焊接工程施工方案

某化工股份有限公司生产区环保整体迁建项目烧碱界区设备和管道安装工程焊接工程施工方案编制：某建设工程公司目录TOC\o"1-1"\h\u65671.编制说明 268002.焊接工程概况 3304123、工艺评定及焊工资格认证 3141794、环境要求 3243645、焊接设备 4290076、焊前准备 4131247、焊接工艺 5142408、劳动力安排 1023349、焊接施工机具需用计划 112746110、质量保证措施 11328911、安全技术措施 111.编制说明1.1编制说明1.1.1.本焊接方案用来指导某化工股份有限公司烧碱项目工艺管道焊接施工。1.2编制依据1.2.1.项目安装工程设计图纸及相关技术文件；1.2.2.《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97；1.2.3.《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-98；1.2.4.某建设工程公司《焊接工艺评定汇编》。2.焊接工程概况本离子膜烧碱装置采用离子膜电解工艺。由于离子膜烧碱工艺复杂，工艺介质种类很多，其中很多工艺介质具有剧毒、强腐蚀性、高压、易燃易爆等特点，因此工艺管道设计选用了Q235/镀锌、20#、0Cr18Ni9（304）、0Cr25Ni20（310S）、等多种金属材质及玻璃钢/聚氯乙烯管（FRP/PVC）、氯化聚氯乙烯管（CPVC）等非金属材质。本工程焊接工程量大，焊接质量要求很高，部分焊缝要求进行100%射线探伤检验，焊接技术难度大。如何在较短时间内快速完成本工程项目，并为业主提供满意的长期稳定运行的优质产品，焊接是关键。注：本方案只讲述金属管道的焊接，非金属管道的焊接或粘接将在非金属管道安装方案中讲述。3、工艺评定及焊工资格认证施工前必须对所涉及材质进行焊接性能试验，做好焊接工艺评定，并制定焊接作业指定书，所有焊工应持证上岗，对参加施工的所有焊工进行考核，考试合格者方可从事与考试合格项目相应的焊接作业。4、环境要求4.1、环境若出现下列情况之一，而未采取保护措施时，不得继续进行焊接作业。4.1.1电弧焊焊接时，风速等于或大于8m/s。4.1.2气体保护焊焊接时，风速等于或大于2m/s。4.1.3相对湿度大于90%。4.1.4雨、雪天气。4.2、焊接环境温度低于0℃时，所有母材的焊缝应在始焊处100mm范围内预热到15℃以上。4.3、以上的环境中焊接，应遵守下列规定：消除焊件上的泥沙、油污、铁锈。施工现场作好防风，防雨措施。不得在焊完的管道上敲击。5、焊接设备（1）焊接设备使用逆变焊机、直流焊机和交流焊机，所有进入施工现场的焊接设备均需进行全面检查，测试合格后，方可使用。（2）焊接设备的使用与维护焊机的接线由专业电工负责，焊工不得自行动手。焊机外壳必须有良好的接地。焊工合上或拉断闸刀开关时，头部不要正对电闸。当焊钳与焊件短路时，不得起动焊机，暂停作业时，不准将焊钳直接搁在焊件上。要按照电焊机铭牌上标明的额定焊接电流和负载持续率使用。工作完毕或中断作业时，要及时切断焊机电源。6、焊前准备6.1、坡口预制坡口加工宜采用机械加工，也可采用氧乙炔焰等热加工方法。采用热加工方法加工坡口后，必须除去坡口表面的氧化皮、熔渣及影响接头质量的表面层，加工后坡口表面不得有裂纹、分层等缺陷，且钝边大小一致，坡口表面平整。6.2、焊前清理组对前应将坡口及其内外侧表面不小于20mm范围内的油、漆、垢、锈、毛刺及镀锌层等清除干净，呈现金属光泽。6.3、组对与定位6.3.1组对6.3.1.1组对时，管子内壁应齐平，内壁错边量不宜超过壁厚的10%且不应大于2mm。6.3.1.2焊件组对时，应垫置牢固，并应采取措施，防止焊接和热处理过程中产生附加应力和变形。6.3.1.3除设计要求进行冷拉伸或冷压缩外，不得强力组对。6.3.1.4管道的任何位置不得出现十字焊缝。6.3.1.5在合金钢管上焊接组对卡具时，卡具的材质应与管材相同。6.3.1.6当采用氧乙炔焰切割合金钢管道上的焊接卡具时，应在离管道表面3mm处切割，然后用砂轮进行修磨。6.3.2定位焊组对检查合格后方可进行定位焊，其焊接工艺应与正式施焊工艺一致。6.3.2.1定位焊所用的焊接材料应与正式施焊的焊材相同。6.3.2.2定位焊缝的长度，厚度和间距，应能保证焊缝在正式焊接过程中不致开裂。6.3.2.3定位焊缝不得有裂纹、夹渣及其他缺陷，且要保证焊透。6.3.2.4有焊前预热要求的材质，定位焊前也需要预热。6.3.2.5采用钨极氩弧焊对不锈钢管进行定位焊时，背面也要充氩气保护。7、焊接工艺本标段管道材质种类较多，主要有以下几类：碳钢Q235、 20#、304不锈钢、310s不锈钢。本方案拟定，采用氩电联焊的焊接方法。对于小管径、薄壁管或管道内部清洁要求较高的管道或设备入口管道等不易吹扫的采用氩弧焊或氩电联焊。7.1、手工电弧焊（详见表格）7.1.1手工电弧焊工艺：7.1.1.1焊接材料：碳钢Q235、20#钢管道选用J422焊条,16Mn管道采用J507焊条，304不锈钢采用A102焊条。7.1.1.2焊接层数：采用多层单道焊。7.1.1.3焊接电流的种类和极性：直流反极性。7.1.1.4焊接电流：焊接电流是手工电弧焊最重要的工艺参数，也可以说是唯一的独立参数，因为焊工在操作过程中需要调节的只有焊接电流，而焊接速度和电弧电压都是焊工控制的，选择焊接电流时，主要由焊条直径，焊接位置和焊道层次决定，焊工在施焊时，可根据实际情况选择合适的焊接电流。7.1.1.5电弧电压：电弧电压主要影响焊缝的宽度，对于手工电弧焊来说，焊缝的宽度主要靠焊条的横向摆动幅度来控制，因此，电弧电压的影响并不明显，当焊接电流调节合适以后，电弧电压实际正是由弧长来决定的，电弧太长时，燃烧不稳定，飞溅大，容易产生咬边、气孔等缺陷，若电弧太短时，容易粘条，一般情况下，电弧长度等于焊条直径的1/2-1倍为好。7.1.1.6焊接速度：手工电弧焊时，在保证焊缝具有所要求的尺寸和外形，保证熔合良好的原则下，焊接速度由焊工根据具体情况灵活掌握。7.1.2手工电弧焊施焊操作要求焊工严格按照焊接作业书的要求施焊。7.1.2.1起弧：焊接引弧应在坡口内表面，严禁在非焊接表面起弧。7.1.2.2打底焊：打底焊采用短弧焊，要求运条均匀，电弧长度为（1/2-1）d（d-焊条直径），焊接速度不宜过快，要注意将焊接电弧的2/3覆盖在熔池上，电弧1/3保持在熔池前，用来熔化和击穿焊件的坡口根部形成熔孔，熔孔的大小决定背面焊缝的宽度和余高，若熔孔太小，焊根熔合不好，若熔孔太大，则背面易烧穿，产生焊瘤。熔孔直径比隙大1~2mm为宜，施焊过程中需严格控制熔池形状，尽量保持大小一致，控制坡口两侧的熔合情况。焊条更换要快，位置要准。打底焊要求一次焊完，中间不能间歇，背面成形要求均匀焊透，不得烧穿，无缺陷。7.1.2.3填充焊：填充层施焊前，先将前一道焊缝的熔渣，飞溅清除干净，将前一层焊缝接头处的焊瘤打磨平整，然后进行填充焊，填充焊需注意以下几点：控制好焊道两侧的熔合情况，填充焊时，焊条摆动幅度加大，在坡口两侧停留时间要比打底焊时稍长，必须保证坡口两侧有一定的熔深，并使填充焊道表面稍向内凹。控制好最后一道填充焊缝的高度低于母材0.5~1.5mm。每层填充层焊缝的厚度不宜超过4mm。每层焊完后进行外观检查，发现缺陷后必须清除，方可按原工艺要求继续施焊。7.1.2.4盖面焊：盖面层施焊时，焊条摆动的幅度要比填充层大，摆动时要注意摆动幅度一致，运条速度均匀，同时注意观察坡口两侧的熔合情况，施焊时在坡口两侧稍作停顿，以便使焊缝两侧边缘熔合良好，避免产生咬边，以得到优质的盖面焊缝，焊条的摆幅由熔池的边沿确定，焊接时注意保证熔池边沿不得超过焊件表面坡口棱边2mm，否则焊缝超宽，盖面焊缝接头要平滑。7.1.2.5为防止焊接变形，对于较长的焊缝应采取分段打底，分段填充的方法，盖面采取连续焊。7.1.2.6每道焊缝焊完后，应立即清除表面渣皮、飞溅物，清理干净焊缝表面。7.2、手工钨极氩弧焊（工艺参数详见附表）7.2.1手工钨极氩弧焊工艺7.2.1.1焊接材料：选用H08Mn2SiA焊丝7.2.1.2钨极选用Wce-20钨极7.2.1.3保护气体种类：氩气、纯度应达到99.99%7.2.1.4焊接层数：采用多层单道焊。7.2.1.5焊接电源的种类和极性：直流电源，正极性。7.2.1.6焊接工艺参数：序号层数道数焊丝牌号规格（mm）保护气体流量（L/min）电流（A）111H08Mn2SiAφ2.5Ar7-1075-90221H08Mn2SiAφ2.5Ar7-1075-90331H08Mn2SiAφ2.5Ar7-1075-907.2.1.6.1喷嘴直径：喷嘴直径φ12。7.2.1.6.2钨极伸出长度：5~6mm。7.2.1.6.3喷嘴与焊件角度：75°~80°。7.2.2手工钨极氩弧焊操作方法7.2.2.1保护正确的持枪姿势，随时调整焊枪角度及喷嘴高度既要有可靠的保护效果，又要便于观察熔池。7.2.2.2打底焊应一气呵成，不允许中途停止，打底焊缝需经自检合格后，才能填充盖面。7.2.2.3送丝要匀，不能在保护区搅动，防止空气卷入。7.2.2.4为了获得比较宽的焊道，保证坡口两侧的熔合质量，氩弧焊枪也可作横向摆动，但摆动的频率不能太高，幅度不能太大，以不破坏熔池的保护效果为原则，焊完打底层后，焊第二层时应注意不得将打底焊道烧穿，防止焊道下凹或背面剧烈氧化。7.2.2.5注意焊后钨极形状和颜色的变化，焊接过程中如果钨极没有变形，焊后钨极端部为银白色，则说明保护效果好；如果焊后钨极发蓝，说明保护效果较差，如果钨极端部发黑或有瘤状物，说明钨极已被污染，多半是焊接过程中发生短路，必须将这段钨极磨掉，否则容易夹钨。7.2.2.6接头质量控制：无论打底层或填充层焊接，控制接头的质量很重要，控制接头质量的方法：接头处要有斜坡；重新引弧的位置在原弧坑后面，使焊缝重叠20～30mm，重叠处一般不加或只加少量焊丝；熔池要贯穿到接头的根部，以确保接头处溶透。7.2.2.7收弧：收弧不当，会影响焊缝质量，使弧坑过深或产生弧坑裂纹，甚至造成返修。收弧的基本要点是逐渐减少热量输入，如及时改变焊枪角度、拉长电弧、加快速度。对于封闭焊缝，最后的收弧，一般多采用稍拉长电弧，重叠焊缝20~40mm，在重叠部分不加或少加焊丝。停弧后，氩气应对收弧处持续保护延时10S左右再关闭，防止金属高温氧化。表2焊接方法选择材质种类碳钢牌号规格焊接方法Q235-B手工电弧焊20#主要物料管道≤DN50手工氩弧焊＞DN50氩电联焊一般工艺管道≤DN250手工电弧焊＞DN250CO2半自动焊不锈钢304304L310S316Ti≤DN100手工氩弧焊＞DN100氩电联焊焊条、焊丝选择见下页表3。表3焊接材料选择管道材料焊接材料手工氩弧焊（焊丝）手工电弧焊（焊条）CO2半自动焊（焊丝）牌号规格牌号规格牌号规格20#H08Mn2SiAФ2.0J422Ф2.5～4.0HO8Mn2SiAФ2.0Q235-B——J422Ф2.5～4.0——304H0Cr21Ni10Ф2.0A102Ф2.5～3.2——304LH00Cr21Ni10Ф2.0A002Ф2.5～3.2——310SH1Cr26Ni21Ф2.0A432Ф2.5～3.2——316TiH0Cr17Ni14Mo2TiФ2.0A022Ф2.5～3.2——工艺管道焊接工艺参数a.碳钢管道焊接工艺参数见表4表4碳钢管道焊接工艺参数焊接方法焊缝层次焊材规格（mm）焊接电流（A）电弧电压（V）钨极直径（mm）喷嘴直径（mm）氩气流量(L/min)D打底层ф2.575~9024~26———其余层ф3.295~10024~26———ф4.0130~15024~26———Ws打底层ф2.075~9012~14ф2.0ф88~10其余层ф2.075~9512~14ф2.0ф88~10注：D—手工电弧焊Ws—手工氩弧焊b.不锈钢管道焊接工艺参数不锈钢管道焊接，要尽可能选用较小的规范参数。特别是310S不锈钢较易产生焊接热裂纹，必须采用小电流、多层焊道、快速焊接方法。根据我公司焊接工艺评定报告和同类工程焊接经验，制定的不锈钢管道对接焊缝焊接工艺参数见表5。表5不锈钢管道对接焊缝焊接工艺参数管道材质焊接方法焊缝层次焊材直径（mm）焊接电流（A）电弧电压（V）钨极直径（mm）喷嘴直径(mm)氩气流量(L/min)层间温度（℃）喷嘴管内304316LWs打底层ф2.065~7512~14ф2.0ф88~108~15≤100其余层ф2.065~8012~14ф2.0ф88~108~15≤100D其余层Ф2.5～3.265~9524~26————≤100310SWs打底层ф2.060~7012~14ф2.0ф88~108~15≤100其余层ф2.060~7512~14ф2.0ф88~108~15≤70D其余层Ф2.5～3.265~9024~26————≤708、劳动力安排本工程焊接人员需用计划见表7表7焊接人员需用计划序号工种人数备注1焊接技术员1具备中级以上焊接工程师证2焊接检查员1具备中级以上质检员证3氩弧焊工13具备氩弧焊合格