16MnDR焊接工艺规程

钢制球形储罐(16MnDR)焊接工艺规程

1范围

本标准规定了钢制球形储罐焊接的根本要求。

本标准适用于焊条电弧焊、气体保护焊等方法焊接的钢制球形

储罐。

2引用标准

GB150-2022钢制压力容器

GB50094-98球形储罐施工及验收标准

GB12337-2022钢制球形储罐

GB/T5117-1995碳钢焊条

GB/T5118-1995低合金钢焊条

GB/T14958-1994气体保护焊用钢丝

JB4708-2022钢制压力容器焊接工艺评定

JB4730-1994压力容器无损检测

3焊接材料

3.1焊接材料包括焊条、焊丝、气体、电极和衬垫等。

3.2焊接材料选用原则

应依据母材的化学成分、力学性能、焊接性能，并结合球形储罐

的构造特点、使用条件及焊接方法综合考虑选用焊接材料，必要时通过

试验确定。

焊缝金属的性能应高于或等于相应母材标准规定值的下限或满

足图样规定的技术条件要求。对各类钢的焊缝金属要求如下:

3.2.1一样钢号相焊的焊缝金属

低合金钢的焊缝金属应保证力学性能，且其抗拉强度不应超过母

材标准规定的上限值加30Mpao

3.2.2不同钢号相焊的焊缝金属

不同强度钢号的碳素钢、低合金钢的焊缝金属应保证力学性能，

且其抗拉强度不应超过强度较高母材标准规定的上限值。

3.3焊接材料应有产品质量证明书，并符合相应标准的规定。施焊

单位按质量保证体系规定验收与复验，合珞前方准使用。材质为

16MnDR的球罐，其球壳的对接焊缝以及直接与球壳焊接的焊缝，应

选用低氢型药皮焊条J507RH,焊条应按批号进展集中氢复验。集中

氢试验方法应按现行国家标准《电焊条熔敷金属中集中氢测定方法》

GB/T3965的规定进展，烘干后的实际集中氢含量应小于等于

6ml/100g.

3.4焊接材料应满足图样的技术要求，并按JB4708规定通过焊接工

艺评定。

3.5焊接材料熔敷金属硫、磷含量规定应与母材全都，选用

GB/T5118标准规定的焊条，还应符合以下要求：

型号为EXXXX-G的焊条应规定出焊缝金属夏比V型缺口冲

击吸取功。

4焊接工艺评定和焊工

4.1焊接工艺评定前，应针对钢板的钢号、厚度、焊接方法及焊接材

料，选取适宜的方法进展裂纹试验。

4.2施焊以下各类焊缝的焊接工艺必需按JB4708标准评定合

格。焊缝金属和热影响区的低温夏比（V型缺口）冲击试验的合格标

准，应按现行国家标准GB150-2022《钢制压力容器》的要求确定，

且不得低于母材性能。

a）受压元件焊缝；

b）与受压元件相焊的焊缝；

c）熔入永久焊缝内的定位焊缝；

d）受压元件母材外表堆焊、补焊；

e）上述焊缝的返修焊缝；

4.3施焊以下各类焊缝的焊工必需按《锅炉压力容器焊工考试规章》

规定考试合格。

a）受压元件焊缝；

b）与受压元件相焊的焊缝；

c）熔入永久焊缝内的定位焊缝；

d）受压元件母材外表耐蚀堆焊。

5焊前预备

5.1焊接坡口

焊接坡口应依据图样要求或工艺条件选用标准坡口或自行设

计。选择坡口形式和尺寸应考虑以下因素：

a）焊接方法；

b）焊缝填充金属尽量少;

c）避开产生缺陷；

d）削减剩余焊接变形与应力；

e）有利于焊接防护；

f）焊工操作便利；

5.2坡口预备

碳素钢和标准抗拉强度下限值不大于540Mpa的强度型低合金钢

可承受冷加工方法，也可承受热加工方法制备坡口。

5.3焊接坡口应保持平坦，不得有裂纹、分层、夹杂等缺陷，形式和

尺寸应符合相应规定。

5.4坡口外表及两侧（以离坡口边缘的距离计焊条电弧焊各10mm,

气体保护焊各20mn）应将水、铁锈、油污、积渣和其它有害杂质清

理干净。

5.5焊条按规定烘干、保温（并应符合以下要求），J507RH焊条的烘

干温度及保持时间为350℃Xlh；焊丝需去除油、锈；保护气体应保

持枯燥；

a）焊接材料应设专人负责保管、烘干和发放；

b）焊接材料的储存库应保持枯燥，相对湿度不得大于60%,焊

接材料使用前，应按有关规定进展烘干。

c）烘干后的焊条应保存在100C〜150c的恒温箱中，药皮应无

脱落和明显裂纹。

d）焊条在保温筒内不宜超过4小时。超过后，应按原烘干制度

重枯燥。重复烘干次数不宜超过二次。

5.6预热

5.6.1依据母材的化学成分、焊接性能、厚度、焊接接头的拘束程度、

焊接方法和焊接环境等综合考虑是否预热，必要时通过试验确定。

16MnDR推举的预热温度见下表.

16MnDR推举的预热温度

钢号厚度,mm预热温度，℃

3275-125

16MnR38100-150

50125-175

5.6.2不同钢号相焊时，预热温度按预热温度要求较高的钢号选取。

5.6.3实行局部预热时，应防止局部应力过大。预热的范围为焊缝两

侧各不小于焊件厚度的3倍，且不小于lOOmmo预热温度应距焊缝中

心线50mm处对称测量，每条焊缝测点应不少于3对.

5.6.4需要预热的焊件在整个焊接过程中应不低于预热温度。

5.6.5当用热加工法下料、开坡口、清根、开槽或施焊临时焊缝时，

亦需考虑预热要求。

5.7焊接设备及关心装备等应处于正常工作状态，安全牢靠，仪表应

定期校验。

5.8定位焊及工卡具焊接

a)焊接工艺以及对焊工的要求应与球壳焊接一样。b)

要求预热后焊接的球壳，在定位焊及工卡具焊接处，至少应

在150mm范围内进展预热。

c）定位焊缝的长度不小于50mm,引弧点和熄弧点应在坡口内。

d）工卡具的焊接，引弧点和熄弧点应在工卡具焊道上。严禁在

非焊接位置任意引弧和熄弧。e）

工卡具撤除时，不得损伤球壳板。切除后应打磨平滑。

6焊接

6.1焊前应按接头编制焊接工艺规程（推举表格见压力容器焊接工艺

卡），焊工应按图样、工艺文件、技术标准施焊。

6.2焊接环境

6.2.1焊接环境消灭以下任一状况时，须实行有效防护措施，否则制

止施焊。

a）风速：气体保护焊时大于2m/s,手工焊时大于8m/s；b）

相对湿度大于90%；

c）雨雪环境；d）

焊件温度低于-5C

（注：焊接环境的温度和相对湿度应在距球罐外表500-1000mm

处测得）。

6.2.2对不需预热的焊件，当焊件温度低于0℃时;应在始焊处100mm

范围内预热到15c以上，方可进展焊接.

6.3应在引弧板或坡口内引弧，制止在非焊接部位引弧。纵焊缝应在

引出板上收弧，弧坑应填满。

6.4防止地线、电缆线、焊钳与焊件打弧。

6.5电弧擦伤处的弧坑需经修磨，使其均匀过渡到母材外表，修磨的

深度应不大于该部位钢材厚度5s的5%且不大于2nn,否则应予补焊。

6.6施焊过程中应严格把握焊接线能量，每条焊道的线能量都不高于

评定合格数值的上限。

6.7球罐焊接时,应承受多层多道焊，各焊层焊道的接头应尽量错开。

6.8受压元件角焊缝的根部应保证焊透。

6.9双面焊须清理焊根，显露出正面打底的焊缝金属。对于自动焊，

假设经试验确认能保证焊透，亦可不作清根处理。

6.10接弧处应保证焊透与熔合。

6.11施焊过程中应把握层间温度不超过规定的范围，当焊件预热时，

应把握层间温度不得低于预热温度。

6.12每条焊缝应尽可能一次焊完。当中断焊接时，对冷裂纹敏感的

焊件应准时实行后热、缓冷等措施。重施焊时，仍需按规定进展预热。

6.13承受锤击消退剩余应力时，第一层焊缝和盖面层焊缝不宜锤击。

6.14引弧板、引出板、产品焊接试板不应锤击撤除。

7焊后整体热处理

7.1符合以下条件之一的球罐应在压力试验之前进展焊后整体热处

理：

7.1.1图样要求进展焊后整体热处理者；

7.1.2图样注明有应力腐蚀的球罐。

7.1.3图样注明盛装毒性为极度或高度危害物料的球罐。

7.1.4球壳板厚度大于或等于16mm的16MnDR低温球罐。

7.2热处理工艺

7.2.1热处理温度应按图样要求，也可参照下表，但均应经焊接工艺

评定进展验证。

16MnDR的焊后热处理标准

电弧焊焊后热处理温

钢号最短保温时间h

度。C

按lh/25mm计算,且

16MnDR625±25

不小于lh.

7.2.2热处理恒温时间，按球壳厚度每25mm恒温lh计算，且不少于

lho

7.2.3升温至400℃以上时，升温速度宜把握在50-80℃/ho

7.2.4降温时，降温速度宜把握在30〜50C/h,400c以下自然冷

却。

7.2.5400℃以上升温存降温时，球壳外表上相邻两测温点的温差不

得大于130℃。

7.3保温要求

7.3.1球罐的人孔、接收、连接板及从上支柱与球壳连接焊缝的下段

算起向下至少1000mm长度的支柱应进展保温。

7.3.2热处理时，保温层外表温度应不高于60℃o

7.4测温系统

7.4.1测温点应均匀布置在球壳外表，相邻两测温点的间距宜为

4500mmo距人孔与球壳环焊缝边缘200mm以内及产品焊接试板上，

必需设测温点。

7.4.2温度宜进展连续自动记录。仪表精度应到达1%的要求。

8焊缝返修

8.1对需要焊接返修的缺陷应当分析产生缘由，提出改进措施，按评

定合格的焊接工艺，编制焊接返修工艺。

8.2焊缝同一部位返修次数不宜超过二次。

8.3返修前需将缺陷去除干净，必要时可承受外表探伤检验确认。

8.4待补焊部位应开宽度均匀、外表平坦、便于施焊的凹槽，且两端

有肯定坡度。

8.5如需预热，预热温度应较原焊缝适当泥高。

8.6返修焊缝性能和质量要求应与原焊缝一样。

9产品焊接试板

9.1产品焊接试板的制备要求

9.1.1试板应由施焊球壳的焊工，承受施焊球壳时一样的条件和焊接

工艺焊接。多个焊工焊接的球壳，做焊接试板的焊工由组焊单位的检

验部门指定。

9.1.2每台球罐应按施焊位置做三块产品焊接试板（横焊、立焊和平

焊加仰焊）。

9.1.3假设球罐进展焊后整体热处理，应将产品焊接试板对称布置在

球壳热处理高温区的外侧，并与球壳紧贴，与球罐一起进展热处理。

9.2产品焊接试板的尺寸和试样的截取，试样的检验与评定应按

GB150附录E的规定。

9.3产品焊接应做焊缝金属和热影响区的低温夏比（V型缺口）冲击

试验，其冲击试验温度和合格指标应符合现行国家标准GB150-2022

《钢制压力容器》对母材的要求。

9.3.1