煤管道安装焊接作业指导书.doc

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1、煤管道安装焊接作业指导书目录1 总则2 参考依据及规范性引用文件3 技术要求4 母材及焊材5 焊接设备及工具6 焊接操作过程6.1焊前预热6.2根焊6.3填充焊6.4盖面焊7 焊缝返修方案8 质量检验9 安全作业煤管道安装焊接作业指导书作业对象：输煤管道安装作业项目：559、610壁厚范围的焊缝返修项目代号：SMAW-Fe-5G-10.3/610-Fef2； SMAW-Fe-5G-11.1/610-Fef2项目代号：SMAW-Fe-5G-11.9/610-Fef2； SMAW-Fe-5G-12.7/610-Fef2项目代号：SMAW-Fe-5G-14.3/323-Fef2； SMAW-Fe-5

2、G-15.9/323-Fef2； 项目代号：SMAW-Fe-5G-19.1/323-Fef2； 焊接方法：焊条电弧焊（SMAW），根焊（打底焊道）、填充、盖面向上焊。1 总则1.1为了保证输煤管道的焊接质量，指导现场安装焊接机组清理、打磨、对口、点固焊、预热及施焊作业，特制定本“焊接作业指导书（WWI）”以下简称。1.2本“（WWI）”是依据“焊接工艺评定报告（PQR）”编制的操作细则性作业文件，是焊工施焊时使用的作业指导书，可保证施工时质量的再现性。1.3本“（WWI）”适用于输煤管道559、610，壁厚10.319.1范围焊缝返修的施焊作业。1.4本输煤管道的焊接,除应执行本“管理部”所编

3、制的“（WWI）”规定外，尚应符合国家现行有关标准、规范的规定，以及设计图纸的技术要求。1.5本“（WWI）”自2012年10月30日发布起，将在全神渭管道输煤项目EPC项目管理部（分包方）施工单位范围内推荐执行。1.6本“（WWI）”由神渭管道输煤项目EPC项目管理部工程部负责解释。2 参考依据及规范性引用文件。下列文件中的内容通过本“（WWI）”的引用而成为本文件内容，凡是注日期的引用文件，其随后的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于“（WWI）”。然而，鼓励依据本“（WWI）”达成共识的各施工方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本“（WWI

4、）”。GB 50235-2010工业金属管道工程施工规范GB 50236-2011现场设备、工业管道焊接工程施工规范GB 50184-2011工业金属管道工程施工质量验收规范SY/T0452-2002石油天然气金属管道焊接工艺评定SY/T4103-2006钢质管道焊接及验收NB/T47014-2011承压设备焊接工艺评定TSG Z6002-2010特种设备焊接操作人员考核细则GB/T9711-2011石油天然气工业管线输送系统用钢管GB/T985.1-气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口GB/T 5118-1995低合金钢焊条GB/T 13793-2001直缝电焊钢管陕西省石油化工

5、建设工程焊工上岗监督管理暂行办法HP-2012/09/03“焊接工艺评定报告（PQR）”用于输煤管道焊缝返修。管道输煤项目EPC项目管理部“焊接施工管理”文件3、技术要求3.1焊缝返修使用的各种焊材按照原有焊接工艺要求进行烘焙、领用、回收、记录工艺参数。3.2压力管道的焊缝返修部位，返修焊缝的无损检测报告，返修次数及焊缝返修记录，返修工艺方案应随同竣工验收资料一同交付业主方。3.3对于混合焊缝的返修，应选用与原焊缝相同的焊材；为了减少返修时的焊接热输量，原则上规定第1层选用3.2焊条，其盖面层可选用4.0mm焊条。3.4承担焊缝返修的焊工，在焊接技术人员的指导下，了解焊口图样及返修技术要求，按

6、照焊缝返修工艺调整焊接工艺参数，严格遵守工艺纪律。4 母材及焊材管子材质L450钢管标准GB/T9711-2011焊条标准AWSA5.1焊条型号E7016焊条牌号LB-52U焊条规格3.2药皮类型低氢钾型烘焙温度3504205 焊接设备及工具主要设备：逆变焊机、预热装置、焊条烘焙箱、恒温箱、除湿机、温度、湿度测定仪、风速测量仪。辅助工具：电动钢丝刷、电动角磨机、手锤、焊条保温筒、电焊面罩、护目镜、锉刀、电焊手套、液化气瓶及加热枪。焊接所使用的各种监视仪表和焊缝检验尺应按规定的时间进行周期鉴定。焊接设备应具有参数稳定、调节灵活和安全可靠等性能，使用前应确认符合和满足焊接作业的要求。6 焊接操作过

7、程推荐的坡口形式如下：V形坡口适用于559610；壁厚15.719.1范围坡口角度605适用于559610；壁厚10.314.3范围坡口角度605根焊、填充、盖面焊道6.1焊前预热6.1.1返修焊缝检查符合工艺要求后，对焊缝均匀的实施火焰加热（也可以采用中频环形加热器或环形周向气体加热器，预热宽度以焊缝两侧各80mm为宜）进行预热。6.1.2环境温度5时，加热宽度为焊缝两侧50范围；环境温度5时，加热宽度为焊缝两侧80范围。6.1.3加热采用液化气时，应用两把火焰枪对称均匀加热，在加热过程中应注意控制火焰枪有管壁之间的距离，并防止使母材局部过热氧化。6.1.4焊缝预热的温度控制在100130范

8、围，温度测量采用数字化测温计，分别在不同测点读取数值，专检、监理确认并记录。6.1.5焊接环境：施焊现场若出现下列情况之一时，承包者应采取有效的防护措施，否则焊工可按照工艺要求拒绝施焊。a)纤维素焊条电弧焊时，未定期、未定向的风速达到6m/s后；b)碱性低氢型焊条电弧焊时，未定期、未定向的风速达到5m/s后；c)自然环境下作业区域或施焊场地相对空气湿度超过90时；d)下雨天、下雪天或大风情况的状态下，承包者无防雨棚、防风棚措施时；e)承包者不按照返修工艺采取焊前预热、焊道检查工序强行实施焊接作业时。6.2根焊（打底焊道）对于返修焊口，一般采用焊条电弧焊实施，若使用碱性焊条，必须按规定温度进行烘

9、焙，其烘焙温度350420，返修焊完成后也要编写好返修焊工代号。根焊、填充焊、盖面焊推荐焊接参数见下表。焊接参数焊层焊道焊接方向焊接方法焊材牌号焊材规格(/)电源极性焊接电流(A)电弧电压(V)焊接速度(cm/min)线能量(kj/cm)根焊向上焊SMAWLB-52U3.2直流反接801002025781923填充1向上焊SMAWLB-52U3.2直流反接2002201922672140填充2向上焊SMAWLB-52U3.2直流反接2102352022561117填充3向上焊SMAWLB-52U3.2直流反接210230202218235256填充4向上焊SMAWLB-52U3.2直流反接21

10、0230202218231118填充5向上焊SMAWLB-52U3.2直流反接210235202218231016盖面焊向上焊SMAWLB-52U3.2直流反接2102352022562140注：本焊接参数依据焊接工艺评定报告，现场施焊过程中的各项参数根据实际数值调整。6.2.1 E7016焊条属于碱性焊条，碱性焊条液态金属粘，很容易粘焊条，打底焊道采用断弧操作技能手法（俗称击穿焊），相对操作难度较大，焊工必须有熟练的操作技能方能掌握。6.2.2打底焊道是由无数个接头组成的，且一根焊条是非连续施焊的过程，因此，熟练的操作技能手法是保证打底焊道质量的前提。6.2.3碱性焊条的操作技能手法原则是：

11、起弧必须引弧，原地撞击起弧必然产生群气孔；焊条移动拉动熔池要压低电弧俗称（短弧运条），碱性焊条的熔池在熔化过程中对空气很敏感，电弧长、空气侵入熔池易产生气孔。6.2.4调整好焊接规范参数，引弧前检查焊条药皮的偏心度是否良好，若焊条偏心度严重，表面有裂纹则更换焊条。偏心度过大的焊条6.2.5在电动角磨机打磨好的坡口一侧的焊道上划线擦起弧，将焊条熔化的第一滴熔滴留在焊道表面；填充焊道电流相对较大，熔池熔化时间相对充分，残留在前焊道表面的熔滴中的群气孔能被充分熔化反应出来。6.2.6当焊道至俯位平焊位置时，焊条熔滴在电弧吹力和熔化金属重力作用下自然下坠，控制不好熔池温度，容易形成熔池下凹，熔渣和烟气

12、不能有效保护熔池，易产生气孔、焊瘤等缺陷。6.2.7在吹透（击穿）熔孔的过程中，熔孔不清晰，则两侧钝边熔合不良，冷却后，背面焊道产生接头凹陷、未焊透、未熔合等缺陷；熔孔过大、熔池温度升高，液态金属自然下坠，熔池下凹，熔渣和烟气不能有效保护熔池，冷却后焊道易产生气孔、焊瘤缺陷。6.2.8更换焊条动作要快，可不用打磨接头药皮，在焊道前坡口一侧10处划擦起弧后拉至接头处熔化，当形成液态金属后电弧自然吹开药皮，6.2.9碱性焊条在突然熄弧时，易产生热裂纹、气孔，因此，无论是打底焊道和盖面焊道，在更换焊条或停止施焊时均不得直接熄弧，用电弧回填法和衰减电流法观察熔池结晶后熄弧。6.2.10在打底焊道操作过

13、程中，焊工要精力集中，仔细观察电弧吹透（击穿）熔孔和两侧钝边，吹透（击穿）熔孔要清晰，如果熔孔不清晰，很容易将缺陷埋在熔敷金属中；因为熔孔的形状和均匀程度决定背面焊道的成形情况。1焊缝；2熔池；3熔孔6.3填充焊6.3.1打底焊道完成后，焊工应仔细检查打底焊道表面划擦引弧时的残留痕迹，如果痕迹过厚用电动角磨机打磨平整，调整焊接参数准备填充焊条。6.3.2在底层焊道前端约10处划擦起弧，待电弧燃烧正常后回拉至接头处依靠电弧吹力吹开药皮熔化，熔池出来后利用电弧吹力轻微向另一侧母材移动，此时熔池的形状为椭圆形；电弧左右移动送进完成填充焊道。6.3.3填充焊道分为两层，第一层、电流偏大一点有利于充分熔

14、化打底焊道与母材的结合处；第二层、注意观察熔池形状，电弧在母材两侧的停留时间，控制填充量，最终完成的填充焊道低于母材表面12，焊道表面成形为平或者下凹形。填充焊道低于母材表面示意图6.3.4填充焊道完成后，清理焊渣，检查焊道的平整度，表面是否有缺欠；若出现局部地方下凹现象，可实施补焊修磨后再准备盖面焊。6.4盖面焊6.4.1填充焊道经（专检）确认后可进行盖面焊，施焊顺序与前相同，由两名焊工分别按“钟点标记”的圆周段施焊两半圈，盖面焊道为单道完成，焊缝边缘应圆滑过渡至母材。6.4.2盖面焊时，熔池的横向移动幅度也是最大，为防止熔池满溢产生覆盖以及咬边等现象，要仔细观察熔池形状，并控制好熔池在坡口

15、两侧的停留时间和下向的移动速度。6.4.3盖面焊道若中间出现接头，再次引弧后接头要圆滑，若出现凹凸不平应进行修磨处理。6.4.4盖面焊道完成后，等焊缝熔渣稍微冷却后即进行清渣，焊缝清理干净后（专检）确认后用焊缝缓冷保护套包裹。7 焊缝返修方案7.1对于射线检测不合格的焊缝，焊接技术人员依据射线报告和X射线探伤底片，了解缺陷性质、缺陷范围、缺陷位置，分析缺陷产生原因，根据焊缝母材性质，制订焊缝一次返修、二次返修方案，经焊接责任工程师批准后实施。焊缝超次（三次）返修方案必须经焊接责任工程师审核，技术总负责人批准。7.2返修内容7.2.1缺陷性质：（单个气孔、群气孔、夹渣、裂纹、未熔合、未焊透、夹钨

16、等）。7.2.2缺陷范围：（局部区域、多个区域，组合焊的打底层、填充层等）。7.2.3缺陷位置：（引弧部位、收弧部位、根部焊道、层间焊道等）。7.3缺陷产生的原因，避免再次产生缺陷和缺陷扩大后的处理措施，适当调整焊接参数，并控制线能量。7.4根据焊缝母材性质，确定是否采取预热、控制层间温度、焊后热处理；确定采取电动角磨机打磨；确定焊接方法，选择焊接电源和焊材及规格。7.5焊接技术人员编制好焊缝返修方案，必须有编制人、审核人、批准人签字。7.6焊缝返修方案确定后，由焊接技术人员挑选技术全面、状态稳定的并具备资格条件的焊工实施焊缝返修焊接作业。7.7焊缝缺陷种类、位置及尺寸的标定。焊缝返修前，依据

17、X射线探伤底片、评定记录和报告，在焊缝上标出缺陷种类及位置，缺陷尺寸如：气孔、夹钨注明直径、条形气孔、夹渣、裂纹、未熔合、未焊透；注明长度和宽度见下示意图。超声波检测的缺陷也应确切标出缺陷种类及位置。7.8焊缝中缺陷的清除。7.8.1采用电动角磨机进行清除缺陷，可参照“焊接作业指导书（WWT）”进行操作，依据标定的缺陷位置，电动角磨机打磨清除全部缺陷，切槽见下示意图。7.8.2长度L包括已标定的缺陷长度尺寸并在此基础上向两端延长20。切槽两端沿长度方向上的斜度小于15且圆滑过渡，当相邻两切槽的深度不同时，应打磨成斜度小于15的缓坡。切槽深度H、宽度B与缺陷的位置与打磨坡口宽度有关。7.8.3当

18、确认缺陷清除，将切槽及两侧20范围内氧化皮、油污垢用磨光机打磨至看见金属光泽。7.8.4依据标定的缺陷位置，有角向砂轮机打磨，当确认缺陷清除，将沟槽两侧20范围内用磨光机打磨至看见金属光泽，沟槽角度与母材要圆滑过渡，应确保焊接时两侧母材能够充分熔化。7.8.5当清除缺陷深度达到母材厚度60时，缺陷仍然存在，停止清除打磨干净进行焊接，然后从另一侧清除缺陷，当确认缺陷清除打磨干净进行焊接。7.8.6对缺陷彻底清除持有怀疑时，可采用X射线探伤根据探伤底片再次验证确实将缺陷清除干净后实施焊接。7.8.7在焊缝返修焊接过程中，除了根部焊道和盖面焊道以外，其余层间焊道可以采用锤击方法释放应力，锤击方向及次

19、序见下示意图。7.8.8母材及焊缝需要进行焊后热处理的，按照原有热处理工艺进行处理。在水压试验过程中发现的渗漏焊缝返修，还应保证清除缺陷和排水的要求。7.9返修操作7.9.1焊工必须按照焊缝返修工艺确定的规范参数进行返修焊接。7.9.2使用碱性焊条焊接采用“电流衰减法”进行收弧；使用酸性焊条焊接采用“叠加法”进行收弧。原则上要保证冷却后的弧坑饱满，防止熔池在冷却过程中产生缺陷。7.9.3为了防止因返修导致管口凹陷，当两缺陷间隔较大时，应采用分段返修（缺陷间隔的大小应由壁厚、管子直径而确定）。7.9.4经过返修的焊缝表面要与原焊缝齐平，焊缝的内部缺陷返修施焊完成后，焊工自检且必须将母材及焊缝表面

20、的焊渣、飞溅清理干净。8 质量检验8.1经过返修的焊缝、表面与母材及原有焊缝要圆滑过渡，几何尺寸一致。焊缝返修后，按照原有焊缝质量要求进行外观检查、射线复探、压力试验。8.2焊缝的一次返修、二次返修、超次返修必须有返修工艺卡（单），返修作业完成后，焊工、专检、监理签字确认由质量检验部门整理归档。8.3返修记录焊缝返修原始记录应详细，内容包括：坡口（刨槽）形式、坡口（刨槽）尺寸、返修焊缝长度及宽度、预热温度、层间温度、焊后热处理温度、保温时间、保护气体及流量、焊材型牌号及规格、焊接位置、焊工姓名、钢印9 安全作业9.1焊接电源在启动前应做好设备的例行检查，焊接电源应有良好的接地保护，二次接线电缆

21、的绝缘保护应良好，施工场地应有专人监护，并挂设醒目的警示牌。9.2焊接场地及附近区域5m内不得有易燃易爆物品，加热用乙炔气瓶应直立放置，不得在烈日下曝晒，气瓶放置距离焊接作业区域不小于5m。9.3不得将通电的焊钳搭在管子上表面上，使用电动工具打磨坡口及修磨焊缝时作业人员应配带防护眼镜，焊工应穿带好劳动保护用品。9.4焊机空载电压较高时，当焊工大量出汗或衣服潮湿以及在潮湿地点作业，应在操作地点用绝缘垫板与管子进行隔离绝缘。9.5管线沟道外组对时，管子的边缘至沟道的边缘应保持一定的安全距离，防止管沟塌方或管子滚动，避免人员伤亡和设备损害。9.5管线开始组对前，应对内、外对口器、起重机械及配套设施进

22、行检修，不合格设备和设施不得使用，组对时要安排专人指挥，作业人员不允许站在管端。9.6采用土墩或土袋垫高管子时，管墩必须坚固牢靠，防止管子滚落伤人或损坏设备。9.7在沟道外或沟道内作业前，应先检查管墩，沟壁是否有松动、塌方的可能，必要时应采取防范措施以保证安全。9.8在现场移动焊接电源、更换保险丝、检修、改接二次线时，必须切断电源。推拉电源开关时，必须带绝缘手套，同时面部要不要正对开关，以防止弧光伤人。9.9作业场地手提式照明电源的安全电压应为36V，停止作业时，应随即切断电源，焊钳应放在安全的地方，严禁短路、接地或接零。9.10安装机组在每天工作结束后，应对作业区域进行清扫检查，做到工完料净场地清，文明施工，安全作业。