工艺管道焊接方案最终版.docx
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工艺管道焊接方案最终版
编号：
FA（赤）J480-焊-002
国电XX30·52煤制尿素项目
A标段气化备煤、B标段净化空分
工艺管道焊接方案
编制:
审核：
批准：
标准化员：
中国化学工程第十一建设XX
国电XX工程项目经理部
2010年6月
1.编制说明
本方案仅适用于国电XX3052煤制尿素项目A标段气化备煤、B标段净化空分工艺管道碳钢、合金钢和不锈钢焊接施工作业。
合金钢热处理方案及空分装置铝镁合金焊接方案详见专业方案。
在焊接过程中，将以焊接工艺卡的形式对本方案进行进一步细化，下发作业班组并进行技术交底，针对性指导现场焊接施工。
2.编制依据
1）评定合格的焊接工艺评定报告
2）赛鼎工程XX设计的技术文件及施工图纸
3）GB50236-2009现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规X
4）GB50235-1997工业金属管道工程施工及验收规X
3.工程概况
本工程管道除空分装置冷箱外涉及以下材质：
碳钢（20#、L245、Q235A）、低温钢（A333Gr.6、A671CC.60）、不锈钢（304、304L、316、1Cr18Ni9Ti）、铬钼合金钢（15CrMoG、12Cr1MoV）等。
总焊接量约为25万DIN，分布于空分装置、低温甲醇洗、煤气水分离。
变换煤气冷却、酚回收各工段。
4.通用要求
4.1.现场管线材质选用及焊材烘干一览表
钢号
焊条牌号
焊丝
烘干温度（℃）
恒温时间（分）
碳钢管（20#、L245、Q235A）
J426J427
H08Mn2SiA
350～400
60
低温管（A333Gr.6、A671CC.60）
W707
TGS-1N
350～400
60
铬钼合金钢管
15CrMoG
R307
H13CrMoA
350～400
60
12Cr1MoVG
R317
H08CrMoVA
350～400
60
不锈钢管
304
A102
H0Cr21Ni10
150～200
60
304L
A002
H00Cr21Ni10
150～200
60
316
A202
H0Cr19Ni12Mo2
150～200
60
1Cr18Ni9Ti
A132
H0Cr21Ni10Ti
150～200
60
4.2.焊接方法
1）碳钢管道对接焊缝宜采用氩弧焊打底，手工电弧焊填充盖面。
当管径≤DN50时应全部采用氩弧焊。
2）低温钢管道对接焊缝宜采用氩弧焊打底，手工电弧焊填充盖面。
当管径≤DN50时应全部采用氩弧焊。
3）珠光体耐热钢管对接焊缝必须采用氩弧焊打底，手工电弧焊填充盖面。
当管径≤DN50时应全部采用氩弧焊。
4）不锈钢管线宜采用氩弧焊打底，手工电弧焊填充盖面。
当管径≤DN50时应全部采用氩弧焊。
施工中当管内充氩不便时，经技术员和质检部门同意，管径＞DN50壁厚≥4mm打底时也可采用手工电弧焊。
5）角焊缝采用手工电弧焊的方法。
承插口至少焊两遍，并且层间接头要错开。
6）油管对接焊缝及角焊缝应采用氩弧焊打底。
4.3.焊接接头形式与要求
4.3.1.坡口制备
1）坡口的形式根据管壁的厚度来选择，但要满足焊缝金属量少、熔合比小、易操作的要求。
2）本工程管道所选择对接接头的坡口形式如下：
3）焊件的切割和坡口加工宜采用机械方法。
碳钢、低合金钢也可采用等离子弧，氧乙炔火焰等热加工方法。
在采用热加工方法加工坡口后，必须用砂轮机打磨掉坡口表面的氧化膜、熔渣及影响焊接质量的表面层，并应将凹凸不平处打磨平整。
4）合金钢、不锈钢管可采用机械加工，如用等离子弧切割方法，应去除坡口表面的氧化皮，熔渣，渗碳层，将凹凸不平处打磨平整，不得有裂纹和夹层存在。
润滑油管道切割、开孔须用机械法。
4.3.2.管道组对
管子对接焊缝组对时，内壁应齐平。
内壁错边量不宜超过管壁厚度的10％，且不应大于2mm。
不等厚管道对接组对时，薄管端面应位于厚管端面之内，当内壁错边量超过规定或外壁错边量大于3mm时，应对焊件进行加工，如下图
不等厚对接焊接坡口加工
5.焊接工艺
5.1.一般要求
1）管道定位焊采用根部定位焊缝，作为正式焊缝组对部分的根部定位焊缝，应满足下列要求：
a、定位焊焊接工艺与正式焊接工艺相同，应由合格焊工施焊；
b、定位焊长度为15~20mm，高2~4mm且不超过壁厚的2/3；
c、定位焊点应均匀分布，一般不少于3点，定位焊应保证焊透及熔合良好，且无气孔、夹渣、裂纹等缺陷；
d、为保证底层焊道成型完好，定位焊缝应平滑过渡到母材上，且应将焊缝两端磨削成斜坡过渡，以利于焊接。
2）在焊接根部焊道前，应对定位焊缝进行检查，当发现缺陷时应处理后方可施焊。
3）与母材焊接的工卡具材质应与母材相同或同一类别号，拆除工卡具时不应损伤母材，拆除后应将残留焊疤打磨修整至与母材平齐为止。
4）严禁在坡口之外的母材表面引弧和试验电流，地线连接应牢固，移动焊把应注意，防止电弧擦母材。
5）焊接前应将坡口两侧20mmX围内的油污、铁锈、污物清理干净。
6）在焊接过程中应确保起弧和收弧处的质量，收弧时应将弧坑填满，多层焊时层间接头应相互错开。
管道焊接时，应封闭管子两端，防止穿堂风影响焊接质量。
7）除工艺或检验需分次焊接外，每条焊缝应一次连续焊完，当因故中断焊接时，应根据工艺要求采取保温缓冷或后热等防止产生裂纹的措施，再次焊接前应检查焊层表面，确认无裂纹后，方可按原工艺要求继续施焊。
焊后应将溶渣、飞溅等清理干净。
5.2.耐热钢管道焊接注意事项
1）层间温度不小于预热温度，每层焊完后应将熔渣清理干净。
2）层间接头要错开，收弧时弧坑要填满。
3）每道焊缝尽量一次焊完，如因故中断应按规定进行后热、保温。
重新焊接时应进行检查，确认无缺陷后方可预热焊接。
5.3.不锈钢管道焊接注意事项
1）在运输、存放、组对时不要与碳钢接触，不得损伤其表面。
组对时应使用铜锤或不锈钢锤，不锈钢撬杠。
坡口及焊缝打磨应使用专用的砂轮机、砂轮片、不得与碳钢混用。
清理焊缝应使用不锈钢钢丝刷或铜丝刷。
2）地线应用不锈钢件连接在焊件上，严禁用碳钢管、角铁、钢筋等物搭接临时地线。
3）不锈钢焊接时，采用氩弧焊直流正接，手工电弧直流反接方法。
小电流，快速焊，焊条尽量不做横向摆动。
4）不锈钢管采用手工电弧焊焊接时，坡口两侧各100mm内应涂上白垩粉以防止飞溅污染焊件表面。
5）多层焊时，要严格控制层间温度，层间温度宜控制在100℃以下，必要时可采用强制冷却措施，以避免焊缝过热而引起的变形和产生晶间腐蚀。
6）采用实芯焊丝或不填焊丝的钨极氩弧焊打底时，焊缝背面应采取充氩气保护措施，以防管内焊缝金属氧化，影响焊接质量；采用药芯焊丝或药皮焊丝钨极氩弧焊打底时，焊缝背面可不充氩气保护。
7）焊接完毕后，应及时将焊缝表面的熔渣及附近的飞溅物清理干净。
8）经检查合格的不锈钢焊缝及热影响区，应用酸洗钝化膏进行酸洗钝化。
5.4.预热及热处理
1）管道焊接为防止裂纹和改善焊缝区组织性能，应按下表进行预热和热处理。
钢号
焊前预热
焊后热处理
厚度（mm）
预热温度（℃）
厚度
热处理温度（℃）
20#
≥26
100～200
＞30
600～650
15CrMoG
≥10
150～200
＞10
650～700
12Cr1MoVG
≥6
200～300
＞6
700～750
2）当环境温度＜0℃时，除奥氏体不锈钢外，无预热要求的钢种，在始焊处100mmX围内，应预热到15℃以上。
3）预热X围以焊缝中心为基准，每侧不应小于焊件厚度的3倍；焊后热处理的加热X围，每侧不应小于焊缝宽度的3倍，加热带以外部分应进行保温。
4）对易产生延迟裂纹的12Cr1MoVG焊接接头，如不能及时进行热处理，焊后应立即进行后热200～300℃，并且保温缓冷。
5）需进行热处理的焊口，应在外观和探伤合格后进行。
6）焊口热处理工艺遵循工艺管道热处理方案。
6.焊缝检验及返修
6.1.焊前检查
1）焊接前要检查坡口形式和尺寸是否符合技术要求。
坡口表面不得有夹层、裂纹、加工损伤、毛刺及火焰切割熔渣等缺陷。
2）组对前应检查焊口的形状、位置、错边量、角变形、组对间隙是否合格。
3）焊接前应检查施焊的环境，焊接机具，焊接材料的干燥及清理，确认其符合规X及焊接作业指导书的规定。
4）焊接前应检查坡口及坡口两侧的清理质量，其清理宽度及清理后的表面符合规X及焊接作业指导书的规定。
5）对有焊前预热规定的15CrMoG和12Cr1MoVG焊缝，焊接前应检查预热区的预热温度及预热区域宽度是否符合设计文件、焊接作业指导书及规X的规定。
6.2.焊接中间检查
1）定位焊完成后，应清除熔渣进行检查，对发现的缺陷去除后方可进行焊接。
2）每层焊后，要立即进行层间清理，并进行外观检查，发现缺陷清除后方可进行下一层焊接。
3）对层间温度有明确规定的焊缝，应检查层间温度是否符合焊接作业指导书的规定。
4）对中断焊接的焊缝，继续焊接前应清理并检查，消除发现的缺陷并满足规定的预热温度后方可施焊。
6.3.焊接后检查
1）除焊接作业指导书有特殊要求的焊缝外，焊缝应在焊完后立即去除焊渣、飞溅物，清理干净焊缝表面，然后进行焊缝外观检查。
2）焊缝外观应符合下列规定：
a、缝表面不允许有裂纹、气孔、表面夹渣、飞溅和凹陷。
b、焊缝宽度以各边超过坡口1~2mm为宜。
c、I、II类焊缝不允许咬边，III类焊缝咬边深度≤0.5mm，连续长度≤100mm且焊缝两侧咬边总长≤10%焊缝全长。
d、低温钢不允许有咬边。
e、不允许有未焊透现象。
f、焊缝余高I、II级焊缝≤1+0.1b且最大为3mm，III、Ⅳ级焊缝≤1+0.2b且最大为5mm。
3）焊缝无损检测应根据设计文件或设计文件指定的施工验收规X进行。
6.4.返修
1）焊缝探伤发现不合格时，焊工要及时返修。
2）返修前需将缺陷清除干净。
3）返修焊缝性能和质量要求应与原焊缝相同。
4）要求焊后热处理的管道，返修后需重做热处理。
缺陷的消除应采用砂轮打磨的方法，并修磨成适合焊的形状，焊后经检验确认缺陷已消除后方可施焊。
5）同一部位焊缝返修次数不得超过下列规定：
非合金钢3次；其余钢种2次。
7.焊接质量保证措施
7.1.焊接质量保证体系
7.2.焊接质量保证措施
7.2.1.焊工
1）所有从事焊接作业的焊工，必须按《锅炉压力管道焊工考试与管理规则》考试取得质量技术监督部门颁发的焊工合格证才能上岗施焊。
2）焊工应按规定的焊接作业指导书及焊接技术措施进行施焊，当遇到工况条件与焊接作业指导书及焊接措施的要求不符合时，应拒绝施焊。
3）焊接人员施焊过程中必须执行焊接方案、焊接过程卡及焊接工艺要领。
焊接过程卡按工程进度进行下发签字。
7.2.2.焊材
1）焊接材料到货后，采供部门应按规定做好焊材的质量证明文件的审批及焊材入库检验工作。
并经焊接工程师确认焊材的名称、规格、型号、批次、数量、化学成份、机械性能等均符合要求，方可办理入库手续。
缺少者应复验，复验合格后方可入库待用。
2）焊材仓库要通风干燥，库内温度应不低于5℃，相对湿度不大于60%；焊材库内应设有调温、通风及干燥设备，以确保库内温、湿度，并在库内设温湿度计，随时监控，作好记录。
3）焊材应妥善保管，堆码层数不宜过高，且距地面墙面的距离不小于0.3米，以便通风良好，防止受潮。
4）焊材应按型号、规格、进货日期分开保管，并挂牌标识，施工中的特殊焊材专门堆放。
焊材保管中应随时注意观察有无受潮，锈蚀等，发现问题及时向主管领导汇报，以查明原因，及时处理。
5）焊材库应保持清洁，除工作需要外其他人不得进入库内。
6）焊材的烘烤与发放一律由焊条烘干室统一管理；不同类别的焊条应分开烘烤。
7）烘干室根据技术员提供的焊材使用计划到一级库领取焊材，并认真核对焊材的型号和规格，防止错领错发。
8）焊材使用前必须按《焊材烘干规X》或说明书中规定的温度进行烘干，未经烘干的焊条不得发放使用，并认真做好焊材烘干记录。
9）焊工领用焊材必须经本人领取，不得代领，并核对焊材型号、规格、并填写记录和签名，以防错领错用。
10）焊工领用焊条时必须持焊条保温筒，每次领用的焊条不得超过当班的领用量。
未用完的焊条下班时连同保温筒交回焊条烘干室，确认后分类回炉烘烤后方可再用。
11）焊材从烘干箱取用超过4小时，必须重新烘干方可使用，但烘干次数不得超过两次，不超过4小时的可放回恒温箱中。
恒温箱温度保持在100~150℃之间。
12）烘干室对二次烘干的焊条应做好标记，优先发放使用。
13）烘干室应保持干净、整齐、除工作需要外，其他人员不得随意出入室内。
7.2.3.环境
1）施焊环境应符合下列要求：
a）焊接的环境温度应能保证焊件所需的足够温度和焊工技能不受影响；
b）焊接时的风速不应超过下列规定，当超过时应有防风措施：
手工电弧焊≥8米/秒；氩弧焊≥2米/秒；
c）焊接电弧1米X围内的相对湿度不得大于90%；
d）当焊件表面潮湿或在下雨、下雪、刮风期间焊工及焊件无保护措施时，不应进行焊接。
2）各施工作业组在施工时做好防风、防雨措施，确保焊接质量。
防雨、防风棚采用1″钢管或角钢制作，钢构架四周及上部用帆布包围，防雨、防风棚示意图见下图。
地面预制用防雨、防风棚示意图
7.2.4.其它
1）焊接前,焊接工艺应经过评定；
2）在施焊前，焊接责任工程师进行焊接技术和安全交底，焊接工艺员编制焊接工艺卡并发给施工技术员和作业组。
焊工认真熟悉焊接方案和焊接工艺卡，在施焊时，严格按焊接工艺执行，凡与焊接工艺要求不符时，焊工应拒绝施焊。
3）设立专职焊接质量检查员对焊接质量实施检测，确保焊接质量。
8.焊接施工安全风险意识识别
序号
工作步骤
可能的危害或损失
对危害的控制方法
1
管道
焊接
1、焊机漏电；
2、焊接切割；
3、潮湿环境用电；
4、接地不劳或虚接；
5、把线过长或随意乱拽把线；
6、切割时，锯片飞出
7、密闭空间作业中暑
1、加漏电保护；
2、戴防护用品；
3、插头、插座干燥；
4、使用前进行检查，用螺柱连接牢固；
5、随时检查，避免与钢丝绳或刃器绞在一起；
6、按要求使用机具，掌握好角度。
7、采取防暑措施，安排专人监护。
2
气瓶
使用
1、阳光下爆晒；
2、剧烈震动或撞击。
1、禁止阳光直接爆晒，做好防晒措施；
2、将气瓶固定并采取防护措施，必须有防震胶圈。
3
电焊工
作业
1、施工用电伤害；
2、烟尘伤害；
3、弧光伤害。
1、焊工持证上岗；
2、消除裸漏、漏电现象；
3、采取排尘措施；密闭容器作业有专人监护；
4、按规定劳保着装。
4
无损检
测作业
1、夜间高空作业；
2、电磁辐射；
3、光电伤害；
4、渗透剂腐蚀；
1、保持照明，系挂安全带；
2、执行规章制度，严格监控；
3、设备及时保养，并按有关标准防护和使用；
4、佩戴防护镜；
5、保障通风，佩戴手套。
6、由检测工程师制定单独的工作危险性分析，在施工过程中严格执行。
9.焊接文明施工措施
1）电焊机要统一摆放。
收工时，电焊把线、气焊带要盘好，悬挂整齐。
2）焊条头、焊丝头不得到处乱扔，要随时注意焊条头、焊丝头的收集，并统一处理。
3）坚持文明施工，随时清理作业区内的闲杂物品，及时回收施工现场的边角余（废）料。
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