钢管焊接施工作业指导书

钢管焊接施工作业指导书1适用范围本指导书适用于石油、化工、电力、市政项目中碳钢、低合金钢材质输送管道的现场手工电弧焊（SMAW）、氩弧焊（GTAW）及组合焊（GTAW+SMAW）作业，管径范围DN50～DN1200，壁厚3mm～60mm，设计压力0.1MPa～32MPa，环境温度−20℃～+50℃，海拔0～3000m。2引用文件GB50235—2010《工业金属管道工程施工规范》GB/T20801.1～6—2020《压力管道规范工业管道》NB/T47014—2018《承压设备焊接工艺评定》NB/T47015—2018《压力容器焊接规程》GB9448—2018《焊接与切割安全》DL/T869—2021《火力发电厂焊接技术规程》Q/SY1470—2020《油气输送管道焊接施工技术规范》《特种设备生产和充装单位许可规则》（TSG07—2019）项目部《HSE管理手册》第5版（2022）3术语与定义3.1根焊：第一层焊缝，保证背面成形，常采用GTAW。3.2热焊：根焊后立刻施焊的第二层，防止根焊裂纹，常采用SMAW。3.3填充焊：热焊之后、盖面之前的所有焊道，主要完成壁厚填充。3.4盖面焊：最外层焊缝，起密封、防腐蚀及外观成型作用。3.5氩弧焊摇摆：GTAW时焊枪横向摆动，增加熔宽，减少未熔合。3.6焊口编号：以“管线号+桩号+序号”共12位字符唯一标识一道焊口。3.7双检制：自检合格后由同组另一名焊工进行互检，记录双签字。4人员资格4.1焊工持《特种设备作业人员证》项目代号为SMAWFeⅡ5G12/57Fef3J、GTAWFeⅡ6G5/57FefS02/10/12，且在有效期内。4.2焊接质检员持《特种设备检验检测人员证》RTⅡ或UTⅡ级，并经过业主面试。4.3热处理工持《热处理工操作证》，并熟悉PWHT曲线输入。4.4每天班前由焊接工程师按附录A《焊工日报能力矩阵》点名，凡发现证书过期、血压≥140/90mmHg、酒精检测≥20mg/100mL者立即清场。5设备与机具5.1焊机：ZX7400D逆变直流弧焊机，额定输出400A，空载电压≤70V，带VRD防触电；氩弧焊机WSM400，高频引弧，脉冲频率0.5～500Hz。5.2气瓶：氩气纯度≥99.99%，流量表经二级减压，出口加装单向阀防回吸。5.3对口器：外钳式液压对口器，对中精度≤0.5mm，禁止使用千斤顶+钢板条野蛮对口。5.4加热器：陶瓷电阻加热绳，宽度60mm，功率10kW，带K型热电偶闭环控温。5.5测温仪：红外测温枪±1%精度，量程−30℃～550℃，每日与校准块比对一次。6材料管理6.1焊材库设三层货架，距墙≥300mm，室温10℃～30℃，相对湿度≤60%。6.2焊条烘干：E5018焊条350℃×1h，升温速率≤150℃/h，随烘随用，领出后4h内用完，否则按报废处理。6.3焊丝除锈：GTAW焊丝逐根用丙酮+无纺布擦拭，露出金属光泽后装入保温筒，筒内温度≥80℃。6.4色标管理：焊条尾部涂红、黄、蓝三色环区分强度等级，防止混用。7现场环境控制7.1风速：GTAW作业区风速≤2m/s，SMAW≤8m/s，超标时搭设防风棚，棚布采用阻燃PVC，四周离地200mm通风。7.2湿度：相对湿度>90%时，采用加热带+干燥机联合除湿，管口加热至≥5℃以上露点温度。7.3低温作业：环境温度<−10℃时，焊后立刻用岩棉+电热毯包裹，冷却速率≤10℃/min。8坡口加工与组对8.1坡口形式：壁厚≤8mm采用V型60°±2°，钝边1.0mm±0.5mm；壁厚>8mm采用复合U型，根部半径R=6mm，角度12°。8.2加工方法：机械坡口机冷加工，禁止火焰切割；加工后24h内施焊，否则用MT检测是否出现延迟裂纹。8.3组对间隙：根焊间隙2.5mm±0.5mm，用塞尺100%检查，周长均布8点。8.4错边量：≤1mm（壁厚≤10mm）或≤0.1t且≤2mm（壁厚>10mm），超差用专用锤+楔块微调，禁止用焊条头垫高。9焊接工艺参数9.1根焊GTAW：φ2.4mmER506，电流90～110A，电压10～12V，氩气流量8～10L/min，喷嘴φ10mm，滞后停气5s。9.2热焊SMAW：φ3.2mmE5018，电流100～130A，直流反接，焊条倾角75°，运条方式锯齿形，摆宽≤2.5倍焊条直径。9.3填充焊SMAW：φ4.0mmE5018，电流140～170A，层间温度150℃～250℃，每道厚度≤3mm，宽度≤12mm。9.4盖面焊：电流比填充降低10%，熔宽盖坡口边缘1～2mm，余高0.5～2mm，无咬边。10焊接顺序与操作要点10.1定位焊：对称4点，每点长10～15mm，厚度2～3mm，正式焊前用角磨机将两端磨成斜坡。10.2根焊：自下向上一根焊条连续焊完，熄弧处磨出斜坡再接引弧，背面氩气保护不锈钢衬垫，流量3L/min。10.3热焊：根焊完成10min内开始，先焊仰焊部位，采用“断弧一点”法，熔池颜色由亮红转暗红时给下一滴铁水。10.4填充：分层交叉排列，相邻焊道起弧点错开≥30mm，层间用风铲+钢丝刷彻底清渣，质检员用5×放大镜抽检。10.5盖面：最后一层前用直磨机轻扫表面，消除沟槽，盖面完成后24h内禁止移动管道。11预热与后热11.1预热温度：按Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B计算，Pcm≥0.25%时预热150℃。11.2加热宽度：坡口两侧各≥3t（t为壁厚），用测温笔每100mm标记一点，温度均匀性±15℃。11.3后热：厚度≥36mm或材质≥X65级焊后立刻200℃×2h后热，保温棉缓冷，冷却速率≤50℃/h。12焊后热处理（PWHT）12.1条件：壁厚≥19mm或设计有冲击试验要求；升温400℃以下速率≤220×25/t℃/h，恒温590℃±10℃×1h/25mm，降温400℃以上速率≤280℃/h。12.2热电偶布置：T≤50mm布2点，>50mm布4点，对称捆扎，用补偿导线接入多通道记录仪，采样周期≤5s。12.3硬度检验：PWHT后10%抽检，HB≤225，超标补做400℃×2h回火并复检。13检验与试验13.1外观：按NB/T47013.7—2015，焊缝余高0～2mm，宽度盖坡口边缘1～3mm，无裂纹、未熔合、气孔φ>1.5mm。13.2RT检测：比例100%（设计压力≥10MPa）或10%（<10MPa），Ⅱ级合格，黑度1.8～4.0，像质计FE10/16。13.3UT检测：厚度≥8mm可用，缺陷指示长度≤t/3且≤20mm，Ⅰ级合格。13.4力学性能：每规格每焊评一次，拉伸Rm≥母材下限，弯曲d=4a，180°无裂纹，冲击−20℃KV2≥41J。14返修控制14.1缺陷定位：RT底片用“十”字线标出，现场用中心定位尺+磁钢划出返修区域，长度两端各加10mm。14.2清除方法：碳弧气刨+角磨机，坡口角度15°，深度≤2/3t，禁止一次刨穿。14.3补焊工艺：同原WPS，但预热温度+50℃，层间温度≤300℃，补焊长度≥50mm，同一部位返修≤2次，超次由项目总工签字并报业主备案。15记录与追溯15.1焊口编号+焊工钢印：根焊完成即用钢印模在5点钟位置打码，字高5mm，深度≤0.5mm。15.2焊接日报：包含天气、焊口编号、焊材批号、电流电压、层间温度、质检员签字，当日17:00前上传PMS系统。15.3电子归档：RT底片扫描成DICOM格式，保存期≥设计寿命+10年，硬盘双备份+异地云盘。16职业健康与安全16.1防触电：焊机接地电阻≤4Ω，二次线采用快速接头+铜鼻子双螺母，每班用万用表测回路电阻<0.1Ω。16.2防坠落：作业高度≥2m挂双绳安全带，生命绳φ12mm钢丝绳，每2m设一个减震器。16.3防尘：打磨时戴KN95口罩，粉尘浓度≤8mg/m³，每季度委托第三方检测。16.4防火：动火点5m内清走可燃物，配两具4kg干粉灭火器，监火人持“红袖标”全程录像。17环保措施17.1焊条头回收：每人配1kg金属桶，下班称重登记，回收率≥98%，按0.5元/根奖罚。17.2废油布：放入HW49危废桶，标签“含油废物”，每月由有资质单位转运。17.3噪声：夜间22:00—06:00禁止碳弧气刨，昼间≤75dB(A)，用声级计在围挡外1m监测。18应急预案18.1触电：立即断电，用绝缘木棒移开电缆，心肺复苏30:2，同时呼120，现场配AED。18.2烧伤：冷水冲≥15min，剪开衣物禁止撕脱，用无菌纱布覆盖，送最近烧伤中心。18.3火灾：启动“蓝焰”Ⅱ级响应，切断气源，灭火器编号1—4号10s内到位，若3min内无法控制，拨打119并启动人员疏散。19培训与考核19.1入场三级教育：公司级8h、项目级4h、班组级2h，试卷满分100分，80分合格，不合格补考一次，仍不合格退场。19.2月度技能赛：仰板焊、立向下焊、氩弧摇把焊三项，设“金焊枪奖”奖金1000元，末位淘汰5%。20经验总结（2023年川气东送二线Φ1016×21mmX70钢级实例）20.1背景：山区段12km，坡度25°，冬季−8℃。20.2方法：采用“内对口器+根焊GTAW摇摆+填充SMAW4.0窄间隙”工艺，层间温度用加热绳闭环控制。20.3工具：林肯PipePro450RFC焊机，φ2.4mmER70S6焊丝，E70181焊条，RDS数字温控仪。20.4结果：一次RT合格率99.2%，