15CrMo鉻鉬鋼管道焊接及熱處理施工方案資料

1、河南開祥化工有限公司甲醴聯(lián)合裝置建筑安裝工程15CrMo餡鉗鋼管道焊接及熱處理施工方案中國化學工程第十四建設公司:OO四年一月二十八日1、工程概況2、編制依據(jù)3、15CrMo耐熱鋼管道焊接性分析4、焊接人員和焊接設備要求5、焊工代號、焊接材料管理6、焊接準備7、焊接及熱處理施工程序8、焊接及熱處理工藝9、焊接檢查10、焊接和熱處理防護措施11、質量保證措施12、安全保證措施1、工程概況20萬噸/年甲醇聯(lián)合裝置部分工藝管道采用了15CrMo耐熱鋼材質，15CrMo管道可焊性較差，需焊前預熱，焊后要求進行熱處理。15CrMo管道的焊接是本裝置焊接施工的難點這一。施工時必須由具備15CrMo管道焊接

2、資格和經(jīng)驗的優(yōu)秀焊工施焊。焊前要求進行焊接工藝評定、焊工考試和編制出合理的焊接工藝措施。2、編制依據(jù)2.1現(xiàn)場設備、工業(yè)金屆管道焊接工程施工及驗收規(guī)范(GB50236-98)2.2鋼制壓力容器焊接工藝評定(JB4708-2000);2.3石油化工工程銘鉗耐鋼管道焊接技術規(guī)程(SHJ520-91);2.4我公司承建的多套煉油、石化、化肥和甲醇裝置焊接方案及施工經(jīng)驗；2.5我公司焊接工藝評定匯編。3、15CrMo耐熱鋼管道焊接性分析3.1 15CrMo屆低合金珠光體耐熱鋼，具有良好的金屆抗氧化性、熱強性和抗氫蝕性能。該鋼種經(jīng)正火加回火或高溫回火后的顯微組織是鐵素體加珠光體。但在焊接狀態(tài)下，焊接頭內(nèi)

3、往往出現(xiàn)貝氏體和FeC，這對耐氫蝕性能和耐高溫性能是不利的。特別是貝氏體，它是合金元素和殘余奧氏體的偏轉造成的。具有高的含碳量和顯微硬度，需要通過回火來消除。因此要求焊接必須預熱，焊后進行熱處理。預熱溫度150200C,焊后熱處理溫度380720C。15CrMo有一定過熱傾向，焊接過程中嚴重過熱時，焊接接頭內(nèi)會出現(xiàn)網(wǎng)狀鐵素體和粗大魏氏組織，使接頭脆化。因此焊接過程中應控制焊接熱輸入(包括預熱溫度、層間溫度、焊接線能量)。15CrMo鋼焊后進行高溫回火處理可達到降低焊接接頭的硬度，促使氫從焊接區(qū)逸出，使組織穩(wěn)定，改善機械和高溫性能的目的。另外15CrMo管焊后會產(chǎn)生很大的殘余應力。對耐氫蝕很不利

4、。焊后高溫回火也可以消除焊接頭的殘余應力。3.2 控制焊接區(qū)組織轉變的進程是焊接質量控制的要點。在焊接過程中必須嚴格控制焊件的層間溫度，使其保持在預熱溫度或更高的溫度。其次要控制從層問溫度冷卻至焊接后熱處理開始的時間間隔。焊后若不能及時進行焊后熱處理，應立即進行后熱處理。15CrMo管道的化學萬分和機構性能見下表15CrMo管道化學成分和機械性能元素含量(%)CMnSiCrMoSP4.1焊工參加15CrMo銘鉗鋼管道焊接的焊工必須按鍋爐壓力容器焊工考試規(guī)則經(jīng)過考試，取得技術監(jiān)督部門頒發(fā)的焊工合格證，具備15CrMo管焊接合格項目，且具備15CrMo管焊接經(jīng)驗，才能參加本工程15CrMo管道焊接

5、施工。4.2焊接和熱處理責任工程師本工程建立安裝質量保證體系，15CrMo管道焊接時焊接和熱處理責任工程師必須到崗。焊接責任工程師和熱處理責任工程師，應具備15CrMo管道焊接及熱處理經(jīng)驗。4.3焊接檢驗員焊接檢驗員即無損檢測人員須具備II級以上射線探傷資格證。4.415CrMo管道焊接人員配備計劃見表4-4（表4-4）工種人數(shù)資格1焊工4具備D/Ws2-13、14焊接合格項目2熱處理工23焊接技術員1工接貝任工程師擔任4熱處理技術貝1熱處理責任工程師擔任5焊接檢查員1質檢責任工程師擔任6焊接檢驗員2具備RTII級探傷資格證4.5焊接及熱處理設備要求及配備15CrMo管道焊接全部采用先進的ZX

6、7-400ST型電弧焊/氧弧焊兩用直流逆變焊機。焊后使用繩型電加熱器和DWA-180KW電腦溫控設備進行熱處理。5、焊工代號、焊接材料管理5.1焊工代號管理對參與本工程施工的焊工進行統(tǒng)一編號。焊工代號一經(jīng)確定，在施工過程中不再變動，一名焊工離崗后，與其對應的焊工代號即相應空缺。將具備焊工姓名、對應代號和合格項目的焊工登記表交項目部一份。焊工必須在他本人施焊的焊接接頭上，距焊縫最后收弧處20mm部位用鋼印打上本人代號。焊接責任工程師應作好焊接記錄，并將焊縫代號及其所焊焊工代號在焊接記錄圖上標出。5.2焊接材料管理加強焊材管理，對銘鉗鋼管道專用焊材采取如下特殊管理措施：焊條的保管、烘干、發(fā)放統(tǒng)一由

7、供應部門負責，供應部門設銘鉗鋼管道專用焊材庫和焊材烘十室、配備去濕機和十濕溫度計以及溫濕度自動記錄儀使焊條庫相對溫度保持在60%以下。焊條分類堆放，并有明顯標識，注明焊條牌號和規(guī)格。根據(jù)勤務員進度和安排，焊條烘十負責人憑焊接責任工程師簽發(fā)的領用單領取焊條并進行烘干。焊條啟封后首先由焊條烘十負責人對焊條進行外觀檢查，確認合格后立即放入烘箱，經(jīng)過烘十的焊條轉入恒溫箱內(nèi)存放并做好記錄。焊工憑焊接責任工程師簽發(fā)的焊條領用卡和焊條筒去領取焊條（以根計）。焊工焊前核對焊條尾部的色標，確認無誤后方可使用，當班所剩焊條和焊條頭應退回洪十室，按規(guī)定重新烘十并標識，經(jīng)二次烘十仍未用完的焊條不得用于正式工程。焊絲使

8、用前用砂紙打磨表面的氧化膜，然后用丙酮擦洗脫脂。6、焊接準備6.1材料驗收對到仙的15CrMo管道及管件，除對質量證明文件和外觀進行驗收外，還應進行100%的光譜及硬度檢查，確認材質無誤和其熱處理狀態(tài)符合退火狀態(tài)供貨的要求，其硬度187HB。6.2焊接工藝評定焊接前嚴格按公司質量保證手冊中焊接控制程序和熱處理控制程序要求進行焊接工藝評定。焊接工藝評定試件采用與正式焊相同的管材、焊接材料和相同的焊接條件。6.3編制焊接及熱處理工藝規(guī)程根據(jù)焊接工藝評定報告和工程情況，編制焊接及熱處理工藝規(guī)程。6.4焊工培訓考試焊工正式焊接前必須模擬現(xiàn)場條件進行練習培訓，只有通過業(yè)主主持的考試后才能上崗正式焊接。7

9、、焊接及熱處理施工程序15CrMo銘鉗鋼施焊程序見圖7-1焊前準備坡口制備坡口檢測-F組對預熱定位焊充氯(ffl7-1)15CrMof&鉗鋼施焊程序圖8、焊接及熱處理工藝8.1焊接及熱處理工藝參數(shù)15CrMo管道焊接及熱處理工藝參數(shù)見下表8-1和表8-2:(表8-1)15CrMo焊接方法TIG+SMAW焊接材料焊條R307焊絲TIG-R30焊條烘干溫度X時間(350-400)X2h坡口加工方法機械加工坡口角度60土5°坡口鈍邊1.5土0.50焊前預熱溫度C150-200焊前預熱方法電加熱法管內(nèi)保護充Ar規(guī)范參數(shù)線能量適當增大，一個焊口應連續(xù)焊完層問溫度（C）>150-2

10、00后熱立即300-350C包溫30min保溫緩冷焊后熱處理熱處理溫度C680-720包溫時間minM08X730樞19X9304630X1860加熱速度（C/h）250土10冷卻速度（C/h）空冷(表8-2)焊接位置焊接層次焊接方法焊材焊接電流焊接電壓（V）焊接速度（cm/min）保護氣體牌號直徑(mm)極性電流（A）水平固定打底層TIGTIG-R30（）2.5正接150-12013-144-6Ar氣其余層SMAWR307（）3.2反接90-10022-245-7（）3.290-10022-245-7（）3.290-10022-245-78.2焊接及熱處理工藝要點8.2.1焊前準備為保證焊縫

11、背面成型良好，采用了氯弧焊打底。焊道坡口兩側里外1015mm范圍內(nèi)及所用焊絲都要徹底去除銹蝕、油污、結垢等雜物，直到吐現(xiàn)金屆光澤。施工現(xiàn)場設好防風雨棚，避免穿堂風和淋雨。8.2.2焊前預熱預熱的目的是減少焊件與焊縫的溫度梯度，降低焊接接頭的冷卻速度，降低溫差所造成的應力和淬硬組織，預熱是防止冷裂紋產(chǎn)生的有效措施之一。預熱采用電加熱法，在坡口兩側均勻進行，熱透而無局部過熱。預熱溫度為150-200C,預熱范圍不小丁100mm，加熱區(qū)以外的100mm范圍內(nèi)予以保溫。8.2.3預熱后立即進行手工鴇極氧弧焊打底，打底焊應一次連續(xù)焊完。底層焊道要求焊透、成型好、焊肉厚度約3mm。8.2.4用手工電弧焊進

12、行填充蓋面，并在保持不低丁預熱溫度的條件下，將焊縫一次連續(xù)焊完。如中斷焊接，須采取后熱、緩冷等措施。再進行焊接前須檢查，確認無裂紋后按原工藝要求繼續(xù)焊接。8.2.5后熱焊完后若不能及時進行焊后熱處理，應立即進行300500C、15-30min的后熱處理，保溫緩冷。加速氫的逸出，減少焊縫中的擴散氯，降低接頭的焊接應力，減少冷裂紋。8.2.6焊后熱處理8.2.6.1焊后熱處理是對15CrMo爐管進行高溫回火，以改善組織，提高熱強性和消除殘余應力。焊接熱處理時應編制熱處理施工技術措施，在技術措施上，要逐根列出需熱處理的管道號，并明確熱處理參數(shù)。主管技術員要按圖紙及規(guī)范編制“熱處理委托單”，隨同管段圖

13、下發(fā)給熱處理班組，并監(jiān)督執(zhí)行，確保熱處理工作進行得及時、正確。熱處理的焊道應包含儀表管咀、加強管接頭，支吊裝角焊縫等，不得遺漏。8.2.6.2焊后熱處理采用（繩型電加熱器）電加熱法，用硅酸鋁纖維棉保溫，012345時間（h）9、焊接檢查9.1外觀檢查外觀質量要求應符合表9-1（表9-1）焊縫外形尺寸焊縫表面缺陷焊縫成型焊縫余高(mm)焊縫每側增寬(mm)裂紋、氣孔、夾渣咬邊深度mm尺寸長度mm與母材圓滑過渡02<2不允許<0.5急<10%L9.2內(nèi)部檢查9.2.1對接焊縫進行100%無損檢測。射線檢測合格等級為II級。9.2.2對先進行無損檢查后進行熱處理的焊縫，焊后熱處理完

14、成后，對熱處理焊口作10%超聲檢測，以無裂紋為合格。9.3硬度檢測9.3.115CrMo材料在焊接過程中不可避免地會產(chǎn)生貝氏體淬硬組織。若焊后熱處理不完善，會殘存一些淬硬組織，形成高硬度區(qū)。高硬度區(qū)的存在為脆性裂和應力腐蝕開裂提供了基礎條件。9.3.2熱處理后，用硬度測定法對熱處理質量進行檢驗。應對焊縫、熱影響區(qū)及其附近母材分別抽檢表面布氏硬度，抽檢數(shù)量應不小丁熱處理焊口總量的10%，所測硬度值應符合要求，否則，必須重新進行熱處理并做硬度測試。10、焊接和熱處理防護措施10.1焊接須采取可靠的防風措施。10.2管道的焊接在預制平臺四周搭設大型臨時防風棚。10.3工藝管道焊接時在管口要用塑料帽封閉，焊口處用可拆移帆布擋風棚擋風。10.4熱處理時管道兩湍應封閉，防止穿堂風。11、質量保證措施11.1施工前編制焊接和熱處理工藝并以焊接和熱處理工藝卡形式向施工班組進行技術交底。11.2焊接過程中，焊工必須嚴格遵守工藝紀律。焊接技術人員和焊接檢查員加強監(jiān)督檢查，發(fā)現(xiàn)違規(guī)違紀現(xiàn)象及時予以糾正。11.3經(jīng)自檢、專檢發(fā)現(xiàn)的不合格焊口及時