常减压炉管焊接热处理方案Word格式文档下载.docx

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手工钨极氩弧焊打底加焊条电弧焊填充、盖面。

3.2焊材的选用

母材类型

焊材类型

钨极氩弧焊

焊条电弧焊

15CrMo

H13CrMoA

R307

1Cr5Mo

H1Cr5Mo

R507

9Cr-1Mo

ER90S-B9

R707

3.3接头形式

采用单面V型坡口，坡口角度60°

±

5°

，钝边厚度为2±

1mm，对口间隙为2mm，见图一：

不等壁厚对接接头

等壁厚对接接头

3.4焊接的电特性

3.4.1常压炉管15CrMo的焊接电特性：

层数

焊接

方法

填充材料

电流

电压

速度

牌号

规格

极性

A

1

GTAW

Φ2.5

E-

60-120

12-14

6-8

2

SMAW

Φ3.2

E+

95-110

22-25

7-9

3

3.4.2常压炉管1Cr5Mo的焊接电特性：

90-110

10-15

5-10

80-110

20-24

8-20

80-120

8-18

3.4.3减压炉管9Cr-1Mo的焊接电特性：

85-110

11-13

90-120

20-23

90-130

21-23

焊接过程温度控制

3.5.1常压炉管15CrMo

焊前预热温度：

150～250℃；

层间温度：

200～250℃；

后热处理：

温度300～350℃，保温1h；

热处理：

温度650～700℃，升温速度不超过220℃/h，降温速度不超过275℃/h，保温1h。

见图：

3.5.2常压炉管1Cr5Mo

250～350℃；

300～350℃；

温度750～780℃，升温速度不超过220℃/h，降温速度不超过275℃/h，保温1h。

3.5.3减压炉管9Cr-1Mo：

温度750～780℃，升温速度不超过220℃/h，降温速度不超过130℃/h，保温1h。

四、焊接管理

4.1焊工管理

4.1.1参加本炉管施焊的焊工都要按《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》进行考试。

施焊15CrMo的焊工要取得Ⅱ类钢相应得资质，施焊1Cr5Mo和9Cr-1Mo钢的焊工需要取得Ⅲ类钢相应的资质，其合格项目由焊接技术员参照《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》进行核定，合格后才能上岗担任焊接工作。

4.1.2炉管焊接开始前，施工管理人员将参加施焊的焊工姓名、钢印号提交质检部门审查。

质检人员按焊工合格证内容认真检查，并向施工人员签发焊工认证表。

4.1.3施工过程中，焊工应认真作好原始焊接记录，并分类存档保管，焊完后在焊口旁150~250mm处用记号笔标注出焊工、焊接时间、管口序号，并在单线图上记录。

4.2焊材管理

4.2.1焊条的烘干

4.2.1.1烘烤前对焊条进行检查，核对牌号和生产日期，并不得有药皮破损、锈蚀、油污砂土等杂物。

4.2.1.2焊条烘干规范按制造厂要求进行，不得将冷态焊条突然装入高温箱中，也不得将刚烘干的高温焊条从烘箱中拿出任其迅速冷却。

焊条烘干的升温与降温速度不应过急，升温速度一般不超过150℃/h，降温不超过200℃/h。

4.2.1.3焊条加热到350℃温度烘干1h，缓冷至100～150℃之后放入保温箱中进行保温，并挂牌标明。

4.2.1.4保管员认真做好焊条烘干记录，对一次、二次烘干的焊条规格、数量、批号记录清楚。

4.2.2焊材发放和使用

4.2.2.1施工班组根据焊接任务提前12h向焊材库提交焊材领用计划，保管员应根据焊材领用计划进行烘干和发放。

4.2.2.2焊工应持焊条筒来领取焊条，每次领取焊条数量不超过3kg，随用随领，取用的焊条要放入保温桶中，并在使用的过程中通电保温。

领取后的焊条必须在4h内用完，超过4h仍未用完的焊条，须重新烘干后方可使用。

2次烘干的焊条要单独发放，发放量根据焊工领取时间进行调整（离下班时间越近发放数量越少，以保证领取后4小时内用完），经过2次烘干的焊条剩余后交焊条房回收报废。

4.2.2.3可能混淆的焊丝在发放前要在尾端做好标识，标识颜色按独山子项目部统一规定执行。

焊工在使用前清干净焊丝的防锈油和其它杂物。

4.2.2.4保管员对发放及回收的焊材应做好详细记录。

4.3焊前准备

4.3.1预制平台搭设

炉管在预制前，需搭设预制平台。

平台由四根H型钢平行均布组成，采用水准仪调平，然后将其固定，因组片时炉管无法转动，所以平台的高度要不低于0.5米，以满足仰焊时的需要。

4.3.2防护棚的搭设

本装置炉管的预制工作在4月20日到5月底之间进行，这段时间新疆独山子地区多大风天气，不利于焊接施工，为不影响施工进度和焊接质量，要提前搭好防护棚。

用扣件将架杆连成一矩形的围栏，并覆上彩条布，对称位置留两道宽1.5米的门，也用彩条布覆盖，可自由开关。

4.3.3坡口的加工

如炉管开好坡口到货，需采用磁粉探测检查坡口处是否存在裂纹、夹层；

若需要现场加工坡口，采用等离子坡口机进行加工。

对于1Cr5Mo钢和1Cr9Mo钢，切割前对切割边缘200mm范围内进行预热处理，预热温度150℃以上；

切割面需采用磁粉探测检查坡口处是否存在裂纹。

加工坡口后，坡口上的热切割硬化层应清理干净，必要时作表面硬度测定加以鉴别。

按图纸提供规格，急弯弯头的厚度大于炉管的厚度，厚度相差约2.9mm，按规范SH3085-1997规定，内错口不得超过1mm，如弯头到货时没有开内倒角，则采用直磨机打磨，打磨倒角为1：

5。

4.3.4焊前清理

组焊前彻底清除坡口内外各50mm范围的油污、铁锈、沙土、水分、氧化皮及其他对焊接有害的物质。

4.3.5焊前组对

组对前，炉管进行矫直，弯曲度不大于1/1000，且整根管不大于8mm；

焊在急弯弯管上的两根炉管的两端要平齐，长短相差在2mm以内。

管道对接时要放置稳固，对口错边量控制在1mm以内，对口间隙1～3mm。

4.3.6焊机地线不得随意搭接在炉管上，以免接触不良产生电弧伤及管材，需用铜夹将地线固定于炉管上。

4.4焊接

4.4.1焊接环境要求（离待焊件1m范围内）

·

相对湿度:

＜90%；

风速：

焊条电弧焊时＜8m/s，氩弧焊时＜2m/s；

天气：

无雨、雪、雾。

气温：

≥0℃。

当现场环境不能满足以上要求时，应采取搭设防风、挡雨棚，加热提高环境温度、降低空气相对湿度等措施后方可进行焊接施工。

4.4.2预热

焊前预热采用红外履带加热片或加热带外加石棉包覆进行加热，将坡口及其两侧500mm范围均匀预热至300～350℃，预热升温要缓慢，并通过热电偶实时监控温度变化。

4.4.3充气保护

为了防止焊缝根部氧化或过烧，1Cr5Mo和9Cr-1Mo炉管打底和定位焊时要进行背面充气保护，向管道内充干燥的、纯度99.9%以上的氩气，将管道内的空气排出。

用小火源靠近坡口处测试空气排出的程度，以火源靠近即灭为准，空气排出后保护气体的流量控制在5~6L/min。

充气时，可将直管的坡口里侧200mm的位置用水溶性纸密封，让气体在小空间内流通，以减少内保护气体的损耗。

4.4.4定位焊

一般来说，定位焊也是正式焊缝的一部分，在点焊时一定要保证单面焊双面成型，确保定位焊无气孔及裂纹等缺陷。

点焊的工艺参数与正式施焊的工艺参数相同，采用钨极氩弧焊进行定位焊接，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，焊缝长度为10～20mm，焊缝高度为2～4mm，间距为100～300mm，沿坡口均匀分布。

熔入永久焊缝内的定位焊两端应修整成缓坡，以保证底层焊道成形良好。

在根部焊道焊接前，对定位焊缝进行检查，当发现缺陷时,处理后方可施焊。

如部分焊工技术能够完成，也可采用“搭桥过渡”的形式进行点焊，点焊的焊缝在完成部分打底焊后磨除。

4.4.5正式焊接

采用多层多道，每一收弧处必须仔细打磨。

焊接时，当达到预热温度后，立即进行打底的焊接，起焊点在坡口内部，两定位焊缝的中间，焊接一次完成，然后进行填充层及盖面层的焊接。

一道焊口应连续一次焊完，若遇上停电等特殊情况无法施焊时，应立即进行300～350℃的后热处理，并进行保温15～30min后使其缓冷。

再次施焊时，必须对焊缝重新加热至所要求的预热温度，方可进行施焊。

焊接电特性参数严格执行焊接工艺的要求，严格控制焊接线能量、层间温度及焊层厚度，并做好层间打磨、清理工作。

4.5热处理

4.5.1后热

焊后立即进行后热消氢处理，具体方法是将焊缝用石棉包覆，加热至300～350℃，保温1h，之后缓冷至室温。

4.5.2焊后热处理

焊后热处理采用电加热的方式进行加热，热处理设备选用PC-WK-EK9-1000，DWK-60/180型多功能电脑温度控制设备。

热处理的程序按热处理程序图进行：

设定热处理曲线线线

进行热处理

固定热电偶

安装电加热带

包裹保温被

检验硬度

输出热处理曲线

进入下道工序

热处理程序图

热处理后，对焊缝、热影响区及其附近母材分别抽检布氏硬度，抽检的数量为热处理焊口总量的10%，所测硬度要符合下列要求，否则，必须重新进行热处理及硬度测试。

15CrMoHB≤225

1Cr5Mo9Cr-1MoHB≤241

对先进行无损检测后进行热处理的焊缝，热处理后要对热处理焊口做10%的超声波检测及渗透或磁粉检测，以无裂纹为合格。

4.6现场控制

4.6.1现场焊接施工采取工序报检制，坚持组对不合格的不准焊接，外观质量未经检查或检查不合格者不得探伤，确保焊接施工一次成功。

4.6.2现场加强质量巡检，遇以下情况严禁焊接：

焊材未经烘干或保温不符合要求；

母材、焊材的材质、牌号不清楚。

焊接环境不符合要求。

4.6.3随时抽查焊接工艺参数及热处理参数是否符合工艺要求，并监督施工是否按照程序进行。

五、焊接质量标准

5.1外观质量要求

满足《石油化工管式炉碳钢和铬钼钢焊接技术条件》（SH3085-97）、《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》（SH3501-2002）的要求：

5.1.1焊缝与母材应平滑过渡，焊缝表面余高不得大于3mm。

5.1.2焊缝和热影响区表面不得有裂纹、气孔、弧坑和肉眼可见的夹渣等缺陷。

5.1.3焊缝表面的咬边深度不得大于0.5mm，焊缝两侧咬边长度总长不得大于焊缝总长的10%，否则应进行修磨和焊补。

5.2无损探伤要求

炉管的直焊缝进行100%的RT检测，检测在焊接完成24h之后进行，检测方法符合现行标准《承压设备无损检测》JB4730-2005的规定，射线检测合格等级为Ⅱ级；

热处理之后的超声波抽检合格等级为Ⅰ级。

不能用射线或超声波检测的角焊缝，采用磁粉或渗透的方法进行检测。

5.3焊缝返修

5.3.1不合格的焊缝必须返修，由持有相应合格项目、技术水平高的优秀焊工担任。

5.3.2返修前分析缺陷性质、缺陷的长度和宽度，确认缺陷的部位。

5.3.3清除缺陷方法，采用砂轮机磨削。

对根部缺陷，磨削的宽度应在4～5mm以内。

缺陷清除后，应对返修部位坡口进行适当的修磨。

5.3.4返修的焊接工艺应与正式焊接相同。

5.3.5同一位置的返修次数不宜超过两次，如两次返修之后仍不合格则编制返修工艺措施，经施工单位技术总负责人批准后，方可实施。

5.3.6返修次数、部位和无损检测结果等结果记入焊缝返修记录，返修后按原规定方法进行检测。

5.3.7焊缝返修在热处理前进行，如热处理后再检测到的缺陷，返修后必须重新热处理并做硬度测试。

六、质量保证措施

6.1严格执行本焊接技术措施，焊接责任工程师严格监控焊接材料的接收、烘烤、发放及接头组对、焊缝表面质量检查等工序。

6.2焊接设备：

电弧焊机采用ZX7-400型逆变焊机。

6.3选派技术水平高、心理素质好、工作责任心强的焊工承担炉管焊接施工，确保焊接拍片一次合格率达到98%以上。

6.4承担炉管焊接施工的焊工的经济收入与其焊接一次合格率直接挂钩，合格率越高奖金就越高。

七、HSE要求

焊接生产必须贯彻“安全第一，预防为主”的方针，以保障焊接作业人员的安全和健康，预防伤亡事故和职业病的发生。

本装置炉管的预制及固定口的焊接时，危害因素与可能的工伤事故及职业危害如下：

危险因素

主要工伤事故

有害因素

主要职业危害

1、易燃易爆气体

2、明火

3、带电设备、电器

4、燃料容器

5、可燃气体胶管

1、爆炸

2、火灾

3、触电

4、灼烫

5、急性中毒

6、物体打击

7、高空坠落

1、电焊烟尘

2、有害气体

3、弧光辐射

4、热辐射

5、噪声

1、电焊尘肺

2、慢性中毒

3、电光性眼病

4、皮肤疾病

7.1电焊机要求

7.1.1电源控制装置装在电焊机附近人手便于操作的地方，周围留有安全通道。

7.1.2电焊机的工作环境与焊机说明书上的规定相符，并防止焊机受到碰撞或剧烈震动。

7.1.3焊接平台要与接地线相连。

7.1.4电焊机受潮，采用人工方法干燥，严重时，必须进行检修。

7.1.5禁止焊机上放置任何物件和工具，启动电焊机前，焊钳与焊件不能短路。

7.1.6电焊机组或集装箱式电焊设备都要安装接地装置，并要经常保持连接良好，定期检测接地系统的电气性能。

7.1.7经常检查和保持焊机电缆与电焊机的接线柱接触良好，保持螺母紧固。

7.1.8工作完毕或临时离开工作场地时，必须及时切断焊机电源。

7.1.9电缆外皮必须完整、绝缘良好、柔软、绝缘电阻不得小于1MΩ，电缆外皮破损时应及时修好。

7.1.10焊机的电缆线要使用整根导线，中间不能有接头。

7.1.11电焊钳必须有良好的绝缘性和隔热能力，手柄要有良好的绝缘层。

7.1.12焊条位于在水平、45°

、90°

等方向时焊钳应都能夹紧焊条，并保证更换焊条安全方便。

7.1.13禁止将过热的焊钳浸在水中冷却后使用。

7.2焊接环境的HSE要求

7.2.1焊接防护棚要有有通风措施，保证气体粉尘能够及时排除。

7.2.2焊接时要清理周围的气瓶，离焊接位置10以外。

7.2.3防护棚的挡风布要离焊接点至少1米的距离,防止电火花引燃,并且防护棚内要放置一个合格的灭火器

7.3劳动保护

7.3.1焊工要配备齐全合格的劳动保护装备，包括工作服、手套、安全帽、安全带、防护鞋、防护眼镜与面罩。

7.3.2焊工使用的手锤、渣铲、钢丝刷等应连接牢固。

7.3.3焊工使用的移动式照明灯具的电源线应完好无破损，电压应采用12V的安全电压。

附：

焊接工艺指导书：

焊接工艺指导书

单位名称中国石油天然气第六建设公司批准人签字

焊接工艺指导书编号01日期2007/04/08PQR报告编号PQR146

焊接方法GTAW+SMAW机械化程度手工

焊接接头：

详图：

略

坡口型式V

垫板（材料及规格）/

其他/

母材：

类别号Ⅳ钢号15CrMo与类别号Ⅳ钢号15CrMo相焊

管子直径：

不限

壁厚范围：

对接焊缝6～12mm,角接焊缝不限。

其他/

焊接位置：

对接焊缝位置全部

焊接方向：

向上

角焊缝位置

焊后热处理：

恒温温度650-700℃升温速度≤220℃/h

保温时间1h冷却速度≤275℃/h

预热：

预热温度（允许最低值）150℃

层间温度（允许最高值）250℃

保持预热时间10min

加热方式火焰或电加热

气体：

保护气体Ar

混合气体组成≥99.9%

流量10～15L/min

焊接参数

焊缝层次

焊接方法

填充金属

焊接电流

电弧电压范围（V）

焊接速度（cm/min）

牌号

直径（mm）

电流（A）

Ф2.5

DC+

Ф3.2

DC-

3～

技术措施：

摆焊或不摆动焊稍摆动

摆动参数焊工自己掌握

喷嘴尺寸Ф8-12mm

焊前清理或层间清理焊前将坡口端部以内20mm范围内的氧化皮、油污、锈漆及毛刺清理干净，

并用砂轮机打磨露出金属光泽，层间彻底清理熔渣。

背面清根方法/

导电咀至上工件距离（每面）8-10

多道焊或单道焊（每面）多道焊

多丝焊或单丝焊单丝焊

其他/

焊接工艺指导书编号02日期2006/04/28PQR报告编号PQR380

类别号Ⅴ钢号1Cr5Mo与类别号Ⅴ钢号1Cr5Mo相焊

对接焊缝5～24mm,角接焊缝不限。

恒温温度750-780℃升温速度≤220℃/h

预热温度（允许最低值）250℃

层间温度（允许最高值）350℃

流量8～12L/min

H1Cr5MoA

导电咀至上工件距离（每面）/

其他/

焊接工艺指导书编号03日期2006/04/28PQR报告编号PQR465

类别号Ⅴ钢号9Cr-1Mo与类别号Ⅴ钢号9Cr-1Mo相焊

对接焊缝1.5～10.98mm,角接焊缝不限。

保温时间1h冷却速度≤275℃/h

保持预热时间20min

喷嘴尺寸