上海某钢厂转炉炉壳焊接施工工艺

1、工程概况***工程炼钢I标两台150t转炉，为运输方便，将炉壳分为上下两部分，炉壳组装时有一条环缝在安装现场焊接。炉壳内径6860mm,材质16MnR，厚度为70mm。根据相关规范要求，为防止和减小焊缝冷裂纹及延迟裂纹的产生，确保设备焊接质量，将进行焊接前的预热、焊接时保温和焊接后热处理。焊缝外观质量检查对照《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》的表中的I级进行。用磁粉探伤方法对炉壳组对焊缝表面缺陷进行检测，检查执行JB4730－2005，焊缝质量等级评定I级为合格。对炉壳组对焊缝进行100％超声波检验，检验结果应符合《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结构分级法》GB11345－89中的B类，焊缝质量等级不低于I级。2、编制依据《钢结构工程施工及验收规范》GB50205－2001《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81－2002《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236－98《钢制压力容器焊接工艺评定》JB4708－2000相关图纸及类似工作经验3、工作流程见附页1.炉壳焊接工艺流程图4、炉壳组对定位4.1炉壳组对及定位焊接的施工步骤如下：设备到场后，检查上下炉壳的尺寸偏差应符合图纸要求，径向错边应不大于3mm，上下炉壳组对时的间隙应不大于3mm。焊工正式施焊前，应试焊合格。试焊焊缝的材质、位置、坡口型式应与正式焊缝相同。试焊焊缝的检验应与正式焊缝相同。设置炉壳组对用场地，并将炉壳按照组对工艺吊装就位，垫设、支撑牢固。参见附图1。使用挡板、千斤顶等措施和工具进行炉壳组对，按照出厂时的定位标记和定位措施，找正调整上下炉壳的组对偏差符合设计要求。组对的坡口间隙应在0～3mm间，径向错边量小于3mm，坡口角度应符合图样要求。参见附图2。对炉壳组对焊接坡口内外侧按JB/T4730－2005进行磁粉检测，检查有无表面及近表面缺陷，缺陷部位用角向磨光机清除并记录。初步检测组对尺寸、偏差均符合要求后，为减少炉壳的焊接变形，以δ30mm800×400mm的16Mn定位钢板对上下炉壳进行临时焊接固定，并在炉壳焊缝处留出施焊空间，炉壳接口内外等距设置8块钢板共计16块。定位焊前要对组装质量进行检查并作出详细记录，不符合图纸、规范要求，应拒绝定位焊接并及时向组对人员和专检人员反馈意见。定位焊应采用正式焊接材料和焊接工艺，并应由合格焊工施焊。定位焊缝的长度和间距，应能保证焊缝在正式焊接过程中不致开裂。对定位焊焊缝进行检查，如有裂纹、未熔合、焊瘤、气孔、夹渣等缺陷，必须采用气刨或砂轮等办法铲除定位焊肉并重新进行定位焊。气刨时应注意夹碳和夹渣缺陷的清理。4.2炉壳的组装还应符合下列要求：炉壳的直径偏差应符合设计要求，且最大与最小直径之差不得大于炉壳设计直径的3/1000。炉壳高度的极限偏差为设计高度的±3/1000。炉口平面对炉壳轴线的垂直度公差为1/1000。炉壳组对后，检查上下炉壳组对的间距尺寸，以4处导向支座处为准，检查炉壳上的腰线尺寸并复核导向支座距离三点悬挂处（加工面处）的高度偏差，确保炉壳组对、焊接后，与托圈装配时4个导向支座与托圈上的挡块不会产生大的偏差。4.3炉壳组对措施及其布置见附图3、4。5、焊接准备5.1焊接人员：施焊炉壳的焊工应按照《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》的规定进行培训、考试，并取得相关项目资格。5.2焊接方法、焊接材料：根据设计要求采用手工电弧焊。焊条采用E5015，焊条应按要求进行烘干后领用。（焊条烘干温度350℃，保温2～3h,）5.3焊接设备、机具：主要施工机具数量见下表主要施工机具一览表：序号名称型号、规格数量备注1焊机ZX5－6306台1台气刨2焊机WSA－5003台1台备用3空压机0.6m31台4角向磨光机￠1004台5碳弧气刨1套6打渣机风动2套7热处理温控箱360KW1台8热处理温控箱60KW1台备用9电加热片10KW40片10保温棉若干11红外测温仪50～1000℃1把侧坡口温度12焊条烘干箱1台5.4焊前预热：正式焊接前对焊缝坡口及两侧进行预热，预热采用履带式电加热器紧贴焊缝进行，焊至内侧时，置于外侧。预热温度为100℃～150℃（若局部温度达不到要求可用火焰辅助加热）。加热范围以焊缝坡口中心线为基础，每侧不小于焊件厚度的2倍，升温应均匀缓慢进成。在施焊侧对面坡口（炉壳外外侧清根后再将电加热器敷设在炉壳内侧预热。履带式电加热器如下图所示布置。6、焊接6.1焊接坡口形式及尺寸见下图：6.2焊接顺序：确认组装质量检查定位焊缝焊接区域清理预热内侧焊至坡口2/3处外侧清根打磨清根质量确认焊完外侧焊缝焊完内侧焊缝焊缝表面清理后热保温焊缝外观检查探伤检查6.3焊接作业人员分布:将焊缝按照圆周方向分为七等份，七名焊工按同一方向同时施焊，每名焊工对各自责任区域的焊接质量负责。同时施焊且焊接速度基本保持一致。焊接统一按照顺时针方向进行，并采取必要的防风措施。正式焊接开始后，中途不得停顿，采取连班作业，交接班时必须有技术人员参与并交待清楚。6.4焊接工艺参数见下表：焊接方法焊接层次电源极性焊条直径焊接电流焊接电压焊接速度cm/minSMAW封底焊直流反接4.0155～175AA24～26V12～16SMAW填充焊直流反接5.0220～250AA26～28V14～18SMAW盖面焊直流反接5.0220～250AA26～28V14～187、焊接质量控制7.1焊接区域内应设防风、防雨设施，焊接时的相对湿度不大于90％。7.2焊条要严格执行烘干、领用及回收制度。7.3禁止在坡口之外的母材表面引弧或试验电流。7.4焊接过程中必须认真进行层间清理，适当控制层间温度，当层间温度低于预热温度时停止焊接作业。焊接工作要连续进行，一次焊完，中途不得停留，如必须停留而重新焊接时，重新预热温度应高于起始预热温度30～50℃。7.5焊接过程中，焊工发现缺陷时应停止正常焊接，消除缺陷后再继续焊接。在遇到炉壳原有立缝时（T型焊缝），要不停顿地连续焊过去。7.6在焊接填充层和盖面层时，要求焊接过程中每焊完一道缝均用打渣机沿焊缝表面反复锤打，以便清渣和消除内应力。7.7各层焊道的接头要错开，两焊工所负责区域相邻过渡处，各层接头要排列成梯形，接头处最少要保证焊道重叠10mm。7.8外侧焊道碳弧气刨清根后，用角向磨光机打磨刨槽，去掉渗碳层。用磁粉探伤进行表面及近表面缺陷探测。8、焊缝后热处理焊接完成后应立即按要求对整条焊缝进行后热处理，去除焊缝中残留的氢，减小氢致裂纹的倾向。后热温度为200±25℃，保温2小时，然后缓冷至室温，冷却速度不大于75℃/h。后热布置如下图所示：9、无损检测焊接作业结束24小时后进行焊缝质量检查，焊缝外观质量检查对照《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》的表中的I级进行。用磁粉探伤方法对炉壳组对焊缝表面缺陷进行检测，检查执行JB4730－2005，焊缝质量等级评定I级为合格。对炉壳组对焊缝进行100％超声波检验，检验结果应符合《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结构分级法》GB11345－89中的B类，焊缝质量等级不低于I级。10、焊缝返修对焊接缺陷严重超标或检测人员定性为危害性缺陷的，应报经相关部门负责人批准，在检测人员的配合下对焊缝缺陷部位进行局部返修，返修工艺及参数与正式焊接时相同。11、施工安全11.1焊工及有关施工人员必须按国家规定穿戴劳保用品，进行高空作业时必须同时遵守高空作业的安全规定。11.2焊工必须严格遵守本工种安全技术操作规程。11.3施工期间要严格执行现场安全条例。11.4连接地线电缆应牢固，防止地线电缆线与焊件打弧。11.5电焊机必须装有独立的漏电保护开关，拉合开关时应戴手套，并侧向操作。同时，电焊机外壳应接零。11.6禁止将建筑物金属框架、管道、脚手架、设备等作为焊接电源回路。11.7焊接前要对操作平台进行检查，确保万无一失，焊接时有专人防护。11.8