁厚的10%，且不大于1mm4焊角尺寸15焊缝宽度不带坡口0.9（1.5+3）1.1（1.5+3）带坡口每边超出坡口1注：L焊缝长度；C焊缝宽度；管壁厚度。6.1.2.4 钛及钛合金焊缝表面色泽检查标准见下表9所示：表9 钛及钛合金焊缝表面色泽检查标准焊 道 颜 色保 护 效 果质 量银白色（金属光泽）优合格金黄色（金属光泽）良合格紫色（金属光泽）注蓝色（金属光泽）低温氧化，表面污染合格高温氧化，污染严重，焊缝性能下降不合格灰色（金属光泽）保护不好，污染严重不合格暗灰色灰白色黄白色 注：区别低温氧化和高温氧化的方法宜采用酸洗法，经酸洗能除去紫色、蓝色者为低温氧化，除不掉者为高温氧化。6.2 质量控制点表10 质量控制点序号质量控制点控制等级主 要 控 制 方 法1焊接施工方案B编制焊接方案，进行工艺技术交底和安全技术交底。2焊工资质B及时进行焊工取证，严格焊工持证上岗。3焊接工艺评定CR严格遵循JB4708规定进行，工艺评定覆盖率100%。4焊接工艺指导书CR严格按照标准规范、工艺评定编制。5焊材管理C控制焊材采购、验收（或复验）、保管、烘干、发放环节，压力管道焊材做到有可追溯性。6焊缝对口质量检查C焊缝对口间隙、钝边、坡口角度，坡口两侧清理应符合工艺指导书。7焊接环境C焊接环境的风速、温度、湿度应符合工艺指导书；设防风雨棚。 9焊接过程CR焊接施工的工艺参数应符合工艺指导书的规定，质检员及时进行抽查。10外观检查C焊缝完成后焊工应进行自检，质检员进行专检，合格标准按有关规