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焊接施工方案
山东华鲁恒升化工股份有限公司
大型氮肥装置国产化技术改造工程
标段二
焊接施工方案
中国化学工程第六建设公司
二○○二年十一月十八日
目录
1概述
2编制依据
3焊接工艺评定和焊工考试
4管道焊接施工一般要求
5低温钢管道焊接
6铬钼耐热钢管道焊接
7焊接检验及返修
8安全技术措施
9工机具计划
1概述
1.1本方案是山东华鲁恒升化工股份有限公司大型氮肥装置国产化工程Ⅱ标段。
因本工程技术资料未到,材质、焊材均未确定,因此,只能根据以前施工的同类项目推断可能使用的材料、焊材。
储罐、钢结构等的焊接待设计技术资料齐全后再编写详细方案,本方案仅讲述管道焊接问题。
1.2本装置材质种类:
碳钢、不锈钢、耐热钢、低温钢。
管材种类多、工艺要求高、焊接难度大。
2编制依据
2.1工程招标文件及工艺简述。
2.2现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范(GB50236-98)
3焊接工艺评定和焊工考试
3.1焊接工艺评定和焊工考试的组织
3.1.1抽调有经验的焊接工程师,焊工4-5人,组建现场焊接试验室,隶属于总工程师和工程技术部。
3.1.2焊接试验室在总工程师领导下,具体负责焊接工艺评定和焊接考试的组织、实施,并兼顾技术攻关、焊工培训、合格证管理等事宜。
3.1.3焊接试验室应配备适当的场地、工机具及检测仪器。
3.2焊接方法的选定
3.2.1管材种类多,焊接工作量大,工期紧,为了提高焊接一次合格率,焊接方法的选择见表3.2.1。
板材全部采用手工电弧焊。
焊接方法的选择
焊接方法
接头型式
GTAW
SMAW
GTAW+SMAW
对接缝
≤2”
O
X
X
>2”
X
X
O
角焊缝
X
O
X
3.3焊接工艺评定
3.3.1由于详细设计图纸未到,目前尚不能确定焊接工艺评定的精确数量。
参考国内同类装置及我公司的经验,可能有的管材为:
A、碳钢类
B、耐热钢
C、不锈钢
D、低温钢
3.3.2以上材质我公司已具有焊接工艺评定,是否适用,待开工时与业主商量后决定。
3.3.3其余可能发生的异种钢焊接、焊接材料选用、焊后热处理要求等,待详细设计明确后,焊接工艺评定项目再行调整、增减。
3.4焊工考试
3.4.1持有劳动部门颁发的相应项目合格证的焊工才有资格参加培训考试。
3.4.2焊接试验室根据合格的焊接工艺对焊工进行短期培训。
3.4.3培训合格后,进行焊工技能考核。
上岗焊工胸前佩戴合格证,其内容包括焊工姓名、钢印号、照片、合格项目代号等,以便监督。
4焊接施工一般要求
4.1参加施焊的焊工,必须是持有合格证的焊工,焊接作业时,必须佩戴。
4.2采用经评定合格的焊接工艺,熟悉并认真执行WPS所给定的焊接工艺参数。
4.3焊接材料其烘烤、发放、回收应有专人负责,并认真做好记录。
焊丝使用前应除去油、锈,现场携带焊条使用保温筒。
4.4坡口加工对于高压管道采用机械方法;中、低压不锈钢管采用等离子切割加工,其余中、低压管道采用氧-乙炔焰加工,并用砂轮片对坡口处进行打磨使之光洁,管道对接焊缝坡口型式见图4.4。
管道壁厚t(mm)
坡口型式
坡口尺寸
t≤22
V
t>22
双V
图4.4对接焊缝坡口型式
4.5焊前应将坡口及周边10mm范围内的油、锈、漆、垢等清理干净,奥氏体不锈钢坡口两侧各100mm范围内应刷专用涂膏,以防沾附焊接飞溅物,组对时避免与铁素体管道相混,以防被铁锈污染。
4.6焊前预热及焊后热处理温度应符合设计或焊接作业指导书的规定,当无规定时,常用管格焊接的焊前预热及焊后热处理温度宜符合表4.6的规定;设备、容器焊接的焊前预热及焊后热处理温度应符合现行国家标准《钢制压力容器》GB150的有关规定。
常用管材焊前预热及焊后热处理工艺条件
表4.6
钢种
焊前预热
焊后热处理
壁厚δ(mm)
温度(℃)
壁厚δ(mm)
温度(℃)
C
≥26
100-200
>30
600-650
C-Mn
≥15
150-200
>20
Mn-V
560-590
C-0.5Mo
600-650
0.5Cr-0.5Mo
650-700
1Cr-0.5Mo
≥10
150-250
>10
1Cr-0.5Mo-V
≥6
200-300
>6
700-750
1.5Cr-1Mo-V
2.25Cr-1Mo
5Cr-1Mo
250-350
任意壁厚
9Cr-1Mo
750-780
2Cr-0.5Mo-WV
3Cr-1Mo-Vti
12Cr-1Mo-V
4.7焊接工作要连续,若中断应采取措施以防突然冷却,并在再开始焊接前按预热要求重新预热。
4.8在焊缝或在热影响区中的飞溅物、焊渣等应彻底从金属表面上铲除。
4.9任何时候都应避免在母材上引弧,引弧处应磨平,并作着色检查,任何缺陷都应磨掉并补焊。
4.10承插焊至少应焊两遍,焊接接头应错开。
4.11后热温度按表4.11执行。
A、温度应由表面温度计或示温腊笔测量;
B、当异种金属焊接时,应依照WPS进行;
C、在仅由GTAW完成的焊接或在焊后热处理前焊缝温度保持在≥150℃而没有冷却的情况下,可不后热。
4.12焊后热处理按表4.6执行。
4.13焊接环境出现下列任一情况时,必须采取有效保护措施,否则禁止施焊:
A、风速:
氩弧焊时大于2m/s,手工电弧焊时大于8m/s;
B、雨雪环境;
C、相对湿度大于90%;
D、环境温度低于0℃。
5低温钢管道焊接
5.1为保证低温钢的焊接质量,必须严格按工艺评定合格的WPS进行焊接。
5.2严格控制焊接线能量,低温钢焊接时线能量越大,焊缝的晶粒越粗大,因此选用小的线能量。
但如果线能量太小,结晶速度快,也容易造成偏析、形成热裂,增加脆性,因此焊接中线能量选择要合适。
5.3由于Ni的加入提高了钢的淬透性,因此低温钢有一定的冷裂倾向,所以需采用焊接预热,降低冷却速度;但若预热温度太高,导致焊缝冷却速度过于缓慢,会降低焊缝的低温冲击韧性。
预热温度控制在100℃左右,层间温度保持在100-150℃之间。
5.4利用后一焊道对前一焊道的热作用,产生细化晶粒的效果,低温钢焊接采用快速多道焊。
5.5低温钢管道焊接时有一定的热裂倾向,因此必须注意收弧及弧口的打磨。
收弧时要采用倒退收弧,同时弧口一定要仔细打磨。
5.6焊缝坡口及两侧的水、油、锈及氧化皮等的存在会引起大量的焊缝缺陷。
这是低温钢焊接必须避免的,因此焊接前一定要清理干净。
氧-乙炔焰气割下料后,坡口一定要打磨干净。
同时焊丝、焊条在使用前一定要进行烘干,焊条的烘烤温度一般为300-400℃。
6铬钼耐热钢管焊接
6.1铬钼耐热钢可用氧-乙炔焰加工坡口,但应彻底打磨掉氧化淬硬层,打磨深度至少1mm。
6.2预热温度根据含Cr量不同而不同,严格按表4.6所示温度预热。
6.3打底焊道采用氩弧焊,管材含Cr量>1.25 %,焊缝背面应用氩气保护。
6.4焊接过程中,层间温度不应低于预热所需的最低温度,并且整个焊接过程不能中断。
6.5严格分层分道焊,焊条不准摆动,且应短弧焊,防止空气中氧气与溶池金属接触,以免溶池金属氧化。
6.6尽量避免在仰焊位置引弧。
6.7焊缝焊完后,应在干燥保温材料保护下缓冷。
7焊接检验及返修
7.1焊缝外观检验按表7.1进行。
焊缝外观检验要求
表7.1
序号
检查内容
验收标准
1
裂纹
不允许
2
咬边
A、环焊缝和支管连接
B、搭接
A、小于0.5mm
B、小于1.0mm
对于在低温工作或在高温工作的材料不允许有咬边
3
填角焊缝的喉部焊缝厚度
大于0.7t
(t:
较薄的管壁厚度)
4
焊缝加强高或内部突起
壁厚mm
最大(mm)
≤6.4
1.6
6.4-12.7
3.2
12.7-25.4
4.0
>25.4
4.8
5
由夹具和引弧产生的焊接疤痕
肉眼检查我缺陷
对于在高温或低温工作材料,则作着色检查
6
未焊透
环焊缝和支管连接
不允许
7
内凹
环焊缝和支管连接
≤0.8mm或0.2t中较小者,但在任一150mm长的焊缝,深度≤0.2t的累计长度不大于38mm。
对于在低温或高温工作的材料不允许内凹
8
表面砂眼
不允许
7.2射线检验(RT)依据《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》GB3323的规定。
7.3超声波检验(UT)依据《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》GB11345的规定。
7.4后热和焊后热处理(PWHT)的恒温温度和时间应满足表4.6的要求,并以曲线图和记录来证明。
7.5焊后热处理(PWHT)之后应进行硬度试验。
硬度值应符合设计文件、相关工程标准或焊接作业指导书的规定。
无规定时碳素钢焊缝和热影响区的硬度值不宜大于母材硬度的120%,合金钢不宜大于母材硬度的125%。
7.6射线检验从同一焊工的同一批量的焊缝中抽查,若有不允许的缺陷,则应增加该焊工该批量的2道焊缝进行检查;若仍不合格,则对该批量焊缝进行100%检查。
7.7当焊缝存在不允许的缺陷时,应分析原因,制订返修措施,选派有经验的焊工进行返修。
同一部位的返修次数不得超过两次。
8安全技术措施
8.1认真执行国家有关安全操作的规程条例,本公司《安全操作手册》和南化集团公司有关安全、防火的命令、通告。
8.2严格遵守甲方安全、防火制度,施工人员不得进入生产车间。
动火前必须办理动火证,施工中要特别注意保护生产设备、管道、电缆。
8.3认真执行各工种、专业(高空作业、交叉作业、用电、吊装等)安全操作规程。
8.4进入现场必须戴安全帽、高空作业必须挂安全带、操作人员应按规定穿戴防护用品,高空作业时,脚手架搭设牢固悬挂安全网。
8.5焊工不得手持把线登高,并应特别注意保护吊装索具。
8.6现场氧气瓶、乙炔气瓶、汽油、油漆等按规定放置,施焊周围易燃物品必须彻底清除。
8.7现场配备足够的消防器材并配置通讯设施。
9工机具计划
工机具计划
序号
名称
型号或规格
单位
数量
1
逆变电焊机
ZXT-400
台
40
2
逆变电焊机
ZXT-600
台
20
3
焊条烘干箱
ZYH-100
台
8
4
焊条恒温箱
CS101-3B
台
8
5
焊条保温筒
W-3C5kg
只
50
6
气焊工具
套
20
7
氩气瓶
个
25
8
氧气瓶
只
30
9
乙炔瓶
只
30
10
钨极氩弧焊工具
套
20
11
Cr-Ni奥氏体不锈钢丝刷
把
40
12
等离子切割机
LGK8-100
台
10
13
砂轮切割机
φ400
台
10
14
普通钢丝刷
把
80
15
远红外线感应电加热器
管道用
片
80
16
热处理温度控制箱
台
4
17
测温仪
台
4
18
热电偶
1000℃
只
40
19
角向磨光机
φ125
台
50
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