焊接及热处理课件.pptx

1、以天津100万吨/年乙烯工程为例范围工程概况及特点焊接施工准备施工工艺质量要求及焊缝返修质量管理机构和质量保证措施HSE管理天津石化100万吨/年乙烯及配套项目乙烯装置工艺管线的焊接及热处理施工，其中包括裂解炉对流室炉管进出口、辐射室入口及炉体配管的焊接。本工程管道约254千米，焊接总量约为97万寸D，涉及到的材料主要类别如下：碳素钢20、20G、A106B、API 5L、Q235B；铬钼耐热钢A335-P11、A335-P22、A234 P5、P91、A691 GR1-1/4 CL22、A691 GR2-1/4 CL22；奥氏体不锈钢TP304、TP321、TP347H、CF8C；低温钢A3

2、33Gr6、A671-CC60等；异种钢装置中易燃、易爆的工艺介质较多（如裂解气、乙烯、丙烯等），既有低温管线，又有超高压蒸汽管线，其中最大管径为108（API5L GRB，厚度为38.1mm），最大壁厚为73.025mm（A335 P22，管径为24），因此，大管径、大厚度管的焊接是本装置焊接施工的重点和难点。焊接工艺管理焊接工艺管理 焊接工艺评定的确定，施工前针对各类焊接接头编制下发焊接工艺卡，施焊过程中严格按照工艺卡要求的参数进行。焊工管理焊工管理参加施焊的焊工应持有有效期内相应材质、相应位置的 TSG-Z6002-2010特种设备焊接操作人员考核细则合格证，并取得天津石化项目质量站组织

3、的考试，取得上岗证后方可上岗施焊，严禁无证上岗。焊接前由专业工程师对施工人员进行技术交底，使其掌握各种材料焊接的工艺要求。焊接工艺管理焊接工艺管理 焊接工艺评定的确定，施工前针对各类焊接接头编制下发焊接工艺卡，施焊过程中严格按照工艺卡要求的参数进行。焊材管理焊材检验及存放保管焊材需报监理单位检验合格后入库，入库材料应具有合格质量证明文件，出厂期超过一年的焊条，应进行焊条焊接工艺性能试验，合格后方可使用。焊材管理焊接材料分类存放保管，专人负责，统一管理，作好记录，材料工程师定期进行检查。焊材库应配置空气去湿机、温湿度记录仪，保证温度不低于5，湿度不超过60%。焊材管理焊条、焊丝应存放在架子上，架

4、子离地面和墙面的距离不应小于300mm。焊条、焊丝应按种类、牌号、批号、规格、入库时间分类堆放。每垛应有明确的标志。焊条烘干焊条使用前按照焊条说明书要求的参数进行烘干。焊材发放：焊工凭技术人员签发的焊材领用卡领取焊材。 焊条用焊条保温筒领取，每名焊工每次只能领取一种型号的焊条，每次领用不超过5Kg，严禁不同型号焊条同时放在一个保温筒中。焊材发放：焊条在保温桶中的存放时间控制在4小时以内，超过4小时未用的焊条，要退回重新烘干，但重新烘干次数不超过2次。超过2次的焊条不再用于压力管道的施工。重新烘干的焊条作好标识及相应记录，下次优先发放。焊丝一次领用数量不超过1.5Kg。焊材发放人员作好发放记录。

5、焊接设备管理焊接设备双表（电流表、电压表）齐全，且均在检定期内。焊接电缆线采用橡皮软线，接头不超过2个以充分保证焊接电流。每台电焊机单独接地，实行一机一闸保护。坡口加工坡口加工碳钢采用火焰切割加工；合金钢原则采用机械方法加工坡口，部分大口径管道因条件所限无法采用机械加工时，也可采用火焰切割的方法进行加工，坡口打磨时将切割的热影响区渗碳层打磨掉，并修整出所要求的坡口。坡口加工坡口形式的选择以确保根部焊透为原则，在此基础上，考虑尽量减少焊缝尺寸，减少焊缝的熔敷金属量。一般情况下，厚度小于25mm时，采用V型坡口，大于25mm时加工成双V型或U型坡口（见下图）。焊前清理组对前用角向磨光机、棒式砂轮机

6、、钢锉等将坡口及内外两侧20mm范围内的母材表面清理干净，直到露出金属光泽。不锈钢管采用焊条电弧焊时，组对前应在坡口两侧各100 mm 范围内涂白垩粉或其他防粘污剂。坡口检查焊接接头组对前应确认坡口加工形式尺寸，其表面不得有裂纹夹层等缺陷；焊接接头的坡口的渗透检测应按下列规定进行铬钼耐热钢管道坡口100%检测A333Gr6管道坡口抽检5%.炉管出入口的坡口进行100%检测焊口组对壁厚相同的管道组成件组对时应使内壁平齐，其错边量不应超过壁厚的10% 且不大于1 MM。壁厚不同的管道组成件组对当内壁差大于1.0 MM 或外壁差大于2 MM时应进行削薄处理，削薄长度不小于两壁厚差的4倍。定位焊碳钢焊

7、缝定位焊采用氩弧焊，作为永久焊缝。合金钢焊缝采用氩弧焊过桥式定位焊，正式焊接焊到该处时将定位焊缝磨掉；定位焊缝长度1020mm，厚度24mm，沿焊缝均布。焊前预热及层间温度控制DN12对接焊缝采用电加热；DN=610且厚度等级SCH80的对接焊缝采用电加热，如下图所示，焊接过程中不拆除，维持预热状态以控制层间温度。其余焊缝采用火焰加热。加热范围为每侧不小于管子厚度的3倍，图中所示为最小尺寸要求。用测温计测定预热温度。焊前预热及层间温度控制定位焊缝采用火焰加热。预热时火焰不能直接加热坡口，要避免局部过热。预热过程中要保证厚度方向温度均匀。做好预热温度记录。各种材质焊缝的预热参数见下表 。焊接工艺

8、环境要求空气相对湿度90%。氩弧焊时风速小于2m/s，手工电弧焊时风速小于8m/s。雨、雪天气作业时采取适当措施，如搭设防风挡雨棚等。 环境温度低于下列要求时应采取提高焊接环境温度的措施：碳钢焊接不低于-20低合金钢焊接不低于-10奥氏体不锈钢焊接不低于-5其他合金钢焊接不低于0一般工艺要求所有伴热线均采用氩弧焊工艺。管径DN50且壁厚4的焊缝采用全氩弧焊，其余焊缝采用氩弧焊打底、焊条电弧焊、熔化极气体保护焊或埋弧焊填充盖面的工艺，对于大管径焊口，在条件允许时可采用焊条电弧焊方法进行双面焊；在合金钢钢管上焊接组对卡具时卡具的材质应与管材相同承插焊缝至少焊接两遍。注意引弧和收弧质量，引弧时采用回

9、焊引弧法，收弧时要填满弧坑。不得在焊件表面引弧或试验电流，焊件表面不得有电弧擦伤等缺陷。多层焊时各层、道之间的接头相互错开。焊缝与支吊架边缘的净距离不应小于50 mm 需要热处理的焊缝距支吊架边缘的净距离应大于焊缝宽度的5 倍且不小于100 mm。焊道两相邻焊缝中心的间距，应控制在下列范围内: 直管段两环缝间距不小于100 mm 且不小于管子外径； 除定型管件外，其它任意两焊缝间的距离不小于50mm 在焊接接头及其边缘上不宜开孔否则被开孔周围一倍孔径范围内的焊接接头应100%进行射线检测管道上被补强圈或支座垫板覆盖的焊接接头应进行100%射线检测合格后方可覆盖在合金钢钢管上焊接组对卡具时卡具的

10、材质应与管材相同，否则应用焊接该钢管的焊条在卡具上堆焊过渡层。正式焊接要求预热时，工卡具焊接也应预热，预热温度取正式焊接时预热温度的上限，预热范围从工卡具各边向外不小于三倍壁厚，且不小于50 mm。焊接在管道上的组对卡具不得用敲打或掰扭的方法拆除，卡具拆除后应修磨焊痕，做渗透检测无裂纹为合格。与阀门对接的焊缝施焊时，阀门要始终处于开启状态。电焊把线及地线应绝缘良好，以防把线拖动时产生火花击伤管道表面。充氩保护合金元素含量超过3%的管子焊接时，若采用氩弧焊打底，背面应充氩保护。充氩方式可根据具体情况采用多种形式，但要保证氩气消耗量最小；对于固定口或现场安装口，可采取贴易溶纸的方式进行充氩保护，在

11、距焊口300mm的管内部粘贴两张易溶纸，并保证粘牢，以确保整个焊接过程背部金属不出现氧化。充氩时用白胶布沿圆周粘贴在焊口外侧，以保证充氩效果，待一段时间后，检测充氩情况，符合要求后进行焊接。打底层焊接时，适当减少背部氩气流量，以免造成焊缝内凹和易溶纸被吹破。如采用海绵等进行充氩时必须在焊接完成后及时取出。氩气纯度的要求;焊丝使用前应进行清理，去除油、锈等污物。焊接大管径焊口时，采用两人分两个半圆同时施焊，对于长焊缝采用分段退步焊，以控制焊接变形。在焊接过程中，不准将一些杂物、焊接手套等物体放在管内。每道焊口焊接完后及时做好焊接标识，标识内容包括：管线号、焊口号、焊工号、材质、规格、焊接日期。壁

12、厚大于25mm时进行预热，壁厚小于25mm时，当环境温度低于0时，在始焊处100mm范围内预热至15对要求预热的焊缝，焊接过程中应控制预热温度不低于预热温度；厚度大于30（19）mm及设计文件有要求时需进行焊后热处理，热处理参数见表；在焊缝外观检查及射线检测合格后再进行焊后热处理；焊前严格按要求进行预热，特别是大厚度管，要有充分的预热时间，在达到预热温度后要保持15分钟再开始焊接，以保证在厚度方向上温度均匀。焊接过程中，采用测温计测量层间温度，要确保层间温度不低于预热温度，否则应停止施焊，对所焊焊口进行加热，待温度达到要求后再进行焊接；每条焊缝应尽可能一次连续焊完，若因故被迫中断，应立即对焊缝

13、进行保温缓冷。重新焊接时先检查确认表面无裂纹等缺陷后，按原工艺重新预热后方可施焊；对于大厚度且直径较大的焊口，应采用两人分两个半圆同时焊接，这样可以保证层间温度满足要求，减少重复加热次数；对于厚度大于30mm管，为了降低返修难度，焊接过程中增加中间检测，焊接1520 mm时进行射线检测，以确保根部质量符合标准要求；需焊后热处理的焊缝，焊接完毕不能立即进行热处理时，应进行200 350 、1530 min的后热，然后保温缓冷。最终焊缝的无损检测在热处理完毕后进行。 奥氏体不锈钢的焊接所有焊缝均采用氩弧焊打底的焊接方法，氩气纯度不低于99.96（9）%。焊条电弧焊填充及盖面时，在坡口两侧各不小于1

14、00mm范围内的母材上涂以白垩粉，以防焊接飞溅损伤母材。不锈钢焊接地线卡子应为不锈钢或采用不锈钢隔离层。在保证熔合良好的情况下，尽量采用小线能量、多层多道焊，层间温度不大于100。 奥氏体不锈钢的焊接层间用角向磨光机进行彻底清理，打磨使用白刚玉砂轮片层间及表面采用不锈钢钢丝刷清理，且不得与碳素钢混用对于大口径的不锈钢管道，在现场条件允许的情况下，可在背面采用拖罩充氩的方法进行背面焊缝保护；焊接并检验完毕后应及时对焊缝外表面进行酸洗钝化处理现场安装时若存在交叉作业，应对可能的污染部位进行保护。 低温钢焊接低温钢焊条应按批次进行药皮含水量或熔敷金属扩散氢含量的复验；所有焊缝均采用钨极氩弧焊打底工艺

15、。焊件组对前，应将坡口表面的氧化物、油污、熔渣及其它有害杂质清除干净。清理范围为坡口及其两侧母材不少于20mm区域。不得采用锤击等强制手段进行组装，不得在母材表面刻划或敲打材料标记和焊工钢印等，以防形成产生缺口效应的划痕。 低温钢焊接焊接过程必须严格控制焊接线能量，尽量选用较小的焊接线能量，采用多层多道焊，层间温度不大于100。焊件表面严禁有电弧擦伤。焊接时，不得在焊件表面引弧、收弧和试验电流。焊接收弧时应将弧坑填满，并用砂轮磨去弧坑缺陷。多层焊时各层间的接头应错开3050mm。临时点固到管道上的卡具采用砂轮机拆除、修磨，并进行着色检查，不得采用敲打的方法强行拆除。 异种钢的焊接不同铬钼钢焊接

16、时，预热应按淬硬倾向大的一侧预热温度进行。铬钼耐热钢与碳钢组成的焊接接头，预热应按铬钼耐热钢的预热温度进行。铬钼耐热钢与奥氏体钢组成的焊接接头，预热铬钼耐热钢一侧。不同铬钼耐热钢之间焊接接头的热处理温度应取合金含量高者的下限，铬钼耐热钢与碳钢组成的焊接接头热处理温度按铬钼耐热钢的热处理要求进行。异种钢焊接时要特别加强焊接过程检查，包括焊接工艺、焊材使用情况等。 裂解炉对流室进出口、集合管进出口的焊接焊口避免强力组对；焊口多为异种钢焊接，焊接时应由专人进行监督检查；从集合管至辐射盘管入口处的管线布置比较密集，焊接空间位置狭窄，特别是集合管接管部位，每根集合管上有20个接管，管径为1-1/2，两接

17、管间距只有106mm，因此焊接时要特别注意控制焊接变形，除控制焊接线能量外，焊工应均匀分布对称焊接。该部分管线焊接前要特别检查并确保管内无杂物。 焊后热处理铬钼钢焊缝的无损检测在热处理完成后进行。其它材料热处理待无损检测合格后进行；铬钼钢焊缝焊接完毕后立即进行300350、1530分钟的后热并保温缓冷，条件具备时及时进行焊缝热处理。若焊后立即进行热处理，则不必进行后热。热处理前应完成焊缝外观质量的检查，确保焊缝外观质量符合要求； 焊后热处理进行热处理前，对设备、加热器、热电偶等进行检查，要求所有仪表、热电偶等在检定有效期内；焊后热处理参数见下表，表中未涉及到的材料热处理参数见焊接工艺卡；热处理

18、前对操作人员进行交底，使其熟悉热处理工艺要求热处理采用电加热方式，加热器及保温层的固定位置如图6所示。热处理时12焊缝应至少安放一支测温热电偶，1224焊缝对称安放2支热电偶，24焊缝应对称安放4支热电偶； 焊后热处理热电偶安装在靠近焊缝边缘，管材与热电偶端部接触处应用砂轮机打磨露出金属光泽，热电偶安装采用细铁丝捆扎，端部紧贴焊缝；为保证所测温度为管材实际温度，在热电偶与加热器之间垫小块保温玻璃布以进行隔离； 热处理的加热范围为焊缝两侧各不少于焊缝宽度的3 倍且不少于25 mm， 加热区以外100 mm范围内应予以保温，且管道两端口应封闭。保温棉厚度30MM；焊后热处理各种材料按标准布置完毕后

19、，对加热器、保温棉等进行检查，检查合格后连线并送电进行热处理；热处理过程中，操作人员要进行全过程监督，严密监视热处理升降温及恒温过程，如发现热处理曲线出现异常时，应立即采取相应措施进行调整，确保升降温速度和恒温温度在规定范围之内。如果出现其它异常情况，应立即断电，待查找出原因后再继续进行热处理； 焊后热处理热处理过程中，技术和质量人员要随时进行检查，检查热处理操作是否符合工艺要求，热处理曲线是否清晰、准确热处理完后，技术人员负责整理“热处理曲线图”、“热处理报告”等热处理资料；降温时应待冷却至常温后方可拆除保温层；进行热处理作业时，若遇阴雨天，应在保温区上方搭设防雨棚，以防突然下雨导致热处理过

20、程中断影响消应力效果 硬度检测焊缝经热处理后，需抽查20%的焊缝进行硬度检测，且不少于一个焊接接头。每个焊接接头检查不少于一处，每处三点，焊缝、热影响区、母材各一点；异种钢焊接时，应对焊缝两侧热影响区和母材分别测定硬度； 硬度检测热处理后焊缝的硬度值不宜超过母材标准布氏硬度值加100 HB ，且应符合下列规定： 20# etc （不大于200 HB） A335 P11 不大于270 （225）HB P22、P5、P91 不大于300 （241） HB硬度值超过规定值时，应按班次加倍检验，仍不合格时应重新进行热处理，并重新测定硬度值。 焊缝施工记录焊口焊接完毕，报检员及时在报检单上填写焊缝编号、

21、焊工号、管段炉批号。报检单与现场核对后，施工员及时将焊缝编号、焊工号及炉批号标注到图纸上的相应位置。质检员根据报检单的内容检查确认后将报检单送录入员录入外观质量要求焊缝外观应成型良好，宽度以每边盖过坡口边缘2mm 为宜，角焊缝的焊脚高度应符合设计规定，外形应平缓过渡焊接接头表面的质量应符合下列要求不得有裂纹、未熔合、气孔、夹渣、飞溅存在A333 Gr6、不锈钢管道、淬硬倾向较大的合金钢管道焊缝表面不得有咬边现象,其他材质管道焊缝咬边深度不应大于0.5 mm， 连续咬边长度不应大于100 mm ，且焊缝两侧咬边总长不大于该焊缝全长的10%焊缝表面不得低于管道表面焊缝余高应符合下列要求100%射线

22、检测焊接接头,余高不大于 1+ 0.1b1， 且不大于2 mm其余的焊接接头余高不大于 1 +0.2b1， 且不大于3 mmb1 为焊接接头组对后坡口的最大宽度 内部质量要求每名焊工焊接的对接焊焊接接头的射线检测百分率应符合设计文件和SH3501-2002 的规定，在被检测的焊接接头中固定焊的焊接接头不得少于检测数量的40% 且不少于1 个焊接接头。射线检测百分率计算原则如下： 按设计文件给出的同管道级别同检测比例同材料类别的管线编号计算； 当管道公称直径小于500 mm 时按焊接接头数量计算； 当管道公称直径等于或大于500 mm 时按每个焊接接头的焊缝长度计算； 内部质量要求每名焊工焊接的

23、设计温度低于-29 的非奥氏体不锈钢、Cr-Mo 低合金钢管道其承插焊和焊接支管的焊接接头及其他角焊缝应采用渗透检测方法检查焊缝的表面质量，检测百分率按SH3501-2002 的规定执行；按比例抽样检测的焊接接头，应报监理进行抽检；对于抽样检测的焊接接头，若有不合格时，按焊工的不合格数加倍检验，若仍有不合格，则应对该焊工所焊的该管线号所有焊缝进行全部检验。无损检测按JB4730-2005标准执行。 表面缺陷修补表面缺陷用角向磨光机进行清除，缺陷清除后，焊缝厚度不低于最小厚度时，表面打磨平整圆滑即可；若焊缝厚度小于最小厚度，则进行焊缝修补。缺陷打磨时，使砂轮片与焊缝平行，避免磨削过多。需要焊前预

24、热的管材进行缺陷修补时，焊接前采用火焰预热，预热时取预热温度上限，加热部位为不小于修补处150mm圆周范围。修补工艺与正式焊接时的要求相同。 内部缺陷返修经射线判定为不合格的焊缝在缺陷清除后进行焊接修补。缺陷的清除采用角向磨光机打磨，并将打磨部位修整成约50的坡口角度。焊缝返修按正式施焊工艺要求进行。需预热焊缝进行修补时预热温度取上限，采用火焰加热。需焊后热处理的焊缝修补完毕后按原工艺进行热处理及硬度检测。焊缝返修完毕后按照原检查程序进行外观检查和无损检测质量保证措施总体要求精心做好施工准备工作，认真编制施工方案及作业指导书工程开工前，由质检站专职质检员按专业编制检试验计划，经项目总工程师批准

25、后，发有关部门和作业单位实施。严格工序交接管理，按质量共检级别，相关人员参加对工程实体及技术资料进行确认；上道工序不合格严禁进行下道工序的施工。焊工必须持证上岗。原材料接收、检验由供应部组织实施，质检站材料质检员进行监督检查。所有材料应具有质量证明书或检验报告。过程控制准备阶段焊前进行焊接工艺评定，确保工艺评定覆盖率为100%；做好焊工岗前培训及考试工作；做好焊接材料的验收、保管工作。施工阶段技术交底焊接前，焊接责任工程师向施工人员进行交底。过程监控贯彻自检、互检、专检制，质检员检查作业人员是否遵照工艺文件、技术标准操作，检查焊接环境是否符合要求，检查焊接设备是否性能良好。焊接过程中，要随时抽

26、查焊材使用情况，以确保焊材使用正确，避免出现用错焊材的情况。焊接过程中，严格监督焊工执行工艺纪律，检查焊工的实际操作水平，对焊缝返修部位进行重点监督。工序检验与交接贯彻执行工序检验停点申报会签单制度，严格工序检验与交接，明确施工工程各工序管理责任，使质量检验贯穿于整个过程。安全方针 项目贯彻实施FCC的HSE方针：“安全第一、预防为主、全员动手、综合治理”。 安全目标 四项重大事故（死亡、交通、设备、火灾爆炸）为零，减少一般事故发生，力争事故为零。安全保证措施 依据FCC安全程序文件和业主/监理安全规程，在项目成立时制定项目安全管理办法，规定本项目各项施工作业的安全程序。安全方针 项目贯彻实施FCC的HSE方针：“安全第一、预防为主、全员动手、综合治理”。 安全目标 四项重大事故（死亡、交通、设备、火灾爆炸）为零，减少一般事故发生，力争事故为零。安全保证措施 依据FCC安全程序文件和业主/监理安全规程，在项目成立时制定项目安全管理办法，规定本项目各项施工作业的安全程序。欢迎大家提出宝贵意见，以便下次修改。THANK YOU FOR YOUR LISTENING.