压力容器现场组焊工艺标.docx
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压力容器现场组焊工艺标
压力容器现场组焊工艺标准
1.0适用范围
本标准规定了压力容器现场组对和焊接的基本要求和工艺流程，不包含设备内件和附件安装。
本标准适用于分段或分片到货的压力容器现场组焊。
不适用于球形储罐、钢制立式储罐的现场安装。
容器施工中的安全技术及劳动保护应按《石油化工施工安全技术规程》SH3505有关规定执行。
容器的现场组焊除应符合本标准外，尚应符合现行有关法规和标准的规定。
2.0引用标准
下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成本标准的条文,本标准发布时,所引用标准均为有效。
若下列标准被修订，本标准中所引用的下列标准的相关条文在使用时应参考最新版本。
GB150-1998钢制压力容器
SH3524-1999石油化工钢制塔、容器现场组焊施工工艺标准
JB4708-2000钢制压力容器焊接工艺评定
JB/T4709-2000钢制压力容器焊接规程
JB4730-1994压力容器无损检测
压力容器安全技术监察规程
3.0施工准备
3.1施工技术准备
3.1.1容器现场组焊应具有下列技术文件：
1设计图样和制造厂出厂文件；
2焊接工艺评定报告和焊接工艺规程；
3施工方案；
4施工及验收标准和规范。
3.1.2容器组焊前应组织有关专业技术人员进行施工图会审，审查要点为：
1设计图样、制造厂出厂文件及使用的标准、规范；
2总装配图与各专业零部件图样之间的衔接及材质、标高、方位和主要尺寸；
3容器结构在施工时的可行性和稳定性；
4采用的新技术、新工艺、新材料在施工中的可行性。
3.1.3对于新工艺、新技术，必要时施工单位应组织技术人员和工人进行调研和培训。
3.1.4施工前应进行技术交底，明确任务的特点、施工进度、施工方法、技术要求、质量标准以及安全措施。
3.1.5现场组对安装的压力容器在施工前，应按照国家质量技术监督局制订的《压力容器安全技术检察规程》向压力容器使用登记所在地的安全检察机构进行申报。
申报的内容有：
压力容器的名称、数量、制造单位、使用单位、安装单位及安装地点；申报资料包括：
制造和安装单位资质，特殊施工人员岗位资质、质保手册和质保体系、施工方案等。
3.2施工现场准备
3.2.1施工现场应按施工平面图进行布置，场地平整、道路畅通。
组焊平台和施工机具应按规定位置就位。
3.2.2施工机具应性能可靠；工卡具、样板应合格；计量器具应在鉴定周期内。
3.2.3半成品、零部件及焊接应按施工方案要求运进施工现场。
3.2.4现场的消防器材、安全设施应符合要求，并经安全监督部门验收通过。
4.0设备到货验收
4.1进入现场的容器半成品、零部件必须具有下列出厂技术文件：
1、装箱单；
2、压力容器产品安全质量监督检查证书；
3、产品质量证明文件；其中，材料质量证明书上至少应列出以下项目：
炉（罐）号、批号，实测的化学成分和机械性能（包括，σb、σs、σ5、ψ、αk，对于奥氏体不锈钢可不提供αk值）及供货熔炼热处理状态；对于低温（≤-20℃）设备用材料还应提供夏比“V”形缺口试样的冲击值；产品合格证明书上至少应包括：
规格、尺寸、焊接工艺、热处理工艺、修补记录、拆除卡具位置及排版图等项内容；现场设备的筒体或瓣片上的材料代号、组装（排板）编号、焊接人员代号等均应有醒目的标记、且应于排板图相一致。
4、其他技术文件。
4.2各零部件几何尺寸的允许偏差应符合设计文件和标准SH3524-1999的要求。
4.3容器半成品的坡口表面应符合下列要求：
1、坡口尺寸符合图样规定，表面应平滑；
2、熔渣、氧化皮应清除干净；
3、坡口表面不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷。
5.0现场组装
5.1一般规定
5.1.1现场组焊的容器应按本标准的要求验收合格后方可组装。
5.1.2容器的组装，应按设计图样、排版图和施工方案的要求进行。
5.1.3容器主要受压部分的焊接接头分为A、B、C、D四类
1、圆筒部分的纵向接头、球形接头与圆筒连接的环向接头、各类凸形封头中的所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接的接头，均属于A类焊接接头；
2、壳体部分的环向接头、锥形封头小端与接管连接的接头、长颈法兰与接管连接的接头，均属B类焊接接头，但已规定为A、C、D类的焊接接头除外；
3、平盖、管板与圆筒非对接连接的接头，法兰与壳体、接管非对接连接的接头，内封头与圆筒的搭接接头，均属于C类焊接接头；
4、接管、人孔、凸缘及补强圈等与壳体连接的焊接接头，均属于D类焊接接头，但已规定为A、B类的焊接接头除外。
5.1.4容器现场组装宜采用如下程序：
在钢平台上组焊上、下封头→筒节组焊→筒节和封头组焊→筒节之间组焊→裙座与下封头组焊→分段壳体组焊→在分段壳体内划出基准圆，进行内固定件划线、开孔组焊接管，组焊内固定件及外加固圈→壳体组焊。
5.1.5复合钢板的筒节组装时，以复层为基准，防止错边超标。
定位板与组对卡具应焊在基层，防止损伤复层，
5.1.6不锈钢和复合钢板复层表面在组装时不得采用碳钢制工具直接敲打。
局部伤痕等影响耐腐蚀性能的缺陷，必须进行修磨，修磨后的厚度不应小于名义厚度减去钢板负偏差。
5.1.7在基础上组装必须在基础验收合格后进行。
基础验收按静设备安装的有关规定进行。
5.2封头、筒节的组装
5.2.1分瓣封头应按下列程序组装：
1在钢平台上划出组装基准圆，将基准圆按照封头的分瓣数n等分，至少在距等分线两侧约100mm.处各设置一块定位板；
2在组装基准圆内，设置封头组装胎具，以定位板和组装胎具为基准，用工卡具使瓣片紧靠定位板和胎具，并调整对口间隙和错边量。
5.2.2瓣片在钢平台上组队成封头后，应对每道焊口进行检查，检测结果应符合SH3524-1999的要求。
5.2.3封头焊接后的几何尺寸应符合下列要求：
1棱角E值不得大于名义厚度δn的1/10加2mm，且不大于5mm；
2圆度e应符合本标准第5.2.2条第4款的要求；
3封头几何尺寸偏差应符合SH3524-1999的规定。
5.2.4封头经检验合格后，按排版图定出0°、90°、180°、270°四条方位母线并作上标记，按开孔方位图组焊接管。
5.2.5筒节组对前，应根据每圈板片数n和封头端部实际周长在钢平台上划出筒体基准圆，在基准圆内侧每隔1000~1500mm焊一块定位板。
5.2.6筒节组对时，应按照排版图将同一圈的板片按顺序逐块吊至基准圆外，使用工卡具进行组对。
5.2.7筒节组对完，应按要求检查：
对口间隙、对口错边量、对口后纵缝棱角E、圆筒e、相邻两筒节外圆周长差以及筒体的长度允许偏差，允许偏差要求参照SH3524-1999。
5.2.8对于直径较大、钢性较差的筒节和封头，应根据具体情况采取十字形和米字形临时加固措施，加固件应支撑在圆弧加强板上。
5.3壳体组焊
5.3.1壳体组装可根据施工现场情况采取立装法和卧装法施工。
5.3.2壳体立装可采用分段组装或利用基础由下至上逐段组装。
其主要施工程序如下：
1分段组装首先确定分段位置，然后按排版图进行分段组装。
分段宜参照下列原则进行：
a有利于现场施工作业，尽量减少高处作业；
b符合现场吊装能力；
c接口宜设在同一材质、同一厚度的直筒段，并避开接管；
2组对时，在上口内或外侧约每隔1000mm焊一块定位板，再将上面一圈筒节吊放上去，在对口处每隔1000mm放间隙片一块，间隙片的厚度应以保证对口间隙为原则，同时上、下两圈筒节的四条方位母线必须对正，其偏差不得大于5mm；
3用调节丝杠调整间隙，用卡子，销子调整对口错边量，使其沿圆周均匀分布，防止局部超标，符合要求后，进行定位焊。
5.3.3壳体卧装主要施工顺序为：
上段壳体→中段壳体→下段壳体→底段壳体（含裙座）。
其主要施工要领如下：
1在滚轮架或其他胎具上组对。
胎具设置应尽量避免地基不均匀沉陷和壳体局部变形；摆放支座处的地基必须坚实，支座的数量应视分段的长度和重量经计算确定，其位置应避开壳体、人孔和接合管；
2用滚轮架时，两滚轮与壳体的中心夹角宜为60°~70°；
3两段对口前，必须将两段的对口端的周长差，换算成直径差。
在对口时应将差值匀开，以免错边集中在局部而造成超标；
4各段壳体吊到滚轮架或胎具支座上时，四条方位母线应对正。
对口时，应以各分段的对口基准圆为准，调整间隙及错变量。
并用φ0.5~1mm钢丝检查两筒体对口后的直线度，合格后进行定位焊。
5卧装时，各分段壳体上的人孔及接合管宜在壳体成型并检验合格后进行安装。
5.3.4壳体环缝组对后应满足下列要求：
1错边量应符合SH3524-1999的要求，当两板厚度不等时，对口错边量允许值应以较薄板厚为基准进行计算，测量时不应计入两板厚度差值；
2组对后形成的棱角E，用长度不小于300mm的直尺检查，E值不得大于钢板厚度δn的1/10加2mm，且不大于3mm；
3相邻筒节的A类接头焊缝中心线间外圆弧长以及封头A类接头焊缝中心线与相邻筒节的A类接头焊缝中心线间外圆弧长应大于钢板厚度δn的3倍，且不小于100mm；
4壳体分段组焊后，应按照排版图上的方位在各段内外壁校准相隔90°的四条方位母线，并在壳体内壁距端部200~500mm处划出基准圆，作为整体组装及内构件组装的基准。
5.3.5分段壳体检验合格后，进行内构件的划线、组焊，合格后方可将各分段壳体组装成整体。
6.0焊接工艺要求
6.1焊接工艺评定要求
施焊下列各类焊缝的焊接工艺必须按JB4708标准评定合格：
a．受压元件焊缝；
b．与受压元件相焊的焊缝；
c．熔入永久焊缝内的定位焊缝；
d．上述焊缝的返修焊缝。
6.2焊接工艺卡的编制要求
a）所有形式的焊缝焊接前必须编制焊接工艺卡；
b）焊接工艺卡的编制应依据焊接工艺评定要求进行；
c）焊接工艺卡由焊接责任工程师编制，项目技术负责人审核；
d）焊接工艺卡的编制内容参考附录表格。
6.3焊工资格审查要求
6.3.1施焊下列各类焊缝的焊工必须按《锅炉压力容器焊工考试规则》规定考试合格。
a）受压元件焊缝；
b）与受压元件相焊的焊缝；
c）熔入永久焊缝内的定位焊缝；
d）受压元件母材表面耐蚀焊缝。
3.3.2焊工持证项目必须包含或与施焊项目一致。
3.3.3必须对所有施焊焊工进行登记，编制合格焊工登记表。
6.4焊接材料
6.4.1焊接材料包括焊条、焊丝、钢带、焊剂、气体、电极和衬垫等。
6.4.2焊接材料选用原则：
应根据母材的化学成分、力学性能、焊接性能，并结合压力容器的结构特点、使用条件及焊接方法综合考虑选用焊接材料，必要时通过试验确定。
6.4.3焊缝金属的性能应高于或等于相应母材标准规定值的下限或满足图样规定的技术要求。
对各类钢的焊缝金属要求如下：
1相同钢号相焊的焊缝金属应保证力学性能，且其抗拉强度不应超过母材标准规定的上限值加30Mpa。
耐热心型低合金钢的焊缝金属还应保证化学成分。
2高合金钢的焊缝金属应保证力学性能和耐腐蚀性能。
3不锈钢复合钢基层的焊缝金属应保证力学性能，且其抗拉强度不应超过母材标准规定的上限值加30Mpa；复层的焊缝金属应保证耐腐蚀性能，当有力学性能要求时还应保证力学性能。
4复层焊缝与基层焊缝以及复层焊缝与基层钢板的交界处宜采用过渡焊缝。
5不同强度钢号的碳素钢、低合金钢之间的焊缝金属应保证力学性能，且其抗拉强度不应超过强度较高母材标准规定的上限值。
6奥氏体高合金钢与碳素钢或低合金钢之间的焊缝金属应保证抗裂性能和力学性能。
6.4.4焊接材料的选用，一般情况下要求与焊接工艺评定上所使用的材料一致,也可参考下表进行选用（常用）。
钢号
焊条电弧焊
CO2气保焊
氩弧焊
焊条
焊丝钢号
（标准号）
焊丝钢号
（标准号）
型号（标准号）
牌号示例
Q235-B
Q235-C
20G，20g
20R,20（锻）
E4316（GB/T5117）
J426
H08MnSi
（GB/T14958）
—
E4315（GB/T5117）
J427
16Mn，16MnR
E5016（GB/T5117）
J506
H08Mn2SiA
（GB/T14958）
H10MnSi
（GB/T14957）
E5015（GB/T5117）
J507
12CrMo
12CrMoG
E5515-B1
（GB/T5118）
R207
—
H08CrMoA
（GB/T14957）
15CrMo
15CrMoG
15CrMoR
E5515-B2
（GB/T5118）
R307
—
H13CrMoA
（GB/T14957）
12CrMoV
12CrMoVG
E5515-B2-V
（GB/T5118）
R317
—
H08CrMoVA
（GB/T14957）
1Cr5Mo
E5MoV-15
（GB/T5118）
R-507
—
—
0Cr18Ni9
E308-16
（GB/T983）
A102
—
H0Cr21Ni10（YB/T5091）
E308-15
（GB/T983）
A107
0Cr18Ni10Ti
1Cr18Ni9Ti
E347-16
（GB/T983）
A132
—
H0Cr21Ni10Ti
（YB/T5091）
E347-15
（GB/T983）
A137
0Cr17Ni12Mo2
E316-16
（GB/T983）
A202
—
H0Cr19Ni12Mo2
（YB/T5091）
E316-15
（GB/T983）
A207
—
0Cr18Ni12Mo2Ti
E316L-16
（GB/T983）
A022
—
H00Cr19Ni12Mo2（YB/T5091）
E318L-16
（GB/T983）
A212
0Cr19Ni13Mo3
E317L-16
（GB/T983）
—
H0Cr20Ni14Mo3（YB/T5091）
00Cr19Ni10
E308L-16
（GB/T983）
A002
—
H00Cr21Ni10（YB/T5091）
00Cr17Ni14Mo2
E316L-16
（GB/T983）
A022
—
—
00Cr19Ni13Mo3
E317L-16
（GB/T983）
A242
—
—
0Cr13
E-410-16
（GB/T983）
G202
—
—
E-410-15
（GB/T983）
G207
—
—
6.5焊前准备
6.5.1焊条、焊剂按规定烘干、保温，常用焊材烘干温度及保持时间下表；焊丝需去除油、锈；保护气体应保持干燥。
常用焊材烘干温度及保持时间
类别
牌号
温度，℃
时间，h
碳钢和低合金钢焊条
J422
150
1
J426
300
1
J427
350
1
J502
150
1
J506，507
350
1
J506RH，J507RH
350～430
1
J507MoW
350
1
J557
350
1
J556RH
400
1
J606，J607
350
1
J607RH
350～430
1
J707
350
1
J707RH
400
2
低温钢焊条
W607，W707
350
1
钼和铬钼耐热钢焊条
R207，R307
350
1
R307H
400
1
R317，R407，R507
350
1
铬镍不锈钢焊条
A102
150
1
A107
250
1
A132
150
1
A137
250
1
A202
150
1
A207
250
1
A002，A022，A212，A242
150
1
铬不锈钢焊条
G202
150
1
G207
250
1
G302
150
1
G307
200～300
1
熔炼焊剂
HJ431
250
2
HJ350，HJ260
300～400
2
HJ250
300～350
2
烧结焊剂
SJ101
300～350
2
SJ102
6.6预热
6.6.1根据母材的化学成分、焊接性能、厚度、焊接接头的拘束程度、焊接方法和焊接环境等综合考虑是否预热，必要时通过试验（工艺评定）确定。
常用钢号推荐的预热温度见下表。
钢号
厚度，mm
预热温度，℃
20G，20，20R，20g
30～50
≥50
＞50～100
≥100
＞100
≥150
16Mn，16MnR
15MnVR，15MnNbR
30～50
≥100
＞50
≥150
20MnMo
20MnMoD
08MnNiCrMoVD
任意厚度
≥100
07MnCrMoVR
07MnNiCrMoVDR
16～30
≥60
＞30～40
≥80
＞40～50
≥100
13MnNiMoNbR
18MnMoNbR
任意厚度
≥150
≥180
20MnMoNb
任意厚度
≥200
12CrMo，15CrMo
12CrMoG，15CrMoR
15CrMoG
＞10
≥150
12Cr1MoV
12Cr1MoVG
14Cr1MoR
14Cr1Mo
12Cr2Mo，12Cr2Mo1
12Cr2MoG，12Cr2Mo1R
＞6
≥200
1Cr5Mo
任意厚度
≥250
6.6.2不同钢号相焊时，预热温度按预热温度要求较高的钢号选取。
6.6.3采取局部预热时，应防止局部应力过大。
预热的范围为焊缝两侧各不小于焊件厚度的3倍，且不小于100mm。
6.6.4需要预热的焊件在整个焊接过程中应不低于预热温度。
6.6.5当用热加工法下料、开坡口、清根、开槽或施焊临时焊缝时，亦需考虑预热要求。
6.7组对定位
6.7.1组对时，坡口间隙、错边量、棱角度等应符合规定。
6.7.2尽量避免强力组装，定位焊缝间距应符合规定。
6.7.3焊接接头拘束度大时，推荐采用抗裂性能更好的焊条施焊。
6.7.4定位焊缝不得有裂纹，否则应清除重焊。
如存在气孔、夹渣时亦应去除。
6.7.5熔入永久焊缝内的定位焊缝两端应便于接弧，否则应予修整。
6.8焊接
6.8.1焊前应按接头编制焊接工艺规程（推荐表格见附录），焊工应按图样、工艺文件、技术标准施焊。
6.8.2焊接环境：
焊接环境出现下列任一情况时，须采取有效防护措施，否则禁止施焊。
a）风速：
气体保护焊时大于2m/s，其他焊接方法大于10m/s；
b）相对湿度大于90%；
c）雨雪环境；
d）焊件温度低于-20℃。
e）当焊件温度为0~-20℃时，应在始焊处100mm范围内预热到15℃以上。
6.8.3应在引弧板或坡口内引弧，禁止在非焊接部位引弧。
纵焊缝应在引出板上收弧，弧坑应填满。
6.8.4防止地线、电缆线、焊钳与焊件打弧。
6.8.5电弧擦伤处的弧坑需经修磨，使其均匀过渡到母材表面，修磨的深度应不大于该部位钢材厚度δs的5%且不大于2mm，否则应予补焊。
6.8.6对有冲击试验要求的焊件应当认真控制线能量，每条焊道的线能量都不高于评定合格数值。
6.8.7用焊条电弧焊或气焊焊接管子时，一般应采用多层焊，各焊层焊道的接头应尽量错开。
6.8.8受压元件角焊缝的根部应保证焊透。
6.8.9双面焊须清理焊根，显露出正面打底的焊缝金属。
对于自动焊，若经试验确认能保证焊透，亦可不作清根处理。
6.8.10接弧处应保证焊透与熔合。
6.8.11施焊过程中应控制层间温度不超过规定的范围。
当焊件预热时，应控制层间温度不得低于预热温度。
6.8.12每条焊缝应尽可能一次焊完。
当中断焊接时，对冷裂纹敏感的焊件应及时采取后热、缓冷等措施。
重新施焊时，仍需按规定进行预热。
6.8.13采用锤击消除残余应力时，第一层焊缝和盖面层焊缝不宜锤击。
6.8.14引弧板、引出板、产品焊接试板不应锤击拆除。
6.9后热
6.9.1对冷裂纹敏感性较大的低合金钢和拘束度较大的焊件应采取后热措施。
6.9.2后热应在焊后立即进行。
6.9.3后热温度一般为200~350℃，保温时间与焊缝厚度有关，一般不低于0.5h。
6.9.4若焊后立即进行热处理则可不做后热。
6.10焊缝返修
6.10.1对需要焊接返修的缺陷应当分析产生原因，提出改进措施，按评定合格的焊接工艺，编制焊接返修工艺。
6.10.2焊缝同一部位返修次数不宜超过二次。
6.10.3返修前需将缺陷清除干净，必要时可采用表面探伤检验确认。
6.10.4待补焊部位应开宽度均匀、表面平整、便于施焊的凹槽，且两端有一定坡度。
6.10.5如需预热，预热温度应较原焊缝适当提高。
6.10.6返修焊缝性能和质量要求应与原焊缝相同。
6.11焊接检验
6.11.1焊接检验主要方面
1焊前：
a）母材、焊接材料；
b）焊接设备、仪表、工艺装备；
c）焊接坡口、接头装配及清理；
d）焊工资格；
e）焊接工艺文件。
2施焊过程中：
a）焊接规范参数；
b）执行焊接工艺情况；
c）执行技术标准情况；
d）执行图样规定情况。
7.0焊后热处理
7..1根据母材的化学成分、焊接性能、厚度、焊接接头的拘束程度、容器使用条件和有关标准综合确定是否需要进行焊后热处理。
7..2压力容器或受压元件焊后热处理厚度δPWHT按如下规定选取。
1等厚度全焊透对接接头的焊后热处理厚度δPWHT为其焊缝厚度，也即容器或其受压元件钢材厚度δs。
焊缝厚度是指焊缝横截面中，从焊缝正面到焊缝背面的距离（余高不计）。
2不等厚焊接接头的焊后热处理厚度δPWHT：
a对接接头取其较薄一侧母材厚度。
b焊接返修时，取其所填充的焊缝金属厚度。
7..3常用钢号的焊后热处理规范见下表。
钢号
焊后热处理温度
（电弧焊）
最短保温时间
（h）
10
Q235-A，20
Q235-B，20R
Q235-C，20G
20g
600～640
1当焊后热处理厚度δPWHT≤50mm时为δPWHT/25h，但最短时间不低于1/4h
⑵当焊后热处理厚度δPWHT＞50mm时为（2+1/4×（δPWHT-50）/25））h
09MnD
580～620
16MnR
600～640
16Mn,16MnD,16MnDR
15MnVR,15MnNbR
540～580
20MnMo,20MnMoD
580～620
18MnMoNbR
13MnNiMoNbR
600～640
20MnMoNb
07MnCrMoVR
07MnNiCrMoVDR
08MnNiCrMoVD
550～590
09MnNiD,09MnNiDR
15MnNiDR
540～580
12CrMo
12CrMoG
≥600
1当焊后热处理厚度δPWHT≤125mm时为δPWHT/25h，但最短时间不低于1/4h
⑵当焊后热处理厚度δPWHT＞125mm时为（5+1/4×（δPWHT-125）/25））h
1
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