不銹鋼管道焊接施工工法1

不銹鋼管道焊接施工工法一、前言不銹鋼不僅具有耐腐蝕性、抗氧化性、耐熱性、而且還具有良好的加工性能和機(jī)械性能。因此，在石油化工、原子能工業(yè)等部門(mén)都得到了廣泛的應(yīng)用，由于不銹鋼有其特殊的焊接性能，所以在早期，不銹鋼的焊接出現(xiàn)了一些問(wèn)題。但是近幾年來(lái)，我公司在不銹鋼管道焊接施工中已經(jīng)積累了十分豐富的經(jīng)驗(yàn)，并且已建立起了較完善的施工質(zhì)量管理體系， 本工法就是通過(guò)對(duì)不銹鋼的焊接特性分析，總結(jié)出行之有效的現(xiàn)場(chǎng)不銹鋼管道焊接工藝。二、本工法適用范圍本工法適用于石油化工行業(yè)奧氏體不銹鋼管道的焊接施工。三、奧氏體不銹鋼的焊接特性1、奧氏體不銹鋼從高溫到常溫為無(wú)相變的奧氏體組織，無(wú)淬硬性。2、奧氏體不銹鋼在 500℃~800℃之間長(zhǎng)時(shí)間加熱并緩慢冷卻時(shí)，將在晶界上析出鉻的碳化物，從而容易產(chǎn)生晶間腐蝕，降低耐蝕性。因此，在不銹鋼焊接過(guò)程中，應(yīng)避免層間溫度過(guò)高，必要時(shí)用水冷卻。3、奧氏體不銹鋼導(dǎo)熱系數(shù)小，線膨脹系數(shù)大，分別為碳素鋼的1/3和1/2倍。因此，自由狀態(tài)焊接時(shí)，容易產(chǎn)生較大的焊接形。為此，宜選用焊接能量集中的地方。4、奧氏體不銹鋼的電阻率比碳素鋼的電阻率要大得多，約為 5倍。因此，在手工電弧焊時(shí)，規(guī)定的焊接電流比碳素鋼低得多，若使用大電流，會(huì)引起焊條發(fā)紅。四、焊接施工㈠、管道焊接施工工序如下：1施工準(zhǔn)備 管道除油污 下料 坡口加工 坡口表面打磨、清理焊縫組對(duì) 焊接 焊縫檢驗(yàn) 焊縫返修及檢驗(yàn)㈡、焊前準(zhǔn)備焊接工藝評(píng)定及焊工考試施工前，應(yīng)按照 JB4708—92《鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定》的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，編制不銹鋼管道的焊接工藝說(shuō)明書(shū)。焊工須按《鍋爐及壓力容器焊工考試規(guī)則》進(jìn)行考核，合格者方可上崗施焊。對(duì)由外方進(jìn)行監(jiān)理的引進(jìn)工程，則應(yīng)按工程指定的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)分別進(jìn)行工評(píng)和焊工考試，合格后方可以從事焊接施工。坡口加工、清理及焊縫組對(duì)關(guān)子的切割應(yīng)采用無(wú)齒鋸或是等離子弧， 避免火焰切割。坡口加工應(yīng)采用車床或?qū)Ｓ霉艿榔驴诩庸C(jī)，避免用碳弧加工坡口，坡口形式、尺寸及組對(duì)要求見(jiàn)圖一：組對(duì)前，應(yīng)將坡口及坡口兩側(cè) 2mm范圍內(nèi)的氧化膜清理干凈。焊縫組對(duì)，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝卡的要求，點(diǎn)焊不應(yīng)少于三處，當(dāng)管徑較大時(shí)，應(yīng)相應(yīng)增加點(diǎn)焊部位和點(diǎn)焊長(zhǎng)度。65°±5°T1~22.5~3.5T=3~20mm V型15~20°R=61~2 T2.5~3.5T≥3~20mm U型2圖一，不銹鋼管道焊接坡口型式簡(jiǎn)圖（當(dāng) T＜3mm時(shí)，不開(kāi)坡口，直邊對(duì)接即可，組對(duì)間隙同上）。㈢、焊接工藝1、焊接方法的選用不銹鋼管道的焊接通常采用兩種焊接方法，即手工電弧焊和氬弧焊，當(dāng)壁厚＜5mm或公稱直徑DN≤50mm時(shí)，采用氬弧焊；當(dāng)壁厚≥5mm且公稱直徑DN＞50mm時(shí)，采用氬弧焊封底，電弧焊蓋面。2、焊接材料選擇典型奧氏體不銹鋼管道焊接焊材選用見(jiàn)表一。表一典型A不銹鋼管道焊材選用表母材焊絲焊條備注0Cr18Ni10H00Cr18Ni9A1021Cr18Ni9H0Cr19Ni9A102國(guó)H1Cr19Ni9TiA107內(nèi)1Cr18Ni9TiH0Cr19Ni9A132標(biāo)H1Cr19Ni9TiA137準(zhǔn)1Cr18Ni12Mo2TiH1Cr18Ni12Mo2TiA202SUS304ER308LE308L美國(guó)SUS316LER316LE316LSUS316ER316LE316AISI3、規(guī)范參數(shù)選擇采用較小的焊接電流，在保證焊透及熔合良好的前提下， 配以較快的的焊接速度進(jìn)行施焊，規(guī)范參數(shù)的選擇見(jiàn)表二、表三。3表二TIG焊規(guī)范參數(shù)表焊接電流電壓焊速線能量焊絲直徑電源層次（A）（V）cm/minKJ/cm（mm）極性1~250~1309~164~1010~222.0~2.4DC（+）表三手工電弧焊參數(shù)表焊接電流電壓焊速線能量焊絲直徑電源層次（A）（V）cm/minKJ/cm（mm）極性填平80~15020~228~1212~112.5~4DC（-）蓋面100~17024~2812~1714~202.5~4DC（-）無(wú)論是純氬弧焊，還是氬弧焊封底，管子的內(nèi)表面均應(yīng)進(jìn)行充氬保護(hù)，Ar純度不低于99.99%，氣流量為8~151/min對(duì)不銹鋼薄壁管，充Ar保護(hù)應(yīng)保持到第二層焊接完畢。充Ar保護(hù)按固定口、轉(zhuǎn)動(dòng)口，又分為兩種情況：當(dāng)管徑≥650mm時(shí)，內(nèi)壁采用局部保護(hù)；當(dāng)管徑＜650mm時(shí)，保護(hù)方法見(jiàn)圖二。Ar圖二 轉(zhuǎn)動(dòng)口管內(nèi)壁充 Ar保護(hù)簡(jiǎn)圖（DN＜65mm）4、焊接注意事項(xiàng)⑴手工電弧焊應(yīng)盡可能保持短弧焊接，電弧過(guò)長(zhǎng)，焊條芯和藥皮中的合金元素氧化燒損大。另外電弧過(guò)長(zhǎng)，空氣中的 N2容易侵入，這將使焊縫金屬中的鐵素體減少而可能產(chǎn)生熱裂紋。⑵手工電弧焊運(yùn)條盡量采用向前拉的直線運(yùn)條法，過(guò)分的橫向擺動(dòng)容易造成熱裂紋和保護(hù)不良。4⑶不銹鋼焊條使用前應(yīng)嚴(yán)格按照焊材說(shuō)明書(shū)或規(guī)范要求進(jìn)行烘烤。5、焊接施工環(huán)境條件⑴環(huán)境溫度不低于－5℃，否則應(yīng)按規(guī)范要求進(jìn)行予熱。⑵相對(duì)濕度在90%以下。⑶焊接區(qū)域應(yīng)設(shè)置適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)設(shè)施，使其不受風(fēng)、雨、雪的影響。五、質(zhì)量安全控制措施㈠質(zhì)量保證措施1、技術(shù)措施⑴嚴(yán)格按公司制定的管道安裝質(zhì)保體系控制圖進(jìn)行管理和施工。⑵焊接技術(shù)員在施工前應(yīng)編制焊接施工方案和焊接工藝說(shuō)明書(shū)，并負(fù)責(zé)解決施工中出現(xiàn)的焊接技術(shù)和質(zhì)量問(wèn)題。⑶不銹鋼管在堆放、下料時(shí)嚴(yán)禁與碳素鋼混在一起，避免鐵污染。⑷應(yīng)特別注意焊件、焊絲表面的清理質(zhì)量及焊縫組對(duì)質(zhì)量，施焊前應(yīng)仔細(xì)檢查。⑸及時(shí)進(jìn)行焊縫檢驗(yàn)，并迅速反饋焊縫質(zhì)量驗(yàn)評(píng)結(jié)果，對(duì)返修焊縫中所出現(xiàn)的缺陷認(rèn)真查找原因，提出預(yù)防措施。2、焊縫檢驗(yàn)⑴外觀檢查焊縫表面應(yīng)成形良好，不允許存在裂紋、未熔合、過(guò)燒、飛濺及氣孔等缺陷，焊縫余高、咬邊、錯(cuò)邊量應(yīng)控制在規(guī)范要求所允范圍內(nèi)。X射線檢查射線探傷在外觀質(zhì)量檢查合格后進(jìn)行。射線探傷按GB3323—87標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。53、本工法檢查執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB50236—1999《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》⑵SH3501—97《石油化工劇毒、可燃介質(zhì)管道施工及驗(yàn)收規(guī)范》⑶JB4708—92《鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定》⑷GB3323—87《鋼熔化焊對(duì)接接頭射線照相和質(zhì)量分級(jí)》4、焊縫返修管理焊縫返修兩次及以上應(yīng)編制返修措施或返修工藝卡。㈡安全保證措施1、嚴(yán)格執(zhí)行SH3505—1999《煉油、化工施工安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。2、焊工施焊前應(yīng)戴好面罩，以防飛濺燙傷。3、進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)戴好安全帽，高空施焊應(yīng)掛好安全帶。4、射線探傷時(shí)，一定要安排好探傷時(shí)間，探傷期間應(yīng)設(shè)立醒目的警界標(biāo)志。六、勞動(dòng)組織1、施工現(xiàn)場(chǎng)由焊接技術(shù)員、工藝技術(shù)員、管工、焊工、探傷工、質(zhì)檢員等組成，主要工種、人數(shù)、崗位見(jiàn)表四（以5Km左右管線，工期為90天計(jì)算）。2、各工序工作分工明確，落實(shí)到人。3、合理安排進(jìn)度和焊接工作量，合理解決焊接質(zhì)量與施工進(jìn)度之間的關(guān)系。表四 主要工種、人數(shù)、崗位職責(zé)表序號(hào) 工 種 人 數(shù) 崗 位 職 責(zé)6工程負(fù)責(zé)人1技 術(shù) 員2 質(zhì) 檢 員3 管 工4氬弧焊5電弧焊6起重工7探傷工材料員及其8他管理人員

1、組織指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工2~3 2、制定焊接工藝規(guī)程3、委托探傷檢驗(yàn)1、檢查坡口加工組對(duì)情況2、檢查施焊時(shí)執(zhí)行焊接工藝參數(shù)情況3、檢查焊縫的外觀質(zhì)量4、質(zhì)量評(píng)定5、焊工持證1、下料2、坡口加工、清理3、焊縫組對(duì)1、焊縫施焊1、焊縫施焊1、管線吊裝、架子搭設(shè)1、焊縫探傷1、負(fù)責(zé)焊絲、焊條的保管烘干2、負(fù)責(zé)焊材的發(fā)放，并做好記錄材料領(lǐng)用、發(fā)放、保管七、主要施工機(jī)具以5Km左右管線，工期為 90天為例，主要施工機(jī)具見(jiàn)表五。7表五主要施工機(jī)具一覽表序號(hào)名稱規(guī)格單位數(shù)量1氬弧焊機(jī)NSA300—1臺(tái)102電焊機(jī)AX—300臺(tái)103管子坡口機(jī)φ50~φ600臺(tái)24無(wú)齒鋸φ350臺(tái)25角向磨光機(jī)φ100臺(tái)106高溫烘干箱400℃臺(tái)17恒溫箱300℃臺(tái)18焊條筒個(gè)109吊車15T臺(tái)110倒鏈3T個(gè)6八、經(jīng)濟(jì)效益分析、工程實(shí)例使用本工法的主要作用是加強(qiáng)不銹鋼管道的焊接施工管理， 嚴(yán)格控制焊接質(zhì)量，提高焊接一次合格率，從而減少返修量以節(jié)省人工、材料及機(jī)具費(fèi)用，同時(shí)有效地保證工期。在儀征化纖公司 PTA裝置施工中，我們采用了本工法，經(jīng)濟(jì)效益明顯提高。裝置氧化段共有不銹鋼管線 10KM。其中PTA泵區(qū)、溶劑回收區(qū)、脫水區(qū)、尾氣排放區(qū)、 TA反應(yīng)結(jié)晶區(qū)、固體回收區(qū)等六個(gè)區(qū)有不銹鋼管線約4KM，規(guī)格從DN20×2.87到DN900×6.35共計(jì)15種。原計(jì)劃工期90天，實(shí)際用了82天，焊接一次合格率 93.5%。現(xiàn)將這幾個(gè)區(qū)的主要施工消耗物料、成本比較列表如下：表六 成本比較表8項(xiàng)目予算成本（元）實(shí)際成本（元）機(jī)械費(fèi)138266.8125976.51材料費(fèi)126384.6122487.5人工費(fèi)103482.594284.06合計(jì)368133.9342748.07成本節(jié)約25385.83（元）注：予算成本按儀征地區(qū)調(diào)價(jià)算。表七施工主要物料消耗表（4KM管線計(jì)）序號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量備注1不銹鋼管N×5m焊工考試用D503.052不銹鋼管DN150×5.495m焊工考試