焊接施工方案.docx
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焊接施工方案
1.工程概况
上海市安装工程有限公司承担中国石油独山子石化公司改扩建炼油及新建乙烯工程，我公司共承担的六台2000m3乙烯球罐，材质JFE-HITEN610U2L，壁厚38mm，球罐位号为56—V—0001A/B/C/G/H/I。
我公司压力容器制造厂新疆独山子项目部承担合同规定的球罐现场组装、焊接、整体热处理、压力试验、气密性试验的安装内容。
1.1编制依据
A、GB150—1998《钢制压力容器》（包括第1、2号修改单）
B、JB/T4709—2000《钢制压力容器焊接规程》
1.2工程地点：
新疆独山子石化公司化工全压力罐区
2现场焊接执行标准和技术文件
A、质技监局锅发[1999]154号文《压力容器安全技术监察规程》
B、GB150—1998《钢制压力容器》（包括第1、2号修改单）
C、JB4744—2000《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》
D、GB/T5118-1995《低合金钢焊条》
E、GB/T18591-2001《焊接预热温度、道层温度及预热维持温度的测量指南》
F、JB/T4709—2000《钢制压力容器焊接规程》
G、JB4708—2000《钢制压力容器焊接工艺评定》
H、GB12337-1998《钢制球型储罐》
I、GB50094-1998《球型储罐施工及验收规范》
J、厂压力容器质保手册
K、施工图纸及其相应的技术文件
3焊工资格：
3.1凡参加本工程球罐焊接的焊工，必须取得《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》中SMAW-Ⅱ-1G-12-F3J、SMAW-Ⅱ-3G-12-F3J、SMAW-Ⅱ-2G-12-F3J、SMAW-Ⅱ-4G-12-F3J项目的合格证；并在有效期内。
在焊接作业前进行现场理论培训及操作考试，合格者方可进行焊接施工。
4焊接工艺评定
4.1根据《压力容器安全技术监察规程》、JB4708—2000《钢制压力容器焊接工艺评定》规定进行焊接工艺评定。
手工焊焊接工艺评定编号分别为：
BD-Ⅵ-030（立焊）、BD-Ⅵ-031（横焊）、BD-Ⅵ-032（平焊+仰焊）
4.2本工程球罐材质为JEFHITEN610U2L，厚度为38mm，焊条LB-65L，焊接方法为手工电弧双面焊。
坡口型式如下图：
2000m3乙烯球罐坡口图
5焊条管理
5.1焊条的种类和使用范围
焊条
规格（mm）
药皮类型
使用范围
LB-65L
3.2~4.0
低氢型
球罐本体、定位、夹具及本体与附件连接等
J422
3.2
钛钙型
平台、扶梯及其它附件
5.2根据设计要求，必须按GB/T3965—95《电焊条熔敷金属扩散氢测定方法》进行复验用色谱法进行测定，焊条烘干后的扩散氢含量≤5ml/100g。
5.3现场施焊的焊条，应有专人负责，焊条的烘干及领用、回收工作按公司《压力容器质量手册》2002版规定执行。
5.4焊条的烘焙条件
焊条牌号
烘焙温度（℃）
烘焙时间（h）
保温温度（℃）
再烘焙次数
LB-65L
400
1
100~150
≤2
5.5焊条回收、发放
焊条烘干、发放、回收要有专人管理，发放、回收要做好记录（焊条放在保温桶内），发放时间应在4h内，超过4h回收的焊条进行再干燥，再烘干次数不超过二次。
5.6焊条要避免药皮脱落，污损等现象，对于药皮脱落、污损焊条坚决不使用。
6焊前准备
球罐正式焊接前，必须做好如下准备，方可开焊。
1、焊机所采用的电缆与距离相适应，橡皮电缆应有足够的芯线截面。
2、多台焊机应装单独的接地线，执行一机一闸一保护。
3、焊工需配齐砂轮机、钢丝刷等工具。
4、在正式焊接前，应办理组装与焊接的工序交接，保证这一停检点的各项指标达到GB12337-1998及GB50094-1998标准要求和设计技术要求，并由技术人员对焊工进行球罐焊接技术交底。
5、焊接工艺评定
我单位已有合格的JFE-HITEN610U2L钢手工电弧焊焊接工艺评定，实际焊接工艺参数按照根据工艺评定编制的焊接工艺卡执行。
6、焊前清理
焊接前焊工应用钢丝刷的工具，将焊接区内的锈斑、油渍等黏附物彻底清除。
7、预热、后热采用石油液化气火焰加热，焊接前设备应进行试验，保证达到使用要求。
7定位焊、工夹具临时焊接
7.1定位焊及临时焊的所有要求和球罐本体焊缝要求一致。
7.2定位焊在X型坡口的小坡口一侧和Y型坡口的钝边一侧，定位焊长度为80mm以上，间距300mm以内，焊肉高度不低于10mm。
7.3定位焊顺序：
原则上采用先纵后环，定位焊在小坡口一侧，并参照球罐本体焊缝焊接顺序。
7.4焊前预热
8焊接施工顺序
8.1球罐本体焊接顺序见表。
2000m3球罐焊接顺序：
焊缝
焊接顺序
焊缝
焊接顺序
外面
里面
外面
里面
赤道带纵缝
1
4
赤道板×上极边板环缝
7
11
上下极边板纵缝
2
5
赤道板×下极边板环缝
8
12
上下极板纵缝
3
6
上极侧板×上极边板环缝
9
13
/
/
/
下极侧板×下极边板环缝
10
14
8.2球罐纵缝焊接
8.2.1赤道带纵缝，由数名焊工对称均匀分布、沿同一方向焊接，采用分段退焊法焊接，分段长度可根据当天焊完为好。
上下极纵缝，单条焊缝由两名或四名焊工同时焊接。
8.2.2上极板纵缝应由焊缝中间向两端同步焊接；
下极板纵缝应由焊缝中间向两端同步焊接。
8.3球罐环缝焊接
8.3.1赤道与上下极顶环缝、上下边板应由数名焊工对称均匀分布、沿同一方向焊接，焊接接头应避开丁字接头处。
8.3.2上下边板与上下极板之间的环缝应由多名焊工对称分布焊接，上边板与上极板之间的环焊缝由中间向两端焊接，下边板与下极板之间的环焊缝由中间向两端焊接。
8.4球罐Y型接头焊接
8.4.1Y型接头在焊接时，应绝对避免在Y型的交汇处引弧或熄弧。
8.4.2Y型接头在焊接时，在焊接上下极边板纵缝时，下极边板纵缝的起弧点和上极边板纵缝的熄弧点，都应在该部位的环向焊缝内，离Y型交汇处距离约200mm。
8.4.3Y型焊缝焊接示意见下图：
下部Y型接头上部Y型接头
9预热温度、层间温度、后热
球罐预热温度：
125℃≤t≤160℃,预热宽度为焊缝两侧各150mm，且预热均匀；
层间温度不低于预热温度且不高于180℃；
球罐后热温度：
250℃≤t≤300℃，并保温1小时。
在当天焊接完成后，对焊缝进行局部后热处理。
在焊缝焊接的对面一侧用火焰对焊缝进行加热，再焊缝焊接一侧用保温棉进行保温。
温度测量方法：
红外线测温仪。
预热、后热加温方法采用火焰加热。
对测量数据进行准确记录，每条焊缝测量点不少于三对。
10焊接施工要领
10.1施焊焊工必须严格按照焊接作业指导书作业
10.2严禁在坡口外引弧，采用退焊法在坡口内引弧，由于不小心造成闪击点，应做出记号，进行打磨，并作MT检测，修磨厚度不得小于设计厚度，同时修磨深度不得超过2mm当超过时应按照规定进行修补。
10.3焊接时，焊条摆动宽度为焊条直径的4倍以下，各层道的焊缝接头不要集中在同一地方，每层应叉开50mm以上，如下图：
10.4每一层焊道焊接完后应认真、仔细的清除焊渣，并用角向砂轮机进行打磨，直到目测没有缺陷为止，再进行下一层次的焊接。
10.5在丁字焊缝的交叉处，焊接时应把熄弧点、引弧点留在环向焊缝内。
10.6焊接球罐本体的工艺参数
焊接形式
焊接
方法
焊条
牌号
焊条
直径
（mm）
电流
（A）
电压
（V）
速度
（cm/min）
线能量
（KJ/cm）
电源
极性
平焊
手工
电弧焊
LB-65L
3.2
4.0
100～130
150～180
24～26
5～20
6～24
12～35
直流
反接
立焊
手工
电弧焊
LB-65L
3.2
4.0
90～120
140～170
24～26
5～10
5～10
12～35
直流
反接
仰焊
手工
电弧焊
LB-65L
3.2
4.0
90～120
140～170
24～26
5～10
5～10
12～35
直流
反接
横焊
手工
电弧焊
LB-65L
3.2
4.0
100～130
150～180
24～26
5～15
7～24
12～30
直流
反接
10.7球罐纵缝焊接，单道焊接宽度必须严格15mm以内，焊接厚度必须控制在3.5mm以内，以保证焊缝韧性。
11碳弧气刨
11.1球罐本体焊缝外侧焊接完后，在球内侧用碳刨清根，直到露出完好金属为止，再用砂轮机打磨、经PT检查，直至缺陷全部清除为止。
11.2碳刨的刨槽应平直、光滑。
12打磨
12.1焊前打磨：
在焊前应对坡口面内的锈、油污等进行打磨，直至呈金属光泽。
坡口表面的除锈打磨宽度为50mm。
12.2清根打磨：
内侧碳刨清根后，应打磨清除渗碳层、休整刨槽，使其呈U型，同时长度方向宽窄一致，直至经过100％PT检测确认无裂纹、未焊透、未熔合及夹渣合格后方可施焊。
12.3焊缝表面打磨，使焊缝表面不得有裂纹、未焊透、未熔合及夹渣等缺陷，且不得有熔渣与飞溅。
12.4焊缝修磨以不损伤母材的基础上消除焊波并尽量磨平，球壳外表面焊缝余高应为0～1.5mm，内表面焊缝余高应为0～1.0mm，对接焊缝应打磨与母材圆滑过渡，角焊缝应打磨至油圆滑过渡到母材的几何形状，并消除焊波，焊缝表面不允许有急剧的形状变化。
13焊缝检验的评定
13.1球罐本体焊缝的外观检验，按GB12337—98第8.5条焊缝表面的形状尺寸及外观要求执行，并填写焊缝表面质量记录表。
13.2球罐本体焊缝及其它部位的射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透检测均按JB4730—94规定执行，具体数量及标准范围见检测部分。
14焊缝的修补
14.1球壳板焊缝的表面缺陷及焊缝内部缺陷的修补
14.1.1焊缝表面缺陷修补长度必须大于50mm，修补地方要进行MT检查。
14.1.2内部缺陷要进行返修，清除的缺陷深度不得超过球壳板厚度的2/3，若碳刨时未发现缺陷，应先焊好后再对另一侧进行碳刨直至发现缺陷为止，同一部位返修次数不宜超过二次，否则应编写专门返修技术措施，经技术负责人批准后方可实施。
返修操作程序：
气刨打磨PT预热焊接后热RT（焊接36h后进行）
15产品试板
15.1每台球作立焊、横焊、仰焊+平焊位置的产品试板各一付。
试板尺寸：
650mm×360mm×42mm
15.2产品试板焊接，应符合《压力容器安全技术监察规程》第77条规定。
15.3产品试板的检验与评定按JB4744-2000《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》执行。
15.4产品试板的制备过程应严格作流转记录，在各项试验结束后，对产品试板进行综合评定，认真填写记录表格，经甲方、监检代表、质保体系人员签证确认。
16焊接作业管理
16.1焊接条件管理
16.1.1各条焊缝的电流、电压、速度、线能量的实时测定和记录。
16.1.2各个焊工的电流、电压、速度、线能量的实时测定和记录。
16.2气象管理
每天上、下午进行一次气温、湿度的测定。
测定点应离开焊接作业位置0.5～1m处测量。
出现下列任一情况时应采取适当的防护措施，球罐顶部用三防油布搭设防雨棚，四周用三防油布包围，形成蒙古包，经检查合格后方可进行现场焊接。
16.3当遇到下列情形之一者应停止焊接作业：
A、下雨、下雪；
B、风速大于8m/s；
C、相对湿度在85及以上；
D、环境温度在-5℃及以下。
17局部修补程序
球罐焊接完成后，若发现超标缺陷需按以下要求进行处理：
1、球壳表面缺陷，焊缝咬边等，如需用砂轮机修磨时，应打磨平滑或加工成具有圆滑过渡的斜坡。
2、球壳表面缺陷进行焊接修补，当为划伤及成型加工产生的表面伤痕等形状比较平滑的缺陷时，可直接进行堆焊。
如直接堆焊可能产生裂纹时，可用砂轮机将缺陷清除后再进行堆焊，堆焊后的表面应打磨平滑，或加工成高度在1.5mm以下，具有圆滑过度的斜坡。
3、对焊缝咬边和焊缝裂纹进行焊接修补时，应先用砂轮机将缺陷清除并修理成便于焊接的凹槽形状，再进行焊接补修，其长度应在50mm以上，修补焊道上应加焊一道凸起的回火焊道，回火焊道焊完后，再磨去回火焊道多余的焊缝金属，使其与主体焊缝平缓过度。
4、内部缺陷修补。
内部缺陷的清除应在球壳板厚度三分之二，即：
25mm以下、如超过三分之二厚度仍残留缺陷时，应修补好该面，然后在其背面清除缺陷进行焊接修补。
焊接修补的焊缝长度均在50mm以上。
5、修补采用与球罐焊接相同的焊接工艺，预热温度尽可能提高到上限值，在以修补处为中心，半径150mm范围内进行预热。
6、同一部位的返修次数不得超过2次，若返修两次仍不合格须报一级质保工程师和监理等有关部门进行确认。
7、焊缝返修应有返修记录（包括：
补焊焊工、焊接参数、预后热温度、时间、挖补位置和深度）和返修后复检记录（包括：
表面检查记录、无损检测复查报告），返修记录和复查记录进入竣工资料。
18产品焊接试板
球罐焊接期间，选择参加球罐焊接，水平一般的焊工焊接产品试板。
1、每台球罐制作横、立、平加仰焊试板各一块，尺寸为650×360×45；
2、产品试板与球罐板同时运到现场，并保证钢号、厚度、炉批号与球罐板一致；
3、试板的焊接应在与球罐焊接相同的条件和工艺下进行；
4、试板应经外观检查后进行射线检查，合格标准与球罐相同；
5、试板与球罐一起进行热处理；
6、试板的检验按JB4744进行。
19焊接工程记录
焊接工程施工中，要保证下列记录的及时、准确和完整性。
1、焊工名册及资格证书。
2、焊工位置排版图。
3、焊条复验报告。
4、焊条烘干记录、发放回收记录。
5、焊接记录。
6、焊接气象记录。
7、球罐焊接工艺报告。
8、焊缝局部返工记录。
20安全注意事项
1、必须保证焊工必备的劳保用品齐全，并符合有关标准。
2、严格执行焊工操作规程。
3、上罐施焊必须带好安全帽、安全带。
4、不得从高空向地面抛东西。
5、所有用电设备执行“一机一闸一保护”。
6、焊接期间应及时的清理拆除下来的工卡具，防止高空坠落。
7、施工现场准备充足的防暑用品。
8、内口焊接期间设置专人监护，焊工进入球罐前必须把胸卡交于监护人。
注：
测量焊接环境温度及相对湿度必须在离焊缝500～1000mm处测量。
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