12CrMoV焊接施工方案及热处理

鞍钢凌钢朝阳100万t/a焦化项目煤气净化及公辅设施安装工程 12CrMoV 焊 接 及 热 处 理 施 工 方 案 编  制：  审  核：  批  准： 日  期： 12CrMoV压力管道焊接及热处理施工 一、工程概况 鞍钢凌钢100万t/a焦化工程，由干熄焦沿外线管廊到焦化边界接点的中压过热蒸汽管道。工艺管道材质为12CrMoV，规格Φ245*18mm； 开工时间：2008年8月12日开工，2008年10月30日竣工；总工期：80天。 二、编制依据 1.《压力管道安全管理与监察规定》〔劳部1996-140号〕 2.《工业金属管道工程施工及验收规范》〔GB50235–97〕 3.《工业金属管道工程质量检验评定》〔GB50184–93〕 4.《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》〔GB50236-98〕 5.《压力容器无损检测》〔JB/T4730–2005〕 6.管道施工图 三、焊接材料及管理 1.焊条、焊丝、等均应有制造厂的质量合格证或质保书。凡无合格证或质保书及对其质量有怀疑时，应按焊材批号抽查试验合格后方可使用。 2.施工现场应设置焊材二级库，并由专人负责焊材的管理，做好焊材的烘干、发放、回收工作并做好烘干、发放、回收记录。 3.焊材应存放在干燥通风良好的库房内。各种型号、规格的焊材应分类堆放防止混淆。 4.焊条使用前应按焊条使用说明书的要求进行烘干，焊条重复烘干不应超过两次。 5.焊条使用时应装入100～125℃的保温桶内随取随用，桶内焊条不应超过半个工时。 6.氩弧焊所采用的氩气应符合现行国家标准《氩气》GB4842的规定，且纯度不应低于99.96﹪。 7.手工钨极氩弧焊，宜采用铈钨极或钍钨极。 8.焊材的领用、发放，管理人员应根据焊接工艺卡或工艺指导书所制定的工艺要求执行，不得随意更改，以免错误使用焊材造成质量事故。 9.焊材选用一览表 序号 焊 接 工 艺 母 材 材 质 焊条/焊丝 型 号 1 手工电弧焊 12CrMoV R317 E5515-B2-V Q235A、B J422 E4303 2 手工氩弧焊 12CrMoV H08CrMoV A / 3 CO2气体保护焊 Q235A、B H08Mn2Si ER50-6           10.焊材烘干温度一览表 序 号 焊 材 牌 号 烘干温度℃ 恒温时间ｈ 保温温度℃ 1 R317 350 1 100 2 J422 150 1 100           四、焊接工艺评定 1.焊接工艺评定是以评定施焊单位，是否有能力焊出符合本规程和产品技术条件所要求的焊接接头。验证施焊单位制定的焊接工艺指导书是否合适。 2.焊接工艺评定是在焊接性能试验基础上，进行的生产前工艺验证试验。应在制定焊接工艺指导书以后，焊接产品以前进行。 3.我企业持有压力管道安装许可证，具有较丰富的管道安装经验，并积累了较多有效的管道安装的焊接工艺评定资料。 4.对于我企业原先做过有效的焊接工艺评定，能与本管道工程中所焊的母材材质、焊材、管径、厚度等相匹配的，可免做焊接工艺评定。不能相匹配的工艺评定，应重新做焊接工艺评定。 五、焊接设备及环境 1.所有焊接设备必须具有参数稳定、调接灵活，满足焊接工艺要求和安全可靠的性能。 2.产品正式施焊前，必须对焊接设备进行验证，合格并做好记录方可使用。否则不得使用。 3.施焊环境应保持整洁干净，做到文明施工。 4.施工现场应通风良好，光线、照明充足。 5.当施工现场出现下列一种情况时，应采取有效的防范措施，否则禁止施焊。 5.1相对湿度＞90％。 5.2下雨、下雪天气。 5.3风速：焊条电弧焊＞8m／S，氩弧焊、CO2气体保护＞2m／S。 六、焊接施工人员 1.本工程应设置专职焊接施工员，专职焊接质检员，且需持证上岗。 2.施工员应根据工程、技术要求、国家规范，来制定焊接施工方案和焊接工艺卡或工艺指导书来指导焊接施工，并解决施工过程中所遇到的工作难题。 3.质检人员应根据行业和国家所制定的质量标准及设计要求，认真做好焊前、焊接过程及焊后的检验工作，并且做好检验记录。 4.所有参加施焊的焊工都应持有焊工资格证书，其合格项目应在有效期限之内并与施焊项目相对应，否则不得上岗施焊。 5.焊工应严格按照焊接工艺卡或工艺指导书所制定的工艺参数进行施焊，不得随意私自改变焊接工艺规范和参数。否则取消其施焊资格。 七、施工工艺 1.焊前准备 1.1管道坡口宜采用机械加工，现场加工有困难时，也可采用氧、乙炔火焰切割来加工坡口。 2.2采用热加工坡口后，必须除去坡口表面的氧化层、并将坡口表面凹凸不平处打磨平整。 2.3管口、管件的对口形式、坡口型式和加工尺寸应根据设计技术要求执行。 2.4坡口型式和加工尺寸如无规定时，坡口型式和加工尺寸以保证焊接质量、以便操作、减少焊接应力及变形、适合探伤为原则。 2.5认真检查管道坡口表面，不得有裂纹、夹层等缺陷。 2.6施焊前，应将坡口表面及坡口边缘每边不小于10㎜范围内的水、锈、、油污、毛刺等清除干净，直至露出金属光泽。 2.对口要求 2.1焊缝对口一般以管内壁齐平，如有错口其错口值不宜超过管壁厚的10﹪且不大于1.0㎜。 2.2不等厚管件组对时，当错边量超过3mm时，应对管件进行过渡消薄修整处理。 2.3对接管口端面应与管子中心线垂直，其偏斜度不超过管径的1﹪宜不超过2mm。 2.4对口间隙太大时，应设法修整到规定尺寸，严禁在缝隙内加填塞物，不许强力组对，不许热胀对口，以免产生焊接附加应力和变形。 2.5焊口组对时，应垫置牢固并应采取措施防止焊接过程中产生的附加应力及变形。 3.焊接要求 3.1施焊前应认真检查管件、管口的组对质量，当焊口表面洁度、坡口角度、对口间隙、对口错边量等，不符合工艺要求时，不得施焊。 3.2焊接前，应认真核对所领用的焊材及所使用的焊接规范、工艺参数是否符合工艺要求。 3.3定位焊的焊接材料、焊接工艺应与正式施焊相同。在焊口根部点焊后，应认真检查各个焊点的质量，如发现缺陷时应及时清除重新点焊。 3.4严禁在坡口以外随意引弧和试电流，以防止电弧檫伤母材。 3.5施焊过程中应保证起弧和收弧处的质量，收弧时应将弧坑填满。多层焊的层间接头应错开。 3.6除工艺有特殊要求外，每道焊缝应一次性连续焊完。 3.7管道焊接时，应采取措施防止穿堂风。 3.8采用裸焊丝进行焊接时，焊工应戴干净的手套，防止油、水和其它脏物带入焊缝中，影响焊缝质量。 4.焊接工艺 4.1本项目所有的对接焊缝焊接时，采用手工钨极氩弧焊打底、手工电弧焊填充与盖面的焊接工艺。管支架、管托、采用手工电弧焊和CO2气体保护焊的焊接工艺。 4.2坡口加工好后清除坡口两边10mm范围内的油、水、锈等污物，用氧气、乙炔火焰加热至300度后开始焊接必须控制好层间温度，一次性焊完一个焊接接头。如因特殊情况需中途停止焊接重新开始焊接时，必须重新对管道进行加热后才能焊接。 4.3焊接工艺参数 接头名称 对接 坡口型式 材质 12CrMoV 规格 Φ245*18 焊接方法 氩电联焊 探伤要求 RT 焊接位置 水平、垂直 氩气流量 8-10L/min 焊接方法 电源极性 焊缝层次 焊材牌号 焊材直径(mm) 焊接电流(A) 电弧电压(V) 焊接速度(cm/min) GTAW 直流正接 1 H08CrMoV A Φ2.5 90-100 19 5-8 SMAW 直流反接 2 R317 Φ3.2 90-100 19 8-12 SMAW 直流反接 3 R317 Φ4 110-130 20 12-18 SMAW 直流反接 4 R317 Φ4 110-130 20 12-18 SMAW 直流反接 5 R317 Φ4 110-130 20 12-18 SMAW 直流反接 6 R317 Φ4 110-130 20 12-18                 八、质量检验 焊接检验是焊接质量控制的重要手段。每个焊工应重视焊接工作，是整个工程质量好坏的关键环接。每个焊工应认真贯彻自检与专业检验相结合的质量控制方法，并与质检员共同把好三个阶段的检验工作。 1.焊前检验：应包括对母材、焊材、焊接设备、焊工资格、焊接工艺评定和检查焊条烘干、焊材选用、焊接环境、坡口型式与清理、工件组对等方面的检查，未能达到技术质量要求的，严禁施焊。 2.焊接中间检验：应包括对焊接技术标准及图样执行情况、焊接规范参数、焊接顺序、层间温度及各层次的焊缝质量情况的检验。 3.焊后检验： 3.1焊接完毕，焊工应及时清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物，以便检查焊缝外观质量。 3.2焊缝外部质量应符合《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》的规定。 3.3管道和其它管件的焊缝应按《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》的要求进行无损检验。 3.4碳素钢应在焊缝冷却到环境温度、低合金钢应在完成焊接24h以后，方可进行焊缝探伤检验。 3.5无损探伤质量评定应符合现行国家标准《压力容器无损检测》〔JB/T4730—2005〕的规定。 3.6 中压过热蒸汽管道焊缝应进行5%射线照相检验，其质量不得低于 级。                                                    3.7局部探伤的焊缝，有不允许的缺陷时，应返修至合格，同时应对该焊工当日所焊的同一批接头中不合格数加倍扩探，如仍不合格，则对该焊工当日所焊的接头进行100﹪探伤检查。 九、焊缝返修 1.焊缝检查发现不允许存在的缺陷时（如裂纹、未焊透、未熔合、气孔、夹渣等）焊工不得擅自处理，应查清原因，订出修补工艺后方可处理。 2.焊缝同一部位的返修次数，低合金钢不宜超过两次、碳钢不宜超过三次。 3.焊缝同一部位超过返修次数，应由焊接技术员编制返修方案，经焊接工程师批准后方可组织执行返修。 十、焊后热处理 1. 人员及职责 1.1 热处理操作人员应经培训、考核合格，取得上岗证，方可进行焊后热处理操作。 1.2 焊后热处理工艺由热处理工艺员编制，热处理责任工程师审核。 1.3 热处理工应严格按焊后热处理工艺进行操作，并认真填写原始操作记录。 1.4 热处理责任工程师负责审查焊后热处理原始操作记录，核实是否符合焊后热处理工艺要求。 2. 设备 2.1 各种焊后热处理及装置应符合以下要求： a） 能满足焊后热处理工艺要求； b） 在焊后热处理过程中，对被加热件无有害的影响； c） 能保证被加热件加热部分均匀热透； d） 能够准确地测量和控制温度； e） 被加热件经焊后热处理之后，其变形能满足设计及使用要求。 2.2 焊后热处理设备可以是以下几种之一： a） 电加热炉； b） 罩式煤气炉； c） 红外线高温陶瓷电加热器； d） 能满足焊后热处理工艺要求的其他加热装置； 3. 焊后热处理方法 3.1  中压过热蒸汽管道采用高温陶瓷电加热设备进行局部热处理焊接接头，本设备可以同时控制加热热处理6条或1条焊缝接头；焊缝每侧加热宽度不小于钢材厚度δ的2倍（δ为焊接接头处钢材厚度）；靠近加热区的部位应采取保温措施，使温度梯度不致影响材料的组织和性能。应采取必要的措施，保证被加热件温度的均匀稳定，避免被加热件因热胀冷缩而产生拘束应力及变形； 3.2 焊后热处理工艺参数 3.2.1 当温度升至400℃以上时，加热速率不应大于（205*25/δ）℃/h,且不得大于330℃/h。 3.2.2恒温时间应为每25mm壁厚恒温1h,且不得少于15min ，恒温期间加热区内最高与最低温度之差不宜超过65℃。 3.2.3 恒温后的冷却速率不应大于（60*25/δ）℃/h，且不得大于260℃/h，400℃以下可以自然冷却；. 3.2.4焊后热处理温度表 钢号　 需焊后热处理的厚度δ(mm)　 焊后热处理温度（℃）　 12CrMoV 　 任意厚度　 750?780　       4.热处理后检测 进行局部加热热处理焊缝，应通过硬度测量检查热处理效果，硬度值应符合设计文件、相关标准，合金钢不宜大于母材硬度的125%； 十一、安全生产 1.所有施工人员都必须经过三级安全教育，严格遵守公司所制定的《施工现场安全守则》持证上岗，服从甲方和安全员的监督。 2. 施工技术人员在开工前，应对施工班组做好书面的安全技术交底，施工班组应配合上级部门定期或不定期的安全检查工作。 3.施工人员进入现场应正确使用劳动防护用品，戴好安全帽、系好帽带。 4.高空作业必须搭好脚手架，脚手架必须经过验收合格后方可使用。高空作业必须系好安全带，扣好安全扣。 5.电焊机须有独立的专用电源开关，其容量应符合技术要求，禁止多机共用一个电源开关。电焊机外壳应有良好的接地防护装置，防止触电事故发生。  6.施工临时用电必须由专职电工负责操作，夜间施工时，必须要有充足的照明，以免影响施工质量和安全。 7.手持电动工具使用时，开关间电路中必须配备相应的漏电保护器，使用前必须检查漏电保护器是否灵敏，导线是否破损。 8.使用竹梯施工时，竹梯要有防滑措施，竹梯两端要用铁丝绑好，使用竹梯时必须有人监护，严禁一架竹梯有两人或两人以上同时使用。 9.现场的乙炔瓶使用时必须要有回火装置，不得与氧气瓶放在一起。两者距离应不小于5米，离明火点不小于10米，施工现场必须配备灭火器，灭火器内压力必须达到使用要求。 10.高空施焊时，应注意工作点下方和四周有无易燃易爆品，并做好防护措施后方可施焊。 11.高空作业时，电焊钳龙头线要绑紧在固定的物件上，不得缠绕在身上或搭在背上工作。辅助工具等应放在工具袋里，防止掉落伤人。更换焊条时，焊条头不要随意往下乱扔，以免砸伤、烫伤下面的人员。 12.X射线探伤区域30米以内，非作业人员不得入内，作业区域四周应挂安全警示绳，以免X射线伤人。