钢制压力容器焊接通用工艺规程.docx

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钢制压力容器焊接通用工艺规程

1、范围

本规程规定了钢制压力容器焊接的基本要求。

本规程适用于本厂（公司）的焊条电弧焊、埋弧焊、氩弧焊的焊接。

2、引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本规程中引用而构成为本规程的条文。

在规程出版时，所示版本均为有效。

所有标准都会被修订，使用本规程的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

质技监局锅发[1999]154号　　压力容器安全技术监察规程

国质检锅[2002]109号　　　　锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则

GB150—1998　　　　　　　　钢制压力容器

GB\T983―1995　　　　　　　不锈钢焊条

GB\5117―1995　　　　　　　碳钢焊条

GB\T5118―1995　　　　　　低合金钢焊条

GB\T5293―1999　　　　　　埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂

GB\T1240―1990　　　　　　低合金钢埋弧焊用焊剂

GB\T14958―1994　　　　　　气体保护焊用钢丝

GB\T17854―1999　　　　　埋弧焊用不锈钢焊丝和焊剂

HG20581―1998　　　　　　　钢制化工容器材料选用规定

HG20583―1998钢制化工容器结构设计规定

HG20584―1998钢制化工容器制造技术要求

JB4708―2000钢制化工容器焊接工艺评定

JB/T4709―2000钢制化工容器焊接规程

JB4730―1994压力容器无损检测

JB4744―2000钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验

3、焊接材料

3.1用于制造压力容器受压元件的焊接材料，应按相应标准制造、检验和选用。

焊接材料必须有质量证明书和清晰、牢固的标识。

3.2压力容器制造单位应建立并严格执行焊接材料的验收、复验、保管、烘干、发放和回收制度。

3.3对焊条由于保管不妥或存放时间过长或受潮的应作如下处理：

3.3.1由于存放时间过长，焊条表面无变质，药皮无脱落者，焊条经烘干后，其焊接性能试验各项指标均能符合标准要求的，经焊接责任工程师审批后方可使用。

3.3.2焊条因为存放时间较长，表面有轻微变质现象，如细长的小毛龟裂现象，但经焊接试验后其各项性能指标尚好，经焊接责任工程师审批后方可使用。

3.3.3焊条因存放时间过长，发现有严重变质、药皮脱落、焊芯生锈或多根焊条粘结在一起，应给予报废处理，禁止使用。

4、焊工

4.1焊接压力容器的焊工必须按照，《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规程》进行考试，取得焊工合格证后，才能在有效期间内担任合格项目范围内的焊接工作。

不允许超期、超项上岗操作。

4.2对参加新钢种、新材料、新工艺和有特殊要求的产品施焊的焊工，焊前应进行理论知识和操作技能考试，合格后报主管部门备案，才能担任此产品的焊接工作。

4.3焊工在压力容器上施焊，凡属受控的焊缝，焊后必须在规定的部位打上焊工钢印，对某些不允许打钢印的必须做好记录。

4.4焊工在施焊时应严格执行工艺纪律，按工艺文件规定的各项参数进行施焊，操作应认真负责，确保焊接质量，施焊后做好记录。

5、焊前准备

5.1焊接材料的选用根据母材的化学成分和机械性能，焊接接头的抗裂性能、耐腐蚀性、焊前预热、焊后热处理等条件综合考虑，根据本公司目前情况，除施工图样和工艺文件规定外，可按表1（焊条电弧焊焊条选用表）表2（埋弧焊焊丝焊剂选用表）表3（氩弧焊焊丝选用表）选用。

5.2焊接坡口的选用应有利于焊透，避免产生焊接裂纹、夹渣、未焊透等缺陷为前提，尽量采用小坡口对称焊，减少焊缝的填充金属，减少焊接残余应力，减少焊后的焊接变形，并考虑焊工操作方便，改善焊工劳动条件，具体的接头形式，除施工图样和工艺文件规定外，可按表4（焊接接头型式、坡口和焊缝尺寸）选用。

5.3焊接坡口加工完成后进行检验，对影响焊接质量的局部缺陷应予修整，发现有裂纹、分层、夹渣等缺陷应予清理干净，标准抗拉强度下限度σb＞540MPa的钢材及Cr－Mo低合金钢材经火焰切割的坡口表面，应进行磁粉或渗透检测。

若无法进行磁粉或渗透检测时，应由切割工艺保证坡口质量。

5.4焊前应将坡口及两侧20mm范围内的水、油、锈、氧化皮等污物清除干净。

不锈钢还应在焊缝两侧100mm处涂白垩粉，防止飞溅物粘结。

5.5埋弧焊用的焊丝必须作去油、除锈处理，回用焊剂除按技术要求烘干外还需作粗细二道筛子筛去过细的焊渣后方能使用。

5.6焊条、焊剂应按表5（常用焊条、焊剂烘烤曲线图）严格烘烤，应有烘烤记录。

5.7焊前进行的定位焊质量非常重要，会直接影响焊缝的内在质量。

定位焊时应注意下列各点：

5.7.1应由焊接产品同等资格的焊工进行；

5.7.2采用与焊条焊接时相同牌号的焊条；

5.7.3采用焊件焊接时相同或稍高的预热温度，预热范围一般为定位焊缝附近200－300mm范围内。

5.7.4定位焊的位置应避开焊件的端部、边角等应力集中的地方，且应避免强行组装，以减轻焊接裂纹、焊接残余应力和焊后变形。

5.7.5定位焊的长度一般为20－30mm,间距200－300mm,管状接头可按对称、均匀的原则进行点焊。

5.7.6定位焊应在焊接坡口内引燃电弧，严禁乱引弧，避免工件表面损伤和应力集中，必要时可用引弧板起弧。

5.8埋弧焊在纵焊缝的两端应点装引、熄弧板，并保证焊接强度。

6、施焊环境

6.1当施焊环境出现下列任一情况，且无有效防护措施时，禁止施焊；

6.1.1焊条电弧焊风速大于10m/S;

6.1.2气体保护焊时风速大于2m/S;

6.1.3相对湿度大于90％;

6.1.4雨、雪环境

6.2当焊件温度低于0℃时，应在始焊处100mm范围内预热到15℃左右。

7、焊接工艺

7.1产品组装后的焊接工作应在检验组装质量合格后方可进行。

7.2焊接规范参数应根据具体工作条件,如工件大小、材料厚薄、焊接位置和焊工自身操作技能等合理选用,各类焊接方法的规范参见表6（焊条电弧焊焊接参数）表7（手工钨极氩弧焊焊接参数）表8（碳钢埋弧焊焊接参数（直流反接））表9（手工碳弧气刨规范参数）。

7.3埋弧焊在焊接纵缝时应在引弧、熄弧板上引弧和熄弧。

焊接环焊缝时应距离纵焊缝300mm处引弧，熄弧应与引弧处重叠100mm左右，引弧时焊丝应在容器中心线处朝逆转方向偏置20－40mm距离（根据容器直径大小而定，直径越小，偏置距离越大，反之越小）。

7.4埋弧焊施焊时每层焊完后应仔细清除熔渣，自检焊缝质量，发现有焊接缺陷时应进行修补，清除缺陷。

7.5焊条电弧焊施焊不锈钢时采用小规范、快速焊，每层、每道层间温度控制在60℃以下，必须时采用水冷却或风冷却，接触腐蚀介质面应在最后施焊。

8、预热和热处理

8.1焊前预热和焊后热处理应根据钢材的牌号、厚度、结构钢性、焊接方法和环境温度等确定，在图样没有规定的情况下，可按表10（常用焊接热处理温度）。

9、焊接检验

9.1焊接检验工作应以预防为主，执行自检、互检和专职检查相结合的原则，加强焊前和中间检验，贯彻检验制度。

9.2压力容器及钢管塔焊接接头的表面质量要求如下：

9.2.1形状、尺寸以及外观应符合技术标准和设计图样的规定。

9.2.2焊缝表面不得有裂纹、未焊、未熔合、表面气孔、弧坑、未填满河肉眼可见的夹渣等缺陷，熔渣和两侧的飞溅物必须清除。

9.2.3用标准抗拉强度下限值σb＞540Mpa的钢材及Cr－Mo低合金钢、奥氏体不锈钢、钛材和镍材制造的容器，低温压力容器、球形压力容器以及焊接接头系数φ取为１的容器，其焊缝表面不得有咬边。

其他容器焊缝表面的咬边深度不得大于0.5mm，咬边连续长度不得大于100mm，焊缝两侧咬边的总长不得超过该焊缝长度的10％。

9.2.4焊缝应与母材呈圆滑过渡。

9.2.5角焊缝的焊脚高度，应符合技术标准和设计图样要求且不小于焊件中较薄者之厚度，外形应平缓过渡。

9.3焊缝内外表面的外观检验应符合以下各项规定：

9.3.1A、B类焊缝余高e1、e2按表11（A、B类焊缝余高e1、e2规定）的规定

9.3.2C、D类接头的焊脚，在图样无规定时，取焊件中较薄者之厚度。

补强圈的焊脚，当补强圈的厚度不小于8mm,其焊脚等于补强圈的厚度的70％，且不小于8mm。

9.4焊缝应经外观检验合格后，才能进行无损检测，无损检测应按施工图样的要求进行，在无规定的情况下，如焊缝要求为100％检测时，其评定要求射线为Ⅱ级，无损检测标准为JB4730－1994《压力容器无损检测》。

9.5产品焊接试板按JB4744－2000中有关规定执行。

10、焊缝返修

10.1焊缝经外观检验和无损检测后，如发现有不允许存在的缺陷时，在手续齐全的情况下允许返修，焊缝同一部位的返修次数不宜超过二次。

10.2焊缝返修手续：

制造车间在接到检验科焊缝返修通知单后，由车间负责人填写焊缝返修申请报告，经各级审批后才能返修。

10.3焊缝返修审批手续：

焊缝第一、二次返修工艺，由焊接工艺员编制的详细的返修工艺，经焊接责任工程师批准后才能实施。

超过二次的返修，除上述手续外，还需经单位技术总责任人批准后才能实施。

10.4焊工在返修时应注意下列事项：

10.4.1检验科划出的返修区，焊工应核对后，才能返修。

10.4.2用碳弧气刨或角向机彻底清除焊缝缺陷。

10.4.3清除返修区及两侧20mm范围内的熔渣等污物，打磨至见金属光泽。

10.4.4按返修工艺卡所规定的焊材、程序、工艺参数认真返修。

10.4.5返修时采用多层多道焊时，每层、每道严格清渣及检验，在无缺陷时才能焊下道焊缝，如有缺陷清除后再焊。

10.4.6焊缝返修时应格外注意引、熄弧，必要时可用引、熄弧板。

10.4.7返修的焊缝应进行修磨，使返修后的焊缝和原始焊缝的外形尺寸基本相同。

10.4.8返修后的焊缝仍按原焊缝规定要求进行外观检验和无损检测等。

10.5返修时应做好返修记录。

10.6返修的次数超过2次以上，其返修次数、部位，返修后的无损检测结果和技术总负责人批准字样等均应记入压力容器质量及钢管塔证明书的产品制造报告中。

10.7凡有热处理要求的容器应在热处理前进行返修，如在热处理后返修，则返修后必须重新热处理。

10.8有抗晶间腐蚀要求的奥氏体不锈钢容器，在返修时必须严格控制层间温度，一般不超过60℃,必要时采用水冷却法进行。

10.9返修焊工如不是原来焊缝施焊者，则应在返修区内打（写）上焊工钢印。

表1　　焊条电弧焊焊条选用表

Q235-A

Q235-B、C

J422

J426

10/20

J422

16MnR

J427

J506

J507

1Cr18Ni9Ti

（321）

A302

A132

0Cr18Ni9

（304）

A302

A102

0Cr17Ni12M02

（316）

A312

A202

00Cr17Ni14M02

（316L）

A042

A022

Q235

10/20

16MnR

1Cr18Ni9Ti

（321）

0Cr18Ni9

（304）

0Cr17Ni12M02

（316）

00Cr17Ni14M02

（316L）

表2埋弧焊焊丝焊剂选用表

Q235

HO8a、

HJ431

16MnR

HO8MnA

HJ431

H10Mn2、

HJ431

1Cr18Ni9Ti

（321）

H0Gr21Ni10Ti

HJ260

0Cr18Ni9

（304）

H0Gr21Ni10

HJ260

0Cr17Ni12M02

（316）

H0Gr19Ni12M02

HJ260

00Cr17Ni14M02

（316L）

H00Gr19Ni12M02

HJ260

Q235

16MnR

1Cr18Ni9Ti

（321）

0Cr18Ni9

（304）

0Cr17Ni12M02

（316）

00Cr17Ni14M02

（316L）

表3氩弧焊焊丝选用表

Q235

HO8MnSi

16MnR

H10MnSi

1Cr18Ni9Ti

（321）

H0Gr21Ni10Ti

0Cr18Ni9

（304）

H0Gr21Ni10

0Cr17Ni12M02

（316）

H0Gr19Ni12M02

00Cr17Ni14M02

（316L）

H00Gr19Ni12M02

Q235

16MnR

1Cr18Ni9Ti

（321）

0Cr18Ni9

（304）

0Cr17Ni12M02

（316）

00Cr17Ni14M02

（316L）

表4焊接接头型式、坡口和焊缝尺寸

序号

焊缝名称及图

焊接方法

各坡口的焊缝尺寸

１

埋

弧

焊

0-1

0-4

焊条电弧焊

1-3

1-1.5

埋

弧

焊

0-2

0-4

焊条电弧焊

1-3

0-2

0-2.5

0-3

埋

弧

焊

0-2

0-4

焊条电弧焊

1-3

0-1.5

0-2.5

埋

弧

焊

1-3

0-4

焊条电弧焊

4-5

0-1.5

1-2

2-3

1-2

2-3

1-2

2-3

δ＜8时为δ；δ＞8时为0.7δ且≥8

腹板厚

δ×Ｌ4

管壁厚度

δ×Ｌ4

加强板厚度

δ＜8时Ｋ＝δ；δ≥8时Ｋ＝0.7δ且≥8

常用焊条、焊剂烘烤曲线图表5

J422

A102

A132

A202

A302

A022

A107

A207

A137

J426

J427

J506

J507

HJ431

HJ260

焊条电弧焊焊接参数表6

焊条牌号

焊条直径（m）

焊接电源（Ａ）

焊接电压（Ｖ）

J422

2.5

80-100

21-25

3.2

110-130

22-26

4.0

180-210

23-27

5.0

250-280

24-28

J427

J507

2.5

70-90

21-25

3.2

100-120

22-26

4.0

170-190

23-27

5.0

190-210

24-28

A132、A102

A137、A022

A302

A307

2.5

50-70

18-20

3.2

80-110

19-21

4.0

120-150

20-22

5.0

170-190

23-27

说明：

1、工件施焊时为保证焊透，尽量采用小直径焊条打底。

2、焊接层次，对接焊缝以３毫米为一层，角焊缝以４毫米为一层，施焊时尽量采用多层多道焊，以提高焊缝质量。

3、施焊中必须仔细清渣干净，焊接接头要错开。

4、酸性焊条采用交流或直流正接法施焊，碱性焊条则采用直流反接法施焊。

手工钨极氩弧焊焊接参数表７

材料厚度

（mm）

钨棒直径

（mm）

焊丝直径

（mm）

焊丝电流

（A）

焊接电压

（V）

氩气流量

（L\min）

碰嘴直径

（mm）

1.0

1.5

2.0

40-60

8-10

4-5

6-8

1.5

2.0

2.5

70-90

9-11

4-5

8-10

2.0

2.5

70-90

9-11

5-7

8-10

2.5-5

2.5

3.0

120-150

10-12

6-8

8-10

5-8

3.0

130-160

12-14

7-10

8-10

说明：

1、电源采用直流整接法。

2、厚工件用氩弧焊封底时规范可参照此表。

表８　碳钢埋弧焊焊接参数（直流反接）mm

坡口

名称

材料

厚度

钝边

厚度

焊接层次

焊丝

直径

焊接电流（Ａ）

焊接电压（Ｖ）

焊接速度

（m/b）

清根

深度

齐边坡口双面焊

内1外1

400-450/450-500

30-32

35-37

内1外1

450-500/500-550

32-34

35-37

内1外1

500-550/550-600

33-35

内1外1

550-600/600-650

34-36

33-35

内1外1

600-650/650-700

34-36

30-32

Ｖ型坡口双面焊

内2外1

500-550/550-600

34-36

30-32

内2外1

500-550/550-600

34-36

30-32

内2外1

600-650/650-700

34-36

30-32

内2外1

600-650/650-700

34-36

30-32

内2外2

650-700/700-750

34-36

30-32

内2外2

650-700/700-750

34-36

30-32

Ｘ型坡口双面焊

内2外2

650-700

34-36

26-28

内2外2

650-700

34-36

24-26

内2外2

650-700

34-36

24-26

内3外3

650-700

34-36

26-28

表9手工碳弧气刨规范参数

碳棒直径（mm）

电流（A）

电压（V）

空气压力（MPa）

碳棒与工件夹角

200-250

24-28

0.45-0.6

25°-45°

250-300

24-28

0.45-0.6

25°-45°

350-400

24-28

0.45-0.6

25°-45°

450-500

24-28

0.45-0.6

25°-45°

说明：

1、施焊采用直流反接电流。

2、碳棒伸出长度一般为80-100mm，烧损到20-30mm时，必须调整。

表10　　常用焊接热处理温度表

钢材牌号

预热温度

热处理厚度

焊后热处理

（温度）

焊前不预热

焊前预热

Q235/20g

≥100℃

＞32mm

＞38mm

600-640℃

16MnR

≥100℃

＞30mm

＞34mm

600-640℃

表11　　A、B类焊缝余高e1、e2规定　　　　　mm

标准抗拉强度下限值σb＞540Mpa的钢材以及Cr-Mo低合金钢材

其他钢材

单面坡面

双面坡面

单面坡面

双面坡面

0-10％δS且≤3

≤1.5

0-10％δ1且≤3

0-10％δ2且≤3

0-15％δS且≤4

≤1.5

0-15％δ1且≤4

0-15％δ2且≤4

注：

e1、e2、δ1、δ2、δs详见下图

　　　（a）单面坡面　　　（b）双面坡面

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