P管材焊接全過程控制工法

1、P92管材焊接全過程控制工法 執(zhí)筆人： 劉云江西火電建設(shè)公司目 錄1 工法特點(diǎn)12 施工要點(diǎn)13 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)84 平安技術(shù)措施95 勞動(dòng)組織及人員資格要求96 主要施工機(jī)具及測(cè)量設(shè)備107 應(yīng)用實(shí)例10T/P92鋼是在TP91鋼的根底上改進(jìn)開發(fā)出來(lái)的新鋼種，化學(xué)成份上適當(dāng)降低了鉬元素的含量(O5Mo)，同時(shí)參加一定量的鎢(17W)以將材料的鉬當(dāng)量(Mo+0.5w)從P91鋼的1提高到約15，該鋼還加人了適量的硼元素。經(jīng)上述合金化改進(jìn)后，與其它鉻一鉬耐熱鋼相比P92鋼的耐高溫腐蝕和氧化性能與9Cr鋼相似，但材料的高溫強(qiáng)度和蠕變性能得到了進(jìn)一步提高。由此帶來(lái)的主要優(yōu)點(diǎn)是在相同的工作溫度、壓力或設(shè)計(jì)壽

2、命條件下，能夠進(jìn)一步降低電站鍋爐及管道系統(tǒng)的重量或者在同樣的結(jié)構(gòu)尺寸下，進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作溫度，從而提高系統(tǒng)的熱效率。P92鋼屬馬氏體鋼，具有一定冷裂傾向和接頭脆化傾向。因而對(duì)焊接工藝和熱處理工藝有嚴(yán)格的要求，操作技術(shù)上也有一些特點(diǎn)。1. 工法特點(diǎn)P92鋼材焊接控制要點(diǎn)主要有幾點(diǎn)：焊工技能水平、充氬保護(hù)、焊前預(yù)熱、層間溫度控制、焊后熱處理。2. 施工要點(diǎn)2.1 主要工序準(zhǔn)備工作：焊接工藝評(píng)定編制焊接及熱處理工藝卡技術(shù)交底焊工崗前訓(xùn)練檢查焊接材料是否合格焊條烘焙檢查氬氣和氧氣、電焊機(jī)、熱處理設(shè)備等儀器儀表是否準(zhǔn)確坡口清理著色檢查坡口充氬保護(hù)氣室制作焊接及熱處理過程：點(diǎn)固焊前烘烤預(yù)熱焊口點(diǎn)固

3、焊前預(yù)熱充氬焊接打底層焊接填充蓋面層間溫度監(jiān)控焊工自檢熱處理質(zhì)量檢查：工地質(zhì)量檢驗(yàn)著色檢查硬度檢驗(yàn)UT檢驗(yàn)。2.2 施工要點(diǎn)2.2.1 焊接工藝評(píng)定已由公司焊接培訓(xùn)中心完成，焊接工藝評(píng)定編號(hào)為HP-1192G、HP-1205G，規(guī)格為384.35×47.18，外觀、無(wú)損探傷、拉伸試驗(yàn)、彎曲試驗(yàn)、沖擊試驗(yàn)、金相檢驗(yàn)、硬度檢驗(yàn)、理化檢驗(yàn)均合。格該工藝評(píng)定適用于管徑192.175mm，厚度35.385mm，類級(jí)號(hào)為B-SA-335P92的焊接施工。2.2.2 按照工藝評(píng)定編制焊接及熱處理工藝卡，對(duì)所有參與P92鋼材焊接及熱處理的人員進(jìn)行技術(shù)交底，焊工崗前訓(xùn)練亦應(yīng)按照正式焊接時(shí)工藝進(jìn)行訓(xùn)練，

4、對(duì)P92焊絲及焊條抽樣光譜檢查是否合格，檢查氬氣和氧氣、電焊機(jī)、熱處理設(shè)備等儀器儀表是否準(zhǔn)確。2.2.3 坡口清理及著色檢查:管道坡口形狀按實(shí)際供貨，對(duì)口時(shí)要求坡口外表平整，不得有裂紋、分層、夾雜、坡口破損及毛刺等缺陷，坡口修整時(shí)，可使用角向砂輪機(jī)等輕便工具，坡口及其內(nèi)外壁兩側(cè)1520mm 范圍內(nèi)應(yīng)將水、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(nèi)壁齊平，遇有管子內(nèi)壁錯(cuò)口值超過1mm 或兩側(cè)壁厚不同時(shí)，應(yīng)按DL869/T-2004 規(guī)定處理。對(duì)口后應(yīng)對(duì)坡口及其內(nèi)外壁兩側(cè)1520mm 范圍內(nèi)進(jìn)行著色檢查是否有裂紋、分層等缺陷。2.2.4 充氬保護(hù)氣室制作為防止根層焊縫金屬氧化

5、，氬弧焊打底及焊條填充第一層焊道時(shí)，應(yīng)在管子內(nèi)壁充氬氣保護(hù)。充氬保護(hù)范圍以坡口中心為準(zhǔn)，每側(cè)各300400mm，在對(duì)口之前以可溶紙或其它可溶材料，用耐高溫膠帶粘牢，焊口兩側(cè)各貼兩層，做成密封氣室，并檢查粘貼是否嚴(yán)密，氣室如以下圖1所示： 圖1：充氬保護(hù)氣室2.2.5 焊前預(yù)熱 氬弧焊的預(yù)熱推薦溫度為150200，層間溫度應(yīng)控制在200250，溫度升至預(yù)熱溫度后且保溫至少30min，使之內(nèi)外壁均勻。升溫速度與熱處理是一致且120/h。2.2.6 點(diǎn)焊 2.2.6.1點(diǎn)固焊時(shí)，采用的焊接工藝、焊接材料、預(yù)熱溫度等應(yīng)與正式施焊時(shí)相通。點(diǎn)固焊和施焊過程中，不得在管子外表引燃電弧試驗(yàn)電流。2.2.6.2

6、 點(diǎn)固焊時(shí)，可采用“定位塊法點(diǎn)固在坡口內(nèi)，點(diǎn)固焊不少于3點(diǎn)，點(diǎn)固焊用的“定位塊應(yīng)選用含碳量小于O.25鋼材為宜。最好采用與母材相同的T/P91、T/P92材質(zhì)塊。如沒有現(xiàn)成的T/P91、T/P92材質(zhì)塊，可用普通試塊在試塊外表用T/P91、T/P92對(duì)應(yīng)焊材敷焊制作，敷焊好后打磨工整，且敷焊厚度不少于4mm。2.2.6.3 焊接過程中，施焊至“定位塊處時(shí)，應(yīng)將“定位塊除掉，并將焊點(diǎn)用砂輪機(jī)磨掉.不得留有焊疤等痕跡。并以肉眼或低倍放大鏡檢查，確認(rèn)無(wú)裂紋等缺陷后，方可繼續(xù)施焊。2.2.6.4在對(duì)口根部點(diǎn)固焊時(shí)，點(diǎn)固焊后應(yīng)檢查各焊點(diǎn)質(zhì)量，如有缺陷應(yīng)立即用機(jī)械方法去除，重新進(jìn)行點(diǎn)固焊。2.2.6.6點(diǎn)

7、固焊直接在坡口內(nèi)進(jìn)行的，點(diǎn)固焊長(zhǎng)度為1520mm，高度34mm。焊點(diǎn)兩端應(yīng)修成緩坡形，以保證焊接時(shí)的接頭質(zhì)量。2.2.6.7 焊接前應(yīng)先將所有點(diǎn)固焊道的兩端頭修磨好，防止焊接時(shí)接頭出現(xiàn)未熔合。嚴(yán)禁在被焊工件外表引燃電弧、試驗(yàn)電流或隨意焊接臨時(shí)支撐物。2.2.7 充氬保護(hù) 2.2.7.1 氬氣使用前按批次抽測(cè)氬氣純度，其純度在99.95%以上。2.2.7.2從進(jìn)氣孔進(jìn)行充氬保護(hù)，開始流量可為1020Lmin，充氬20min以上通過觀察打火機(jī)熄滅情況判斷保護(hù)效果，滿足要求前方可施焊。施焊過程中流量應(yīng)保持在810Lmin。焊口處用高溫鋁箔膠帶或高溫塑料膠帶密封，撕開一段，焊接一段。當(dāng)焊縫的焊層厚度超

8、過810mm時(shí)才可以停止充氬保護(hù)過程。當(dāng)點(diǎn)焊縫作為充氣保護(hù)接頭最終焊縫的一局部時(shí)，點(diǎn)焊時(shí)也要進(jìn)行反面充氬保護(hù)。2.2.8 焊接 焊接線能量輸入量對(duì)焊接接頭沖擊韌性有較大影響,因此焊接過程中應(yīng)采用多層多道、小直徑、較小的電流及較快的速度焊接。2.2.8.1 環(huán)境要求： a、允許進(jìn)行焊接操作的最低環(huán)境溫度為5； b、應(yīng)采取措施減小焊接場(chǎng)所的風(fēng)力，Ws2m/s，Ds8m/s；c、焊接現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)該具有防潮、防雨、防雪設(shè)施。2.2.8.2焊接方法采用Ws/Ds，鎢極氬弧焊的焊絲：Thermanit MTS616ER90S-G，直徑2.4mm。焊條：Thermanit MTS616E9015-G，直徑2.5m

9、m、3.2mm，鎢棒：宜選用鈰鎢極或鑭鎢極，直徑2.5mm。氬弧焊絲使用前應(yīng)除去外表油、垢等贓物，保持潔凈；焊條除按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定保管外，使用前應(yīng)進(jìn)行烘焙，溫度和時(shí)間按使用說明書進(jìn)行，使用中應(yīng)放在保溫80120的便攜式保溫筒內(nèi)隨用隨取,焊條保溫筒應(yīng)接上電源確保溫度在80120之間。2.2.8.3 焊道布置見以下圖2 圖2：P92焊口焊道布置示意圖2.2.8.4 氬弧焊Ws打底參數(shù)見下表一焊接位置焊層數(shù)(層)預(yù)熱溫度 ()層間溫度()焊接電流(A)電弧電壓 (v)焊接速度(mmmin)填充厚度(mm)2G12150-20020025090130101425552.83.25G12150-20020

10、025090130101550802.83.2注：P92鋼氬弧焊打底至少二層，焊絲選用2.4mm，鎢極為2.5mm，氬氣流量為810Lmin，背部保護(hù)氬氣流量為1020Lmin。2.2.8.5 電焊蓋面及填充焊Ds參數(shù)見下表二焊接位置焊層數(shù)(層)焊條直徑(mm)預(yù)熱溫度 ()層間溫度()焊接電流(A)電弧電壓 (v)焊接速度(mmmin)填充厚度(mm)2G352.5200-25020025070902024901503.22G填充3.2200-2502002509013020261101703.22G蓋面3.2200-2502002509013020261202003.25G352.5200

11、-25020025070902024701303.25G填充3.2200-25020025011013020241101703.25G蓋面3.2200-2502002509013020241402203.2注：焊條填充第35層焊道時(shí)應(yīng)在管子內(nèi)壁充氬氣保護(hù)，背部保護(hù)氬氣流量為1020Lmin，拖后保護(hù)氬氣流量為810Lmin。2.2.8.6 層間溫度的控制：層間溫度的測(cè)定，宜選用便攜式測(cè)溫儀器在起焊點(diǎn)前50mm處測(cè)量，最正確層間溫度控制在210230，每焊接一層測(cè)量一次,并做好監(jiān)控記錄，溫度超過立即停止施焊。2.2.8.7 氬弧焊Ws打底時(shí)考前須知：a)無(wú)論在什么位置的焊接,鎢極都要垂直于管子的

12、軸心。b) 采用內(nèi)填絲法焊接，焊槍呈鋸齒形擺動(dòng)，在兩側(cè)適當(dāng)停留，填絲動(dòng)作要穩(wěn)；采用內(nèi)填絲法焊接，焊槍呈鋸齒形擺動(dòng)，在兩側(cè)適當(dāng)停留，填絲動(dòng)作要穩(wěn)；填絲過程中切勿擾亂氬氣氣流,停弧時(shí)要注意讓氬氣保護(hù)熔池,防止焊縫氧化。c收弧電流要較小,將弧坑填滿后向坡口邊緣收弧,以防止弧坑裂紋,間斷時(shí)用手電筒檢查打底層質(zhì)量,發(fā)現(xiàn)缺陷立即去除,確保根部焊透；d因P92含有很多的合金元素,焊接時(shí)產(chǎn)生較多的熔渣,每次熄弧后必須打磨熄弧處方可再焊。2.2.8.8 電焊填充焊及蓋面Ds時(shí)考前須知：a為減少焊接應(yīng)力與變形，直徑>194mm的管道宜采用兩人對(duì)稱焊接。同時(shí)，注意不得兩人同時(shí)在一處收頭 。以免局部溫度過高影響

13、施焊質(zhì)量；b焊接操作中采用小擺動(dòng)、薄焊道、快焊速、多層多道焊工藝，手工電弧焊單層單道厚度不大于焊條直徑，擺動(dòng)寬度不大于焊條直徑的4倍；c每層焊道接頭錯(cuò)開1015mm，同時(shí)應(yīng)盡量焊的平滑，便于清渣和防止出現(xiàn)“死角；每層每道焊縫焊接完畢后，應(yīng)用砂輪機(jī)或鋼絲刷將焊渣、飛濺等雜物清理干凈(尤應(yīng)注意中間接頭和坡口邊緣)，經(jīng)自檢合格后，方可焊接次層，直至完成；d由于P92鋼易出現(xiàn)冷裂紋和弧坑裂紋，因此焊接時(shí)應(yīng)注意將弧坑填滿，可以采用逐漸減少電流或采用斷弧疊加法收弧。e)焊口必須一次焊接完成，采用二班或三班倒。2.2.9 焊后熱處理工藝P92焊接完成后，不能直接進(jìn)行熱處理和直接冷卻至室溫，P92的Mf馬氏體

14、終止轉(zhuǎn)變溫度點(diǎn)為120，因此設(shè)定在焊接完成后，焊縫金屬緩冷至100-80，保溫2h，這樣可使殘留的奧氏體組織完全轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體組織。防止在熱處理后這些剩余奧氏體轉(zhuǎn)變成脆而硬的未回火馬氏體組織，并且有利于釋放焊接剩余應(yīng)力，防止氫致應(yīng)力腐蝕裂紋的產(chǎn)生。2.2.9.1 環(huán)境要求a、 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)該具有防潮、防雨、防雪設(shè)施，特別是垂直管道要防止雨水滲漏到熱處理區(qū)域；b、 熱處理過程中應(yīng)防止斷電；熱處理過程中應(yīng)派專人監(jiān)護(hù)熱處理設(shè)備。2.2.9.2 焊后熱處理溫度及升降溫速度曲線圖見以下圖3 圖3：P92預(yù)熱及熱處理曲線圖說明：P92鋼對(duì)接接頭焊后熱處理推薦溫度為760±10，焊后熱處理的升、降溫速度一

15、般可按250×25/壁厚/h計(jì)算，且升溫速度120h為宜，降溫速度150h為宜，降溫至300以下時(shí)，可不控制，在保溫層內(nèi)冷卻至室溫。后熱處理一般可不進(jìn)行。如有特殊要求或需要進(jìn)行后熱處理時(shí)參數(shù)要求按?T/P91鋼焊接工藝導(dǎo)那么?規(guī)定進(jìn)行。2.2.9.3 加熱寬度及保溫寬度 加熱區(qū)寬度及保溫寬度按照“?T/P92鋼焊接指導(dǎo)性工藝?2007國(guó)電焊接信息字第002號(hào)的要求實(shí)施。2.2.9.4 恒溫時(shí)間 P92大徑管恒溫時(shí)間為2.5h/25mm,且不得小于4小時(shí)。2.2.9.5 控溫區(qū)數(shù)量及熱電偶布置 水平布置管道推薦的控溫區(qū)數(shù)量和熱電偶的位置如下表三管道工稱尺寸DN推薦的控溫區(qū)數(shù)量和熱電偶的

16、位置150以下1 個(gè)控溫區(qū)，控溫?zé)犭娕嘉挥?2:00200-3002 個(gè)控溫區(qū)，控溫?zé)犭娕嘉挥?2:00 和6:00350-4503 個(gè)控溫區(qū)，熱電偶位于11:00、1:00 和6:00500-7004 個(gè)控溫區(qū)，熱電偶位于12:00、3:00、6:00 和9:00750以上控溫區(qū)的數(shù)量和熱電偶由加熱器的周向?qū)挾却_定垂直布置管道在焊縫的上下部采用獨(dú)立的控溫加熱區(qū)；在焊縫上部和下部區(qū)域安裝監(jiān)測(cè)熱電偶能夠確定溫度是否到達(dá)設(shè)定值。熱電偶安裝采用捆綁式，端點(diǎn)距離焊縫20處mm。2.2.9.6 熱處理時(shí)的溫度控制由于熱處理時(shí)上部溫度高于下部，對(duì)于水平布置管道有以下5種方法：、 科適當(dāng)將下部保溫材料厚度加

17、厚以減少下部的散熱；、 將12:00方向溫度調(diào)節(jié)在許可溫度的高側(cè)，如765；、 增加周向控溫區(qū)數(shù)量；、 增加內(nèi)部保溫，如將焊口兩端管口封堵；、 采用偏心加熱器6:00寬度大于12:00。 一般采用前三種，但不管采用何種途徑，都必須對(duì)12:00和6:00位置的溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。對(duì)于垂直布置的管道可采用以下三種方法調(diào)節(jié)溫度的均勻性：、 在焊縫上下部采用獨(dú)立的控溫加熱區(qū)；、 將加熱器中心向下偏移，如加熱帶60%布置在下部；、 在焊縫下部的保溫寬度可適當(dāng)比上部寬。 布置在焊縫上部和下部區(qū)域的熱電偶可監(jiān)測(cè)確定溫度是否在設(shè)定值內(nèi)。2.2.9.7 后熱處理在焊接過程被迫停止或焊后未能及時(shí)進(jìn)行熱處理，應(yīng)作后熱處理

18、，其溫度為300-350，恒溫時(shí)間2h，其加熱范圍與熱處理要求相同。以此確保擴(kuò)散氫的充分逸出。2.2.10 著色檢查 焊接完成后應(yīng)對(duì)收弧處打磨著色檢查是否存在弧坑裂紋，假設(shè)存在弧坑裂紋須打磨收弧處，直至弧坑裂紋消失，假設(shè)打磨深度較深，那么須補(bǔ)焊到和焊縫高度一致。2.2.11 硬度檢驗(yàn) 硬度檢驗(yàn)每個(gè)焊口檢查四個(gè)點(diǎn) ，每個(gè)點(diǎn)分別檢查焊縫、母材、熱影響區(qū)三個(gè)區(qū)的硬度，看是否超標(biāo)并形成記錄。P92硬度在180-250HB之間為合格。2.2.12 超聲波UT檢驗(yàn) 硬度檢查合格后對(duì)焊口進(jìn)行100%UT檢驗(yàn)，形成報(bào)告。3質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)按本工法施工及自檢應(yīng)執(zhí)行以下標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程及標(biāo)準(zhǔn)：3.1 DL/T869-2004?

19、火力發(fā)電廠焊接技術(shù)規(guī)程?；3.2 DL/T 819-2002 ?火力發(fā)電廠焊接熱處理技術(shù)規(guī)程?；3.3 DL/T 820-2002?管道焊接接頭超聲波檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)程?；3.4 DL/T679-1999?焊工技術(shù)考核規(guī)程?及國(guó)質(zhì)檢鍋【2002】109號(hào)?鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試與管理規(guī)那么?；3.5 國(guó)家電力公司?T91/P91鋼焊接工藝導(dǎo)那么?及?T/P92鋼焊接指導(dǎo)性工藝?2007國(guó)電焊接信息字第002號(hào)；3.6 電力部?火電施工質(zhì)量檢驗(yàn)及評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)?焊接篇 19964. 平安技術(shù)措施4.1 施工人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)必須正確佩戴平安帽。4.2 特種作業(yè)人員須持證上崗。4.3 進(jìn)行焊接、切割與熱處

20、理的作業(yè)時(shí)，作業(yè)人員穿戴專用護(hù)目鏡、工作服、絕緣鞋、皮手套等符合專用防護(hù)要求的勞動(dòng)防護(hù)用品。4.4 進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)，應(yīng)有防止觸電、爆炸和防止金屬飛濺引起火災(zāi)的措施。4.5 電焊機(jī)一次側(cè)電源線、二次線絕緣必須良好，氧氣軟管、乙炔氣軟管不得與電焊線敷設(shè)在一塊或絞織在一起。4.6 熱處理作業(yè)時(shí)應(yīng)遵守施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)電器設(shè)備、易燃易爆物品的平安規(guī)定，工作場(chǎng)所應(yīng)放置足夠數(shù)量的滅火器材并設(shè)置高溫、有電等警示牌，并用紅線示警隔離。5.勞動(dòng)力組織及人員資格要求序號(hào)工種名稱人員數(shù)人主要工作內(nèi)容1技術(shù)員1負(fù)責(zé)編制焊接工藝卡及熱處理工藝卡2質(zhì)檢員2工地及質(zhì)管部各一人，負(fù)責(zé)檢查外觀質(zhì)量和監(jiān)控焊接及熱處理過程3焊工4每個(gè)焊口必須配備至少4名具有P92焊接資質(zhì)的焊工4熱處理人員3焊口的熱處理工作5無(wú)損檢驗(yàn)員具有著色、光譜、硬度、超聲檢驗(yàn)資格證人員資格要求：5.1 焊接人員資質(zhì)要求5.1.1. 焊接技術(shù)負(fù)責(zé)人應(yīng)由取得焊接專業(yè)中級(jí)職稱及以上人員擔(dān)任。5.1.2 質(zhì)檢人員應(yīng)持有電力行業(yè)頒發(fā)的焊接質(zhì)檢員證。5.1.3 擔(dān)任P92 鋼管焊接的焊工，應(yīng)為已熟練掌握P91 鋼焊接技術(shù)的焊工，并進(jìn)行相應(yīng)的專項(xiàng)考試后，才能從事相應(yīng)焊接工作。焊工焊前的