機電工程專業(yè)一級注冊建造師繼續(xù)教育培訓

1、機電工程專業(yè)一級注冊建造師繼續(xù)教育培訓 主講內容機電工程技術（必修課專業(yè)科目 ）機電工程項目管理案例（必修課專業(yè)科目） （石油、電力、冶煉、機電安裝）工程項目管理實例（選修課專業(yè)科目 ）1、機電工程技術1.1 高強鋼的焊接技術1.2 大型設備吊裝技術 建筑業(yè)10項新技術機電安裝應用技術1.4 建設工程施工工法1.5 建設工程信息化技術高強鋼用途及發(fā)展高強度鋼的定義 相對于時代要求的技術進步程度而在變化的。一般講，屈服強度在1370MPa（140 kgf/mm2）以上，抗拉強度在1620 MPa（165 kgf/mm2）以上的合金鋼稱超高強度鋼。按其合金化程度和顯微組織分為低合金中碳馬氏體強化超

2、高強度鋼、中合金中碳二次沉淀硬化型超高強度鋼、高合金中碳NiCo型超高強度鋼、超低碳馬氏體時效硬化型超高強度鋼、半奧氏體沉淀硬化型不銹鋼等。圖1油氣平臺高強鋼5萬噸以上圖2 三峽過船閘門 高強鋼800余噸圖3鳥巢用鋼8萬噸圖4 央視新址 鋼萬噸一、采用鋁合金材料 材料成本和焊裝成本高 二、采用高強鋼材料 1.冶金技術的發(fā)展，高強鋼成本不斷降低； 2.從車身結構上優(yōu)化，減少了各種加強板和補強板，減輕了車重，同時又減少了焊點數(shù)，既提高性能又減少能耗； 3.提高了安全性能 。 隨著低碳經(jīng)濟時代的到來，汽車和交通行業(yè)在氣候大會中備受責難。而降低車重可有效降低油耗，減少碳排放。故而汽車輕量化成為汽車制造

3、業(yè)的主要發(fā)展方向。因此，汽車用材料向高強度鋼板方向發(fā)展已成為不可逆轉的趨勢。 高強鋼板在汽車工業(yè)中的應用 低合金高強鋼的用途 這是一類可焊接的低碳工程結構用鋼。其含碳量通常小于0.25%，比普通碳素結構鋼有較高的屈服點s或屈服強度 0.2(3080kgf/mm2)和屈強比0.95)，較好的冷熱加工成型性，良好的焊接性，較低的冷脆傾向、缺口和時效敏感性，以及有較好的抗大氣、海水等腐蝕能力。高強鋼用途及發(fā)展 高強鋼用途及發(fā)展 （1）普通低合金鋼的應用普通低合金鋼在建筑中的應用 為了保證鋼材具有良好的焊接性，鋼中的含碳量控制在0.2%以下。熱軋狀態(tài)的結構鋼的碳當量一般不應超過0.44%。超過后，應采

4、用預熱焊接。高強鋼用途及發(fā)展 （1）普通低合金鋼的應用普通低合金鋼在橋梁中的應用 由于低合金鋼焊接結構的零部件通常需要經(jīng)過：加工成形焊接焊后熱處理等工序，鋼材應具有良好的工藝性能。金屬的焊接性，切削性，冷、熱加工性，熱處理性能，可鍛性，組織穩(wěn)定性和大截面的淬透性。 考慮材料成本的同時還應考慮材料加工、焊接難易程度不同對制造成本的影響。高強鋼用途及發(fā)展 （1）普通低合金鋼的應用普通低合金鋼在車輛中的應用低合金高強鋼的應用目的即優(yōu)點： 減輕焊接結構的重量，節(jié)約材料和縮短焊接工期。不但使焊接產品和結構經(jīng)濟，還可以提高生產效率和使用性能。高強鋼用途及發(fā)展 （2）低合金調質鋼的應用 低合金調質鋼強度高、

5、韌性好，為節(jié)約鋼材和減輕焊接結構自重創(chuàng)造條件，其綜合性能好，能大大提高設備的耐用性，延長使用壽命?？纱龠M工程結構向大型化、輕量化和高效能方向發(fā)展。 焊接結構設計向高參數(shù)、輕量化和大型化方向發(fā)展。高強鋼用途及發(fā)展 （2）低合金調質鋼的應用城市液化氣球罐 焊接無裂紋鋼在日本已普遍用于制造城市液化氣的球罐。 焊接這類鋼時采用超低氫焊材，在板厚50mm以下或在0可以焊前不預熱。高強鋼用途及發(fā)展 （2）低合金調質鋼的應用 WCF-80鋼：焊接裂紋敏感性下的高強度焊接結構鋼，具有很高的抗冷裂性能和低溫韌性。高強鋼用途及發(fā)展 （2）低合金調質鋼的應用抗拉強度800MPa的低合金調質高強度鋼 具有較好的缺口沖

6、擊韌性，可用于在低溫下服役的焊接結構。高強鋼用途及發(fā)展 （2）低合金調質鋼的應用抗拉強度800MPa的低合金調質高強度鋼牙輪鉆機重型汽車高強鋼用途及發(fā)展 （2）低合金調質鋼的應用抗拉強度1000MPa的低合金調質高強度鋼強耐磨件核動力裝置高強鋼用途及發(fā)展 （2）低合金調質鋼的應用抗拉強度1000MPa的低合金調質高強度鋼航海裝備航天裝備高強鋼用途及發(fā)展 低合金鋼的發(fā)展為獲得強度更高的低合金鋼，考慮其它類型的基體組織，發(fā)展了以下幾類：（1）低碳貝氏體型低合金鋼（2）低碳索氏體型低合金鋼（3）針狀鐵素體型低合金鋼（4）低碳馬氏體型低合金鋼此外，還可以通過控制軋制方法來獲得較高強度的低合金鋼。高強鋼

7、用途及發(fā)展 低合金鋼的發(fā)展（1）低碳貝氏體型低合金鋼 煤礦用液壓支架（高強度低碳貝氏體鋼板AH70DB,AH80DB）主要特點：使大截面的結構件在熱軋空冷（正火）條件下，獲得單一的貝氏體組織。主要措施：向鋼中加入能顯著推遲珠光體轉變的而對貝氏體轉變影響下的元素。高強鋼用途及發(fā)展 低合金鋼的發(fā)展（2）低碳索氏體型低合金鋼世界最大的水輪機鋼材具有良好的綜合力學性能和焊接性能。高強鋼用途及發(fā)展 低合金鋼的發(fā)展（3）控制軋制鋼的應用經(jīng)常采用的規(guī)范：“粗軋待溫終軋”控制軋制工藝低合金鋼的發(fā)展（4）發(fā)展針狀鐵素體型低合金鋼高強鋼用途及發(fā)展 針狀鐵素體型低合金鋼合金化的主要特點？研制針狀鐵素體型低合金鋼的著

8、眼點？高強鋼焊接技術超超臨界鍋爐受熱面管T92鋼焊接技術長距離輸氣管道焊接技術大型高爐和熱風爐焊接技術厚壁加氫反應器焊接技術超超臨界鍋爐受熱面管T92鋼焊接技術T92（NF616）簡介： 在T91基礎上，對成分做了進一步完善改進、采用復合-多元的強化手段，適當降低Mo含量至0.30-0.60%、加入1.50-2.00%的W并形成以W為主W-Mo的復合固溶強化，加入N形成間隙固溶強化，加入V、Nb和N形成碳氮化物彌散沉淀強化以及加入微量的B（0.001-0.006%）形成B的晶界強化，從而研制開發(fā)的新型鐵素體耐熱合金鋼。此鋼在日本稱為NF616；現(xiàn)已納入ASME SA-213標準。T92鋼的特性

9、： 耐熱，耐高溫，強韌性，抗高溫蠕變性。用途： 主要應用于電廠鍋爐中的過熱器和再熱器，用于極苛刻蒸汽條件下的集箱和蒸汽管道（主蒸汽和再熱熱蒸汽管道）。同樣也可用作為壓力容器和核電高溫受壓件用鋼。 缺點： 焊接性能差，易氧化起渣，產生裂紋等。超超臨界鍋爐受熱面管T92鋼焊接技術焊接技術工藝焊接材料的選擇： 焊絲型號：ER90SG，規(guī)格直徑。 焊條型號：E9015G，規(guī)格直徑。預熱和保溫： 預熱溫度100-200,層間溫度150-250。線能量控制： 22KJ/cm，焊道厚度控制：2-3mm，焊道寬度不超過焊材直徑的3倍。焊后熱處理焊接工藝特點SA213-T92鋼焊接技術要點（1）焊前預熱 預熱從

10、對口中心開始，每側不少于焊接厚度的3倍，且不小于100mm。預熱應采用中性焰加熱，并不斷均勻移動烘把，嚴禁火焰局部停止不動。預熱過程中，應采用便攜式紅外線測溫儀測溫，并記錄溫度。預熱溫度控制為100200，達到規(guī)定的溫度應恒溫3min后可開焊。層間溫度應不低于預熱溫度，且不高于250。（2）點固焊接 點固焊應與正式焊要求相同，采用直流正接法，并采用高頻引弧裝置。點固焊位置應在不影響視線便于操作處，長度不超過10mm，厚度不超過3mm。 點固焊時氬弧焊槍應提前氬，滯后斷氬；電弧熄滅以后應繼續(xù)對熔池進行氬氣保護知道熔池冷卻到看不到暗紅色方可移開焊槍。 點固焊后應檢查占焊質量，如有缺陷應立即清除，重

11、新進行點固焊。點固焊將作為打底焊的一部分，因此必須保證熔合良好。（3）打底焊接 焊接時鋁箔紙應逐步揭開，揭一段焊一段，以確保管內氣體保護效果。 打底過程中應密切注意焊槍的角度，使氬氣流能充分保護熔池。添加焊絲時，應注意沿一定的角度送人，切忌干擾氬氣對熔池的保護。添絲完畢，焊絲頭部不應立即脫離氬氣的保護范圍，以防高溫部分被氧化。 打底焊應確保根部熔透和坡口邊緣融合良好，要防止產生焊瘤或焊絲頭，打底時應控制好電弧，焊槍擺動及送絲不均勻，不能靠送絲的力量來突出根部。打底層厚度一般為。 打底焊結束應及時進行表面檢查，確認無表面缺陷時再進行填充層焊接。（4）填充層焊接 打底焊結束應及時進行加厚層焊接，為

12、了防止燒穿和根層氧化，第二層仍采用氬弧焊工藝。隨后的填充層焊條電弧焊采用焊條施焊，控制焊層厚度不大于，單層焊道擺動寬度不大于10mm，焊接線能量控制在22KJ/cm以內。 施焊過程中應特別注意接頭處，必須熔合良好，收弧時應待熔池填滿后再收弧，防止產生弧坑裂紋。層間接頭應錯開。管子間距比較小的，焊接時應特別注意死角部位，防止因焊接角度不當引起未熔、氣孔、咬邊等缺陷。 層間的氧化物和藥皮等雜質應使用磨光機打磨清理干凈，不可用工具過重敲擊焊縫，防止產生裂紋。確認無缺陷后方可進行下一層或下一道焊縫的焊接。（5）蓋面焊接 蓋面焊接前，檢查填充層是否將坡口整體填滿，一般以低于坡口平面1mm為宜。如果填充層

13、焊縫超出坡口平面或不平整時，可進行適當?shù)拇蚰セ蜓a焊，以保證焊縫表面成形美觀。 蓋面焊接時，若坡口較寬，應按照工藝要求進行多道焊，焊道厚度控制為2-3mm，寬度小于等于8mm為宜，每一個焊道之間不允許有明顯的溝槽。 蓋面焊接時，要注意控制好熔池的溫度，一般情況下坡口兩側停留時間是焊縫中心的兩倍。 焊接位置困難時，蓋面層焊接要遵循先焊困難位置，后焊容易位置的原則，以防影響蓋面焊縫成型。（6）焊后熱處理1） 焊口施焊完畢冷卻至室溫后1h(待馬氏體完全轉變后)進行高溫回火處理。2） 焊后高溫回火處理的具體方法和參數(shù)有：加熱方法：采用遠紅外電加熱；升降溫速率：150/h；恒溫溫度：限定在（76010）；

14、恒溫時間：控制在1h（管子壁厚小于等于時）；加熱寬度：要求大于等于120mm；保溫寬度：要求大于等于440mm；保溫厚度：限定在40-60mm。3） 根據(jù)熱處理管件的規(guī)格選擇型號為WRNK-191型的熱電偶：，L=1000mm分度號為“K”型，采用點固焊的方式固定，同時應采用隔離措施保證加熱器的電阻絲不會干擾測溫。熱電偶必須布置在有代表性的焊口上，每爐不少于兩點。4） 加熱器布置的寬度應比要求的加熱寬度每側多60-100mm,加熱器的技術要求應符合火力發(fā)電廠焊接熱處理技術規(guī)程DL/T819-2002中附錄A的規(guī)定；加熱范圍內任意兩點的溫差不得超過20。5） 開機前應仔細檢查恒溫溫度、恒溫時間、

15、升降溫速設定是否符合工藝要求；加熱范圍、保溫層寬度、厚度是否符合工藝要求；熱電偶的選擇、安裝方法、位置、數(shù)量是否符合要求；加熱器的選擇、溫度控制分區(qū)是否合理，連接線是否正確，警戒線警示牌是否懸掛，所有上述項目確認無誤后方可開機。6） 降溫至300以下時，可不控制，在保溫層內冷卻至室溫。7） 熱處理結束后應仔細檢查熱處理工件表面有無裂紋，熱電偶有無損壞、位移，記錄曲線與工藝卡上的工藝參數(shù)是否吻合，并簽字確認。8） 無損檢測及焊接接頭質量驗收。焊后處理完成后，應委托檢測單位進行無損探傷檢驗，經(jīng)檢驗合格后，由焊接質量檢查人員按工程驗收程序進行焊接接頭質量研究。焊接質量控制施工人員資格控制坡口檢查及環(huán)

16、境要求充氬裝置檢查對口檢查充氬及檢查焊縫外觀質量焊縫無損檢測焊縫硬度檢驗焊接質量缺陷的預防及返修措施SA213-T92鋼焊接實例 惠來電廠一期工程3、4號機組為21000MW超超臨界燃煤發(fā)電機組（4號機組為該單位首臺總承包的百萬機組）。SA213-T92鋼焊接實例 工程瀕臨南海，風速較大，風力強勁，因此在強風中的施工措施需要高度重視，尤其是對高合金焊口的組合、焊前預熱、焊接操作及焊后熱處理的防風措施，施工方案及施工時機的選擇都需要認真考慮。4號機組鍋爐水壓范圍焊口約55000個，高空安裝焊接工作量大，熱處理工作量大，需熱處理的焊口總數(shù)約20000個，超過600MW超臨界機組一倍以上。其屏式過熱

17、器、高溫過熱器、高溫再熱器等部件大都采用SA-213T92材質（見下表），僅前三個部件的焊口數(shù)量就達到3108個，具體見下表。SA213-T92鋼焊接實例1、SA213-T92鋼焊接與熱處理工藝原理 SA213-T92鋼是在SA213-T91鋼的基礎上加入了1.7%的鎢（W），同時鉬（Mo）含量降低至0.5%，用釩、鈮元素合金化并控制硼和氮元素含量的高合金鐵素體耐熱鋼，通過加入W元素，顯著提高了鋼材的高溫蠕變斷裂強度。在焊接方面，除了有相應的焊接材料，并由于W是鐵素體形成元素, 焊縫的沖擊韌性有所下降外，其余對預熱、層間溫度、焊接線能量，待馬氏體完全轉變后隨即進行焊后熱處理以及熱處理溫度、恒溫

18、時間兩種鋼的要求都比較相近。1.1 SA213-T92鋼具有優(yōu)良的常溫及高溫力學性能SA213 T92鋼的主要化學成分（）SA213 T92鋼常溫機械性能SA213-T92鋼焊接實例1.2SA213-T92鋼中碳的含量保持在一個較低的水平是為了保證最佳的加工性能，高溫蠕變斷裂強度非常高，抗腐蝕性能好，提高了耐熱鋼的工作溫度，減少了鋼材的厚度，降低了鋼材的消耗量，降低了管道熱應力。1.3用于替代電廠鍋爐的過熱器和再熱器的不銹鋼，用于極苛刻蒸汽條件下的集箱和蒸汽管道，其熱傳導和膨脹系數(shù)也遠優(yōu)于奧氏體不銹鋼。1.4 由于SA213-T92鋼的含碳量低于T91 鋼材，是低碳馬氏體鋼，須在馬氏體組織區(qū)焊

19、接，其預熱溫度和層間溫度可以大大降低，據(jù)國外資料研究，通過斜Y型焊接裂紋試驗法測定的止裂預熱溫度為100250。SA213-T92鋼焊接實例2、 SA213-T92鋼焊接與熱處理施工工藝要點2.1焊接方法及材料 SA213-T92鋼焊接工藝采用：TIG。焊絲采用MTS616, 型號為：ER90S-G，氬弧焊打底及填充第1層（道）時，為防止焊縫根部氧化，焊縫背面必須進行充氬保護。焊接工藝參數(shù)見下表。SA213-T92鋼焊接實例2.2對口前防風擋雨措施及檢查坡口制作充氬裝置設置對口檢查焊口點固焊前預熱SA213-T92鋼焊接實例2.8充氬2.9氬弧焊打底2.10焊后自檢2.11焊后熱處理管道局部焊

20、后熱處理示意圖SA213-T92鋼焊接實例管道局部焊后熱處理控制參數(shù)示意圖總結：工程質量優(yōu)良率達100%，無安全生產和質量事故發(fā)生，得到了各方的一致好評。長距離輸氣管道焊接技術X80 目前我國經(jīng)濟發(fā)展迅速，對石油天然氣的需求日益旺盛。大直徑管道作為石油天然氣安全經(jīng)濟有效的輸送途徑之一，隨著西氣東送等大建設項目相繼投入，國家已將其放在了優(yōu)先發(fā)展的位置。為了降低管線建設和運營成本，提高管線安全性和可靠性，高壓大口徑管線用鋼不僅要具有更高強度還要具有更高韌性，所以建設高壓長距離輸送管線是解決長時期、大規(guī)模運輸天然氣的主要措施，并且我國今后將在國外尋找油資源通過海運或管道輸送至國內。長距離輸氣管道焊接

21、技術X80X80是高強度管線鋼的美國分類型號。其最小屈服值（MPa）為551；X80鋼是目前世界管道中真正進入工程建設用的最高鋼級，X80直徑螺旋縫焊管的研制成功，使我國在X80鋼材的冶煉軋制、制管和焊接技術等方面取得了跨越式進展，并達到了西氣東輸二線工程建設技術要求。 X80鋼的力學性能特性： 高強度，良好的抗延性斷裂能力。焊接缺點： 焊縫區(qū)合金元素的保護和熱影響區(qū)的脆化問題。X80管線鋼對焊接的要求 X80管線鋼通過形變強化而使材料具有很高的強韌性。而且X80鋼也是高度的潔凈鋼 ，因而該鋼對焊接加工提出了特殊的要求，主要表現(xiàn)在：如何防止焊接熱影響區(qū)的晶粒粗化、局部軟化與脆化，如何實現(xiàn)焊縫金

22、屬的純化與細化，如何選擇焊接方法以及改進焊接工藝等。針對X80鋼的性能和成分, 國內開發(fā)出幾種焊接X80鋼的焊接工藝： 一、采用堿性焊條手工焊條，根焊+ 自保護藥芯半自動焊填充蓋面工藝。 手工焊根焊采用焊接材料為E70s-6，直徑的堿性焊條, 填充蓋面采用E81T8-Ni2自保護藥芯焊絲, 直徑。坡口形式二、采用半自動焊根焊+ 自保護藥芯焊絲半自動焊填充蓋面工藝。坡口形式 對于兩種根焊方式, 均可選擇ER70S-G的實心焊絲和E80C-Ni1的金屬粉芯焊絲, 兩種焊絲直徑均為1. 2mm。三、采用全自動焊工藝。幾種方法中全自動焊工藝施工效率最高, 適用于平原及開闊地帶的焊接施工。焊接材料選用E

23、R70S-6實芯焊絲根焊和ER90S-G實芯焊絲填充蓋面，直徑。采用U型坡口焊接技術工藝焊前準備焊接過程（預熱及層間溫度，根焊，熱焊、填 充焊，蓋面焊）焊后清理及外觀檢驗大型高爐和熱風爐焊接技術高爐殼體的焊接 BB502鋼：大、中型高爐爐殼專用鋼，屬高強度低合金鋼。 應用領域：石油天然氣管道。4350立方米高爐大型高爐和熱風爐焊接技術（1）橫縫焊接工藝及接頭力學性能 1）焊接材料及坡口形式 2）焊接工藝 3）焊接接頭的力學性能（2）立縫電渣焊工藝 1） 焊接材料及坡口形式 2） 絲極電渣焊焊接工藝 3） 管狀焊條絲極電渣焊焊接工藝（3）焊后清理和質量檢驗（4）后熱和焊后熱處理大型高爐和熱風爐焊接技術熱風高爐爐殼立縫的焊接 1）焊接材料及坡口形式 2）焊接工藝 3）焊后清理和質量檢驗厚壁加氫反應器焊接技術超大型加氫反應器1