22109铬钼耐热钢焊接施工工艺标准.docx
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22109铬钼耐热钢焊接施工工艺标准
铬钼耐热钢焊接施工工艺标准
QB-CNCECJ22109-2006
1适用范围
本施工工艺标准适用于铬-钼(珠光体)耐热钢设备、管道手工电弧焊、埋弧自动焊、手工钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊的焊接作业。
2施工准备
2.1技术准备
2.1.1施工技术资料
设计资料(施工图、材料表、标准图、设计说明及技术规定等)及焊接工艺评定。
2.1.2现行施工标准规范
•GB50235《工业金属管道工程施工及验收规范》
•GB50236《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》
•SH3501《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》
•SH3520《石油化工工程铬钼耐热钢管道焊接技术规程》
•SH3085《石油化工管式炉碳钢和铬钼钢炉管焊接技术条件》
•JB3223《焊条质量管理规程》
•JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》
•JB/T4709《钢制压力容器焊接规程》
•JB4730《压力容器无损检测》
•《压力容器安全技术监察规程》
2.1.3施工方案
2.1.3.1编制工程焊接施工方案、焊接工艺指导书。
2.1.3.2焊接工艺评定
⑴根据工程需要编制焊接工艺评定计划,并及时进行焊接工艺评定。
焊接工艺评定过程见
《通用焊接施工工艺标准》2.1.3.2第5条。
⑵压力容器、压力管道焊接工艺评定应执行JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》。
锅炉焊接工艺评定应执行《蒸汽锅炉安全技术监察规程》,其余的也可执行GB50236《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》。
⑶JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》和GB50236《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》中未包括的钢材,应按标准的规定进行归类,对于无法归类的材料应按钢号分别进行评定。
⑷引进项目中外国材料的焊接工艺评定应按设计文件要求的规范、标准进行。
2.1.4技术及安全交底
专业技术人员应按要求向所有焊接人员进行技术及安全交底。
2.1.5焊工培训考试
2.1.5.1根据工程需要编制焊工培训考试计划,并向有资质的焊工考试委员会提出申请,由考试委员会组织焊工进行基本知识和焊接操作技能考试。
2.1.5.2从事压力容器、压力管道焊接的焊工,应按《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》进行考试;从事其它焊接的焊工也可按GB50236《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》第5条进行考试。
2.1.5.3焊工合格证的项目应覆盖该焊工参加焊接的工作内容。
且该焊工施焊工作必须在合格项目有效期内。
2.2作业人员
表2.2主要作业人员
序号
工种
持证上岗要求
备注
1
焊工
持证
合格证中的项目应与施焊项目相符,不得超项施焊
2
气割工
持证
企业技能资格证
3
热处理工
持证
企业技能资格证
4
探伤检测人员
持证
应持有国家质量技术监督局签发的无损检测操作合格证
2.3材料验收与保管
2.3.1工程材料的验收与保管
2.3.1.1工程所采用的材料,应符合设计文件的规定。
2.3.1.2材料应具有出厂合格证或质量证明书,其检验项目及技术要求应符合国家或行业标准要求。
2.3.1.3材料入库前应核对材料牌号和质量证明书,并按相应国家或行业标准进行检查和验收。
2.3.1.4国外材料应符合合同规定的材料标准,并按相应材料标准进行复验。
2.3.1.5施工前应对所用材料进行外观检查,其表面不得有裂纹、气泡、缩孔、重皮、折叠等缺陷,否则应进行消除,消除深度不应超过材料的负偏差。
2.3.1.6管道、管件应按规定进行光谱检验。
2.3.2焊接材料的验收与保管
2.3.2.1焊接材料验收标准
⑴焊条应符合GB/T5118、GB/T983标准的规定;焊丝应符合GB14957与YB/T5092标准的规定;焊剂应符合国家现行材料标准的规定。
⑵国外焊材应符合生产国相应的技术标准。
⑶焊接材料入库时,应核查其质量证明书,同时检查包装状况,不得有破损、受潮、锈蚀等现象
⑷手工钨极氩弧焊所用的氩气应符合国家标准GB4842《氩气》的规定,且纯度不应低于99.96%。
⑸二氧化碳气体保护焊采用的二氧化碳气体纯度,不低于99.5%,含水量不应超过0.005%;使用前应预热和干燥,当瓶内压力低于0.98MPa时应停止使用。
⑹手工钨极氩弧焊易用铈钨极或钍钨极。
⑺氧乙炔气割所采用的氧气纯度不应低于98.5%,乙炔气的纯度和瓶中剩余的压力应符合现行国家标准GB6819《溶解乙炔》的规定。
2.3.2.2焊接材料的保管、烘干、发放
⑴焊接材料应按JB3223《焊条质量管理规程》的规定建立保管、烘干、发放回收制度。
⑵焊材库应具备防潮、通风、保暖性能,并设温湿度计实施监控;室内温度应在5℃以上,相对湿度不超过60%。
⑶焊材需分规格、型号及批号分列排放,做出标识;焊材存放必须离地离墙300mm。
⑷规范有要求对焊材(如球罐等规范)进行复验的应按要求进行复验,首次使用某厂或某牌号焊条宜进行焊接性能试焊,以鉴定焊材的可焊性和质量。
⑸焊材烘烤应设专职烘烤管理员,焊材烘烤管理员对焊接材料的烘烤、保温、发放及回收应作详细记录。
⑹焊接材料在烘烤及保温时应严格按要求执行;烘烤焊条时应注意防止焊条因骤冷骤热而导致药皮开裂或脱落;不同类型的焊接材料原则上应分别烘烤,但烘烤规范相同的不同类型焊接材料如同炉烘烤时,必须间隔且有明显的标记。
⑺经过烘烤的焊接材料如领出时间超过4小时,应再次烘烤;累计的烘烤次数不宜超过2次。
⑻烘烤后的焊接材料应存放在恒温箱内,并按不同型号、不同牌号、不同规格分别摆放,并设置明显标记。
⑼焊接材料的烘烤可参照焊接材料说明书和焊接工艺指导书的要求进行。
⑽常用焊接材料烘烤温度及保持时间见下表2.3.2.2所示:
表2.3.2.2常用焊接材料烘干温度及保持时间表
类别
牌号
温度(℃)
时间(h)
钼和铬钼钢焊条
R207
350
1
R307
350
1
R307H
400
1
R317
350
1
R407
350
1
R507
350
1
A307
200~250
1
熔炼焊剂
HJ431
250
2
HJ350
300~400
2
HJ250
300~350
2
烧结焊剂
SJ101
300~350
2
SJ102
300~350
2
2.3.3焊材选用原则
2.3.3.1同种钢号材料相焊
⑴一般选用与母材化学成份相当的焊接材料。
⑵焊缝金属的强度值不低于母材标准值的下限。
⑶若因施工条件限制难以进行焊后热处理,且工作温度低于425℃时,经设计同意可选高铬镍(25%-13%以上)焊接材料,焊后可不做热处理。
2.3.3.2不同钢号材料相焊
⑴铬钼钢与碳素钢或不同钢号的铬钼钢之间相焊,可按合金含量较低的一侧钢材选用焊材。
⑵铬钼钢与奥氏体钢相焊,且工作温度低于425℃时,应选用25%Gr-13Ni以上的奥氏体焊接材料,当工作温度高于425℃时应选用镍基焊接材料。
⑶常用铬钼钢推荐使用的焊接材料见下表2.3.3.2所示:
表2.3.3.2常用铬钼钢推荐选用的焊接材料
钢号
手工电弧焊
埋弧焊
氩弧焊
焊条型号
焊条牌号
焊丝牌号
焊剂牌号
焊丝牌号
16Mo、20Mo
E5015A1
R107
H12Mo
HJ350
TGR50M
12GrMo
E5515-B1
R207
H13GrMoA
HJ350
TGR55CM
(H13GrMoA)
15GrMo
E5515-B2
R307
H13GrMoA
HJ350
15GrMoR
E5515-B2
R307
H13GrMoA
HJ350
14Gr1MoR
E5515-B2
R307H
12Gr1MoV
E5515-B2-V
R317
H08GrMoVA
HJ350
TGR55V(H08GrMoVA)
12Gr2Mo
E6015-B3
R407
H08Gr2Mo1
12Gr2Mo1R
E6015-B3
R407
12Gr3MoVSiTiB
E5515-B3-VNb
R417
H08Gr2MoVNb
1Gr5Mo
E5MoV-15
R507
H1Gr5Mo
Q235A、20、20R与15GrMO、12GRMoV、12Gr2Mo、12Gr2Mo1R
E4315
J427
H08MnA
HJ431
H10MnSi
Q235A、20、20R与1Gr5MO
E4315
J427
H08MnA
HJ431
H10MnSi
16Mn、15MnV、20MnMo与
15GrMO、12GRMoV、12Gr2Mo、
E5015
J507
18MnMoNb、20MnMoNb与
12GRMoV、12Gr2Mo、12Gr2Mo1R
E5015
J507
2.4主要工机具
2.4.1主要机械设备
各型电焊机、氩弧焊机、半自动CO2保护焊机、自动埋弧焊机、等离子切割机、氧-乙炔磁力切割机、焊剂烘烤箱、焊条烘烤保温箱、坡口机、热处理设备等。
2.4.2主要工具
焊接面罩、焊条保温筒、清渣锤、钢丝刷、气割工具、角向磨光机等。
2.5测量及计量器具
电流表、电压表、温湿度表、秒表、风速计、测温仪、焊接检验尺、硬度检测仪等。
2.6作业条件
2.6.1施工场所已具备施工条件,所需的图纸资料和技术文件齐备,图纸会审已进行,施工方案已经编制好且审核批准,并进行技术交底。
2.6.2焊接工艺评定覆盖率、焊工持证率应达到100%。
2.6.3焊接环境应符合下列规定,否则应采取有效的防护措施。
•手工焊条电弧焊、埋弧焊时风速<8m/s;
•氩弧焊、二氧化碳气体保护焊时风速<2m/s。
•相对湿度<90%
•无雨、雪天气
2.6.4焊接环境温度<0℃时,未要求预热的焊缝也应在始焊处100mm范围内预热15℃以上。
3施工工艺
3.1工艺流程
3.2工艺操作过程
3.2.1焊缝坡口形式、尺寸、加工方法及组对要求。
3.2.1.1焊缝坡口形式、尺寸应符合图纸设计,当图纸设计无要求时,可按SH/T3520《石油化工工程铬钼耐热钢管道焊接技术规程》或焊接工艺指导书的规定。
3.2.1.2坡口面加工宜采用机械方法。
3.2.1.3采用火焰切割时,应清除过热层和氧化层,并将表面凹凸不平处打磨平整;铬钼含量在1.5Gr-0.5Mo以上的钢材火焰切割时,为防止边缘开裂,应预热100~150℃。
3.2.1.4坡口表面应无裂纹、夹渣、分层等缺陷,若设计或规范要求对坡口表面无损探伤时,探伤范围为坡口及两侧各20mm。
3.2.1.5定位焊缝应保证焊透,熔合良好,无焊瘤,发现裂纹等缺陷应及时消除;焊前需要预热的材质,定位焊也应预热,且取预热温度的上限。
3.2.1.6焊缝组对不得采用强制手段进行组装。
3.2.1.7壁厚相同的管子、管件组对时,应使内壁平齐,其内壁错边量应≤管壁厚度的10%,且≤1mm。
不同壁厚的管子组对,当管道对口内壁错边量超过管壁厚度的10%时,应按下图3.2.1.7所示规定削薄厚件边缘。
15°
δ1 δ2 δ1δ2
15°
外壁尺寸不等 内壁尺寸不等
图3.2.1.7
3.2.1.8 焊缝组对定位焊的工艺应和正式焊接相同。
3.2.1.9手工电弧焊定位焊缝的尺寸见下表3.2.1.9所示:
表3.2.1.9手工电弧焊定位焊缝的尺寸
工件厚度(mm)
焊缝高度(mm)
焊缝长度(mm)
焊缝间距(mm)
≤4
<4
>6
50~100
5~20
≤0.7δn且≤6
>15
100~250
>20
<8
>60
250~350
3.2.2焊接线能量的计算:
焊接线能量公式为:
Q=IU/V×60
式中:
Q—焊接线能量(J/cm);
I—焊接电流(A);
U—电弧电压(V);
V—焊接速度(cm/min)
3.2.3施工工艺参数
3.2.3.1铬钼钢手工电弧焊推荐工艺参数见下表3.2.3.1所示:
表3.2.3.1铬钼钢手工电弧焊推荐工艺参数
焊缝空间位置
坡口形式
厚度
(mm)
第一层焊缝
其它各层焊缝
焊条直径(mm)
焊接电流(A)
焊条直径(mm)
焊接电流(A)
垂直固定
(横)
V形
1.5~8
2.5
60~90
3.2
100~125
8~26
3.2
85~110
3.2
100~125
4.0
125~160
≥30
3.2
90~110
4.0
120~160
5.0
220~250
水平固定
V形
1.5~8
2.5
60~90
3.2
90~110
8~26
3.2
80~100
3.2
90~110
≥30
3.2
80~110
4.0
110~140
4.0
100~140
4.0
110~140
5.0
180~220
3.2.3.2 铬钼钢手工钨极氩弧焊推荐工艺参数见下表3.2.3.2所示:
表3.2.3.2 铬钼钢手工钨极氩弧焊推荐工艺参数
钨极直径
(mm)
焊丝直径
(mm)
焊接电流
(A)
焊接电压
(V)
喷嘴直径
(mm)
钨极伸出长度(mm)
氩气流量
(L/min)
2.0
2.0
60~120
12~18
8~16
3~8
5~10
2.5~3
2.0~2.5
80~135
12~18
8~16
3~8
10~15
3.2.3.3 铬钼钢埋弧焊推荐工艺参数见下表3.2.3.3所示:
表3.2.3.3 铬钼钢埋弧焊推荐工艺参数
坡口型式
焊件厚度
(mm)
焊丝直径
(mm)
焊接电流
(A)
焊接电压
(v)
焊接速度
(cm/min)
备注
V形
6-12
3
350~400
32~34
60~73
手工封底焊
4
500~550
32~34
60~70
14-25
5
600~700
34~38
55~65
X形
20-30
5
550~700
34~38
45~50
正面多道
5
650~800
36~40
50~60
背面第一道
5
600~650
34~38
50~60
中间多道焊
5
650~700
36~40
60~65
盖面焊
3.2.4施工重要环节
3.2.4.1焊前预热
⑴焊前预温度应按设计要求或设计指定的施工验收规范及编制的焊接作业指导书要求进行。
⑵要求焊前预热的焊件,其层间温度应不低于预热温度。
⑶预热时应保证坡口两侧均匀受热,预热范围应以对口中心为基准,两侧各不小于三倍焊件壁厚,且不小于100mm范围。
⑷不同钢号铬钼钢相焊时,预热温度应取淬硬倾向大的一侧材质预热温度的下限;铬钼钢和奥氏体钢焊接,仅预热铬钼钢一侧。
⑸当焊件温度低于0℃时,预热温度取上限,且所有未要求预热钢材的焊缝也应在始焊处100mm范围内预热15℃以上。
⑹当采用氩弧焊打底时,焊前预热温度可比规定的温度降低50℃。
⑺常用部分铬钼钢SH/T3520推荐焊前预热温度见下表3.2.4.1所示:
表3.2.4.1推荐焊前预热温度
序号
钢号
壁厚(mm)
预热温度(℃)
1
0.5Gr-0.5Mo(12GrMo)
≥10
150-200
2
1Gr-0.5Mo(15GrMo、ZG20GrMo)
3
1Gr-0.5Mo-V(12Gr1MoV、ZG20GrMoV)
≥6
200-300
4
1.5Gr-1Mo-V(ZG15Gr1MoV)
5
2.25Gr-1Mo(12Gr2Mo)
6
2Gr-0.5Mo-WV(12Gr2MoWVB)
7
3Gr-1Mo-VTi(12Gr3MoVTiB)
8
12Gr-1Mo-V
9
5Gr-0.5Mo(1Gr5Mo)
任意
250-350
10
9Gr-1Mo
3.2.4.2焊后热处理
⑴焊后热处理应按设计要求或设计指定的施工验收规范及焊接作业指导书要求进行。
⑵热处理加热范围应以焊缝中心为基准,两侧各不小于三倍焊件壁厚,且不小于25mm,加热区以外的100mm范围应保温。
⑶焊缝热处理后检查焊缝和热影响区的硬度值,应符合规定要求。
⑷热处理后进行返修或硬度检查超过规定要求的焊缝应重新进行热处理。
⑸焊后热处理具体操作工艺要求见QB-CNCECJ22301、J22302、J22303《焊缝热处理施工工艺标准》。
3.2.4.3压力容器产品焊接试板及锅炉炉管的代样(试管)
⑴压力容器每台至少应做产品焊接试板一块,试板的备制、数量、位置按GB150《钢制压力容器》执行;锅炉炉管的代样(试管)按《蒸汽锅炉安全技术监察规程》进行。
⑵产品试板的钢号、批号、规格、焊接及热处理工艺均应与容器壳板相同,试板应由施焊容器的焊工,在与容器焊接相同的条件下焊接(一般点固在容器筒体纵焊缝延线上焊接)。
⑶试板焊缝检验项目应与容器相同,容器有热处理要求的试板也应与容器一起进行热处理。
⑷试样的尺寸、截取、试验方法及合格指标应符合JB4744《钢制压力容器焊接试板的力学性能检验》的有关规定。
3.2.4.4焊缝内部缺陷的返修
⑴经射线或超声波检查的焊缝,发现超标缺陷时,应按检测结果分析缺陷性质、产生原因,并确定缺陷所在部位(必要时可再用超声复测)确定修补侧。
⑵内部缺陷的清除采用砂轮磨削或碳弧气刨的方法进行,当采用碳弧气刨清除时,应用砂轮磨去渗碳层,修整刨槽至便于焊接形状,并确认缺陷完全清除后再进行补焊。
⑶压力容器返修清除缺陷的深度不得超过容器厚度的2/3。
如达到2/3缺陷仍未完全清除时,应停止清除并进行补焊,然后从另一侧再次清除和补焊;修补焊缝的长度不得小于50mm,且返修后应按原探伤方法进行检验。
⑷同一部位焊缝的修补不宜超过两次,对经过两次修补仍不合格的焊缝,应编制返修工艺,采取可靠的技术措施,经质保工程师批准后方可实施修补。
⑸焊接修补的部位、次数和检测结果应作好记录。
3.4施工过程应注意的问题
3.4.1焊前应将坡口及两侧20mm范围内的油污、铁锈、污物清理干净。
3.4.2接地线应与焊件接触牢固,焊接时在坡口内引弧。
3.4.3焊件表面不得有电弧擦伤等缺陷,多层焊第一道焊缝需用小直径焊条。
3.4.4每道焊缝要尽量一次焊完,如因故中断应按工艺要求采取缓冷措施,重新焊接时应进行检查,确认无缺陷后方可按原工艺进行焊接。
3.4.5有预热要求的钢材焊接层间温度不低于预热温度。
3.4.6焊接收弧时应将弧坑填满,多层焊时层间接头应错开30~50mm。
3.4.7管道底层焊缝宜采用钨极氩弧焊打底,当母材含Gr量超过3%或合金总量超过5%时焊缝背面应通氩气保护。
3.4.8 淬硬倾相明显的钢或需要进行焊后热处理的钢,焊缝完成后不能立即进行热处理时应进行后热,后热温度一般200℃~350℃,保温时间与壁厚有关,一般不低于0.5小时。
3.5季节性施工技术措施
3.5.1冬季室外作业应设防风保温棚;当焊件温度低于0℃时,所有未要求预热钢材的焊缝也应在始焊处100mm范围内预热15℃以上;有预热要求的材质,预热温度应选规定温度的上限;焊缝组对点固焊时,预热温度也应选规定温度的上限,且焊前应认真点固焊缝有无缺陷;焊缝尽可能一次连续焊完,焊缝完成后应缓慢冷却,防止冷裂倾向产生。
3.5.2雨季室外作业应设防雨棚;当焊缝处潮湿时应用氧-乙炔焰烤干;焊接时焊条筒盖要盖严;当焊接环境相对湿度大于90%时应停止焊接。
4质量检验
4.1质量检验标准和方法
4.1.1质量检验按设计要求或设计指定的施工验收规范执行;一般情况工业管道按GB50236《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》执行;石油化工管道按SH3520《石油化工铬钼耐热钢管道焊接技术规程》执行;压力容器按GB150《钢制压力容器》执行。
4.1.2质量检验标准
4.1.2.1保证项目
⑴焊材必须符合设计要求。
检验方法:
检查出厂合格证或质量证明书、复验报告
⑵管道焊接前必须做焊接工艺评定,且应符合焊接工艺评定规范要求。
检验方法:
检查焊接工艺评定报告
⑶管道焊缝无损检测必须符合设计要求和规范规定。
检验方法:
检查无损检测记录和报告
⑷焊缝热处理应符合设计要求和规范规定。
检验方法:
检查焊缝热处理记录、曲线和报告;硬度每个接头检查不少于1处,每处3点,焊缝、热影响区、母材各1点;检查数量:
管道焊接接头的20%,且不少与1个。
⑸焊接人员必须经过考试并有合格证书
检验方法:
检查施焊人员合格证书
4.1.2.2基本项目
⑴焊缝应与母材圆滑过度,焊缝表面无裂纹、气孔、夹渣、飞溅、药皮等缺陷。
⑵压力容器、压力管道焊缝表面还应无咬边、弧坑缺陷。
⑶焊接施工应有焊接记录,管道单线图、焊接排版图焊缝上必须有焊工钢印号标识。
检验方法:
观察检查
4.1.2.3允许偏差项目
⑴压力容器焊缝余高见下图4.1.2.3和表4.1.2.3所示。
图4.1.2.3
表4.1.2.3压力容器焊缝余高
单面坡口
双面坡口
e1
e2
e1
e2
0-10%δ且≤3mm
≤1.5mm
0-10%δ1且≤3mm
0-10%δ2且≤3mm
⑵压力管道焊缝余高;为1+0.1b(焊缝宽)且在0-3mm范围内。
⑶焊缝热处理后硬度值:
合金含量小于3%时,HB≤270;合金含量小于3%-10%时,HB≤300;合金含量大于10%时,HB≤350。
检验方法:
观察检查、焊接检验尺测量、硬度测量仪检查
4.3质量控制点
表4.3质量控制点
序号
质量控制点
控制等级
主要控制方法
1
焊接施工方案
B
编制焊接方案,进行工艺技术交底和安全技术交底。
2
焊工资质
B
及时进行焊工取证,严格焊工持证上岗。
3
焊接工艺评定
BR
严格遵循JB4708规定进行,工艺评定覆盖率100%。
4
焊接工艺指导书
C
严格按照标准规范、工艺评定编制。
5
焊材管理
C
控制焊材采购、验收(或复验)、保管、烘干、发放回环节,锅炉、压力容器、压力管道焊材做到有可追溯性。
6
焊缝对口质量检查
C
焊缝对口间隙、钝边、坡口角度,坡口两侧清理应符合工艺指导书。
7
焊接环境
C
焊接环境的风速、温度、湿度应符合工艺指导书。
设防风雨棚,或进行预热。
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- 关 键 词:
- 22109 耐热钢 焊接 施工工艺 标准