46鎳材管道專項(xiàng)施工方案

1、天業(yè)三期特種樹脂項(xiàng)目 鎳材管道施工方案制:審孑核:全:準(zhǔn):中化第十三建設(shè)有限公司新疆天業(yè)三期特種樹脂項(xiàng)目經(jīng)理部2013年11月23日 1. 編制說明2. 編制依據(jù)3. 焊接性能鎳管道施工工序流程鎳管道焊接材料要求及焊接技術(shù)要求焊接參數(shù)的確定7. 焊前準(zhǔn)備8.焊接工藝要求9.焊縫返修10.鎳管施工過程中應(yīng)注意的問題11.鎳管季節(jié)性施工技術(shù)措施1012.鎳管質(zhì)量檢驗(yàn)101. 編制說明 本方案僅適用于新疆天業(yè)三期特種樹脂項(xiàng)目鎳材管道的施工。2. 編制依據(jù)2.12.22.32.42.52.62.72.8工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范 GB50235-2010 石油化工劇毒、可燃介質(zhì)管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)

2、范 SH/T3517-2001 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范 GB50236-2011 鋼熔化焊對(duì)接接頭射線照相和質(zhì)量分級(jí) GB3323-2005 脫脂工程施工及驗(yàn)收規(guī)范 HG20202-2002 石油化工鎳奧氏體鋼、鐵鎳合金和鎳合金管道焊接規(guī)程 SH/T3523-2009 鎳及鎳合金焊條 鎳及鎳合金焊絲GB/T13814-2008GB/T15620-20083. 焊接性能耐高溫性能好，而不銹鋼在500800C溫度區(qū)間會(huì)發(fā)生晶Ni-Cr-Fe 系代表合金，公鎳是一種稀貴金屬， 間腐蝕，強(qiáng)度下降。鎳是一種以鎳為基體的耐蝕合金，是 稱成份為 72Ni-15Cr-8Fe ，具有耐高溫氧化

3、和耐氯離子介質(zhì)的應(yīng)力腐蝕性能。成功的 應(yīng)用于制造化學(xué)和食品加工設(shè)備以及熱處理設(shè)備等。鎳基耐蝕合金的焊接特點(diǎn)與鉻鎳奧氏體不銹鋼相似，存在的主要問題是由于鎳 基耐蝕合金導(dǎo)熱性、 導(dǎo)電性差、 金屬熔化狀態(tài)時(shí)流動(dòng)性差， 在焊接時(shí)易產(chǎn)生焊接熱裂 紋、氣孔、晶間腐蝕等缺陷。但又由于鎳屬于高鎳合金，所以它的焊接難度又要大于 鉻鎳奧氏體不銹鋼。易產(chǎn)生以下焊接缺陷：焊接熱裂紋： 對(duì)比不銹鋼， 鎳的焊接熱裂紋試驗(yàn)表明， 它具有高的焊接熱裂紋 敏感性，在弧坑易產(chǎn)生火口裂紋。晶間液膜是引發(fā)鎳基合金單相奧氏體焊縫凝固裂紋的最主要的冶金因素。 嚴(yán)格 控制耐蝕合金、焊絲、焊條中的硫含量，防止有害元素混入焊縫中。焊前徹底清洗

4、是 必需的工序， 特別是對(duì)含有硫或鉛的一些污物的徹底清除。 提高錳含量能擴(kuò)大一些有 害元素， 如磷等的溶解度極限。 因而正確選用與母材相匹配的焊接材料、 提高焊接材 料的錳含量、提高焊接材料的純度是防止焊接熱裂紋的重要措施。焊接區(qū)的應(yīng)變或應(yīng)變速率是影響產(chǎn)生焊接熱裂紋的力學(xué)因素。 一般情況下采用 合理的裝配與焊接次序、 選用較小的線能量、 及時(shí)填滿弧坑等工藝措施對(duì)防止熱裂紋 均是有益的。預(yù)熱和后熱對(duì)防止熱裂紋作用不大，一般不推薦。氣孔：鎳基耐蝕合金的固液相溫度間距小， 流動(dòng)性偏低， 在焊接快速冷卻凝固 結(jié)晶條件下，極易產(chǎn)生焊縫氣孔。和低碳鋼、低合金鋼焊接相比，鎳基耐蝕合金氧化 性焊接氣氛對(duì)氣孔形

5、成機(jī)率影響更大些， 但在還原性較大時(shí)， 對(duì)氫氣也是敏感的。 在 焊接前必須清除坡口及其近區(qū)的氧化皮、 各種涂料油漆等， 其目的之一就是防止焊縫以改善保護(hù)氣體避免焊接區(qū)在高清理及坡口尺寸卡屯化處理7管氣孔。有時(shí)，GTAV焊接鎳基合金時(shí)還向氬氣中特別混入 5%勺氫氣, 的還原性來消除或減少焊接氣孔。3.2.5焊接區(qū)的腐蝕傾向：在焊接鎳基耐蝕合金時(shí)應(yīng)注意快速冷卻、 溫時(shí)停留過長(zhǎng)，以防止焊接區(qū)在使用過程中產(chǎn)生晶間腐蝕。鎳管道施工工序流程施工準(zhǔn)備7管材檢驗(yàn)7下料7坡口加工7焊絲、坡口表面脫脂、修整-焊件組對(duì)-施焊-焊縫外觀檢查-焊縫射線檢查焊縫表面酸洗、道試壓-系統(tǒng)吹掃鎳管道焊接材料要求及焊接技術(shù)要求5

6、.1焊接材料的選用5.1.1焊條使用前應(yīng)按焊條說明書的要求進(jìn)行烘烤，若無規(guī)定要求時(shí)按下表5-1所示要求進(jìn)行烘烤表5-1焊條類別烘干溫度計(jì)（C）恒溫時(shí)間（h）低氫型200-2502鈦鈣型15015.1.2烘烤后的焊條應(yīng)貯存在120C的恒溫箱內(nèi)，焊工領(lǐng)用應(yīng)使用保溫筒，如領(lǐng)出時(shí) 間超過4小時(shí)應(yīng)重新烘烤，但重復(fù)烘烤次數(shù)不得超過2次。5.1.3常用鎳鐵合金、鎳合金焊材選用見下表5-2常用鎳鐵合金、鎳合金焊材選用表序號(hào)母材焊條焊絲1Nicke1200ENi-1ERNi-12Mone1400ENiCu-7ERCu-73Incon e1600En iGrFe-1ERNGRiFe-54Incon e1625En

7、 iGrMo-3ERNiGrMo-35In coloy800En iGrFe-2 TEW21/33 德TEW21/33SG德6Incoloy800H、Incoloy800HTEn iCoMo-1 美ENiCoMo-1 美7In coloy825ERNiFeGr-18Hastelloy BEn iMo-1ERNiMo-19Hastelloy B2ENiMo-7ERNiMo-710Hastelloy C276ENGriMo-4ERNiGrMo-411Hastelloy C4ENGriMo-7ERNiGrMo-712Hastelloy GENGriMo-1ERNiGrMo-113Hastelloy

8、G2ERNiGrMo-814Hastelloy XEn iGrMo-2ERNiGrMo-215HT30E33OHER330鎳材焊接技術(shù)要求5.2.1焊縫組對(duì)與定位焊接521.1管子及管件組對(duì)前應(yīng)用手工或機(jī)械方法清理其內(nèi)外表面，在坡口邊緣20mm范圍內(nèi)不得有油漆、毛刺、鑄造垢皮及其它對(duì)焊接有影響的物質(zhì)，并采用有機(jī)溶劑清洗，待溶劑揮發(fā)完可進(jìn)行組對(duì)和定位焊。管及管件組對(duì)應(yīng)符合下列要求當(dāng)壁厚相同時(shí)，其內(nèi)壁應(yīng)平齊，內(nèi)壁錯(cuò)邊量不得大于0. 5mm壁厚不同，內(nèi)壁差0. 5mn或外壁差大于2mn時(shí)，按下圖所示的要求加工。B、45L5.2.1.2不RS厚強(qiáng)子和管件的加工要寢.3定位焊焊接工藝應(yīng)與正式焊接工藝相同

9、，當(dāng)定位焊縫作為正式焊縫的組成部 分時(shí)應(yīng)符合下列規(guī)定：A、若用實(shí)芯焊絲鎢極氬弧焊進(jìn)行定位焊接，焊縫背面應(yīng)進(jìn)行充氬保護(hù)。B、定位焊縫的長(zhǎng)度宜為1015mm,且不宜超過壁厚的2/3。C、定位焊縫應(yīng)對(duì)稱均勻分布不宜少于 3點(diǎn)，正式焊接前應(yīng)將定位焊縫兩端磨削 管焊道氤子 規(guī) 格DN100及以下DN150可選打底層鎢極氬弧焊鎢極氬弧焊填充層/手工電弧焊蓋面層鎢極氬弧焊手工電弧焊成便于引弧的斜坡。正式焊接推薦按下圖3. 2. 1. 3所示方法引弧。轉(zhuǎn)動(dòng)肓向起弧處O起聊處轉(zhuǎn)動(dòng)焊水平固定焊5.2.1.4 組對(duì)使用的工裝卡具一般不允許焊接在管子上，如果卡具必須焊接在管子上才能組對(duì)時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：卡具與管子、

10、焊接材料的化學(xué)成份應(yīng)相同。焊接時(shí)的工藝與正式焊接工藝相同?？ň卟鸪龖?yīng)用砂輪磨去，不得采用敲打、掰扭等方法。管子及管件組對(duì)定位后應(yīng)及時(shí)焊接。施焊焊接方法可根據(jù)管子厚度、坡口型式組對(duì)情況，選定鎢極氬弧焊或鎢極氬弧A、B、C、5.2.25.2.2.1焊打底，手工電弧焊填充、蓋面的焊接方法。5.2.2.2焊接時(shí)在保證焊透和熔合良好的前提下、在工藝參數(shù)范圍內(nèi)，盡量采用小的焊接線能量、短電弧、不擺動(dòng)或小擺動(dòng)的操作方法。5.2.2.3 鎳及鎳合金管道焊接時(shí)應(yīng)采用評(píng)定合格的工藝參數(shù)進(jìn)行焊接 鎳管的焊接可采用鎢極氬弧焊，也可采用手工電弧焊。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)鎳管的焊接，采 用的焊接方法見下表：2、焊接材料的選擇焊接材$D

11、N100及以下DN150焊絲ERNGRiFe-3ERNGRiFe-5焊條/En iGrFe-1氬氣高純M( 99.997%)高純M( 99.997%)焊條ENiCrFe-1根據(jù)焊條使用說明書進(jìn)行烘烤，烘烤溫度300C，恒溫時(shí)間2小時(shí)。當(dāng)焊件較厚需多層焊應(yīng)符合下列規(guī)定：A、除打底焊外其余焊層宜采用多道焊。B、層間溫度應(yīng)小于100 C。C每一層每一道焊完后均應(yīng)徹底清除焊道面的熔渣，并消除各種表面缺陷。D各層各道的焊接接頭要錯(cuò)開。采用實(shí)芯焊絲或不填絲的鎢極氬弧焊時(shí)，焊縫背面應(yīng)充氬，實(shí)行內(nèi)保護(hù)， 內(nèi)保護(hù)措施可采用管子整體或局部充氬兩種方法，并應(yīng)符合下列要求：A、管內(nèi)充氬氣開始時(shí)流量可適當(dāng)加大，確認(rèn)管內(nèi)

12、空氣完全排除后方可施焊。B、焊接時(shí)充氬氣流量可逐步降低，以避免充氬氣壓力較高而造成焊縫背面在成 形時(shí)出現(xiàn)內(nèi)凹或根部未焊透現(xiàn)象。鎢極氬弧焊時(shí)，焊絲的加熱端應(yīng)始終在氬氣保護(hù)之下。焊件表面嚴(yán)禁電弧擦傷，并嚴(yán)禁在焊件表面引弧、收弧。與焊件連接的焊接電源地線不得直接接觸工件，應(yīng)采用與焊件同材質(zhì)的材 料過渡連接，以避免污染。焊接中應(yīng)確保引弧與收弧的質(zhì)量，收弧的弧坑應(yīng)填滿。焊接管徑較小且熱裂傾向較大材質(zhì)的焊縫時(shí)，宜采取焊縫兩側(cè)裝冷卻銅 塊，或用冷水、乙醇擦拭焊縫兩側(cè)等措施，以減少焊縫的高溫停留時(shí)間，加快焊縫冷 卻速度。焊接完畢必須及時(shí)將焊縫表面的熔渣及周圍的飛濺物， 防飛濺材料清理干 凈。焊縫返修清除缺陷后

13、應(yīng)將清除后的焊縫修磨成至少 1 : 3的斜度。返修時(shí)應(yīng)采用鎢極氬弧焊，其工藝應(yīng)經(jīng)評(píng)定合格。 焊縫返修后仍按原規(guī)定檢驗(yàn)。同一部位的返修次數(shù)不得超過兩次，需要第三次返修時(shí)，應(yīng)制定措施并經(jīng)質(zhì)5.2.3.25.2.3.15.2.3.35.2.3.4保工程師批準(zhǔn)，在施工記錄中注明。焊接參數(shù)的確定由于鎳基耐蝕合金導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性差、金屬熔化狀態(tài)時(shí)流動(dòng)性差，所以應(yīng)盡量選 擇小電流、快焊速、窄焊道、薄焊層來進(jìn)行焊接。應(yīng)嚴(yán)格控制熱輸入，防止熱裂紋和 晶粒粗大，產(chǎn)生晶間腐蝕傾向，降低耐蝕性。具體焊接方法與焊接參數(shù)的確定，見下表。鎢極氬弧焊手工電弧焊焊絲規(guī)格 2.0/焊條規(guī)格/ 3.2焊接電流70A100A80A 1

14、00A焊接電壓9V 12V9V 20V焊槍氬氣流量820L/min820L/min管內(nèi)氬氣流量10 25L/min1025L/min焊接速度4 15cm/min4 15cm/min焊前準(zhǔn)備7.1焊件清理7.1.1清潔是成功焊接鎳基耐蝕合金的重要條件之一。焊接時(shí)，鉛、硫、磷和某些低 熔點(diǎn)元素熔入焊縫中，會(huì)造成焊件液化裂紋，故焊接前一定要認(rèn)真清理，避免這些雜 質(zhì)混入焊縫中影響焊接質(zhì)量。7.1.2管子切割及坡口加工時(shí)，宜采用機(jī)械方法進(jìn)行。當(dāng)采用等離子切割時(shí)，應(yīng)用銼 刀、刮刀或不銹鋼鋼絲刷清除掉其加工表面的氧化層。7.1.3管子組對(duì)前，應(yīng)對(duì)坡口兩側(cè)(內(nèi)外表面)各 50mn范圍內(nèi)進(jìn)行清理，不得有油、 漆

15、、毛刺、鑄造垢皮及其它對(duì)焊接有害的物質(zhì)。 油污可用蒸汽脫脂或用丙酮及其它無 毒溶液去除。對(duì)于不溶于脫脂劑的漆和其他雜物，可用氯甲烷、堿等清洗劑或特殊專用合成劑清洗。標(biāo)記墨水一般可用甲醇清除。被壓入管子表面的雜物可用磨削、 噴丸 或10%鹽酸溶液清洗并用清水沖凈，干燥后方能焊接。因鎳基耐蝕合金較軟，在用砂 輪片磨削后，砂粒會(huì)殘留在母材淺表面污染焊縫，因此磨削后要清理。7.2坡口加工及檢查：7.2.1坡口加工后應(yīng)進(jìn)行外觀檢查，坡口表面不得有裂紋、分層等缺陷。7.2.2熔化焊接鎳基耐蝕合金與焊接鋼相比有低熔透性的特點(diǎn)。一般不宜采用大線能量來增加熔透性，以防止藥皮過熱，使脫氧元素過多的燒損以及焊接熔池

16、過分?jǐn)噭?dòng)所 導(dǎo)致的焊縫形狀的劣化。為了保證焊接接頭的熔透，應(yīng)選擇大坡口角度和小鈍邊為特 點(diǎn)的接頭型式，且應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。若設(shè)計(jì)無要求時(shí)，則應(yīng)符合下表要求：坡口名稱坡口形式管子對(duì)接V型坡口坡口尺寸厚度S (mm)間隙b(mm)鈍邊p(mm)坡口角度a( ) 82.5 0.51 0.570 57.3組對(duì)壁厚相同的管子、管件組對(duì)時(shí)，其內(nèi)壁應(yīng)平齊，內(nèi)壁錯(cuò)邊量不應(yīng)大于0.5mm對(duì)不等厚的管子和管件組對(duì)時(shí)，當(dāng)錯(cuò)邊量大于0.5mm時(shí)，應(yīng)對(duì)管子和管件進(jìn)行如下圖所示：1 y/八/八:】、1、沁二沁27.3.17.3.2加工,-7內(nèi)壁尺寸不相等S 2 S 1 10mmo、.、.內(nèi)外壁尺寸均不相等、外壁尺寸不相等S

17、 2- S K 10mm7.4定位焊接7.4.1焊。7.4.27.4.3間。7.4.47.4.57.4.65 r焊接定位焊縫的焊接材料和焊接工藝應(yīng)與正式焊接相同，且應(yīng)由合格焊工施定位焊縫采用鎢極氬弧焊時(shí)，焊縫背面應(yīng)進(jìn)行充氬保護(hù)。定位焊縫應(yīng)均勻分布，不宜少于 23點(diǎn)。正式焊接時(shí)，起焊點(diǎn)應(yīng)在兩焊縫之定位焊縫的長(zhǎng)度宜為1015mm高度宜為24mm且不應(yīng)超過壁厚的2/3。 定位焊縫應(yīng)保證焊透及熔合良好，且不得有氣孔、夾渣等缺陷。定位焊縫應(yīng)平緩過渡到母材上，且焊縫兩端應(yīng)磨削成緩坡。焊接工藝要求8.1焊接時(shí)應(yīng)采用小線能量和保持電弧電壓的穩(wěn)定， 在保證不接觸鎢極的條件下，應(yīng) 用盡可能短的電弧長(zhǎng)度施焊。且選擇

18、合適的焊接速度，以保證足夠的熔透、焊縫寬度 與焊縫致密性。焊接速度過低或過高時(shí)均容易產(chǎn)生氣孔。 手工電弧焊時(shí)，由于鎳基耐 蝕合金焊接熔池流動(dòng)性較差，為防止產(chǎn)生未熔合、氣孔等缺陷，一般要求在焊接過程中適當(dāng)擺動(dòng)焊條把熔化金屬送到坡口中合適的位置。 焊縫接口再引弧時(shí)應(yīng)采用反向引 弧技術(shù)，以利調(diào)整接口處焊縫平滑并且能有利于抑制氣孔的發(fā)生。焊縫多層焊時(shí)， 宜采用多道焊。 每一焊道完成后均應(yīng)徹底清除焊道表面的熔渣并 進(jìn)行檢查，消除各種表面缺陷。每層焊道的接頭應(yīng)錯(cuò)開。一般情況下我們對(duì)于鎳基耐蝕合金材料不進(jìn)行焊前預(yù)熱和焊后熱處理。 只有當(dāng)管 子或管件溫度低于15C時(shí)，才對(duì)焊縫兩側(cè)各300mn范圍內(nèi)加熱至152

19、0C,且應(yīng)熱 透，以免濕氣冷凝導(dǎo)致焊縫氣孔。但對(duì)于拘束大的厚壁焊件，宜采取預(yù)熱措施。層間 溫度應(yīng)低于100 C。當(dāng)采用鎢極氬弧焊方法焊接底層焊道時(shí)， 焊縫背面應(yīng)采用充氬保護(hù)。 焊接過程中， 焊絲的加熱端應(yīng)處于氣體保護(hù)的狀態(tài)，不能用來攪動(dòng)熔池。管子表面嚴(yán)禁有電弧擦傷，并嚴(yán)禁在管子表面引弧和收弧。焊接中應(yīng)確保引弧和收弧處的質(zhì)量， 收弧時(shí)應(yīng)將弧坑填滿， 并用砂輪將收弧處修 磨平整。對(duì)于小直徑的管子， 焊接中宜采取在焊縫兩側(cè)加裝冷卻銅塊或用濕布擦拭焊縫兩 側(cè)等措施，以減少焊縫的高溫停留時(shí)間，加快焊縫的冷卻速度。焊接完畢后， 應(yīng)及時(shí)將焊縫表面的熔渣及表面飛濺物清理干凈。 并對(duì)焊縫表面做 酸洗、鈍化處理。

20、9. 焊縫返修當(dāng)焊縫需要返修時(shí)， 缺陷消除應(yīng)采用砂輪打磨或其它機(jī)械方法， 并修整成適合補(bǔ) 焊的形狀，確認(rèn)缺陷已消除后方可補(bǔ)焊。返修時(shí)宜用鎢極氬弧焊，并應(yīng)采用業(yè)經(jīng)評(píng)定合格的工藝參數(shù)進(jìn)行焊接。返修部位應(yīng)按原檢測(cè)方法進(jìn)行檢驗(yàn)，其質(zhì)量要求與原焊縫相同。10. 鎳管施工過程中應(yīng)注意的問題10.1同一部位的返修次數(shù)不宜超過二次， 超次返修應(yīng)制訂措施， 經(jīng)施工單位技術(shù)總負(fù) 責(zé)人批準(zhǔn)。10.2 缺陷。10.3焊前應(yīng)將坡口及兩側(cè)20. Im范圍內(nèi)的油污、銹、污物清理脫脂干凈。焊前應(yīng)將坡口兩側(cè)涂上防飛濺涂料。組對(duì)和焊接時(shí)， 焊件應(yīng)與鐵碳材料隔離； 同時(shí)施工中要用不銹鋼錘、 不銹鋼刷接地線應(yīng)與焊件接觸牢固， 焊接時(shí)

21、在坡口內(nèi)引弧， 焊件表面不得有電弧擦傷等10.4以及專用的砂輪片。焊接過程中不允許焊條橫向擺動(dòng)，厚壁材料焊接時(shí)應(yīng)采用多層多道焊?？ň?、臨時(shí)支架與母材接觸部分材質(zhì)應(yīng)和母材相同或相近， 夾具拆除應(yīng)用砂輪磨除，嚴(yán)禁敲打。10.7可以進(jìn)行雙面焊接的焊縫，與介質(zhì)接觸面應(yīng)最后焊接。10.811.11.111.211.311.3.111.3.211.3.311.3.4鎳管季節(jié)性施工技術(shù)措施冬季室外作業(yè)應(yīng)設(shè)防風(fēng)保溫棚。 雨季室外作業(yè)應(yīng)設(shè)防雨棚；當(dāng)焊縫處潮濕時(shí)應(yīng)烤干；焊接時(shí)焊條筒蓋要蓋嚴(yán)。 當(dāng)施焊環(huán)境出現(xiàn)下列任一情況，且無有效防護(hù)措施時(shí)，禁止施焊：環(huán)境溫度低于0C手工電弧焊時(shí)風(fēng)速大于8m/s，氬弧焊時(shí)風(fēng)速大于2m/s相對(duì)濕度大于 80雨雪天氣焊縫完成后應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行酸洗鈍化處理。12. 鎳管質(zhì)量檢驗(yàn)12.1 質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法焊接質(zhì)量檢驗(yàn)按照0B50236現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工業(yè)管道焊接二工程施工及驗(yàn)收規(guī) 范等標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)A、保證項(xiàng)目焊材必須符合設(shè)計(jì)要求。 檢驗(yàn)方法：檢查出廠合格證或質(zhì)量證明書、復(fù)驗(yàn)報(bào)告焊接前必須做焊接工藝評(píng)定，且應(yīng)符合焊接工藝評(píng)定規(guī)范要求。 檢驗(yàn)方法：檢查焊接工藝評(píng)定報(bào)告焊縫無損檢測(cè)必須符合設(shè)計(jì)要求和規(guī)范規(guī)定。檢驗(yàn)方法： 檢查無損檢測(cè)記錄不日?qǐng)?bào)告焊接人損必須經(jīng)過考試并有合格證書。B、檢驗(yàn)方法：檢查施焊人員合格證書基本項(xiàng)目凹陷、