奧氏體不銹鋼容器埋弧自動焊接施工工法

1、奧氏體不銹鋼容器埋弧自動焊接施工工法完成人：韓利榮湯日光劉衛(wèi)峰徐智明來金燕單位：勝利石油化工建設(shè)有限責任公司管道容器廠奧氏體不銹鋼容器埋弧自動焊接施工工法、戶.、一、刖言隨著我廠市場開發(fā)的深入，我廠承攬的外部工程越來越多。近 年來，我廠多次承攬奧氏體不銹鋼容器預(yù)制工程。容器焊接是容器預(yù) 制中的關(guān)鍵工序。我們在奧氏體不銹鋼容器預(yù)制中首次成功應(yīng)用了埋 弧自動焊接技術(shù)。該項成果獲2005年管理局青工創(chuàng)新創(chuàng)效成果大賽 二等獎。在不銹鋼容器焊接中采用埋弧自動焊接技術(shù)難度大，易出現(xiàn) 焊接缺陷，為了保證奧氏體不銹鋼容器焊接質(zhì)量，提高焊接工效，根 據(jù)奧氏體不銹鋼容器焊接特殊要求，我們編制并實施了奧氏體不銹 鋼

2、容器埋弧自動焊接施工工法，有效保證了施工質(zhì)量與工期，做到 了技術(shù)先進、安全適用和經(jīng)濟合理，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益.O二、適用范圍本工法適用于直徑大于或等于1000mm，厚度大于或等于8mm 奧氏體不銹鋼容器殼體焊接。三、工法的特點1、采用了先進的施工工藝與方法。2、本工法工序操作簡便，可靠性強，易掌握。3、施工中使用焊接升降平臺、地線連接器和埋弧自動焊機等新 設(shè)備、新機具。4、施工中采用新工藝新技術(shù)，將埋弧自動焊應(yīng)用于奧氏體不銹 鋼容器焊接。四、施工準備1、焊接工藝評定：焊接工藝評定過程及認可按照壓力容器安 全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程和鋼制壓力容器焊接工藝評定JB4708 -2000規(guī)定進行。2、

3、焊工資格：參與不銹鋼容器焊接的焊工應(yīng)按鍋爐壓力容器 壓力管道焊工考試與管理規(guī)則的規(guī)定項目考試合格。3、無損檢測人員的考試：容器焊接無損檢測人員應(yīng)按特種設(shè) 備無損檢測人員考核實施細則的要求，取得相應(yīng)的資格證 書。4、自制自動焊接升降平臺，該設(shè)備為埋弧自動焊接有效的輔助 設(shè)備。該設(shè)備為可移動式，焊接平臺可自由升降。該設(shè)備的 使用可有效提高焊接效率，降低勞動強度，提高焊接質(zhì)量， 增加施工安全性。5、自制地線連接器。該施工機具為我車間自主研發(fā)。該機具材 質(zhì)為奧氏體不銹鋼。可有效解決埋弧自動焊接過程中出現(xiàn)的 地線纏繞，地線連接不牢固，損傷母材的問題。6、材料的檢驗和復(fù)驗：所有用于容器施工的容器母材及焊材

4、均應(yīng)符合 GB150 - 1998鋼制壓力容器、GB4237-92不銹鋼熱軋鋼板、 GB/T17854-1999埋弧焊用不銹鋼焊絲和焊劑要求，必 要時進行材料復(fù)驗。7、所有設(shè)備應(yīng)檢修合格，所用計量器具均應(yīng)檢驗合格并在有效檢定期限內(nèi)。五、工藝要點1、埋弧自動焊的特點是焊接線能量大，焊接效率高。而奧氏體不 銹鋼焊接工藝特點要求焊接線能量小，盡量減少在危險溫度區(qū)間停留 時間。因此，在制定焊接工藝時，應(yīng)控制焊接線能量與焊縫冷卻速度。2、焊縫坡口的選擇：母材板厚大于8mm,小于20mm，可選擇單面 坡口形式。母材板厚大于20mm，可選擇雙面坡口形式。3、焊接工藝應(yīng)嚴格控制線能量，宜采用小直徑焊絲，小電流

5、， 大焊速，多道焊，最大限度地減少過熱，減少冷卻時收縮應(yīng)力，可防 止晶間腐蝕、熱裂紋及變形的產(chǎn)生。4、碳是造成晶間腐蝕的主要元素，隨著奧氏體不銹鋼中含碳量 的增加，在晶界生成的碳化鉻也就隨之增多，結(jié)果就使得在晶界形成 貧鉻區(qū)的機會增多，導(dǎo)致產(chǎn)生晶間腐蝕的傾向也加大。所以在焊材的 選用中應(yīng)嚴格控制碳的含量。5、對奧氏體不銹鋼來說，焊劑選擇是關(guān)鍵，由于許多焊劑向焊縫 金屬中增硅，焊縫金屬容易形成粗大的單相奧氏體柱狀品，導(dǎo)致焊縫 金屬的熱裂紋敏感性大。所以焊劑的選用應(yīng)控制硅的含量。并注意焊 絲與焊劑的匹配。6、采用埋弧自動焊焊接奧氏體不銹鋼必須采取有效措施對焊縫進 行冷卻，縮短焊縫在危險區(qū)停留的時間

6、。因為奧氏體不銹鋼不會產(chǎn)生 淬硬現(xiàn)象，所以在焊接過程中，可以在焊件下用銅墊板，或直接澆水 冷卻。但所用冷卻水應(yīng)控制氯離子含量不超過25mg/L。六、施工流程七、施工要點1、不銹鋼容器施工應(yīng)設(shè)專門的施工區(qū)域，采用鋪墊橡膠板或木板加以保護，避免不銹鋼板材及容器表面受到污染。2、焊縫坡口兩側(cè)20mm30mm內(nèi)用丙酮擦凈清理。3、由于奧氏體不銹鋼的收縮變形大，故筒體定位焊應(yīng)加強。4、為防止品間腐蝕，接觸介質(zhì)的焊縫應(yīng)最后施焊。因此筒體內(nèi) 部最后一層焊縫應(yīng)最后施焊。5、焊接過程中嚴格控制層間溫度，前一層焊縫溫度降至60C 以下再進行下一層焊接。6、不銹鋼容器筒體外部焊接前采用碳弧氣刨進行清根，操作過 程中

7、，應(yīng)保證操作平穩(wěn)，刨削深度一致。清根后應(yīng)及時將熔 渣清理干凈。7、焊縫可強制冷卻以加快冷卻速度，減少熱影響區(qū)。焊接過程 中對焊縫采用強制水冷和風冷相結(jié)合的冷卻方式，以達到焊 縫快速冷卻的日的。在施工過程中，在焊縫渣殼清除后，立 即利用水冷和風冷兩套自制冷卻裝置對焊縫進行快速冷卻。8、為防止電弧擦傷，引弧必須在坡口內(nèi)引弧，不允許在坡口外 有電弧擦傷母材的痕跡。9、 所使用的砂輪片只能專用于磨不銹鋼容器。所用的鋼絲刷及 清除焊渣的工具一律皆由不銹鋼制成。10、為確保焊接接頭的耐腐蝕性，其表面應(yīng)呈光亮狀，殘渣等皆 應(yīng)去除，去除的辦法是砂輪打磨、酸洗。11、容器筒體吊運應(yīng)采用不銹鋼專用吊具，避免與碳鋼

8、接觸。12、焊接過程中地線連接采用不銹鋼容器專用地線連接器。13、縱縫焊接必須使用引弧板、熄弧板，其材質(zhì)應(yīng)與母材同材質(zhì)、 同厚度。容器縱環(huán)縫焊接熄弧時必須采取二次熄弧，保證填 滿弧坑。八、質(zhì)量要求（一）本工法在執(zhí)行過程中遵循以下標準：1、鋼制壓力容器GB150-19982、鋼制壓力容器焊接工藝評定JB4708-20003、壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程4、承壓設(shè)備無損檢測JB/T4730-20055、埋弧焊用不銹鋼焊絲和焊劑GB/T17854-19996、不銹鋼熱軋鋼板GB4237-927、鋼制化工容器制造技術(shù)要求HG20584-1998 （二）：施工中應(yīng)采取以下質(zhì)量控制措施:1、施工過程中嚴格執(zhí)行

9、焊接工藝及技術(shù)交底要求。2、嚴格控制下料質(zhì)量，保證焊接坡口各部尺寸符合焊接工藝要求。3、嚴格控制組對質(zhì)量，保證組對間隙、筒體組對錯邊量符合工藝要 求。4、施工中，嚴格執(zhí)行工序交接及三檢制。施工中，在組對工序合格 的情況下，方可進行焊接施工。焊接完畢后，及時進行自檢和互檢。九、主要施工設(shè)備與機具以我公司承攬的大連齊化環(huán)氧樹脂工程，共計3臺奧氏體不銹鋼 反應(yīng)容器為例。其中包括預(yù)反應(yīng)器1臺，第一產(chǎn)品槽1臺，第一粗產(chǎn) 品槽1臺，容器直徑分別為3800和3900mm，板厚均為12mm，材 質(zhì)為0Cr18Ni9。使用本工法所用主要機具設(shè)備見附表1。十、勞動組織勞動組織可實行動態(tài)管理，但施工人員的多少應(yīng)根據(jù)

10、實際的施工條件的不同而靈活確定。每臺容器各工序工種配置情況見附表2。 十-一、HSE措施1、施工過程中嚴格執(zhí)行焊工安全操作規(guī)程。2、非施工人員不得進入施工場地。3、焊接人員必須具有相應(yīng)焊接項目的焊接證書，焊接證書應(yīng)在有 效期內(nèi)。4、施工人員必須嚴格穿戴勞保用品。使用電動工具，必須使用絕 緣手套、防護鏡。5、施工前，檢查電氣設(shè)備有無安裝漏電保護器，沒有安裝漏電保護 器的設(shè)備不得使用。檢查電纜線有無破損、老化、接頭包扎不牢等現(xiàn) 象，如有情況修復(fù)合格后方可使用。6、吊裝作業(yè)時，必須使用合格的吊裝卡具、鋼絲繩，且不可超出其 適用范圍?？ň叩觞c必須注意均勻分布在被吊物的重心周圍，防止出 現(xiàn)側(cè)滑現(xiàn)象。7、

11、焊機必須接地，防止觸電。8、進行容器焊接時，在高出地面2米以上必須系好安全帶，防止墜 落。否則不準施焊。9、施工過程中，施工人員注意配合協(xié)調(diào)，防止燙傷、碰傷。10、施工過程中，不得破壞施工周圍環(huán)境。施工廢棄物必須分類存放，按照廠施工廢棄物管理規(guī)定處理。十二、效益分析經(jīng)濟效益：在不銹鋼容器焊接中采用埋弧自動焊，自動化程度高，可提高焊 縫質(zhì)量一次合格率10%以上，可提高焊接工效3倍，節(jié)約焊材消耗 20%以上，有效降低生產(chǎn)成本。同時可有效降低焊工勞動強度。2005年5月我廠施工的大連齊化三臺奧氏體不銹鋼容器殼體全 部采用埋弧自動焊接。采用本工法進行焊接，焊后所有焊縫外觀美觀， 一次合格率達99.5%

12、，焊縫內(nèi)部射線探傷一次合格率達99%，且比 預(yù)訂工期提前完工，有效地提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。 而以前施工的濱州化工廠同種規(guī)格3臺奧氏體不銹鋼容器采用傳統(tǒng) 焊條電弧焊焊接，焊縫外觀一次合格率為90%，焊縫內(nèi)部射線探傷一次合格率僅為89.5%，且施工工期為大連齊化工程四倍。采取不 同焊接方法的兩項工程施工效果比較如下表：比較內(nèi)容 工程實例焊接方法工程量（臺）施工工期（天）質(zhì)量評價材料節(jié)約（萬元）人工節(jié)約（工日）濱州化工焊條電弧焊328合格一0.6-32大連齊化埋弧自動焊37優(yōu)良0.858社會效益:本工法應(yīng)用于生產(chǎn)施工，具有設(shè)備簡單，焊工易于掌握，焊接 效率高，焊接質(zhì)量好，可有效降低生產(chǎn)成本

13、等特點。對于油建施工 企業(yè)，經(jīng)常預(yù)制奧氏體不銹鋼容器，此項工法在我公司內(nèi)推廣后可有 效提高我公司不銹鋼容器焊接質(zhì)量，有效降低生產(chǎn)成本，增強公司在 市場中的競爭力。十三、工程應(yīng)用實例應(yīng)用實例（一）：2005年5月我廠施工的大連齊化3臺奧氏體不銹鋼容器殼體全 部采用本工法進行焊接，取得令人滿意 施工效果。施工情況如下表:施工內(nèi)容產(chǎn)品名稱、工程量（臺）焊接工序施工工期（天）開工日期竣工日期預(yù)反應(yīng)器132005.5.92005.5.23第一產(chǎn)品槽132005.5.102005.5.25第一粗產(chǎn)品槽132005.5.112005.5.25應(yīng)用實例（二）：2007年11月我廠施工的大連齊化二期工程4臺奧氏體不銹鋼全部采用本工法進行焊接，取得令人滿意的施工效果。施工情況如下表:工程量（臺）焊接工序施工工期（天）開工日期竣工日期脫ECH施工給罐12.52007.11.52007.11.19產(chǎn)品；名物蒸餾罐132007.11.52007.11.20預(yù)反應(yīng)釜122007.11.62007.11.22脫溶劑供給罐12.52007.11.62007.11.22采用此工法已連續(xù)承擔了幾十臺奧氏體不銹鋼容器焊接任務(wù)，焊接工效高，焊接質(zhì)量好，安全可靠，經(jīng)濟效益顯著。序號名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注1橋吊10t臺12硅整流焊機ZX5-400臺13埋弧自動焊機MZ-1