22110不锈钢焊接施工工艺标准.docx
《22110不锈钢焊接施工工艺标准.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《22110不锈钢焊接施工工艺标准.docx（21页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
22110不锈钢焊接施工工艺标准
不锈钢焊接施工工艺标准
QB-CNCECJ221010-2006
1适用范围
本施工工艺标准适用于普通铬不锈钢（马氏体、铁素体）、铬--镍不锈钢（奥氏体）的手工电弧焊、埋弧自动焊、手工钨极氩弧焊及熔化极惰性气体保护焊的焊接作业。
2施工准备
2.1技术准备
2.1.1施工技术资料
设计资料（设计施工图、材料表、标准图、设计说明及技术规定等）及焊接工艺评定。
2.1.2现行施工标准规范
•GB50235《工业金属管道工程施工及验收规范》
•GB50236《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》
•SH3501《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》
•SH3523《石油化工铬镍奥氏体钢、铁镍合金和镍合金管道焊接规程》
•GB150《钢制压力容器》
•《压力容器安全技术监察规程》
•JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》
•JB/T4709《钢制压力容器焊接规程》
•JB4730《压力容器无损检测》
•《JB3223焊条质量管理规程》
2.1.3施工方案
2.1.3.1编制工程焊接施工方案、焊接工艺指导书。
2.1.3.2焊接工艺评定
⑴根据工程需要编制焊接工艺评定计划，并及时进行焊接工艺评定；焊接工艺评定过程见《通用焊接施工工艺标准》2.1.3.2第5条。
⑵压力容器、压力管道焊接工艺评定应执行JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》；其余的也可执行GB50236《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》。
⑶JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》和GB50236《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》中未包括的钢材，应按这些标准的规定进行归类，对于无法归类的材料应按钢号分别进行评定。
⑷引进项目中外国材料的焊接工艺评定应按设计文件要求的规范、标准进行。
2.1.4技术及安全交底
专业技术人员应按要求向所有焊接人员进行技术及安全交底。
2.1.5焊工培训考试
2.1.5.1根据工程需要编制焊工考试取证计划，并向有资质的焊工考试委员会提出申请，由考试委员会组织焊工进行基本知识和焊接操作技能考试。
2.1.5.2焊工合格证的项目应覆盖该焊工参加焊接的工作内容。
且该焊工施焊工作必须在合格项目有效期内。
2.2作业人员
表2.2主要作业人员
序号
工种
持证上岗要求
备注
1
焊工
持证
合格证中的项目应与施焊项目相符，不得超项施焊
2
气割工
持证
企业技能资格证
3
热处理工
持证
企业技能资格证
4
探伤检测人员
持证
应持有国家质量技术监督局签发的无损检测操作合格证
2.3材料验收与保管
2.3.1工程材料验的收及保管
2.3.1.1不锈钢板、钢管、管件等应符合设计文件的规定，并具有出厂合格证和质量证明书；其检验项目及技术要求标准应符合国或行业标准。
2.3.1.2不锈钢钢板、钢管、管件材料入库前应核对材料牌号和质量证明书；施工前应进行外观检查，其表面不得有裂纹、气泡、缩孔、重皮、等缺陷，否则应进行消除，消除深度不应超过材料的负偏差。
2.3.1.3材料验收后应做好标识，设立专用场地，按不同材质、规格分类堆放、不得与碳钢材料接触。
2.3.1.4国外材料应符合合同规定的材料标准，并按相应材料标准进行复验。
2.3.1.5钢板、钢管下料时应做好材料标记移植，以防止剩余材料错用。
2.3.2焊接材料的验收及保管
2.3.2.1焊条、焊丝、焊剂应符合国家现行的标准。
2.3.2.2国外焊材应符合生产国相应的技术标准的要求。
2.3.2.3焊接材料入库时，应核查其质量证明书，同时检查包装状况，不得有破损、受潮等现象。
2.3.2.4钨极气体保护焊所用的氩气应符合国家现行的标准GB4842《氩气》的规定，且纯度不应低于
99.96%；焊接精炼的超级、超纯不锈钢时，氩气的纯度应为99.99%以上。
2.3.2.5焊接材料的保管、烘烤及发放
⑴焊接材料应按《焊条质量管理规程》JB3223的规定建立保管、烘烤、发放及回收制度。
⑵焊材库应具备防潮、通风、保暖性能，并设温湿度计实施监控。
室内温度应在5℃以上，相对湿度不超过60％。
⑶焊材需分规格、型号及批号分列排放，做出标识；焊材存放必须离地离墙300mm。
⑷焊材烘烤设专职管理员，焊材管理员对焊接材料的烘烤、保温、发放及回收应作详细记录。
⑸焊接材料在烘烤及保温时应严格按要求执行；烘烤焊条时应注意防止焊条因骤冷骤热而导致药皮开裂或脱落；不同类型的焊接材料分别烘烤，但烘烤规范相同的不同类型焊接材料如同炉烘烤时，必须间隔且有明显的标记。
⑹ 已经烘烤的焊接材料如领出时间超过4小时以上，应再次烘烤；累计烘烤次数不宜超过2次。
⑺烘烤后的焊接材料应存放在恒温箱内，并按不同型号、牌号、规格分别摆放，并设置明显标记。
⑻推荐焊接材料的烘烤温度及保温时间见下表2.3.2.6所示：
表2.3.2.6焊接材料的烘烤温度、保持时间
类别
牌号
温度（℃）
时间（h）
不锈钢焊条
A102
150
1
A107
250
1
A132
150
1
A137、A207
250
1
A202、A302、A402
150
1
A307、A407
250
1
A002、A022、A212、A242
150
1
G202、G302
150
1
G207、307
250
1
焊剂
HJ260
300～400
2
2.3.3焊接材料的选用
2.3.3.1马氏体不锈钢、铁素体不锈钢焊接应选与母材成份相同的焊接材料。
2.3.3.2同种奥氏体不锈钢焊接应选与母材成份相近的焊接材料。
2.3.3.3不同奥氏体不锈钢焊接焊材的选用应保证熔敷金属的Gr、Ni、Mo或Cu的主要合金元素含量不低于合金含量较低一侧母材标准规定的下限值。
2.3.3.4常用不锈钢推荐选用的焊条牌号见下表2.3.3.4所示：
表2.3.3.4常用不锈钢推荐选用的焊条牌号
钢号
手工电弧焊
埋弧焊
氩弧焊
焊条型号
焊条牌号
焊丝牌号
焊剂型号
焊丝牌号
0Gr18Ni9
E308-16/E308-15
A102/A107
H0Gr21Ni10
HJ260
H0Gr21Ni10
0Gr18Ni10Ti
E347-16/E347-15
A132/A137
H0Gr21Ni10Ti
HJ260
H0Gr21Ni10Ti
1Gr18Ni9Ti
E347-16/E347-15
A132/A137
H0Gr21Ni10Ti
HJ260
H0Gr21Ni10Ti
0Gr17Ni12Mo2
E316-16/E316-15
A202/A207
H0Gr19Ni12Mo2
HJ260
H0Gr19Ni12Mo2
0Gr18Ni12Mo2Ti
E316-16/E318-16
A022/A212
H00Gr19Ni12Mo2
HJ260
H00Gr19Ni12Mo2
00Gr19Ni10
E308L-16
A002
H00Gr21Ni10
HJ260
H00Gr21Ni10
00Gr17Ni14Mo2
E316L-16
A022
00Gr19Ni13Mo3
E317-16
A242
0Gr23Ni13
E309
A302
H0Gr24Ni13
0Gr25Ni20
E310
A402
H0Gr26Ni21
0Gr13
E410-15/E410-16
G202/G207
Gr17
E430-15/E430-16
G302/G307
1Gr13、2Gr13
E410-15/E410-16
G202/G207
2.3.3.5常用不同奥氏体不锈钢焊接推荐用焊条、焊丝见下表2.3.3.5所示：
表2.3.3.5不同奥氏体不锈钢焊接推荐用焊条、焊丝
序号
母材
00Gr19Ni11
0Gr23Ni13
0Gr25Ni20
0Gr17Ni12Mo2
1
0Gr19Ni9
A002
A102/A302
A102
A102/A202
H00Gr21NI10
H0Gr21Ni10
H0Gr21NI10
H0Gr21Ni10
H1Gr24Ni13
H1Gr24Ni13
H0Gr19Ni12Mo2
2
00Gr19Ni11
A102/A302
A302/A402
A102/A202
H0Gr21Ni10
H1Gr24Ni13
H0Gr21Ni10
H1Gr24Ni13
H0Gr26Ni21
H0Gr19Ni12Mo2
3
0Gr23Ni13
A302/A402
A302/A202
H1Gr24Ni13
H1Gr24Ni13
H0Gr26Ni21
H0Gr19Ni12Mo2
4
0Gr25Ni20
A202
H0Gr19Ni12Mo2
2.4主要工机具
2.4.1主要机械设备
各型电焊机、氩弧焊机、自动埋弧焊机、等离子切割机、焊剂烘烤箱、焊条烘烤保温箱、坡口机等。
2.4.2主要工具
焊接面罩、焊条保温筒、不锈钢清渣锤、不锈钢钢丝刷、切割工具、角向磨光机等。
2.5测量及计量器具
电流表、电压表、温湿度表、秒表、风速计、测温仪、焊接检验尺等。
2.6作业条件
2.6.1施工场所已具备施工条件，所需的图纸资料和技术文件齐备，图纸会审已进行，施工方案已经编制好且审核批准，并进行技术交底。
2.6.2焊接有特殊要求的超低碳奥氏体不锈钢时，还应设立专用的清洁、封闭的预制场地。
2.6.3焊接工艺评定覆盖率、焊工持证率应达到100%
2.6.4焊接环境应符合下列规定，否则应采取有效的防护措施：
•环境温度＞-5℃
•手工焊条电弧焊、埋弧焊时风速＜8m/s
•氩弧焊、气体保护焊时风速＜2m/s
•相对湿度＜90%
•无雨、雪天气
3施工工艺
3.1工艺流程
3.2工艺操作过程
3.2.1焊缝坡口形式、尺寸、加工方法及组对要求
3.2.1.1焊缝坡口形式、尺寸应符合设计文件和焊接工艺指导书的要求。
3.2.1.2坡口面加工宜采用机械方法；当采用等离子切割时，应清除氧化层，并将表面凹凸不平处打磨平整。
3.2.1.3坡口表面应无裂纹、分层等缺陷。
3.2.1.4壁厚相同的管子、管件组对时，应使内壁平齐，其错边量应≤管壁厚度的10%，且≤0.5mm；同时应用手工或机械方法清理其内外表面，坡口及边缘20mm范围不得有油漆、毛刺、铸造垢皮等物质。
3.2.1.5容器筒体组对时A、B类焊接接头对口错边量b（见图3.2.1.5）应符合下表3.2.1.5的规定。
b
δn
δn
图3.2.1.5
表3.2.1.5容器筒体组对时A、B类焊接接头对口错边量b的选择
对口处的名义厚度δn
按焊缝类别划分的对口错边量b
A
B
≤12
≤1/4δn
≤1/4δn
12＜δn≤20
≤3
≤1/4δn
20＜δn≤40
≤3
≤5
40＜δn≤50
≤3
≤1/8δn
＞50
≤1/6δn，且≯10
≤1/8δn，且≯20
注：
球形封头与圆筒连接的环向接头以及嵌入式接管与圆筒或封头对接连接的A类接头，
按B类焊接接头的错边量要求。
3.2.1.6组装时卡具、临时支架、定位焊的工艺均应和正式焊接相同，
3.2.1.7手工电弧焊定位焊缝的尺寸见下表3.2.1.7所示：
表3.2.1.7手工电弧焊定位焊缝的尺寸
工件厚度（mm）
焊缝高度（mm）
焊缝长度（mm）
焊缝间距（mm）
≤4
＜4
＞5
50～100
5-20
≤0.7δn且≤6
＞15
100～300
＞20
＜8
＞50
200～350
3.2.1.8卡具、临时支架与母材接触部分材质应和母材相同，夹具拆除应用砂轮磨除。
3.2.2施工工艺参数
3.2.2.1焊接线能量的控制：
焊接线能量公式为：
Q=IU/V×60
式中：
Q—焊接线能量（J/cm）；
I—焊接电流（A）；
U—电弧电压（V）；
V—焊接速度（cm/min）。
不锈钢焊接线能量控制范围应根据焊接工艺评定确定，一般在保证熔合良好的情况下尽量采用小线能量。
3.2.2.2焊接工艺参数
⑴手工电弧焊焊接工艺参数见下表3.2.2.2
（1）所示：
表3.2.2.2
（1）手工电弧焊焊接工艺参数
板厚
（mm）
焊条
直径
平焊
立焊
电流（A）
电压（V）
速度（cm/min）
电流（A）
电压（V）
速度（cm/min）
3-6
φ3.2
80～110
22～26
10～15
70～90
22～26
7～15
φ4
110～140
24～28
12～18
80～110
22～26
8～15
8-12
φ3.2
90～120
22～26
10～15
70～100
22～26
7～15
φ4
110～140
24～28
10～18
80～120
22～26
8～15
⑵ 埋弧自动焊的焊接工艺参数见下表3.2.2.2所示：
表3.2.2.2
（2）埋弧自动焊的焊接工艺参数
板厚
（mm）
焊接
位置
焊丝
直径
正面
背面
电流A
电压V
速度cm/min
电流A
电压V
速度cm/min
6
平
φ4
350～400
28～30
70～90
400～450
28～30
60～80
12
平
φ4
550～600
30～34
50～70
600～700
30～34
50～70
20
平
φ4
550～600
30～34
40～60
650～750
30～34
40～60
⑶ 手工钨极氩弧焊焊接工艺参数见下表3.2.2.2所示：
表3.2.2.2（3）手工钨极氩弧焊焊接工艺参数
钨极直径（mm）
焊接电流（A）
焊接电压（V）
电源极性
喷嘴直径（mm）
钨极伸出
长度（mm）
氩气流量（L/min）
焊枪
背面
2.0
60～100
18～20
CD+
8～16
3～8
8～18
6-12
2.5
70～110
18～22
CD+
8～16
3～8
8～18
6-12
3.2.3施工重要环节
3.2.3.1焊前预热和焊后热处理
⑴普通马氏体、铁素体不锈钢焊前预热和焊后热处理工艺，应按设计文件和焊接工艺指导书确定。
⑵马氏体不锈钢，采用同种材料焊接，焊缝和热影响区会硬化变脆和产生冷裂，应采取以下工艺：
a）焊前一般预热200～320℃；同种材料随板厚和拘束应力增大，预热温度相应提高；
b）焊后一般进行650～760℃退火处理；不同钢号的马氏体不锈钢焊后退火处理温度有所不同，焊后热处理具体工艺要求见QB-CNCECJ22303《现场管道焊缝热处理施工工艺标准》。
⑶铁素体不锈钢采用同种材料焊接，焊缝塑性韧性低，易产生裂纹，应采取以下工艺：
a）焊前一般预热100～200℃；
b）焊后一般进行700～800℃退火处理。
焊后热处理具体操作工艺要求见QB-CNCECJ22301、J22302、J22303《焊缝热处理施工工艺标准》。
3.2.3.2压力容器产品焊接试板
⑴压力容器每台至少应做产品焊接试板一块，试板的制备、数量、位置按GB150《钢制压力容器》执行。
⑵产品试板的钢号、批号、规格、焊接工艺均应与容器壳板相同，试板应由施焊容器的焊工，在与容器焊接相同的条件下焊接（一般点固在容器筒体纵焊缝延线上）。
⑶试板焊缝检验项目应和容器相同。
⑷试样的尺寸、截取、试验方法及合格指标应符合JB4744《钢制压力容器焊接试板的力学性能检验》的有关规定执行。
3.2.3.3焊缝内部缺陷的返修
⑴经射线或超声波检查的焊缝，发现超标缺陷时，应按检测结果分析缺陷性质、产生原因，并确定缺陷所在部位（必要时可用超声复测），确定修补侧。
⑵内部缺陷的清除采用砂轮磨削的方法进行，确认缺陷完全清除后再进行补焊。
⑶压力容器返修清除缺陷的深度不得超过容器厚度的2/3；如达到2/3缺陷仍未完全清除时，应停止清除并进行补焊，然后从另一侧再次清除和焊补；修补焊缝的长度不得小于50mm，且返修后应按原探伤方法、要求检验合格。
⑷同一部位焊缝的修补不宜超过两次，对经过两次修补仍不合格的焊缝，应编制返修工艺，采取可靠的技术措施，经质保工程师批准后方可实施修补。
⑸焊接修补的部位、次数和检测结果应作好记录并存档。
3.3施工过程中应注意的问题
3.3.1焊前应将坡口及两侧20mm范围内的油污、锈、污物清理干净。
3.3.2接地线应与焊件接触牢固，焊接时在坡口内引弧，焊件表面不得有电弧擦伤等缺陷。
3.3.3焊前应将坡口两侧涂上防飞溅涂料。
3.3.4组对和焊接时，焊件应与碳钢材料隔离；同时施工中要用不锈钢锤、不锈钢刷以及专用的砂轮片。
3.3.5焊接时应严格控制线能量，在保证焊透及溶合良好的条件下，应选用小工艺规范，即小电流、短电弧、较快焊接速度和多层多道焊，层间温度不应过高，奥氏体不锈钢焊接层间温度不超过100℃。
3.3.6焊接收弧时应将弧坑填满，并用砂轮磨去弧坑缺陷；多层焊时层间接头应错开30～50mm。
3.3.7焊接时选用焊条直径不宜过大，焊接初层焊道焊条直径一般不超过φ3.2mm，填充和盖面直径一般不超过φ4mm。
3.3.8卡具、临时支架与母材接触部分材质应和母材相同或相近，夹具拆除应用砂轮磨除，严禁敲打。
3.3.9薄壁小直径不锈钢管道采用钨极氩弧焊接，厚壁不锈钢管道采用钨极氩弧焊打底；同时管内应充氩保护（奥氏体不锈钢焊接管内也可充氮气保护，当充氮气保护时应做相应的焊接工艺评定）。
3.3.10可以进行双面焊接的焊缝，与介质接触面应最后焊接。
3.3.11焊缝完成后应按规定进行酸洗钝化处理。
3.4季节性施工技术措施
3.4.1冬季室外作业应设防风保温棚；当焊件温度低于0℃时，焊缝应在始焊处100mm范围内预热15℃以上；当焊件温度低于-0℃时应采取有效措施改善环境温度，否则应停止施焊。
3.4.2雨季室外作业应设防雨棚；当焊缝处潮湿时应用氧-乙炔焰烤干；焊接时焊条筒盖要盖严；当焊接环境相对湿度大于90%时应停止焊接。
4质量检验
4.1质量检验标准及方法
4.1.1质量检验标准按设计要求或设计指定的施工验收规范执行；一般情况现场设备、工业管道按GB50236《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》执行；剧毒、可燃介质管道按SH3501《石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》执行；压力容器按GB150《钢制压力容器》执行。
4.1.2质量检验标准
4.1.2.1保证项目
⑴焊材必须符合设计要求。
检验方法：
检查出厂合格证或质量证明书、复验报告
⑵管道焊接前必须做焊接工艺评定，且应符合焊接工艺评定规范要求。
检验方法：
检查焊接工艺评定报告
⑶管道焊缝无损检测必须符合设计要求和规范规定。
检验方法：
检查无损检测记录和报告
⑷焊接人员必须经过考试并有合格证书。
检验方法：
检查施焊人员合格证书
4.1.2.2基本项目
⑴焊缝应与母材圆滑过度，焊缝表面无裂纹、气孔、夹渣、凹陷、飞溅、咬边等缺陷。
⑵严禁焊件表面出现电弧擦伤缺陷。
⑶焊接施工应有焊接记录，管道单线图、焊接排版图焊缝上必须标识焊工钢印号。
⑷角焊缝焊脚尺寸应符合设计规定。
检验方法：
观察检查
4.1.2.3允许偏差项目
⑴焊缝余高在0-3mm范围；对接焊缝余高≤焊缝宽度的5%加1mm，且≯3mm。
⑵焊缝每侧增宽≤2mm。
⑶错边量≤焊件厚度的10%，且≯2mm。
4.2质量控制点
表4.2质量控制点
序号
质量控制点
控制等级
主要控制方法
1
焊接施工方案
B
编制焊接方案，进行工艺技术交底和安全技术交底。
2
焊工资质
B
及时进行焊工取证，严格焊工持证上岗。
3
焊接工艺评定
BR
严格遵循JB4708规定进行，工艺评定覆盖率100%。
4
焊接工艺指导书
C
严格按照标准规范、工艺评定编制。
5
焊材管理
C
控制焊材采购、验收（或复验）、保管、烘干、发放环节，锅炉、压力容器、压力管道焊材做到有可追溯性。
6
焊缝对口质量检查
C
焊缝对口间隙、钝边、坡口角度，坡口两侧清理应符合工艺指导书。
7
焊接环境
C
焊接环境的风速、温度、湿度应符合工艺指导书。
设防风雨棚，或进行预热。
8
预热
C
要求焊前预热的焊件应按规定进行预热，其层间温度应不低预热温度。
9
焊接过程
C
焊接施工的工艺参数应符合工艺指导书的规定，质检员及时进行抽查。
10
外观检查
C
焊缝完成后焊工应进行自检，质检员进行专检，合格标准按有关规范和工艺指导书的要求。
11
无损检验
BR
编制无损检测工艺；按委托单及规范和工艺进行检测。
12
热处理
BR
编制热处理工艺；按工艺进行热处理。
13
产品试板
BR
按焊接工艺规程或相应规范标准备焊接试件，检验试件。
14
焊缝返修
CR
焊缝返修应核准缺陷的位置，及时按原工艺进行，超次返修应编制返修工艺，经焊接工程师审核，项目技术负责人批准，并记录存档。
注：
特种设备按有关标准要求划分质量控制等级。
4.3质量记录
•母材及焊材产品质量证明书。
•焊材发放、烘烤记录。
•焊工合格项目登记表；
•焊接施工记录；焊缝探伤布片图；焊缝磁粉、渗透检测位置图；焊工代号布置图。
•焊缝返修记录
•焊缝无损检测报告
•焊后热处理报告
•产品焊接试板报告
5成果保护
5.1焊缝完成后严禁敲打、碰砸、擦伤焊缝及热影响区，造成表面缺陷。
5.2严禁在近缝区点焊临时支架。
5.3凡在管道附近应进行切割作业时应及时挡护，杜绝切割残渣、氧化物伤及管道和焊缝。
5.4容器、管道试压时水质应清洁，氯离子含量应小于25ppm。
5.5焊接作业要注意保护土建、电仪及其它安装工程不受损害。
6职业健康、安全和环境管理
6.1职业健康、安全主要控制措施
表6.1职业健康安全主要控制措施
序号
作业活动
危险源
控制措施
1
焊接施工
触电
施工所用电源必须接地、接零和设置漏电保护器，行灯或容器内作业使用安全电压照明。
火灾
施工
升级会员 