锅炉受热面焊接.docx
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锅炉受热面焊接
莆田市生活垃圾焚烧发电厂三期项目
机电设备安装工程
名称：
锅炉受热面焊接作业指导书
编制：
审核：
审批：
编制单位：
重钢集团建设工程有限公司
目录
1.工程概况与工程量3
1.1工程概况3
1.2焊接工程量3
2编制依据4
3.作业前的条件和准备及焊材的选用：
5
3.1技术准备5
3.2作业人员配置、人员资格及职责5
3.3作业机具（配备、等级、精度）8
3.4材料和设备9
3.5安全施工准备9
3.6工序交接10
4．作业程序的步骤和方法10
4.1作业程序的步骤流程10
4.2作业方法13
4.3坡口的制备及点固13
4.4焊前预热14
5．质量控制点的设置和质量通病预防19
5.1质量目标19
5.2质量控制及质量通病预防20
5.3质量标准及要求21
5.4质量保证措施22
6作业的安全要求23
6.1作业的安全危害因素辨识和控制23
1.工程概况与工程量
1.1工程概况
莆田市生活垃圾焚烧发电厂三期工程锅炉为江联重工股份有限责任公司生产的LC600-58.5-4.0/400型锅炉，机械炉排焚烧技术余热锅炉，锅炉采用单锅筒自然循环、膜式水冷壁结构；过热器三级布置、二级喷水减温结构，并布置一套五级省煤器。
两台15MW蒸汽轮发电机组，三条日处理量生活垃圾600吨的焚烧线，每条生活垃圾焚烧线配备完整的上料--焚烧—烟气处理和控制设备。
焚烧炉由重庆三峰卡万塔环境有限公司提供，主要燃烧100%生活垃圾，锅炉整体由下列主要部件组成：
锅筒、炉膛前后水冷壁、左右侧水冷壁、水冷屏、过热器、蒸发器、省煤器、省煤器护板、空预器、锅炉钢架、平台扶梯、顶部连接管、下降管、锅炉本体管路等。
1.2焊接工程量
1.2.1焊接工程特点
锅炉部件焊口数量多，受热面焊口共约3512道，其中组合焊口约2700道，其中Ⅰ级过热器、Ⅱ、Ⅲ级过热器蛇形管排布置在后炉膛内，管排间距小，位置困难，焊口数量364道。
承压部件焊接钢种主要有20G、15CrMoG等钢材。
主要焊接材料：
焊条包括：
R307、A137、J507；焊丝包括：
H08Mn2si、H13CrM0A/TIG-R30
1.2.2焊接工程量表
序号
项目名称
母材材质
规格
焊口
数量
备注
1
前水冷壁
20G
φ60×5
432
2
中水冷壁Ⅰ
20G
φ89×7
32
20G
φ60×5
327
3
中水冷壁Ⅱ
20G
φ60×5
327
4
中水冷壁Ⅲ、Ⅳ
20G
φ38×4.5
198
后水冷壁
20G
φ57×5
520
5
左侧水冷壁
20G
φ60×5
273
6
右侧水冷壁
20G
φ60×5
273
省煤器
20G
φ38×4
396
7
一级过热器
20G
φ51×7
156
8
二级过热器
15CrMoG
φ51×7
104
三级过热器
15CrMoG
φ51×7
104
9
顶部连接管
20G
φ108×4.5
6
20G
φ133×6
33
20G
φ159×6
37
10
下降管
20G
φ133×6
50
20G
φ159×6
40
20G
φ219×9
4
20G
φ426×25
4
11
水冷壁手孔
20G
φ133×13
29
12
水冷壁集箱
20G
φ219×16
24
20G
φ159×12
12
13
过热器集箱手孔
20G
φ133×13
2
20G
φ219×12
2
15CrMoG
φ133×13
7
15CrMoG
φ273×16
6
14
省煤器集箱手孔
20G
φ133×13
3
20G
φ219×12
4
15
集气集箱端盖
15CrMoGⅡ
φ273×16
1
集气集箱法兰
15CrMoGⅡ
φ219×12
1
16
减温器手孔
15CrMoG
φ133×13
2
17
过热器连接管
20G
φ108×4.5
20
15CrMoG
φ133×6
20
18
省煤器连接管（给水管）
20G
φ108×4.5
10
20G
φ57×3.5
8
19
排污管
20G
φ32×4
11
15CrMoG
φ25×3
6
20
加热管
20G
φ108*4.5
12
20G
φ89*4.5
8
21
再循环管
20G
φ57*3.5
8
合计
3512
2、编制依据
《火力发电厂焊接技术规程》DLT869-2012
《电力建设施工质量验收及评定规程》第七部分：
焊接DLT5210.7-2010
制造厂提供的有关图纸及资料；
3、作业前的条件和准备及焊材的选用：
3.1技术准备
3.1.1完成受热面图纸会审，经设计交底后，编写有针对性的作业指导书。
在项目工程开工前，应准备好以下资料：
施工作业指导书、施工记录图、焊口编号说明、焊接工程一览表、安全交底。
3.1.2根据图纸提供的管道材质选用相应的焊接材料。
3.1.3在电焊机集中布置区必须提供充足的动力电源，施焊场所应安装焊接二次接线盘（快速接头插孔）。
3.2作业人员配置、人员资格及职责
本项目作业人员的工种类型、资格要求，人数安排及职责分工。
作业人员配置
人数
资格
职责
行政负责人
1
有组织协调能力，有现场管理经验。
负责人员组织配备、分工协调工作。
总工程师
1
要求熟悉焊接专业技术，有组织才能。
负责焊接专业技术工作的筹划、准备、实施。
技术人员
1
要求熟悉施工图纸，有焊接施工经验，熟悉施工技术及验收规范、评定标准。
1、全面负责该单位工程的技术工作，组织施工图及技术资料的学习，参加图纸会审，编制施工技术措施，主持技术交底；
2、编制施工指导书，做施工预算；
3、深入现场指导施工，及时发现和解决技术问题；对施工工序进行检查，发现质量或工艺问题有权督促施工人员进行返修，并记录备案。
4、制定施工方法、工艺；
5、参加焊接质量验收及评定工作，随时跟踪检查质量，并做好记录，及时提供竣工移交技术资料。
6、负责施工过程中的一切技术工作，负责一切技术资料的收集。
7、技术员的权限：
对施工过程中未按施工图纸、未按作业指导书和技术交底进行施工的有权责令其整改；施工质量未达到规范要求的有权责令其返工；对存在重大质量和安全隐患的有权责令停工并及时向上级领导汇报。
帮助班组长进行班组施工场所的安全检查和施工项目开工前焊接条件的检查。
安全员
1
有五年以上现场工作经验，熟悉《电力建设安全工作规程》,责任心强,忠于职守，有安全员上岗证，持证上岗
1、在上级安全部门的领导下，全面负责安全管理工作；
2、执行公司安全管理标准，遵循安全管理规程，作好施工现场的管理工作，对安全第一责任者负责；
3、负责施工现场的安全检查，制止违章作业。
4、做好安监违章记录，为安全评比提供直接、真实的依据；
5、安全员权限：
有权停止正在进行的违章作业，有权对参加施工的单位进行评分，以鼓励安全施工，并建议有关领导，对表现突出的单位和个人进行奖励，有权对违章个人进行就地处罚，有权对有隐患的施工方案提出异议，与技术人员商讨解决。
质检员
1
有质检工作经验，熟悉《火电施工质量检验及评定标准》焊接篇。
熟悉施工图，经过培训，有质检员上岗证，持证上岗。
1、负责施工全过程的质量监督、检查及质保资料的搜集与整理工作；
2、有权对不能保证质量的方案提出异议，请求有关领导批准；
3、有权对可能造成质量事故的违章操作，及时制止并报告有关领导处理；
4、对不合格的工序有权责令其修改，并禁止下道工序的施工，同时报告有关领导；
5、有权对质量较好的单位和个人或出现质量事故的单位和个人建议领导和经济挂钩，实行奖罚。
6、严格按照国家颁发的规程、规范、验标对焊逢质量进行检查验收，把好质量关。
7、参加技术交底及具体施工项目的质量要求和技术要求的编写工作。
8、负责焊接质量验收项目的编制，检查文件的签发，焊接工程检查、监督和验收评定工作。
9、注重质量监督资料的积累和总结，配合有关人员做好工程竣工资料的移交工作。
班组长
2
具备施工组织协调能力，有施工经验
1、直接领导班组人员认真学习和严格按照设计要求及有关规范进行施工。
2、对焊接工艺的实施情况进行督促，带领班组人员做好自检工作。
3、做好班前交底，班后小结。
保证施工记录完整准确。
4、发生质量或安全事故，立即汇报，同时组织班组人员认真分析，进行整改。
5、认真组织每周一次的安全日活动，及时总结与布置班组安全工作，并做好安全活动记录。
6、经常检查施工场所的安全情况（每天至少两次），确保班组人员施工中正确使用劳动保护用品、用具。
7、施工前，负责组织本班组参加施工的人员接受技术安全交底签字。
对未签字的人员不得安排该项目的施工。
8、负责进行新入厂人员的第三级安全教育和变换工种人员的岗位安全教育。
9、督促本班组人员进行文明施工，收工时及时整理作业场所。
焊工
15
熟悉本工种，技术熟练。
所有施焊焊工均应按DL/T679-1999《焊工技术考核规程》进行培训考核取得取得相应级别的焊接资质。
并经过对应项目的焊前练习且合格后方可持证上岗。
1、每名焊工对自己施焊的焊口质量负责，认真执行自检，并做好记录。
2、焊工在施焊前应认真熟悉作业指导书，严格按要求施工，不符合焊接条件时（如坡口间隙过大、坡口处有杂物、坡口处有熔渣裂纹等），应拒绝施焊。
3、发生质量和安全事故应保护现场，并迅速报告有关领导，不得擅自处理。
4、做好自身防护，自觉文明施工。
5、施工项目开工前，认真接受技术、安全交底，并在交底上签字。
6、作业前检查工作场所，做好安全措施，确保不伤害自己、不伤害他人、不被他人伤害。
下班前及时清理现场。
7、不操作自己不熟悉的或非本专业使用的机械、设备及工器具。
8、无安全施工措施和未经安全技术交底的施工项目，有权拒绝施焊并可越级上报。
9、有权制止他人违章；有权拒绝违章指挥；对危害生命安全和身体健康的行为，有权提出批评、检举和控告。
10、遵重和支持安全监察人员的工作，服从安全监察人员的监督和指导。
3.3作业机具（配备、等级、精度）
本项目所需焊接施工机具和仪器仪表的规格型号，精度和数量。
序号
名称
规格
数量
1
电流监视器
≤±2A
1个
2
氩弧焊把
QQ90/150型
15套
3
电焊钳
300A
15套
4
面罩
头盔式
15个
5
面罩
手提式
15个
6
护目玻璃
9-10号
160块
7
白玻璃
δ=2mm
200块
8
钢笔手电筒
20个
9
焊条保温筒
5Kg，130℃左右，带电源插座。
15个
10
烘烤箱
温度精度≤±10℃
1台
11
扁铲
20个
12
手锤
1.5磅
20把
13
刨锤
20个
14
逆变电焊机
ZX7-400ST
25台
施工机械、机具进行检修，保证运转良好；做好易损、易坏件的备品工作。
3.4材料和设备
3.4.1根据施工图做出焊丝、焊条、氩气、钨棒等焊接材料的预算，并将材料购买齐全，经
检验合格后方可使用。
3.4.2准备齐施工用的手电筒、扁铲、刨锤、钢丝刷、钢印、充氩针头、可溶纸、胶皮管等。
3.4.3准备好测温仪，准备好防火苫布、电暖器等。
3.4.4焊条、焊丝供货及时，到达现场时要严格检查材质证明书，合格后方可进入库存。
3.4.5要求焊芯无锈斑，药皮无脱落，没有偏芯。
按照要求进行烘烤后，药皮也无脱落。
焊条使用前按其说明书要求进行烘培，重复烘培不超过两次。
焊丝使用前应除掉防锈涂层，直到露出金属光泽。
焊条使用前装入焊条保温筒，随取随用。
焊条、焊丝的领用及发放严格执行焊条库管理制度，做好使用跟踪记录。
3.4.6焊条、焊丝存放于干燥、通风良好、温度大于5℃，且相对湿度小于60%的库房内。
存放时间超过一年并且对其质量发生怀疑时，必须重新作出鉴定，合格后方可使用。
3.5安全施工准备
3.5.1施工现场安全设施齐全，照明充足。
准备好安全围栏、安全警示牌、安全帽、安全带、绝缘手套、绝缘鞋、防护镜、工具袋等。
3.5.2露天施工现场，必须备有防风，雨，雪的围棚。
3.5.3施焊现场光照度适宜，夜间施工必须设专用照明。
3.5.4施焊现场附近及下方没有存放易燃易爆物品。
3.5.5在施焊现场要为焊工提供出可供操作的焊接空间，并且搭设牢固可靠的平台，平台上设防护栏。
3.5.6施工现场统一采用ZX7-400逆变电焊机。
电焊机应有良好的接零保护，焊接电流大小稳定，并能连续可调。
3.5.7对使用的工具必须全面检查，检修，保证使用的可靠性和准确性。
3.6工序交接
3.6.1管道对口完毕，坡口尺寸符合设计要求，坡口打磨符合标准要求。
3.6.2对于合金管道及管件、钢板的焊接，在焊接前应委托光谱复查，复查合格后方可焊接。
3.6.3钢材及其焊接材料的选用见下表：
焊接材料选用表
钢种
焊接材料
氩弧焊丝
电焊条
20G
TIG-J50
J507
15CrMoG
TIG-R30
R307
1Cr18Ni9Ti
TGS-308L
A137
注：
焊条、焊丝应有制造厂的质量合格证。
焊条及焊丝的选用应根据母材的化学成分、机械性能和焊接接头的抗裂性、碳扩散以及焊接的预热、热处理、使用条件等综合考虑。
同种钢材焊接时，焊丝、焊条的选用一般应符合焊接金属性能、化学成分与母材相当及焊接工艺性能良好的要求。
购买的电焊条应符合国家标准：
3.6.4异种钢焊接材料的选用
a.两侧钢材均非奥氏体不锈钢时，可选用成份介于二者之间或合金含量低的一侧相配的焊条（焊丝）。
b.两侧之一为奥氏体不锈钢时，可选用含镍量较高的不锈钢焊条（焊丝）。
3.7其他
施工场地平整，平台、护栏搭设安全可靠，施工道路畅通，施工电源、气源布置到位。
4．作业程序的步骤和方法
4.1作业程序的步骤流程
对于一般管道焊接，作业程序按照以下内容：
焊前练习=====>施工交底=====>焊材发放=====>坡口加工（砂轮机修磨）=====>预热=====>对口点固=====>打底层焊接====>填充盖面====>焊工自检====>无损探伤（RT，UT）====>质量验收评定====>移交
对于需要热处理的管道焊接，作业程序按照以下内容：
焊前练习=====>施工交底=====>焊材发放=====>坡口加工（砂轮机修磨）=====>预热=====>充氩=====>对口点固=====>打底层焊接====>填充盖面====>焊工自检====>热处理====>无损探伤（RT，UT）====>质量验收评定====>移交
工艺流程图如下：
4.2作业方法
4.2.1文件准备
项目开工前技术人员应根据图纸、专业施工方案、焊接工艺评定及国内标准制定出焊接作业指导书，根据焊接作业指导书和周围施工环境、状况编制安全交底、技术交底，并在项目开工前及时对焊工进行安全交底和技术交底，焊工接受交底后凭焊接领用卡到二级焊条库领取焊条。
严格注意异种钢焊接时焊材的选用，防止错用焊材。
4.2.2焊前练习
焊工进入施工现场前，经资质审查合格后，须进行焊前练习。
焊前练习合格后方可进入施工现场。
4.2.3施工交底
技术人员在项目开工前焊前练习后及时对焊工进行安全交底和技术交底。
4.2.4焊材发放
焊工接受交底后凭焊材领用单到焊条库领取焊丝、焊条，对于没有技术人员签字的领用单，焊条库拒绝发放焊材。
领用焊材时焊工应仔细检查焊材有无外观缺陷，如有应及时退换。
4.3坡口的制备及点固
4.3.1焊接接头的坡口型式、坡口尺寸和对口间隙应符合《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2012。
坡口的制作应保证焊口质量，便于焊接操作，在坡口允许角度范围内，应尽量减小坡口角度，促使填充金属量减少。
坡口制作还应力求减少应力及变形，方便无损检验。
4.3.2坡口的制备应以机械加工的方法进行。
如使用火焰切割切制坡口，则应将割口表面的氧化物、熔渣及飞溅物清理干净，并将不平处修理平整。
4.3.3焊件在组装前应将坡口表面及附近母材内、外壁的油、漆、垢、锈等清理干净，直至发出金属光泽，清理范围如下：
a.手工电弧焊对接焊口：
管道外壁每侧各为10～15mm，管道内壁每侧各为10mm。
b.角接接头焊口：
焊脚K值+10mm。
4.3.4锅炉范围内的焊口不允许用火焰切割方法进行加工。
焊件对口时一般应做到内壁齐平。
如有错口，其错口值应符合下列要求：
a.对接单面焊的局部错口值不超过壁厚的10%，且不大于1mm。
b.对接双面焊的局部错口值不超过焊件厚度的10%，且不大于3mm。
4.3.5对接管口端面应与管子中心线垂直，其偏斜度Δf允许范围见下表：
管子端面与管子中心线偏斜度的要求
管子外径（mm）
≤60
＞60－159
＞159－219
＞219
Δf（mm）
0.5
1
1.5
2
4.3.6管子对口弯折要求：
管径＜100mm，偏差值≯1/100，管径≥100mm，偏差值≯3/200
4.3.7对接口时，如焊口间隙过大，应设法修整到规定尺寸，严禁在间隙内加填塞物。
禁止强力对口，对口时组合件应垫实，焊接结束并热处理后，临时加固的支撑才能去掉（所有需热处理的焊口只有在热处理之后才能承载）。
4.3.8对口检查合格后对焊口进行点固焊。
点固焊的焊接材料、焊接工艺、焊工和预热温度等与正式施焊时相同；
4.3.9氩弧焊打底后及时进行次层焊缝的焊接，防止产生裂纹；
4.3.10厚壁管焊接时，氩弧焊打底的焊层厚度不小于3mm；其它焊道的单层厚度不大于所用焊条直径加2mm；单焊道摆动宽度不大于所用焊条直径的5倍；
4.3.11直径大于194mm的管子和锅炉密集管排的对接焊口采用两人对称焊；
4.4焊前预热
4.4.1焊前预热：
当管子外径φ＞219mm或壁厚δ≥20mm时，采用远红外电加热方法预热，用热电偶进行测温；其它需要焊前预热的管道焊口采用环型喷嘴丙烷烤炬预热，温度测定采用测温笔或点温计进行测温，并做好记录。
大径厚壁钢材应进行多点测温，确保预热区任意两点温差不超过50℃。
4.4.2不同钢材焊前预热温度的选择见下表：
热温度选择表
钢种
管材
壁厚mm
预热温度℃
含碳量≤0.35%的碳素钢及其铸件
≥26
100-200
15CrMoG
----
200-300
壁厚≥6mm的合金管子、管件（如弯头、三通等）和大厚度板件在负温下焊接时，预热温度可按上表的规定值提高20℃-50℃。
壁厚＜6mm的低合金钢管子及壁厚＞15mm的碳素钢管在负温下焊接时亦应适当预热。
4.4.2.1热处理温度的选择见下表：
热处理温度选择表
钢种
管材
壁厚mm
热处理温度℃
Q235-B、20G、
≥30
600-650
15CrMoG
＞8
720-750
4.4.2.2凡采用氩弧焊或低氢型焊条，焊前预热和焊后适当缓冷的下列部件可免做焊后热处理，见下表：
可免做热处理的材质表
材质
规格
15CrMoG
δ≤10mm且φ≤108mm
12Cr1MoV
δ≤8mm且φ≤108mm
4.4.2.3异种钢热处理温度的选择应按两侧钢材及所用焊条（焊丝）综合考虑。
一般不超过合金成份低侧钢材的下临界点Ac1。
常见钢材Ac1点可参照下表：
常见钢材Ac1点表
材质
下临界点Ac1（℃）
碳钢（P-No.1）
725
碳钼钢（P-No.3）
730
1Cr-1/2Mo（P-No.4,Gr.No.1）
745
1.25Cr-1/2Mo（P-No.4,Gr.No.2）
775
2.25Cr-1Mo,3Cr-1Mo（P-No.5A）
805
4.4.2.4测温点对称布置在焊缝中心两侧，不少于两点，水平管道的测点上下对称布置；
4.4.2.5热处理的升、降温速度，一般可按250*25/壁厚℃/h计算，且不大于300℃/h。
降温过程中，温度在300℃以下可不控制。
4.4.2.6热处理的恒温时间以DL5007-92标准中规定进行。
4.4.2.7热处理的加热宽度，从焊缝中心算起每侧不小于管子壁厚的3倍，且不小于60mm。
4.4.2.8热处理的保温宽度，从焊缝中心算起，每侧不小于管子壁厚的5倍，以减少温度梯度。
4.4.2.9热处理的温度必须准确可靠，应采用自动温度记录。
所用仪表、热电偶及其附件，应根据计量的要求进行标定或校验。
4.4.2.10焊后不能按规定及时进行热处理的合金钢管道应立即加热到规定温度进行后热（消氢）处理，以防止出现裂纹。
4.4.2.11焊接接头热处理后，做好记录和标记，并打上热处理工的代号钢印。
4.4.2.12焊口热处理质量控制流程
流程为：
接焊口热处理委托单→焊口表面质量检查→布置热电偶缠加热器→测试电源→表记和记录的监控→硬度测试→标注热处理工钢印代号→资料整理→填写热处理完工通知单给委托单位。
4.4.2.12.1焊口热处理委托单由热处理技术员签字接收、保存，并负责进行技术交底；
4.4.2.12.2焊口表面质量检查：
热处理工在正式热处理前要对焊口表面质量进行检查，合格后才能进行热处理；
4.4.2.12.3布置热电偶缠加热器：
热电偶对称布置，与热电偶接触的母材部位要用砂布或砂轮磨光，使热电偶与母材外壁捆紧，接触良好，保证测温准确，加热器按规范要求进行缠绕；
4.4.2.12.4测试电源：
加热器、热电偶、电源线装好后进行测试，合格后进入升温控制；
4.4.2.12.5表记和记录的监控：
热处理电源工作期间，控制室由合格的热处理工控制，并负责监视自动记录情况；
4.4.2.12.6硬度测试：
对热处理自动记录曲线异常的焊接接头进行硬度测试；
3.9.12.7标注热处理工钢印代号：
热处理完毕，在焊缝附近打上热处理工本人钢印代号；
4.4.2.12.8资料整理：
热处理工整理热处理记录、自动记录曲线等资料，交技术员保管；
4.4.2.12.9填写热处理完工通知单给委托单位：
焊口热处理合格后由热处理技术员填写热处理完工通知单给委托单位，形成闭环管理。
对于氩弧焊打底，电焊盖面的焊接方法，焊接前焊工应使用焊条保温桶，保温桶带电源插座，焊接时将电源接上。
J507焊条烘培要求：
缓慢升温至300～350℃，恒温1小时后，缓慢降温至130℃左右，恒温备用。
根层点固焊对人员、技术要求均与正式施焊相同。
点焊焊缝长10-15mm。
点焊一点，检查一点，如有缺陷及时清除，重新点焊。
点焊缝均匀分布在整个圆周上，及时自检。
如有缺陷及时清除，重新点焊。
氩弧焊用钨棒，选用2.4毫米的钨棒。
钨棒使用前应将钨棒端头8-10毫米长度加工成15-25度圆锥形。
磨制钨棒端头时
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