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壓力管道焊接工藝規(guī)程

1　適用范圍

本規(guī)程適用于工業(yè)管道或公用管道中材質(zhì)為碳素鋼、低合金鋼、耐熱鋼、不銹鋼和異種鋼等壓力管道的焊條電弧焊、鎢極氬弧焊以及二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊的焊接施工。

2  主要編制依據(jù)

2.1 GB50236-98《現(xiàn)場設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》；           

2.2  GB/T20801-2006《壓力管道規(guī)范-工業(yè)管道》；

2.3 SH3501-2001《石油化工劇毒、可燃介質(zhì)管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》；

2.4  GB50235-97《工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》；

2.5  CJJ28-89 《城市供熱管網(wǎng)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》；

2.6  CJJ33-89 《城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉涔こ淌┕ぜ膀?yàn)收規(guī)范》；

2.7  GB/T5117-1995 《碳鋼焊條》；

2.8  GB/T5118-1995 《低合金鋼焊條》；

2.9  GB/T983-1995 《不銹鋼焊條》；

2.10 YB/T4242-1984 《焊接用不銹鋼絲》；

2.11 GB1300-77 《焊接用鋼絲》；

2.12 其他現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、技術(shù)文件。

3  施工準(zhǔn)備

3.1 技術(shù)準(zhǔn)備

3.1.1壓力管道焊接施工前，應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)文件及其引用的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范，并依據(jù)我公司焊接工藝評定報(bào)告編制出焊接工藝技術(shù)文件（焊接工藝卡或作業(yè)指導(dǎo)書）。如果屬本公司首次焊接的鋼種，則首先要制定焊接工藝評定指導(dǎo)書，然后對該種材料進(jìn)行工藝評定試驗(yàn)，合格后做出焊接工藝評定報(bào)告。

3.1.2編制的焊接工藝技術(shù)文件（焊接工藝卡或作業(yè)指導(dǎo)書）必須針對工程實(shí)際，詳細(xì)寫明管道的設(shè)計(jì)材質(zhì)、選用的焊接方法、焊接材料、接頭型式、具體的焊接施工工藝、焊縫的質(zhì)量要求、檢驗(yàn)要求及焊后熱處理工藝（有要求時(shí)）等。

3.1.3壓力管道施焊前，根據(jù)焊接作業(yè)指導(dǎo)書應(yīng)對焊工及相關(guān)人員進(jìn)行技術(shù)交底，并做好技術(shù)交底記錄。

3.1.4對于高溫、高壓、劇毒、易燃、易爆的壓力管道，在焊接施工前應(yīng)畫出焊口位置示意圖，以便在焊接施工中進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控。

3.2對材料的要求

3.2.1被焊管子（件）必須具有質(zhì)量證明書，且其質(zhì)量符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)（或部頒標(biāo)準(zhǔn)）的要求；進(jìn)口材料應(yīng)符合該國家標(biāo)準(zhǔn)或合同規(guī)定的技術(shù)條件。

3.2.2焊接材料（焊條、焊絲、鎢棒、氬氣、二氧化碳?xì)?、氧氣、乙炔氣等）的質(zhì)量必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)（或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)），且具有質(zhì)量證明書。其中鎢棒宜采用鈰鎢棒；氬氣純度不應(yīng)低于99.95%；二氧化碳?xì)饧兌炔坏陀?9.5%；含水量不超過0.005%。

3.2.3壓力管道予制和安裝現(xiàn)場應(yīng)設(shè)置符合要求的焊材倉庫和焊條烘干室 ，并由專人進(jìn)行焊條的烘干與焊材的發(fā)放，并做好烘干與發(fā)放記錄。

3.3焊接設(shè)備

3.3.1焊接機(jī)具設(shè)備主要包括：交流焊機(jī)、直流焊機(jī)、氬弧焊機(jī)、高溫烘干箱、中溫烘干箱、恒溫箱、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊機(jī)、焊條保溫筒、內(nèi)磨機(jī)及電動(dòng)磨光機(jī)等。

3.3.2   用于壓力管道焊接的各類焊機(jī)必須裝有電流表、電壓表，并按要求定期進(jìn)行檢定，焊接規(guī)范參數(shù)調(diào)節(jié)應(yīng)靈活。

3.4焊接人員

3.4.1 壓力管道焊工應(yīng)具備按《特種設(shè)備焊接操作人員考核細(xì)則》考試合格的焊工合格證，且其合格項(xiàng)目與施焊項(xiàng)目相適應(yīng)，并在規(guī)定的有效期內(nèi)。

 3.4.2焊條烘干人員、焊條倉庫管理人員要嚴(yán)格按照本公司《焊接過程控制程序》的規(guī)定執(zhí)行。

3.5施焊環(huán)境

3.5.1焊接時(shí)的風(fēng)速不應(yīng)超過下列規(guī)定，當(dāng)超過規(guī)定時(shí)應(yīng)有防風(fēng)設(shè)施。

a）手工電弧焊：8m/s；

b）氬弧焊、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊：2m/s。

3.5.2焊接電弧1m范圍內(nèi)相對濕度不得大于90%。

3.5.3在雨雪天氣施焊時(shí)，要搭設(shè)防護(hù)棚；當(dāng)焊件表面潮濕時(shí)，應(yīng)對無預(yù)熱要求的管子（件）進(jìn)行烘烤，去除潮氣。

3.5.4焊接時(shí)允許的最低環(huán)境溫度如下：

碳素鋼：-20℃；低合金鋼：-10℃；中高合金鋼：0℃。

4  焊接工藝

4.1壓力管道焊接施工流程圖（見圖1）

4.2焊前準(zhǔn)備及接頭組對

4.2.1壓力管道焊接方法按設(shè)計(jì)規(guī)定執(zhí)行，當(dāng)設(shè)計(jì)無規(guī)定時(shí)，可按壁厚選用焊接方法。當(dāng)壁厚≤6mm時(shí)，可選用氬弧焊或氬弧焊打底電焊蓋面工藝；當(dāng)壁厚＞6mm時(shí)，可采用氬弧焊打底，手工電弧焊蓋面的焊接工藝。

4.2.2焊接材料的選用按設(shè)計(jì)規(guī)定，若設(shè)計(jì)無規(guī)定時(shí)，按表 1、表2、表3選用，并符合下列要求：

a）同種管子（件）焊接時(shí)，焊縫金屬性能和化學(xué)成分應(yīng)與母材相當(dāng)，且焊材工藝性能良好。

    b）異種鋼管子焊接時(shí)，焊條或焊絲的選用一般應(yīng)符合下列要求：

① 兩側(cè)管材均非奧氏體不銹鋼時(shí)，可選用成分介于二者之間或與合金含量低的一側(cè)相匹配的焊條、焊絲。

② 兩側(cè)之一為奧氏體不銹鋼時(shí)，可選用含鎳量較高的不銹鋼焊條（絲）。

表1    常用鋼號推薦選用的焊接材料

表2    不同鋼號相焊推薦選用的焊接材料

表3   常用鋼號分類分組

4.2.3焊接接頭的坡口形式、尺寸及組對要求按設(shè)計(jì)規(guī)定執(zhí)行，當(dāng)設(shè)計(jì)無規(guī)定時(shí)，按表4確定。

表4    焊接接頭坡口形式和尺寸

4.2.4管子坡口應(yīng)按下列方法加工：

a）按SH3501-2001《石油化工劇毒、可燃介質(zhì)管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》分為SHA級的壓力管道、中高合金鋼及不銹鋼管道的坡口應(yīng)采用機(jī)械方法加工。

b）其他管道坡口宜采用機(jī)械方法加工，當(dāng)采用熱加工方法時(shí)，切割后必須去除影響焊接質(zhì)量的表面層。

4.2.5壁厚相同的管子（件）組對時(shí)，應(yīng)內(nèi)壁平齊，如有錯(cuò)口，其錯(cuò)口值應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定執(zhí)行，當(dāng)設(shè)計(jì)無規(guī)定時(shí)，應(yīng)按下列要求執(zhí)行：

   a）劇毒、易燃易爆管道局部錯(cuò)口為壁厚的10%，且不大于0.5mm。

b）高溫、高壓及合金鋼管道局部錯(cuò)口為壁厚的10%，且不大于1.0mm。

   c）其他管道局部錯(cuò)口為壁厚的10%，且不大于1.5mm。4.2.6 當(dāng)壁厚不同的管子（件）組對時(shí)，應(yīng)將厚壁管按薄壁管厚度削薄，其具體規(guī)定見圖 2。

 圖2  不等壁厚對接焊件坡口加工示意圖

4.2.7管道焊縫的設(shè)置應(yīng)避開應(yīng)力集中區(qū)，且便于焊接、熱處理及各種檢驗(yàn)。

4.2.8焊接接頭組對前，應(yīng)用砂輪清理坡口及其兩側(cè)內(nèi)外表面，在距坡口兩側(cè)20mm范圍內(nèi)不得有油漆、毛刺、銹斑、氧化皮及其他對焊接質(zhì)量有害的物質(zhì)，并磨出金屬光澤。

4.2.9認(rèn)真檢查坡口及其兩側(cè)不得有裂紋、夾層等缺陷。

4.2.10不銹鋼管道采用電弧焊時(shí)，坡口兩側(cè)各100mm范圍內(nèi)應(yīng)涂白粉或其他防沾污劑。

4.2.11焊件組裝時(shí)，應(yīng)將待焊管子（件）墊置牢固，以防止在焊接和熱處理過程中發(fā)生變形和附加應(yīng)力。

4.2.12除設(shè)計(jì)規(guī)定的冷拉口外，其余焊口應(yīng)禁止強(qiáng)力組對，更不允許用熱膨脹法對口，以防引起附加應(yīng)力。

4.2.13當(dāng)焊接所處位置障礙多時(shí)，合格焊工在施焊前亦應(yīng)進(jìn)行與實(shí)際條件相同的模擬練習(xí)及試焊，經(jīng)無損檢測合格后方可正式焊接。

4.2.14組對管口局部間隙過大時(shí)應(yīng)設(shè)法修正至規(guī)定尺寸，嚴(yán)禁在間隙內(nèi)填塞它物。

4.2.15焊條在使用前應(yīng)分別按其說明書要求進(jìn)行烘干，并放在保溫筒內(nèi)隨用隨取。焊絲使用前應(yīng)清除其表面的油污、銹跡等。

4.3定位焊

4.3.1定位焊時(shí)除其焊接材料、焊接工藝和預(yù)熱溫度等應(yīng)與正式焊接相同外，還應(yīng)滿足下列要求：

a）定位焊應(yīng)能保證焊縫在正式施焊過程中不致開裂，其長度宜為10～15mm，高宜為2～4mm，且不超過壁厚的2/3。定位焊縫兩端應(yīng)修磨成緩坡狀。

b）定位焊不得有裂紋及其他缺陷，如有缺陷應(yīng)徹底磨除重新進(jìn)行定位焊。

c）在合金鋼管壁上點(diǎn)焊組對卡具定位時(shí)，卡具的材質(zhì)和焊材應(yīng)與管材相同。當(dāng)拆除卡具時(shí)，不得用敲打或掰扭的方法拆除。當(dāng)用氧-乙炔焰切割卡具時(shí)，應(yīng)在離管道表面3mm處切割，然后用砂輪修磨平整。

4.4正式焊接

4.4.1焊接引弧應(yīng)在坡口內(nèi)進(jìn)行，嚴(yán)禁在管子（件）表面引燃電弧、試驗(yàn)電流或焊接臨時(shí)支撐物。

4.4.2在焊接中應(yīng)確保起弧及收弧的質(zhì)量，收弧應(yīng)將弧坑填滿，多層焊的層間接頭應(yīng)相互錯(cuò)開。

4.4.3除焊接工藝有特殊要求外，每條焊縫應(yīng)一次連續(xù)焊完，如因故被迫中斷，應(yīng)采取緩冷措施，再焊時(shí)應(yīng)仔細(xì)檢查確認(rèn)無裂紋后，方可按焊接工藝?yán)^續(xù)施焊。有預(yù)熱要求的管材應(yīng)按預(yù)熱要求重新預(yù)熱后施焊。

4.4.4管子焊接時(shí)，管端要堵封住，防止管內(nèi)穿堂風(fēng)。

4.4.5  焊接時(shí)焊接工藝參數(shù)均按表5、表6選擇。

表5   焊條電弧焊工藝參數(shù)

表6   鎢極氬弧焊工藝參數(shù)

4.4.6根據(jù)設(shè)計(jì)及焊接工藝評定需焊前預(yù)熱的管子（件），焊前應(yīng)按要求進(jìn)行局部預(yù)熱。具體程序按照《壓力管道安裝通用熱處理工藝規(guī)程》中的有關(guān)條款執(zhí)行。

4.4.7當(dāng)采用氬弧焊打底時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行打底焊縫的檢查，合格后盡快進(jìn)行蓋面焊接，以防止產(chǎn)生裂紋。

4.4.8 有淬火傾向的管材施焊過程中，層間溫度應(yīng)不低于規(guī)定的預(yù)熱溫度的下限。

4.4.9 中、高合金鋼（含鉻量≥3%或合金總含量＞5%）的管子（件）焊接時(shí)，為防止根層氧化或過燒，內(nèi)壁應(yīng)充氬氣或混合氣體保護(hù)。

4.4.10厚壁大直徑管的焊接應(yīng)采用多層多道焊進(jìn)行逐層焊接，其中氬弧焊打底的焊層厚度不小于3mm，各層經(jīng)自檢合格后方可焊接次層，直至完成。

4.4.11為減少焊接變形和應(yīng)力，直徑大于194mm的管子（件）宜采用二人對稱施焊。

4.4.12 對需做檢驗(yàn)的隱蔽焊縫，應(yīng)經(jīng)檢驗(yàn)合格后，方可進(jìn)行其他工序。

4.4.13低溫鋼、奧氏體不銹鋼、耐熱耐蝕高合金鋼以及奧氏體與非奧氏體異種鋼接頭焊接時(shí)應(yīng)符合下列規(guī)定：

a）應(yīng)在焊接作業(yè)指導(dǎo)書規(guī)定的范圍內(nèi)，在保證焊透和熔合良好的條件下，采用小電流、短電弧、快焊速和多層多道焊工藝，并應(yīng)控制層間溫度。

b）對抗腐蝕性能要求高的雙面焊縫，與腐蝕介質(zhì)接觸的焊層應(yīng)最后施焊。

c）低溫鋼焊接完畢，宜對焊縫進(jìn)行表面焊道退火處理。

d）奧氏體不銹鋼焊縫及其附近表面應(yīng)進(jìn)行酸洗、鈍化處理。

4.4.14管道冷拉口所使用的工卡具，應(yīng)待焊接及熱處理工作結(jié)束后方可拆除。

4.4.15  管道支吊架焊接的焊工和焊材必須與管道焊接要求相同。焊縫焊接牢固，成型美觀、無缺陷，焊接過程中要防止焊穿管子，并有防止變形的措施。

4.4.16焊口焊完應(yīng)進(jìn)行清理，經(jīng)自檢合格后，在焊縫附近打上焊工本人的代號鋼印，并在相應(yīng)的管道單線圖上作記錄。

點(diǎn)下圖試試看