工程焊接工藝

1、目 錄1概述12編制依據(jù)13焊接方法及設備14焊接材料及烘干規(guī)范15焊接坡口形式及焊接電流參數(shù)26焊接工藝評定37 焊工資格38焊接工藝39中幅板的焊接310弓形邊緣板的焊接511罐頂?shù)暮附?12罐壁板立縫、環(huán)縫的焊接613底層壁板與弓形邊緣板環(huán)角縫的焊接614中幅板與弓形邊緣板的焊接715 盤管焊接716其它的焊接工藝措施717焊接要求818焊接檢驗919焊縫返修1020焊接管理資料1021焊接變形的矯正1022安全措施11鋼儲罐焊接施工工藝1概述 本工程為吐魯番市恒澤煤化有限公司新建煤焦油加工項目一期工程，設計單位為上海寶鋼工程技術(shù)集團有限公司，施工單位為九冶建設有限公司。吐魯番市恒澤煤化

2、有限公司原料油區(qū)設計為4臺VN5000m（T-6701ABCD）、2臺VN2000 m（T-6702AB）、2臺VN2000 m（T-6703AB），所用鋼板材質(zhì)Q235- B，罐壁厚度為614mm。鋼儲罐頂板及底板（除邊緣板）均為搭接，罐底邊緣板、罐壁立縫、環(huán)縫為對接。其主體結(jié)構(gòu)形式是錐底錐頂立式鋼儲罐，該結(jié)構(gòu)的主要特點是，焊接量大、焊接質(zhì)量要求高、焊接變形控制要求嚴，因此要求施工人員嚴格按照施工方案、施工技術(shù)交底卡進行施工。確保鋼儲罐優(yōu)質(zhì)、高效、按期完成。 2編制依據(jù) 1）JB/T4735-1997鋼制焊接常壓容器2）立式圓筒形鋼制焊接鋼儲罐施工及驗收規(guī)范GBJ128903）壓力容器無損檢

3、測JB4730944）石油化工鋼儲罐地基與基礎施工及驗收規(guī)范SH3528-935)壓力容器無損檢測JB4730-946)有關(guān)施工圖、招標文件及補充文件3焊接方法及設備焊接方法采用手工電弧焊、二氧化碳保護焊(環(huán)境允許的情況下可以使用)。焊接設備采用交流和直流400A和500A直流焊機 (500A主要用于碳弧氣刨清根)。 焊條烘干設備ZYH-60型。4焊接材料及烘干規(guī)范焊條選用：E4303（J422）焊條烘干規(guī)范：3504002h ，隨爐冷卻至150恒溫備用；5焊接坡口形式及焊接電流參數(shù) 焊接層次： 1)橫焊：板厚10mm以下焊三層， 12mm以上焊五層，見下圖 橫焊焊接電流參數(shù)表 板厚 10 焊

4、接層次焊條規(guī)格焊接電流（A）焊接電壓（v）焊接速(mm/min)1-3J4223.2100180242680150板厚12 焊接層次焊條規(guī)格焊接電流（A）焊接電壓（v）焊接速(mm/min)1-3J4224.01202402426801502)縱向焊縫：板厚12mm以下焊三層，12mm 以上焊四層，見下圖縱焊（立焊）焊接電流參數(shù)表 板厚10 焊接層次焊條規(guī)格焊接電流（A）焊接電壓（v）焊接速(mm/min)1-3J4223.29016020245090板厚 12 焊接層次焊條規(guī)格焊接電流（A）焊接電壓（v）焊接速(mm/min)1-4J4223.21001802024501006焊接工藝評定

5、按照JB4708-92鋼制壓力容器焊接工藝評定要求進行鋼儲罐的焊接工藝評定，鋼儲罐的焊接施工工藝按照合格的焊接工藝評定進行制定。7 焊工資格從事儲罐焊接的焊工必須具備規(guī)范所要求的焊工合格證，并且在合格項目范圍進行施焊.8焊接工藝1)儲罐的焊接順序（儲罐安裝采用倒裝法）中幅板焊接弓形邊緣板靠外緣部位焊縫的焊接罐頂預制焊接最上層罐壁板縱縫焊接儲罐其它層縱、環(huán)縫焊接罐頂與罐壁焊接最底層壁板與弓形邊緣板的環(huán)角縫焊接弓形邊緣板剩余對接焊縫的焊接中幅板與弓形邊緣板搭接縫 ( 收縮縫 ) 的焊接。2)焊接變形的控制9中幅板的焊接中幅板是由許多長方形鋼板拼成，為了防止變形，在每條焊縫焊接時都要保證工件在垂直焊

6、縫的方向（橫向）能夠自由收縮，以減少鋼板和焊縫中的內(nèi)應力，同時使熱量盡可能均勻分布，具體步驟如下：(1)中幅板焊接時，先焊短焊縫，后焊長焊縫，在焊接短焊焊縫時，要把這兩塊鋼板與周圍的所有固焊點去除再焊；長焊縫焊接時，不要把所有的焊縫全部拼接后再焊，而采拼一段焊一段完后再拼一段。先焊短焊縫，使中幅板短焊縫在自由狀態(tài)下進行，由內(nèi)向外焊接后，使罐底板變成若干可以自由收縮、基本無應力的中幅長條，再將各長條由內(nèi)向外焊接起來，也屬于在無約束的自由收縮狀態(tài)下成型，這樣引起的焊接波浪變形和焊接應力都較小；反之，先焊長縫，再短縫，必然會在焊接短縫時受到已焊的長縫限制，從而使焊接應力和變形變得較大。(2)中幅板每

7、條焊縫均分2N段，采用分段退焊法或分段跳焊法對稱施焊。這種焊接可縮小焊接區(qū)與結(jié)構(gòu)整體之間的溫差，減少構(gòu)件受熱和冷卻不均勻，能有效地消除應力、減少變形。采用分段退焊時，每一段長度約200mm,不宜過長，因每段焊縫是頭尾相接，前一段焊縫還沒完全冷卻下來，后一段焊縫的熱量又補充到前一段，給前一段退火的機會，消除應力、提高焊接質(zhì)量。(3)中幅板的焊接應由內(nèi)向外、由中心向四周方向進行，使內(nèi)部焊縫的縱向和橫向變形不受到外部焊縫的約束而降低變形。反之，則變形較大。(4)每條焊縫由兩名焊工同時沿著焊縫中心線對稱施焊，整個罐底的長焊縫焊接按底板橫向中心線對稱布置焊工，同時同速對稱施焊，先請名焊工在位置上對稱施焊

8、，當每名焊工焊約2m長的焊縫后，另外請名焊工在位置上進行對稱施焊，等2位置每名焊工焊約m 長的焊縫后，再請另外名焊工在位置上進行對稱施焊,依此類推。因為先焊的焊接變形大于后焊的焊接變形，若不同時對焊縫進行對稱焊接，會引起偏心應力而產(chǎn)生變形，對稱的變形就不能最大限度地抵消,同時也不符合由內(nèi)向外的焊接順序。 (5)中幅板應采用多層焊，一般采用底層和面的雙層焊。焊縫的收縮變形總是與焊縫的截面面積、線能量成正比，且面層的焊接變形受到底層焊縫的限制，變形收縮小，采用多層焊，線能量小，應力和變形比單層焊小。 (6)用剛性固定法（如加馬、碾壓等）對焊縫兩側(cè)進行加固，待冷卻后再拆除，增強焊縫剛度，減少焊縫的橫

9、向變形和角變形，但會增加焊接應力。10弓形邊緣板的焊接(1)邊緣板的焊接順序：先由外向內(nèi)對外側(cè)300mm長的徑向焊縫進行焊接，待底層壁板與邊緣板的大角焊縫焊接后再由外向內(nèi)焊內(nèi)側(cè)剩下部份。外側(cè)先焊為滿足工序需要，以免大角焊縫底下的邊緣板對接后而無法進行焊接，內(nèi)側(cè)部分后焊是給大角焊縫和邊緣板的外側(cè)焊縫所引起的變形留一定自由空間，防止內(nèi)側(cè)板受到約束翹起，產(chǎn)生變形，消除應力。(2)邊緣板采用外側(cè)?。?8mm）、內(nèi)側(cè)大（812mm）的不等間隙且?guī)|板的V形對接焊縫。邊緣板面積雖小，但焊接量大，是應力和收縮集中的部位，受到大角焊縫和外側(cè)邊緣板的焊縫雙重應力的作用而引起內(nèi)側(cè)收縮量比外側(cè)大，因此內(nèi)側(cè)間隙大。(

10、3)邊緣板的徑向焊接采用2N名焊工同時對稱由外到內(nèi)進行隔縫跳焊，第一條焊縫的第一層焊完后跳到第二條焊縫上焊，而不是在一條焊縫上各層焊完后再焊另一條，同一條焊縫采用分段退焊。(4)采用反變形法拼接邊緣板的對接焊縫。在墊板下安裝楔鐵的辦法，使反變形角控制在58的范圍內(nèi)，當環(huán)境溫度高，厚度大，反變形角小，反之，反變形角大。這種方法的目的是補償焊縫的角向收縮，使焊接后邊緣板平整，便于壁板與邊緣板的拼裝。弓形邊緣板對接焊縫的墊板，應與兩塊底板緊貼，間隙應小于 1mm。弓形邊緣板的對接焊縫，應由外向里分段退焊。弓形邊緣板的對接焊縫采用多名焊工均勻分布 , 對稱施焊。弓形邊緣板的對接焊縫焊接時，也應采用隔縫

11、跳焊。11罐頂?shù)暮附硬捎脧闹行南蛲夥侄翁福ê竷筛笚l , 隔兩根焊條）。采用倒流法焊接（即從上往下順坡焊接）。先罐頂內(nèi)側(cè)的斷續(xù)焊縫，后焊外部的連續(xù)焊縫。連續(xù)焊縫應先焊環(huán)向短焊縫，再焊徑向長焊縫。罐頂板和包邊角鋼的環(huán)角縫，應由幾名焊工對稱均勻地分布，沿同一方向采用分段退焊。（包邊角鋼自身連接必須采用全焊透的對接形式）。12罐壁板立縫、環(huán)縫的焊接在每條立焊縫內(nèi)側(cè)用四對馬鞍板、楔形鐵剛性固定。在環(huán)焊縫的兩側(cè)壁板上加設整圈的脹圈（弧形槽鋼）。坡口組對時間隙不可太小，若過小，清根太深，將造成焊接變形的不均勻性，這樣待焊側(cè)產(chǎn)生的變形將不能抵消已經(jīng)焊完一側(cè)的變形量從而造成焊接變形的不可恢復性。在焊接時立縫

12、采用分段退焊的方法，打底層34根焊條一段，填充層可以分為兩段，蓋面層可由底端焊接到頂端。立縫、環(huán)縫焊接時，幾名焊工在各自位置同時施焊，電流、電壓、焊接速度保持基本一致。只有當焊縫徹底冷卻后，才可撤出馬板、脹圈。13底層壁板與弓形邊緣板環(huán)角縫的焊接底層壁板與弓形邊緣板環(huán)角縫的焊接時，應由6-8名焊工均勻分布在罐四周，沿同一方向分段退焊，焊接規(guī)范基本保持一致。第一、二層400500mm為一段，蓋面層可以從頭至尾焊接完。采用內(nèi)外交錯焊法，即外部一層，內(nèi)部一層。14中幅板與弓形邊緣板的焊接（1）底層壁板與罐底邊板的角焊縫焊接完工后，再焊邊緣板的內(nèi)側(cè)焊縫，最后焊邊板與中板的連接縫。底層壁板與邊板連接角焊

13、縫的縱向收縮造成罐底周圍邊長的縮短而引起罐底邊緣板徑向收縮，該焊縫又是雙面角焊縫，焊接截面大，焊縫長，焊接收縮變形大，通常收縮量為515mm，為了罐底邊緣板自由收縮，中幅板不受限制，須按上述方法施焊，有效地控制了焊接應力及焊接的波浪變形，是底板施工中及其重要的一個環(huán)節(jié)。（2）中幅板與邊緣板的對接采用帶墊板V型對接焊，采用較大的對口間隙，這樣利用較大的焊接收縮力來增加邊緣板對中幅板的拉伸作用，能有效地平衡中幅板的焊接收縮力，使不利因素轉(zhuǎn)為有利因素。（3）中幅板與邊緣板的對接縫按圓周均分N區(qū)，由N名焊工同時同向?qū)ΨQ施焊，各區(qū)域內(nèi)的焊縫采用分段退焊法或分段跳焊法施焊。（4）中幅板與邊緣板的對接縫焊接

14、前，應除原有的固焊點和壁板與邊緣板的剛性支撐，切除多余的中幅板，以便中幅板與邊緣板能自由收縮。（5）焊接前，應將邊緣板與中幅板之間的夾具松開和鏟除定位焊點。15 盤管焊接由于盤管管徑小，厚度簿宜采用氬氣保護焊，以保證焊接質(zhì)量。16其它的焊接工藝措施（1）在保證焊接質(zhì)量的前提下，盡量采用較低的焊接電流，較小的坡口間隙和角度，較快的焊接速度。減少焊接截面積，降低焊接線能量，從而減少變形和應力。（2）焊接后采用緩慢的冷卻速度，使組織較均勻且細化，焊縫及熱影響區(qū)產(chǎn)生較多塑性和韌性較好的組織，而減少淬硬組織，降低脆性，提高焊縫的機械性能，同時減少焊接應力和變形。17焊接要求焊接坡口應根據(jù)圖樣要求進行加工

15、。焊接坡口應保持平整，不得有裂紋、分層、夾渣等缺陷，尺寸應符合圖樣規(guī)定。罐體焊縫組對尺寸偏差應符合規(guī)范要求。焊條按照規(guī)定烘干、保溫。定位焊縫不得有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷。避免強行組對，組裝后接頭需經(jīng)檢驗合格，方可施焊。焊接時應嚴格控制焊接線能量。板厚大于或等于6mm的搭接角焊縫，至少焊接兩遍。施焊前須將坡口表面和兩側(cè)至少20mm 范圍的油污 , 水份、鐵銹及其它有害雜質(zhì)清除干凈。焊接時應采用后退引弧法，焊接弧坑應填滿，多層焊的層間接頭要錯開，距離不低于100mm。層間清理要仔細，發(fā)現(xiàn)有可疑缺陷，必須清除干凈方能進入下一層焊接。應在坡口內(nèi)引弧，禁止在非焊接部位引弧。防止地線、電纜線、焊鉗與焊件打

16、弧。電弧擦傷處的弧坑須經(jīng)打磨，使其均勻過渡到母材表面，若打磨后的母材厚度小于規(guī)定值時，則須補焊。需焊透的角焊縫，根部應焊透。接弧處應保證熔合良好。每條焊縫應盡可能一次焊接完。焊接環(huán)境焊接環(huán)境出現(xiàn)下列任一情況時，須采取有效防護措施，否則不得施焊a.風速：大于8m/s；b.相對濕度大于90%；c.雨、雪環(huán)境；d.環(huán)境溫度低于-20；注：當氣溫高于30，且相對濕度超過85%時，不宜進行現(xiàn)場焊接。 18焊接檢驗1)外觀檢驗儲罐罐壁內(nèi)側(cè)焊縫的余高，不得大于 1mm，其它罐壁對接焊縫的余高：當12mm，縱向2.0mm，環(huán)向2.5mm；當12mm18mm，縱向3.0，環(huán)向3.5mm。罐底對接焊縫的余高2.0

17、mm。焊縫寬度，應按坡口寬度兩側(cè)各增加12mm。焊縫表面必須清渣。焊縫外觀及尺寸偏差應符合圖紙或GB9856-986焊接接頭的基本形式與尺寸要求。焊縫表面及熱影響區(qū)不得有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷。焊縫咬肉深度不得大于 0.5mm，其連續(xù)長度不得大100mm，每條焊縫咬邊總長度（焊縫兩側(cè)之和）不得超過該焊縫長度的10%。搭接角焊縫的焊腳尺寸應符合設計規(guī)定，外形應平滑過渡，咬邊深度不得大于0.5mm。對接接頭的錯變量應按規(guī)范要求。2)內(nèi)部檢驗從事儲罐無損探傷的人員，必須具有國家有關(guān)部門頒發(fā)的并與其工作相適應的資格證書。根據(jù)JB/T4735-1997的規(guī)定，分別對罐底、罐壁、罐頂進行檢測。邊緣板的每條

18、對接焊縫外端 300mm范圍內(nèi)應100%X射線探傷，并應符合 GB3323-87中級規(guī)定。罐底焊縫應采用真空箱法進行嚴密性試驗，試驗負壓值不得小于0.053Mpa，無滲漏為合格。19焊縫返修對需要焊接返修的缺陷，應當分析產(chǎn)生原因，按焊接工藝評定及返修工藝卡返修。焊縫同一部位返修次數(shù)不宜超過2次。返修前須將缺陷清除干凈，必要時可用探傷檢驗確定。待補焊部位應開寬度均勻、表面平整、便于施焊的凹槽，且兩端有一定的坡度。返修焊縫性能和質(zhì)量要求與原焊縫相同。20焊接管理資料焊縫排版圖，并記錄焊工代號焊材質(zhì)量證明書抄件焊工合格證抄件焊條保管記錄焊條烘干、發(fā)放、回收記錄焊條恒溫記錄氣象記錄焊縫表面質(zhì)檢記錄無損探傷報告21焊接變形的矯正雖然采取設計和工藝的預防措施可減少焊接變形，但焊接變形是不可避免的，為了更有效地控制焊接變形，在焊接后可采用機械矯正法和火焰矯正法進行矯正。1）機械矯正法機械矯正法控制罐底變形的原理：利用外使受力部位產(chǎn)生冷塑性拉伸變形，將尺寸較短部位加以伸展，使之與尺寸較長部位相適應,從而恢復所要求的形狀。罐底機械矯正的方法主要有沿著焊縫及其熱影響區(qū)鍛打的錘擊法，錘擊方向由外向內(nèi)，錘擊點由外到內(nèi)逐漸減少，這樣有利于伸長，反之，伸長受阻礙，底板越受錘擊其變形越大。但在施工時要