焊接综合项目施工专项方案及基本工艺专项措施.docx
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1、第一节 焊接施工方案及工艺方法(一) 焊接专业施工总体安排1、 工程关键特点1.1 焊接作业关键特点本机组为1000MW超超临界机组,焊接工程量大(受监焊口数量);中高合金焊口百分比大;T/P91、T/P92焊口量相当大;结构焊接合金件较多,密封焊接量大,要求严格。T/P92钢材在本机组大量使用,这种钢材属马氏体热强钢,其焊接性较差,对焊接工艺要求极高。1.2 热处理作业关键特点机组中需要经焊后热处理焊口多,壁厚大,所包含部件焊口遍布机组炉、机各个部位,所以在焊接热处理施工上一定要调度合理、施工过程有序、规范,做到机械、材料利用率上升、耗损率下降,确保焊接工程顺利施工。2、 焊接施工标准(1)
2、 焊接时尽可能降低热输出量和尽可能降低填充金属;(2) 地面组合焊接应合理分配各个组对单元,并进行合理组对焊接;(3) 密集管排及中大径管道采取双人对称焊接;(4) 在构件刚性最大部位最终焊接;(5) 由中间向两侧对称焊接;(6) 结构焊接先焊短焊缝,后焊长焊缝;(7) 当存在焊接应力时,先焊拉应力区,后焊剪应力和压应力区;(8) 膜式壁焊接采取分段退焊法。3、 总体工程安排焊接专业独立管理,关键配合锅炉、汽机等专业焊接施工需求。针对焊接专业特点,拟采取以下安排。(1) 建立健全焊接质量管理机构,制订质检人员岗位责任制。焊接、热处理施工根据企业质量体系文件要求程序、相关规程规范、协议文件及监理
3、要求进行施工、检验验收。(2) 焊接施工前,工程技术人员对焊接施工基础资料前期准备,对现场焊接人员资质认证和焊前考评,和对现场将投入使用焊接机械及热处理设备等检验、校验及标定。(3) 焊接施工前,建立二级焊条库,库内设置烘干箱、恒温箱数量满足工程使用、并配置除湿器、电暖器、空调等设施。地面铺设防潮材料,保持库内温湿度在标准范围内。(4) 本工程受热面管子全部采取GTAW或GTAW+SMAW方法焊接,视管子规格和位置难易程度并结合焊接工艺评定决定使用哪一个焊接方法。(5) 本工程中大口径管道采取GTAW+SMAW方法焊接,焊接时应尤其注意根部打底质量,确保熔透,层间清理应洁净。中径管焊接时,为确
4、保表面工艺质量,宜选择3.2焊条盖面。需预热和热处理应立即进行预热和焊后热处理。(6) 主蒸汽、再热热段管道材质为SA-335P92,焊接要求比较高,施焊焊工必需严格根据作业指导书和焊接工艺卡要求焊接。焊丝和焊条按工艺评定上材料选择。焊接过程中应控制焊接线能量,预防线能量过大。(7) 中低压管道及二次门后焊口采取氩弧焊打底(关键是汽机房内管道),汽轮机、发电机冷却、润滑系统管道及燃油管道必需进行氩弧焊打底。(8) 凝汽器和低压缸连接由6名以上焊工对称施焊,采取分段退焊法。施焊过程中,在下汽缸四侧台板处,应装设监视变形千分表,并设专员监视。(9) 仪表、压力测点、温度测点、取样等管道直径全部在2
5、5mm以下,焊接方法为GTAW。壁厚2mm管道焊接可采取一道成型,壁厚2mm管道焊接应焊至23层,以确保焊缝有要求余高。(10) 铝母线焊接场所许可环境温度应在0以上,如环境温度过低时,应采取有效方法提升环境温度。焊接铝锰合金时,选择铝锰焊丝(丝321)或铝硅焊丝(丝311)。(11) 锅炉密封采取手工电弧焊方法进行施工,焊接前应将坡口边缘油、漆、锈、垢等清理洁净。锅炉密封焊接应采取分段跳焊,采取合理次序、消除焊接应力变形焊接引发变形,超出要求尺寸时,应采取火焰或锤击等方法校正。(12) 本工程热处理用电加热方法,温度曲线用打点式自动温度统计仪统计。热处理参数(如加热温度、升降温速率、恒温温度
6、、恒温时间等)按火力发电厂焊接热处理技术规程(DL/T819-)中相关要求实施。(二) 管道焊接施工方案及工艺方法1、 焊前准备1.1 坡口加工和焊件下料宜采取机械加工,如采取热加工下料,切口边缘要留有加工余量。1.2 坡口基础形式及尺寸应符合图纸设计及焊接规范要求。1.3 焊件在组对前要将焊口及其母材周围内外壁每一侧各1015mm范围内油污、铁锈、水份等杂物清理洁净,并露出金属光泽。1.4 焊件对口时要求内壁齐平,对接单面焊焊口局部错口值不应超出壁厚10%,且小于1mm。1.5 排汽装置焊件对接许可对口错位为10%板厚且小于2mm,不一样厚度焊件对口错位许可值按薄板计算。1.6 严禁在焊件上
7、随意引弧、试电流、焊接临时支撑物等,严禁用强力对口(除图纸要求冷拉口外)和热膨胀法对口。1.7 管道直径400mm且壁厚20mm焊口对口点固时,应采取楔形卡块(=1625mm)3至4块点焊固定。楔形卡块材质和管道材质相同或相近,点固焊时焊接材料、焊接工艺、焊工和预热温度应和正式施焊时要求相同,打底后应将点固焊残留部分磨平。点焊示意图图1所表示:1.8 中、高合金钢(含Cr3%或合金总含量5%)管道焊口,为预防根部氧化或过烧,焊接时内壁应进行充氩气保护。因为本工程需要进行内壁充氩焊口集中在过热器固定管道及油系统管路等,为提升背部充氩质量、效率和节省氩气,提议采取管道内部形成气室、焊口外部充氩方法
8、进行充气。其具体方法图2所表示:注:管道内水溶纸位置应距焊口处L应按不一样情况分别对待,当焊口须预热时气室应避开加热面,以预防在焊口焊前预热时燃烧,破坏气室,不需预热焊口气室为80mm左右,对于大径管距离焊口两侧L应为300mm左右,将水溶纸粘在报纸上,然后将其用糨糊粘在管道内壁上图所表示做成气室,进行充氩保护焊接,氩气流量为8-12L/min。图2 焊口氩气保护示意图1.9 焊前要做好防风、防雨等工作,在负温下进行施工应采取必需预热方法。2、 焊前预热2.1 对于外径219mm且壁厚20mm管道许可火焰加热,火焰加热应逐步升温,预热范围应大于焊口边缘50mm左右,施焊前应用表面温度表测量温度
9、,做好手工预热温度统计。2.2 用远红外线陶瓷加热器进行焊前预热焊口,均采取热电偶监视母材温度,且将控温过程用温度统计仪打印在统计图上,保留预热曲线图纸。2.3 异种钢焊接时,预热温度应按可焊性差或合金成份高一侧材质选定,支管和主管焊接时,应按主管预热温度预热。2.4 异种钢焊接接头焊接材料选择宜采取低配标准,即不一样强度钢材之间焊接,其焊接材料选适于低强度侧钢材。2.5 包含到本工程下列规格部件采取氩弧焊或低氢型焊条,假如进行焊前预热或焊后合适缓慢冷却焊接接头能够不进行焊后热处理:(1) 壁厚小于10mm、直径小于108mm,材料为15CrMo管子;(2) 壁厚小于8mm、直径小于108mm
10、,材料为12Cr1MoV管子。3、 焊接工艺要求3.1 氩弧打底焊焊层厚度大于3mm,在打底结束前应留一处检验孔,方便焊工用肉眼能检测焊缝根部成形情况,发觉问题立即处理。对管径219mm管道,氩弧打底推荐焊接次序图3:A 水平定B 垂直固定注: 为焊接次序表示图3 氩弧焊打底焊接次序3.2 根部焊接完成,应立即进行次层焊缝焊接,多层多道焊时应逐层进行检验,方便发觉缺点立即处理,检验合格后,方可焊接次层,直至完成。3.3 不管结构焊缝或薄壁焊口,严禁一遍焊接完成,必需多层多道焊。3.4 施焊过程中,层间温度不高于要求预热温度上限。3.5 为降低焊接应力变形和接头缺点,对直径大于194mm管子及锅
11、炉密集管排(管间距30mm)对接焊口宜采取两人对称焊。3.6 大径管壁厚焊接应采取多层多道焊,单层焊道厚度小于所用焊条直径加2mm,单层焊宽度小于焊条直径5倍,多层多道焊焊接排列次序要求见图4:+133图4 厚壁管焊道排列次序示意图3.7 施焊过程中,焊接收弧时应将熔池填满,多层多道焊焊接接头应错开30mm。3.8 施焊过程中除工艺和检验上要求分次焊接外,应该连续焊接完成。若因为客观环境影响被迫中止时,应采取预防裂纹等缺点产生方法(如后热、缓冷、保温,防雨等),再次焊接时应仔细检验并确定无缺点后,方可按焊接工艺要求继续施焊。3.9 焊口焊接完成后应立即清理焊口周围飞溅、熔渣等杂物并用油性记号笔
12、写上施焊人员钢印代号。3.10 焊口经检验有超出标准缺点时应立即进行挖补,补焊时焊接工艺应和正式焊接焊接工艺相同,需要进行热处理焊口,返修后应重新进行热处理。同一位置上挖补次数通常不宜超出三次,耐热钢不宜超出二次。3.11 对于锅炉密封焊缝,为了确保焊缝表面工艺优良性、锅炉水压试验过程中无泄露,根据要求采取双面焊接,并在焊接结束后将焊缝打磨清理洁净,消除飞溅等缺点。4、 小径管焊接工艺本工程锅炉受热面管焊接工作量大,且受热面管排含有间距小、密集型部署等特点,给施焊造成很大困难,为确保锅炉小径管焊接质量,对水冷壁、包墙、再热器、过热器焊口全部采取全氩焊接工艺。工艺要求以下:(1) 对于困难位置焊
13、口,视焊接操作方便可采取内、外相结合填丝方法进行焊接。焊接时从最困难位置引弧,在障碍最少处收弧、封口。(2) 地面组合或困难位置、密集受热面管子焊接采取2人对称焊接。(3) 根层焊缝厚度为3mm。小径管焊接应一次完成,严禁氩弧焊打底过夜。氩弧焊过程中,必需注意引弧、接头和收弧,预防产生焊接缺点。(4) 在负温或潮湿天气施焊时,应用火焰对坡口区进行合适预热,去除水分或潮气。(5) 施焊前焊工应了解焊口位置,数量及相互间隙,合理选择焊接次序,避免因为管排位置不好或对口次序错误而增加焊接困难。5、 中、大径管焊接工艺本工程大中径管含有管壁厚、直径大特点,焊接位置多样,焊接工艺采取GTAW+SMAW
14、,工艺要求以下:(1) 采取远红外电加热器进行预热。从点固、打底、填充到盖面整个焊接过程焊口温度均应维持在预热温度下限至层间温度上限之间。依据焊规GTAW打底,预热温度可按下限温度降低50。(2) 点固焊时,焊接材料、焊接工艺、焊工及预热温度等应和正式施焊相同,点固焊后应检验各个焊点质量,如有缺点应立即清除,重新进行点固焊。如采取添加物方法点固,当去除临时点固物时,不应损伤母材,应将残留疤痕清除,打磨修整齐净。(3) 采取多层多道焊,各层道接头相互错开。GTAW打底层厚度大于3 mm每层焊接厚度小于焊条直径+2 mm,单焊道摆动宽度小于所用焊条直径5倍。各层道接头相互错开,注意引弧和收弧质量。
15、 (4) 每个层道全部要仔细清理检验,自检合格后方可焊接次层,直至完成。(5) 严禁在被焊工件表面引燃电弧、试验电流或随意焊接临时支撑物,表面不得焊接对口用卡具。(6) 在整个焊接过程中,热处理工一定要严格控制焊缝及其热影响区温度,确保预热温度和层间温度正常。(7) 焊后立即进行热处理工作。6、 奥氏体不锈钢管道焊接工艺奥氏体不锈钢含有良好可焊性,但焊接材料或焊接工艺不正确时,会出现晶问腐蚀、热裂纹、应力腐蚀开裂、焊缝成形不良等缺点。焊接工艺采取GTAW和SMAW ,工艺要求以下:(1) 必需清除可能使焊缝金属增碳多种污染。焊接坡口和焊接区焊前应用丙酮或酒精除油和去水。不得用碳钢钢丝刷清理坡口
16、和焊缝表面。清渣和除锈应用砂轮、不锈钢钢丝刷等。(2) 焊条必需存放在洁净库房内。使用时应将焊条放在焊条筒内,不要用手直接接触焊条药皮。(3) 焊接薄板和拘束度较小不锈钢焊件,可选择氧化钛型药皮焊条。因为这种焊条电弧稳定,焊缝成型美观。(4) 对于立焊和仰焊位置,应采取氧化钙型药皮焊条。其熔渣凝固较快,对熔化焊缝金属可起到一定支托作用。(5) 气体保护焊和埋弧自动焊时,应选择铬锰含量比母材高焊丝,以赔偿焊接过程中合金元素烧损。(6) 在焊接过程中,必需将焊件保持较低层问温度,最好不超出150。不锈钢厚板焊接时,为加紧冷却,可从焊缝后面喷水或用压缩空气吹焊缝表面,但层问必需注意清理,预防压缩空气
17、污染焊接区。(7) 手工电弧焊时,因为不锈钢电阻值较大,靠近夹持端一段焊条轻易受电阻热作用而发红,在焊至后半段焊条时应加紧熔化速度,使焊缝熔深降低,但熔化速度太快又会造成未熔合和熔渣等缺点。从确保接头耐腐蚀性考虑,也要求选择较小焊接电流,降低焊接热输入量,预防焊接热影响区过热。(8) 在操作技术上采取窄焊道技术,焊接时尽可能不摆动焊条,在保持良好熔合前提下,尽可能提升焊接速度。7、 钢结构及锅炉密封焊接工艺结构焊接工艺采取焊接工艺采取SMAW,焊接过程中要预防应力集中造成组件变形,工艺要求以下:(1) 为降低焊接变形,采取偶数焊工对称施焊工艺。先焊横焊缝,再焊纵焊缝,如同时遇有对接缝和角接缝,
18、应先焊对接缝,后焊角接缝。超出1000mm以上焊缝采取分段退焊。(2) 水冷壁、包墙管纵向拼缝焊接,采取双面焊,拼缝间隙23mm,严禁无间隙焊接。每一条焊缝全部应采取分段退焊法焊接,一面焊好后,转到另一面以一样次序进行焊接。包墙管焊口处、水冷壁焊口处密封应双面焊。(3) 焊口部位密封镶块焊接,应分区跳开焊接,以降低内应力。在密封镶块端部整个宽度上进行定位焊。焊接时从水冷壁或包墙管单元中间向两边进行,而且应该依次交替地焊接,每次交替最少应跳开一个密封镶块,尽可能用小电流焊接,以确保管壁熔深不超出2mm。(4) 施焊过程中,应尽可能采取降低焊接变形和应力焊接方向及次序进行焊接。发觉变形量大或其它异
19、常情况时,应立即停止焊接,采取对应方法。(5) 通常用气割工件或因对口切割鳍片,焊接前必需将氧化铁渣清除洁净。8、 低压缸焊接工艺8.1 排汽装置壳体焊接采取SMAW,工艺要求以下:(1) 对排汽装置外壳拼装焊接,为预防产生焊接变形,应采取反向逆焊法或分层反向逆焊法,降低分层次数,断续焊接。焊接次序见下图:(2) 排汽装置组装焊接时,未注明焊缝高度按母材最小板厚算。8.2 低压缸排汽口和排汽装置上接颈焊接采取SMAW,工艺要求以下:(1) 施焊焊工应严格遵守作业指导书各项要求,焊接过程中发觉情况应立即汇报,不得私自处理;(2) 正式施焊前应对施焊部件进行点固焊,点固焊次序和位置:先点固四个角部
20、,然后点固四面端面。点固焊长度和间距为:100/200即每相隔200mm点焊100mm;(3) 焊接采取多层焊,应先将第一层焊完后方准焊接其它层。第一层用3.2mm焊条打底,其它各层用4.0mm焊条焊接;(4) 施焊时,应在汽缸台板四角架设百分表,并设专员监视台板四角变形和位移,当改变大于0.10mm时要临时停止焊接,待恢复常态后再继续施焊,同时监视转子扬度改变值,当改变达0.02mm/m时,应临时停止焊接,找专职指挥人员查明原因,采取合适方法后方可继续施焊;(5) 为预防焊接变形,焊接时八个焊工应按要求焊接次序同时进行对称焊接,焊接时焊接电流、焊接速度应保持一致;(6) 排汽装置接颈焊接应采
21、取同时同规范跳焊、对称焊法,以预防焊接应力过大,产生焊接变形。跳焊、对称焊接方法图所表示:说明:_ 将8个焊工分为四组,每边一组;_ 将每道焊缝平均分为两部分,每部分10份,编号110,箭头方向为焊工施焊方向;_ 每个焊工分别从焊缝1到焊缝9依次按箭头所表示方向施焊,以后每道焊缝两焊工再按箭头所表示方向共同完成焊缝10;_ 焊接过程中进行变形控制监督,方便随时调整焊接规范及施工同时性。(7) 在每道、每层焊接结束时均应重新复查汽缸和台板之间间隙,其间隙应基础保持不变,假如改变较大,应找专职指挥人员明原因,进行处理;(8) 焊接完成,应将焊缝四面药皮、飞溅清理洁净,并认真进行外观检验。(三) T
22、/P91、T/P92钢焊接施工方案及工艺方法1、 概述本机组为1000MW超超临界机组,过热系统、再热系统、主蒸汽管道及再热蒸汽管道中大量采取了T/P91、T/P92钢材。T/P92在T/P91钢基础上加入了1.7%钨(W),同时钼(Mo)含量降低至0.5%,用钒、铌元素合金化并控制硼和氮元素含量高合金铁素体耐热钢,经过加入W元素,显著提升了钢材高温蠕变断裂强度。在焊接方面,除了有对应焊接材料,并因为W是铁素体形成元素,焊缝冲击韧性有所下降外,其它对预热、层间温度、焊接线能量,待马氏体完全转变后随即进行焊后热处理和热处理温度、恒温时间要求全部是比较相近。在施工过程中,我企业对T/P91、T/P
23、92等特种钢焊接进行了严格焊接工艺控制及热处理控制,取得了良好质量。由我企业承建绥中发电厂二期工程(21000MW机组)4号机组、铁岭发电厂二期5号机组、鹤壁鹤淇发电有限责任企业2660MW机组工程1号机组三台超超临界机组中, T91、T92小径管无损检测合格率99.5%,P91、P92大径无损检测合格率100%。金相复膜试验,金相组织全部为回火马氏体组织。硬度值均在HB200HB240之间,符合该钢材最好硬度值范围。2、 T/P91、T/P92钢焊接接头质量多种影响原因分析关键影响原因关键内容关键引发产生缺点或结果母材关键化学成份碳(C)、钒(V)、铌(Nb)、锰(Mn)、硅(Si)、氮(N
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