碳钢与合金钢焊接作业指导书.doc

通用施工技术文件编号： SPI/CM-ZD-HJ-002文件类型文件页数附件页数版次修订说明受控编号ZD72第一版碳钢及低合金钢焊接作业指导书第一版2005.04.282005.04.28米晶英庄九成刘卫华版 次发布日期实施日期编 制审 核批 准 上海石化安装检修工程公司1. 目的为保证碳钢及合金钢的焊接施工和焊接质量，特编制此焊接作业指导书。2. 适用范围此作业指导书适用于含碳量小于或等于0.30的碳素钢、低合金结构钢、低温钢、耐热钢和耐热耐蚀高合金钢现场焊接设备和管道的手工电弧焊、氩弧焊、二氧化碳气体保护焊及埋弧焊。3. 引用标准及编制依据GB 5023698 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范JB/T47092000 钢制压力容器焊接规程ASME 第二卷 C篇 焊丝、焊条及填充金属4. 操作流程5.1检查工作内容 5.2准备焊接材料 5.3坡口加工5.4坡口检查5.5 焊件组对5.6 焊前预热5.7 焊 接 5.8 焊后后热（如需要）5.9焊后热处理 5.10外观检查5.11焊缝标识5.12探伤试验5.13焊缝返修（如需要）5.14 交工资料5. 施工程序及技术要求5.1 检查工作内容先决条件5.1.1人员5.1.1.1焊接技术人员应由中专及以上学历，有一年以上焊接生产实践的人员担任。焊接技术人员应负责编制焊接工艺评定和焊接技术措施，指导焊接作业，参与焊接质量管理，处理焊接技术问题，整理焊接技术资料。5.1.1.2焊工必须按规定进行考试，合格后方可上岗（附表1：合格焊工登记表，SPI-HJ-01）。焊工必须按规定的焊接作业指导书及焊接技术资料措施进行施焊，当遇到工况条件与焊接作业指导书及焊接技术措施的要求不符合时，应拒绝施焊。5.1.1.3火焰加热或切割操作人员应具有气割、气焊操作上岗证。5.1.1.4焊接预热、后热处理人员应具备相应的专业技术。用电加热设备加热时，其操作人员应经过专业培训。5.1.1.5焊材保管和烘焙人员及焊接热处理人员应经过专业培训。焊材保管人员应熟悉焊材的用途、性能。热处理人员应熟悉不同材料的热处理工艺，并按规范进行焊接热处理操作。5.1.1.6焊接质检人员应接受过专门的焊接技术培训，有一定的焊接实践经验和技术水平，并具有质检人员上岗资质证。焊接质检人员应对焊接作业进行全面检查和控制，负责确定焊接检测部位，评定焊接质量，签发检查文件，参与焊接技术措施的审定。5.1.1.7无损探伤人员必须由国家授权的专业考核机构考核合格，其相应证书应在有效期内。5.1.2材料焊接过程中使用的材料必须有制造厂的质量证明书，其质量不得低于国家现行标准的规定。5.1.3设备所有的设备、仪器、仪表和工机具必须经过校验且在有效期内使用，计量器具按照公司计量器具管理办法执行。5.1.4环境要求焊接的环境温度0，焊接电弧1mm范围内的相对湿度90，焊接作业区风速当手工电弧焊超过8m/s时、气体保护电弧焊及药芯焊丝电弧焊超过2m/s时，应设防风棚或采取其它防风措施，不允许有穿堂风，当焊接作业区受环境的影响时，需采取一定的防护措施，当焊件表面潮湿或有冰雪覆盖时，应采取加热措施去湿除潮。对于合金钢的焊接，其层间温度不能低于预热温度。5.2 焊接材料准备焊条、焊丝的选用，应按照母材的化学成分、力学性能 、焊接接头的抗裂性、焊前预热、焊后热处理、使用条件及施工条件等因素综合确定。5.3 坡口加工焊接坡口可用火焰切割或机械加工的方法，对于合金钢，厚度较大的采用机械加工的方法加工坡口；厚度较小的采用火焰切割的方法加工坡口，且加工表面不应有台阶。采用热加工方法加工坡口后，必须除去坡口表面的氧化皮、熔渣及影响接头质量的表面层，并将凹凸不平处打磨平整。5.4 坡口检查5.4.1坡口表面应保持清洁，清除待焊表面的水、氧化皮、锈、油污等杂质，坡口形式及尺寸应符合设计要求，并作好焊口跟踪图绘图样表（附表2：焊口跟踪图绘图样表，SPI-HJ-06）。5.4.2坡口表面及两侧（以离坡口边缘的距离计焊条电弧焊各10mm，埋弧焊、气体保护焊各20mm，电渣焊各40mm）应将水、铁锈、油污、积渣及其它有害杂质清理干净。5.4.3坡口边缘上钢材的夹层缺陷，长度超过25mm时，应采用无损探伤检测其深度，如深度不大于6mm应采用机械方法清除；如深度大于6mm应采用机械方法清除后焊接填满；如缺陷深度大于25mm时，应采用超声波探伤测定其尺寸，当单个缺陷面积（a×b）或聚集缺陷的总面积不超过被切割钢材总面积（B×L）的4时为合格，否则该板不宜使用。5.5 焊件组对5.5.1 焊件组对前应将坡口极其内外侧表面不小于10mm范围内的油、漆、垢、锈、毛刺及镀锌层等清除干净且不得有裂纹和夹层等缺陷；坡口组装间隙、错边量、棱角应符合规定，当坡口组装间隙超过允许偏差规定时可在坡口单侧或两侧堆焊、修磨使其符合要求，严禁在接头间隙中填塞焊条头、铁块等杂物。5.5.2组对过程中采用对称点焊，点数根据厚度的大小而定。对于尺寸较大的焊件不宜在坡口处直接点焊，应采用钢棒点固法。5.5.3 定位焊缝不得有裂纹，否则应清除重焊；如存在气孔、夹渣时亦应去除。5.5.4 溶入永久焊缝内的定位焊缝两端应便于接弧，否则应予修整。5.6 焊前预热5.6.1焊前预热应该根据图纸、施工技术条件、焊接工艺评定等技术要求进行。当无规定时，常用钢材预热温度见附表2（附表3：常用钢号推荐的预热温度）。5.6.2焊前预热及层间温度的保持宜采用电加热器、火焰加热器等加热，并采用专用的测温仪器热电偶进行温度测量；一般来说，对于尺寸较小的焊件采用火焰加热，对于尺寸较大的焊件采用电加热。5.6.3 当焊件温度低于0时，所有钢材的焊缝应在始焊处100mm范围内预热到15以上。5.6.4 焊前预热的加热范围，应以焊缝中心为基准，每侧不应小于焊件厚度的三倍，且焊件内外壁温度应均匀，需要预热的焊件在整个焊接过程中应不低于预热温度。5.7 焊接5.7.1 焊接过程中，施工环境及焊件的层间温度必须符合规定。5.7.2焊接过程中使用的焊条应先放入焊条保温筒内，随用随取，不用时请注意及时盖好保温筒的盖子，焊条在保温筒内存放的时间不得超过四小时，并填好焊材烘焙记录表（附表4：焊材烘焙记录表，SPI-HJ-09）。5.7.3应在引弧板或坡口内引弧，禁止在非焊接部位引弧。纵焊缝应在引出板上收弧，弧坑应填满。5.7.4为防止焊接变形，应采用合理的焊接顺序（例如：分层倒退焊和对称焊）施焊。对于低温钢以及耐热耐蚀高合金钢来说，在焊接作业指导书规定的范围内，在保证焊透和融合良好的条件下，采用小电流、短电弧、快焊速和多层多道焊工艺，各焊层焊道的接头应尽量错开，并控制层间温度。5.7.4.1对于对接接头、T形接头和十字接头坡口焊接，在工件放置条件允许或易于翻身的情况下，宜采用双面坡口对称顺序焊接；对于有对称截面的构件，宜采用对称于构件的顺序焊接以控制焊接变形。5.7.4.2对于双面非对称坡口焊接，宜采用先焊深坡口侧部分焊缝、后焊浅坡口侧 、最后焊完深坡口侧焊缝的顺序控制焊接变形。5.7.4.3对于长焊缝宜采用分段倒退焊法或多人对称焊接法同时运用来控制焊接变形；5.7.4.4宜采用跳焊法，避免工件局部加热集中。5.7.4.5宜采用反变形法控制角变形。5.7.4.6对于大型焊件宜采取分部组装焊接、分别矫正变形后再进行总装焊接或连接的施工方法。5.7.5对抗腐蚀性能要求高的双面焊焊缝，双面焊须清理焊根，显露出正面打底的焊缝金属，与腐蚀介质接触的焊层应最后施焊。5.7.6 接弧处应保持焊透与熔合。5.7.7 每条焊缝应尽可能一次焊完。当中断焊接时，对冷裂纹敏感的焊件应及时采取后热、缓冷等措施。重新施焊时仍须按规定进行预热。5.8 焊后后热（如需要）5.8.1 对冷裂纹敏感性较大的低合金钢和拘速度较大的焊件应采取后热措施。5.8.2 后热温度一般为200350，保温时间与焊缝厚度有关，一般不低于0.5h。5.8.3 后热应在焊后立即进行，若焊后立即进行热处理可不做后热。5.9 焊后热处理5.9.1进行焊后热处理，应根据钢材的淬硬性、焊件厚度、结构刚性、焊接方法及使用条件等因素综合确定。焊后热处理应在压力试验前进行，并记录好相关数据（附表5：管道焊缝热处理质量检验记录，SPI-HJ-03）。5.9.2 调质钢焊缝的焊后热处理温度，应低于其回火温度。5.9.3 对有热裂纹倾向的钢在焊后热处理时应注意防止产生再热裂纹。5.9.4 在热处理过程中，焊件内外壁温度应相同。5.9.5 焊后热处理的温度应符合设计及焊接作业指导书的规定，当无规定时，常用钢材焊接的焊后热处理温度见附表6所示（附表6：常用钢号焊后热处理规范）。5.9.6 应尽可能采取整体热处理。当分段热处理时，加热重叠部分长度至少为1500mm，加热区以外部分应采取保温措施，防止产生有害的温度梯度。5.9.7为检查热处理的结果，需进行硬度检查，当焊缝处硬度母材硬度（HB）100，且硬度值不大于270HB或符合相关施工要求时为合格,否则须进行返修。5.10 外观检查 观察焊缝外观，检查是否存在肉眼能观察到的表面缺陷，如：裂纹、气孔、夹杂等，如有，进行相关处理以使焊缝外观符合规定要求。5.11 焊缝标识5.11.1标识前应对焊缝表面进行清理，去除焊条药皮及焊接过程中产生的飞溅等。5.11.2按照施工要求及相关规定对焊缝进行标识，包括焊工的钢印号等，但在标识的过程中不能损伤焊缝及母材表面。5.12 探伤试验 按照施工文件的规定对焊缝进行相关的PT、RT等试验，以判断焊缝质量是否合格。5.13 焊缝返修（若有）5.13.1焊缝表面缺陷超过相应的质量验收标准时，对气孔、夹渣、焊瘤、余高过大等缺陷应用砂轮打磨、铲凿、钻、铣等方法去除，必要时应进行补焊；对焊缝尺寸不足、咬边、弧坑未填满等缺陷应进行补焊；5.13.2焊缝缺陷超标时应进行返修，并填好返修通知单（附表7：焊缝返修通知单（一），SPI-HJ-07，附表8：焊缝返修通知单（二），SPI-HJ-07），焊缝返修遵守返修方案，焊缝正、反面各作为一个部位，同一部位返修不宜超过两次。5.13.3返修前须将缺陷清除干净，必要时可采用表面探伤检验确认。5.13.4如需预热，预热温度应较原焊缝适当提高。5.13.5返修焊缝性能和质量要求应与原焊缝相同。5.14 交工资料交工验收时应提交的技术文件资料主要包括以下内容，当有特殊要求时，可适当增加相关内容：a) 焊口跟踪图；b) 焊缝检查记录；（附表9：焊接施工检查记录，SPI-HJ-02）c) 焊接工艺规程；d) 无损检测报告；e) 焊工合格证一览表。6. 附录（或附表）附表1：合格焊工登记表，SPI-HJ-01附表2：焊口跟踪图绘图样表，SPI-HJ-06附表3： 常用钢号推荐的预热温度钢号厚度，mm预热温度，20G,20,20R,20g3050505010010010015016MnD,09MnNiD16MnDR,09MnNiDR15MnNiDR305016Mn,16MnR15MnVR,15MnNbR30501005015020MnMo20MnMoD08MnNiCrMoVD任意厚度10007MnCrMoVR07MnNiCrMoVDR163060304080405010013MnNiMoNbR任意厚度15018MnMoNbR18020MnMoNb任意厚度20012CrMo,15CrMo12CrMoG,15CrMoR15CrMoG1015012Cr1MoV12Cr1MoVG14Cr1MoR14Cr1Mo12Cr2Mo, 12Cr2Mo112Cr2MoG, 12Cr2Mo1R62001Cr5Mo任意厚度250附表4：焊材烘焙记录表，SPI-HJ-09附表5：管道焊缝热处理质量检验记录，SPI-HJ-03附表6： 常用钢号焊后热处理规范钢号焊后热处理温度，最短保温时间，h10Q235-A,20Q235-B,20RQ235-C,20G20g600640(1)当焊后热处理厚度PWHT50mm时为PWHT/25h，但最短时间不低于1/4h(2)当焊后热处理厚度PWHT50mm时为21/4*(PWHT-50)/25h09MnD58062016MnR60064016Mn,16MnD,16MnDR15MnVR,15MnNbR54058020MnMo, 20MnMoD58062018MnMoNbR13MnNiMoNbR20MnMoNb60064007MnCrMoVR07MnNiCrMoVDR08MnNiCrMoVD55059009MnNiD, 09MnNiDR15MnNiDR54058012CrMo12CrMoG600(1) 当焊后热处理厚度PWHT125mm时为PWHT/25h，但最短时间不低于1/4h(2) 当焊后热处理厚度PWHT125mm时为51/4*(PWHT-125)/25h15CrMo15CrMoG15CrMoR60012Cr1MoV12Cr1MoVG14Cr1MoR14Cr1Mo64012Cr2Mo12Cr2Mo112Cr2Mo1R12Cr2Mo1G6601Cr5Mo660附表7：焊缝返修通知单（一），SPI-HJ-07附表8：焊缝返修通知单（二），SPI-HJ-07附表9：焊接施工检查记录，SPI-HJ-02