不锈钢管道焊接综合项目施工专项方案.doc

不锈钢管道焊接

施

工

方

案

第一章 材料管理
因为奥氏体不锈钢材料不一样于碳素钢和低合金钢，在使用过程中有很多特殊要求，假如不了解这些特殊要求，不严格管理，就会影响材料性能，从而造成工程质量出现问题，所以必需根据要求做好材料管理工作。
1.1材料检验
1.1.1凡进入现场管道组成件应符合设计要求，并有产品合格证和质量确保书。无质量确保书钢管不得用于本工程。
1.1.2按企业《物资进货检验管理要求》对管道组成件进行检验，进货检验包含下列内容：
1）每批奥氏体不锈钢制品必需附有订货协议和产品标准要求质量证实书。质量证实书应注明供方名称或印记；材料钢号、冶炼炉罐号、批号、化学成份、力学性能、产品标准号、成品情况等；
2)钢管标志
外径≥36mm钢管，应在每根钢管一端端部有喷印、盖印、滚印或粘贴印记。印记应清楚显著，不易脱落。
印记应包含钢牌号、产品规格、产品标准号、供方印记或注册商标。
外径＜36mm钢管，可不打标识。
3）外观检验：外观检验应逐件进行。
a)不锈钢管应符合GB/T14976－《流体输送用不锈钢无缝钢管》6.7条要求：
钢管内外表面不得有裂纹、折叠、轧折、离层和结疤存在。
在钢管内外表面上，直道许可深度以下：
冷拔（轧）钢管：小于公称壁厚4％（壁厚小于1.4mm
直道许可深度为0.05mm），最大深度小于0.30mm。
不超出壁厚负偏差其它缺点许可存在。
b)不锈钢管件应符合GB/T12459－《钢制对焊无缝管件》7.1要求：
管件表面应光滑无氧化皮。
管件上不得有深度大于公称壁厚5％、且最大深度不得大于0.8mm结疤、折迭、轧折、离层等缺点。
c)不锈钢法兰应符合GB/T9124－《钢制管法兰》11.1条要求：HG20592-97标准公制凸面带颈对焊钢制法兰铸造表面应光滑，不得有铸造伤痕、裂纹等缺点。
机加工表面不得有毛刺、有害划痕和其它降低法兰强度及连接可靠性缺点。环连接面法兰密封面应全部逐项检验，槽两个侧面不得有机械加工引发裂纹、划痕或撞伤等表面缺点。
3）其它检验：
对于协议中提出无磁性要求管件，应用磁铁逐一进行检验，不合格者不得使用。
1.1.3全部材料入库后，应分类标识、存放。无标识材料不得用于焊接工程。
1.2材料管理
1.2.１运输和存放管理
1）为了保护奥氏体不锈钢管材、管件及其管道组成件外表面氧化膜，运输和存放时应采取方法和碳素钢制品严格隔离，并用木板隔垫。存放场所应保持清洁、干燥，严格控制灰尘，预防铁离子和其它杂质污染，地面应铺设橡胶或木质垫板。
2）奥氏体不锈钢管材、管件及其它管道组成件在周转过程中应配置专用运输工具，预防铁离子污染和磕伤、划伤。
1.2.２焊接材料管理
1）工程用焊接材料必需含有制造厂质量证实书，无质量证实书焊接材料不得用于本工程。
2）焊材到货后，由材料员和技术员共同审核质量说明书，并对焊材型号、规格、外观质量等进行验收，登记入库。
3）焊材入库后，焊材保管员要按焊材型号/牌号、规格、批号，分类存放在现场焊材二级库货架上，并做好标识牌。
4）焊材二级库必需含有可靠防雨、防潮条件和必备设施。室内温度控制在5℃以上，相对湿度控制在60%以下。
5）焊材发放时，焊工凭材料员签字《焊条领用卡》（注明焊材牌号、规格、数量、使用部位）推行登记签字手续；焊工应细心查对，预防错领。
6）焊材发放时必需统计，统计必需真实，可追踪。
7）焊材管理员要认真填写焊材入库、烘烤、发放、回收统计，并做好二级焊材温度、湿度、天气情况统计。
8）焊丝使用前应采取机械方法或化学方法清除其表面油脂、锈蚀
杂质，并使之露出金属光泽；钨极氩弧焊电极宜采取铈钨极；氩气纯度应达99.95%以上，含水量应小于50mg/L，且应保持干燥。
管道壁厚≤12mm时，钨极直径规格通常选择φ2.0mm和φ2.5mm。
1.2.３安装现场管理
1）奥氏体不锈钢管材、管件及其管道组成件应随用随出库，尽可能避免在现场较长时间存放。
2）为了预防铁离子和其它有害杂质污染，现场放置奥氏体不锈钢管材、管件及其管道组成件时，必需和碳素钢制品严格隔离。放置奥氏体不锈钢管材、管件及其它管道组成件场地必需保持清洁、干燥、地面应铺设橡胶垫或木质垫板。
3）在现场安装过程中，不得使用可能造成铁离子污染工具。奥氏体不锈钢管道不准直接和碳素钢制品接触，在接触处必需衬垫不含氯离子塑料、橡胶、红柏纸或涂绝缘漆。
4）使用砂轮切割机时，严禁正对不锈钢材料，预防渗碳。
5）奥氏体不锈钢管道安装前应对管子、管件、阀门等进行检验，以免因为牌号或化学成份和设计要求不符造成返工。如设计有特殊要求，需按设计要求处理。
6）在现场安装工程中应谨防尖锐、硬性物质划伤、擦伤奥氏体不锈钢管材、管件及其管道组成件表面。如一旦在奥氏体不锈钢管材、管件及其管道组成件表面有局部磕碰或划伤等影响耐腐蚀性能缺点时，该管材、管件及其管道组成件不得再安装。
1.3管道预制
1.3.1本工程奥氏体不锈钢管道安装尽可能扩大预制量，并尽可能在后方预制加工厂进行，努力争取做到整体安装。
1.3.2在现场加工预制时，在专用场地进行，严禁和加工预制碳素钢场地混用。
1.3.３在现场切断奥氏体不锈钢管时，采取专用砂轮机磨割；坡口加工采取专用电动坡口机进行加工，切削速度通常采取碳素钢40％～60％，切削刀具用高速钢制作。
1.3.4在需要敲打奥氏体不锈钢制品时，严禁用铁锤，采取橡胶锤或木锤。
1.3.5奥氏体不锈钢管需要弯管时，采取冷弯方法加工。冷弯在专用电动弯管机上进行，其弯曲半径为公称直径４倍，为了降低弯管椭圆度，弯管时装芯棒或灌砂。
1.3.6管道预制过程中奥氏体不锈钢管道用无氯、无硫记号笔作标识。不得用钢印作标识，也不得用油漆等有污染物料作标识。

第二章 焊接施工
2.1焊接机具要求
本工程全部采取WS—400焊机，该类焊机含有性能良好引弧及衰减装置。能可靠地确保焊接过程中焊接电流、电弧电压稳定，电弧易于引弧和燃烧稳定，功率适中。
焊工在使用前，要查对设备仪表，应在校验期内。按使用说明书外部接线图正确安装，并应检验铭牌电压值和网路电压值是否相符，不相符时，严禁使用。
氩气瓶在使用中严禁碰撞、敲击，不得使用电磁起重搬运机搬运氩气瓶，夏季应防日光曝晒，瓶内气体不能用尽，氩气瓶必需直立放置，不可卧倒放置，以免氩气中水分进入焊接区域，影响焊接质量。
2.2施焊环境
1）风速：钨极氩弧焊大于2m/s；
2）相对湿度：小于90%；
3）雨气；
4）环境温度低于0℃。
施焊环境出现以上任一情况时，须采取有效防护方法，不然严禁施焊。
2.3坡口准备
3.3.1坡口加工
为确保坡口外铁素体含量≤0.6%，使用专用砂轮切割机、坡口机和砂轮磨光机，以避免“铁污染”，采取碳化硅或碳化铝制成砂轮片。全部机具标上醒目标红色标识，不得用于其它钢种使用，其坡口可统一加工。
管子、管件坡口型式和尺寸，可按下表要求加工。
表 奥氏体不锈钢对接接头采取钨极氩弧焊时坡口型式和尺寸
序号
坡口名称
坡口型式
厚度δ
（mm）
坡口尺寸
间隙c
(mm)
钝边p(mm)
坡口角度α(°)
1
Ⅰ型坡口

δ≤3
0-0.4
-
-
2
V型坡口

3-4
0-0.5
1.5-2.0
50-70
4-12
0.5-1.0
坡口加工完成后，要进行外观检验，对影响焊接质量局部凹凸不平处要进行修理磨平；坡口表面及其边缘不得有裂纹、分层、夹渣等缺点。坡口加工后应清除坡口处氧化物至露出金属光泽。
加工完坡口奥氏体不锈钢管材、管件应放在清洁、干燥木质存放架上，也可短时间放在铺设橡胶或木质垫板加工场地。严防铁离子和其它有害杂质污染。
坡口加工磨平后，对坡口表面进行着色检验，经检验坡口表面如无裂纹，夹层等缺点方可进行组对。
2.3.2焊件组对
焊口组对前，要将坡口表面及其两侧20mm范围内氧化物、油污、毛刺和其它有害杂质根本清理洁净，通常采取丙酮或酒精进行擦洗，必需时需优异行打磨。然后在距坡口两侧4mm～5mm外，涂抹宽100mm石灰浆或其它防飞溅涂料，待石灰浆自然干燥后再施焊，方便保护管材和清理飞溅物。
组对时应检验坡口角度、间隙、钝边、错边量等，如不符合要求，要进行修磨和加工。
管道组对应在铺有胶皮或木板专用平台上进行。使用工卡具材质应和不锈钢材质相同或相近。管道避免强力组对，不然产生较大内应力，会引发应力腐蚀开裂。
焊接管段应放置稳固，以免焊接过程中，管段移动和震动使焊缝产生应力而引发裂纹。管件组对完后应立即进行焊接。
2.4焊接
不锈钢管焊接应根据评定合格焊接工艺规程WPS去施焊，WPS及其工艺评定PQR应该按JB4708标准要求进行。
对奥氏体不锈钢材质进行焊接时，必需考虑不锈钢管材焊接特点，要严格控制焊缝铁素体含量，为确保焊接质量，必需按焊接工艺要求进行焊接。
2.4.1焊接材料
0Cr18Ni9和0Cr18Ni9之间焊接采取H0Cr21Ni10；0Cr18Ni9和316L之间和316L之间焊接采取H0Cr17Ni12MO2；0Cr18Ni9和20＃之间焊接采取H1Cr24Ni13。
2.4.2焊丝直径
本工程管道焊接通常采取φ2.0mm焊丝，小直径薄壁管采取φ1.6mm焊丝。
2.4.3焊接电流
手工钨极氩弧焊焊接电流关键依据焊件厚度、接头型式、焊接位置等原因来选择，另外还要考虑钨极所能承受电流能力。焊接电流过大，轻易产生烧穿或焊缝下陷、咬边等缺点，甚至引发钨极烧损或产生夹钨等缺点。焊接电流选择，见焊接工艺参数表。
2.4.4定位焊
定位焊缝是焊缝一部分，所以定位焊时，选择焊工、焊接材料、工艺方法及焊接质量应和正式焊缝相同。定位焊应采取氩弧焊进行。定位焊时，应注意以下事项：
1）定位焊缝位置通常在平焊或立焊处；
2）定位焊缝起弧和收尾处应圆滑过渡，以避免正式焊接时引发未熔合缺点；要求单面焊双面成形时，定位焊缝必需焊透；
3）发觉定位焊缝有缺点，应将其清除洁净后再重新进行定位焊，以确保定位焊缝质量；
4）在焊缝交叉处和焊缝方向急剧改变处不应进行定位焊。应离开上述位置50mm以上进行定位焊。
5）对于需要焊前预热焊件，定位焊前也应预热，其预热温度和正式焊接时相同。
定位焊缝长度为15mm～20mm，高度为2mm～3mm。管径＜60mm时，定位焊为2处；管径为60mm～159mm时，定位焊为3处；管径＞159mm时，定位焊为4处。大管径管道宜用坡口样铁嵌在坡口上进行定位焊。
定位焊缝应沿管口均布，采取搭桥连接，不能破坏坡口棱边，定位焊缝两端打磨成斜面，方便于接头。
2.4.5焊接工艺要求
1）氩弧焊焊接电源应采取直流正接；焊丝宜截成长度为每根800mm-1000mm，并用砂布打磨出金属光泽。
2）焊缝后面必需充氩气保护。充氩保护时，管子两端可用海绵封堵，焊口处用医用胶布密封，敞口长度不得大于1/8周长。
对于固定口在管线长度较短时，应采取整体充氩；在管线长度较长，整体充氩困难时，在焊口组对前应在内部放置易溶纸，易溶纸和焊口距离大于150mm，然后在坡口处采取局部充氩方法。不管采取何种方法，全部应将管子内部空气置换根本，坡口处有均匀氩气流出时，方许可焊接。充氩结构示意图以下：

3）焊接采取不接触引弧，即用高压脉冲或高频振荡器引弧。当采取引弧板引弧时，引弧板应放在焊接坡口上，或放在坡口边缘，不许可钨极和引弧板或坡口面直接接触引弧。
4）打底焊缝应一次完成，不许可中途停止，打底焊焊缝应含有一定厚度，对于壁厚≤10mm管道，其厚度≥2mm-3mm；壁厚＞10mm管道，其厚度≥4mm－5mm。打底焊缝需经自检合格后，才能填充盖面。
根部焊接是确保焊接质量关键，应采取稍大部分焊接电流和较慢焊接速度，要确保根部焊透，根部两侧熔合良好。在根部焊接时，应用手电筒不时检验焊缝背部成型情况，假如发觉内凹和其它缺点，立即采取专用砂轮清根后重新焊接。
5）焊完打底层后，焊第二层时，应注意不得将打底焊道烧穿，预防焊道下凹或后面猛烈氧化。
6)在填充及盖面焊接时，要严格控制层间温度，不许可超出60℃，采取多层焊道焊接方法。
为了确保焊缝成型质量，每焊完一道后，要认真打磨，打磨出沟槽宽度要均匀，凹凸不平处要打磨平整。这么不易产生缺点，成型也好。
7)焊接工艺参数
依据评定合格焊接工艺规程WPS，304钢管焊接工艺参数控制在下表范围内。
304钢管焊接工艺参数
层数
焊接方法
焊材规格（mm）
焊接电流（A）
焊接电压（V）
焊速（mm/min）
氩气（L/min）
焊枪
壁内
1
GTAW
Φ1.6
75-85
13-15
80-100
10-12
8-10
2
GTAW
Φ1.6
80-100
23±2
90-110
＋－
＋－
3
GTAW
Φ1.6
90-110
23±2
90-110
＋－
＋－
2.4.6焊缝检验
1）焊前检验：焊接材料、坡口尺寸、组对质量、坡口清理、施焊环境及焊前预热应符合本规程要求。
2）定位焊质量检验：定位焊缝数量、高度、长度应符合焊接
工艺要求，定位焊缝应清理洁净，发觉缺点必需清除重焊。
3）焊缝层次及层间质量检验：检验焊接层数和每层厚度应符合焊接工艺要求；多层焊每层焊完后，应立即清理，进行外观检验，发觉缺点必需根本清除后，方可进行下一层焊接。立即检验层间温度，实际层间温度应符合焊接工艺要求。
4）焊后检验：
外观检验：焊缝外观成型良好，外形圆滑过渡，焊缝宽度以盖过坡口两侧边缘1mm～2mm为宜，焊缝表面不得低于母材表面，焊缝余高△h≤1+0.1b,且小于3mm（b为组对后坡口宽度）。角焊缝焊脚高度符合设计要求。
焊缝表面不得有裂纹、未熔合、未焊透、气孔、夹渣、咬边、焊瘤、熔合性飞溅及表面凹陷等缺点存在。
射线检测：奥氏体不锈钢管道对接焊缝内部质量采取射线检测，射线检测应符合JB/T4730.2-《承压设备无损检测 第2部分：射线检测》和企业制订《压力管道射线检测通用工艺规程》要求。
渗透检测：奥氏体不锈钢管道角焊缝表面质量采取渗透检测，渗透检测应符合JB/T4730.5-《承压设备无损检测 第5部分：渗透检测》和企业制订《渗透检测通用工艺》要求。
5）检验规则
除放散管外奥氏体不锈钢管道对接焊缝应进行100％射线摄影检验，其质量不得低于JB/T4730.2-《承压设备无损检测 第2部分：射线检测》中Ⅱ级。
奥氏体不锈钢管道角焊缝表面质量应进行100％渗透检验，其质量不得低于JB/T4730.5-《承压设备无损检测 第5部分：渗透检测》中Ⅰ级。
2.4.7焊后处理
为了提升和确保奥氏体不锈钢焊缝及其热影响区表面耐腐蚀能力，焊后必需进行酸洗、钝化处理。酸洗、钝化处理采取酸洗钝化膏剂涂抹法。
按设计要求需要热处理焊道，焊接和返修完后应立即进行焊缝表面清理和质量检验，合格后立即进行热处理。
2.5交工资料
管道组成件及焊接材料质量证实书及复验汇报
焊接统计
管道单线图
焊缝返修统计
焊缝无损探伤汇报