水利工程压力钢管焊接工艺试验方案3.docx

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水利工程压力钢管焊接工艺试验方案3

XXX南水北调中线工程

合同编号：

XXX

压力钢管焊接工艺试验方案

批准：

审核：

编制：

河南水建集团有限公司

XXX南水北调中线工程项目部

年月日

压力钢管焊接工艺试验方案

1、工程概况

本标段包含汝南段和平舆段所有工程以及西平段和上蔡段的穿越工程，主管线总长61.97Km，其中汝南段长26.16Km：

起止桩号为K37+250.36～K63+410.36，主管径由1600mm渐变为1400mm，主管线采用外3PE内FBE防腐钢管（TPEP）。

汝南水厂支线起于汝南分水口K63+410.36,止于汝南蓄水池，全长656m，同时在支线桩号R0+620预留汝南水厂分水三通。

支线采用外3PE内FBE防腐钢管（TPEP），管径600mm长150m；管径500mm长506m。

汝南段布置倒虹吸5座：

穿鲲鹏河倒虹吸一座，穿柳叶河倒虹吸一座，穿老汝河倒虹吸一座，穿南马肠河倒虹吸两座；穿S206省道顶管一座；支线末端设蓄水池1座；场地管理房1座；修建县管理所一座；流量计、空气阀、排空阀井等各类阀井共计65座，各类镇墩共计42个。

平舆段长35.81Km，起止桩号为K63+410.36～K99+218.76，管径由1200mm渐变为1000mm，主管线采用外3PE内FBE防腐钢管（TPEP）。

同时在管道K99+198.76设分水支管进入蓄水池，支管长180m，管径为1000mm，管材采用外3PE内FBE防腐钢管（TPEP）。

本标段布置倒虹吸5座：

韩坡干沟倒虹吸一座、穿荆河倒虹吸一座、穿天水湖倒虹吸两座、穿清河倒虹吸一座；布置顶管6座：

穿干二支渠顶管一座、穿开龚公路顶管一座、穿宿鸭湖一干渠顶管一座、穿宿鸭湖二干渠顶管一座、穿S333省道顶管一座、穿老铁路顶管一座；管线末端设蓄水池一个，现地管理房1座；流量计、空气阀、排空阀井等各类阀井共计87座，各类镇墩共计56个。

西平、上蔡段穿越工程共有顶管6座、倒虹吸管5座。

顶管工程包含：

干线穿西漯快速通道顶管、西平支线穿西漯快速通道顶管、穿京港澳高速顶管工程、穿小洪河顶管工程、穿S331省道顶管工程、穿周驻南高速顶管工程；倒虹吸工程包含：

唐江河倒虹吸管工程、淤泥河倒虹吸管工程、淤泥河支流倒虹吸管工程、穿京港澳高速前支沟倒虹吸管工程、红彭河倒虹吸管工程。

2、编制采用的依据及规范

（1）《金属熔化焊焊接接头射线照相》（GB/3223-2005）；

（2）《钢结构防火涂料通用技术条件》（GB14907-2002）；

（3）《钢结构施工技术验收规范》（GB50205-2001）；

（4）《钢结构超声波探伤及质量分级法》（JG/T203-2007）；

（5）《钢质管道焊接机验收》（SY/T4103-2006）；

（6）《焊缝无损检测、焊缝磁粉检测、验收等级》（GB/T26952-2011）

（7）《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定》（GB/T11345-2013）

（8）《碳钢焊条》GB/T5117-1995

（9）《气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝》GB/T8110-2008；

（10）《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB50236-2011）

（11）《金属材料弯曲试验方法》（GB/T232-2010）

（12）《金属材料拉伸试验》（GB/T228-2010）

（13）《金属材料夏比摆锤冲击试验方法》（GB/T229-2007）

（14）XXX南水北调中线工程招、投标文件、施工图纸。

3、施工准备

3.1材料、人员、设备配置

（1）材料：

详见材料配置表

材料配置表

序号

材料名称

型号

数量

备注

1

钢管

厚12mm

2根

材质Q235B

2

焊条

E6010

1桶

3.2×350mm

3

焊丝

E71T78-K6

1箱

2.0mm

试验用钢板由业主提供，材质Q235B，由该钢管生产厂家提供材料的质量证明文件。

焊条的性能与焊机的型号相匹配。

焊机采用E71T78-K6焊丝，电弧焊采用国标E6010焊条。

（2）人员配置：

详见人员配置表

人员配置表

序号

人员名称

数量

备注

1

焊工

2名

持证（持锅炉、压力容器焊工证或压力钢管制造、安装焊工证）

2

辅助工（管工）

1名

3

检测人员

1名

持证（持检测人员资格证，Ⅱ级以上）

4

安全员

1名

5

质检员

2名

（3）设备配置：

详见设备配置表

设备配置表

序号

设备名称

型号

数量

备注

1

交流电焊机

D7-500

2台

2

送丝机

XG-90LN

1台

3

割枪

1套

4

恒温干燥箱

ZYH型

1台

5

角向磨光机

S1M-FF-125A

4台

6

吹风机

Q1B-BJ-25

1台

焊接前，要进行材料、人员、设备报验，经报验合格后方可允许进行现场操作。

3.2焊接场地

焊接试验场地选在施工现场围挡内，在围挡内进行焊接，要求场地较为整洁，以确保焊接处于相对无尘、无风的环境。

3.3焊条烘干、钢板坡口开设、打磨及质量控制

（1）经报验合格的焊条在焊接前需进行烘干，烘干后的焊条保存在100～150℃恒温箱内，随取随用。

（2）焊接前用气割枪对钢板两端部的齐边打坡口，按已标识好的坡口线进行切割，具体坡口形状见下图。

说明：

α=55～60°b=0-3mmp钝边=0-3mm

（3）用角向磨光机将坡口表面的熔渣、毛刺等打磨掉，以使坡口表面平整。

（4）焊接前将坡口及其两侧10～20mm范围内的表面清除干净。

（5）坡口质量控制：

切割造成的坡口沟槽深度不大于0.5mm，否则应进行修磨。

当坡口沟槽深度大于2mm时应进行焊补并修磨至规定要求。

（6）坡口经验收合格后，方可进行下道工序的施工。

4、焊接工艺

焊缝采用SMAW+FCAW的方法进行焊接：

在Y形坡口底部处（示意图中P段）采用E6010（φ3.2mm）的焊条焊接（即打底焊接）；P段以上的焊缝采用E71T8-K6（φ2.0mm）的焊丝进行填充、盖面，分二层焊满。

焊接环境出现下列情况时。

应采取有效的防护措施，无防护措施时，应停止焊接施工。

1、风速：

当工作环境的风力大于5级，气体保护焊风速大于2m/s，其他焊接方法风速大于8m/s；

2、相对湿度大于90%、雨天的露天施焊；

焊接步骤：

厂家提供母材钢管—母材钢管切割—打磨坡口—焊条及母材预热—对口器固定—焊接—外观检查—无损检测—缺陷处理—验收

（1）厂家提供母材钢管:

Q235B母材钢管。

（2）母材钢管切割：

焊工将母材试件切割成试验所需大小。

（3）打磨坡口：

采用磨光机打磨焊接坡口。

（4）焊条及母材预热：

使用恒温干燥箱将焊条预热100℃～150℃，且焊条药皮无脱落和明显的裂纹，焊接试验当地气温大于20℃，且在干燥的施工环境中进行焊接试验，焊接钢管无需预热。

（5）对口器固定：

先将两截钢管放在平整好的工作台上，焊缝处成形成Y形，再用钢板尺测量Y形上口的宽度（不同点处）进行调整，确保两截钢管焊缝平行且两板间无错台，然后用对口器将两截钢管固定，定位焊缝位置应距焊缝端部10-15mm以上。

（6）焊接：

在坡口上引弧、熄弧，严禁在母材上引弧、熄弧，熄弧时弧坑应饱满，表面呈微弧状。

焊条焊接参数依照下表执行。

手工电弧焊焊条焊接参数表

焊条直径（mm）

φ2.5

φ3.2

焊接电流（A）

150-250

60-80

焊接注意事项：

a、多层焊的层间接头应错开，手工焊的层间接头应错开25mm以上。

b、同一焊道的焊接方向不应改变，不同焊道的焊接方向可以交替进行。

c、下一道焊接前，需清除上层表面的熔渣。

（7）外观检查：

检查项目及要求见下表。

焊缝的外观质量（δ=8、12、16mm）

序号

项目

焊缝类别

一

二

三

允许欠缺尺寸

1

裂纹

不允许

2

表面夹渣

不允许

深度不大于0.1δ，长度不大于0.3δ，且不大于10

3

咬边

深不超过0.5

深不大于1

4

未焊满

不允许

不大于0.2+0.02δ且不大于1，每100mm焊缝内缺欠总长不大于25

5

表面气孔

不允许

直径小于1.5的气孔每米范围内允许5个，间距不小于20

6

焊瘤

不允许

-

7

飞溅

不允许

-

8

焊缝余高△h

手工焊

δ≤25△h=0～2.5

25＜δ≤50△h=0～3

δ≥50△h=0～4

-

自动焊

0～4

-

9

对接接头焊缝宽度

手工焊

盖过每边坡口宽度1～2.5，且平缓过渡

自动焊

盖过每边坡口宽度2～7，且平缓过渡

10

角焊缝焊脚高K

K＜12时，K+2～-1；K≥12时，K=+3～-1

注1：

δ是钢管厚度代号。

注2：

手工焊是指焊条电弧焊、CO2半自动气保焊、自保护药芯半自动焊以及手工TIG焊等，而自动焊是指埋弧自动焊、MAG自动焊、MIG自动焊等。

按表中各检查项目对焊缝外观进行检查，检查合格后对焊缝内部进行无损检测。

（8）无损检测：

焊缝内部质量检测采用超声波和射线检测。

同一焊缝部位使用了两种及两种以上的无损检测方法检测，应分别按各自的检测标准进行评定，全部合格后方为合格。

检测要求：

无损检测在焊接完24h以内进行。

焊缝检测方法及要求：

焊缝无损探伤应遵守《钢制管道焊接及验收》（SY/T4103-2006）的规定，管道环向焊缝要求5%射线照相探伤，还应采用100%超声波探伤。

《金属熔化焊焊接接头射线照相》（GB/3223-2005）和《焊缝无损检测超声检测技术、检测等级和评定》（GB/T11345-2013）对焊缝的质量进行评定。

焊缝无损探伤抽查率

办法

钢种

低碳钢和低合金钢

高强钢

焊缝类别

一类

二类

一类

二类

一

射线探伤抽查率（%）

25

10

40

20

二

超声波探伤抽查率（%）

100

50

100

100

射线探伤抽查率（%）

5

（注2）

10

5

注：

1、任取上表中的一种办法即可，若用超声波探伤，还需用射线复验；

2、若超声波探伤有可疑波形，不能准确判断，则用射线复验；

（9）缺陷处理：

a、焊缝内部或表面出现裂纹时，分析原因，制订措施后方可进行补焊。

b、焊缝同一部位的返修次数不宜超过两次，超过规定次数的返工，应制订可靠的措施后方可进行。

（10）验收：

经缺陷处理后，再次进行无损检测，各项检测符合质量要求后，则焊缝认定为合格，可报请监理验收。

5、焊接成果整理

焊接方法为上向焊，由焊工记录每层焊道的起弧方式、收弧方式、运条工环境等试验数据或工艺，将真实的焊接记录及结果整理上报，最终根据无损检测的结果对比，选择最适合的焊接工艺，用于本工程的钢管焊接。

6、质量保证措施

（1）各工序施工严格执行“三检制”，每道工序经检验合格现场监理工程师验收合格后方可进行下道工序的施工。

（2）严格按规范和工艺要求进行焊接，确保焊接质量。

（3）焊接时，由焊工记录焊接数据，保证数据的真实性、准确性。

（4）焊工、检测人员持证上岗，检测机构资质符合要求；确保检测数据的真实性和有效性。

（5）焊接材料符合规范要求且应妥善保管，以使材料性能稳定。

7、安全保证措施

（1）施焊前，对所用设备性能进行全面检查，确保设备处于正常状态,接线绝缘良好。

（2）工地焊接，做好防烟、防火、防爆、防闪、防触电等安全措施。

（3）在雷雨、大风天气，不允许进行焊接工作。

（4）焊工必须配备合适滤光板的面罩、干燥的帆布工作服、电焊手套、橡胶绝缘鞋和清渣防护白光眼镜等安全用具。

（5）施焊结束后，及时断开电源。