钢管道焊接施工工艺

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1、焊接5.1 焊接工艺评定和焊工技能评定 所有管道承压元件的焊接，包括承压件与非承压件的焊接，必须采用经评定合格的焊接工艺,并由合格焊工进行施焊。焊接工艺评定和焊工技能评定应分别符合 JB4708 及锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则的规定。5.2 焊接材料5.2.1 焊接材料（包括焊条、焊丝、焊剂及焊接用气体）使用前应按设计文件和相关标准的规定进行检查和验收。焊接材料应具有质量证明文件和包装标记。5.2.2 焊接材料的储存应保持适宜的温度及湿度。室内应保持干燥、清洁，相对湿度应不超过 60%。5.2.3 库存期超过规定期限的焊条、焊剂及药芯焊丝，应经复验合格后方可使用。复验应以考核焊接材料

2、是否产生可能影响焊接质量的缺陷为主，一般仅限于外观及工艺性能试验。但对焊接材料的使用性能有怀疑时，可增加必要的检验项目。 规定期限自生产日期始，可按下述方法确定：a) 焊接材料质量证明书或说明书推荐的期限；b) 酸性焊接材料及防潮包装密封良好的低氢型焊接材料为两年；c) 石墨型焊接材料及其他焊接材料为一年。5.2.4 焊条的烘干规范可参照焊接材料说明书。焊丝使用前应按规定进行除油、除锈及清洗处理。5.2.5 使用过程中应注意保持焊接材料的识别标记，以免错用。5.3 焊接环境5.3.1 焊接的环境温度应能保证焊件的焊接温度和焊工技能不受影响。5.3.2 焊接时的风速应不超过下列规定，当超过规定时

3、，应有防风设施：a) 手工电弧焊、埋弧焊、氧乙炔焊：8m/s；b) 钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊：2m/s。5.3.3 焊接电弧 1 米范围内的相对湿度应符合规定： a)铝及铝合金焊接：应不大于 80%； b)其他材料焊接：应不大于 90%。5.3.4 当焊件表面潮湿、覆盖有冰雪、雨水以及刮风期间，焊工及工件无保护措施时，应停止焊接。5.4 焊前准备5.4.1 坡口制备a）坡口加工应符合本工艺的规定。坡口表面应光滑并呈金属光泽，热切割产生的熔渣应清除干净。b）坡口形式和尺寸应符合设计文件和焊接工艺指导书的规定。c) 当设计文件、相关标准对坡口表面要求进行无损检测时，检测及对缺陷的处理必须在

4、施焊前完成。5.4.2 清理焊件坡口及内外表面,应在焊接前按表 5.1 要求进行清理，去除油漆、油污、锈斑、熔 渣、氧化皮以及加热时对焊缝或母材有害的其它物质。表5.1材料清理范围mm清理对象清理方法碳钢、低温钢、铬钼合金钢、不锈钢10油、漆、锈、毛刺等污物手工或机械等方法铝及铝合金50油污、氧化膜等有机溶剂除油污化学或机械方法除氧化 膜铜及铜合金20钛及钛合金、镍及镍合金505.4.3 组对a）坡口对接焊缝1）坡口对接焊缝的组对应做到内壁齐平，内壁错边量应符合设计文件、焊接工艺指导书或表 5.2 的规定。表 5.2管道组对内壁错边量材料内壁错边量钢不大于壁厚的 10，且2mm铝及铝合金壁厚5

5、mm0.5mm壁厚5mm不大于壁厚的 10，且2mm铜及铜合金、钛及钛合金、镍及镍合金不大于壁厚的 10，且1mm5.4.4 对管内清洁要求较高且焊接后不易清理的管道，其焊缝底层应采用氩弧焊施焊。机组的循环油、控制油、密封油管道，当采用承插焊时，承口与插口的轴向不宜留间隙。5.4.5 管道焊接应按本章和现行国家标准现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范的有关规定进行。5.4.6 管道焊缝的设置应避开应力集中区，便于焊接和热处理，且应符合下列规定，但夹套管除外：a. 直管段上两对接焊口中心面间的距离，当公称直径大于或等于150mm时，不应小于150mm；当公称直径小于l50mm时，不应小于管子

6、外径。b. 焊缝距离弯管起弯点不得小于100mm，且不得小于管子外径。c. 卷管的纵向焊缝应置于易检修的位置，且不宜在底部。d. 环焊缝距支、吊架净距不应小于50mm；需热处理的焊缝距支、吊架不得小于焊缝宽度的5倍，且不得小于100mm。e. 不宜在管道焊缝及其边缘上开孔。f. 有加固环的卷管，加固环的对接焊缝应与管子纵向焊缝错开，其间距不应小于l00mm。加固环距管子的环焊缝不应小于50mm。5.4.7 管子、管件的坡口形式和尺寸应符合设计文件及焊接工艺的规定。5.4.8 管道坡口加工宜采用机械方法，也可采用等离子弧、氧乙炔焰等热加工方法。采用热加工方法加工坡口后，应除去坡口表面的氧化皮、熔

7、渣及影响接头质量的表面层，并应将凹凸不平处打磨平整。5.4.9 管道组成件组对时，对坡口及其内外表面进行的清理应符合表5.3的规定；清理合格后应及时焊接。 表5.3管道材质清理范围(mm)清理物清理方法碳素钢不锈钢合金钢10油、漆、锈、毛刺等污物手工或机械等铝及铝合金50油污、氧化膜等有机溶剂除净油污化学或机械法除净氧化膜铜及铜合金20钛505.4.10 除设计文件规定的管道冷拉伸或冷压缩焊口外，不得强行组对。5.4.11 管道对接焊口的组对应做到内壁齐平，内壁错边量应符合表5.4的规定。表5.4管道材质内壁错边以量钢不宜超过壁厚的10%, 且不大于2mm铝及锅台金壁厚5mm不大于0.5mm壁

8、厚5mm不宜超过壁厚的10% 且不大于2mm铜及铜合金.钛不宜超过壁厚的10% 且不大于1mm5.4.12 不等厚管道组成件组对时，当内壁错边量超过表5.0.7的规定或外壁错边量大于3mm 时,应进行修整。5.4.13 在焊接和热处理过程中,应将焊件垫置牢固。5.4.14 当对螺纹接头采用密封焊时,外露螺纹应全部密封。5.4.15 不等壁厚的工件对接时，薄件端面的内侧或外侧应位于厚件端面范围之内。a.当内壁错边量大于表 5.4 规定，或外壁错边量大于 3mm 时，焊件端部应按图5-1 进行削薄修整。b.端部削薄修整不得导致加工后的壁厚小于设计厚度。（a）T2 T1 10mm（b）T2 T1 1

9、0mm（c）T2 T1 5mm（d）T2 T1 10mm（e）T2 T1 10mm（f）内外侧均不齐平图 5-15.4.16支管连接焊缝1）安放式支管的端部制备及组对应符合图 5-2（a）、（b）的要求。2）插入式支管的主管端部制备及组对应符合图 5-2（c）的要求。3）主管开孔与支管组对时的错边量应不大于 m 值（见图 5-2 （a）、（b），必要时可堆焊修正。图 5-24）组对间隙接头的根部间隙应控制在焊接工艺指导书允许范围内。5)焊件组对时应垫置牢固，并应采取措施防止焊接和热处理过程中产生附加应力和变形。5.5 定位焊缝a) 定位焊缝焊接时，应采用与根部焊道相同的焊接材料和焊接工艺，并应

10、由合格焊工施焊。b) 定位焊缝的长度、厚度和间距应能保证焊缝在正式焊接过程中不致开裂。c) 根部焊接前，应对定位焊缝进行检查。如发现缺陷，处理后方可施焊。d) 焊接的工卡具材质宜与母材相同或为 JB4708 中的同一类别号。拆除工卡具时不应损伤母材，拆除后应将残留焊疤打磨修整至与母材表面齐平。5.6焊接的基本要求5.6.1焊接设备及辅助装备等应处于正常工作状态，安全可靠，仪表应定期校验。5.6.2 焊缝（包括为组对而堆焊的焊缝金属）应由经评定合格的焊工，按评定合格的焊接工艺指导书进行焊接。5.6.3 除工艺或检验要求需分次焊接外，每条焊缝宜一次连续焊完，当因故中断焊接时，应根据工艺要求采取保温

11、缓冷或后热等防止产生裂纹的措施。再次焊接前应检查焊层表面，确认无裂纹后，方可按原工艺要求继续施焊。5.6.4 在根部焊道和盖面焊道上不得击。5.6.5 焊接连接的阀门施焊时，所采用的焊接顺序、工艺以及焊后热处理，均应保证不影响 阀座的密封性能。5.6.6 不得在焊件表面引弧或试验电流。设计温度-20的管道、淬硬倾向较大的合金钢 管道、不锈钢及有色金属管道的表面均不得有电弧擦伤等缺陷。5.6.7 内部清洁要求较高且焊接后不易清理的管道、机器入口管道及设计规定的其他管道的 单面焊焊缝，应采用氩弧焊进行根部焊道焊接。5.6.8 按焊接工艺规定焊缝层次、焊接线能量、每层厚度、层间温度施焊，施焊时应测量

12、电弧电压、焊接电流及焊接速度并作记录。5.6.9 多层焊每层焊完后，应立即进行清理和目视检查。如发现缺陷，应消除后方可进行下一层焊接。5.6.10规定进行层间无损检测的焊缝，无损检测应在目视检查合格后进行，表面无损检测 应在射线照相检测及超声波检测前进行，经检测的焊缝在评定合格后方可继续进行焊接。5.6.11 每个焊工均应有指定的识别代号。除工程另有规定外，管道承压焊缝应标有焊工识别标记。对无法直接在管道承压件上作焊工标记的，应用简图记录焊工识别代号，并将简图列入交工技术文件。5.6.12 需预拉伸或预压缩的管道焊口，组对时所使用的工具应待整个焊口焊接及热处理完毕并经焊接检验合格后方可拆除。5

13、.7 支管的焊接连接支管与主管的焊接连接应符合图 5-3 所示的支管连接焊缝形式和下述焊缝尺寸的规定：注： tc 填角焊缝有效厚度，取 0.7T b 或 6.4mm 中的小者；T b支管名义厚度T h主管名义厚度T r补强圈或鞍形补强件的名义厚度tminT b 或T r，取小者图5-35.7.1 安放式焊接支管或插入式焊接支管的连接，包括整体补强的支管台，应采用全焊透的 坡口焊缝，盖面的角焊缝厚度应大于等于 tc，见图5-3（a）和（b）。5.7.2 补强圈或鞍形补强件的焊接应符合下列规定：a）补强圈应采用全焊透的坡口焊缝连接到支管上，盖面的角焊缝厚度应大于等于 tc，见 图 5-3（c）和（

14、d）。b）鞍形补强件与支管连接的填角焊缝厚度应大于等于 0.7 tmin，见图5-3（e）。5.7.3 补强圈或鞍形补强件外缘与主管连接的填角焊缝厚度应大于等于 0.5 T r,见图 5-3（c）、（d）和（e）。5.7.4 补强圈和鞍形补强件应与主管、支管很好地贴合。应在补强圈或鞍形补强件的高位（不 在主管轴线处）开一通气孔用于焊缝焊接和检漏时的通气。补强圈或鞍形补强件可采用多块 拼接组成，但拼接焊缝应与母材等强度，且每块拼板均应开通气孔。5.7.5 应在支管与主管的连接焊缝检查和修补合格后，再进行补强圈或鞍形补强件的焊接。5.8 焊缝返修5.8.1 返修前应对缺陷产生的原因进行分析，提出相

15、应的返修措施。5.8.2 补焊应采用经评定合格的焊接工艺，并由合格焊工施焊。预热和焊后热处理应与原焊接要求相同。5.8.3同一部位（指焊补的填充金属重叠的部位）的返修次数超过两次时，应重新制定返修措施，经施焊单位技术总负责人批准后方可进行返修。5.8.4返修后应按原规定的检验方法重新检验，并连同返修及检验记录（明确返修次数、 部位、返修后的无损检测结果）一并记入交工技术文件。5.8.5要求焊后热处理的管道，应在热处理前进行返修。如在热处理后进行焊接返修，返修后应重新热处理。5.4焊缝预热及热处理5.4.1管道的焊前预热及焊后热处理的要求按照焊接工艺中规定进行。5.4.2 加热和冷却5.4.3

16、热处理时，应保证温度的均匀性，可采用炉内加热、局部热处理火焰加热。可采用炉冷、空冷、绝热或其它合适的方法来控制冷却速率。5.4.5加热和冷却速率应符合下列规定：a) 当温度升至 400以上时，加热速率应不大于 205（25/T）/h，且不得大于 205/h；（T 为热处理部位的最大厚度，下同）b) 保温后的冷却速率不应大于 260（25/T）/h，且不得大于 260/h，400以下可自然冷却。5.4.6热处理温度应采用热电偶进行测量。5.4.7分段热处理分段处应有宽度300mm的搭接带。分段热处理时，炉外的部分应适当保温，防止较大的温度梯度。5.4.8局部热处理局部热处理时，加热范围应包括主管

17、或支管的整个环形带均达到规定的温度范围。加热环形带应有足够的宽度。焊缝局部热处理的加热范围每侧应不小于焊缝宽度的 3 倍；弯管局部热处理的加热范围应包括弯曲或成形部分及其两侧至少 25mm 的宽度。加热带以外部分应在 100150mm 范围保温。5.4.9重新热处理 热处理后进行焊接返修、弯曲、成形加工，或硬度检查超过规定要求的焊缝，应重新进行热处理。5.5 硬度检查5.5.1 要求焊后热处理的焊缝、热弯和热成形加工的管道元件，热处理后应测量硬度值。焊缝的硬度测定区域应包括焊缝和热影响区，热影响区的测定区域应紧邻熔合线。5.5.2 硬度检查数量：a）表 9-1 中有硬度值要求的材料，炉内热处理

18、的每一热处理炉次应至少抽查 10进行硬度值测定；局部热处理者应 100进行硬度值测定。未注明硬度值要求的材料，每炉（批）次应至少抽查 10%进行硬度值测定。5.5.3 除设计另有规定外，焊缝热处理后的硬度值应符合下列规定：a） 表 5.5 中有硬度值要求的材料，焊缝和热影响区的硬度值应符合表 9-1 的规定。未注明硬度值要求的材料，焊缝和热影响区的硬度值：碳钢不应大于母材硬度值的 120%；其他材料不应大于母材硬度值的 125%。5.5.4 异种金属材料焊接时，两侧母材和焊缝均应符合表5.5 规定的各自硬度值范围。表 5.5母材类别名义厚度母材最小规定抗拉强度金属热处 理温度保温时间最短保温时

19、间h布氏硬度2mmMPamin/mm碳钢(C) 、碳锰钢（C-Mn）1919全部无6006502.41200合金钢（C-Mo、Mn-Mo、Cr-Mo） Cr %1919 全部490全部490无6007206007202.42.411225225合金钢（Cr-Mo）%Cr2%13490无13全部7007502.42225全部4907007502.42225合金钢（Cr-Mo）2.25%Cr3% 和 C0.15%13全部不要求13全部7007602.42241合金钢（Cr-Mo）3%0.15%全部全部7007602.42241马氏体不锈钢全部全部7307902.42241铁素体不锈钢全部全部无奥氏体不锈钢全部全部无187低温镍钢（Ni4%）1919全部无6006401.21双相不锈钢全部全部11.28