石横 再热蒸汽旁路导汽管道焊接措施.docx
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石横再热蒸汽旁路导汽管道焊接措施
一.工程概况
国电石横电厂三期2×330MW机组工程,由西北电力设计院设计,山东电力建设第二工程公司承建。
汽轮机采用上海汽轮机厂的单轴、双缸双排汽、中间再热凝汽式的N300-16.7/0.981/538/538型机组。
本单位工程主要包括以下六个分部工程:
主蒸汽管道工程、再热热段蒸汽管道工程、再热冷段蒸汽管道工程、高压给水管道工程,本体定型管道工程、高压管道冲洗检查工程。
工程特点:
1.再热管道均按单元制设计,配管方式分别为2-1-2。
2.主给水管道采用大旁路系统设计。
3.再热热段管道、再热冷段管道均设计有疏水袋,保证机组在启停、低负荷及事故条件下及时疏尽管道中的冷凝水,防止汽轮机进水事故的发生。
4旁路系统采用电动控制。
二.施工依据、质量目标、工程量
(一)编制依据
1.国电石横发电厂三期工程2×330MW机组《施工组织总设计》
2.《汽机施工组织设计》
3.《焊接专业组织设计》
4.施工图《高温再热蒸汽管道安装图》J0803西北电力设计院
5.施工图《低温再热蒸汽管道安装图》J0804西北电力设计院
6.施工图《高压旁路管道安装图》J0805西北电力设计院
7.施工图《低压旁路管道安装图》J0806西北电力设计院
8.施工图《高压给水管道安装图》J1104西北电力设计院
9.施工图《主蒸汽,再热及旁路系统流程图和阀门表》J0801西北电力设计院
10.施工图《给水系统流程图和阀门表》J1101西北电力设计院
11.施工图《高压导汽管》上海汽轮机厂
12.施工图《中压导汽管》上海汽轮机厂
13.《焊工技术考核规程》DL/T679-1999
14.《锅炉压力容器管道焊工考试与管理规则》国质检锅〔2002〕109号
15.山东电力建设第二工程公司《焊接工艺规程》(WPS)
16.《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2004
17.《火力发电厂焊接热处理技术规程》DL/T819—2002
18.《火力发电厂异种钢焊接技术规程》DL/T752—2001
20.《管道焊接接头超声波检验技术规程》DL/T820-2002
21.《钢制承压管道对接焊接接头射线检验技术规程》DL/T821-2002评定
22.《火电施工质量检验及评定标准》(焊接篇)[1996年版]
23.《电力建设安全工作规程》(火力发电厂)DL5009.1-2002
24.《电力建设安全健康与环境管理工作规定》国家电力公司国电电源[2002]49号
25.公司《管理体系作业程序》中有关文件(2006版)
(二)工程质量目标
1.焊口工艺美观,质量验收优良率≥99%;
2.受监焊口一次探伤合格率≥98%;
3.水压试验安装焊口无渗漏,机组试运高压焊口无渗漏。
4.争创全国优质焊接工程。
(三)主要管道规格
1.主要设计参数:
项目名称
主蒸汽
高温再热
低温再热
高压给水
设计温度(℃)
546
546
341.92
283
设计压力(MPa)
17.5
4.20
4.31
26.66
2.主要工作量:
序号
项目名称
规格
材质
焊口数量(kg/m)
备注
1
再热热段主管
ID635×31
A335P22
图纸未到
2
再热热段支管
ID508×24.8
A335P22
图纸未到
3
低旁阀前管
ID428×26
A335P22
图纸未到
4
再热冷段主管
Φ812.8×17.5
A672B70CL32
图纸未到
5
再热冷段支管
Φ558.8×16
A672B70CL32
图纸未到
6
高旁阀后管
Φ406.4×12.7
A106B
图纸未到
7
低旁阀后管
Φ478×8
Q235-A
图纸未到
8
低旁阀后管
Φ630×7
Q235-A
图纸未到
9
高压给水主管
Φ355.6×25.4
WB36
95
Φ406×50
6
锅炉厂供
11
高压给水支管
Φ244.5×20
WB36
29
Φ193.7×14.2
WB36
22
Φ159×20
12
锅炉厂供
Φ274×44.75
WB36
2
Φ190×20
WB36
1
三.主要焊接工机具、量具、劳力
(一)主要工机具
1.ZX7-400ST型逆变焊机。
2.电焊条保温筒、电焊钳、钢丝刷、手铲、手锤、面罩、氩弧焊工具及热处理工使用的工具等。
3.热处理设备DWK-360KW电脑控温仪两台、长图自动平衡记录仪四台及配套履带式加热器、热电偶等。
4.焊接检验工具。
(二)主要量具
为确保高质量的焊接水平,所有在本施工项目中使用的计量设备必须进行校验。
本项目使用的计量设备和测量范围如下:
ZX7-400ST型逆变焊机25台
电焊机:
电流表量程(0—500)A,电压表量程(0—100)V;
烘焙箱:
电流表量程(0—500)A,电压表量程(0—100)V,温度表量程(0—600)℃;
恒温箱:
温度表量程(0—400)℃;
氧气表:
高压(输入)表量程(0—25)Mpa,低压(输出)表量程(0—4)Mpa;
乙炔表:
高压(输入)表量程(0—4)Mpa,低压(输出)表量程(0—0.25)Mpa;
氩气表:
高压(输入)表量程(0—25)Mpa,低压(输出)表量程(0—4)Mpa;
热处理设备:
热处理设备型号DWK-C-360
电压表量程0—250V,电流表量程(0—500)A,热电偶型号K型;
温度记录仪ER-187EL100—06,量程(0—1000)℃。
(三)劳力
1.焊工必须是按《焊工技术考核规程》DL/T679-1999或《锅炉压力容器管道焊工考试与管理规则》国质检锅〔2002〕109号的相应要求,经相应项目的考试合格取得合格证,且在有效期内,并经工地检测中心培训考核合格。
2.要求焊工有极强的责任心和质量意识。
3.热处理工取得相应资格证书并在有效期内。
4.电焊工20人。
5.热处理工3人。
6.气焊工3人。
7.电工1人。
8.临时工4人。
四.施工作业方案
(一)四大管道的直管、管件到货后,直接在汽机组合场配管、下料、按顺序组合对口,然后吊装,现场对口安装的方案。
原则上50%以上的焊口在地面组合焊接完毕,所有的热控及疏放水接口已经加工完,接管座已焊接完毕,其中高压给水流量喷嘴碱洗后安装,但施工时应根据现场情况尽可能多的进行地面组合,以减少高空作业,加大安全系数,保证施工质量。
(二)本体定型管道:
高中导根据上汽厂图纸配管,参考现场实际下料、调整;本体疏水管道先根据统一布置、便于操作、检修原则,集中布置安装阀门站,然后施工焊接每一路疏水,高中压缸下部的疏水在扣缸完成后再行施工焊接。
五.施工工艺流程
工艺流程
要求及标准
R
W
H
一、焊前准备
(一)技术准备:
熟悉施工图纸要求及焊接工艺措施
1.工程技术人员应熟悉施工图纸,掌握图纸设计意图及要求。
2.了解施焊的管道系统及参数。
3.明确焊口位置、母材材质及所选用焊材,焊前进行技术交底。
工艺流程
要求及标准
R
W
H
(二)熟悉相关《技术规范》、《验标》要求
(三)开工前的施工技术培训
4.开工前的安全技术培训
5.质保、环保、安全健康体系学习
4.配管时应使焊口位置避开应力集中区。
1.施工及验收技术标准要求。
2.领会、掌握本作业指导书内容。
1.技术人员组织施工人员进行本单位工程的技术培训,施工人员应详细了解、领会设计图纸的技术要求、施工验收标准。
2.学习公司《精品工程标准》及公司有关焊接施工工艺纪律、《四大管道焊接创精品措施卡》。
3.由检测中心进行相应合金钢、碳钢钢管焊接的焊前培训,合格后方可持证上岗施工。
1.技术人员组织施工人员学习《电力建设安全工作规程》、公司安全文件,使职工熟悉、领会、掌握安全施工的知识,提高自我保护能力。
2.技术人员组织施工人员学习公司、石横工地、工程处下发的有关安全文件,遵守安全施工准则,用规定约束、要求自己,牢记安全第一,预防为主。
3.学习公司管理体系有关知识,按公司的要求自觉地把环境管理方针贯彻到工程施工中去,从而保护我们的生存环境,共建美好的家园。
4.学习公司管理整合体系有关知识,推进我们更好
1.学习公司质量体系有关知识,按公司的要求自觉地把质量管理方针、目标贯彻到工程施工中去,着重学习公司项目部体系文件中的焊接管理、控制程序,从而确保焊接质量。
2.学习公司环境体系有关知识,按公司的要求自觉地把环境管理方针贯彻到工程施工中去,从而保护我们的生存环境,共建美好的家园。
3.学习公司职业安全健康管理体系有关知识,推进我们更好
地做到安全文明施工,把石横工程建成我公司安全文明施
工艺流程
要求及标准
R
W
H
6.焊接材料的管理和发放
7.工机具检查
8.坡口形式
工的样板、对外宣传的窗口。
1.所用焊接材料必须有制造厂家的出厂合格证,其产品质量应符合国家有关标准,否则不予使用。
2.焊条使用前应根据使用说明书要求进行烘焙,规范为350℃恒温2小时,然后降温至(80-150)℃恒温保存,重复烘培不得超过两次;焊丝使用前应清除表面油污等污物。
3.焊条领用遵守工地焊条领用管理办法。
4.焊材由检测中心统一发放。
由安装技术人员提供所施工系统名称、材质、名称,焊接班长、焊接技术员开焊条领用单。
焊工凭焊条领用单由焊条室领取焊条。
5.焊工领取焊条后立即放入焊条保温筒内,到现场后立即接通电源,随用随取,焊条在大气中暴露时间不能超过0.5小时。
6.工作完毕将焊条头及剩余的焊条及时送回焊条室,交专管人员。
7.焊材应存放于干燥、通风良好、温度大于5℃,且相对空气湿度小于60%的库房内。
1.焊机转动部分及一、二次电源线无裸露现象。
2.焊机、热处理设备有可靠的接零接地保护。
3.焊机电流调节灵活,电流指示准确。
4.热处理设备完好、数据输出、输入程序正确,自动记录仪记录准确。
5.焊接工器具完好,个人防护用品齐全且符合施工工艺及安全要求。
6.焊接检验工具计量校验合格。
1.坡口形式和尺寸应按设计图纸规定加工,如无规定时,坡口的形式和尺寸应按能保证焊接质量、填充金属量少、改善劳动条件、便于操作、减少焊接应力和变形、适应探伤
工艺流程
要求及标准
R
W
H
9.对口要求
要求等原则选用。
坡口的基本形式及尺寸要求见DL/T869-2004《火力发电厂焊接技术规程》表1所规定。
2.管件坡口由设备厂家预制成型,需在现场施工的管道
坡口采用机械加工方法。
3.坡口应平滑均匀,坡口尺寸符合要求。
4.管口端面偏斜度不大于2mm。
5.对口前需认真检查,发现不合格者必须用磨光机修磨至合
格,严禁在焊缝内加填塞物。
1.对口时应做到内壁平齐,如有错口,其错口量不超过壁厚的10%,且不大于1mm。
2.不同厚度焊件(直管与弯头、大小头、焊接法兰)对口,内壁尺寸不等而外壁平齐;外壁尺寸不等而内壁平齐;内外
工艺流程
要求及标准
R
W
H
10.现场条件
二、焊接热处理工艺
1.焊材选择
壁尺寸均不等;内壁尺寸不等,厚度差≤5mm时,应遵守DL869-2004中4.3.4中的有关规定,将坡口加工成图DL869-2004中4.3.4中图1的形式。
3.管子对口弯折度不大于2mm,对口间隙均匀。
4.对口时用专用对口夹具固定焊口,对口间隙要均匀,用手工氩弧焊进行点固焊,严禁在管道上焊接临时支撑物。
5.相邻两条焊缝间距应大于管子直径。
6.对口前应仔细检查坡口处母材是否有缺陷,如有应立即处理。
7.将坡口内外壁两侧10-15mm范围内的锈、油、垢和氧化皮等杂物清理干净,直至露出金属光泽。
8.严禁强力对口(冷拉口除外)。
1.施工现场应搭设良好的防风、防雨、防雪、避光棚。
2.焊接及热处理时管子内不得有穿膛风。
3.碳素钢最低环境温度应在-10℃以上,低合金钢、普通低合金钢最低环境温度应在0℃以上,中高合金钢最低环境温度应在5℃以上,环境温度低于此温度时,严禁焊接,必要时采取措施以达到对最低环境温度的要求。
采用氩弧焊打底、手工电弧焊填充盖面工艺,为防止焊接过程中突发性停电,热处理设备应设专用电源。
规格在φ76×8以下的焊口采用全氩工艺,具体工艺执行《焊接工艺规程》的要求。
焊口材质
焊丝
焊条
一端
另一端
A672B70CL32
A672B70CL32
TIG-J50
J507
20
A672B70CL32
TIG-J50
J507
Q235-A
Q235-A
TIG-J50
J507
A106B
A106B
TIG-J50
J507
工艺流程
要求及标准
R
W
H
2.工艺参数
3.焊前预热
焊口材质
焊丝
焊条
一端
另一端
12Cr1MoV
12Cr1MoV
TIG-R31
R317
A335P22
A335P22
TIG-R40
R407
A335P22
12Cr1MoV
TIG-R31
R317
20
12Cr1MoV
TIG-R30
R307
15NiCuMoNb5
15NiCuMoNb5
ER80S-G
E9018-G
15NiCuMoNb5
20
ER80S-G
E9018-G
A672B70CL32
1Cr18Ni9Ti
H0Cr25Ni13
H0Cr25Ni20
ERNiCr-3
A302或A402
(A307或A407)
15NiCuMoNb5
12Cr1MoV
A335P22
1Cr18Ni9Ti
ERNiCr-3
ENNiCrFe-1
焊接方法
焊材规格
焊接电流
焊层
GTAW
φ2.5
I=90-120A
打底层
SMAW
φ3.2
I=90-135A
2、3层
φ4.0
I=110-160A
4层以上
φ3.2
I=90-135A
盖面层
1.根据焊接工艺要求,需要进行焊前预热的焊口按照《火力发电厂焊接热处理技术规程》DL/T819-2002和《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2004进行预热。
焊前预热施工根据焊接专工制定下发的任务书执行。
2.外径大于219mm,或壁厚大于等于20mm的焊口采用电加热法预热,小径合金钢焊口均须用氧、乙炔火焰预热至规定温度,用测温笔测温。
3.焊口预热宽度从对口中心线开始,每侧不少于管子壁厚的3倍,且不小于100mm。
4.当采用钨极氩弧焊打底时,可按下限温度降低50℃。
5.有冷裂倾向的焊件,当焊接工作停止后,若不能立即进行
工艺流程
要求及标准
R
W
H
4.点焊
焊后热处理,应进行后热处理。
6.异种钢焊接时,预热温度应按焊接性能较差或合金成分较高的一侧选择。
7.施工现场预热工作必须做好防雨防风措施。
8.焊口的焊前预热温度如下表:
材质
预热
方式
预热温度
GTAW(℃)
SMAW(℃)
12Cr1MoV/A335P225P22
DR
150-200
200-250
A335P22
DR
150-200
200-300
A672B70CL32
(δ≥26mm)
DR
100-200
20/12Cr1MoV
DR
150-250
15NiCuMoNb5
DR
150-200
15NiCuMoNb5/20
DR
150-200
9.特殊情况下的焊前预热要求:
a.在0℃及以下低温下,壁厚不小于6mm的耐热钢管子、管件焊接时,预热温度可按上表的规定值提高30~50℃。
b.在-10℃及以下低温下,壁厚不小于6mm的耐热钢管子及壁厚大于15mm的碳素钢管焊接时应适当预热。
c.非承压件与承压件焊接时,预热温度应按承压件选择。
1.管道对口经质检及施焊人员检查合格后方可进行点焊。
2.点焊所用焊材、焊接工艺、焊工和预热温度等应与正式施焊时相同。
3.点焊厚度应与第一层焊接厚度相同。
4.焊口点固时,应沿焊口圆周方向均匀点固2-5处,点焊厚度(3-4)mm,点焊长度(20-30)mm,采用φ2.5的铈钨极(WCe-20)。
5.焊口点固后认真检查各个焊点质量,如有缺陷应立即清
工艺流程
要求及标准
R
W
H
5.焊接
除,重新进行点焊。
6.焊口点固过程中严禁受外力。
7.严禁在被焊工件表面引燃电弧,试验电流或随意焊接临时支撑物,高合金钢材料表面不得焊接对口用卡具。
1.施焊前应进行点固焊缝质量检查,若不合格应重新点焊。
2.氩弧焊打底焊应在管道预热到规定温度后进行,采用直流正接法,电弧焊采用直流反接法。
3.氩弧焊打底时,氩气流量为8-12L/min,氩气纯度为99.95%。
4.对于外径大于194mm的管道焊口采用两人对称施焊。
5.氩弧焊打底厚度不小于3mm,在打底过程中,应时常注意根部质量,如发现有裂纹、未焊透、未熔合或根部氧化等焊接缺陷时,应及时清除.
6.打底时两名焊工应互相配合,一名焊工施焊,另一名焊工用手电筒观察焊缝背面的透度情况,发现问题及时处理。
7.氩弧焊打底应一次完成,如因故不能一次完成时,跟踪预热不能间断,再次施焊前,必须对已打底焊缝进行检查,确认无缺陷后方可焊接。
8.打底层焊完检查合格后,应及时进行次层焊缝的焊接,使用φ3.2的焊条进行填充焊。
9.电弧焊填充焊层厚度不大于所用焊条直径加2mm,焊条摆动幅度不超过焊条直径的5倍;第一、二遍填充焊电流不宜过大,以防烧穿打底层,其余各层可用φ4.0的焊条。
10.电弧焊引弧应在坡口内进行,禁止在管材上随意引弧和试验电流或焊接临时支撑点,防止损伤母材。
11.水平固定的焊口单焊道摆动宽度大于20mm时,采用多层多道焊接。
焊接时,管子或管道内部不得有穿堂风。
12.两名焊工的焊接工艺参数和焊接速度应保持基本一致,但要注意两人不能同时焊至同一位置。
13.施焊中,应注特别意接头和收弧的质量,接头要熔化良
工艺流程
要求及标准
R
W
H
6.热处理
好,收弧应将弧坑填满。
14.多层多道焊缝焊接时,应进行逐层进行检查,经自检合格后方可焊接次层焊缝。
15.多层多道焊缝焊接时,注意层间清理,清理不彻底,不能施焊次层,层间接头应错开10-15mm。
16.焊缝应与母材平滑过渡,防止咬边,夹渣等缺陷。
17.施焊过程除工艺和检验上要求分次焊接外,应连续完成。
若被迫中断时,应采取防止裂纹产生的措施(如后热、缓冷、保温等)。
再焊时,应仔细检查并确认无裂纹后,方可按照工艺要求继续施焊。
如果焊缝一天不能完成,电焊填充厚度至少10mm方可中断,并进行后热脱氢处理。
18.焊口焊完后应及时清理渣皮、表面烟尘附着物及飞溅物等,发现有表面焊接缺陷立即修补,并及时做好焊口标识。
1.根据焊接工艺要求,需要进行焊前预热的焊口按照《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2004及《火力发电厂焊接热处理技术规程》DL/T819-2002并参照《焊接工艺规程》(WPS)WD-RR-20-2中的有关工艺参数进行预热。
焊前预热施工根据焊接专工制定下发的任务书执行。
2.焊接完成后,焊缝冷却到120℃以下,再升温进行热处理。
因故不能及时热处理时,应进行后热处理,焊后将焊缝加热至250-300℃,保温2小时。
3.焊口热处理加热方式采用履带式加热器进行远红外加热。
4.焊后热处理为高温回火热处理,其规范如下表:
材质
规格
恒温温度
恒温时间
升降温
速度℃/h
A335P22
φ557.6×24.8
720-750℃
1h
≤250
A335P22
φ697×31
720-750℃
1.5h
≤200
A335P22
φ480×28
720-750℃
1.5h
≤220
A335P22/12Cr1MoV
φ219×26
720-750℃℃
1.5h
≤220
工艺流程
要求及标准
R
W
H
材质
规格
恒温温度
恒温时间
升降温
速度℃/h
15NiCuMoNb5
φ355.6×25.4
580-620℃
≥1.1h
≤240
15NiCuMoNb5
φ244.5×20
580-620℃
≥1h
≤300
15NiCuMoNb5
φ193.7×14.2
580-620℃
≥1h
≤300
5.安装加热器时,应将焊件表面的焊瘤、焊渣、飞溅清理干净,使加热器与焊件表面贴紧。
热处理加热宽度,从焊缝中心算起,每侧不小于管子壁厚的3倍,且不小于60mm。
6.热处理时的保温宽度,从焊缝坡口边缘算起,每侧不小于管子壁厚的5倍,且每侧壁加热器的安装宽度增加不少于100mm。
7.升降温速度一般可按6250/壁厚(℃/h),且不大于300℃/h;降温过程中,温度在300℃以下可不控温。
小径合金钢焊口焊后应进行缓冷。
8.管径≥273mm的管道,测温点应在焊缝中心按圆周对称布置,且不少于两点;水平管道,测温点应上下布置;对于水平放置的管径≥273mm的管道进行焊后热处理时,宜分区控温,热电偶的布置应与加热装置相对应。
9.对水平放置的直径≥273mm的管道进行焊后热处理时,宜分区控制温度。
10.焊接热处理恒温过程中,承压管道在加热范围内,任两点间的温差应小于50℃。
11.焊接热处理的保温厚度以40~60mm为宜;对水平管道,可以通过改变保温层厚度来减小管道上下部分的温差。
12.热处理温度曲线自动记录打印。
13.热处理过程应连续进行,在热处理结束前,焊件的固定设施不准拆除。
14.热处理过程中不得有穿堂风。
工艺流程
要求及标准
R
W
H
7.焊口缺陷的处理
15.露天施工应有严格的防雨、防风、防雪设施。
16.热处理完后检查记录曲线,发现问题及时分析原因,并对焊缝进行硬度抽查,不合格的焊口重新热处理。
17.热处理后的焊口做好热处理标识,并打上热处理工钢印代号。
1.经无损探伤不合格的焊口应进行挖补返修,同一位置上的挖补次数一般不得超过三次,耐热钢不超过两次。
2.表面缺陷应采取机械方法消除。
3.需要修补的缺陷应按照补焊修复规定进行缺陷的消除。
(详见注1)
4.焊接热处理温度或热处理时间不够而导致硬度超标的焊口,应重新进行热处理;焊接热处理温度超标而导致焊接接头部位材料过热的焊口,除非可以实施正火热处理工艺,应该割掉焊口极过热区的材料重新焊接。
注1:
1.由无损检测人员将焊口缺陷位置准确标识后,将缺陷彻底磨除,并磨出适合焊接的坡口形状。
2.经工程处质检