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1、球罐焊接工藝第1章 焊前準(zhǔn)備：第1節(jié) 16MnR鋼的焊接性分析16MnR鋼屬低合金鋼，供貨狀態(tài)為正火，Pcm0.25%，具有一定的冷裂傾向，根據(jù)16MnR的焊接CCT圖可以看出，不產(chǎn)生馬氏體的臨界冷卻時(shí)間tp=26s，根據(jù)板厚34mm 16MnR鋼的線能量范圍1250kJ/cm，結(jié)合CO2氣體保護(hù)電弧焊t8/5冷卻時(shí)間線算圖，初步確定預(yù)熱溫度范圍為80150時(shí)，t8/5 tp。第2節(jié) 焊接工藝評定根據(jù)GB4708-92鋼制壓力容器焊接工藝評定的要求，分別對平仰焊、立焊和橫焊三種位置進(jìn)行評定。評定項(xiàng)目如下：射線檢驗(yàn)、拉伸試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)（-12）。焊接工藝評定報(bào)告編號為Q-40 （平仰焊2、）Q-41 （立焊）Q-42 （橫焊）第3節(jié) 焊工的培訓(xùn)與考核從事球罐焊接的焊工，必須經(jīng)過嚴(yán)格的培訓(xùn)與考核，并取得勞動部門頒發(fā)的鍋爐壓力容器焊工考試合格證書（證書應(yīng)在有效期內(nèi)），施焊的鋼材種類、焊接方法和焊接位置均與焊工本人考試合格的項(xiàng)目相符。第4節(jié) 施工現(xiàn)場準(zhǔn)備為了保證自動焊焊接工藝的正常進(jìn)行,確保自動焊焊接質(zhì)量,在施工現(xiàn)場必須采取以下措施:1.焊接設(shè)備及附件的檢查施焊前,應(yīng)仔細(xì)檢查焊接電源、送絲機(jī)構(gòu)是否完好，CO2氣體壓力是否符合規(guī)定，氣體預(yù)熱器、氣壓表、氣流表是否正常，輸氣軟管、焊接電纜有無破損泄漏，控制電纜接頭是否接觸良好。一旦發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)修復(fù)后再進(jìn)行焊接，不得帶故障運(yùn)行。2.焊接電3、源擺放焊接電源應(yīng)放在通風(fēng)、干燥、潔凈的環(huán)境中，三臺焊接電源配備一個焊機(jī)房。焊接電源的供電應(yīng)單獨(dú)配給，不得與其它載荷并網(wǎng)合用，防止電壓波動和偏相而影響焊接質(zhì)量。為提高對焊接參數(shù)控制的準(zhǔn)確性，減少電流損失和電壓降，焊接電源應(yīng)盡量靠近球罐。3. 對球罐腳手架搭設(shè)的要求腳手架的搭設(shè)應(yīng)考慮送絲機(jī)的放置、焊工焊接時(shí)的擺動及預(yù)熱器的架設(shè)方便，為使焊工上下操作方便腳手架每層間距為1.7m左右，腳手架立桿距離縱縫焊道左側(cè)不小于800mm寬，距離縱縫焊道右側(cè)不小于250mm寬，腳手架橫桿應(yīng)在環(huán)焊縫下側(cè)500mm左右，腳手架內(nèi)側(cè)橫、立桿應(yīng)距離焊縫300mm以上。腳手架應(yīng)牢固、安全、可靠。4. 防風(fēng)措施為減少自然氣候4、因素對焊接過程的影響，必須在球罐周圍利用腳手架搭上防風(fēng)蓬布（為防火安全，所有蓬布一律用阻燃蓬布），以防止空氣流動破壞保護(hù)氣體對熔池的保護(hù)作用，防風(fēng)蓬布應(yīng)搭設(shè)嚴(yán)實(shí)。5. 球罐本體焊縫組對、點(diǎn)固焊焊接質(zhì)量的好壞，不僅取決于焊接設(shè)備及焊工本人，上一道工序的質(zhì)量好壞，直接影響著焊接質(zhì)量，制約著焊接施工的工期，實(shí)踐證明，坡口表面打磨的質(zhì)量、組對間隙及點(diǎn)固焊都影響著焊接質(zhì)量，尤其是組對間隙和點(diǎn)固焊的質(zhì)量好壞是產(chǎn)生氣孔、夾渣、裂紋等缺陷的問題所在。5.1 對坡口的要求A.焊接坡口應(yīng)保持平整，不得有裂紋、分層、夾渣等缺陷，尺寸應(yīng)符合圖樣規(guī)定。B.坡口表面及兩側(cè)各20mm應(yīng)將水、鐵銹、油污、積渣和其它有害雜質(zhì)清5、理干凈，露出金屬光澤。5.2 組對間隙應(yīng)嚴(yán)格控制在14mm范圍內(nèi)，錯邊量3mm。5.3 點(diǎn)固焊縱縫點(diǎn)固焊為防止球罐焊縫在施焊過程中發(fā)生較大的錯邊和變形及在預(yù)后熱時(shí),由于溫度變化的影響產(chǎn)生裂紋,需采用組對卡具和坡口內(nèi)點(diǎn)固焊相結(jié)合的方法。具體步驟如下：A.用組對卡具調(diào)節(jié)焊縫間隙至14mm，錯邊量3mm。B.在焊縫內(nèi)側(cè)坡口（小坡口）內(nèi)進(jìn)行點(diǎn)固焊，點(diǎn)固焊縫長度為150200mm，厚11mm（以焊縫內(nèi)側(cè)坡口填平為準(zhǔn)，但不能超出坡口外），點(diǎn)固焊焊道間距為300mm。C.每條焊縫點(diǎn)固焊完畢后，剩下中間兩個卡具，其余全部拆除。縱縫內(nèi)側(cè)坡口點(diǎn)固焊接按下列方案進(jìn)行：A.點(diǎn)固焊接采用手工電弧焊，焊接電源為直流弧焊機(jī)6、，焊條采用J507，規(guī)格3.2，4.0，焊條使用必須按壓力容器焊接材料規(guī)定條款執(zhí)行。B.焊前必須清理坡口，用磨光機(jī)除去施焊處銹污。C.點(diǎn)焊順序?yàn)橄赛c(diǎn)固焊縫兩端，然后點(diǎn)固中間，再向兩頭逐個對稱加密。D.點(diǎn)固焊前，點(diǎn)焊處需進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度應(yīng)達(dá)到100200。E.點(diǎn)固焊由兩組人員以球罐中心軸線對稱同時(shí)施焊，并按同方向旋轉(zhuǎn)進(jìn)行。F.點(diǎn)固焊引弧熄弧均應(yīng)在內(nèi)側(cè)坡口內(nèi)，嚴(yán)禁在球殼板上引熄弧。收弧時(shí)應(yīng)將弧坑填滿。G.點(diǎn)固焊過程中，應(yīng)配備一名鉚工，隨時(shí)對焊縫間隙和錯邊量進(jìn)行測量和調(diào)整。H.點(diǎn)固焊道應(yīng)在坡口內(nèi)側(cè)清根氣刨時(shí)一起刨掉。 環(huán)縫點(diǎn)固焊環(huán)縫點(diǎn)固也采取組對卡具與點(diǎn)固相結(jié)合的方案，具體如下：A.環(huán)縫T型接頭兩7、側(cè)用一對卡具固定，卡具中心相距500mm。B.環(huán)縫內(nèi)側(cè)坡口點(diǎn)固焊焊道的長度，厚度及相鄰焊道距離均與縱縫點(diǎn)固焊相同。C.環(huán)縫內(nèi)側(cè)坡口點(diǎn)固焊工藝方案及要求均與縱縫點(diǎn)固焊相同。點(diǎn)固焊后，應(yīng)將焊道表面的藥皮去除并由專檢員按上述要求進(jìn)行檢查確認(rèn)。第2章 焊接工藝過程1.主要工作量：單臺球罐焊縫總長460m，其中縱縫總長286m，環(huán)縫總長174m，支柱角焊縫長100m。2.焊接方法：CO2氣體保護(hù)半自動焊+手工焊。3.焊接設(shè)備：CO2氣體保護(hù)焊機(jī)6臺，硅整流焊機(jī)8臺。4.坡口型式：對接焊縫采用非對稱X型坡口，大坡口在外側(cè)，小坡口在內(nèi)側(cè)。5.焊接順序5.1 焊接順序的原則是先縱縫，后環(huán)縫，先大坡口，后小坡口8、。為了使焊接過程中產(chǎn)生的應(yīng)力分布均勻，要做到均勻配置焊工，同時(shí)對稱焊接，采用逆向分段退步焊，力求焊速一致。具體焊接順序?yàn)椋撼嗟缼Эv縫大坡口焊接赤道帶縱縫小坡口清根、探傷、焊接溫帶縱縫大坡口焊接溫帶縱縫小坡口清根、探傷、焊接上、下極帶大縱縫大坡口焊接上、下極帶大縱縫小坡口清根、探傷、焊接上、下極帶小縱縫大坡口焊接上、下極帶小縱縫小坡口清根、探傷、焊接上、下極帶環(huán)縫大坡口焊接上、下極帶環(huán)縫小坡口清根、探傷、焊接赤道帶環(huán)縫大坡口焊接赤道帶環(huán)縫小坡口清根、探傷、焊接溫帶上、下環(huán)縫大坡口焊接溫帶上、下環(huán)縫小坡口清根、探傷、焊接工卡具焊疤與局部焊縫外觀的修磨無損探傷局部焊縫返修無損探傷。5.2 縱縫的焊接9、縱縫外側(cè)打底焊時(shí)，第一層和第二層焊道采取分段焊，先焊上半段，后焊下半段。其余焊道應(yīng)一次焊到頭。5.3 環(huán)縫的焊接焊接環(huán)縫時(shí)應(yīng)控制線能量不小于最低極限，即在焊接電流、焊接電壓一定時(shí)，焊接速度不能超過允許的最大值。環(huán)縫外側(cè)打底焊時(shí)，先點(diǎn)固兩端，再分段焊中間，逐漸向兩邊加密，后連接成一條。除打底焊外其余焊道一次焊完，每層由下而上排條填充，每條焊完后，應(yīng)將熔渣徹底清理干凈方可焊下一條。每層焊肉高度要基本相等，高出的地方用磨光機(jī)去除，低洼處應(yīng)補(bǔ)焊平齊。6.焊縫清根焊縫外側(cè)全部焊完后，內(nèi)側(cè)用碳弧氣刨進(jìn)行清根，刨完后用砂輪機(jī)磨光，做100%著色或磁粉檢驗(yàn)，確認(rèn)無缺陷后，方可進(jìn)行外側(cè)焊接。7.焊接工藝參數(shù)CO10、2氣體保護(hù)焊及手工焊、點(diǎn)固焊的焊接工藝參數(shù)詳見焊接工藝卡。第3章 焊接施工管理第1節(jié) 氣象管理施工現(xiàn)場焊接環(huán)境當(dāng)出現(xiàn)下列任一情況時(shí)，應(yīng)采取具體有效的防護(hù)措施，方可進(jìn)行CO2氣體保護(hù)焊及手工電弧焊。A 下雪、下雨、下霧；B 環(huán)境溫度在-5以下；C 風(fēng)速8m/s（手工焊）、風(fēng)速2m/s（CO2氣體保護(hù)焊）；D 相對濕度90%。為了有效地對氣象條件進(jìn)行監(jiān)督和管理，在施工現(xiàn)場應(yīng)設(shè)置專職監(jiān)督員和氣象告示牌，負(fù)責(zé)每天氣象監(jiān)督、管理和記錄等工作。第2節(jié) 焊材管理1 焊絲的供應(yīng)與驗(yàn)收由供應(yīng)部門供給的焊絲、焊條必須具有材料質(zhì)保書、出廠日期和批號，有明顯的焊絲、焊條牌號、規(guī)格等標(biāo)記，并滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，同時(shí)11、也應(yīng)滿足GB12337-98中的關(guān)于焊絲、焊條的要求。2 焊絲、焊條的存放與保管球罐使用的焊絲、焊條必須有專人、專庫保管，庫房內(nèi)應(yīng)有濕度和溫度調(diào)節(jié)設(shè)備，庫房內(nèi)濕度不得大于60%，溫度不應(yīng)低于10。焊條使用前必須在350400的溫度下烘烤1小時(shí)，然后置于保溫箱內(nèi)在100150的溫度下保溫，隨用隨取。烘烤員要認(rèn)真做好入庫與烘烤記錄。2.3 焊絲、焊條的發(fā)放與回收焊絲、焊條由烘烤員負(fù)責(zé)發(fā)放與回收。焊工領(lǐng)回焊絲后，應(yīng)對焊絲外觀進(jìn)行仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)有銹蝕現(xiàn)象，嚴(yán)禁使用，如有水分或污物，應(yīng)進(jìn)行烘烤或擦拭干凈，每盤焊絲打開包裝后，盡量當(dāng)天用完，如當(dāng)天未使用完，應(yīng)退回烘烤員，放進(jìn)庫房保管，不允許露天放置。焊工領(lǐng)12、用焊條要使用保溫桶，焊條在保溫桶內(nèi)存放時(shí)間不得超過4小時(shí)，否則重新烘烤，重復(fù)烘烤次數(shù)不得超過2次。烘烤員要認(rèn)真做好發(fā)放與回收記錄。2.4 保護(hù)氣體的使用和管理供應(yīng)部門對所使用的CO2氣體應(yīng)定點(diǎn)購貨，并定期進(jìn)行抽查，嚴(yán)格保證CO2氣體純度在99.5%以上，氣體進(jìn)場后應(yīng)倒置48小時(shí)，打開閥門進(jìn)行放空，確認(rèn)沒有存水后方可使用，否則不得使用。現(xiàn)場焊接時(shí)，應(yīng)使用氣體預(yù)熱器對CO2氣體進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度在60左右，并設(shè)專人監(jiān)看氣體流量和瓶內(nèi)壓力，當(dāng)瓶壓低于2MPa時(shí)停止使用，并立即更換新瓶，如發(fā)現(xiàn)預(yù)熱器不熱，造成瓶口結(jié)霜現(xiàn)象，必須立即停止焊接，及時(shí)處理好后，才能重新施焊。第3節(jié) 預(yù)熱、層間溫度控制和后熱焊13、接過程中預(yù)熱、后熱對焊縫緩慢冷卻，改善熱循環(huán)，促進(jìn)焊縫中擴(kuò)散氫的充分逸出，防止產(chǎn)生冷裂紋具有重要作用。因此，本次球罐焊接中應(yīng)加強(qiáng)對預(yù)熱、后熱和層間溫度的控制的管理，具體要求見下表： 幾點(diǎn)說明:3.1 預(yù)、后熱采用煤氣加熱方法，加熱部位在施焊部位的另一側(cè)。3.2 當(dāng)出現(xiàn)下述情況時(shí)，應(yīng)取預(yù)熱溫度的上限值，后熱溫度也應(yīng)提高到250，后熱時(shí)間相應(yīng)延長。A. 環(huán)境溫度低于10；B. 焊道過短；C. 處于不利的焊接位置（如仰焊、橫焊）；D. 拘束度大或應(yīng)力集中的部位（如T型接頭）。第4節(jié) 焊接線能量的控制焊接線能量是影響焊接接頭質(zhì)量的重要因素，過大的線能量會使熱影響區(qū)加寬，導(dǎo)致焊縫金屬和熔合線缺口韌性降低14、，過低的線能量可能造成高硬度，低韌性的熱影響區(qū)組織，而且可能產(chǎn)生氫致裂紋。現(xiàn)場施焊時(shí)，線能量宜控制在1250kJ/cm。焊接線能量的計(jì)算按下式進(jìn)行：線能量(J/cm)=60焊接電流(A)焊接電壓(V)/焊接速度(cm/min)根據(jù)焊接線能量范圍，選擇正確的焊接電流、焊接電壓、焊接速度進(jìn)行控制（詳見焊接工藝卡）。現(xiàn)場應(yīng)配備一名焊接記錄員，及時(shí)做好焊接線能量等記錄。第5節(jié) 焊完后每條焊縫焊完后，焊工應(yīng)首先對焊縫表面質(zhì)量進(jìn)行自檢，并在焊縫中間部位離焊縫中心50mm處打上焊工鋼號，然后由專檢員進(jìn)行檢查認(rèn)可。第4章 產(chǎn)品焊接試板球罐焊接的同期，應(yīng)焊接球罐的產(chǎn)品試板，每臺球罐應(yīng)焊制平仰焊、立焊、橫焊等三塊15、試板，試板應(yīng)由施焊該球罐的焊工采用與球罐焊接相同的條件和焊接工藝進(jìn)行焊接。第5章 焊接檢驗(yàn)1.焊縫表面質(zhì)量應(yīng)符合下列規(guī)定1.1 焊縫與母材應(yīng)圓滑過渡，對接焊縫的余高尺寸為03mm，支柱角接焊縫的焊腳尺寸為12mm。1.2 所有焊縫及熱影響區(qū)表面不得有裂紋、夾渣、氣孔、弧坑、飛濺等缺陷。1.3 焊縫兩側(cè)不允許有咬邊。2.所有對接焊縫、角焊縫、工卡具的點(diǎn)焊部位及其熱影響區(qū)應(yīng)在熱處理前和壓力試驗(yàn)合格后各做一次100%著色或磁粉檢驗(yàn)。檢驗(yàn)前用磨光機(jī)對上述部位存在的缺陷進(jìn)行修磨，修磨范圍內(nèi)斜度至少為1:3，修磨深度應(yīng)小于球殼名義厚度的5%，即1.5mm，若修磨深度或缺陷深度大于1.5mm，則應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)焊。16、除焊縫缺陷采用半自動焊或手工焊進(jìn)行補(bǔ)焊外，其余均采用手工電焊條進(jìn)行補(bǔ)焊，具體補(bǔ)焊工藝如下：2.1 預(yù)熱缺陷存在處，預(yù)熱溫度應(yīng)在100200；2.2 用磨光機(jī)磨去缺陷，經(jīng)磁粉檢驗(yàn)合格后，方可焊接；2.3 用J507焊條將凹陷處焊滿；2.4 將補(bǔ)焊處打磨平滑。4.5.3 焊縫內(nèi)部檢驗(yàn)當(dāng)焊縫表面檢驗(yàn)合格后，方可進(jìn)行焊縫內(nèi)部檢驗(yàn)，檢驗(yàn)方法采用100%RT檢驗(yàn)，并進(jìn)行20%UT復(fù)驗(yàn)（包括全部T型接頭），具體見無損檢測方案。第6章 焊縫的修補(bǔ)1 表面缺陷的修補(bǔ)對于焊縫表面的裂紋、夾渣、氣孔、弧坑等缺陷，要求在預(yù)熱狀態(tài)下打磨，清除干凈后，用半自動焊或手工電弧焊及時(shí)補(bǔ)焊，補(bǔ)焊工藝與正式焊接相同。2 內(nèi)部缺陷的17、修補(bǔ)2.1 通過射線檢查確定焊縫內(nèi)部缺陷的位置及性質(zhì)，用超聲波探出其存在的深度，分析缺陷產(chǎn)生的原因，提出相應(yīng)的返修方案。2.2 返修前應(yīng)編制詳細(xì)的返修工藝，經(jīng)焊接責(zé)任工程師批準(zhǔn)后才能實(shí)施。返修工藝至少應(yīng)包括缺陷產(chǎn)生的原因；避免再次產(chǎn)生的技術(shù)措施；焊接工藝參數(shù)的確定；返修焊工的指定；焊材的牌號及規(guī)格；返修工藝編制人、批準(zhǔn)人的簽字。2.3 確定缺陷的位置、深度后，在焊縫上標(biāo)出，然后用碳弧氣刨清除缺陷，氣刨前應(yīng)預(yù)熱。氣刨應(yīng)分層潛刨，在刨除缺陷后，繼續(xù)向深度方向磨削5mm，但氣刨深度不得超過板厚的2/3，如氣刨深度超過板厚的2/3時(shí)仍未發(fā)現(xiàn)缺陷，則應(yīng)補(bǔ)焊后從另一側(cè)氣刨，直至刨出缺陷。2.4 氣刨的長度18、不得小于50mm，氣刨后用磨光機(jī)磨去氧化皮及滲碳層，刨槽的兩端應(yīng)打磨成1:4的平緩坡度過渡，并經(jīng)著色或磁粉檢驗(yàn)合格后，方可補(bǔ)焊，補(bǔ)焊采用半自動焊或手工焊，補(bǔ)焊工藝與球罐焊接工藝相同。2.5 補(bǔ)焊前均要求預(yù)熱到150-200，焊后進(jìn)行2002501.5h的后熱消氫處理。2.6 返修焊工原則上為原焊縫施焊的焊工，同一部位的返修次數(shù)不宜超過2次，超次返修須報(bào)公司總工程師批準(zhǔn)，并應(yīng)將返修次數(shù)、部位、返修后的無損檢測結(jié)果和公司總工程師批準(zhǔn)字樣記入壓力容器質(zhì)量證明書的產(chǎn)品制造變更報(bào)告中。2.7 返修的現(xiàn)場記錄應(yīng)詳盡，其內(nèi)容至少包括坡口型式、尺寸、返修度、焊接工藝參數(shù)（焊接電流、電弧電壓、焊接速度、預(yù)熱溫度19、層間溫度、后熱溫度和保溫時(shí)間、焊材牌號及規(guī)格、焊接位置）和施焊者及其鋼印等。2.8 焊縫補(bǔ)焊后應(yīng)在補(bǔ)焊焊道上加焊一道凸起的回火焊道，回火焊道焊完后磨去回火焊道多余的焊縫金屬，使其與主體焊縫平緩過渡。第7章 焊接施工安全1 球罐焊接施工基本是高空作業(yè)，施工人員必須遵守有關(guān)安全生產(chǎn)規(guī)定。2 高空焊接作業(yè)時(shí)，必須戴好安全帽，系好安全帶，腳手架搭設(shè)必須按照有關(guān)部門規(guī)定，做到牢固、可靠、穩(wěn)定，并便于操作。3 由于自動焊弧光強(qiáng)烈，為防止弧光灼傷皮膚和眼睛，必須按規(guī)定著裝，并戴好防護(hù)眼鏡。4 焊接把線、氣刨把線及電纜線應(yīng)絕緣良好，防止漏電擦傷球殼板。5 由于照明燈具、磨光機(jī)等均配用220V電源，所以應(yīng)嚴(yán)格遵守用電安全操作規(guī)程進(jìn)行接線和使用，避免觸電事故。6 罐內(nèi)焊接時(shí)應(yīng)采取有效的排風(fēng)、排煙措施，罐內(nèi)施工人員必須戴防塵口罩或防塵面具。7 交叉作業(yè)時(shí)，應(yīng)相互照顧，嚴(yán)禁亂扔、亂拋雜物，以免傷人。8 要愛護(hù)設(shè)備，定期、定時(shí)進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)。9 現(xiàn)場安全員應(yīng)不斷巡回檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理各種安全隱患。_