合金钢管道焊接热处理.docx

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合金钢管道焊接热处理

焊接作业指导书

（含焊接热处理工艺）

合金钢管道（15CrMoG）

编制人：

审核人：

批准人：

建设机械分公司技术质量部

页21共页1第

一、适用范围...................................................................................................................................3

1.1总则....................................................................................................................................3

二、编制依据...................................................................................................................................3

三、工程一览...................................................................................................................................4

四、对焊工及热处理工的要求.......................................................................................................4

五、焊接材料的选择.......................................................................................................................4

六、焊接设备、材料及焊接环境的要求.......................................................................................5

七、主要施工机具...........................................................................................................................5

八、焊接施工...................................................................................................................................6

8.1材料验收............................................................................................................................6

8.2焊接工艺及流程...............................................................................................................6

九、焊接热处理...............................................................................................................................8

9.1作业项目概述....................................................................................................................8

9.2作业准备............................................................................................................................9

9.3作业条件............................................................................................................................9

9.4热处理作业程序..............................................................................................................10

9.5质量检查与技术文件.....................................................................................................15

十、质量检验.................................................................................................................................17

十一、安全技术措施.....................................................................................................................18

页21共页2第

一、适用范围

本作业指导书适用于鞍钢股份能源管控中心1#4#干熄焦余热发电项目工程的管道安装施工。

1.1总则

1、为了保证锅炉焊接热处理质量，指导焊接热处理作业，特制定本工艺。

2、本工艺适用于锅炉、压力容器、压力管道及在受压元件上焊接非受压元件的安装检修焊焊前预热、后热和焊后热处理工作。

3、焊接热处理的安全技术、劳动保护应执行国家现行的方针、政策、法律和法规有关规定。

4、焊接热处理除执行本工艺的规定外，还应符合国家有关标准规范的规定以及设计图纸的技术要求。

二、编制依据

1、施工蓝图；

2、DL/T5031-94《电力建设施工及验收技术规范管道篇》;

3、DL/T821-2002《钢制承压管道对接焊接接头射线检验技术规程》；

；、DL/T869-2004《火力发电厂焊接技术规程》4TSGD0001-2009工业管道》《压力管道安全技术监察规程-5、1998《金属里氏硬度试验方法》6、GB/T17394—《火力发电厂焊接热处理技术规程》DL/T819—2002、72003《绝热用硅酸铝棉及其制品》GB/T164008、—页21共页3第

三、工程一览

名称

规格

材质

管道类别

管道长度

无缝钢管

D377×13

15CrMoG

GD1

无缝钢管

D273×9

15CrMoG

GD1

四、对焊工及热处理工的要求

1、参加本工程焊接的焊工必须有焊工合格证，并有相应的合金钢氩弧焊合格项目，凡无此合格项目的焊工不得超项焊接。

2、焊工应良好的工艺作风，严格按照给定的焊接工艺和焊接技术措施进行施焊，并认真进行质量自检。

3、焊工在施焊前应认真熟悉作业指导书，凡达不到作业指导书要求时，焊工应拒绝施焊。

当出现重大质量问题时，报告有关人员，不得自行处理。

4、合格焊工中断受监部件焊接六个月以上者再次担任受监部件焊接工作时，必须重新考核。

5、严格按设计图纸施工，不得漏焊或焊缝焊口尺寸达不到设计要求。

6、焊工对本人施焊的焊口打上自己钢印号，并进行自检，确认合格后方可离开，否则应进行整改。

7、焊接班组成员应对小组成员焊工的焊口进行互检，质检员进入现场对焊缝进行随机抽检。

8、焊接热处理工必须经过专业培训并考核取得资格证书。

9、焊接热处理工应遵守规范及焊接作业指导书中有关热处理部分的规定，做到操作无误、记录准确。

10、焊接热处理工热处理后必须进行自检，并积累和整理热处理资料。

五、焊接材料的选择

管道的焊接

页21共页4第

规格

材质

方法焊接

料材焊接

×13D377

15CrMoG

手工钨极氩弧焊打底手工电弧焊盖面

H08CrMoA）R307（E5515-B2

9

×D273

15CrMoG

手工钨极氩弧焊打底手工电弧焊盖面

H08CrMoA）R307（E5515-B2

六、焊接设备、材料及焊接环境的要求参数指示正确，焊机应调节灵敏、、工程中所用的焊接设备应能满足工艺要求，1当发现异常时应及时报有关人员进行维修或更换，不得带病作业。

。

、钨极氩弧焊电极应采用铈钨极，氩气纯度不得低于99.95%23、本工程中所用的焊接材料必须具有产品质量合格证，且经复检合格。

小时，焊条从烘烘焙1380℃,℃～4、焊条在使用前应进行烘焙，碱性焊条：

350焊条冷却就干箱中取出后必须放进保温桶内使焊条能保持恒温，做到随取随用，不能使用，必须重新烘烤，注意烘烤次数不能超过两次，两次后不能使用，焊条发放需做好书面记录。

工程施工前应看清牌号，直至露出金属光泽。

5、焊丝使用前应清除锈垢和油污，所用的焊接材料严禁混用、乱用。

℃，且相对空气湿度小于56、焊条、焊丝应存放于干燥、通风良好、温度大于60%的库房内。

7、发现焊接材料存在质量问题时应停止使用。

℃，当环境温度低于以上、在焊接合金钢管道时，允许的最低环境温度为－108温度时不得进行焊接施工。

、在焊接施工中应有防风、防雨、防雪等措施。

9七、主要施工机具、直流逆变焊机、手工电弧焊工具、手工氩弧焊工具、远红外焊条烘干机、自1动测温仪；页21共页5第

2、直向磨光机、角向磨光机、钢丝刷；

3、焊条保温筒；

4、防风、防雨棚；

5、热处理控制箱、履带式加热器、热电偶；

6、保温石棉板。

八、焊接施工

8.1材料验收

对到货的15CrMoG管道及管件，除欲对质量证明文件和外观进行验收外，还应进行100%光谱及硬度检测，确认材质无误和其热处理状态为符合退火供货状态要求，其硬度≤187HB。

8.2焊接工艺及流程

1、本工程焊接采用手工钨极氩弧焊打底、手工电弧焊盖面。

2、焊前预热：

预热的目的是为减少焊缝与焊件的温度梯度，降低焊接接头冷却速度，降低温差所产生的淬硬组织与应力，预热是防止冷裂纹产生的有效措施之一。

a、蒸汽管道管道材质为15CrMoG，焊前应对其进行预热，预热及层间温度应达到150℃～200℃，预热范围不小于100mm，加热区以外的100mm范围内予以保温。

b、点固焊时也应预热到要求的温度，采用电加热法，预热应使焊口两侧及内外壁温度均匀，防止局部过热，边加热边用红外测温仪控制其预热温度，如焊缝返修其预热温度应比原来高。

3、坡口形式按设计文件要求，如设计文件无规定时，蒸汽管道管道焊口应采用“V”型坡口，应用坡口机加工，坡口尺寸如右图所示：

?

?

；钝～3mm35?

；间隙1为壁厚；～角30a；焊件对口时一般应做到内壁齐平，如1～2mm边δ且不大10%有错口，其组对错边量应小于管壁厚的bp页21共页6第

。

于1mm”型“V

、有关焊接工艺参数4⑴氩弧焊工艺参数

/焊层焊道

母材

焊接方法

焊丝牌号（mm）

焊丝直径（mm）

极性

焊接电流（A）

电压（V）

焊接速度Cm/min

1

15CrMoG

GTAW

H08CrMoA

φ2.5

直流正接

150-180

14-16

8-12

⑵手工电弧焊工艺参数

/焊层焊道

母材

焊接方法

焊丝牌号（mm）

焊丝直径（mm）

极性

焊接电流（A）

电压（V）

焊接速度Cm/min

2

15CrMoG

SMAW

R307（E5515-B2）

3.2

直流反接

90-110

22-24

12

～10

3

15CrMoG

SMAW

R307（E5515-B2）

3.2

直流反接

90-110

22-24

1210～

20mm、由于氩弧焊时对杂质较为敏感，因此焊件在组装前应将焊口表面及附近5母材内、外壁的油、漆、垢、锈等清理干净，直至发出金属光泽。

应设法休整到规定的尺寸，严禁在间隙内加填塞物。

焊口的局部间隙过大时，6、、除设计规定的冷拉口外，其余焊口应禁止用强力对口更不允许利用热膨胀法7对口，以妨引起附加应力。

、焊接施工过程中包括对口装配、施焊、热处理和检验等四道工序，本道符合8要求后方可进行下道工序，否则禁止下道工序的施工。

）～20mm（9、蒸汽管道组对焊接时由于管径较大，因此定位焊缝应具有一定的长度15页21共页7第

和厚度（2～2.5mm），然后进行打底焊。

再进行填充盖面，施焊顺序同打底焊，其间应注意层间清理及质量检查。

10、为防止裂纹的产生，打底焊缝应具有足够的厚度（2～2.5mm），打底焊后要及时填充盖面，当天焊完。

打底焊、盖面焊最好由两名焊工对称焊接完成。

11、焊口焊完之后把熔渣、飞溅物清理干净，经外观自检合格后施焊焊工在焊缝附近打上自己的钢印代号。

12、施工过程中严禁在管子上随便引弧、焊接支架、吊耳等。

13、管子焊接时，管内不得有穿堂风。

14、因为15CrMoG耐热钢裂纹倾向较大，所以焊接时应设法减小焊缝的拘束度，尽量在自由状态下焊接，以免因刚性过大而引起过大内应力而导致焊缝产生裂纹。

为此，除了要求班组在施工时严格按照焊接工艺指导书的焊接顺序与方向施焊外，还要注意不要对焊件进行强制固定。

所以施工时应先将管道在自由状态下对接好，并且坡口达到要求及焊缝预热温度（150～200℃），符合要求后方可施焊。

第一层为钨极氩弧焊打底，第二、三层位手工电弧焊盖面。

焊接过程中层间温度不应低于预热温度，这样才能保证焊接接头不致产生淬硬甚至裂纹。

但也不能过高，以免过烧使晶粒粗大，降低性能。

（保持层间温度有和预热温度同样的作用，如果只注意预热而不保持层间温度，预热也就失去意义。

因为预热只能保证第一层焊缝的施焊温度，在以后各层施焊时，层间温度就是其预热温度。

）每焊完一次必须用砂轮机清根以防止夹渣。

焊缝最好一次成型，如有断续焊缝，必须重新预热。

在氩弧焊时，应做好防风措施以防止焊缝产生气孔。

每焊完一道焊缝必须用保温材料将焊缝包裹好，以防止焊缝冷却太快产生裂纹。

九、焊接热处理

9.1作业项目概述

为降低焊接接头的残余应力，改善焊缝的组织与性能，多数合金钢管需要进行焊接热处理作业。

但是，凡采用氩弧焊或低氢型焊条，焊前预热和焊后适当缓冷的下列部件可免做焊后热处理。

页21共页8第

壁厚小于或等于10mm，管径小于或等于108mm的15CrMoG管子。

①9.2作业准备

主要劳动力计划;

①热处理工2人，电工1人，配合人员2人。

热处理人员要求:

②焊接热处理人员必须经过专业培训并取得资格证书，做到持证上岗且具备良好的安全意识和质量意识。

热处理人员应按照《火力发电厂焊接热处理技术规程》DL/T819的有关规定③履行相应的职责。

填写热处理施工工艺卡并经过专业负责人签字，方可热处理焊口。

④应严格执行热处理施工技术措施及工艺卡进行操作，做到操作无误，记录准⑤确。

主要施工机具设备：

⑥

序号

名称

型号/规格

单位

数量

备注

1

热处理控制柜

台

1

2

电加热带

273、377

件

2

3

电加热绳

SCD

m

6

4

电源电缆

16㎜2

m

30

5

热电偶

根

3

6

补偿导线

根

2

7

硅酸铝针刺毯

6000*600*25

件

4

8

钢丝钳

把

1

9

铁丝

4#

㎏

2

施工所用的防护用品质量合格，数量能保证连续性施工；⑦施工所需消耗性材料全部到位，施工中注意节约。

⑧9.3作业条件

①使用的机械设备及工器具处于正常状态。

页21共页9第

②施工道路应畅通无阻、照明满足要求

③防风、雨、滑等设施齐全；

④高空作业平台架板牢固可靠；

⑤防火器具齐全；

⑥各类作业记录表格满足作业质量记录要求；

⑦防火器具齐全；

⑧进行施工技术（安全）交底，员工熟知工艺流程、安全措施、质量要求等各项内容。

9.4热处理作业程序

热处理控制柜温度加热带及保温被绑缚调节热处理前准备

保升温加降

1）管道材质为15CrMoG，规格为D377×13、D273×9，热处理温度按下表执行。

材质

温度（℃）

厚度（mm）

厚度（mm）

≤12.5

>12.5～25

h）恒温时间（

恒温时间（h）

15CrMoG

700～670

1/2

1

δδ焊后立即进行局部高温回火处理，升温、降温速度，6250/（单位为℃/h，℃以下可不控制。

具体看热处理。

降温时，300/h300为焊件厚度）且不大于℃卡。

（）1-1

页21共页10第

15CrMoG焊接热处理卡片（1-1）

焊接方法

GTAW+SMAW

焊接材料

焊条

R307

焊丝

H08CrMoA

焊条烘干温度*时间

（350-400）*2h

坡口加工

*shiijan间方法

机械加工

坡口角度

60±5°

坡口钝边

1.5±0.5

焊前预热温度（℃）

150-200

焊前预热方法

电加热

管内保护

充Ar

规范参数

线能量适当增大，一个焊口应连续焊完

层间温度（℃）

≥150-200

后热

保温缓冷立即300-350℃,恒温30min,

焊后热处理

热处理温度（℃）

670-700

恒温时间

Φ377x13

1h

Φ273x9

0.5h

加热速度（℃/h）

10±）℃/h200（

冷却速度（℃/h）

空冷:

30010±200以上：

300（）℃/h，℃以下

2）具体采用电加热器包绕焊缝，用硅酸铝棉层保温，保温层厚度50mm，温度控制采用电加热器自动控温仪控制。

3）对主管道与接管的焊接（如管座），应按主管的壁厚计算焊接热处理的升、降页21共页11第

温速度。

4）对返修焊件的恒温时间按焊件的名义厚度计算，名义厚度如表1。

表1焊件名义厚度的计算

焊缝高度或返修焊厚度h/mm

焊件的名义厚度δ/mm

5mmh＜

δ＝3h＋5

5mm~10mm＝h

δ＝2h＋10

10mm

＞h

δ＝h＋20

5）热处理的加热宽度，从焊缝中心算起，每侧不小于管子壁厚的3倍，且不小于60mm。

对于特殊位置的焊口如三通、阀门及焊口边缘有障碍物时候，可用履带型加热带和绳型加热带结合使用。

6）热处理的保温宽度，从焊缝中心算起，每侧不小于管子壁厚的5倍，且每侧应比加热器的安装宽度增加不少于100mm,以减少温度梯度。

保温厚度以40-60mm为宜，所用仪表、热电及附件，应根据计量要求进行标定或校验。

7）热处理方法：

热处理的加热方法采用远控履带式电阻加热方法，具体使用方法如下:

（1）把热电偶固定在焊缝上，热电偶探头与焊缝接触好，然后把加热带包在焊缝上，用保温材料包扎好，接通电源进行处理。

（2）热处理时，管道的临时支撑应在热处理完毕后及时拆除，管道的冷拉焊口临时固定应在热处理完毕后拆除，承重部位的焊缝在处理前应加临时支撑，以防在处理过程中产生变形。

立管的加热带应防止其下落。

恒温时，在加热范围内任意两点间温差应低于50℃。

（3）焊接接头热处理后，应做好记录和标记，并打上热处理工的钢印代号或永久标记，并经业主与监理人员共同验收签字认可。

（4）本工程中需要焊后进行热处理焊口为：

页21共页12第

序号

规格

材质

（℃.）热处理温度

h）保温时间（

1

D377×13

15CrMoG

～700670

1

2

D273×9

15CrMoG

700670～

1/2

）有冷裂纹倾向的焊件，当焊接工作停止后，若不能立即进行焊后热处理，（5使焊缝缓慢冷却。

保温时间为2h~4h，后热恒温度为应进行后热。

300℃~400℃，）进行热处理时，测温点应对称布置在焊缝中心两侧，且不得小于两点。

焊6（接接头热处理时应同步做好记录，热处理完毕后应做好标识。

）常用钢的预热温度为：

8

页21共页13第

表2常用钢的预热温度

钢种

管材

板材

/mm厚度

预热温度/℃

厚度/mm

预热温度/℃

含碳量≤0.35%的碳素钢及其铸件

≥26

100~200

30≥

100~150

28

≥15

150~200

≥16MnC-Mn（、16MnR）

、18MnMoNbR）、Mn-V（15MnV15MnVNR150~200

15）≥——12CrMo0.5Cr~0.5Mo（150~250（1Cr~0.5Mo15CrMoZG20CrMo）10≥1.5Mn-0.5Mo-V（14MnMoV18MnMonbg