焊接施工方案及工艺措施

(一)

1、 工程主要特点

1.1 焊接作业主要特点

本机组为1000MW超超临界机组,焊接工程量大受监焊口数量；中高合金焊口比例大；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钢材在本机组的大量使用,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 热处理作业主要特点

机组中需要经焊后热处理的焊口多,壁厚大,所涉及的部件的焊口遍布机组炉、机的各个部位,所以在焊接热处理的施工上一定要调度合理、施工过程有序、规范,做到机械、材料的利用率上升、耗损率下降,确保焊接工程的顺利施工;

2、 焊接施工原则

(1) 焊接时尽量减少热输出量和尽量减少填充金属；

(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用双人对称焊接；

(4) 位于构件刚性最大的部位最后焊接；

(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) 膜式壁焊接采用分段退焊法;

3、 总体工程安排

焊接专业独立管理,主要配合锅炉、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,制定质检人员岗位责任制;焊接、热处理施工按照公司质量体系文件规定的程序、有关规程规范、合同文件及监理的要求进行施工、检查验收;

(2) 焊接施工前,工程技术人员对焊接施工基础资料的前期准备,对现场焊接人员资质的认证和焊前考核,以及对现场将投入使用的焊接机械及热处理设备等的检查、校验及标定;

(3) 焊接施工前,建立二级焊条库,库内设置的烘干箱、恒温箱数量满足工程使用、并配备除湿器、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用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种焊接方法;

(5) 本工程中大口径管道采用GTAW+SMAW方法焊接,焊接时应特别注意根部打底质量,确保熔透,层间清理应干净;中径管焊接时,为确保表面工艺质量,宜选用φ焊条盖面;需预热和热处理的应及时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,施焊焊工必须严格按照作业指导书和焊接工艺卡规定焊接;焊丝和焊条按工艺评定上的材料选用;焊接过程中应控制焊接线能量,防止线能量过大;

(7) 中低压管道及二次门后焊口采用氩弧焊打底主要是汽机房内的管道,汽轮机、发电机的冷却、润滑系统管道及燃油管道必须进行氩弧焊打底;

(8) 凝汽器与低压缸连接由6名以上焊工对称施焊,采用分段退焊法;施焊过程中,在下汽缸四侧台板处,应装设监视变形的千分表,并设专人监视;

(9) 仪表、压力测点、温度测点、取样等管道的直径都在25mm以下,焊接方法为GTAW;壁厚≤2mm的管道焊接可采用一道成型,壁厚＞2mm的管道焊接应焊至2～3层,以保证焊缝有规定的余高;

(10) 铝母线焊接场所允许的环境温度应在0℃以上,如环境温度过低时,应采取有效方法提高环境温度;焊接铝锰合金时,选用铝锰焊丝丝321或铝硅焊丝丝311;

(11) 锅炉密封采用手工电弧焊方法进行施工,焊接前应将坡口边缘的油、漆、锈、垢等清理干净;锅炉密封焊接应采用分段跳焊,采用合理顺序、消除焊接应力变形焊接引起的变形,超出规定尺寸时,应采用火焰或锤击等方法校正;

(12) 本工程热处理的用电加热方式,温度曲线用打点式自动温度记录仪记录;热处理参数如加热温度、升降温速率、恒温温度、恒温时间等按火力发电厂焊接热处理技术规程DL/T819-2010中的有关规定执行;

(二)

1、 焊前准备

1.1 坡口的加工和焊件下料宜采用机械加工,如采用热加工下料,切口边缘要留有加工余量;

1.2 坡口的基本形式及尺寸应符合图纸设计及焊接规范的要求;

1.3 焊件在组对前要将焊口及其母材附近内外壁的每一侧各10～15mm范围内的油污、铁锈、水份等杂物清理干净,并露出金属光泽;

1.4 焊件对口时要求内壁齐平,对接单面焊的焊口的局部错口值不应超过壁厚的10%,且不大于1mm;

1.5 排汽装置焊件对接允许对口错位为10%的板厚且不大于2mm,不同厚度焊件对口错位允许值按薄板计算;

1.6 严禁在焊件上随意引弧、试电流、焊接临时支撑物等,禁止用强力对口除图纸规定的冷拉口外和热膨胀法对口;

1.7 管道直径≥400mm且壁厚≥20mm的焊口对口点固时,应采用楔形卡块δ=16～25mm3至4块点焊固定;楔形卡块的材质与管道的材质相同或相近,点固焊时的焊接材料、焊接工艺、焊工以及预热温度应与正式施焊时的要求相同,打底后应将点固焊残留部分磨平;点焊示意图如图1所示：

1.8 中、高合金钢含Cr≥3%或合金总含量≥5%的管道焊口,为防止根部氧化或过烧,焊接时内壁应进行充氩气保护;由于本工程需要进行内壁充氩的焊口集中在过热器固定管道及油系统管路等,为提高背部充氩的质量、效率以及节约氩气,建议采用管道内部形成气室、焊口外部充氩的方法进行充气;其具体方法如图2所示：

注：管道内水溶纸的位置应距焊口处L应按不同情况分别对待,当焊口须预热时气室应避开加热面,以防止在焊口焊前预热时燃烧,破坏气室,不需预热的焊口气室为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如图所示做成气室,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要的预热措施;

2、 焊前预热

2.1 对于外径≤219mm且壁厚≤20mm的管道允许火焰加热,火焰加热应逐渐升温,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,做好手工预热温度记录;

2.2 用远红外线陶瓷加热器进行焊前预热的焊口,均采用热电偶监视母材的温度,且将控温过程用温度记录仪打印在记录图上,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分高的一侧材质选定,支管与主管焊接时,应按主管的预热温度预热;

2.4 异种钢焊接接头的焊接材料选择宜采用低配原则,即不同强度钢材之间焊接,其焊接材料选适于低强度侧钢材的;

2.5 涉及到本工程的下列规格部件采用氩弧焊或低氢型焊条,如果进行焊前预热或焊后适当缓慢冷却的焊接接头可以不进行焊后热处理：

(1) 壁厚不大于10mm、直径不大于108mm,材料为15CrMo的管子；

(2) 壁厚不大于8mm、直径不大于108mm,材料为12Cr1MoV的管子;

3、 焊接工艺要求

3.1 氩弧打底焊的焊层厚度不小于3mm,在打底结束前应留一处检查孔,以便焊工用肉眼能检测焊缝根部成形情况,发现问题及时处理;对管径≥219mm的管道,氩弧打底的推荐焊接顺序如图3：

Ⅱ Ⅳ Ⅱ 注：Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ为焊接顺序表示 Ⅲ Ⅳ Ⅲ A 水平 Ⅰ Ⅰ B 垂直固定 图3 氩弧焊打底焊接顺序

3.2 根部焊接完成,应及时进行次层焊缝的焊接,多层多道焊时应逐层进行检查,以便发现缺陷及时处理,检查合格后,方可焊接次层,直至完成;

3.3 无论结构焊缝或薄壁焊口,严禁一遍焊接完成,必须多层多道焊;

3.4 施焊过程中,层间温度不高于规定的预热温度的上限;

3.5 为减少焊接应力变形和接头缺陷,对直径大于194mm的管子及锅炉密集管排管间距≤30mm对接焊口宜采取两人对称焊;

3.6 大径管的壁厚焊接应采用多层多道焊,单层焊道厚度不大于所用焊条直径加2mm,单层焊的宽度不大于焊条直径的5倍,多层多道焊的焊接排列顺序要求见图4：

≤3Φ ≤Φ+1㎜ 图4 厚壁管焊道排列顺序示意图 3㎜ 3.7 施焊过程中,焊接收弧时应将熔池填满,多层多道焊的焊接接头应错开30mm;

3.8 施焊过程中除工艺和检验上的要求分次焊接外,应该连续焊接完成;若由于客观环境的影响被迫中断时,应采取防止裂纹等缺陷产生的措施如后热、缓冷、保温,防雨等,再次焊接时应仔细检查并确认无缺陷后,方可按焊接工艺的要求继续施焊;

3.9 焊口焊接完成后应及时清理焊口周围的飞溅、熔渣等杂物并用油性记号笔写上施焊人

员的钢印代号;

3.10 焊口经检验有超过标准的缺陷时应及时进行挖补,补焊时的焊接工艺应与正式焊接的焊接工艺相同,需要进行热处理的焊口,返修后应重新进行热处理;同一位置上的挖补次数一般不宜超过三次,耐热钢不宜超过二次;

3.11 对于锅炉密封焊缝,为了保证焊缝表面工艺优良性、锅炉水压试验过程中无泄露,按照要求采用双面焊接,并在焊接结束后将焊缝打磨清理干净,消除飞溅等缺陷;

4、 小径管焊接工艺

本工程锅炉受热面管焊接工作量大,且受热面管排具有间距小、密集型布置等特点,给施焊造成很大的困难,为保证锅炉小径管焊接质量,对水冷壁、包墙、再热器、过热器焊口都采用全氩焊接工艺;工艺要求如下：

(1) 对于困难位置焊口,视焊接操作方便可采用内、外相结合的填丝方法进行焊接;焊接时从最困难的位置引弧,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,禁止氩弧焊打底过夜;氩弧焊过程中,必须注意引弧、接头和收弧,防止产生焊接缺陷;

(4) 在负温或潮湿天气施焊时,应用火焰对坡口区进行适当预热,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,合理选择焊接顺序,避免由于管排

位置不好或对口顺序错误而增加焊接困难;

5、 中、大径管焊接工艺

本工程大中径管具有管壁厚、直径大特点,焊接位置多样,焊接工艺采用GTAW+SMAW ,工艺要求如下：

(1) 采用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的温度均应维持在预热温度的下限至层间温度的上限之间;根据焊规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与正式施焊相同,点固焊后应检查各个焊点质量,如有缺陷应立即清除,重新进行点固焊;如采用添加物方法点固,当去除临时点固物时,不应损伤母材,应将残留疤痕清除,打磨修整干净;

(3) 采用多层多道焊,各层道接头相互错开;GTAW打底层厚度不小于3 mm每层焊接厚度不大于焊条直径+2 mm,单焊道摆动宽度不大于所用焊条直径的5倍;各层道接头相互错开,注意引弧和收弧质量;

(4) 每个层道都要仔细清理检查,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的温度,保证预热

温度和层间温度的正常;

(7) 焊后及时进行热处理工作;

6、 奥氏体不锈钢管道焊接工艺

奥氏体不锈钢具有良好的可焊性,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、焊缝成形不良等缺陷;焊接工艺采用GTAW和SMAW ,工艺要求如下：

(1) 必须清除可能使焊缝金属增碳的各种污染;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) 焊条必须存放在干净的库房内;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的不锈钢焊件,可选用氧化钛型药皮焊条;因为这种焊条的电弧稳定,焊缝成型美观;

(4) 对于立焊和仰焊位置,应采用氧化钙型药皮焊条;其熔渣凝固较快,对熔化的焊缝金属可起到一定的支托作用;

(5) 气体保护焊和埋弧自动焊时,应选用铬锰含量比母材高的焊丝,以补偿焊接过程中合金元素的烧损;

(6) 在焊接过程中,必须将焊件保持较低的层问温度,最好不超过150℃;不锈钢厚板焊接时,为加快冷却,可从焊缝背面喷水或用压缩空气吹焊缝表面,但层问必须注意清理,防止压缩空气污染焊接区;

(7) 手工电弧焊时,由于不锈钢电阻值较大,靠近夹持端的一段焊条容易受电阻热的作用而发红,在焊至后半段焊条时应加快熔化速度,使焊缝熔深减少,但熔化速度太快又会造成未熔合和熔渣等缺陷;从保证接头的耐腐蚀性考虑,也要求选用较小的焊接电流,减少焊接热输入量,防止焊接热影响区的过热;

(8) 在操作技术上采用窄焊道技术,焊接时尽量不摆动焊条,在保持良好熔合的前提下,尽可能提高焊接速度;

7、 钢结构及锅炉密封焊接工艺

结构焊接工艺采用焊接工艺采用SMAW,焊接过程中要防止应力集中导致的组件变形,工艺要求如下：

(1) 为减少焊接变形,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,应先焊对接缝,后焊角接缝;超过1000mm以上的焊缝采用分段退焊;

(2) 水冷壁、包墙管纵向拼缝焊接,采用双面焊,拼缝间隙2—3mm,严禁无间隙焊接;每一条焊缝都应采用分段退焊法焊接,一面焊好后,转到另一面以同样次序进行焊接;包墙管焊口处、水冷壁焊口处密封应双面焊;

(3) 焊口部位密封镶块的焊接,应分区跳开焊接,以减少内应力;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,每次交替至少应跳开一个密封镶块,尽量用小电流焊接,以保证管壁的熔深不超过2mm;

(4) 施焊过程中,应尽量采取减少焊接变形和应力的焊接方向及顺序进行焊接;发现变形量大或其他异常情况时,应立即停止焊接,采取相应措施;

(5) 凡是用气割的工件或因对口切割的鳍片,焊接前必须将氧化铁渣清除干净;

8、 低压缸焊接工艺

8.1 排汽装置壳体焊接采用SMAW,工艺要求如下：

(1) 对排汽装置外壳拼装焊接,为防止产生焊接变形,应采取反向逆焊法或分层反向逆焊法,减少分层次数,断续焊接;焊接顺序见下图：

(2) 排汽装置组装焊接时,未注明的焊缝高度按母材最小板厚算;

8.2 低压缸排汽口与排汽装置上接颈焊接采用SMAW,工艺要求如下：

(1) 施焊焊工应严格遵守作业指导书的各项要求,焊接过程中发现情况应及时报告,不得擅自处理；

(2) 正式施焊前应对施焊部件进行点固焊,点固焊顺序与位置：先点固四个角部,然后点固四周端面;点固焊长度与间距为：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余层;第一层用φ3.2mm焊条打底,其余各层用φ4.0mm焊条焊接；

(4) 施焊时,应在汽缸台板四角架设百分表,并设专人监视台板四角的变形和位移,当变化大于0.10mm时要暂时停止焊接,待恢复常态后再继续施焊,同时监视转子扬度变化值,当变化达0.02mm/m时,应暂时停止焊接,找专职指挥人员查明原因,采取适当措施后方可继续施焊；

(5) 为防止焊接变形,焊接时八个焊工应按规定的焊接顺序同时进行对称焊接,焊接时的焊接电流、焊接速度应保持一致；

(6) 排汽装置接颈焊接应采用同步同规范的跳焊、对称焊法,以防止焊接应力过大,产生焊接变形;跳焊、对称焊接方法如图所示：

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1～10,箭头方向为焊工的施焊方向；

每个焊工分别从焊缝1到焊缝9依次按箭头所示方向施焊,之后每道焊缝的两焊工再按箭头所示方向共同完成焊缝10；

焊接过程中进行变形控制监督,以便随时调整焊接规范及施工的同步性;

(7) 在每道、每层焊接结束时均应重新复查汽缸与台板之间的间隙,其间隙应基本保持不变,如果变化较大,应找专职指挥人员明原因,进行处理；

(8) 焊接完毕,应将焊缝四周药皮、飞溅清理干净,并认真进行外观检查;

(三)

T/P91、T/P92钢焊接施工方案及工艺措施

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用了T/P91、T/P92钢材;T/P92在T/P91钢的基础上加入了%的钨W,同时钼Mo含量降低至%,用钒、铌元素合金化并控制硼和氮元素含量的高合金铁素体耐热钢,通过加入W元素,显着提高了钢材的高温蠕变断裂强度;在焊接方面,除了有相应的焊接材料,并由于W是铁素体形成元素,焊缝的冲击韧性有所下降外,其余对预热、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以及热处理温度、恒温时间的要求都是比较相近的;

在施工过程中,我公司对T/P91、T/P92等特种钢焊接进行了严格的焊接工艺控制及热处理控制,获得了良好的质量;由我公司承建的绥中发电厂二期工程2×1000MW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公司2×660MW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%,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HB200～HB240之间,符合该钢材的最佳硬度值范围;

2、 T/P91、T/P92钢焊接接头质量的各种影响因素的分析 主要影响因素 主要内容 主要引发产生的缺陷或结果 1．易引起冷裂纹缺陷； 2．S、P等杂质元素及一些合金元素如Ni等易引起热裂纹缺碳C、钒V、铌Nb、锰Mn、硅母材重要化学成Si、氮N、硫S、磷P,钨W钼分 Mo元素的含量控制对焊接接头有重要影响 陷、回火脆性以及蠕变脆化倾向增加； 3．一些沉淀强化元素,如Nb、Al、N等可产生一定的再热裂纹问题 4．过量的钨含量,使冲击韧性和蠕变断裂强度大大降低 主要影响因素 主要内容 主要引发产生的缺陷或结果 1．成分影响与母材化学成分影响效果相同`,尤其是不同焊材中镍的成分不同,对AC1点影响较大； 焊接材料的合理选用及焊接焊接材料 材料中化学成分的有效控制 2．冷裂纹、热裂纹、再热裂纹 3．冲击韧性低 4．常温、时效后和高温力学性能达不到要求 不同焊接方法对接头的冲击焊接方法 韧性值及抗裂性有明显的差别 1．冲击韧性值偏低； 2．各类裂纹的敏感性增加 选择合理的坡口形状及尺寸,引起接头产生未焊透、未熔合、坡口形状及尺寸 调整焊缝成型系数 夹渣等焊接缺陷 预热与层间温度关系到冷裂1．产生冷裂纹缺陷； 纹的产生及焊缝冲击韧性的预热温度及 2．冲击韧性值低,引起断裂； 要求,应严格进行控制,避免高温及特定温度点如550℃、3．焊缝接头组织的烧损,得不到475℃以及高温时间的长时间停留等 正常情况下的回火马氏体或索氏体组织 层间温度 主要影响因素 主要内容 主要引发产生的缺陷或结果 为防止根层焊缝金属氧化,从而保证根部焊接质量,提高冲充氩保护 击韧性值,充氩保护应持续2-3层以上 1．根部接头发生氧化,使机械性能值降低 2．根部出现多种焊接缺陷 一个综合控制的焊接要素,从焊接电流、焊接电压、焊接焊接线能量 速度共同控制,以达到较高的冲击韧性值,并有效地防止各类裂纹的产生 2．产生冷裂纹及Ⅳ型裂纹 1．对冲击韧性影响极大； 有效地控制内外壁温差,保证加热温度的均匀性,要求内外加热方法及热电壁温差控制在20℃以内,从而偶的布置 提高冲击韧值与防止各类裂纹的出现 2．产生冷裂纹、再热裂纹、Ⅳ型裂纹 1．冲击韧性值偏低； 1．机械性能降低； 严格控制升降温速度,控制组2．得不到回火马氏体组织或索焊后冷却温度与织转变,以得到理想的金相组保温时间 织,从而保证机械性能 3．残余奥氏体重新转变为脆硬的马氏体组织 氏体组织 主要影响因素 主要内容 主要引发产生的缺陷或结果 1．机械性能降低； 2．冲击韧性值偏低； 从焊接工艺上进行过程控制,严格按焊接工艺施工,从而保3．金相组织不符合； 焊接操作工艺 证机械力学性能、防止各类4．产生冷裂纹、弧坑裂纹 裂纹的产生 5．产生多种其它常见的缺陷,如未焊透、未熔合、夹渣等 3、 焊接工艺措施

3.1 T/P91、T/P92工艺评定试验钢材的要求

对T/P91、T/P92,目前进货渠道以进口管道为准,为确保母材的钢材质量,降低热裂或冷裂倾向,提高冲击韧性,首先必须保证母材的化学成分在受控范围内;所以进货时需严格把握材料进货关,必须提供钢材质量保证书,必要时进行相关的材料工艺试验,进行母材化学成分分析等一系列金相理化试验分析及硬度测试,来保证供应商供应的T/P91、T/P92材料的加工、热处理的正确性和均匀性;

3.2 T/P91、T/P92工艺评定试验焊材的要求

(1) 选取的焊接材料必须严格把握其化学成分及各项力学性能指标,有质量保证书及使用说明书、焊条的烘干要求;限制各类杂质元素,如S、P的含量,及控制一些再热倾向元

素的含量,如Nb、Ni、Si等,保证焊接材料的化学成分与母材基本一致;

(2) 选用的氩弧焊焊丝、焊条应与母材相匹配,选用时应注意化学成分的合理性,以获得优良的焊缝金属成分,组织和力学性能;

(3) 焊缝金属的Ac1和Mf温度应与母材相当;

(4) 首次使用的焊材应要求供应商提供详细的性能资料及推荐的焊接工艺提供熔敷金属的Ac1温度以及焊后热处理温度、恒温时间,并提供常温、时效后和高温力学性能曲线;

(5) 做好电焊条的保管、烘干及使用管理工作;

3.3 焊接方法的影响及选用

(1) 钨极氩弧焊GTAW是广泛应用于小径管焊接中及中、厚壁管的根层打底焊;由于GTAW焊的惰性气体Ar保护,使焊缝金属中的有害杂质降低,使焊接性得到改善,并使预热温度可降低50℃,改善焊接条件;

(2) SMAW手工电弧焊：焊接要控制所用焊条的药皮含水量,以防止氢致裂纹的出现;其焊缝性能比GTAW要差,对焊接工艺措施要求需更严;

(3) 根据电厂现场的焊接环境及结构,工艺采用GTAW和GTAW+SMAW的焊接工艺,壁厚≤6mm的小径薄壁管采用全氩焊接；壁厚＞6mm的小径管和大径厚壁管采用GTAW打底,SMAW填充和盖面;

3.4 坡口形状及尺寸

(1) T/P91、T/P92坡口尺寸推荐图见下图A、B尺寸尽量符合施工现场焊口坡口设计尺寸,P91、P92工艺评定坡口也可采用综合型;

(2) 坡口加工时,钝边不易过大,一般为,可有效地预防未焊透缺陷;

薄壁管δ≤16mm坡口图A 厚壁管δ＞16mm坡口图B

3.5 预热温度及层间温度

(1) T/P91、T/P92钢种是低碳马氏体钢,在马氏体组织区焊接,其预热温度和层间温度可以大大降低,据国外资料研究,通过斜Y型焊接裂纹试验法测定的止裂预热温度为100-250℃,考虑T/P91、T/P92钢焊接碳当量较高,焊接性较差,具有一定的冷裂纹倾向,推荐工艺评定试验的GTAW预热温度150-200℃,焊条电弧焊填充并盖面预热温度为200-250℃;

(2) T/P91、T/P92焊接过程中,层间温度对冲击韧性影响很大,过高的层间温度,会使焊缝金属碳化物沿晶间析出并生成铁素体组织,使韧性大大降低;工艺评定试验选择最佳的层间温度为200-300℃;

(3) T/P91、T/P92钢的焊接过程须严格监视和记录,对预热温度及层间温度的控制要随时跟踪记录,便于分析处理一些异常情况;

(4) 由于T/P91、T/P92热强钢焊接热影响区也有明显的软化带,易产生“Ⅳ型裂纹”;软化带是接头的一个薄弱环节,软化带用热强系数焊接接头软化带的高温持久强度与母材同一温度的持久强度的比值称作热强系数;热强系数的大小与材料有关,也与试验温度

及试验时间有关;合金成分愈复杂的钢,热强系数愈低;试验温度愈高,试验时间愈长,热强系数愈低;故为了控制IV型裂纹,焊接时在保证焊接熔化良好,不产生焊接冷裂纹的基础上,不采用过高的预热温度及层间温度,不采用过大的焊接线能量,采取多层多道焊并避免过厚的焊道,努力使热影响区软化带变得窄一些,缩小其影响;

3.6 充氩装置的设计

3.6.1内充氩保护是防止根部氧化的重要措施,除GTAW焊充氩外,对T/P91、T/P92钢种根部至少要经过SMAW焊2至3层的充氩;

3.6.2充氩装置的制作

T/P91、T/P92钢焊接,要求焊缝背面充氩保护,以避免焊缝部氧化;在设计充氩装置时考虑以下情况：

(1) 需耐高温;充氩装置在对口前装入,要等焊接接头各项检验全部合格后才能取出,中间要经受预热、焊接、热处理过程,因此,充氩装置要求能耐高温;充氩装置在焊接及热处理过程中应保持完好,直至焊缝检验合格后才能取出;

(2) 不仅打底时需做背面保护,焊条焊接第二、三层焊缝时,由于根部焊道仍保持较高的温度,仍需进行根部保护;

(3) 考虑到焊缝有可能出现经检验不合格的情况,如果缺陷出现在根部或近根部位置,则焊缝进行返修焊接时,仍需充氩保护;

(4) 在整个预热、焊接、热处理过程中,保留充氩装置,既可防止管内穿堂风,又可在焊接区域形成封闭气室,起到保温和减小内外壁温差的作用;

(5) 充氩装置要具有较好的密封性,这主要是由于主汽管道直径较大,管内穿堂风也较大,如密封性不好,会影响保护效果并造成氩气浪费；另外,密封性越好,保温作用也就越好；

(6) 充氩装置要易于安装的取出,并能固定牢固尤其对横焊和斜焊口特别重要；

(7) 制作简单,材料易找,成本低廉;

3.6.3现场充氩装置示意图：

图A

图B

图C

图D

3.6.4若使用高温可溶纸,可在充氩范围内两侧250-300mm处贴两层溶纸,焊前要检验管内氩气量是否足够,可用打火机引燃,如能自动熄灭,则证明充氩效果良好,可以施焊;

3.6.5现场主蒸汽管道与末级过热器联箱联接的焊口考虑到氩气消耗量及封堵工作量大,可采用局部充氩保护;可先在对口前,在焊口每侧使用贴粘两层易溶纸,焊口间隙用耐高温胶

带粘牢,充氩可使用φ6mm的钢管充氩;

3.6.6T/P91、T/P92钢GTAW焊氩气采用纯氩,氩气流量选择为8-15ml/min,内充氩流量选择为15-25ml/min;

3.7 焊接线能量参数

(1) 焊接过程中采用较小的线能量,通过控制焊接熔池的体积和降低熔池温度来减小一次结晶晶粒尺寸,继而达到细化晶粒的作用,以此来有效地提高焊缝金属的韧性;从这个角度分析,脉冲GTAW焊有着明显的效果;

(2) 控制焊接线能量,可以有效地提高冲击韧性值;

(3) 小线能量使“IV型”区宽度降低,提高接头蠕变断裂强度,推迟因“IV型”区存在面引起的“IV型”蠕变断裂;

(4) 控制焊接线能量采用多层多道焊,严格控制焊层的厚度,一般规定不大于所用的焊条直径,钨极氩弧焊打底的焊层厚度控制在范围内;尽量减小摆动宽度不超过4倍所用焊条直径;根据线能量公式Q=IU/VJ/mm进行综合调整,经推荐,任一焊道的焊接线能量控制在2000J/mm的范围内,能保证焊缝金属有较高的冲击韧性值;

3.8 焊后热处理工艺

3.8.1 加热方法及热电偶布置

(1) P91、P92管材加热必须采取远红外电阻加热,T91、T92可采用炉式整体加热或中

频加热;

(2) 焊前预热由热处理工实施;

(3) 焊前预热可以防止冷裂纹,减少焊接应力;

(4) 预热采用电加热,加热器布置如图,加热器宽度,从对口中心算起,每侧不小于管子壁厚的3倍;热处理保温宽度如图,应满足从焊缝中心算起,每侧不小于壁厚的5倍;符合DL/T819-2010标准要求

(5) 使用热电偶测温,预热时热电偶应放置在焊接坡口的边沿且数量不小于4个,热电偶与加热器之间应有隔热装置,一个在高温点a和b,另一个在低温点c和d,这样可以有效地控制内外壁温差的影响,保证内外壁温差在20℃之间,从而有效地预防冷裂纹的产生以及保证冲击韧性的要求;

(6) 用绳状或履带式加热器包扎时,空出焊缝部位,保温材料包扎时,也同样空出焊缝部位,但必须覆盖整个加热面;如果采用绳状加热器,包扎缠绕时应当紧凑平齐,以便加热均匀;加热器的安置包扎,上、下部应紧密;

(7) 焊接接头预热时的升温速度应符合公式6250×25/壁厚 ℃/h计算要求,且不大于150℃/h;

3.8.2 热处理过程

(1) 后热处理

在焊接过程被迫停止或焊后未能及时进行热处理,应作后热处理,其温度为300-350℃,恒温时间不小于2h,其加热范围与热处理要求相同;以此确保扩散氢的充分逸出;

(2) 残余奥氏体完全转变的温度控制

P91、P92焊接完成后,不能快速冷却至室温,P92的Mf马氏体终止转变温度点为120℃,因此设定在焊接完成后,焊缝金属缓冷至100-80℃,；这样可使残留的奥氏体组织完全转变为马氏体组织;避免在热处理后这些残余奥氏体转变成脆而硬的未回火马氏体组织;并且有利于释放焊接残余应力,避免氢致应力腐蚀裂纹的产生;小径管T91、T92焊后允许缓冷至室温再进行热处理;

(3) 焊后热处理温度、升降温速度和保温时间的影响与控制

a. 回火参数：通过利用回火参数P,它由热处理温度和保温时间按下式计算而得：

P=T20+logt×10-3

式中T为绝对温度K；t为保温时间h;

经试验证明,并综合考虑焊材的熔敷金属A c1点,T/P91、T/P92钢热处理温度选择760±10℃;

b. 热处理范围内,任意两点间的温差应小于20℃,以满足焊缝韧性要求;

c. 升降温速度控制：热处理升降温速度不易太快,以免影响组织的转变;对T/P91、T/P92钢一般控制在150℃/h以下;

d. 热电偶的布置5G、6G位置;焊缝外壁12点、3点、6点、9点位置各布置1支热电偶,其中12、6点两支为控温点,3、9两支为监控点,为控制内外壁温差,建议在内部6点位置布置一支热电偶作监控用;如下图：

e. 焊接热处理工艺曲线图如下图

4、 焊接检验

根据火力发电厂焊接技术规程DL/T869-2012、电力建设施工质量验收及评定规程 第7部分：焊接及招标文件的规定,P91/T91、P92/T92管道焊口检验方法及比例为：

(1) 焊工自检 100%

(2) 焊接专业组 100%

(3) 无损检验：母管安装焊口100%UT检查,相关支管二次阀前的安装焊口100%RT检查;焊口热处理后焊缝及焊口二侧母材各200mm范围做100% MT或PT检验;

(4) 焊接热处理后进行100%硬度检验

(5) 外观检查不合格的焊缝,不允许进行其它项目检查

(6) 质检员根据焊工自检记录和自己复检情况以及无损检验结果,填写质量验收单进行验收;

5、 焊接返修

因焊缝质量或某种原因需要对焊缝进行返修时,挖补及切割应使用机械方法去除;对于不合格的焊缝,施工班组按试验室指定位置挖掉缺陷,并且加工出符合要求的坡口;挖补情况及坡口经焊接技术人员检查确认后,委托试验室对坡口进行MT或PT检验,由技术人员通知热处理升温到预热温度开始补焊,补焊完毕后重新热处理和无损检验;所有返修工艺按照正常焊接工艺进行;

(四)

铝母线焊接施工方案及工艺措施

1、 作业准备工作及条件

1.1 技术准备

(1) 施工图纸齐全,由焊接技术负责人组织技术员进行与封闭母线焊接施工相关的图纸审核,并由项目部工程管理部门组织与该项焊接工作相关的专业人员进行图纸会检,图纸经会检无误;

(2) 技术措施已确定,经专业公司技术负责人、项目部专业技术负责人审核批准;

(3) 焊接工艺规程按相应焊接工艺评定编制完毕,完成审批;

(4) 施工记录图,焊口编号编制完成;

(5) 焊接技术员按照工艺规程 ,已对施工人员进行技术、质量、安全交底,并进行交

底双签字;

(6) 参加封闭母线焊接工作的焊工必须持有效证件,焊前仿形合格后按照合格项目适用范围从事焊接工作;

1.2 材料要求

(1) 焊接材料供货及时,进入现场严格检查质量合格证书及出厂日期,经复查合格后方可进入库存;

(2) 钨极氩弧焊应尽量使用铈钨极;

(3) 氩气纯度要在%以上;

(4) 焊接材料存放在温度大于5℃,相对湿度不超过60%的专用库房内,并设专人统一管理、发放;

(5) 母线焊接所用的焊丝应符合铝及铝合金焊丝的规定并符合下列条件,其表面应无氧化膜、水分和油污等杂物;

(6) 焊丝的领用及发放严格执行焊条库管理制度,做好使用跟踪记录;

(7) 输送氩气的胶管质地应优良柔软、无裂缝、漏气现象；连接电缆应有足够的长度,接触良好,质地柔软、绝缘层耐磨、无漏电现象;

1.3 加工坡口

铝母线对焊时焊口尺寸应按设计图纸规定加工;如无规定时,应按能保证焊接质量,便于操作、减少焊接应力和变形、适应无损探伤要求等原则选用,常见的焊接接头基本形式及尺寸见表;

焊接接头基本形式及尺寸mm

接头类厚度 型 焊 口 形 式 a c b 钝边厚间隙 度 α° 坡口角度 <5 ↓ ↑ ～2 — — 对接接头 ↓ ↑ b →c ← α → c ← ↑↓ a → c ← α a 5～12 2～3 1～2 70～80 >5 ↑ ↓5～6 1～2 50～60 ↓ ↑ 角接接头 b a 3～12 — — — ↓ a ↑ 搭接接头 → L ← ↓ a ↑ >5 搭接长度L≥2a 2、 焊接方法和工艺

2.1 焊前准备

(1) 文件准备：焊接开工前技术人员根据图纸、焊接专业施工组织设计和相应的标准

规并结合焊缝周围施工环境、状况编制安全交底和技术交底;

(2) 焊工资质：焊工必须按照铝母线焊接技术规程DL/T754-2013附录A的规定考试,取得相应项目的资格,并经过专门铝材焊接练习合格后方可上岗施焊;

(3) 焊前练习：经资质审查合格后,焊工必须进行焊前练习考试合格,并由焊接专业组核发 “焊工上岗证”和“焊机使用证”;无“上岗证”和“焊机使用证”者不得进行施焊;

(4) 技术人员在项目开工前及时对焊工进行安全交底和技术质量交底,让每个焊工都口述一遍交底内容,确认接受交底人员“接受交底,遵照执行”后进行交底双签字;

2.2 焊材发放、领用

(1) 物资部门应对入库的焊丝的质保书、批号、数量、合金成分以及力学性能进行验收;严禁不合格焊丝进入焊材库,严禁流入施焊现场;

(2) 焊工到焊接技术人员处开焊材领用单,凭领用单到焊条库领取焊丝;焊工拿到焊丝领用单后,应根据交底内容核实领用单是否填写正确,有疑问及时向技术人员反映;如果焊丝领用单上有涂改或者不是技术员亲笔填写签字的,焊条库管理人员不许发放焊丝;

2.3 焊接方法和工艺

2.3.1 对口前的清理

(1) 坡口加工尺寸符合图纸要求；接头形式为角接;

(2) 焊接前必须将母材焊缝坡口和焊丝表面的油污、氧化膜和其他杂质清除干净;清理范围包括：坡口部位和其两侧;对接和角接接头清理范围为焊缝两侧各30～50mm,搭接接头除搭接面外还应向外延伸30～50mm;清理方法和要求如下:

除油污：用汽油或丙酮等有机溶剂清除表面的油污；

除氧化膜：用用钢丝刷或刮刀等机械方法去除氧化膜；

清理后的焊件应立即进行焊接工作,其间隔时间不应超过24小时;

2.3.2 对口检查

(1) 对口的接触面不得有氧化膜,加工必须平整,其截面减少不得超过原截面的5%;

(2) 焊件下料时留有1-2mm的精加工余量;焊件切口应平整和垂直,坡口制备应光滑、均匀、无毛刺;焊件组对时,应将焊件垫置牢固,以防止在焊接过程中产生变形和开裂;

2.3.3 点固

(1) 点固焊的长度为30-50mm,厚度为焊件厚度的2/3切不小于4mm;

(2) 点固数量为板件：焊件不大于500mm时,点焊2-3点；焊件超过500mm时,每隔300mm进行点焊;

管件：直径不大于300mm时,不得少于3点；直径为300~500mm时点固3~5点；直径大于500mm时,应沿圆周每隔60°点固一处;

(3) 点固焊是正式焊缝的一部分,施焊时不必铲除,但必须进行修理,经检查无缺陷后,方可再行施焊;

(4) 角接或搭接形式焊件点固时,为使其接缝处严密,可采取木槌敲击方法密合后点固;

2.3.4 焊接

(1) 母线应在各段全部就位并调整好后,且误差值能够符合规定时,方可进行焊接;

(2) 严禁在非焊接区域引燃电弧、试验电流;

(3) 铝母线材料厚度大于等于8mm时,采用分层焊接;

(4) 为减少焊接变形和接头缺陷,直径大于300mm的管件对接接头宜采用对称焊接;

(5) 避免在拘束条件下进行焊接,以减少焊接应力,防止开裂;

2.3.5 焊后自检

焊工的自检工作贯穿整个焊接过程,如打底、层间、盖面的检查;检查内容包括：焊缝表面是否有未焊透、咬边、根部凸出、内凹缺陷,检查接头是否良好,填充金属与母材融合是否良好等;每一层检查合格后才能进行次层焊接;如有问题,采用机械加工法清除缺陷后,再进行补焊;焊工自检合格后,做出可追溯的永久性标识

2.3.6 焊口返修

(1) 焊接接头经检查有超出标准限制的缺陷时,应查明原因,制定措施,进行返修;

(2) 对于外观检验中发现的轻微的表面缺陷可采取打磨方式修整,对出现缩小导电面积情况时应予以补焊;

(3) 对于裂纹或内部缺陷,应采取挖补方式返修;补焊工艺与正式焊接的工艺一致;

(4) 补焊时应彻底清除缺陷,并向缺陷两端各延伸30mm-50mm,确认缺陷消除后再进行补焊;返修中同一位置上的挖补次数一般不超过3次;

(5) 焊接接头不得以任何形式进行矫正,如必须矫正时,应指定措施向质量部门申报,待批准后,方可施工;

3、 作业的质量要求

3.1 外观检验

(1) 焊工焊后对焊口进行认真的自检,发现咬边、气孔、未填满等外观缺陷即时修补合格,并对当日所焊焊口按规定填写焊接自检记录表,并上报工地质检员;

(2) 工地质检员对焊工当日所焊焊口按比例进行抽检,重点检查焊缝外观工艺,对于不符合要求的焊口通知焊工进行处理直至合格;检查完毕后及时填写分项工程焊接接头表面质量检验评定表,并上报项目部质量科;

(3) 项目部焊接质检员根据工地上报的检验评定表按比例进行抽检,发现不合格焊口通知工地进行处理,直至合格;

3.2 质量标准

(1) 铝母线焊口无损检验一次合格率≥98%；

(2) 原始记录不丢失,焊口记录齐全；

(3) 所有焊口及焊缝外观成型美观;

3.3 质量保证措施

(1) 作业前由技术员组织作业人员认真学习图纸、资料,了解作业技术要求,掌握作业方法和作业要领;开展质量教育,提高职工质量意识,抓好焊工的技术教育和技术培训;

(2) 贯彻以经济责任制为中心的质量责任制,设立焊口质量奖,奖优罚劣,把焊口的质量和个人的收入挂钩,实施质量否决权;

(3) 合格焊工在铝母线焊接前,进行和实际条件相适应的模拟练习,经检验合格后方可正式焊接;

(4) 技术管理、质量管理系统化、标准化、程序化;

(5) 加强焊接材料管理;

(6) 对作业中容易发生的质量问题,作业前做出预测,并采取有效的、可操作的预防措施,消除质量缺陷;

(7) 作业中发现设备缺陷或施工质量问题,及时向技术员提出并采取措施后进行处理;

重大质量问题必须停工,待提出处理意见或制定整改措施后方可进行整改;

(8) 积极配合项目部工程管理部门和监理的质检工作,对查出的质量问题积极并及时的进行处理;

3.4 质量检验标准

(1) 焊缝外形尺寸允许范围

焊缝宽度 焊缝余高差 焊缝余高e 焊 脚 尺 寸 比坡口 类型 其他平焊 位置 平焊 位置 增宽 增宽 其他两侧每侧K K1 尺寸差 对接 2～4 2～4 ≤2 ≤2 <4 <2 — — — 角接 — — ≤2 ≤2 — — δ+2～4 δ+2～4 ≤2 搭接 — — ≤2 ≤2 — — δ+2～4 δ ≤2 同时不小于焊件厚度的倍; (2) 焊缝表面缺陷限制范围

缺 陷 名 称 限 制 范 围 裂纹、未熔合、表面气孔、表面夹渣 不允许 带垫焊缝 不允许 单面焊缝 未焊透 不带垫焊缝 深度不大于焊件厚度的5%且不大于1mm,总长度不大于焊缝长度的10%且不大于1mm,总长度不大于焊缝长度的20% 双面焊缝 内部未焊透不允许 深度不大于焊件厚度的10%且不大于咬边 1mm、长度不大于焊缝长度的20% 不带垫单面焊缝 根部凸出不大于4mm,凹坑不大于2mm 根部凸出及凹坑 带垫 可拆垫单面焊缝 根部凸出不大于3mm,凹坑不大于2mm 不可拆垫单面焊垫的背部不允许有焊透凸出及焊穿凹坑 缝 3.5 焊接后,焊件变形弯折偏移不应大于%,错口值中心偏移不应大于0.5mm;

3.6 焊接接头的无损探伤如出现不合格时,除对不合格焊接接头进行返修外,应从该焊工当日的同一批接头中按不合格数的加倍数进行检验,加倍检验中仍有不合格时,则判定该批焊接接头不合格;

3.7 对返修后的焊接接头应重新进行检验;

(五)

焊接热处理施工方案及工艺措施

1、 人员资质要求

(1) 焊接热处理人员应该经过专门的培训,取得资格证书;没有证书的人员只能从事辅助性的焊接热处理工作,不能单独作业或对焊接热处理结果进行评价;

(2) 热处理技术员应熟悉相关规程,熟练掌握、严格执行火力发电厂焊接热处理技术规程DL/T819-2010,组织热处理人员进行业务学习,负责编制焊接热处理施工方案、作业指导书,指导并监督热处理的工作,收集、汇总、整理焊接热处理资料;

(3) 施工人员必须经过三级安全考试合格,并经过体检合格后方可进行施工作业;

(4) 热处理人员记录热处理操作过程,在热处理后进行自检;

2、 加热方法与设备

2.1 加热方法：

(1) 电加热采用热电偶接触法测量温度,火焰加热采用远红外线测温枪;

(2) T/P91、T/P92管道焊接热处理的加热方法采用远红外电加热,禁止使用氧-乙炔火焰加热;

2.2 加热设备：

2.2.1设备应满足工艺要求,参数调节灵活、方便,通用性好,运行稳定、可靠,并满足安全

要求;

2.2.2设备的控温精确度应在±5℃以内;计算机温度控制系统的显示温度应以自动纪录仪的温度显示为准进行调整;计算机打印的焊接热处理纪录曲线与标准纪录纸对照,其背景表格的读数误差不大于%;

2.2.3柔性陶瓷电阻加热设备的基本要求：

(1) 电阻丝应采用Cr20Ni80的合金材料,单股直径以φ0.3mm～φ0.4mm为宜,质量符合GB/T1234-1995的要求;在绞制电阻丝时,不允许有接头、断丝;

(2) 陶瓷套管片应使用氧化物和复合氧化物陶瓷制作;其软化温度应大于1200℃,绝缘强度应大于20KV／mm;其抗热震性要求为750℃淬入25℃的水中3次不开裂;

(3) 加热器的引出线与电阻丝的连接,宜采用双不锈钢导管连接压制,压接前应检查不锈钢导管有无毛刺；也可用低电阻合金焊接材料进行焊接来保证接头的质量;每根镍铬电阻丝引出线的长度应大于或等于400mm,铜丝截面积大于或等于10mm2;加热器电阻丝接插件应采用承插式;

(4) 加热器的耐压性能应在2000V交流电压下1min无击穿,绝缘电阻大于或等于100MΩ400℃以下,高温泄漏值小于等于kw750℃时;

(5) 有效发热部分尺寸误差：绳型加热器、指状加热器不大于1%；片状加热器不大于3%;

(6) 对绳型加热器,在750℃X3h的工作条件下,使用3次后电阻丝的伸长量不大于%;对履带式加热器的两端,应根据加热器的宽度放置适当数量的带连接孔的陶瓷件,且两端位置应一致;

2.2.4焊接热处理所使用的计量器具必须经过校验,并在有效期内使用;维修后的计量器具,必须重新校验;

2.2.5同时使用多片加热片时,其电阻值的偏差值应不超过5%;

3、 焊接热处理工艺

3.1 预热方式

(1) 预热方式分为局部预热和整体预热;

(2) 电加热适用于局部预热和整体预热,火焰预热适用于现场局部预热;

(3) 外径大于219mm或壁厚大于20mm的焊口预热时,应采用电加热,预热升温速度为6250/δ单位为℃/h,其中δ为焊件厚度mm应符合的要求,T/P91、T/P92焊口预热升温速度不大于150℃/h;预热宽度从对口中心开始,每侧不少于焊件厚度的4倍,且不小于100mm;

3.2 预热温度：

(1) 壁厚≥6mm的合金钢管子、管件和大厚度板件在负温下焊接时,预热温度可按规定值提高20℃～40℃;

(2) 壁厚小于6mm的低合金管子及壁厚大于15mm的碳素钢管在负温下焊接时应适当预热;

(3) 异种钢焊接时,预热温度应按焊接性能较差或合金成分较高的一侧选择;

(4) 接管座与主管焊接时,应以主管规定的预热温度为准;

(5) 非承压件与承压件焊接时,预热温度应按承压件选择;

(6) 当采用钨极氩弧焊打底时,可按下限温度降低50℃预热;

(7) 按要求应该预热的焊件重新焊接时应重新预热;

3.3 后热：

(1) 有裂纹倾向的焊件,当焊接工作停止后,若不能及时进行焊后热处理,应进行后热;其加热宽度应不小于预热时的宽度;

(2) 后热方法：焊接工作停止后,立即将焊件加热到一定的温度300℃～400℃,保温一定的时间2h～4h,使焊件缓慢冷却下来,以加速氢的逸出;

3.4 焊后热处理：

3.4.1焊后热处理温度选择应按下述原则进行：

(1) 不能超过钢材的下临界点Ac1,一般应在Ac1以下30℃—50℃；

(2) 对调制钢,应低于调质处理时回火温度；

(3) 对异种钢,按合金成分低一侧钢材的下临界点Ac1选择;

3.4.2升、降稳速度按下述原则控制：

(1) 焊接热处理升、降温速度为6250/δ单位为℃/h,δ为焊件厚度mm,且不大于300℃/h;降温时,300℃以下可不控制;

(2) T/P91、T/P92焊口预热升温速度不大于150℃/h,全程电脑控温;

4、 焊接热处理工艺措施

4.1 温度测量

4.1.1电加热采用热电偶接触法测量温度,火焰加热采用远红外线测温枪;

4.1.2热电偶测温应按如下要求：

(1) 应根据热处理的温度和仪表的型号选择热电偶;宜选用防水型的铠装热电偶;热电偶的直径与长度应根据焊件的大小、加热宽度、固定方法选用;

(2) 一般情况下,焊缝后热、焊后热处痤时,不于管子外径不大于273mm的管道,可以便用l支热电偶布置于焊缝中心；否则,应使用不少于2支热电偶,并沿圆周均匀布置,其中,1支布置于焊缝中心,其他热电偶布置于距焊缝边缘1倍壁厚处,且不超过50mm,并用焊缝处的热电偶测量温度,应保证测温准确可靠、有代表性;

(3) 采用柔性陶瓷电阻加热进行预热时,热电偶应布置在加热区以内;

(4) 热电偶固定采用捆绑法,安装时必须保证热电偶的热端与焊件接触良好,热处理结束后应将点焊处打磨干净;

(5) 热电偶冷端温度不稳定时,必须使用补偿导线,必要时应采用补偿措施;热电偶与补偿导线的型号、极性必须相匹配;

4.2 加热范围与加热装置的安装

4.2.1加热范围

对承压管道采用整圈加热的方法,加热宽度从焊缝中心算起,每侧不小于管子壁厚的4倍,且不小于100mm;同时采取措施降低周向和径向的温差;

4.2.2加热片的安装

(1) 安装加热片时,应将焊件表面的焊瘤、焊渣、飞溅清理干净,使加热片与焊件表面贴紧,必要时,应制作专用的夹具;加热器的布置宽度至少应比要求的加热宽度每侧多出60mm;

(2) 当用绳型加热器对管道进行预热时,坡口两侧布置的加热器应对称,加热器的缠绕圈数、缠绕密度应尽可能相同,缠绕方向应相反;

(3) 对水平放置的直径大于273mm的管道或大型部件进行焊后热处理时,宜分区控制温度;

(4) 用一个测温点同时控制多个焊接接头加热时,各焊接接头加热片的布置方式应相同,且保温层宽度和厚度也应尽可能相同;

4.3 温差控制与保温

(1) 焊接热处理恒温过程中,管子在加热范围内,任意两点间的温差应小于50℃;

(2) 焊接热处理的保温宽度从焊缝中心算起,每侧应比加热宽度增加至少2倍壁厚,且不少于150mm;

(3) 焊接热处理的保温厚度以40mm—60mm为宜,对水平管道,可以通过改变保温层厚度来减小管道上下部分的温差;

4.4 火焰加热工艺措施

(1) 火焰加热时,应根据焊件大小选择喷嘴型号与数量；当使用多个喷嘴时,应对称布置,均匀加热;

(2) 火焰焰心至工件的距离应在10mm以上；喷嘴的移动速度要稳定,不得在一个位置长期停留;火焰加热时,应注意控制火焰的燃烧情况,防止金属的氧化或增碳;

(3) 火焰加热应以焊缝为中心,加热宽度为焊缝两侧各外延不少于50mm;火焰加热的恒温时间按每毫米焊件厚度保温1min计算;加热完毕,应立即使用干燥的保温材料进行保温;

5、 质量检查

5.1 焊接热处理升温前应进行下列核查：

(1) 加热及测温设备、器具是否符合工艺要求；

(2) 加热装置的布置、温度控制分区是否合理；

(3) 加热范围是否符合标准或规范要求,保温层的宽度、厚度是否合适；

(4) 温度测点的安装方法、位置和数量是否符合工艺要求；

(5) 设定的加热温度、恒温时间、升、降温速度等是否符合工艺要求；

(6) 是否符合现场安全要求;

5.2 焊接热处理后自检的要求：

(1) 工艺参数在控制范围以内,并有自动记录曲线；

(2) 热电偶无损坏、无位移；

(3) 焊接热处理记录曲线与工艺卡吻合；

(4) 焊件表面无裂纹、无异常;

5.3 硬度检验：

(1) T91/P91、T91/P92等细晶马氏体钢的安装焊口热处理后必须进行100%硬度检验;

焊缝金属的硬度控制范围为HB180～HB250,硬度值低于HB180或高于HB250为不合格;

(2) 硬度检查结果超过规定范围时,应查找原因,采取措施;如果重新热处理,则应在热处理后重新检查硬度;

(六)

焊接、热处理质量控制流程

1、 焊接质量控制

1.1 组织与职责

(1) 质检部门负责焊缝质量的控制,纠正与预防措施,焊接质量记录的控制,对焊接施工质量进行监督检查;焊接质量直接受焊接专业师的监督检查；

(2) 工程部门是焊接过程控制的主要负责部门,负责编制施工组织设计,掌握焊接关键工序的控制情况；

(3) 供应部门负责焊接材料采购,运输,贮存,负责焊接材料的检验和接收贮存阶段的产品标识；

(4) 焊接工区负责焊接施工及焊材二级库的管理和焊材二次发放,并负责本部门的焊接质量管理与控制;

1.2 焊接管理

(1) 凡是从事焊接的焊工,必须取得质量技术监督局和电力部门颁发的“焊工合格

证”,允许在有效期内担任合格证规定合格项目的焊接工作；

(2) 从事高温高压管道焊接的焊工上岗前要进行与现场实际相符合的仿形考试,合格后方可上岗;

(3) 焊接工艺卡由焊接工程师编制,经总工程师批准后实施,任何焊接工艺更改,需经现场焊接工程师提出、总工程师审批后方可实施；

(4) 焊接质量控制要在焊前、焊接过程中、焊后三个过程严格把关;

1.3 焊接质量控制系统程序图

2、 热处理质量控制

热处理与焊接同属特殊过程控制,热处理是为了降低焊接接头的残余应力,改善焊缝金属的组织与性能,热处理过程应严格按照有关规范进行;

2.1 组织与职责

(1) 质检部门负责热处理过程中的检查与监督；

(2) 焊接工区负责编制热处理作业指导书,并具体实施,热处理技术员负责热处理质量管理与控制；

(3) 热处理质量实行热处理班组负责制,班长负责并接受焊接专职工程师的监督检查;

2.2 热处理管理与要求

(1) 热处理技术员负责编制作业指导书及热处理工艺卡,经总工程师批准,特殊的工艺经领导审批后组织实施；

(2) 应严格按热处理工艺实施,若需修改应按相应的工艺文件修改,审批程序进行,并严格遵守各有关安全规程的规定；

2.3 热处理质量控制系统程序图

(七)

焊接材料管理方案

1、 焊材管理要点

焊接材料的管理程序是否正确合理,是焊工能否规范上岗的关键一步,直接关系到焊材库管理员不发错焊材、焊工不领错用错焊材;为保证焊接施工质量,焊工领用焊材必须严格按程序执行;

2、 焊材库的建立

(1) 现场设焊条库,焊材库为钢结构拼接可移动式库房,墙壁为防火保温复合板；

(2) 根据工程施工的峰、谷波动情况,焊材库配备专职材料管理员1～2名；

(3) 焊材贮存库内配备冷暖式空调一台、除湿器一台,控制室内的温、湿度达到标准要求;焊材烘干室内配备焊条烘干箱2台200Kg、焊条恒温箱2台,用来烘焙焊条,供应施工现场使用合格的焊接材料;

3、 焊接材料管理人员职能

(1) 检查入库焊材的外包装、质量证明文件是否符合要求；

(2) 核对入库焊材的品种、规格、牌号、批次、数量是否符合要求,并按类别分批堆放,并做好标识；

(3) 掌握各类焊条的烘焙要求,对工程所需焊条进行烘焙,并做好烘焙记录；

(4) 根据焊接材料领用单填写的焊材品种、规格、数量发放焊材,并做好发放记录;焊接材料实行回收制度,做好焊条头、焊丝头、剩余焊材回收和回收记录；

(5) 对各类焊材的品种、规格、选用和材料消耗应进行核对,防止因焊材错存、错发、错用造成质量事故；

(6) 每日做好焊材库内的环境温度、湿度记录,使符合规定要求;

4、 焊接材料的验收与入库

(1) 焊接材料进库前应检查质保书、合格证、核对牌号及外观检验的验收；

(2) 焊接工地应按焊材进厂时间、采购批次及生产批次,委托实验室对焊材抽查检验；验收合格后报监理备案；

(3) 检查焊材焊条、焊丝的外观质量焊材尺寸、焊条药皮的裂纹、气泡、杂质、剥落、铁芯锈蚀及焊条偏心等、质量证明文件、包装质量；

(4) 焊材验收合格,方可入库,按规定要求做好标识,并建立焊接材料入库台帐；

(5) 如对焊材的性能有怀疑,可按焊材相应标准对熔敷金属化学成分和力学性能进行复验;

5、 焊接材料的储存与保管

(1) 焊材存放在专用料架上,料架距离地面和墙壁都应保持300mm以上的间隙,焊材堆放不宜过高；

(2) 焊材应按品种、牌号、规格、批号、出厂日期、入库日期分类存放,在分类之间必须有间隔,并按规定要求挂好标识牌；

(3) 焊材储存库内,应配置相应数量的驱湿机、温湿度记录仪等设备,且运行正常;低氢型焊材库内温度不低于5℃,相对空气湿度低于60%；

(4) 对存放超过规定年限、检查质量不符合要求及烘干超过两次的焊材,划定专门区域堆放,由焊接技术员、焊接质检员进行确认,对此类焊材作出报废处理、或降低要求使用;

6、 焊条的烘焙

(1) 焊条烘干温度及保温时间,严格按照生产厂家推荐的技术规范要求进行；进口焊材烘干工艺按照所提供的质量证明文件上的要求进行,焊接材料发放员要每日记录所烘焙焊条的牌号、规格、批号、数量等,且保存好记录；

(2) 严禁在同一层干燥室内干燥不同种类的焊条,以免混乱使用；

(3) 烘干焊条时,焊条的堆放高度不宜过高,堆放厚度应保持在1～3层左右,使焊条能够均匀全面地干燥；

(4) 烘干后的焊条应储存在80℃~100℃的恒温箱内,随用随取；

(5) 当焊条在施工现场放置超过4h后,应对焊条重新进行烘干处理;但焊条反复烘干次数不得超过两次;反复烘干的焊条在烘干时应与其他焊条分开,并做好牌号、烘干次数标记和记录;

7、 焊接材料的领用程序

(1) 在每一分项工程开工前,焊接技术员对该分项工程所需焊材进行统计,交焊材库管理员以便初步确认下一阶段焊材的入库数量、规格、牌号及日烘焙量；

(2) 焊材库管理员根据由技术员下发的施工任务书,核对无误并经焊工签字确认后发放焊材,并做好发放记录；

(3) 焊工在现场使用焊条时,必须使用焊条保温筒,并保证焊条在使用过程中保持80℃～100℃的恒温;

8、 焊材的回收

(1) 焊接材料回收不但是为了节约焊材、保持现场清洁环境和安全文明施工需要,更重要的是为了保证焊接施工的质量;实行焊接材料回收制度,可以有效控制使用未经烘焙处

理或烘焙后超过时效的焊材,避免因此造成的质量事故；

(2) 规定每个焊工只允许领用、退回本人使用的焊材,并规定当天退回剩余焊材及焊材头,无焊条头不发放焊材；

(3) 焊材库专人负责对每位焊工退回的焊条头、焊丝头及剩余焊材进行清点,并做好回收记录;回收的废料装入焊材废料筒,退回的整根焊材准备经过处理后再次使用；

(4) 退回的焊丝、焊条如无法辨别其标记或有怀疑时,应做光谱鉴别,或用于焊工培训,或作报废处理;

(八)

焊工岗前培训及考核

1、 作业要点

焊工资格的考核和焊接工艺的评定,直接关系到焊接质量,和焊接施工依据;因此在开工前,必须做完整充足的准备;

2、 焊工培训管理

(1) 焊工按照焊工技术考核规程DL/T679-2012和锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则国质检锅2002109号进行培训和考核,考核合格同时取得国家经贸委颁发的合格证书和国家质检总局颁发的合格证书;

(2) 焊工按照焊工技术考核规程DL/T679-2012和锅炉压力容器压力管道焊工考试与

管理规则国质检锅2002109号进行培训和考核,考核合格同时取得国家经贸委颁发的合格证书和国家质检总局颁发的合格证书;

(3) 在工程开工前,根据劳动力配备计划与工程施工进度计划,确定需要培训的人员及项目,填写“焊工培训考试工作计划表”并送焊接培训中心;

(4) 对于特殊材质钢如P92/P91钢的焊接,应挑选具有一定的理论基础知识、焊接操作技能基础较好的焊工进行培训;要求焊工在执行实施焊接工艺的同时,也要理解接受执行实施的焊接工艺;

(5) 在新钢种工艺评定阶段,需要有教练和操作技能较好的焊工参与,一起参与制定新的焊接工艺措施、总结焊接操作技能,使新的焊接工艺措施与焊接操作技能有机统一;

(6) 针对锅炉焊口的各种困难位置,制作与各部件形状、结构相似的模拟件,在开工前组织合格焊工进行模拟练习,焊前练习合格后方可进行正式焊接;焊前练习过程请甲方、监理进行全过程的监督、检查,并严格遵循业主及监理的要求;

(7) 从事铝母线、冷却水管、T91/P91、T92/P92、super304、TP347H等焊接的焊工,按照业主的规定,经过焊前练习且考试合格后才能上岗焊接;

(8) 一个焊工最多只允许尝试进行两次焊接资格认定;如果认为某位焊工可进行再次测试,在再次测试之前,这位焊工应参加经过协商的进一步培训;再次培训之后,仅允许焊工进行一次再次测试,如果该焊工仍不能通过测试,则不予使用;

3、 焊接工艺评定的安排

(1) 工程按照“DL/T868-2014”规定进行焊接工艺评定工作;所有焊接工作必须提供合格的焊接工艺评定报告,并根据焊接工艺评定报告编制焊接作业指导书,在焊接过程中严格执行;

(2) 我公司按照规定进行的工艺评定能够支持本工程的焊接施工;

(3) 对于现有工艺评定不能覆盖的项目,应在焊接施工前进行工艺评定;由项目工程部编制工艺评定计划,各专业工程公司焊接技术人员根据工程焊接情况和要求规格、材质、焊接方法等编写工艺评定任务书；焊接专工和经项目技术负责人审批后,由公司所属焊接培训中心负责实施；各项力学性能试验合格后,由焊接培训中心出具工艺评定报告并经公司技术负责人批准后执行;

焊接工艺评定项目一览表常用

序报告编号 号 钢材材质 规格 方法 置 型式 围mm 注 焊接焊接位坡口厚度适用范备1 THP-2006-001 Q345B δ=12 Ds 1G V 9～24 2 THP-2006-002 Q345B δ=12 Ds 2G V 9～24 3 THP-2006-003 Q345B δ=12 Ds 3G V 9～24 4 THP-2006-004 Q345B δ=12 Ds 4G V 9～24 序报告编号 号 钢材材质 规格 焊接焊接位坡口厚度适用范备方法 置 型式 围mm 注 5 THP-2006-005 Q345B δ=25 Ws+Ds 4G 双V ～50 6 THP-2006-006 Q345B δ=25 Ws+Ds 3G 双V ～50 7 THP-2006-007 Q345B δ=25 Ws+Ds 2G 双V ～50 8 THP-2006-008 Q345B δ=25 Ds 1G 双V ～50 9 THP-2006-009 Q345B δ=30 Ds 1G 双V ～60 10 THP-2006-010 Q345B δ=30 Ds 2G 双V ～60 11 THP-2006-011 Q345B δ=30 Ds 3G 双V ～60 12 THP-2006-012 Q345B δ=30 Ds 4G 双V ～60 13 THP-2006-013 Q345B δ=6 Ws 1G V ～12 14 THP-2006-014 Q345B δ=6 Ws 2G V ～12 15 THP-2006-015 Q345B δ=6 Ws 3G V ～12 16 THP-2006-016 Q345B δ=6 Ws 4G V ～12 Φ273×417 THP-2006-017 SA335P91 0 Ws+Ds 6G V ≥30 序报告编号 号 钢材材质 规格 焊接焊接位坡口厚度适用范备方法 置 型式 围mm 注 18 THP-2006-018 20 Φ60×6 Ws 6G V ～12 19 THP-2006-019 20 Φ60×6 Ws+Ds 6G V ～12 20 THP-2006-020 1Cr18Ni9Ti Φ42×5 Ws 6G V ～10 21 THP-2006-021 SA213T91 Φ42×8 Ws 6G V ～12 22 THP-2006-022 12Cr1MoVG Φ42×5 Ws 6G V ～10 23 THP-2006-023 20 Φ42×5 Ws 6G V ～10 Φ273×224 THP-2006-024 12Cr1MoVG 8 Ws+Ds 6G 双V 21～56 25 THP-2006-025 12Cr1MoVG/20G Φ42×5 Ws 6G V ～10 26 THP-2006-026 1Cr18Ni9Ti/20G Φ42×5 Ws+Ds 6G V ～10 27 THP-2006-027 1Cr18Ni9Ti Φ42×5 Ws+Ds 6G V ～10 1Cr18Ni9Ti/12C28 THP-2006-028 r1MoVG Φ42×5 Ws+Ds 6G V ～10 29 THP-2006-030 12Cr1MoVG Φ60×6 Ws+Ds 6G V ～12 30 THP-2006-031 12Cr1MoVG/20G Φ42×5 Ds 6G V ～10 序报告编号 号 钢材材质 规格 焊接焊接位坡口厚度适用范备方法 置 型式 围mm 注 31 THP-2006-032 20 Φ60×6 Ds 6G V ～12 SA213T91/12Cr132 THP-2006-036 MoVG Φ42×5 Ws 6G V ～10 Φ159×133 THP-2006-037 12Cr1MoVG 6 Ws+Ds 6G V 12～32 Φ219×134 THP-2006-038 20 8 Ws+Ds 6G 双V ～36 35 THP-2006-039 10CrMo910 Φ× Ws+Ds 6G V ～ Φ273×336 THP-2006-040 15NiCuMoNi5 4 Ws+Ds 6G 双V 25～68 37 THP-2006-042 SA335P91 Φ× Ws+Ds 6G V ～28 Φ273×438 THP-2006-043 12Cr1MoVG 0 Ws+Ds 6G 双V ≥30 SA335P91/12Cr1Φ354×539 THP-2006-044 MoVG 3 Ws+Ds 6G 双V ≥ 40 THP-2007-001 Super304H Φ51× Ws 6G V ～12 序报告编号 号 钢材材质 规格 焊接焊接位坡口厚度适用范备方法 置 型式 围mm 注 41 THP-2007-003 SA335P22 Φ×6 Ws 6G V ～12 Φ354×542 THP-2007-004 SA335P92 3 Ws+Ds 6G U ≥ 43 THP-2007-007 SA213T91 Φ×8 Ws+Ds 6G V ～12 44 THP-2007-007 HR3C Φ51×10 Ws 6G V ～15 45 THP-2009-002 SA213T23 Φ× Ws 6G 双V ～ Φ346×246 THP-2007-003 SA335P92 8 Ws+Ds 6G 双V 21～56 47 THP-2009-004 12Cr1MoVG Φ×20 Ws+Ds 6G 双V 15～20 48 THP-2009-005 T91/1Cr18Ni9Ti Φ42×5 Ws 6G V ～10 49 THP-2009-006 T91/1Cr18Ni9Ti Φ54×10 Ws+Ds 6G V ～20 15NiCuMoNb5 50 THP-2009-007 /1Cr18Ni9Ti Φ273×3Ws 4/Φ× 管座 ～12 51 THP-2009-008 TP316L Φ×10 Ws+Ds 2G V ～20 序报告编号 号 钢材材质 规格 焊接焊接位坡口厚度适用范备方法 置 型式 围mm 注 Φ250×152 PDBG-1 铝镁合金 0 Rb 5G V ～20 (九)

焊接技术资料管理

1、 作业要点

(1) 技术资料指在施工前、施工过程中作为指导性、技术性、依据性、可追溯性的文件、管理办法、过程控制记录等；

(2) 移交资料主要是指工程相关的技术资料、质量文件;工程竣工投产发电后,在规定时间内,焊接技术员将相关焊接技术资料汇总、整理、组卷,经专业工程公司技术负责人审核,项目总工程师批准后,统一由项目资料室向甲方移交;

2、 施工技术文件

(1) 由焊接专业人员负责编制施工技术文件、各项管理制度及竣工移交资料；

(2) 施工技术文件包括焊接专业施工组织设计、作业指导书、焊接技术交底记录、焊接工程质量检验计划、焊接记录表、焊接记录图、验评表等；

(3) 管理制度包括焊接管理规定、焊工资质管理办法、焊接质量奖励办法、金属检验管理制度、热处理管理制度、焊条库管理办法;

3、 移交甲方的技术文件

(1) 工程结束前要移交焊口一览表、焊口检验一览表；

(2) 移交锅炉二次门内的本体管道包括所有疏水、排汽、取样、压力表管等和受热面相通的所有小管道的焊接记录、焊口记录图、热处理报告、无损检验记录;所有无损检验报告、光谱分析报告均做到报告和现场相对应；

(3) 移交主蒸汽、再热热段蒸汽、主给水、再热冷段蒸汽管道以及它们的所有疏水、排气、取样等和主管道相连的小管道的焊接记录、焊口记录图、热处理报告、无损检验记录;所有无损检验报告、光谱分析报告均做到报告和现场相对应；

(4) 汽机房内其它蒸汽管道、给水管道含凝结水管道、汽轮机机侧的1MPa以上的所有油管道、机、炉外重要管道要有焊口记录图;所有无损检验报告、光谱分析报告均做到报告和现场相对应；

(5) 热处理报告要做到和焊口记录图一致,要有热处理过程记录曲线,做到报告和现场相对应,火焰加热的要有原始记录;

4、 竣工资料移交

竣工资料主要是指工程相关的技术资料、质量文件;工程竣工投产发电后,在规定时间内,焊接技术员将相关焊接技术资料汇总、整理、组卷,经专业工程公司技术负责人审核,项目总工程师批准后,统一由项目资料室向甲方移交；

焊接专业竣工资料按照分项或分部工程组卷,包括但不限于以下焊接技术文件：

(1) 焊接工程竣工资料报告书；

(2) 焊接工程一览表；

(3) 焊工持证项目合格证一览表及复印件；

(4) 焊接工艺评定项目及应用范围一览表；

(5) 焊接材料焊条、焊丝等质量证明文件；

(6) 焊接记录、焊口记录图；

(7) 焊接及热处理技术交底记录；

(8) 焊接过程控制记录；

(9) 热处理报告及曲线图；

(10) 焊接质量验评记录；

(11) 焊接技术总结;