能源化工]鹤壁煤电煤化年产60万吨甲醇动力站安装工程工艺管道焊接施工组织设计

能源化工]鹤壁煤电煤化年产60万吨甲醇动力站安装工程工艺管道焊接施工组织设计内容摘要：

用机械加工的方法，如采用热加工的方法下料，应留出机械加工余量，以便于除去淬硬层及过热金属。 淬硬倾向较大的合金钢 采用热加工方法下料后，对切口部分应先进行退火处理再进行机械加工。 加工后的坡口应检查其尺寸是否符合图纸要求，坡口内及边缘 20mm 内母材有无裂纹、重皮、破损及毛刺等缺陷，淬硬倾向较大的钢材还应进行表面探伤。 管口端面应与管道中心线垂直。 其偏斜度不得超过 DL/T869－ 2020 中表 2 的规定。 焊口组对 焊件在组对前应将坡口及附近母材内外表面的油、漆、锈、垢等清理干净，直至发出金属光泽，清理范围如下： 对接接头为坡口两侧 10－ 15mm；角接接头为焊脚尺寸＋ 10 mm。 鹤壁煤电煤化年产 60 万吨甲醇动力站安装工程 工艺管道焊 接施工组织设计 17 17 焊件组对时一般应做到内壁平齐，如有错口，其错口值应符合下列要求：对接单面焊的局部错口值不得超过壁厚的 10%，且不大于 1 mm；对接双面焊的局部错口值不得超过焊件厚度的 10%，且不大于 3 mm。 焊件组对的对口间隙应符合 DL/T869－ 2020 中表 1 的规定，与所用焊接方法相适应。 公称直径大于 500 mm 的管道对口间隙局部超差不得超过 2mm，且总长度不得超过焊缝总长度的 20%。 工艺管道坡口形式、坡口尺寸及组对尺寸如下图所示。 3035176。 ㎜ ㎜ R=5 ㎜ ㎜ ㎜ a V型坡口 b U型坡口 焊缝坡口示意图 15176。 鹤壁煤电煤化年产 60 万吨甲醇动力站安装工程 工艺管道焊 接施工组织设计 18 18 5 焊接工艺 环境要求 各类钢材焊接操作时允许的最低环境温度为： AⅠ类为 10℃；AⅡ、 AⅢ、 BⅠ类为 0℃； BⅡ、 BⅢ为 5℃； C 类不作规定。 焊接作业现场应具有可靠的防风、防潮、防雨、防雪设施。 焊前预热 对于外径小于 219mm 或壁厚小于 20mm 的管道允许火焰加热，火焰加热应逐渐升温，预热范围应大于焊口边缘 50mm 左右，施焊前应用表面温度表测量温度。 对于外径大于 219mm 或壁厚不小于 20mm 的管道，应采用电加热进行预热，其升温速度为 6250/167。 （单位为℃ /h，167。 为焊件厚度 mm），且不大于 300℃ /h。 预热宽度从对口中心开始，每侧不小于焊件厚度的 3倍，且不小于 100mm。 用远红外线陶瓷加热器进行焊前预热的焊口，均采用热电偶监视母材的温度。 异种钢焊接时，预热温度应按可焊性差或合金成分高的一侧材质选定；支管与主管焊接时，应按主管的预热温度预热。 鹤壁煤电煤化年产 60 万吨甲醇动力站安装工程 工艺管道焊 接施工组织设计 19 19 施焊过程中，层间温度应不低于规定 预 热温度的下限，且不高于 400℃。 本工程所涉及材质的焊前预热温度如下表： 序号 合金含量 母材钢号 壁厚要求（ mm） 预热温度（℃） 1 C（ C≤ ） 20G ≥ 26 100～ 150 2 1Cr189。 Mo 15CrMoG ≥ 10 150～ 200 3 1Cr189。 MoV 12Cr1MoVG ≥ 6 200～ 300 注 1：氩弧打底时的预热温度可按焊前预热温度下限降低 50℃。 焊接工艺 中、高合金钢（含 Cr≥ 3%或合金总含量≥ 5%）的管道焊口如 0Cr18Ni9 材质等， 为防止根部氧化或过热，焊接时可在焊缝背面涂抹免充氩焊接保护剂或在管子内壁充氩气保护。 充氩保护时其保护范围可以坡口轴向中心为基准，每侧各 250~300mm 处贴两层可溶纸，以耐高温胶带粘牢固，做成密封气室，以防止充氩时氩气从管道中流失产生根部氧化。 定位焊时焊接材料、焊接工艺、焊工和预热温度等与正式施焊时相同，并且要认真检查各个定位焊点质量，如有缺陷应立即清除，重新进行定位焊。 管道直径≥ 400mm 且壁厚≥ 20mm 的焊口定位焊时，应采用鹤壁煤电煤化年产 60 万吨甲醇动力站安装工程 工艺管道焊 接施工组织设计 20 20 定位卡块（δ =16～ 25mm） 4 块点焊固定 (高合金钢 除外 )。 卡块的材质与管道的材质相同或相近，定位焊时的焊接材料、焊接工艺、焊工以及预热温度应与正式施焊时的要求相同。 当去除卡块时不应损伤母材，并将其残留焊疤清除干净、打磨平整。 点焊示意图如下图所示： 严禁在焊件上随意引弧、试电流、焊接临时支撑物等，除冷拉口外，禁止用强力对口和热膨胀法对口。 焊接操作时，管子或管道内不得有穿膛风。 氩弧焊打底焊结束前应留一处检查孔，以便焊工用肉眼能检测焊缝根部成形情况，发现问题及时处理。 对管径≥ 219mm 的管道，氩弧打底的推荐 焊接顺序下图所示： Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅳ Ⅱ Ⅲ Ⅰ A 水平固定 B 垂直固定 4 块卡块 δ≥20 D≥400 点固点 δ＝ 1625 鹤壁煤电煤化年产 60 万吨甲醇动力站安装工程 工艺管道焊 接施工组织设计 21 21 注：Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ为焊接顺序表示 氩弧焊打底焊缝检查合格后应及时进行次层焊缝的焊接。 多层多道焊缝焊接时，应进行逐层检查，经自检合格后应及时进行次层焊缝的焊接。 厚壁大径管的焊接应采用多层多道焊，当壁厚大于 35 mm 时还应符合下列规定： a 氩弧焊打底的焊层厚度不小于 3mm； b 对于铬含量≥ 5%或合金含量≥ 10%的耐热钢焊缝，其单层焊道厚度不能超过焊条直径加 1mm，单层焊道宽度不大于焊条直径的 4 倍， c 其它材料多层多道焊单层焊道厚度不大于焊条直径加 2 mm，单层焊道宽度不大于焊条直径的 5 倍。 厚壁大径管的焊接排列顺序要求如下图所示： 为减少焊接应力变形和接头缺陷，对直径大于 194mm 的管子对接接头宜采取两人对称焊。 施焊过程中，应特别注意接头和收弧的质量，收弧时应将熔≤ Φ +2 ㎜ ≥ 3 ㎜ ≤ 5Φ 氩弧焊打底 鹤壁煤电煤化年产 60 万吨甲醇动力站安装工程 工艺管道焊 接施工组织设计 22 22 池填满，多层多道焊的焊接接头应错开。 施焊过程中除工艺和检验上的要求分次焊接外，应该连续焊接完成。 若由于客观环境的影响被迫中断时，应采取防止裂纹等缺陷产生的措施（如后热、缓冷、保温，防雨等），再次焊接时应仔细检查并确认 无缺陷后，方可按焊接工艺的要求继续施焊。 对需作检验的隐蔽焊缝，应经检验合格后，方可进行其他工序。 焊口焊接完成后应及时清理焊口周围的飞溅、渣壳等杂物，经自检合格后做出可追溯性的 施工记录。 焊接接头有超过标准的缺陷时，可采取挖补方式进行返修。 但同一位置上的挖补次数一般不得超过三次，耐热钢不得超过二次，并应遵守下列规定： a 必须彻底清除缺陷； b 补焊时应制定具体的补焊措施并严格按照工艺要求实施； c 需进行热处理的焊接接头，返修后应重作热处理。 安装管道 冷拉口所使用的加载工具，需待整个对口焊接和热处理完毕后方可卸载。 不得对焊接接头进行加热校正。 鹤壁煤电煤化年产 60 万吨甲醇动力站安装工程 工艺管道焊 接施工组织设计 23 23 焊后热处理和后热处理 焊后热处理和后热处理的加热方法、加热范围、保温要求、测温要求应按 DL/T819－ 2020 有关规定执行。 焊后热处理一般为高温回火，升、降温速度为 6250/δ（单位为℃ /h，δ为焊件厚度 mm）且不大于 300℃ /h。 温度降至 300℃以下可不控制降温速度，在热处理过程中应严格执行。 热处理的加热宽度，从焊缝中心算起，每侧不小于管道壁厚的 3 倍， 且不小于 60mm。 保温宽度，从焊缝坡口边缘算起，每侧不得小于壁厚的 5 倍，且每侧应比加热器的安装宽度增加不小于 100 mm。 其保温厚度以 40 mm－ 60 mm 为宜。 焊接热处理恒温过程中，承压管道在加热范围内，应力求内外壁和焊缝两侧温度均匀，任意两测点的温度差不小于于 50℃。 下列部件采用氩弧焊或低氢型焊条，焊前预热和焊后适当缓冷的焊接接头可不进行焊后热处理： a 壁厚不大于 10mm、直径不大于 108 mm，材料为 15CrMo、12CrMo 的管子； b 壁厚不大于 8mm、直径不大于 108 mm，材料为 12Cr1Mo V 的管子； c 壁厚不大于 6mm、直径不大于 63 mm，材料为 12Cr2Mo WVTiB鹤壁煤电煤化年产 60 万吨甲醇动力站安装工程 工艺管道焊 接施工组织设计 24 24 的管子。 奥氏体不锈钢的管子，采用奥氏体材料焊接，其焊接接头不推荐进行焊后热处理。 下列部件的焊接接头应该进行焊后热处理： a 壁厚大于 30mm 的碳素钢管道、管件； b 耐热钢管子及管件和壁厚大于 20mm 的普通低合金钢管道 (、 规定的内容除外 )； c 其它经焊接工艺评定需进行焊后热处理和焊件。 热处理的温度测量必需准确可靠，采用自动温 度记录。 焊接接头热处理后，应做好热处理记录和标记。 有冷裂纹倾向的焊件焊后应及时进行热处理，否则应做300～ 400℃的后热消氢处理，恒温时间 2－ 4 小时，其加热宽度应不小于预热时的宽度。 本工程所涉及钢材的热处理温度如下表所示： 本工程 工艺管道 主要材质的焊后热处理温度及恒温时间 序号 合金含量 母材钢号 热处理温度 (℃ ) 各种壁厚（ mm）的保温时间（ h） ≤ ~25 ＞ 25~ ＞ ~50 ＞ 50~75 ＞ 75~100 1 C（ C≤ %） 20G 600~650 / / 2 2 1Cr189。 Mo 15CrMoG 670~700 1 2 3 1Cr189。 MoV 12Cr1MoVG 720~750 1 2 3 4 鹤壁煤电煤化年产 60 万吨甲醇动力站安装工程 工艺管道焊 接施工组织设计 25 25 6 焊接施工 本工程工艺管道按材质分主要有碳素钢，有 CS、 L24 20G 等牌号；耐热钢，有 15CrMo G、 12Cr1MoVG 牌号；不锈钢，有 0Cr18Ni9牌号。 其具体焊接工艺参数可参照《焊接工艺卡》。 焊接方法 及焊 材选用。 碳素钢管子 焊口的焊接方法 可按如下方法选择 ： a CS、 L245 材质使用手工电弧焊 （ D） 进行打底及其它焊道焊接 ，焊条使用 E4303； b 20 材质管子使用手工电弧焊进行打底 （ D） 及其它焊道焊接，但管径小于或等于 60mm 的管子焊口，使用手工氩弧焊 （ WS） 进行打底及其它焊道的焊接 ，焊条使用 E4303，焊丝使用 TIGJ50； c 20G 材质管子焊口使用手工氩弧焊 （ WS） 进行打底，手工电弧焊 （ D） 进行其它焊道焊接，管径小于或等于 60mm 的管子焊口，使用手工氩弧焊 （ WS） 进行打底及其它焊道 的焊接。 焊条使用 E5015，焊丝使用 TIGJ50； 耐热钢管子焊口 的焊接打底使用手工氩弧焊（ WS），管径小于或等于 60mm 的管子焊口，使用手工氩弧焊（ WS） 进 行其它焊道的焊接 ；鹤壁煤电煤化年产 60 万吨甲醇动力站安装工程 工艺管道焊 接施工组织设计 26 26 管径大于 60mm 的管子焊口，使用手工电弧焊 （ D） 进行其它焊道的焊接。 15CrMo G 材质焊接，焊条使用 R307，焊丝使用 TIGR30； 12Cr1MoVG材质焊接，焊条使用 R317，焊丝使用 TIGR31。 不锈钢 0Cr18Ni9 管子焊接打底使用手工氩弧焊（ WS），管径小于或等于 60mm 的管子焊口，使用手工氩弧 焊（ WS）进行其它焊道的焊接；管径大于 60mm 的管子焊口，使用手工电弧焊（ D）进行其它焊道的焊接。 焊条使用 A132，焊丝使用 H0Cr19Ni9。 汽轮机、发电机的冷却 水 、润滑系统管道及锅炉点火油管道焊接时，为了保证内壁清洁，焊口打底焊接要使用手工氩弧焊（ WS）。 不锈钢焊接充氩保护 0Cr18Ni9 合金含量较高，为防止合金元素烧损及焊缝根部氧化，焊接时管子内壁需要进行 充氩保护。 先在 管头两端 每侧各 250~300mm 堵上水溶纸 ，待 接头符合组对要求后充氩气保护，焊接前用石绵绳或高温胶带缠在坡 口间隙内，形成密闭气室。 焊接时要有专人配合。 示意图如下： 水溶纸 充氩管 250300mm 鹤壁煤电煤化年产 60 万吨甲醇动力站安装工程 工艺管道焊 接施工组织设计 27 27 充氩保护的氩气流量可根据管子内径大小来选择，可以在9— 18L/min 范围内选取。 7 质量检验 焊接。