铸钢焊口焊接方案.doc

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1、2、焊接专业施工方案华能北京热电有限责任公司#1机组主蒸汽管道系原苏联OCT标准提供的15X1M1（）铸钢钢种。这种钢是一种综合性能较好的低合金热强铸钢，其热强性好，可在565以下长期工作，金相组织为铁素体、珠光体和粒状贝氏体。其焊接性能差，具有一定的裂纹倾向。焊接该钢种采用国产R337电焊条相匹配，在机组检修中发现主蒸汽管道焊口出现裂纹，现将焊口全部割口返工，改用R317焊条重新焊接。在焊接施工中应严格执行本返修施工方案，确保焊接施工质量。2.1、编制依据2.1.1本返修施工方案参照前苏联颁发的电厂设备安装和检修锅炉管系和管道的焊接、热处理和检验PTM-1C-89规程。2.1.2火力发电厂焊

2、接技术规程DL/T869-2004。2.1.3火电施工质量检验及评定标准（第九篇焊接工程）。2.1.4焊接工艺评定规程DL/T868-2004。2.1.5火力电厂焊接热处理技术规程DL/T819-20022.1.6焊工技术考核规程DL/T679-1999。2.1.7国家电力公司T91/P91钢及15X1M1钢焊接工艺暂行规定。2.1.8华能北京热电有限责任公司关于1#机组主蒸汽管道焊口处理焊材选用问题的报告。2.1.9 15X1M1钢焊接工艺评定。2.1.10中华人民共和国电力行业标准，DL5009.1-92电力建设安全工作规程。2.2.焊接工程施工量根据原苏联提供的施工图纸统计,主蒸汽母管直

3、径为37750mm,材质与15X1M1（），焊口数为65道。高压旁路管子直径为2736mm，材质为15X1M1（），焊口数为25道。#1机组主蒸汽管道返修口约为90道。3.机具和焊接材料的选择2.3.1焊接设备应选用电特性良好的逆变式奥太和逆变式时代氩弧焊机，配置数量为18台。2.3.2焊接工器具的配置主要有：电焊把、面罩、角向砂轮机、扁铲、钢丝刷、锯条、电磨头等常用工具。2.3.3焊接15X1M1（）铸钢管时应选用与之相匹配的氩弧焊丝和电焊条。前苏联焊接该钢的焊丝匹配牌号为CB-08T2C或08XTCMA；电焊条牌号为TM-1y、-2XM、-20。在无外国焊接材料的情况下，用上海电力修造总厂

4、生产的TIG-R31焊丝， R317焊条进行匹配。表1 焊接材料的化学成分% 化学成分牌号CMnSiCrMoVNiCuSP钢管15X1M1（）0100.150.400.700.170.371.101.400.901.100.200.350.250.250.0250.025焊丝TIG-R310.060.120.751.050.450.701.101.400.450.650.200.35Ti0.030.06Re0.050.0250.025焊条R3170.050.120.900.601.001.500.401.650.100.350.0350.0352.3.4钨极氩弧焊用的电极宜采用国产铈钨棒，规格

5、为2.5。2.3.5所用的氩气纯度不低于99.95%。2.3.6焊接材料如氩弧焊丝、电焊条、钨极、氩气等都必须有制造厂出厂的质量合格证，如无质量合格证或对其质量有怀疑时，应按批号抽查试验，合格后方可使用。2.3.7氩弧焊丝使用前应清除其表面的油，垢等脏物。电焊条使用前应在350400的烘干箱内烘干，时间为2小时，焊接过程中应放入80100的保温筒内，随用随取。2.4、焊接工程施工特点2.4.1 #1机主蒸汽管道焊接施工完全不同于建厂初期的安装施工，无法进行地面组合，全部为高处作业施工。地面组合与高处安装的区别很大，焊工施焊不方便、工作强度大、施工进度缓慢。2.4.2高处安装焊接的不安全因素相对

6、增多，主要是高空坠落、火灾的发生。2.4.3将焊口原位置切开，坡口制备中的打磨难度极大。2.4.4管道焊完后，运行前要进行化学清洗和吹扫工作，这是一项重要的环节。由于在安装过程中管道内部残余的氧化皮、焊渣、灰污和充氩的堵塞物等杂物存在，这些杂物影响蒸汽品质，杂物进入汽机，易损伤汽机通流部分，卡涩主汽门造成事故。因此吹管是保证机组安全稳定运行的重要工序，其重要性非常突出。#1机主蒸汽管道返修是局部施工，在根本或者无法进行化学清洗和吹扫的情况下，保证管内焊接后清洁度极为重要，任何施工人员不得马虎。2.4.5 15X1M1（）铸钢管接头焊接时管内充氩保护是一项焊接新工艺，主蒸汽管道焊接工作量较大，充

7、氩保护工艺比较复杂，关键是堵塞物材料的选择，气室长短的建立，以及充氩方法等非常重要。2.4.6国外的设备用本国的焊接材料匹配，本身就存在着焊接的特殊性。焊接15X1M1（）铸钢管接头时，不能以焊接材料的改变，便可放松质量意识，不能简单地与12Cr1MoV钢的焊接等同对待。2.5、焊接前的准备工作2.5.1 焊接工艺评定15X1M1（）铸钢开工焊接前，施工单位必须根据DL/T868-2004焊接工艺评定规程进行焊接工艺评定工作。评定的基本规定和要求大体包括如下：评定参数、重新评定原则、焊接工艺方法、钢材、焊材、评定试件的种类、焊缝形式、试件厚度和焊件的厚度、管径、焊接位置、预热（层间温度）、焊后

8、热处理、电特性、焊接规范参数和操作技术、评定项目、试样切取、焊缝外观检查、焊缝无损探伤检查、拉伸试验、弯曲试验、冲击试验、宏观及金相检验、硬度试验、评定工作程序、评定资料的应用和适用范围等。2.5.2焊工考试焊接施工人员必须由按照DL/T679-1999焊工技术考核规程要求考核并取得相应的合格证书的焊工担任。2.5.3焊接开工前技术人员应参照施工图纸，行业规程和焊接工艺评定报告进行焊接专业作业指导书或焊接施工方案的编制，然后对焊工进行上岗前的技术交底工作。2.5.4管子焊口的切割要求管子焊口的切割有三种方法，一是采用氧-乙炔火焰切割，二是用切割片切割，三是用砂轮机打磨。15X1M1（）铸钢管存

9、在空淬倾向，管材较硬，用砂轮打磨比较费劲。当用氧-乙炔火焰进行焊口切割前，焊口应先进行预热处理，预热方式采用远红外自控电阻加热片方式加热，预热温度250350，不需进行恒温，预热温度达到以上标准时开始切割，切割过程中要始终保持这一预热温度，切割工作完成后，应对切割的焊口进行保温缓冷至室温。切割时应以焊缝中心线为准，不能损伤管材。用氧-乙炔火焰割把斜吹焊肉，把氧化的焊肉一层一层的吹掉，但不能割透，应至少留有不小于5mm厚度的管子壁厚，再用高速切割机将其切透。采用这种方法切口优点很多，能准确掌握管子的中心线，特别是管子根部的中心线，防止伤害管子根部母材，有利于减少管子的缩短量，以防管子接头间隙过大

10、，又可以避免火焰切割后的氧化铁及其飞溅物掉入管内和吸附在管子的内壁上，以保持管子内部的清洁度。管子焊口切开后，等冷却到室温后再用砂轮机进行机械粗加工打磨，先将淬硬层也就是原始焊肉进行清除，接下来就是砂轮机打磨细加工，焊缝清理打磨的依据是对坡口处进行硬度检测，一般情况下焊缝的硬度HB值都稍高于母材，这是正常的。但是该坡口的硬度平均值高于两侧母材时，这说明坡口处的原始焊肉还没有完全清除干净，应进一步打磨。图1 坡口母材HB硬度检测将管子园周分为3点、6点、9点、12点四个点，每点检测3个点，另外管子母材表面每侧各检测1点。坡口HB硬度值检测合格后，对整个坡口表面进行着色检验，确认无裂纹后，再进行下

11、一道工序。2.5.5坡口型式的加工由于返修焊口全部就位，均为高处安装焊接，需要高处就地制作，机械加工，非常困难，只能依靠手工操作打磨来完成。坡口形状及尺寸，应按设计图纸或制造厂的规定加工，如无规定时，可参照DLT869-2004表1推荐的形式选用。采用氧乙炔火焰切割焊缝中，可能有个别坡口母材受损需要先行补焊修补，修补时应先进行火焰预热250350后进行补焊。补焊完毕缓冷降温，再打磨坡口直至合格。坡口及内外壁两侧1015mm范围内应将锈、油、垢和氧化皮等杂物清理干净，直至露出金属光泽。坡口处要求母材无裂纹、重皮、坡口损伤及毛刺等缺陷。图2 V型坡口加工图2.5.6对口的装配要求对口装配时，应将处

12、于高处的管子固定牢固，不能左右移动，严禁在管道上焊接临时拉撑物。管子对口的错口值不应超过1mm，必须保证管子的水平和垂直度。2.5.7对口的点固焊对大管径厚壁管的主蒸汽管道点固焊时，应采用“定位块”点固在坡口内，“定位块”应与母材同等材质，且所用的焊材、焊接工艺应与正式焊接时相同。点固焊不能用铁板或圆钢在管子与管子的表面上焊接固定，点固焊和焊接过程中不得在管子表面上引燃电弧，以防止管子表面擦伤出现质量问题。“定位块”采用三块为宜，其深度为2/3处，当焊接到其中一块“定位块”时应将其除掉，并用砂轮机将焊点进行打磨，不得留有焊疤等痕迹，并以肉眼或低倍放大镜观察，确认无裂纹、气孔和夹杂等缺陷后，方可

13、继续焊接。图3 点固焊示意图2.6、焊接工艺2.6.1采用氩弧打底焊，电弧焊填槽盖面的焊接工艺方法。2.6.2焊前预热250350时开始焊接，焊接过程中应始终保持这一预热温度。2.6.3焊前管内充氩保护方案一管内充氩保护既要保证充氩保护效果，又要保证堵塞物在预热和焊接温度下不被烧坏，充氩保护区范围应以坡口中心为准，每侧各200300mm处用可溶纸以耐高温胶带粘结，形成一个密封的气室，充氩气管从坡口伸入管内完成充氩。2.6.4焊前管内充氩保护方案二为了保证管子内部的清理，采用拉环式充氩气室，这种效果比较理想。将管子分段焊接，最后各段碰头。这种方法适用于弯头少，管段短的情况下最为理想。具体做法是，

14、将软胶皮剪成圆形，厚度34mm，胶皮的两侧用厚度2mm的薄铁皮螺栓加固，焊上拉环，拴上麻绳，焊完后拉出。充气可以从胶皮上开孔以氩气皮带直接送气。2.6.5为了防止管子根部氧化，氩弧打底焊及焊条填充第一层焊道时，应在管内充氩保护，氩气流量912L/min，开始焊接时应稍高一点，流量为1020L/min。2.6.6氩弧焊打底要一气呵成，焊缝厚度应不小于3mm，打底时应经常检查焊缝根部透度情况，如发现未焊透或其它焊接缺陷，应将缺陷彻底铲除后才能继续焊接。2.6.7为降低应力与变形宜采取二人对称焊。2.6.8厚壁管道焊口应采取多层多道法焊接，多层多道焊应逐层进行检查，彻底清除焊渣，落在各层上的飞溅必须

15、铲除。经自检合格后方可焊接次层焊缝。图4厚壁管焊道排列示意图2.6.9施焊应连续完成，层间温度不低于最低预热温度且不大于400，若焊接过程被迫中断时，应采取保温措施以防止裂纹产生，再焊时应预热。2.6.10焊接参数如下：层数焊条（丝）牌号直 径焊道数焊接电流（A）（吊焊）电弧电压（V）（吊焊）焊接电流（A）（横焊）电弧电压（V）（横焊）吊横吊横1TIG-R312.52.51112014514169512714172R3173.23.212100120243011512023273R3173.24.012100120243015016224304R3174.04.0131351552430150

16、1622430中间层R3174.04.0234714015524301501622430盖面层R3173.23.25893105243011512723272.6.11焊条摆动幅度最宽不得超过焊条直径的4倍。电弧焊接每层焊道厚度不能超过焊条直径加1mm。2.6.12水平固定焊焊口表面应焊接一层至少三道焊缝，中间应有一道退火焊道。2.6.13每层或每道焊缝焊接完毕后，应用钢丝刷或砂轮机将焊渣、飞溅等杂物清理干净，中间层接头和坡口边缘死角处应清理干净，圆滑过渡。2.7、焊接热规范要求2.7.1焊前预热温度2.7.1.1氩弧焊打底时，在-10的环境温度下，一般预热为100150，对于寒冷的冬季施焊时

17、，预热温度应适当提高50，即150200。2.7.1.2当氩弧焊打底完毕后，再次升温至250350开始焊接。2.7.1.3电弧焊过程中，各层各道焊始终要保持层间温度为300350。2.7.1.4特殊情况下对于壁厚45mm的管接头，焊接完毕后，如不能立即进行热处理时，则应做350，恒温1小时的后热处理，待条件具备后再补做热处理。挖补焊口同样需要再次进行热处理。2.7.2焊后热处理工艺2.7.2.1焊后热处理的升温和降温速度以150/h为宜，加热温度为74010，恒温时间按壁厚每25mm、60分钟计算，但最少不得小于180分钟，降温至300时，可以不进行控温而在保温缓冷的情况下冷却至室温。图5焊接

18、及热处理过程规范曲线图2.8、焊接质量检验标准要求2.8.1国外引进机组焊接质量的检验，按引进国家的技术标准和规程规定，如无规定时，则按DL/T869-2004的规定执行。2.8.2管道焊口焊接完毕后，经自检合格后做焊后热处理，管道如开有探伤孔时，应做100%的RT检验；如无探伤孔时则做100%的UT检验。2.8.3焊后热处理完毕后，焊缝应做100%的硬度测定，其合格标准为不超过母材的布氏硬度加100HB且应270HB。2.8.4对于HB硬度不合格的焊口应重做热处理，最终达到合格标准。9焊接施工的质量控制2.9.1全面落实质量管理中的“七个”凡是。凡是多焊一个焊接接头就等于多焊了一个泄漏点的理

19、论；凡是焊口及焊缝就要按标准、规范及技术要求去执行；凡是有焊工施焊作业的施工点就要有专人负责管理；凡是焊完的焊接接头就要有人监督、过问；凡是检查过的焊接接头及焊缝就必须有检查结果记录；凡是焊接表面及内部存在焊接缺陷时，应及时进行修补和返工处理；凡是高压焊工一次检验合格率较低时，应查明原因，人为造成的焊工应降级使用。2.9.2工程开工前的“七准备”。准备焊接机械设备；准备焊条、焊丝和氩气；准备投入的焊工人数及焊工人选；准备编写工程焊接作业指导书和施工工艺技术卡；准备开工前的焊工上岗培训及焊工考试；准备焊接清理工作中的工器具；准备向施工人员进行工艺技术、质量、环境的交底工作。2.9.3焊工在施焊前

20、必须做到“七点”核实。核实施工设计图纸和相关技术文件；核实被焊部件的材质；核实焊接材料是否正确无误；核实对口质量是否标准规范；核实气候环境对焊接质量的影响程度；核实被焊部件是否清理干净并露出金属光泽；核实焊前预热温度是否正确。2.9.4焊工在焊接全过程中坚持做到“七个”检查。检查电焊条是否烘烤干燥合格；检查焊丝是否清理干净；检查氩气是否合格；检查层间温度是否保持；检查根部透度是否齐平；检查层间清理打磨是否存在死角；检查焊接过程中的常见焊接缺陷。2.9.5焊接过程中必须注意“五个”虚心。虚心接受焊接专业技术人员和质量检查人员的检查指导；虚心接受生产部门和相关人员的检查指导；虚心接受监理工程师的检

21、查指导；虚心接受业主代表的检查指导；虚心接受上级机关和部门领导的检查指导。2.9.6焊接过程中做到“六个”迅速。具备开工焊接的工程应迅速开工焊接，不得拖延和中断；相关人员发现焊接中违章作业，可能造成质量隐患时，应迅速停焊，并返工重焊；检查中发现焊接过程不严格执行工艺指导书时，应迅速纠正，并按规范要求执行；需返工时应迅速返工处理；需要热处理的焊口，应迅速进行跟踪处理，做到不隔日不隔夜；经检查发现已焊完的管子接头不进行永久性焊工钢印代号标识时，或者标识有误和标识牌脱落，应迅速进行补做。2.9.7焊接施工中的“七个”不允许。焊工精神状态不佳时不允许上岗施焊；上岗前焊工没有进行岗前培训和考试不允许上岗

22、；施焊前技术人员没有进行质量、工艺和环境安全交底时，焊工不允许上岗施焊；不具备开工条件的焊接工程，决不允许提前开工；新开工的项目，技术人员在没有编写工艺指导书的情况下或者是编写后未经相关部门审批时不允许开工；已开始焊接施工，但检验部门不能及时进行无损检验时，决不允许进入下一道工序的焊接；经检验部门无损检验有不合格产品时应及时挖补或返修，如施工单位迟迟不予处理时，决不允许继续焊接，应立即停工处理。2.9.8焊接工程完成后应及时落实的“八项”100%要求，焊口外观检验100%落实；不合格产品100%返工处理落实；焊工填写自检记录100%落实；三级检查验收100%落实；委托检验部门无损检验100%落

23、实；自觉上报焊口数100%落实；原始记录资料100%落实；焊工钢印代号永久性标识100%落实。2.10、安全施工2.10.1高处作业开始切割与焊接前，应对锅炉和机房内各程的易燃，易爆物品进行清除，或采取隔离，防护措施，并设专人监护。2.10.2各作业层的平台要搭设牢固，脚手架要有围栏设施。2.10.3高空作业时焊接人员必须正确系挂安全带。2.10.4高处作业容易掉物伤人，每个焊工必须配备工具带。2.10.5每个焊工必须携带焊条头回收桶，焊条头不能乱扔，应放入焊条回收桶内，每天坚持回收焊条头。2.10.6交叉作业时要有防护措施，并设专人监护，防止事故的发生。2.10.7焊接设备应集中放置，投放点应布设整齐，美观。2.10.8夜间作业必须照明充足。焊接材料耗用量根据电力建设班组施工定额标准，#1机组主蒸汽管道焊接材料耗用数量为；1、TIG-R31氩弧焊丝，2.5mm,实际耗用量为40Kg。（主蒸汽管道）；另加（高压导汽）焊丝为5Kg，总计为45Kg。2、R317电焊条，2.54.0mm总计耗用量为2300Kg。3、氩气耗用量L。4、钨棒耗用量2.5Kg。15X1M1（）铸钢焊口返修施工方案