焊接作业指导书2资料.docx

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焊接作业指导书2资料

中煤科工集团武汉设计研究院

神渭管道输煤项目EPC总承包项目管理部

焊接作业指导书

（WWI）

[管线-沟道外组对-壁厚15.9～17.5～19.1㎜]

编制:

审核:

批准:

2012年11月10日

第1页；共15页

HJ/ZY/ZDS-2012

目录

1总则

2参考依据及规范性引用文件

3技术要求

4母材及焊材

5焊接设备及工具

6焊前准备

7焊接操作过程

7.1操作注意事项

7.2根焊

7.3热焊

7.4填充焊

7.5盖面焊

8外观检查

9安全作业

10关于焊缝返修

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焊接作业指导书

作业对象：

陕西神渭输煤管道安装

作业项目：

Φ559×δ㎜、Φ610×δ㎜壁厚范围的管子组对（SMAW＋FCAW）焊接

项目代号：

SMAW-FeⅡ-5GX-15.9/559-Fef2和FCAW-FeⅡ-5GX（K）-07/09/20

项目代号：

SMAW-FeⅡ-5GX-17.5/559-Fef2和FCAW-FeⅡ-5GX（K）-07/09/20

项目代号：

SMAW-FeⅡ-5GX-19.1/559-Fef2和FCAW-FeⅡ-5GX（K）-07/09/20

焊接方法：

焊条电弧焊（SMAW）根焊（打底焊道）、熔化极药芯焊丝半自动（FCAW）热焊、填充、盖面下向焊。

1总则

1.1为了保证输煤管道的焊接质量，指导现场安装焊接机组清理、打磨、对口、点固焊、预热及施焊作业，特制定本“焊接作业指导书（WWI）”以下简称。

1.2本“（WWI）”是依据“焊接工艺评定报告（PQR）”编制的操作细则性作业文件，是焊工施焊时使用的作业指导书，可保证施工时质量的再现性。

1.3本“（WWI）”适用于输煤管道Ф610㎜、Ф559㎜，壁厚17.5～19.1㎜范围管线（沟道外）组对连接的施焊作业。

沟道内（断点连头）组对焊接的“（WWI）”另行编制。

1.4本输煤管道的焊接,除应执行本“管理部”所编制的“（WWI）”规定外，尚应符合国家现行有关标准、规范的规定，以及设计图纸的技术要求。

1.5本“（WWI）”自2012年10月30日发布起，将在全神渭管道输煤项目EPC项目管理部（分包方）施工单位范围内推荐执行。

1.6本“（WWI）”由神渭管道输煤项目EPC项目管理部工程部负责解释。

2参考依据及规范性引用文件。

下列文件中的内容通过本“（WWI）”的引用而成为本文件内容，凡是注日期的引用文件，其随后的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于“（WWI）”。

然而，鼓励依据本“（WWI）”达成共识的各施工方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本“（WWI）”。

GB50235-2010《工业金属管道工程施工规范》

GB50236-2011《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》

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GB50184-2011《工业金属管道工程施工质量验收规范》

SY/T0452-2002《石油天然气金属管道焊接工艺评定》

SY/T4103-2006《钢质管道焊接及验收》

NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》

TSGZ6002-2010《特种设备焊接操作人员考核细则》

SY/T4071-1993《管道下向焊接工艺规程》

GB/T9711-2011《石油天然气工业管线输送系统用钢管》

GB/T985.1-《气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口》

GB/T10045-2001《碳钢药芯焊丝》

GB/T13793-2001《直缝电焊钢管》

《陕西省石油化工建设工程焊工上岗监督管理暂行办法》

HP-2012/09/01“焊接工艺评定报告（PQR）”用于“管线”连接焊缝。

陕西神渭管道输煤项目EPC项目管理部“焊接施工管理”文件

3技术要求

3.1进入现场的管材、管件和焊接材料的规格、型号以及其他技术要求应符合图纸设计技术文件和焊接工艺的要求。

3.2管材和焊接材料应具有出厂合格证明和质量保证书，或管材、焊材复验报告等，其质量等级不得低于国家现行标准的相关规定。

3.3管材、管件进场时应按相应的规定进行核查验收，若对材质有怀疑时，提出复验申请，待复验结果合格后方可使用。

3.4对设计图纸要求进行无损检测的焊缝，必须按规定的比例进行无损检测。

3.5药芯焊丝对焊接参数要求高，尤其是对电压的精确度要求极为严格，误差在0.5V以内。

焊工操作不当以及焊接参数选配不当都容易产生气孔，尤其在面层焊接时更易发生。

3.6焊工要掌握正确的焊接操作方法，逐步掌握各种工艺参数，不断总结操作经验，以有效防止焊接缺陷的产生。

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4母材及焊材

管子材质

L450

钢管标准

GB/T9711-2011

焊条标准

AWSA5.1

焊条型号

E6010

焊条牌号

FOXCEL

焊条规格

Ф3.2㎜

药皮类型

纤维素型

烘焙温度

80～100℃

焊丝标准

AWSA5.29

焊丝型号

E71T8-Ni1J

焊丝牌号

Fabshincd81N1

焊丝规格

Φ2.0㎜

注：

纤维素焊条在未受潮情况下一般不需要烘焙，若焊条受潮后，必须采取烘焙处理，烘焙时间为0.5～1小时，然后放入焊条保温筒随用随取。

5焊接设备及工具

主要设备：

DC-400＋LN-23、逆变焊机、熔化极半自动焊送丝机、空气压缩机、预热装置、焊条烘焙箱、恒温箱、除湿机、温度、湿度测定仪、风速测量仪。

辅助工具：

内口器、外对口器、千斤顶、电动钢丝刷、电动角磨机、手锤、焊条保温筒、电焊面罩、护目镜、锉刀、电焊手套、液化气瓶及加热枪。

焊接过程和外观检查所使用的各种监视仪表和焊缝检验尺应按规定的时间进行周期鉴定。

焊接设备应具有参数稳定、调节灵活和安全可靠等性能，使用前应确认符合和满足焊接作业的要求。

6焊前准备

6.1管口清理

6.1.1管口清理时应尽量保证管子底部和两侧有足够的操作空间，目视检查管子内部，将泥土、石块等杂物清理干净。

6.1.2按照图纸核对管子规格及材质编号，并按顺序记录每根管子的管号、炉批号、管子长度、编号数据，并对管子端头尺寸进行核对检查和选配。

6.1.3用火焰加热枪烘烤管子端头区的漆皮、锈迹、油渍污垢和母材表面的湿气。

6.1.4用电动钢丝刷清理打磨，然后用电动角磨机将管子坡口及内、外表面20～30㎜内的氧化层清理干净，打磨至露出母材光泽。

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6.1.5管口的清理、打磨、组对、调整由装配人员完成，点固焊由焊工完成；对口的间隙要确保打底焊道（根焊）全部焊完前，根部焊道不能够收缩至无间隙。

6.1.6对管子端头坡口有原始缺陷或损伤者，可将坡口采取打磨处理，若损伤深度＞1㎜以上时，应重新加工坡口，严禁采取补焊的方法。

6.1.7管口清理符合要求后即可进行对口装配，当天清理好的管口尽量完成装配对口施焊，由于时间或其他原因未完成的管口应采用捆绑物加以保护。

6.2管子组对

6.2.1管子组对有管工、辅助人员、起重工，起重机操作人员；起重机械、内、外对口器、千斤顶、吊装用具（绳索、吊带）及工器具。

6.2.2起重机械、吊装用具应有足够的载重负荷能力，并保证处于安全的工作状态，绳索、吊带捆绑管子的部位必须采取保护措施，以免损伤管子表面的防腐层。

6.2.3在纵向坡度地段组对时，应根据地质情况，对管子和起重机械采取稳固措施；在土质松软地段组对时，可将管子直接放在土堆上；在石质或鹅卵石地段组对时，可用装有土的编织袋衬垫在管子下方。

6.2.4在山区石方地段宜采用沟道内组对焊接，与“断点连头”组对焊接相同；在沟道内组对、焊接作业时，应有足够满足焊工操作的管子下部和两侧空间。

6.2.5组对用的对口器分为内对口器和外对口器，使用内对口器时，必须在根焊完成后方能拆除；使用外对口器时，根焊在打底焊道均匀、对称分布且牢固后，可拆除对口器。

6.2.6管子组对时，将一根管子固定牢靠，另一根管子用（绳索、吊带）在中心位置捆绑牢靠后起吊，辅助人员协助保持好管子的平衡。

6.2.7组对时注意两根管子的纵向制造焊缝，对口时在圆周距离上两根管子的制造焊缝之间要错开100㎜以上。

6.2.8组对后的对口及间隙调整应符合工艺要求方可进行点固焊，严禁采用强行对口方法及手段进行组对和点固焊。

6.2.9组对质量要求：

基本保证管子内壁接口平齐，如有错口现象，其错口量应符合对接单面焊背面自由成型的要求，局部错口量不应超过壁厚的10％，且不大于2mm。

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6.2.10对口应将坡口表面及管子内外表面20～30mm范围内的油、漆、垢、锈等清理干净，直至露出母材光泽。

6.2.11应仔细对坡口表面进行检查，不得有裂纹、重皮、毛刺及坡口损伤等缺陷。

6.2.12按图纸设计或业主方要求在必要时，还应对管子坡口表面进行磁粉或渗透检测。

6.3点固焊应符合下列条件：

6.3.1管子点固焊时，使用的焊材应与正式焊接的焊材相同，且由持证焊工和批准项目相符的进行操作。

6.3.2点固焊的长度、厚度、点数及根焊间隙应能够保证正式施焊过程中不开裂、间隙不收缩。

6.3.3在根焊（打底焊道）施焊前，检查点固焊是否有裂纹等缺陷，若发现有缺陷应及时处理后方可施焊。

6.3.4点固焊的焊点应对称均匀布置，厚度＜3㎜、长度在50～60㎜范围（见下图）。

管子水平固定点固焊示意图

6.3.5点固焊完成后由焊工自检、质检员专检、业主方（监理）代表检查的三级检查确认后方能进行正式施焊。

6.4焊前预热

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6.4.1管子组对点固焊经三级检查符合工艺要求后，对管口均匀的实施火焰加热（也可以采用中频环形加热器或环形周向气体加热器，预热宽度以坡口两侧各80mm为宜）进行预热。

6.4.2环境温度＞5℃时，加热宽度为坡口两侧50㎜范围；环境温度＜5℃时，加热宽度为坡口两侧80㎜范围。

6.4.3加热采用液化气时，应用两把火焰枪对称均匀加热，在加热过程中应注意控制火焰枪有管壁之间的距离，并防止使母材局部过热氧化。

6.4.4管口预热的温度控制在100～130℃范围，温度测量采用数字化测温计，分别在不同测点读取数值，专检、监理确认并记录。

推荐选用坡口形式和焊层焊道如下：

适用于Ф559～Ф610；壁厚15.9～19.1范围

U形坡口

根焊、热焊、填充、盖面焊道

坡口角度55°～60°为宜

7焊接操作过程

7.1注意事项

7.1.1一般管线均为水平固定全位置（5GX）下向焊，采用焊条电弧焊、纤维素焊条根焊（打底焊道）、熔化极药芯焊丝半自动焊施焊热焊、填充焊、盖面焊。

7.1.2一般管线焊接采用多层多道焊，焊道熔渣应清除干净，并进行外观检查，如发现裂纹，应彻底消除后方能重新施焊，确认无问题后方可进入下一道施焊。

7.1.3焊接过程中，对于管材和防腐层保护应符合下列要求：

1）一般管线施焊时不允许在坡口以外的管壁上随意引弧。

2）施焊过程中管子要保持平衡稳固，不得受到震动和冲击，且用相应规格的胶皮或石棉橡胶板覆盖在焊道两侧，以防焊条、焊丝飞溅物烧伤防腐层。

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3）焊接电源的二次接地线与管子连接应接触良好和牢固，以防止二次接地线与管壁之间划擦产生电弧而损伤管材表面。

7.1.4焊缝层数为多层多道，各焊道间必须仔细清除熔渣和飞溅，自检、专检合格后方可进行下一焊道的施焊。

焊接采用流水作业，每层焊道由固定的两名焊工对称施焊。

7.1.5相邻两焊道的接头不得重叠，应相互错开20～30mm的距离。

7.1.6每一焊道应连续施焊完成，中间不应中断，要控制好焊缝的层间温度。

7.1.7每日下班前应使用塑料封盖将管子端口临时封堵好，防止异物进入，沟中管线还应注意防水、防塌陷。

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焊口施焊检查流程图

根焊

清理焊渣焊道修磨

↓

焊道外观

自检、专检

↓

热焊

清理焊渣焊道修磨

←

委托

复探

→

↓

↓

焊道外观

自检、专检

返修

施焊

层间温度控制

↓

→

填充焊

清理焊渣修磨焊道

缺陷

确认

↓

焊道外观

自检、专检

清理

打磨

↓

→

盖面焊

清理焊渣修磨焊道

返修

工艺

↓

焊缝外观

自检、专检

缺陷

分析

↓

←

委托无损检测

→

不合格

↓

检测合格出具报告

焊接环境：

施焊现场若出现下列情况之一时，承包者应采取有效的防护措施，否则焊工可按照工艺要求拒绝施焊。

a）纤维素焊条电弧焊时，未定期、未定向的风速达到6m/s后；

b）碱性低氢型焊条电弧焊时，未定期、未定向的风速达到5m/s后；

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c）熔化极药芯焊丝半自动焊时，未定期、未定向的风速达到6m/s后；

d）自然环境下作业区域或施焊场地相对空气湿度超过90％时；

e）下雨天、下雪天或大风情况的状态下，承包者无防雨棚、防风棚措施时；

f）承包者不按照焊接工艺采取焊前预热、焊道检查工序强行实施焊接作业时；

7.2根焊

7.2.1由甲、乙焊工分别按钟点标记“12--3--6”点、“12--9--6”点的圆周段施焊两半圈，根焊（打底焊道）、热焊、填充、盖面焊道的施焊方向（见下示意图）。

焊接方向示意图

7.2.2根焊（打底焊道）采用焊条电弧焊、纤维素焊条，焊工在夹持焊条前应检查焊芯有药皮的偏心度，焊条引弧端是否有药皮包裹，药皮有裂纹等，对不利于根焊要求的焊条即可更换。

7.2.3施焊前可将点固焊的两端接头处用电动角向磨光机进行修磨处理，更换焊条后的焊道接头处可不要修磨，根焊（打底焊道）必须熔透，背面成型良好。

7.2.4焊工应养成在施焊区域内引弧和熄弧的规范良好的操作习惯，禁止在非施焊部位引弧和熄弧，熄弧时观察弧坑应填满后熄弧。

7.2.5在施焊过程中，若出现焊条药皮严重发红时，此焊条废弃，废弃的焊条以及焊条头要放入回收桶收集处理，禁止乱扔。

7.2.6根焊（打底焊道）操作时焊条的移动轨迹是直线运条，一般不要求横向摆动，其焊道厚度控制在2～3㎜范围内。

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7.2.7根焊（打底焊道）完成后焊工（自检）清理焊渣，并用角向磨光机修磨焊道与母材结合部的出现的夹沟，焊道清理干净后质检员（专检）确认。

下向焊：

根焊、热焊、填充焊、盖面焊推荐焊接参数见下表。

焊接参数

焊层

焊道

焊接

方向

焊接

方法

焊材牌号

焊材规格

（Ф/㎜）

电源极性

焊接电流

（A）

电弧电压

（V）

焊接速度

（cm/min）

线能量

（kj/cm）

根焊

下向焊

SMAW

BOHLERFOXCER

4.0

直流正接

100～140

22～30

15～30

7～20

热焊

下向焊

FCAW

Fabshied81N1

2.0

直流正接

180～210

20～23

19～21

10～15

填充1

下向焊

FCAW

Fabshied81N1

2.0

直流正接

200～220

19～22

16～20

11～18

填充2

下向焊

FCAW

Fabshied81N1

2.0

直流正接

210～235

20～22

18～22

11～17

填充3

下向焊

FCAW

Fabshied81N1

2.0

直流正接

210～230

20～22

18～23

11～17

填充4

下向焊

FCAW

Fabshied81N1

2.0

直流正接

210～230

20～22

18～23

11～18

填充5

下向焊

FCAW

Fabshied81N1

2.0

直流正接

210～235

20～22

18～23

10～16

填充6

下向焊

FCAW

Fabshied81N1

2.0

直流正接

210～235

20～22

18～23

10～16

填充7

下向焊

FCAW

Fabshied81N1

2.0

直流正接

210～235

20～22

18～23

10～16

填充8

下向焊

FCAW

Fabshied81N1

2.0

直流正接

210～235

20～22

18～23

10～16

盖面焊

下向焊

FCAW

Fabshied81N1

2.0

直流正接

210～235

20～22

16～20

8～18

注：

本焊接参数依据焊接工艺评定报告，现场施焊过程中的各项参数根据实际数值调整。

7.3热焊

7.3.1根焊道经（专检）确认后立即进行热焊，施焊顺序与前相同，根焊道与热焊道停顿时间不宜超过10分钟，若停顿时间过长焊口温度下降，采取加热方式控制层间温度。

7.3.2热焊由另外两名焊工分别按“钟点标记”的圆周段施焊两半圈，热焊采用熔化极药芯焊丝半自动焊。

（根据具体情况，也可以采用焊条电弧焊）。

7.3.3实施热焊操作的焊工，施焊前应目视观察根焊道修磨的均匀程度，要仔细观察熔池和控制好焊丝移动速度，尽可能避免击穿根焊道的现象发生。

7.3.4热焊操作时焊丝可做轻微的横向摆动，以确保根焊道与母材两侧结合部能够充分熔化。

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7.3.5热焊完成后焊工（自检）清理焊渣，并用角向磨光机修磨焊道与母材结合部的出现的夹沟，焊道清理干净后质检员（专检）确认。

7.4填充焊

7.4.1热焊道经（专检）确认后立即进行填充焊，施焊顺序与前相同，由两名焊工分别按“钟点标记”的圆周段施焊两半圈，填充焊采用熔化极药芯焊丝半自动焊。

7.4.2填充焊道采用多层多道焊，各焊道间的接头应错开30～50㎜，接头处应保证熔合良好，焊道之间、焊道与母材之间应圆滑过渡。

7.4.3填充焊道必须分道施焊，焊工不得擅自改变焊道数，随着坡口的逐渐增宽，熔池的横向移动幅度增加，为防止熔池满溢产生覆盖现象，要仔细观察熔池形状控制熔池的移动速度。

7.4.4填充焊道每一道完成后，均要仔细清理焊渣，检查焊道的均匀程度和熔合情况、平整度以及是否有表面缺陷存在等。

7.4.5为了保证盖面焊道的成型美观，可根据焊道平整度情况在立焊段补充立填焊，全圆周填充焊道应低于坡口边缘1～1.5㎜为宜，在熔化过程中尽量不要损伤坡口棱角的直线度。

7.4.6对于局部凹凸不平的填充焊道，应采取补焊或修磨处理以利于盖面焊的成型美观。

7.4.7填充焊道全部完成后，焊工（自检）清理焊渣并用角向磨光机修磨焊道与母材结合部的出现的夹沟，焊道清理干净后（专检）确认。

7.5盖面焊

7.5.1填充焊道经（专检）确认后可进行盖面焊，施焊顺序与前相同，由两名焊工分别按“钟点标记”的圆周段施焊两半圈，盖面焊道为单道完成，焊缝边缘应圆滑过渡至母材。

7.5.2盖面焊时，熔池的横向移动幅度也是最大，为防止熔池满溢产生覆盖以及咬边等现象，要仔细观察熔池形状，并控制好熔池在坡口两侧的停留时间和下向的移动速度。

7.5.3盖面焊道若中间出现接头，再次引弧后接头要圆滑，若出现凹凸不平应进行修磨处理。

7.5.4盖面焊道完成后，等焊缝熔渣稍微冷却后即进行清渣，焊缝清理干净后（专检）确认后用焊缝缓冷保护套包裹。

7.5.5对检验合格的焊口，应在介质流向的下游距焊缝1米处用白色记号笔编写好焊工代号或流水作业组的代号标识，焊口编号形式为：

标段号-机组代号-里程-口数，字体大小为50×50mm；不允许在管子表面打钢印字码。

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7.5.6对于返修焊口，一般采用焊条电弧焊实施，若使用碱性焊条，必须按规定温度进行烘焙，其烘焙温度350～420℃，返修焊完成后也要编写好返修焊工代号。

8外观检查

8.1任何焊缝完成后，焊工应对焊缝进行自检并清理焊缝及母材两侧的金属飞溅物、熔渣等污垢物，焊缝边缘应圆滑过渡至母材。

8.2焊缝的外观检查由焊工自检后，专检人员以目视观察焊波细腻、均匀、平整度及整体美观感、焊缝检验尺测量焊缝的几何尺寸。

8.3焊缝表面不得有裂纹、未熔合、夹渣