压力管道焊接工艺规程

压力管道焊接工艺规程

1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、鸨极氤弧焊以及二氧化碳气体保

护焊的焊接施工。

2主要编制依据

2.1GB50236-98《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》；

2.2GB/T20801-2006《压力管道规范-工业管道》；

2.3SH3501-2001《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》；

2.4GB50235-97《工业金属管道工程施工及验收规范》；

2.5CJJ28-89《城市供热管网工程施工及验收规范》；

2.6CJJ33-89《城镇燃气输配工程施工及验收规范》；

2.7GB/T5117-1995《碳钢焊条》；

2.8GB/T5118-1995《低合金钢焊条》；

2.9GB/T983-1995《不锈钢焊条》；

2.10YB/T4242-1984《焊接用不锈钢丝》；

2.11GB1300-77《焊接用钢丝》；

2.12其他现行有关标准、规范、技术文件。

3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

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、鸨棒、僦气、二氧化碳气、氧气、乙快气

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。其中鸨

棒宜采用锦鸨棒;气气纯度不应低于99.95%；二氧化碳气纯度不低于99.5%；

含水量不超过0.005%o

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、氨弧焊机、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

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）氨弧焊、二氧化碳气体保护焊：2m/so

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℃o

4焊接工艺

4.1压力管道焊接施工流程图（见图1）

焊前准备

焊接坡口制备及清理焊机悝能确认焊条烘干及焊丝清理

焊口'组对——

质量,评定

正式‘施焊

焊接检验

焊缝无损探伤

否

结定一

焊后心

硬度测试

否

结果怦定

水压试验

图1焊接施工流程图

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W6nlm时，可选用筑弧焊或筑弧焊打底电焊盖面工艺；当壁厚〉

6mm时，可采用氨弧焊打底，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。

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：

①两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。

②两侧之一为奥氏体不锈钢时，可选用含银量较高的不锈钢焊条（丝）。

表1常用钢号推荐选用的焊接材料

焊条电弧焊C02气保焊氨弧焊

焊条

钢号焊丝钢号焊丝钢号

型号

牌号示例（标准号）（标准号）

（标准号）

Q235-A•F

E4303H08MnSi

Q235-AJ422——

(GB/T5117)(GB/T14958)

10(管)20(管)

Q235-BE4316

J426

Q235-C(GB/T5117)H08MnSi

——

20G20gE4315(GB/T14958)

J427

20R20(锻)(GB/T5117)

E5016

J506

(GB/T5117)H08Mn2SiAHlOMnSi

16Mn,16MnR

E5015(GB/T14958)(GB/T14957)

J507

(GB/T5117)

12CrMoE5515-B1H08CrMoA

R207—

12CrMoG(GB/T5118)(GB/T14957)

15CrMo

E5515-B2H13CrMoA

15CrMoGR307—

(GB/T5118)(GB/T14957)

15CrMoR

12CrlMoVE5515-B2-VII08CrMoVA

R317—

12CrlMoVG(GB/T5118)(GB/T14957)

lCr5MoE5MoV-15R507一—

E308-16

A102—

(GB/T983)H0Cr21Nil0

0Crl8Ni9

E308-15(YB/T5091)

A107—

(GB/T983)

0Crl8Nil0TiE347-16H0Cr21Nil0Ti

A132—

!Crl8Ni9Ti(GB/T983)(YB/T5091)

E347-15

A137一

(GB/T983)

表2不同钢号相焊推荐选用的焊接材料

焊条电弧焊葡弧焊

接头母材类焊条

被焊钢材类别焊丝钢号备注

别或组别号

型号

牌号示例（标准号）

（标准号）

E4303

J422

碳素钢之间(GB/T5117)H08A

I+1——

焊接E4315(GB/T14957)

J427

(GB/T5117)

E4303

J422

(GB/T5117)HlOMnSi

I+(11-1)—

E4315(GB/T14957)

J427

(GB/T5117)

E4315

碳素钢与强度J427

(GB/T5117)HlOMnSi

性低合金钢1+(II-2)—

E5015(GB/T14957)

焊接J507

(GB/T5117)

E4315

J427

1+(III-1)(GB/T5117)HlOMnSi

—

I+(III-2)E5015(GB/T14957)

J507

(GB/T5117)

E4315HlOMnSi

碳素钢与耐热1+IVJ427—

(GB/T5117)(GB/T14957)

型低合金钢

E4315HlOMnSi

焊接I+VJ427一

(GB/T5117)(GB/T14957)

碳素钢与低温

E4315HlOMnSi

型低合金钢I+VIJ427—

(GB/T5117)(GB/T14957)

焊接

E5015

J507

强度性低合(GB/T5117)HlOMnSi

II+11——

金钢的焊接E5515-G(GB/T14957)

J557

(GB/T5118)

E309-16

A302

(GB/T983)HlCr24Nil3

I+(vn-1)—

E309-15(YB/T5091)

A307

(GB/T983)

珠光体钢与奥E309Mo-16

A312一一

氏体不锈钢(GB/T983)

焊接E309-16

A302

(GB/T983)HlCr24Nil3

H+(vn-i)——

E309Mo-16(YB/T5091)

A312

(GB/T983)

E310-16

A402

(GB/T983)HlCr26Ni21

in+(vn-i)—

E310-15(YB/T5091)

A407

(GB/T983)

珠光体钢与奥E309-16HlCr24Nil3

A302—

氏体不锈钢(GB/T983)(YB/T5091)

焊接E310-16HlCr26Ni21

w+(vn-i)A402—

(GB/T983)(YB/T5091)

E310-15HlCr26Ni21

A407—

(GB/T983)(YB/T5091)

E309-16HlCr24Nil3

A302—

(GB/T983)(YB/T5091)

E310-16HlCr26Ni21

v+(vn-i)A402—

(GB/T983)(YB/T5091)

E310-15HlCr26Ni21

A407—

(GB/T983)(YB/T5091)

E309-16

A302

(GB/T983)HlCr24Nil3

vi+(vn-i)—

E309-15(YB/T5091)

A307

(GB/T983)

表3常用钢号分类分组

类别号组别号钢号

Q235-A•F,Q235-A,Q235-B,Q235-C

II-1

10(管)，20,20g,20G,20R

II-116Mn,16MnR

II

II-215MnVR,15MnNbR,20MnMo

III-113MnNiMoNbR,18MnMoNbR,20MnMoNb

III

III-207MnCrMoVR

12CrMo,12CrMoG,15CrMo,15CrMoG,15CrMoR,

IV-l

14CrlMo,14CrlMoR,12CrlMoV,12CrlMoVG

IV

12Cr2Mo,12Cr2MoG

IV-2

12Cr2Mol,12Cr2MolR

Vv-ilCr5Mo

VI-l09MnD,09MnNiD,09MnNiDR

VIVI-216MnD,16MnDR,15MnNiDR,20MnMoD

VI-307MnNiCrMoVDR,08MnNiCrMoVD,10Ni3MoVD

!Crl8Ni9Ti,0Crl8Ni9

vn-i

0Crl8Nil0Ti,00Crl9Nil0

vn

0Crl7Nil2Mo2,0Crl8Nil2Mo2Ti,00Crl7Ni14Mo2

vn-2

0Crl9Nil3Mo3,00Crl9Nil3Mo3

vnivni-i0Crl3

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4焊接接头坡口形式和尺寸

坡口尺寸

厚度T坡口

坡口形式备注

(mm)名称间隙C钝边P坡口角度

(mm)(mm)a(B)(°)

1〜30-1.5单面焊

I型

——

坡口

3〜60-2.5双面焊

V型

3〜90〜20〜265〜75

坡口

9〜260〜30〜355〜65

6〜93〜50〜2

带垫板

V型45〜55

坡口

9〜264〜60〜2

X型

12〜600〜30〜355〜65

坡口

双V型65〜75

20〜600〜31〜3

坡口(8-12)

U型

20〜600〜31〜3(8-12)

坡口

管径中管座

2〜3—45〜60

76〜133坡口

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。

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2O

图2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。

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2〜4nim,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。

当拆除卡具时一，不得用敲打或掰扭的方法拆除。当用氧-乙快焰切割卡具时,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管子焊接时一，管端要堵封住，防止管内穿堂风。

4.4.5焊接时焊接工艺参数均按表5、表6选择。

表5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02.580~10022

焊条电弧焊03.2100~14022

焊条电弧焊04.0160〜20022

表6鸨极气弧焊工艺参数

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）

鸨极筑弧焊①2〜2.580~100128-10

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当采用壶（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（含铝量23%或合金总含量＞5%）的管子（件）焊接时，为

防止根层氧化或过烧，内壁应充僦气或混合气体保护。

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，其中气弧焊打底

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。

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