1、第一節 焊接施工方案及工藝措施(一) 焊接專業施工總體安排1、 工程主要特點1.1 焊接作業主要特點本機組為1000MW超超臨界機組,焊接工程量大(受監焊口數量);中高合金焊口比例大;T/P91、T/P92焊口量相當大;結構焊接合金件較多,密封焊接量大,要求嚴格。T/P92鋼材在本機組的大量使用,這種鋼材屬馬氏體熱強鋼,其焊接性較差,對焊接工藝要求極高。1.2 熱處理作業主要特點機組中需要經焊后熱處理的焊口多,壁厚大,所涉及的部件的焊口遍布機組爐、機的各個部位,所以在焊接熱處理的施工上一定要調度合理、施工過程有序、規范,做到機械、材料的利用率上升、耗損率下降,確保焊接工程的順利施工。2、 焊接
2、施工原則(1) 焊接時盡量減少熱輸出量和盡量減少填充金屬;(2) 地面組合焊接應合理分配各個組對單元,并進行合理組對焊接;(3) 密集管排及中大徑管道采用雙人對稱焊接;(4) 位于構件剛性最大的部位最后焊接;(5) 由中間向兩側對稱焊接;(6) 結構焊接先焊短焊縫,后焊長焊縫;(7) 當存在焊接應力時,先焊拉應力區,后焊剪應力和壓應力區;(8) 膜式壁焊接采用分段退焊法。3、 總體工程安排焊接專業獨立管理,主要配合鍋爐、汽機等專業焊接施工需求。針對焊接專業特點,擬采取以下安排。(1) 建立健全焊接質量管理機構,制定質檢人員崗位責任制。焊接、熱處理施工按照公司質量體系文件規定的程序、有關規程規范
3、、合同文件及監理的要求進行施工、檢查驗收。(2) 焊接施工前,工程技術人員對焊接施工基礎資料的前期準備,對現場焊接人員資質的認證和焊前考核,以及對現場將投入使用的焊接機械及熱處理設備等的檢查、校驗及標定。(3) 焊接施工前,建立二級焊條庫,庫內設置的烘干箱、恒溫箱數量滿足工程使用、并配備除濕器、電暖器、空調等設施。地面鋪設防潮材料,保持庫內溫濕度在標準范圍內。(4) 本工程受熱面管子全部采用GTAW或GTAW+SMAW方法焊接,視管子規格和位置難易程度并結合焊接工藝評定決定使用哪一種焊接方法。(5) 本工程中大口徑管道采用GTAW+SMAW方法焊接,焊接時應特別注意根部打底質量,確保熔透,層間
4、清理應干凈。中徑管焊接時,為確保表面工藝質量,宜選用3.2焊條蓋面。需預熱和熱處理的應及時進行預熱和焊后熱處理。(6) 主蒸汽、再熱熱段管道材質為SA-335P92,焊接要求比較高,施焊焊工必須嚴格按照作業指導書和焊接工藝卡規定焊接。焊絲和焊條按工藝評定上的材料選用。焊接過程中應控制焊接線能量,防止線能量過大。(7) 中低壓管道及二次門后焊口采用氬弧焊打底(主要是汽機房內的管道),汽輪機、發電機的冷卻、潤滑系統管道及燃油管道必須進行氬弧焊打底。(8) 凝汽器與低壓缸連接由6名以上焊工對稱施焊,采用分段退焊法。施焊過程中,在下汽缸四側臺板處,應裝設監視變形的千分表,并設專人監視。(9) 儀表、壓
5、力測點、溫度測點、取樣等管道的直徑都在25mm以下,焊接方法為GTAW。壁厚2mm的管道焊接可采用一道成型,壁厚2mm的管道焊接應焊至23層,以保證焊縫有規定的余高。(10) 鋁母線焊接場所允許的環境溫度應在0以上,如環境溫度過低時,應采取有效方法提高環境溫度。焊接鋁錳合金時,選用鋁錳焊絲(絲321)或鋁硅焊絲(絲311)。(11) 鍋爐密封采用手工電弧焊方法進行施工,焊接前應將坡口邊緣的油、漆、銹、垢等清理干凈。鍋爐密封焊接應采用分段跳焊,采用合理順序、消除焊接應力變形焊接引起的變形,超出規定尺寸時,應采用火焰或錘擊等方法校正。(12) 本工程熱處理的用電加熱方式,溫度曲線用打點式自動溫度記
6、錄儀記錄。熱處理參數(如加熱溫度、升降溫速率、恒溫溫度、恒溫時間等)按火力發電廠焊接熱處理技術規程(DL/T819-2010)中的有關規定執行。(二) 管道焊接施工方案及工藝措施1、 焊前準備1.1 坡口的加工和焊件下料宜采用機械加工,如采用熱加工下料,切口邊緣要留有加工余量。1.2 坡口的基本形式及尺寸應符合圖紙設計及焊接規范的要求。1.3 焊件在組對前要將焊口及其母材附近內外壁的每一側各1015mm范圍內的油污、鐵銹、水份等雜物清理干凈,并露出金屬光澤。1.4 焊件對口時要求內壁齊平,對接單面焊的焊口的局部錯口值不應超過壁厚的10%,且不大于1mm。1.5 排汽裝置焊件對接允許對口錯位為1
7、0%的板厚且不大于2mm,不同厚度焊件對口錯位允許值按薄板計算。1.6 嚴禁在焊件上隨意引弧、試電流、焊接臨時支撐物等,禁止用強力對口(除圖紙規定的冷拉口外)和熱膨脹法對口。1.7 管道直徑400mm且壁厚20mm的焊口對口點固時,應采用楔形卡塊(=1625mm)3至4塊點焊固定。楔形卡塊的材質與管道的材質相同或相近,點固焊時的焊接材料、焊接工藝、焊工以及預熱溫度應與正式施焊時的要求相同,打底后應將點固焊殘留部分磨平。點焊示意圖如圖1所示:1.8 中、高合金鋼(含Cr3%或合金總含量5%)的管道焊口,為防止根部氧化或過燒,焊接時內壁應進行充氬氣保護。由于本工程需要進行內壁充氬的焊口集中在過熱器
8、固定管道及油系統管路等,為提高背部充氬的質量、效率以及節約氬氣,建議采用管道內部形成氣室、焊口外部充氬的方法進行充氣。其具體方法如圖2所示:注:管道內水溶紙的位置應距焊口處L應按不同情況分別對待,當焊口須預熱時氣室應避開加熱面,以防止在焊口焊前預熱時燃燒,破壞氣室,不需預熱的焊口氣室為80mm左右,對于大徑管距離焊口兩側L應為300mm左右,將水溶紙粘在報紙上,然后將其用糨糊粘在管道內壁上如圖所示做成氣室,進行充氬保護焊接,氬氣流量為8-12L/min。圖2 焊口氬氣保護示意圖1.9 焊前要做好防風、防雨等工作,在負溫下進行施工應采取必要的預熱措施。2、 焊前預熱2.1 對于外徑219mm且壁
9、厚20mm的管道允許火焰加熱,火焰加熱應逐漸升溫,預熱范圍應大于焊口邊緣50mm左右,施焊前應用表面溫度表測量溫度,做好手工預熱溫度記錄。2.2 用遠紅外線陶瓷加熱器進行焊前預熱的焊口,均采用熱電偶監視母材的溫度,且將控溫過程用溫度記錄儀打印在記錄圖上,保留預熱曲線圖紙。2.3 異種鋼焊接時,預熱溫度應按可焊性差或合金成分高的一側材質選定,支管與主管焊接時,應按主管的預熱溫度預熱。2.4 異種鋼焊接接頭的焊接材料選擇宜采用低配原則,即不同強度鋼材之間焊接,其焊接材料選適于低強度側鋼材的。2.5 涉及到本工程的下列規格部件采用氬弧焊或低氫型焊條,如果進行焊前預熱或焊后適當緩慢冷卻的焊接接頭可以不
10、進行焊后熱處理:(1) 壁厚不大于10mm、直徑不大于108mm,材料為15CrMo的管子;(2) 壁厚不大于8mm、直徑不大于108mm,材料為12Cr1MoV的管子。3、 焊接工藝要求3.1 氬弧打底焊的焊層厚度不小于3mm,在打底結束前應留一處檢查孔,以便焊工用肉眼能檢測焊縫根部成形情況,發現問題及時處理。對管徑219mm的管道,氬弧打底的推薦焊接順序如圖3:A 水平定B 垂直固定注: 為焊接順序表示圖3 氬弧焊打底焊接順序3.2 根部焊接完成,應及時進行次層焊縫的焊接,多層多道焊時應逐層進行檢查,以便發現缺陷及時處理,檢查合格后,方可焊接次層,直至完成。3.3 無論結構焊縫或薄壁焊口,
11、嚴禁一遍焊接完成,必須多層多道焊。3.4 施焊過程中,層間溫度不高于規定的預熱溫度的上限。3.5 為減少焊接應力變形和接頭缺陷,對直徑大于194mm的管子及鍋爐密集管排(管間距30mm)對接焊口宜采取兩人對稱焊。3.6 大徑管的壁厚焊接應采用多層多道焊,單層焊道厚度不大于所用焊條直徑加2mm,單層焊的寬度不大于焊條直徑的5倍,多層多道焊的焊接排列順序要求見圖4:+133圖4 厚壁管焊道排列順序示意圖3.7 施焊過程中,焊接收弧時應將熔池填滿,多層多道焊的焊接接頭應錯開30mm。3.8 施焊過程中除工藝和檢驗上的要求分次焊接外,應該連續焊接完成。若由于客觀環境的影響被迫中斷時,應采取防止裂紋等缺
12、陷產生的措施(如后熱、緩冷、保溫,防雨等),再次焊接時應仔細檢查并確認無缺陷后,方可按焊接工藝的要求繼續施焊。3.9 焊口焊接完成后應及時清理焊口周圍的飛濺、熔渣等雜物并用油性記號筆寫上施焊人員的鋼印代號。3.10 焊口經檢驗有超過標準的缺陷時應及時進行挖補,補焊時的焊接工藝應與正式焊接的焊接工藝相同,需要進行熱處理的焊口,返修后應重新進行熱處理。同一位置上的挖補次數一般不宜超過三次,耐熱鋼不宜超過二次。3.11 對于鍋爐密封焊縫,為了保證焊縫表面工藝優良性、鍋爐水壓試驗過程中無泄露,按照要求采用雙面焊接,并在焊接結束后將焊縫打磨清理干凈,消除飛濺等缺陷。4、 小徑管焊接工藝本工程鍋爐受熱面管
13、焊接工作量大,且受熱面管排具有間距小、密集型布置等特點,給施焊造成很大的困難,為保證鍋爐小徑管焊接質量,對水冷壁、包墻、再熱器、過熱器焊口都采用全氬焊接工藝。工藝要求如下:(1) 對于困難位置焊口,視焊接操作方便可采用內、外相結合的填絲方法進行焊接。焊接時從最困難的位置引弧,在障礙最少處收弧、封口。(2) 地面組合或困難位置、密集受熱面管子焊接采取2人對稱焊接。(3) 根層焊縫厚度為3mm。小徑管焊接應一次完成,禁止氬弧焊打底過夜。氬弧焊過程中,必須注意引弧、接頭和收弧,防止產生焊接缺陷。(4) 在負溫或潮濕天氣施焊時,應用火焰對坡口區進行適當預熱,去除水分或潮氣。(5) 施焊前焊工應了解焊口
14、位置,數量及相互間隙,合理選擇焊接順序,避免由于管排位置不好或對口順序錯誤而增加焊接困難。5、 中、大徑管焊接工藝本工程大中徑管具有管壁厚、直徑大特點,焊接位置多樣,焊接工藝采用GTAW+SMAW ,工藝要求如下:(1) 采用遠紅外電加熱器進行預熱。從點固、打底、填充到蓋面整個焊接過程焊口的溫度均應維持在預熱溫度的下限至層間溫度的上限之間。根據焊規GTAW打底,預熱溫度可按下限溫度降低50。(2) 點固焊時,焊接材料、焊接工藝、焊工及預熱溫度等應與正式施焊相同,點固焊后應檢查各個焊點質量,如有缺陷應立即清除,重新進行點固焊。如采用添加物方法點固,當去除臨時點固物時,不應損傷母材,應將殘留疤痕清
15、除,打磨修整干凈。(3) 采用多層多道焊,各層道接頭相互錯開。GTAW打底層厚度不小于3 mm每層焊接厚度不大于焊條直徑+2 mm,單焊道擺動寬度不大于所用焊條直徑的5倍。各層道接頭相互錯開,注意引弧和收弧質量。 (4) 每個層道都要仔細清理檢查,自檢合格后方可焊接次層,直至完成。(5) 嚴禁在被焊工件表面引燃電弧、試驗電流或隨意焊接臨時支撐物,表面不得焊接對口用卡具。(6) 在整個焊接過程中,熱處理工一定要嚴格控制焊縫及其熱影響區的溫度,保證預熱溫度和層間溫度的正常。(7) 焊后及時進行熱處理工作。6、 奧氏體不銹鋼管道焊接工藝奧氏體不銹鋼具有良好的可焊性,但焊接材料或焊接工藝不正確時,會出
16、現晶問腐蝕、熱裂紋、應力腐蝕開裂、焊縫成形不良等缺陷。焊接工藝采用GTAW和SMAW ,工藝要求如下:(1) 必須清除可能使焊縫金屬增碳的各種污染。焊接坡口和焊接區焊前應用丙酮或酒精除油和去水。不得用碳鋼鋼絲刷清理坡口和焊縫表面。清渣和除銹應用砂輪、不銹鋼鋼絲刷等。(2) 焊條必須存放在干凈的庫房內。使用時應將焊條放在焊條筒內,不要用手直接接觸焊條藥皮。(3) 焊接薄板和拘束度較小的不銹鋼焊件,可選用氧化鈦型藥皮焊條。因為這種焊條的電弧穩定,焊縫成型美觀。(4) 對于立焊和仰焊位置,應采用氧化鈣型藥皮焊條。其熔渣凝固較快,對熔化的焊縫金屬可起到一定的支托作用。(5) 氣體保護焊和埋弧自動焊時,
17、應選用鉻錳含量比母材高的焊絲,以補償焊接過程中合金元素的燒損。(6) 在焊接過程中,必須將焊件保持較低的層問溫度,最好不超過150。不銹鋼厚板焊接時,為加快冷卻,可從焊縫背面噴水或用壓縮空氣吹焊縫表面,但層問必須注意清理,防止壓縮空氣污染焊接區。(7) 手工電弧焊時,由于不銹鋼電阻值較大,靠近夾持端的一段焊條容易受電阻熱的作用而發紅,在焊至后半段焊條時應加快熔化速度,使焊縫熔深減少,但熔化速度太快又會造成未熔合和熔渣等缺陷。從保證接頭的耐腐蝕性考慮,也要求選用較小的焊接電流,減少焊接熱輸入量,防止焊接熱影響區的過熱。(8) 在操作技術上采用窄焊道技術,焊接時盡量不擺動焊條,在保持良好熔合的前提
18、下,盡可能提高焊接速度。7、 鋼結構及鍋爐密封焊接工藝結構焊接工藝采用焊接工藝采用SMAW,焊接過程中要防止應力集中導致的組件變形,工藝要求如下:(1) 為減少焊接變形,采取偶數焊工對稱施焊工藝。先焊橫焊縫,再焊縱焊縫,如同時遇有對接縫和角接縫,應先焊對接縫,后焊角接縫。超過1000mm以上的焊縫采用分段退焊。(2) 水冷壁、包墻管縱向拼縫焊接,采用雙面焊,拼縫間隙23mm,嚴禁無間隙焊接。每一條焊縫都應采用分段退焊法焊接,一面焊好后,轉到另一面以同樣次序進行焊接。包墻管焊口處、水冷壁焊口處密封應雙面焊。(3) 焊口部位密封鑲塊的焊接,應分區跳開焊接,以減少內應力。在密封鑲塊端部整個寬度上進行
19、定位焊。焊接時從水冷壁或包墻管單元中間向兩邊進行,而且應該依次交替地焊接,每次交替至少應跳開一個密封鑲塊,盡量用小電流焊接,以保證管壁的熔深不超過2mm。(4) 施焊過程中,應盡量采取減少焊接變形和應力的焊接方向及順序進行焊接。發現變形量大或其他異常情況時,應立即停止焊接,采取相應措施。(5) 凡是用氣割的工件或因對口切割的鰭片,焊接前必須將氧化鐵渣清除干凈。8、 低壓缸焊接工藝8.1 排汽裝置殼體焊接采用SMAW,工藝要求如下:(1) 對排汽裝置外殼拼裝焊接,為防止產生焊接變形,應采取反向逆焊法或分層反向逆焊法,減少分層次數,斷續焊接。焊接順序見下圖:(2) 排汽裝置組裝焊接時,未注明的焊縫
20、高度按母材最小板厚算。8.2 低壓缸排汽口與排汽裝置上接頸焊接采用SMAW,工藝要求如下:(1) 施焊焊工應嚴格遵守作業指導書的各項要求,焊接過程中發現情況應及時報告,不得擅自處理;(2) 正式施焊前應對施焊部件進行點固焊,點固焊順序與位置:先點固四個角部,然后點固四周端面。點固焊長度與間距為:100/200即每相隔200mm點焊100mm;(3) 焊接采取多層焊,應先將第一層焊完后方準焊接其余層。第一層用3.2mm焊條打底,其余各層用4.0mm焊條焊接;(4) 施焊時,應在汽缸臺板四角架設百分表,并設專人監視臺板四角的變形和位移,當變化大于0.10mm時要暫時停止焊接,待恢復常態后再繼續施焊
21、,同時監視轉子揚度變化值,當變化達0.02mm/m時,應暫時停止焊接,找專職指揮人員查明原因,采取適當措施后方可繼續施焊;(5) 為防止焊接變形,焊接時八個焊工應按規定的焊接順序同時進行對稱焊接,焊接時的焊接電流、焊接速度應保持一致;(6) 排汽裝置接頸焊接應采用同步同規范的跳焊、對稱焊法,以防止焊接應力過大,產生焊接變形。跳焊、對稱焊接方法如圖所示:說明:_ 將8個焊工分為四組,每邊一組;_ 將每道焊縫平均分為兩部分,每部分10份,編號110,箭頭方向為焊工的施焊方向;_ 每個焊工分別從焊縫1到焊縫9依次按箭頭所示方向施焊,之后每道焊縫的兩焊工再按箭頭所示方向共同完成焊縫10;_ 焊接過程中
22、進行變形控制監督,以便隨時調整焊接規范及施工的同步性。(7) 在每道、每層焊接結束時均應重新復查汽缸與臺板之間的間隙,其間隙應基本保持不變,如果變化較大,應找專職指揮人員明原因,進行處理;(8) 焊接完畢,應將焊縫四周藥皮、飛濺清理干凈,并認真進行外觀檢查。(三) T/P91、T/P92鋼焊接施工方案及工藝措施1、 概述本機組為1000MW超超臨界機組,過熱系統、再熱系統、主蒸汽管道及再熱蒸汽管道中大量采用了T/P91、T/P92鋼材。T/P92在T/P91鋼的基礎上加入了1.7%的鎢(W),同時鉬(Mo)含量降低至0.5%,用釩、鈮元素合金化并控制硼和氮元素含量的高合金鐵素體耐熱鋼,通過加入
23、W元素,顯著提高了鋼材的高溫蠕變斷裂強度。在焊接方面,除了有相應的焊接材料,并由于W是鐵素體形成元素,焊縫的沖擊韌性有所下降外,其余對預熱、層間溫度、焊接線能量,待馬氏體完全轉變后隨即進行焊后熱處理以及熱處理溫度、恒溫時間的要求都是比較相近的。在施工過程中,我公司對T/P91、T/P92等特種鋼焊接進行了嚴格的焊接工藝控制及熱處理控制,獲得了良好的質量。由我公司承建的綏中發電廠二期工程(21000MW機組)4號機組、鐵嶺發電廠二期5號機組、鶴壁鶴淇發電有限責任公司2660MW機組工程1號機組三臺超超臨界機組中, T91、T92小徑管無損檢測合格率99.5%,P91、P92大徑無損檢測合格率10
24、0%。金相復膜試驗,金相組織全部為回火馬氏體組織。硬度值均在HB200HB240之間,符合該鋼材的最佳硬度值范圍。2、 T/P91、T/P92鋼焊接接頭質量的各種影響因素的分析主要影響因素主要內容主要引發產生的缺陷或結果母材重要化學成分碳(C)、釩(V)、鈮(Nb)、錳(Mn)、硅(Si)、氮(N)、硫(S)、磷(P),鎢(W)鉬(Mo)元素的含量控制對焊接接頭有重要影響1 易引起冷裂紋缺陷;2 S、P等雜質元素及一些合金元素如Ni等易引起熱裂紋缺陷、回火脆性以及蠕變脆化傾向增加;3 一些沉淀強化元素,如Nb、Al、N等可產生一定的再熱裂紋問題4 過量的鎢含量,使沖擊韌性和蠕變斷裂強度大大降低
25、焊接材料焊接材料的合理選用及焊接材料中化學成分的有效控制1 成分影響與母材化學成分影響效果相同,尤其是不同焊材中鎳的成分不同,對AC1點影響較大;2 冷裂紋、熱裂紋、再熱裂紋3 沖擊韌性低4 常溫、時效后和高溫力學性能達不到要求焊接方法不同焊接方法對接頭的沖擊韌性值及抗裂性有明顯的差別1 沖擊韌性值偏低;2 各類裂紋的敏感性增加坡口形狀及尺寸選擇合理的坡口形狀及尺寸,調整焊縫成型系數引起接頭產生未焊透、未熔合、夾渣等焊接缺陷預熱溫度及層間溫度預熱與層間溫度關系到冷裂紋的產生及焊縫沖擊韌性的要求,應嚴格進行控制,避免高溫及特定溫度點(如550、475以及高溫時間的長時間停留等1 產生冷裂紋缺陷;
26、2 沖擊韌性值低,引起斷裂;3 焊縫接頭組織的燒損,得不到正常情況下的回火馬氏體或索氏體組織充氬保護為防止根層焊縫金屬氧化,從而保證根部焊接質量,提高沖擊韌性值,充氬保護應持續2-3層以上1 根部接頭發生氧化,使機械性能值降低2 根部出現多種焊接缺陷焊接線能量一個綜合控制的焊接要素,從焊接電流、焊接電壓、焊接速度共同控制,以達到較高的沖擊韌性值,并有效地防止各類裂紋的產生1 對沖擊韌性影響極大;2 產生冷裂紋及型裂紋加熱方法及熱電偶的布置有效地控制內外壁溫差,保證加熱溫度的均勻性,要求內外壁溫差控制在20以內,從而提高沖擊韌值與防止各類裂紋的出現1 沖擊韌性值偏低;2 產生冷裂紋、再熱裂紋、型
27、裂紋焊后冷卻溫度與保溫時間嚴格控制升降溫速度,控制組織轉變,以得到理想的金相組織,從而保證機械性能1 機械性能降低;2 得不到回火馬氏體組織或索氏體組織3 殘余奧氏體重新轉變為脆硬的馬氏體組織焊接操作工藝從焊接工藝上進行過程控制,嚴格按焊接工藝施工,從而保證機械力學性能、防止各類裂紋的產生1 機械性能降低;2 沖擊韌性值偏低;3 金相組織不符合;4 產生冷裂紋、弧坑裂紋5 產生多種其它常見的缺陷,如未焊透、未熔合、夾渣等3、 焊接工藝措施3.1 T/P91、T/P92工藝評定試驗鋼材的要求對T/P91、T/P92,目前進貨渠道以進口管道為準,為確保母材的鋼材質量,降低熱裂或冷裂傾向,提高沖擊韌
28、性,首先必須保證母材的化學成分在受控范圍內。所以進貨時需嚴格把握材料進貨關,必須提供鋼材質量保證書,必要時進行相關的材料工藝試驗,進行母材化學成分分析等一系列金相理化試驗分析及硬度測試,來保證供應商供應的T/P91、T/P92材料的加工、熱處理的正確性和均勻性。3.2 T/P91、T/P92工藝評定試驗焊材的要求(1) 選取的焊接材料必須嚴格把握其化學成分及各項力學性能指標,有質量保證書及使用說明書、焊條的烘干要求。限制各類雜質元素,如S、P的含量,及控制一些再熱傾向元素的含量,如Nb、Ni、Si等,保證焊接材料的化學成分與母材基本一致。(2) 選用的氬弧焊焊絲、焊條應與母材相匹配,選用時應注
29、意化學成分的合理性,以獲得優良的焊縫金屬成分,組織和力學性能。(3) 焊縫金屬的Ac1和Mf溫度應與母材相當。(4) 首次使用的焊材應要求供應商提供詳細的性能資料及推薦的焊接工藝(提供熔敷金屬的Ac1溫度以及焊后熱處理溫度、恒溫時間),并提供常溫、時效后和高溫力學性能曲線。(5) 做好電焊條的保管、烘干及使用管理工作。3.3 焊接方法的影響及選用(1) 鎢極氬弧焊GTAW是廣泛應用于小徑管焊接中及中、厚壁管的根層打底焊。由于GTAW焊的惰性氣體Ar保護,使焊縫金屬中的有害雜質降低,使焊接性得到改善,并使預熱溫度可降低50,改善焊接條件。(2) SMAW(手工電弧焊):焊接要控制所用焊條的藥皮含
30、水量,以防止氫致裂紋的出現。其焊縫性能比GTAW要差,對焊接工藝措施要求需更嚴。(3) 根據電廠現場的焊接環境及結構,工藝采用GTAW和GTAW+SMAW的焊接工藝,壁厚6mm的小徑薄壁管采用全氬焊接;壁厚6mm的小徑管和大徑厚壁管采用GTAW打底,SMAW填充和蓋面。3.4 坡口形狀及尺寸(1) T/P91、T/P92坡口尺寸推薦圖見下圖(A、B)(尺寸盡量符合施工現場焊口坡口設計尺寸,P91、P92工藝評定坡口也可采用綜合型。(2) 坡口加工時,鈍邊不易過大,一般為,可有效地預防未焊透缺陷。 薄壁管(16mm)坡口圖A 厚壁管(16mm)坡口圖B3.5 預熱溫度及層間溫度(1) T/P91
31、、T/P92鋼種是低碳馬氏體鋼,在馬氏體組織區焊接,其預熱溫度和層間溫度可以大大降低,據國外資料研究,通過斜Y型焊接裂紋試驗法測定的止裂預熱溫度為100-250,考慮T/P91、T/P92鋼焊接碳當量較高,焊接性較差,具有一定的冷裂紋傾向,推薦工藝評定試驗的GTAW預熱溫度150-200,焊條電弧焊填充并蓋面預熱溫度為200-250。(2) T/P91、T/P92焊接過程中,層間溫度對沖擊韌性影響很大,過高的層間溫度,會使焊縫金屬碳化物沿晶間析出并生成鐵素體組織,使韌性大大降低。工藝評定試驗選擇最佳的層間溫度為200-300。(3) T/P91、T/P92鋼的焊接過程須嚴格監視和記錄,對預熱溫
32、度及層間溫度的控制要隨時跟蹤記錄,便于分析處理一些異常情況。(4) 由于T/P91、T/P92熱強鋼焊接熱影響區也有明顯的軟化帶,易產生“型裂紋”。軟化帶是接頭的一個薄弱環節,軟化帶用熱強系數(焊接接頭軟化帶的高溫持久強度與母材同一溫度的持久強度的比值稱作熱強系數)。熱強系數的大小與材料有關,也與試驗溫度及試驗時間有關。合金成分愈復雜的鋼,熱強系數愈低。試驗溫度愈高,試驗時間愈長,熱強系數愈低。故為了控制IV型裂紋,焊接時在保證焊接熔化良好,不產生焊接冷裂紋的基礎上,不采用過高的預熱溫度及層間溫度,不采用過大的焊接線能量,采取多層多道焊并避免過厚的焊道,努力使熱影響區軟化帶變得窄一些,縮小其影
33、響。3.6 充氬裝置的設計3.6.1 內充氬保護是防止根部氧化的重要措施,除GTAW焊充氬外,對T/P91、T/P92鋼種根部至少要經過SMAW焊2至3層的充氬。3.6.2 充氬裝置的制作T/P91、T/P92鋼焊接,要求焊縫背面充氬保護,以避免焊縫部氧化。在設計充氬裝置時考慮以下情況:(1) 需耐高溫。充氬裝置在對口前裝入,要等焊接接頭各項檢驗全部合格后才能取出,中間要經受預熱、焊接、熱處理過程,因此,充氬裝置要求能耐高溫。充氬裝置在焊接及熱處理過程中應保持完好,直至焊縫檢驗合格后才能取出。(2) 不僅打底時需做背面保護,焊條焊接第二、三層焊縫時,由于根部焊道仍保持較高的溫度,仍需進行根部保
34、護。(3) 考慮到焊縫有可能出現經檢驗不合格的情況,如果缺陷出現在根部或近根部位置,則焊縫進行返修焊接時,仍需充氬保護。(4) 在整個預熱、焊接、熱處理過程中,保留充氬裝置,既可防止管內穿堂風,又可在焊接區域形成封閉氣室,起到保溫和減小內外壁溫差的作用。(5) 充氬裝置要具有較好的密封性,這主要是由于主汽管道直徑較大,管內穿堂風也較大,如密封性不好,會影響保護效果并造成氬氣浪費;另外,密封性越好,保溫作用也就越好;(6) 充氬裝置要易于安裝的取出,并能固定牢固(尤其對橫焊和斜焊口特別重要);(7) 制作簡單,材料易找,成本低廉。3.6.3 現場充氬裝置示意圖:圖A圖B圖C圖D3.6.4 若使用
35、高溫可溶紙,可在充氬范圍內兩側250-300mm處貼兩層溶紙,焊前要檢驗管內氬氣量是否足夠,可用打火機引燃,如能自動熄滅,則證明充氬效果良好,可以施焊。3.6.5 現場主蒸汽管道與末級過熱器聯箱聯接的焊口考慮到氬氣消耗量及封堵工作量大,可采用局部充氬保護。可先在對口前,在焊口每側使用貼粘兩層易溶紙,焊口間隙用耐高溫膠帶粘牢,充氬可使用6mm的鋼管充氬。3.6.6 T/P91、T/P92鋼GTAW焊氬氣采用純氬,氬氣流量選擇為8-15ml/min,內充氬流量選擇為15-25ml/min。3.7 焊接線能量參數(1) 焊接過程中采用較小的線能量,通過控制焊接熔池的體積和降低熔池溫度來減小一次結晶晶
36、粒尺寸,繼而達到細化晶粒的作用,以此來有效地提高焊縫金屬的韌性。從這個角度分析,脈沖GTAW焊有著明顯的效果。(2) 控制焊接線能量,可以有效地提高沖擊韌性值。(3) 小線能量使“IV型”區寬度降低,提高接頭蠕變斷裂強度,推遲因“IV型”區存在面引起的“IV型”蠕變斷裂。(4) 控制焊接線能量采用多層多道焊,嚴格控制焊層的厚度,一般規定不大于所用的焊條直徑,鎢極氬弧焊打底的焊層厚度控制在范圍內。盡量減小擺動寬度(不超過4倍所用焊條直徑)。根據線能量公式Q=IU/V(J/mm)進行綜合調整,經推薦,任一焊道的焊接線能量控制在2000J/mm的范圍內,能保證焊縫金屬有較高的沖擊韌性值。3.8 焊后
37、熱處理工藝3.8.1 加熱方法及熱電偶布置(1) P91、P92管材加熱必須采取遠紅外電阻加熱,T91、T92可采用爐式整體加熱或中頻加熱。(2) 焊前預熱由熱處理工實施。(3) 焊前預熱可以防止冷裂紋,減少焊接應力。(4) 預熱采用電加熱,加熱器布置如圖,加熱器寬度,從對口中心算起,每側不小于管子壁厚的3倍。熱處理保溫寬度如圖,應滿足從焊縫中心算起,每側不小于壁厚的5倍。(符合DL/T819-2010標準要求)(5) 使用熱電偶測溫,預熱時熱電偶應放置在焊接坡口的邊沿且數量不小于4個,熱電偶與加熱器之間應有隔熱裝置,一個在高溫點a和b,另一個在低溫點c和d,這樣可以有效地控制內外壁溫差的影響
38、,保證內外壁溫差在20之間,從而有效地預防冷裂紋的產生以及保證沖擊韌性的要求。(6) 用繩狀或履帶式加熱器包扎時,空出焊縫部位,保溫材料包扎時,也同樣空出焊縫部位,但必須覆蓋整個加熱面。如果采用繩狀加熱器,包扎纏繞時應當緊湊平齊,以便加熱均勻。加熱器的安置包扎,上、下部應緊密。(7) 焊接接頭預熱時的升溫速度應符合公式625025/壁厚 /h計算要求,且不大于150/h。3.8.2 熱處理過程(1) 后熱處理在焊接過程被迫停止或焊后未能及時進行熱處理,應作后熱處理,其溫度為300-350,恒溫時間不小于2h,其加熱范圍與熱處理要求相同。以此確保擴散氫的充分逸出。(2) 殘余奧氏體完全轉變的溫度
39、控制P91、P92焊接完成后,不能快速冷卻至室溫,P92的Mf(馬氏體終止轉變溫度)點為120,因此設定在焊接完成后,焊縫金屬緩冷至100-80,;這樣可使殘留的奧氏體組織完全轉變為馬氏體組織。避免在熱處理后這些殘余奧氏體轉變成脆而硬的未回火馬氏體組織。并且有利于釋放焊接殘余應力,避免氫致應力腐蝕裂紋的產生。小徑管T91、T92焊后允許緩冷至室溫再進行熱處理。(3) 焊后熱處理溫度、升降溫速度和保溫時間的影響與控制a. 回火參數:通過利用回火參數(P),它由熱處理溫度和保溫時間按下式計算而得:P=T(20+logt)10-3式中T為絕對溫度(K);t為保溫時間(h)。經試驗證明,并綜合考慮焊材
40、的熔敷金屬A c1點,T/P91、T/P92鋼熱處理溫度選擇76010。b. 熱處理范圍內,任意兩點間的溫差應小于20,以滿足焊縫韌性要求。c. 升降溫速度控制:熱處理升降溫速度不易太快,以免影響組織的轉變。對T/P91、T/P92鋼一般控制在150/h以下。d. 熱電偶的布置(5G、6G位置)。焊縫外壁12點、3點、6點、9點位置各布置1支熱電偶,其中12、6點兩支為控溫點,3、9兩支為監控點,為控制內外壁溫差,建議在內部6點位置布置一支熱電偶作監控用。如下圖:e. 焊接熱處理工藝曲線圖如下圖4、 焊接檢驗根據火力發電廠焊接技術規程(DL/T869-2012)、電力建設施工質量驗收及評定規程
41、 第7部分:焊接及招標文件的規定,P91/T91、P92/T92管道焊口檢驗方法及比例為:(1) 焊工自檢 100%(2) 焊接專業組 100%(3) 無損檢驗:母管安裝焊口100%UT檢查,相關支管(二次閥前)的安裝焊口100%RT檢查。焊口熱處理后焊縫及焊口二側母材各200mm范圍做100% MT或PT檢驗。(4) 焊接熱處理后進行100%硬度檢驗(5) 外觀檢查不合格的焊縫,不允許進行其它項目檢查(6) 質檢員根據焊工自檢記錄和自己復檢情況以及無損檢驗結果,填寫質量驗收單進行驗收。5、 焊接返修因焊縫質量或某種原因需要對焊縫進行返修時,挖補及切割應使用機械方法去除。對于不合格的焊縫,施工
42、班組按試驗室指定位置挖掉缺陷,并且加工出符合要求的坡口。挖補情況及坡口經焊接技術人員檢查確認后,委托試驗室對坡口進行MT或PT檢驗,由技術人員通知熱處理升溫到預熱溫度開始補焊,補焊完畢后重新熱處理和無損檢驗。所有返修工藝按照正常焊接工藝進行。(四) 鋁母線焊接施工方案及工藝措施1、 作業準備工作及條件1.1 技術準備(1) 施工圖紙齊全,由焊接技術負責人組織技術員進行與封閉母線焊接施工相關的圖紙審核,并由項目部工程管理部門組織與該項焊接工作相關的專業人員進行圖紙會檢,圖紙經會檢無誤。(2) 技術措施已確定,經專業公司技術負責人、項目部專業技術負責人審核批準。(3) 焊接工藝規程按相應焊接工藝評
43、定編制完畢,完成審批。(4) 施工記錄圖,焊口編號編制完成。(5) 焊接技術員按照工藝規程 ,已對施工人員進行技術、質量、安全交底,并進行交底雙簽字。(6) 參加封閉母線焊接工作的焊工必須持有效證件,焊前仿形合格后按照合格項目適用范圍從事焊接工作。1.2 材料要求(1) 焊接材料供貨及時,進入現場嚴格檢查質量合格證書及出廠日期,經復查合格后方可進入庫存。(2) 鎢極氬弧焊應盡量使用鈰鎢極。(3) 氬氣純度要在99.99%以上。(4) 焊接材料存放在溫度大于5,相對濕度不超過60%的專用庫房內,并設專人統一管理、發放。(5) 母線焊接所用的焊絲應符合鋁及鋁合金焊絲的規定并符合下列條件,其表面應無
44、氧化膜、水分和油污等雜物。(6) 焊絲的領用及發放嚴格執行焊條庫管理制度,做好使用跟蹤記錄。(7) 輸送氬氣的膠管質地應優良柔軟、無裂縫、漏氣現象;連接電纜應有足夠的長度,接觸良好,質地柔軟、絕緣層耐磨、無漏電現象。1.3 加工坡口鋁母線對焊時焊口尺寸應按設計圖紙規定加工。如無規定時,應按能保證焊接質量,便于操作、減少焊接應力和變形、適應無損探傷要求等原則選用,常見的焊接接頭基本形式及尺寸見表。焊接接頭基本形式及尺寸(mm)接頭類型焊 口 形 式厚度a間隙c鈍邊厚度b坡口角度()對接接頭ca556125060角接接頭a312搭接接頭aL5搭接長度L2a2、 焊接方法和工藝2.1 焊前準備(1)
45、 文件準備:焊接開工前技術人員根據圖紙、焊接專業施工組織設計和相應的標準規并結合焊縫周圍施工環境、狀況編制安全交底和技術交底。(2) 焊工資質:焊工必須按照鋁母線焊接技術規程(DL/T754-2013)附錄A的規定考試,取得相應項目的資格,并經過專門鋁材焊接練習合格后方可上崗施焊。(3) 焊前練習:經資質審查合格后,焊工必須進行焊前練習考試合格,并由焊接專業組核發 “焊工上崗證”和“焊機使用證”。無“上崗證”和“焊機使用證”者不得進行施焊。(4) 技術人員在項目開工前及時對焊工進行安全交底和技術質量交底,讓每個焊工都口述一遍交底內容,確認接受交底人員“接受交底,遵照執行”后進行交底雙簽字。2.
46、2 焊材發放、領用(1) 物資部門應對入庫的焊絲的質保書、批號、數量、合金成分以及力學性能進行驗收。嚴禁不合格焊絲進入焊材庫,嚴禁流入施焊現場。(2) 焊工到焊接技術人員處開焊材領用單,憑領用單到焊條庫領取焊絲。焊工拿到焊絲領用單后,應根據交底內容核實領用單是否填寫正確,有疑問及時向技術人員反映。如果焊絲領用單上有涂改或者不是技術員親筆填寫簽字的,焊條庫管理人員不許發放焊絲。2.3 焊接方法和工藝2.3.1 對口前的清理(1) 坡口加工尺寸符合圖紙要求;接頭形式為角接。(2) 焊接前必須將母材焊縫坡口和焊絲表面的油污、氧化膜和其他雜質清除干凈。清理范圍包括:坡口部位和其兩側。對接和角接接頭清理
47、范圍為焊縫兩側各3050mm,搭接接頭除搭接面外還應向外延伸3050mm。清理方法和要求如下:_ 除油污:用汽油或丙酮等有機溶劑清除表面的油污;_ 除氧化膜:用用鋼絲刷或刮刀等機械方法去除氧化膜;_ 清理后的焊件應立即進行焊接工作,其間隔時間不應超過24小時。2.3.2 對口檢查(1) 對口的接觸面不得有氧化膜,加工必須平整,其截面減少不得超過原截面的5%。(2) 焊件下料時留有1-2mm的精加工余量。焊件切口應平整和垂直,坡口制備應光滑、均勻、無毛刺。焊件組對時,應將焊件墊置牢固,以防止在焊接過程中產生變形和開裂。2.3.3 點固(1) 點固焊的長度為30-50mm,厚度為焊件厚度的2/3切
48、不小于4mm。(2) 點固數量為板件:焊件不大于500mm時,點焊2-3點;焊件超過500mm時,每隔300mm進行點焊。管件:直徑不大于300mm時,不得少于3點;直徑為300500mm時點固35點;直徑大于500mm時,應沿圓周每隔60點固一處。(3) 點固焊是正式焊縫的一部分,施焊時不必鏟除,但必須進行修理,經檢查無缺陷后,方可再行施焊。(4) 角接或搭接形式焊件點固時,為使其接縫處嚴密,可采取木槌敲擊方法密合后點固。2.3.4 焊接(1) 母線應在各段全部就位并調整好后,且誤差值能夠符合規定時,方可進行焊接。(2) 嚴禁在非焊接區域引燃電弧、試驗電流。(3) 鋁母線材料厚度大于等于8m
49、m時,采用分層焊接。(4) 為減少焊接變形和接頭缺陷,直徑大于300mm的管件對接接頭宜采用對稱焊接。(5) 避免在拘束條件下進行焊接,以減少焊接應力,防止開裂。2.3.5 焊后自檢焊工的自檢工作貫穿整個焊接過程,如打底、層間、蓋面的檢查。檢查內容包括:焊縫表面是否有未焊透、咬邊、根部凸出、內凹缺陷,檢查接頭是否良好,填充金屬與母材融合是否良好等。每一層檢查合格后才能進行次層焊接。如有問題,采用機械加工法清除缺陷后,再進行補焊。焊工自檢合格后,做出可追溯的永久性標識2.3.6 焊口返修(1) 焊接接頭經檢查有超出標準限制的缺陷時,應查明原因,制定措施,進行返修。(2) 對于外觀檢驗中發現的輕微
50、的表面缺陷可采取打磨方式修整,對出現縮小導電面積情況時應予以補焊。 (3) 對于裂紋或內部缺陷,應采取挖補方式返修。補焊工藝與正式焊接的工藝一致。(4) 補焊時應徹底清除缺陷,并向缺陷兩端各延伸30mm-50mm,確認缺陷消除后再進行補焊。返修中同一位置上的挖補次數一般不超過3次。(5) 焊接接頭不得以任何形式進行矯正,如必須矯正時,應指定措施向質量部門申報,待批準后,方可施工。3、 作業的質量要求3.1 外觀檢驗(1) 焊工焊后對焊口進行認真的自檢,發現咬邊、氣孔、未填滿等外觀缺陷即時修補合格,并對當日所焊焊口按規定填寫焊接自檢記錄表,并上報工地質檢員。(2) 工地質檢員對焊工當日所焊焊口按
51、比例進行抽檢,重點檢查焊縫外觀工藝,對于不符合要求的焊口通知焊工進行處理直至合格。檢查完畢后及時填寫分項工程焊接接頭表面質量檢驗評定表,并上報項目部質量科。(3) 項目部焊接質檢員根據工地上報的檢驗評定表按比例進行抽檢,發現不合格焊口通知工地進行處理,直至合格。3.2 質量標準(1) 鋁母線焊口無損檢驗一次合格率98%;(2) 原始記錄不丟失,焊口記錄齊全;(3) 所有焊口及焊縫外觀成型美觀。3.3 質量保證措施(1) 作業前由技術員組織作業人員認真學習圖紙、資料,了解作業技術要求,掌握作業方法和作業要領。開展質量教育,提高職工質量意識,抓好焊工的技術教育和技術培訓。(2) 貫徹以經濟責任制為
52、中心的質量責任制,設立焊口質量獎,獎優罰劣,把焊口的質量和個人的收入掛鉤,實施質量否決權。(3) 合格焊工在鋁母線焊接前,進行和實際條件相適應的模擬練習,經檢驗合格后方可正式焊接。(4) 技術管理、質量管理系統化、標準化、程序化。(5) 加強焊接材料管理。(6) 對作業中容易發生的質量問題,作業前做出預測,并采取有效的、可操作的預防措施,消除質量缺陷。(7) 作業中發現設備缺陷或施工質量問題,及時向技術員提出并采取措施后進行處理。重大質量問題必須停工,待提出處理意見或制定整改措施后方可進行整改。(8) 積極配合項目部工程管理部門和監理的質檢工作,對查出的質量問題積極并及時的進行處理。3.4 質
53、量檢驗標準(1) 焊縫外形尺寸允許范圍類型焊縫余高e*)焊縫余高差焊縫寬度(比坡口)焊 腳 尺 寸平焊其他位置平焊其他位置兩側增寬每側增寬KK1尺寸差對接24242242角接22+(24)+(24)2搭接22+(24)2*)同時不小于焊件厚度的0.25倍。(2) 焊縫表面缺陷限制范圍缺 陷 名 稱限 制 范 圍裂紋、未熔合、表面氣孔、表面夾渣不允許未焊透單面焊縫帶墊焊縫不允許不帶墊焊縫深度不大于焊件厚度的5%且不大于1mm,總長度不大于焊縫長度的10%且不大于1mm,總長度不大于焊縫長度的20%雙面焊縫內部未焊透不允許咬邊深度不大于焊件厚度的10%且不大于1mm、長度不大于焊縫長度的20%根部
54、凸出及凹坑不帶墊單面焊縫根部凸出不大于4mm,凹坑不大于2mm帶墊可拆墊單面焊縫根部凸出不大于3mm,凹坑不大于2mm不可拆墊單面焊縫墊的背部不允許有焊透凸出及焊穿凹坑3.5 焊接后,焊件變形彎折偏移不應大于0.2%,錯口值(中心偏移)不應大于0.5mm。3.6 焊接接頭的無損探傷如出現不合格時,除對不合格焊接接頭進行返修外,應從該焊工當日的同一批接頭中按不合格數的加倍數進行檢驗,加倍檢驗中仍有不合格時,則判定該批焊接接頭不合格。3.7 對返修后的焊接接頭應重新進行檢驗。(五) 焊接熱處理施工方案及工藝措施1、 人員資質要求(1) 焊接熱處理人員應該經過專門的培訓,取得資格證書。沒有證書的人員
55、只能從事輔助性的焊接熱處理工作,不能單獨作業或對焊接熱處理結果進行評價。(2) 熱處理技術員應熟悉相關規程,熟練掌握、嚴格執行火力發電廠焊接熱處理技術規程DL/T819-2010,組織熱處理人員進行業務學習,負責編制焊接熱處理施工方案、作業指導書,指導并監督熱處理的工作,收集、匯總、整理焊接熱處理資料。(3) 施工人員必須經過三級安全考試合格,并經過體檢合格后方可進行施工作業。(4) 熱處理人員記錄熱處理操作過程,在熱處理后進行自檢。2、 加熱方法與設備2.1 加熱方法:(1) 電加熱采用熱電偶接觸法測量溫度,火焰加熱采用遠紅外線測溫槍。(2) T/P91、T/P92管道焊接熱處理的加熱方法采
56、用遠紅外電加熱,禁止使用氧-乙炔火焰加熱。2.2 加熱設備:2.2.1 設備應滿足工藝要求,參數調節靈活、方便,通用性好,運行穩定、可靠,并滿足安全要求。2.2.2 設備的控溫精確度應在5以內。計算機溫度控制系統的顯示溫度應以自動紀錄儀的溫度顯示為準進行調整。計算機打印的焊接熱處理紀錄曲線與標準紀錄紙對照,其背景表格的讀數誤差不大于0.5%。2.2.3 柔性陶瓷電阻加熱設備的基本要求:(1) 電阻絲應采用Cr20Ni80的合金材料,單股直徑以0.3mm0.4mm為宜,質量符合GB/T1234-1995的要求。在絞制電阻絲時,不允許有接頭、斷絲。(2) 陶瓷套管(片)應使用氧化物和復合氧化物陶瓷
57、制作。其軟化溫度應大于1200,絕緣強度應大于20KVmm。其抗熱震性要求為750淬入25的水中3次不開裂。(3) 加熱器的引出線與電阻絲的連接,宜采用雙不銹鋼導管連接壓制,壓接前應檢查不銹鋼導管有無毛刺;也可用低電阻合金焊接材料進行焊接來保證接頭的質量。每根鎳鉻電阻絲引出線的長度應大于或等于400mm,銅絲截面積大于或等于10mm2。加熱器電阻絲接插件應采用承插式。(4) 加熱器的耐壓性能應在2000V交流電壓下1min無擊穿,絕緣電阻大于或等于100M(400以下),高溫泄漏值小于等于0.5mA/kw(750時)。(5) 有效發熱部分尺寸誤差:繩型加熱器、指狀加熱器不大于1%;片狀加熱器不
58、大于3%。(6) 對繩型加熱器,在750X3h的工作條件下,使用3次后電阻絲的伸長量不大于0.5%。對履帶式加熱器的兩端,應根據加熱器的寬度放置適當數量的帶連接孔的陶瓷件,且兩端位置應一致。2.2.4 焊接熱處理所使用的計量器具必須經過校驗,并在有效期內使用。維修后的計量器具,必須重新校驗。2.2.5 同時使用多片加熱片時,其電阻值的偏差值應不超過5%。3、 焊接熱處理工藝3.1 預熱方式(1) 預熱方式分為局部預熱和整體預熱。(2) 電加熱適用于局部預熱和整體預熱,火焰預熱適用于現場局部預熱。(3) 外徑大于219mm或壁厚大于20mm的焊口預熱時,應采用電加熱,預熱升溫速度為6250/(單
59、位為/h,其中為焊件厚度mm)應符合的要求,T/P91、T/P92焊口預熱升溫速度不大于150/h。預熱寬度從對口中心開始,每側不少于焊件厚度的4倍,且不小于100mm。3.2 預熱溫度:(1) 壁厚6mm的合金鋼管子、管件和大厚度板件在負溫下焊接時,預熱溫度可按規定值提高2040。(2) 壁厚小于6mm的低合金管子及壁厚大于15mm的碳素鋼管在負溫下焊接時應適當預熱。(3) 異種鋼焊接時,預熱溫度應按焊接性能較差或合金成分較高的一側選擇。(4) 接管座與主管焊接時,應以主管規定的預熱溫度為準。(5) 非承壓件與承壓件焊接時,預熱溫度應按承壓件選擇。(6) 當采用鎢極氬弧焊打底時,可按下限溫度
60、降低50預熱。(7) 按要求應該預熱的焊件重新焊接時應重新預熱。3.3 后熱:(1) 有裂紋傾向的焊件,當焊接工作停止后,若不能及時進行焊后熱處理,應進行后熱。其加熱寬度應不小于預熱時的寬度。(2) 后熱方法:焊接工作停止后,立即將焊件加熱到一定的溫度(300400),保溫一定的時間(2h4h),使焊件緩慢冷卻下來,以加速氫的逸出。3.4 焊后熱處理:3.4.1 焊后熱處理溫度選擇應按下述原則進行:(1) 不能超過鋼材的下臨界點Ac1,一般應在Ac1以下3050;(2) 對調制鋼,應低于調質處理時回火溫度;(3) 對異種鋼,按合金成分低一側鋼材的下臨界點Ac1選擇。3.4.2 升、降穩速度按下
61、述原則控制:(1) 焊接熱處理升、降溫速度為6250/(單位為/h,為焊件厚度mm),且不大于300/h。降溫時,300以下可不控制。(2) T/P91、T/P92焊口預熱升溫速度不大于150/h,全程電腦控溫。4、 焊接熱處理工藝措施4.1 溫度測量4.1.1 電加熱采用熱電偶接觸法測量溫度,火焰加熱采用遠紅外線測溫槍。4.1.2 熱電偶測溫應按如下要求:(1) 應根據熱處理的溫度和儀表的型號選擇熱電偶。宜選用防水型的鎧裝熱電偶。熱電偶的直徑與長度應根據焊件的大小、加熱寬度、固定方法選用。(2) 一般情況下,焊縫后熱、焊后熱處痤時,不于管子外徑不大于273mm的管道,可以便用l支熱電偶布置于
62、焊縫中心;否則,應使用不少于2支熱電偶,并沿圓周均勻布置,其中,1支布置于焊縫中心,其他熱電偶布置于距焊縫邊緣1倍壁厚處,且不超過50mm,并用焊縫處的熱電偶測量溫度,應保證測溫準確可靠、有代表性。(3) 采用柔性陶瓷電阻加熱進行預熱時,熱電偶應布置在加熱區以內。(4) 熱電偶固定采用捆綁法,安裝時必須保證熱電偶的熱端與焊件接觸良好,熱處理結束后應將點焊處打磨干凈。(5) 熱電偶冷端溫度不穩定時,必須使用補償導線,必要時應采用補償措施。熱電偶與補償導線的型號、極性必須相匹配。4.2 加熱范圍與加熱裝置的安裝4.2.1 加熱范圍對承壓管道采用整圈加熱的方法,加熱寬度從焊縫中心算起,每側不小于管子
63、壁厚的4倍,且不小于100mm。同時采取措施降低周向和徑向的溫差。4.2.2 加熱片的安裝(1) 安裝加熱片時,應將焊件表面的焊瘤、焊渣、飛濺清理干凈,使加熱片與焊件表面貼緊,必要時,應制作專用的夾具。加熱器的布置寬度至少應比要求的加熱寬度每側多出60mm。(2) 當用繩型加熱器對管道進行預熱時,坡口兩側布置的加熱器應對稱,加熱器的纏繞圈數、纏繞密度應盡可能相同,纏繞方向應相反。(3) 對水平放置的直徑大于273mm的管道或大型部件進行焊后熱處理時,宜分區控制溫度。(4) 用一個測溫點同時控制多個焊接接頭加熱時,各焊接接頭加熱片的布置方式應相同,且保溫層寬度和厚度也應盡可能相同。4.3 溫差控
64、制與保溫(1) 焊接熱處理恒溫過程中,管子在加熱范圍內,任意兩點間的溫差應小于50。(2) 焊接熱處理的保溫寬度從焊縫中心算起,每側應比加熱寬度增加至少2倍壁厚,且不少于150mm。(3) 焊接熱處理的保溫厚度以40mm60mm為宜,對水平管道,可以通過改變保溫層厚度來減小管道上下部分的溫差。4.4 火焰加熱工藝措施(1) 火焰加熱時,應根據焊件大小選擇噴嘴型號與數量;當使用多個噴嘴時,應對稱布置,均勻加熱。(2) 火焰焰心至工件的距離應在10mm以上;噴嘴的移動速度要穩定,不得在一個位置長期停留。火焰加熱時,應注意控制火焰的燃燒情況,防止金屬的氧化或增碳。(3) 火焰加熱應以焊縫為中心,加熱
65、寬度為焊縫兩側各外延不少于50mm。火焰加熱的恒溫時間按每毫米焊件厚度保溫1min計算。加熱完畢,應立即使用干燥的保溫材料進行保溫。5、 質量檢查5.1 焊接熱處理升溫前應進行下列核查:(1) 加熱及測溫設備、器具是否符合工藝要求;(2) 加熱裝置的布置、溫度控制分區是否合理;(3) 加熱范圍是否符合標準或規范要求,保溫層的寬度、厚度是否合適;(4) 溫度測點的安裝方法、位置和數量是否符合工藝要求;(5) 設定的加熱溫度、恒溫時間、升、降溫速度等是否符合工藝要求;(6) 是否符合現場安全要求。5.2 焊接熱處理后自檢的要求:(1) 工藝參數在控制范圍以內,并有自動記錄曲線;(2) 熱電偶無損壞
66、、無位移;(3) 焊接熱處理記錄曲線與工藝卡吻合;(4) 焊件表面無裂紋、無異常。5.3 硬度檢驗:(1) T91/P91、T91/P92等細晶馬氏體鋼的安裝焊口熱處理后必須進行100%硬度檢驗。焊縫金屬的硬度控制范圍為HB180HB250,硬度值低于HB180或高于HB250為不合格。(2) 硬度檢查結果超過規定范圍時,應查找原因,采取措施。如果重新熱處理,則應在熱處理后重新檢查硬度。(六) 焊接、熱處理質量控制流程1、 焊接質量控制1.1 組織與職責(1) 質檢部門負責焊縫質量的控制,糾正與預防措施,焊接質量記錄的控制,對焊接施工質量進行監督檢查。焊接質量直接受焊接專業師的監督檢查;(2)
67、 工程部門是焊接過程控制的主要負責部門,負責編制施工組織設計,掌握焊接關鍵工序的控制情況;(3) 供應部門負責焊接材料采購,運輸,貯存,負責焊接材料的檢驗和接收貯存階段的產品標識;(4) 焊接工區負責焊接施工及焊材二級庫的管理和焊材二次發放,并負責本部門的焊接質量管理與控制。1.2 焊接管理(1) 凡是從事焊接的焊工,必須取得質量技術監督局和電力部門頒發的“焊工合格證”,允許在有效期內擔任合格證規定合格項目的焊接工作;(2) 從事高溫高壓管道焊接的焊工上崗前要進行與現場實際相符合的仿形考試,合格后方可上崗。(3) 焊接工藝卡由焊接工程師編制,經總工程師批準后實施,任何焊接工藝更改,需經現場焊接
68、工程師提出、總工程師審批后方可實施;(4) 焊接質量控制要在焊前、焊接過程中、焊后三個過程嚴格把關。1.3 焊接質量控制系統程序圖 2、 熱處理質量控制熱處理與焊接同屬特殊過程控制,熱處理是為了降低焊接接頭的殘余應力,改善焊縫金屬的組織與性能,熱處理過程應嚴格按照有關規范進行。2.1 組織與職責(1) 質檢部門負責熱處理過程中的檢查與監督;(2) 焊接工區負責編制熱處理作業指導書,并具體實施,熱處理技術員負責熱處理質量管理與控制;(3) 熱處理質量實行熱處理班組負責制,班長負責并接受焊接專職工程師的監督檢查。2.2 熱處理管理與要求(1) 熱處理技術員負責編制作業指導書及熱處理工藝卡,經總工程
69、師批準,特殊的工藝經領導審批后組織實施;(2) 應嚴格按熱處理工藝實施,若需修改應按相應的工藝文件修改,審批程序進行,并嚴格遵守各有關安全規程的規定;2.3 熱處理質量控制系統程序圖(七) 焊接材料管理方案1、 焊材管理要點焊接材料的管理程序是否正確合理,是焊工能否規范上崗的關鍵一步,直接關系到焊材庫管理員不發錯焊材、焊工不領錯(用錯)焊材。為保證焊接施工質量,焊工領用焊材必須嚴格按程序執行。2、 焊材庫的建立(1) 現場設焊條庫,焊材庫為鋼結構拼接可移動式庫房,墻壁為防火保溫復合板;(2) 根據工程施工的峰、谷波動情況,焊材庫配備專職材料管理員12名;(3) 焊材貯存庫內配備冷暖式空調一臺、
70、除濕器一臺,控制室內的溫、濕度達到標準要求。焊材烘干室內配備焊條烘干箱2臺(200Kg)、焊條恒溫箱2臺,用來烘焙焊條,供應施工現場使用合格的焊接材料。3、 焊接材料管理人員職能(1) 檢查入庫焊材的外包裝、質量證明文件是否符合要求;(2) 核對入庫焊材的品種、規格、牌號、批次、數量是否符合要求,并按類別分批堆放,并做好標識;(3) 掌握各類焊條的烘焙要求,對工程所需焊條進行烘焙,并做好烘焙記錄;(4) 根據焊接材料領用單填寫的焊材品種、規格、數量發放焊材,并做好發放記錄。焊接材料實行回收制度,做好焊條頭、焊絲頭、剩余焊材回收和回收記錄;(5) 對各類焊材的品種、規格、選用和材料消耗應進行核對
71、,防止因焊材錯存、錯發、錯用造成質量事故;(6) 每日做好焊材庫內的環境溫度、濕度記錄,使符合規定要求。4、 焊接材料的驗收與入庫(1) 焊接材料進庫前應檢查質保書、合格證、核對牌號及外觀檢驗的驗收;(2) 焊接工地應按焊材進廠時間、采購批次及生產批次,委托實驗室對焊材抽查檢驗;驗收合格后報監理備案;(3) 檢查焊材(焊條、焊絲)的外觀質量(焊材尺寸、焊條藥皮的裂紋、氣泡、雜質、剝落、鐵芯銹蝕及焊條偏心等)、質量證明文件、包裝質量;(4) 焊材驗收合格,方可入庫,按規定要求做好標識,并建立焊接材料入庫臺帳;(5) 如對焊材的性能有懷疑,可按焊材相應標準對熔敷金屬化學成分和力學性能進行復驗。5、
72、 焊接材料的儲存與保管(1) 焊材存放在專用料架上,料架距離地面和墻壁都應保持300mm以上的間隙,焊材堆放不宜過高;(2) 焊材應按品種、牌號、規格、批號、出廠日期、入庫日期分類存放,在分類之間必須有間隔,并按規定要求掛好標識牌;(3) 焊材儲存庫內,應配置相應數量的驅濕機、溫濕度記錄儀等設備,且運行正常。低氫型焊材庫內溫度不低于5,相對空氣濕度低于60%;(4) 對存放超過規定年限、檢查質量不符合要求及烘干超過兩次的焊材,劃定專門區域堆放,由焊接技術員、焊接質檢員進行確認,對此類焊材作出報廢處理、或降低要求使用。6、 焊條的烘焙(1) 焊條烘干溫度及保溫時間,嚴格按照生產廠家推薦的技術規范
73、要求進行;進口焊材烘干工藝按照所提供的質量證明文件上的要求進行,焊接材料發放員要每日記錄所烘焙焊條的牌號、規格、批號、數量等,且保存好記錄;(2) 嚴禁在同一層干燥室內干燥不同種類的焊條,以免混亂使用;(3) 烘干焊條時,焊條的堆放高度不宜過高,堆放厚度應保持在13層左右,使焊條能夠均勻全面地干燥;(4) 烘干后的焊條應儲存在80100的恒溫箱內,隨用隨取;(5) 當焊條在施工現場放置超過4h后,應對焊條重新進行烘干處理。但焊條反復烘干次數不得超過兩次。反復烘干的焊條在烘干時應與其他焊條分開,并做好牌號、烘干次數標記和記錄。7、 焊接材料的領用程序(1) 在每一分項工程開工前,焊接技術員對該分
74、項工程所需焊材進行統計,交焊材庫管理員以便初步確認下一階段焊材的入庫數量、規格、牌號及日烘焙量;(2) 焊材庫管理員根據由技術員下發的施工任務書,核對無誤并經焊工簽字確認后發放焊材,并做好發放記錄;(3) 焊工在現場使用焊條時,必須使用焊條保溫筒,并保證焊條在使用過程中保持80100的恒溫。8、 焊材的回收(1) 焊接材料回收不但是為了節約焊材、保持現場清潔環境和安全文明施工需要,更重要的是為了保證焊接施工的質量。實行焊接材料回收制度,可以有效控制使用未經烘焙處理或烘焙后超過時效的焊材,避免因此造成的質量事故;(2) 規定每個焊工只允許領用、退回本人使用的焊材,并規定當天退回剩余焊材及焊材頭,
75、無焊條頭不發放焊材;(3) 焊材庫專人負責對每位焊工退回的焊條頭、焊絲頭及剩余焊材進行清點,并做好回收記錄。回收的廢料裝入焊材廢料筒,退回的整根焊材準備經過處理后再次使用;(4) 退回的焊絲、焊條如無法辨別其標記或有懷疑時,應做光譜鑒別,或用于焊工培訓,或作報廢處理。(八) 焊工崗前培訓及考核1、 作業要點焊工資格的考核和焊接工藝的評定,直接關系到焊接質量,和焊接施工依據。因此在開工前,必須做完整充足的準備。2、 焊工培訓管理(1) 焊工按照焊工技術考核規程DL/T679-2012和鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試與管理規則國質檢鍋2002109號進行培訓和考核,考核合格同時取得國家經貿委頒發的合
76、格證書和國家質檢總局頒發的合格證書。(2) 焊工按照焊工技術考核規程DL/T679-2012和鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試與管理規則國質檢鍋2002109號進行培訓和考核,考核合格同時取得國家經貿委頒發的合格證書和國家質檢總局頒發的合格證書。(3) 在工程開工前,根據勞動力配備計劃與工程施工進度計劃,確定需要培訓的人員及項目,填寫“焊工培訓考試工作計劃表”并送焊接培訓中心。(4) 對于特殊材質鋼(如P92/P91鋼)的焊接,應挑選具有一定的理論基礎知識、焊接操作技能基礎較好的焊工進行培訓。要求焊工在執行實施焊接工藝的同時,也要理解接受執行實施的焊接工藝。(5) 在新鋼種工藝評定階段,需要有教練
77、和操作技能較好的焊工參與,一起參與制定新的焊接工藝措施、總結焊接操作技能,使新的焊接工藝措施與焊接操作技能有機統一。(6) 針對鍋爐焊口的各種困難位置,制作與各部件形狀、結構相似的模擬件,在開工前組織合格焊工進行模擬練習,焊前練習合格后方可進行正式焊接。焊前練習過程請甲方、監理進行全過程的監督、檢查,并嚴格遵循業主及監理的要求。(7) 從事鋁母線、冷卻水管、T91/P91、T92/P92、super304、TP347H等焊接的焊工,按照業主的規定,經過焊前練習且考試合格后才能上崗焊接。(8) 一個焊工最多只允許嘗試進行兩次焊接資格認定。如果認為某位焊工可進行再次測試,在再次測試之前,這位焊工應
78、參加經過協商的進一步培訓。再次培訓之后,僅允許焊工進行一次再次測試,如果該焊工仍不能通過測試,則不予使用。3、 焊接工藝評定的安排(1) 工程按照“DL/T868-2014”規定進行焊接工藝評定工作。所有焊接工作必須提供合格的焊接工藝評定報告,并根據焊接工藝評定報告編制焊接作業指導書,在焊接過程中嚴格執行。(2) 我公司按照規定進行的工藝評定能夠支持本工程的焊接施工。(3) 對于現有工藝評定不能覆蓋的項目,應在焊接施工前進行工藝評定。由項目工程部編制工藝評定計劃,各專業工程公司焊接技術人員根據工程焊接情況和要求(規格、材質、焊接方法等)編寫工藝評定任務書;焊接專工和經項目技術負責人審批后,由公
79、司所屬焊接培訓中心負責實施;各項力學性能試驗合格后,由焊接培訓中心出具工藝評定報告并經公司技術負責人批準后執行。焊接工藝評定項目一覽表(常用)序號報告編號鋼材材質規格焊接方法焊接位置坡口型式厚度適用范圍(mm)備注1THP-2006-001Q345B=12Ds1GV9242THP-2006-002Q345B=12Ds2GV9243THP-2006-003Q345B=12Ds3GV9244THP-2006-004Q345B=12Ds4GV9245THP-2006-005Q345B=25Ws+Ds4G雙V18.75506THP-2006-006Q345B=25Ws+Ds3G雙V18.75507TH
80、P-2006-007Q345B=25Ws+Ds2G雙V18.75508THP-2006-008Q345B=25Ds1G雙V18.75509THP-2006-009Q345B=30Ds1G雙V22.56010THP-2006-010Q345B=30Ds2G雙V22.56011THP-2006-011Q345B=30Ds3G雙V22.56012THP-2006-012Q345B=30Ds4G雙V22.56013THP-2006-013Q345B=6Ws1GV1.51214THP-2006-014Q345B=6Ws2GV1.51215THP-2006-015Q345B=6Ws3GV1.51216TH
81、P-2006-016Q345B=6Ws4GV1.51217THP-2006-017SA335P9127340Ws+Ds6GV3018THP-2006-01820#606Ws6GV1.51219THP-2006-01920#606Ws+Ds6GV1.51220THP-2006-0201Cr18Ni9Ti425Ws6GV1.51021THP-2006-021SA213T91428Ws6GV1.51222THP-2006-02212Cr1MoVG425Ws6GV1.51023THP-2006-02320#425Ws6GV1.51024THP-2006-02412Cr1MoVG27328Ws+Ds6G
82、雙V215625THP-2006-02512Cr1MoVG/20G425Ws6GV1.51026THP-2006-0261Cr18Ni9Ti/20G425Ws+Ds6GV1.51027THP-2006-0271Cr18Ni9Ti425Ws+Ds6GV1.51028THP-2006-0281Cr18Ni9Ti/12Cr1MoVG425Ws+Ds6GV1.51029THP-2006-03012Cr1MoVG606Ws+Ds6GV1.51230THP-2006-03112Cr1MoVG/20G425Ds6GV1.51031THP-2006-03220#606Ds6GV1.51232THP-2006-
83、036SA213T91/12Cr1MoVG425Ws6GV1.51033THP-2006-03712Cr1MoVG15916Ws+Ds6GV123234THP-2006-03820#21918Ws+Ds6G雙V13.53635THP-2006-03910CrMo910323.914.2Ws+Ds6GV10.628.436THP-2006-04015NiCuMoNi527334Ws+Ds6G雙V256837THP-2006-042SA335P91168.314.28Ws+Ds6GV10.72838THP-2006-04312Cr1MoVG27340Ws+Ds6G雙V3039THP-2006-04
84、4SA335P91/12Cr1MoVG35453Ws+Ds6G雙V39.7540THP-2007-001Super304H517.5Ws6GV1.51241THP-2007-003SA335P2260.36Ws6GV1.51242THP-2007-004SA335P9235453Ws+Ds6GU39.7543THP-2007-007SA213T9160.38Ws+Ds6GV1.51244THP-2007-007HR3C5110Ws6GV7.51545THP-2009-002SA213T2360.35.6Ws6G雙V1.511.246THP-2007-003SA335P9234628Ws+Ds6
85、G雙V215647THP-2009-00412Cr1MoVG76.220Ws+Ds6G雙V152048THP-2009-005T91/1Cr18Ni9Ti425Ws6GV1.51049THP-2009-006T91/1Cr18Ni9Ti5410Ws+Ds6GV7.52050THP-2009-00715NiCuMoNb5/1Cr18Ni9Ti27334/33.47.1Ws管座1.51251THP-2009-008TP316L406.410Ws+Ds2GV7.52052PDBG-1鋁鎂合金25010Rb5GV7.520(九) 焊接技術資料管理1、 作業要點(1) 技術資料指在施工前、施工過程中作為
86、指導性、技術性、依據性、可追溯性的文件、管理辦法、過程控制記錄等;(2) 移交資料主要是指工程相關的技術資料、質量文件。工程竣工投產發電后,在規定時間內,焊接技術員將相關焊接技術資料匯總、整理、組卷,經專業工程公司技術負責人審核,項目總工程師批準后,統一由項目資料室向甲方移交。2、 施工技術文件(1) 由焊接專業人員負責編制施工技術文件、各項管理制度及竣工移交資料;(2) 施工技術文件包括焊接專業施工組織設計、作業指導書、焊接技術交底記錄、焊接工程質量檢驗計劃、焊接記錄表、焊接記錄圖、驗評表等;(3) 管理制度包括焊接管理規定、焊工資質管理辦法、焊接質量獎勵辦法、金屬檢驗管理制度、熱處理管理制
87、度、焊條庫管理辦法。3、 移交甲方的技術文件(1) 工程結束前要移交焊口一覽表、焊口檢驗一覽表;(2) 移交鍋爐二次門內的本體管道(包括所有疏水、排汽、取樣、壓力表管等和受熱面相通的所有小管道)的焊接記錄、焊口記錄圖、熱處理報告、無損檢驗記錄。所有無損檢驗報告、光譜分析報告均做到報告和現場相對應;(3) 移交主蒸汽、再熱熱段蒸汽、主給水、再熱冷段蒸汽管道以及它們的所有疏水、排氣、取樣等和主管道相連的小管道的焊接記錄、焊口記錄圖、熱處理報告、無損檢驗記錄。所有無損檢驗報告、光譜分析報告均做到報告和現場相對應;(4) 汽機房內其它蒸汽管道、給水管道(含凝結水管道)、汽輪機機側的1MPa以上的所有油
88、管道、機、爐外重要管道要有焊口記錄圖。所有無損檢驗報告、光譜分析報告均做到報告和現場相對應;(5) 熱處理報告要做到和焊口記錄圖一致,要有熱處理過程記錄曲線,做到報告和現場相對應,火焰加熱的要有原始記錄。4、 竣工資料移交竣工資料主要是指工程相關的技術資料、質量文件。工程竣工投產發電后,在規定時間內,焊接技術員將相關焊接技術資料匯總、整理、組卷,經專業工程公司技術負責人審核,項目總工程師批準后,統一由項目資料室向甲方移交;焊接專業竣工資料按照分項或分部工程組卷,包括但不限于以下焊接技術文件:(1) 焊接工程竣工資料報告書;(2) 焊接工程一覽表;(3) 焊工持證項目合格證一覽表及復印件;(4) 焊接工藝評定項目及應用范圍一覽表;(5) 焊接材料(焊條、焊絲等)質量證明文件;(6) 焊接記錄、焊口記錄圖;(7) 焊接及熱處理技術交底記錄;(8) 焊接過程控制記錄;(9) 熱處理報告及曲線圖;(10) 焊接質量驗評記錄;(11) 焊接技術總結。