800HT工艺管道焊接工艺.doc

1、四川永祥 2 万吨/年冷氢化技改工程800HT 管道焊接工艺审批：审核：编制：中国化学工程第六建设有限公司乐山项目部二零一二年六月目 录一、 工程概况二、 编制依据三、 可焊性分析四、 管道焊接五、 焊接检验及返修六、 管道保洁措施 1、工程概况 1.1 我单位承接的四川永祥 2 万吨/年冷氢化技改项目，其中 800HT 管道共有 94 米，此类材料属于铁镍基合金耐高温材料，管道壁厚较厚且管道焊接工艺的要求很高，焊接难度很大。2、编制依据2.1 湖北省化学工业研究设计院的设计图纸及相关文件；2.2现场设备、工业管道焊接工程施工规范GB50236-2011；2.3石油化工铬镍奥氏体钢、铁镍合金和

2、镍合金管道焊接规程SH 3523-1999；3、可焊性分析3.1 镍及镍合金焊接最常出现的缺陷是热裂纹，主要原因是镍和铁的二元共晶物中有较低熔点的金属共晶物和非金属共晶物。特别是硫、磷共晶物熔点比镍铁低很多（Ni-S 为645、Ni-P 为 880），在焊缝结晶时低熔点共晶物的液态膜残留在晶界区，同时镍及镍合金线胀系数大，焊接时易产生较大的应力，焊缝结晶时低熔点共晶物的液态膜在收缩应力作用下易产生开裂。3.2 镍及镍合金，固液相温度间距小，流动性偏低，在快速冷却结晶条件下，气体来不及逸出极易在焊缝中产生气孔。因此镍及镍合金焊接应采用小线能量、降低层间温度、加快焊缝冷却速度，焊前彻底清除焊丝、母

3、材坡口处的油、污物，严格控制母材焊材中的硫、磷含量，才能防止裂纹、气孔的产生。3.3 800HT 镍合金钢的化学成分见下表：C Mn Si S Cr Ni Fe Cu Ti Al 0.060.1 1.5 1.0 0.015 1923 3035 39.5 0.75 0.150.6 0.150.64、管道焊接4.1 材料、场地、机具准备4.1.1 800HT 的材料应单独设置一个预制场地，与碳钢的预制区域有足够远的距离或者设有隔板并避免两区域间通风。预制场地应平整、无杂物，并搭设防风、雨的棚子，场地内的建筑垃圾应及时清理,保证清洁度。4.1.2 填充焊丝使用前必须用溶剂清除其表面上的油脂、残留的润

4、滑剂和灰尘等污染物，并置于干净的场所保存。药皮焊条根据焊条使用说明如需进行烘干的应按照规定温度在烘箱内烘干 1-2h，然后转入 100恒温箱内保存，取出时应使用保温筒，如领出时间超过 4h，应重新烘烤，但重复烘烤次数不得超过两次。4.2 管子切割4.2.1 800HT 的管子应使用机械切割，用砂轮切割或修磨时，应用专用砂轮片，禁止使用等离子切割和氧乙炔焰切割。4.2.2 管子切口质量应符合下列要求：切口表面平整，不得有裂纹、重皮、毛刺、 凸凹等缺陷熔渣、氧化铁、铁屑等应予以清除。切口平面倾斜偏差为管子直径的 1，且不得超过 3mm。4.3 组对和定位焊4.3.1 管子、管件组对按照 GB502

5、36-2011 规范有关规定进行，采用木锤或铜锤敲打，不允许强力组装。4.3.2 对接焊缝坡口尺寸见下表：母材 壁厚（mm） 坡口角度（） 坡口间隙（mm） 坡口钝边（mm）8 7080 23 0.51.5800HT 8 6575 23 0.51.54.3.3 定位焊应采用与正式焊接相同的焊接材料和焊接工艺，定位焊缝的厚度，不得超过管子壁厚的 2/3，并需特别注意定位焊缝的质量，发现裂纹、气孔、不允许的氧化变色等缺陷，应清除重焊。4.3.4 800HT 管子及管件的破口和其周围 20mm 范围内的表面应采用有机溶剂进行清洗，待溶剂挥发后方可进行组对和定位焊。4.3.5 对接焊缝组对时，内壁错边

6、量不应超过 0.5mm。4.4 焊接管理方法4.4.1 焊接施工方法及焊接材料选择 4.4.1.1 800HT 镍铁合金钢手工电弧焊具有热影响区小，易于保证质量，适用于各种焊接位置与不同板厚工艺要求的特点。为提高抗热裂能力多选用碱性药皮焊条，因而常用直流电焊机施焊。为减少焊接变形，800HT 镍铁合金钢手工电弧焊的坡口倾角和底部 R 可相应减小。为保证脱渣良好，可采用钛钙型药皮焊条，经过焊接热循环作用，800HT 镍铁合金热影响区域组织发生变化，发生碳化物和脆性相析出，导致晶间腐蚀及接头脆化，因此焊接时应避免焊接区域在高温停留时间过长。4.4.1.2 钨极惰性气体保护焊优点是可应用于全位置焊接

7、，尤其适用于薄件的焊接，保护气体用氩气，为保证电弧的稳定性多选用含 1.7-2.2%铈钨极，注意钨极尖部不能接触熔池，否则造成钨夹渣降低焊缝的塑性。由于钍钨极具有微量的放射线，现多改用铈钨极施焊。4.4.1.3 800HT 管子采用氩弧焊及氩电联焊。800HT 管子口径 DN80mm 的对接焊口采用全氩弧焊；800HT 管子口径 DN80mm 的对接焊口采用氩-电联焊。焊材的选用应符合设计文件及规范的要求，焊条要在烘干后才可使用，且要有专人负责管理，并做好烘干及发放记录。焊条要在使用前按焊条产品说明书进行烘干，若说明书未作规定，可按下表进行烘干。焊材的使用及烘干温度、时间见下表：母材 焊条牌号

8、 氩弧焊焊丝牌号 焊条烘干温度 烘干时间 恒温温度800HT ENiCrFe-3 ERNiCr-3 150 1h 1004.5 焊接工艺4.5.1 800HT 镍铁合金钢焊接施工应采用滚轮架，尽可能在平焊位置施焊，注意起弧和收弧处的质量。多层焊，应将层间接头错开，收弧时应填满弧坑。4.5.2 焊接层间温度应控制在 100以下，每层焊接完后，使用红外测温仪，当层间温度低于 100时方可进行下一道焊接。4.5.3 焊接过程中，如钨极碰触溶池或焊丝，应停止焊接，除去被污染的焊缝，修磨或更换电极。4.5.4 焊接工艺参数见下表：焊接电流母材 焊接方法 直径（mm）极性 电流/A电弧电压/V焊接速度/（

9、cm/min）气体流量/（L/min）GTAW 2.4 直流正接 80120 914 48SMAW 2.6 直流反接 6090 915 48800HTSMAW 3.2 直流反接 90120 2225 710815；512（背面）4.6 焊接要求及注意事项4.6.1 每次施焊前，焊工必须在试验板上试焊以验证焊接设备，焊接工艺的可靠性，不得在母材表面上引弧和试验电流。4.6.2 管道上焊接的临时附件和永久性附件，必须距管道焊缝 100mm 以上。焊接接头不允许有十字焊缝出现。 4.6.3 800HT 材料在焊接时，应在管子内、外部进行充氩气保护焊，且焊缝两侧各100mm 范围内涂白垩粉。4.6.4

10、 焊接时，管道内应充氩保护，由于液态金属流动性较差，根部间隙应适当加大，打底焊道封口时，应注意管内充氩压力，防止产生焊缝内凹缺陷。4.6.5 与焊件连接的焊接电源地线不得直接接触工件，应采用与焊件同材质的材料过渡连接，以避免铁污染。4.6.6 焊接管径较小且热裂倾向较大材质的焊缝时，宜采取焊缝两侧装冷却铜块，或用冷水、乙醇檫拭焊缝两侧等措施，以减少焊缝的高温停留时间，加快焊缝冷却速度。4.6.7 焊接采用小规范，快焊速，严格控制热输入。手工钨极氩弧焊应避免焊枪的横向摆动，手工电弧焊摆动幅度应不大于焊条直径的 3 倍。4.6.8 层间应认真清理，除去溶渣、飞溅、不良成形造成的边缘夹角等影响继续焊

11、接的缺陷，并用不锈钢丝刷清除焊道表面的氧化膜，必要时还应采用溶剂清理，防止油污、灰尘等造成焊缝液化裂纹。4.6.9 焊接完成后，焊缝上的药皮及焊缝两侧的飞溅物、防飞溅涂料及焊缝表面缺陷必须进行清理，且外壁必须进行酸洗和钝化处理。5、焊接检验及返修5.1 焊后必须进行焊缝外观检查。检查前应将焊缝及热影响区表面的溶渣、飞溅清理干净。焊缝及热影响区不得存在夹渣、气孔、裂纹、咬边、熔合性飞溅等缺陷。焊缝表面质量应不低于 GB50236-2011 规范。5.2 800HT 管道打底焊接后先进行一道渗透探伤，合格后进行盖面焊接，然后做二次渗透探伤，合格后再进行一次 X 射线探伤，其探伤检查比例为 100%

12、，其质量不得低于 II 级；5.3 焊缝如果存在不能允许的缺陷，必须进行返修。缺陷应采用机械方法或其它合适的方法去除，并经液体渗透探伤检查，确认缺陷已全部清除后，方可补焊。5.4 焊缝返修的焊前清理、焊接工艺、焊接检验应按原要求进行。同一部位返修不得超过两次。经两次返修仍不合格的焊缝，应割口重焊。6、管道保洁措施 6.1 为保证 800HT 镍铁合金钢管道的化学性能，总包要求不进行清洗处理。6.2 在焊缝坡口两侧各 25mm 范围内外表面，采用锉刀、刮刀或不锈钢丝刷除去氧化膜，坡口两侧各 75mm 范围内外表面，采用合适的溶剂（酒精、丙酮）除去油脂、水份、灰尘等杂物，施用溶剂应采用干净的海绵或白绸布，不得使用毛巾、棉纱。6.3 暂不焊接的管口要及时进行封堵，以保证管道内的清洁。