P91蒸汽管道焊接施工方案

1、內蒙古大唐國際克什克騰煤制氣項目化工區(qū)共用工程工藝管廊建筑安裝四標段P91管道焊接專項施工方案編制： 審核： 審批： 湖南省工業(yè)設備安裝有限公司二零一一年六月二零一一年七月1、工程概況12、編制依據(jù)13、手工鎢極氬弧焊打底13.1 焊接機具與焊接材料13.2 施焊前準備33.3 焊口組對及定位焊33.4 焊前預熱43.5 充氬保護43.6 氬弧焊操作技術54、焊條電弧焊填充及蓋面75、焊后熱處理86、P91鋼焊接斷電應急措施101、工程概況31、編制依據(jù)33、手工鎢極氬弧焊打底33.1 焊接機具與焊接材料33.2 施焊前準備53.3 焊口組對及定位焊53.4 焊前預熱63.5 充氬保護63.6

2、 氬弧焊操作技術74、焊條電弧焊填充及蓋面95、焊后熱處理106、P91鋼焊接斷電應急措施121、 1、工程概況內蒙古大唐國際克什克騰煤制氣項目化工區(qū)公用工程工藝管廊建筑安裝工程四標段工程。本工程采用碎煤加壓氣化、低溫甲醇洗凈化、甲烷合成技術，年產40億立方米天然氣，通過長輸管道向北京供應煤制天然氣，緩解北京天然氣短缺局面。本工程為內蒙古大唐國際克什克騰煤制氣項目化工區(qū)公用工程工藝管廊建筑安裝工程四標段，標段工程包括工藝管廊基礎土建工程、鋼結構安裝及面漆噴涂、工藝管道除銹、噴砂、防腐以及管道的安裝和保溫、電纜橋架安裝、系統(tǒng)管道吹掃、試壓以及金屬射線探傷等全部內容。根據(jù)設計說明該工程中有大量高溫

3、蒸汽管道，材質為P91。由于工程運行時，該管道將處于高溫高壓的工作狀態(tài)，為確保管道工作安全，特編寫此管道焊接施工方案以指導施工。1、 2、編制依據(jù)本工程執(zhí)行下列有關規(guī)范、規(guī)程但不限于以下規(guī)范、規(guī)程。a) 施工圖紙以及施工圖紙說明b) GB50235-2010 工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范c) GB50236-97 現(xiàn)場設備，工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范d) HG/T20675-1990 化工企業(yè)靜電接地設計規(guī)程 ed) SD340-89 火力發(fā)電廠焊接工藝評定規(guī)程 fe) DL/T679-1999 焊工技術考核規(guī)程3、手工鎢極氬弧焊打底3.1 焊接機具與焊接材料 焊接P91鋼的焊接設備，應

4、選用焊接特性良好、穩(wěn)定可靠的遞變式或整流式焊機。其容量應能滿足焊接規(guī)范參數(shù)的要求。 氬弧焊工機具.1 氬弧焊槍選用氣冷式。.2 氬氣減壓流量計選用氣壓穩(wěn)定，調節(jié)靈活的表計，其產品質量和特性應符合國家標準。.3 輸送氬氣的管線應選用質地柔軟、耐磨和無裂痕的膠管，且無漏氣現(xiàn)象。.4 氬弧焊導電線應采用柔軟多股銅線，其與夾具應接觸良好。 焊條電弧焊工機具.1 焊機引出電纜線可選用截面為50mm2焊接專用銅芯多股橡皮電纜；連接焊鉗的把線，可選用截面為25mm2焊接專用銅芯多股橡皮電纜。電纜線外皮絕緣應良好、無破損。3.1.3.2 選用的焊鉗應輕巧、接觸良好不易發(fā)熱，且便于焊條的更換。3.1.3.3 測

5、量坡口和焊縫尺寸時，應采用專用的焊口檢測器。3.1.3.4 修整接頭和清理焊渣、飛濺，宜采用小型輕便的砂輪機。 焊接材料.1 選用的氬弧焊絲、焊條應與鋼材匹配。選用中應注意化學成分的合理性，以獲得優(yōu)良的焊縫金屬成分、組織和力學性能，并要求工藝性能良好。.2 氬弧焊絲、焊條。氬氣和鎢極等焊接材料的質量，應符合國家標準或有關標準的規(guī)定。如需考察其工藝性能，必要時，可進行焊接材料的工藝性能試驗。.3 氬弧焊絲使用前應除去表面油、垢等贓物。焊條除按國家標準規(guī)定保管外，于使用前按使用說明書規(guī)定，置于專用的烘焙箱內進行烘焙。推薦的烘焙參數(shù)為：溫度350-400，時間1-2小時，使用時，應放在80-120的

6、便攜式保溫筒內隨取隨用。.4 氬氣使用前應檢查瓶體上有無出廠合格證明，以驗證其純度是否符合國家標準規(guī)定。.5 氬弧焊用的鎢極宜選用鈰鎢極或鑭鎢極，直徑為5mm2.5mm。鎢極于使用前切成短段，并在其端頭出磨成適于焊接的尖錐體。3.2 施焊前準備 坡口形狀和尺寸按設計圖紙。 坡口加工應采用機械法，坡口修整時，可使用角向砂輪機等輕便工具。 坡口及其內外壁兩側15-20mm范圍內應將油、漆、垢和氧化皮等雜物清理干凈，直至露出金屬光澤。 為保持管子內壁齊平，遇有管子內壁錯口值超過1mm或兩側壁厚不同時，應按DLS007-92規(guī)定處理。3.3 焊口組對及定位焊 管道破口坡口截面應平整，應保證兩管間隙均勻

7、，對口間隙：3-6mm5mm;3.3.2 P91鋼在不預熱條件下，焊接裂紋可達到100%，所以不得在管道上焊接任何臨時支撐物，不得強力對口，以減少附加應力。更不允許利用熱膨脹法對口。破口坡口鈍邊厚度不超過2mm，以防止鐵水流動性差造成根部未熔合。 大管徑厚壁管采用定位塊進行點固，定位塊應與母材材質相同選用優(yōu)質低碳鋼，點固焊工藝與正式焊接時相同。 點固焊之后應及時進行根層焊接；根層氬弧焊打底之后不能停滯，必須馬上進行焊條電弧焊的填充焊接。采用定位塊點固的焊縫，電弧焊填充到對施焊操作不便處時應以機械方法去除點固塊，并打磨干凈焊疤，對各焊點處母材進行檢查，不得有裂紋、氣孔、未熔合等缺陷。3.4 焊前

8、預熱 采用電阻加熱進行預熱。從對口中心開始，每測側不少于焊件厚度的三倍，且不少于100mm，一般采用破口坡口兩側150mm左右。 手工氬弧焊預熱220-250恒溫一定時間，使內外壁溫差<30方可焊接。溫度過高不利于焊工操作，易產生夾絲、未焊透缺陷，還會加重根部氧化。3.5 充氬保護 為防止P91鋼焊縫根部及次根部氧化，氬弧焊打底及電焊填充第一層時，在管內充氬保護。保護范圍以坡口軸向中心為基準，每側各250-300mm處貼兩層可溶紙，以耐高溫膠帶粘牢固，做成密封氣室（可用火柴點火，驗證氣室密封性）?；蛘卟捎帽孛?，利用耐火布包裹做成封堵物，用鋼鏈條聯(lián)系2個封堵物，在管道中形成氣室，熱處理結

9、束后，經無損傷探檢驗合格后，從管管道中取出。 采用“氣針”或“扁銅管”從探傷工藝孔或坡口間隙或管段尾部充氬。焊接前預先通入氬氣5-15min，氬氣流量20-30L/min，管徑小取下限，管徑大取上限，以排除管道內空氣，排氣結果可用打火機測試。 施焊過程中流量應保持8-10 L/min，流量調接可根據(jù)實際情況適當調節(jié)。3.6 氬弧焊操作技術 打底焊焊接工藝參數(shù)鎢極焊絲牌號規(guī)格焊接電流(A)焊接電壓(V)焊接速度(mm/min)正面保護ArWce-20TGS-B995-1159-1160-808-10 電焊蓋面.1 選用焊條，2.5一層，3.2三層，其余用4.0。盡量采用小規(guī)格焊條，以便減小焊接線

10、能性量，降低晶粒粗化程度。.2電焊焊接工藝參數(shù)焊條規(guī)格2.53.24.0焊接電流/A80-100110-115140-180焊接電壓/V20-2220-2420-25 焊條脫渣性較差，層間注意清渣。3.6.3 氬弧焊打底推薦采用兩層氬弧焊打底。一、可防止打底焊縫被第一層焊條填充時燒穿；二、由于氬弧焊焊接線能量較小，會降低根部焊縫背部的氧化程度。如采用一層氬弧焊打底，則打底焊縫厚度應大于3mm，取3.3-3.5mm為宜，以避免根部產生收縮溝。3.6.4 合理控制管內保護氬氣流量P91鋼根部焊縫存在較大的背部氧化問題，必須采用背部充氬保護措施。一、為了取得良好的保護效果，要合理控制氬氣流量，一般控

11、制在8-10L/min為宜；二、要使管內氬氣有流動，以提高管內保護氬氣的純度，并可降低焊接接頭的熱輸入量。3.6.5 多層多道焊P91鋼要求采用小的焊接線能量，采用多層多道焊能夠實現(xiàn)。多層多道焊后層對前層得正火作用能細化晶粒。注意焊道排列順序“全位置焊先兩側后中間，橫焊交錯排列”。控制焊層厚度一般為焊條直徑為宜，焊道寬度一般為焊條直徑3倍為宜，最大不超過4倍。如焊接電流過大、焊層厚度過厚等原因造成焊接熱輸入量過大，則會引起晶粒粗化，劣化焊接接頭性能，用超聲波探傷時會出現(xiàn)晶間反射，從而形成一些鱗狀波。3.6.6 注意事項3.6.6.1對口前仔細檢查坡口的鈍邊是否合適，鈍邊厚度不能超過2mm。如果

12、鈍邊過大，由于母材合金含量高、鐵水流動性差，容易造成根部未熔。3.6.6.2 在焊口兩端管子中250-300mm處貼上兩可溶紙，以防充氬時氬氣從管道中流失，造成保護不良而產生根部過燒。3.6.6.3 對口間隙最好控制在3-4mm之間，間隙過小容易造成未焊透或間斷性根部未熔焊絲；間隙過大使得焊接操作困難，產生根部焊縫高低不平并伴隨未熔焊絲頭。3.6.6.4 在施焊的過程中，要把好充氬關。P91鋼由于合金含量高，根部焊縫容易過燒，所以對背部充氬保護要求高。P91鋼打底焊是關鍵，而打底焊質量好壞的關鍵是背部充氬保護的質量。向管內充氬后，要感覺氬氣從坡口間隙輕微返出，整個焊口可利用保溫棉封堵，撥開一段

13、焊接一段。.5 注意打底焊時的操作技術，不能象一般鋼材的焊接，送絲一定要均勻，背部焊縫成形，不能靠送焊絲的力量來突出根部，這樣根部焊縫容易產生未熔焊絲頭。鐵水過渡最好采用自由過渡。應當采用具有電流衰減特性的焊機，收頭時特別注意要把焊接電流衰減下來，填滿熔池后再坡口面上甩弧，防止產生弧坑裂紋。.6 電焊填充時第一道焊縫應盡能采用小規(guī)范焊接，防止打底焊縫燒穿。每一次都應衰減電流、待填滿熔池后再收弧。防止產生弧坑裂紋。.7 層道間需仔細清渣，可用鋒鋼鋸條或角磨機，不可用榔頭過重敲擊焊縫，以免產生裂紋。.8控制焊接電流使焊接線能量<25KJ/cm,同時采用多層多道焊以提高焊縫金屬韌性。4、焊條電

14、弧焊填充及蓋面4.1 電焊填充及蓋面應在氬弧焊打底結束后及時進行，保持一定的層間溫度以免裂紋等缺陷。層間溫度控制在200-300.采用直流反接法、兩人對稱焊接。4.2 第一二層電弧焊，采用3.2mm焊條，電流90-130A；在保證熔化良好的前提下，盡量減少焊接電流，嚴防燒穿氬弧焊打底焊縫。4.3 中間層和蓋面層采用43.0mm2mm焊條，電流12090-160A130A；各層接頭應相互錯開。4.4 除第一層外，采用多層多焊道焊接工藝，每層厚度不允許超過焊條直徑，焊條的擺動寬度不允許超過4倍的焊條直徑，嚴格控制焊條熱輸入量。4.5 焊條焊位置時，焊條基本不擺動，有利于減少焊接線能量，保證焊縫良好

15、的機械性能。焊接中應將每層的焊道的接頭錯開至少10mm，同時注意盡量焊的平滑，便于清渣和避免出現(xiàn)死角。4.6 焊接過程中必須加強層間清理、檢查工作，熔渣、飛濺剔除干凈，不得留有層間未熔合、夾渣等缺陷，尤其注意清理接頭及焊道兩側。上層檢驗合格后及時進行此層焊接。4.7 施焊中，特別注意接頭和收弧的質量，收弧時應將熔池填滿，避免產生弧坑裂紋。4.8 焊接電流大小應適中，不能為追求小的焊接線能量而盲目使用小電流。若焊接電流降得過低，由于熔池鐵水黏度大，流動性差，容易造成未焊透、未熔合。夾渣等缺陷。焊接電流控制在保證鐵水拉得開，熔池清晰，熔合良好，再次此前提下，提高焊接速度，減少焊層厚度，達到降低焊接

16、線能量的目的。4.9 壁厚70mm管道在焊接至25mm左右時，應停止焊接進行350、2h脫氫處理，后做100%射線檢驗，射線檢驗合格后再進行施焊。5、焊后熱處理5.1熱處理前必須有一段低溫等待時間，100以下左右保持2小時，確保得到100%馬氏體組織，并及時進行高溫會火處理。經焊后熱處理最終組織為回火馬氏體。5.2 P91鋼焊后熱處理加熱溫度為760750±10；升降速度130/h；溫度降至300以下可不控制；5.3 P91鋼焊接接頭焊后熱處理恒溫時間按壁厚25mm/h計算，但最少不得小于4小時，（壁厚小于30mm時恒溫時間最少不得小于3小時）；5.4 焊后熱處理的加熱寬度，從焊縫中心計算，每側不小于管子壁厚的3倍，且不小于60mm；5.5 熱處理的保溫寬度，從焊縫中心算起，每側不小于管道壁厚的5倍，且每側應比加熱器的安裝寬度增加不小于100mm，以減小溫度梯度；5.6 焊接熱處理保溫厚度以40-60mm為宜；5.7 熱電偶布設于管道外側采用捆扎式，在焊縫中心按圓周對稱位置，且不少于兩點；5.8 熱處理的測溫必須準確可靠，應采用自動溫度記錄。所用儀表、熱點偶及其附件，已按計量的要求進行標定或校驗；5.9 P91管焊接熱處理過程曲線如下圖所示。6、P91鋼焊接斷電應急措施6.1 由于P91鋼材焊接工藝的特殊性，為確保施工質量，施焊前在焊口附近預備