地电压力钢管焊接工艺作业指导书

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1、三峡右岸地电压力钢管焊接作业指导书、工程简介三峡右岸地下电站压力钢管共 6条，每条钢管分为49节，由下水平段、锥管过渡段、 下弯段、斜直段四部分构成，下水平段管口直径为12.4m,斜直段管口直径为13.5m,下水平段、锥管过渡段、止推环采用强度级别为60kgf/mm2级的高强钢，下弯段和斜直段采用强度级别为50kgf/mm2级的16MnR钢（板厚36mm），加劲环、阻水环为Q345C钢（板厚34mm）， 与下弯段相接的三节锥管过渡段板厚依次为42、48、54mm，下平段其余钢管板厚为60mm，每条钢管制造、安装的焊缝熔敷金属量约 23.17吨。二、编制依据1、招投标文件；2、DL5017-93

2、压力钢管制造、安装及验收规范；3、02E515-1.05.00地下电站引水压力钢管设计图；4、SL36-92水工金属结构焊接通用技术条件；5、SD2008-84水工建筑物金属结构焊接技术规程。三、焊接质量要求1、焊缝分类： 一类焊缝：钢管管壁纵缝；凑合节合拢环缝。 二类焊缝：钢管管壁环缝；加劲环、阻水环、止推环的对接缝；止推环的组合焊缝。 三类焊缝：不属于上述一、二类焊缝的其它焊缝。2、 焊缝外观质量检验：所有焊缝均应进行100%外观检查，外观质量要求如下表。序 号检验项目焊缝外观质量要求一类焊缝二类焊缝三类焊缝1裂纹不允许2表面夹渣不允许深w 0.1 3,长w 0.3 3 且w 103咬边深

3、w 0.5,连续长w 100，两侧咬 边累计长度w 10%焊缝全长深w 1.04未焊满不允许深w 0.2+0.02 3且w 1，每100焊缝内，缺陷 总长w 255表面气孔不允许每50长焊缝内允许有直径为0.3 3，且不大于2的气孔2个，气孔间距不小于6倍孔径6焊缝余高03-7对接焊缝宽度盖过每边坡口 24mm，且平缓过渡8飞溅清除干净9焊瘤不允许10角焊缝厚度不足不允许w 0.3+0.05 3且w 1，每100焊缝内，缺陷总长w 2511角焊缝焊脚K0 +3mm3、焊缝无损探伤检查 焊缝无损探伤应在焊缝外观质量检验合格，且焊接完成24h 以后进行。 焊缝无损探伤应由持有合法、有效且资格相当的

4、人员承担；焊缝质量评定应由持有u级 或U级以上资格证的人员担任。 无损探伤方法和比例：纵缝： 50%UT ； 10%RT；环缝： 50%UT ；凑合节合拢缝： 100%UT ； 50%RT 无损探伤评定标准：a、射线探伤按GB3323-87钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级标准评定，一类焊缝U级合格，二类焊缝川级合格；b、超声波探伤按GB11345-89钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级标准评定，一类焊缝BI级为合格，二类焊缝B U级合格；c、在焊缝局部探伤时，如发现有不允许缺陷，应在缺陷方向或在可疑部位作补充探伤，如经补充探伤仍发现有不允许缺陷，则应对该焊工在该条焊缝上所施焊的焊接部位

5、或整条 焊缝进行探伤。四、焊接方法 根据我公司过去焊接压力钢管、蜗壳的焊接经验，本项目压力钢管的制造、安装焊接拟主要采用如下焊接方法：1 、钢管制造缝焊接 钢管管节纵缝焊接：主要采用富氩 (80%Ar+20%CO2) 保护实芯焊丝熔化极气体保护焊，半自动或自动焊接方 式，电源采用脉冲 IGBT 逆变电源。 钢管加劲环、阻水环、止推环焊接：钢管加劲环、阻水环、止推环及其筋板的三类角缝主要采用 CO2保护实芯焊丝熔化极气 体保护焊，钢管加劲环、阻水环、止推环的二类对接缝主要采用富氩 (80%A叶20%CO2)保护 实芯焊丝熔化极气体保护焊，电源为可控硅和脉冲 IGBT 逆变电源，半自动焊接方式。

6、钢管大节组装环缝焊接：主要采用富氩(80%A叶20% CO2)保护实芯焊丝熔化极气体保护焊，半自动焊接方式。2、钢管安装缝焊接 钢管管节环缝焊接：立焊位和平焊位主要采用富氩(80%A叶20%CO2)保护实芯焊丝熔化极气体保护焊，半自 动焊接方式，电源采用脉冲 IGBT 逆变电源；仰焊位主要采用手工焊条电弧焊。 灌浆孔补强板角缝焊接：主要采用手工焊条电弧焊。3、焊缝背缝清根： 双面焊缝的背面采用碳弧气刨清根，并使清缝坡口尽量平整、光滑，根部形成便于施焊的“U”型，然后使用角磨机进行修磨，以除去熔渣和渗碳层。五、焊接设备1、焊前应检查焊接电源、送丝机、控制器、指示仪表和焊枪等是否正常。如出现异常现

7、象， 应及时通知有关部门检修，以保证焊接过程的稳定。2、富氩混合气或CO气瓶的出口处应加接预热器，以防止气体出口接头在连续供气过程中结 霜而堵塞气路，工作前应检查加热器是否正常。3、为防止焊枪导电咀和喷咀粘着飞溅物，焊前应在导电咀和气体喷咀表面涂以防飞溅剂。4、焊前所有与焊接相关的工器具应准备就绪到位。5、单条压力钢管安装缝焊接需用焊接设备如下表：序号设备或工器具名称数量序号设备或工具名称数量1ZX7-400S手工电弧焊机810台10远红外测温仪2把2ZX7-630焊机（碳弧气刨用）2台11焊条保温筒1416个3NB-500气保焊机68台12履带式加温板90100块4空气压缩机（3mi）2台1

8、3湿度表2个5焊条烘烤保温箱（100kg装）2台14焊把线若干6温控柜（焊缝加温用）2台15快速接头50 607角磨机（180）68台16行灯变压器1台8风铲68把17加温板电缆（16mm）若干:9碳弧气刨枪2把18大号烤枪2把六、焊接材料1、单条地电压力钢管制造、安装焊接用焊材情况如下表:序 号焊材名称焊材 规格焊材 用量焊材用途1焊丝：CHW-65A 或 MGS-63B 1.25800Kg用于60kgf/mm2级高强钢的富氩气保焊2焊条：CHE62CFLH 3.2 4.03000 Kg用于60kgf/mm2级高强钢的手工电弧焊3焊丝：CHW-50C6SM 或 K7仃LF 或 KC-27 1

9、.214650Kg用于16MnR或Q345C钢的富氩气保焊，或该 两种钢与60kgf/mm级咼强钢的富氩气保焊4焊条：E5015 3.2 4.010500Kg用于16MnR或Q345C钢的手工电弧焊，或该 两种钢与60kgf/mm级咼强钢的手工电弧焊5富氩气体：80%A 叶20%CO21680 瓶用于富氩气体保护焊6CO2气体310瓶用于CO2气体保护焊2、焊材管理 所有焊材须具有出厂材质证明书和质量保证书，并按相应的标准进行入厂检查验收，如对材质有怀疑时，应进行复验，合格后方可使用 焊材仓库管理严格按有关制度规定执行：a焊材进厂实行一级库、二级库管理，一级库主要用于批量存放；二级库主要用于少

10、量焊 材临时存放、烘焙、发放及回收。b、一级库应有木地板隔潮，设货架，内设去湿机、加温设备、干湿度计及温度计等，确保 室内通风、干燥，室温不低于 5C,相对湿度不大于50%。c、焊材入一级库，设专人保管，做好记录，分类存放，做好标记，按工艺任务书校对、发 放及回收，只能由二级库专人领取。d、二级库内设货架，少量临时存放从一级库领取的焊材，由专人负责保管及焊材烘烤，按 焊接任务书定量发放及回收。e、由技术人员根据钢板母材、焊接部位、焊接工作量填写焊接任务书、焊工持任务书到二 级库领用焊条。二级库经过校对，按量发放。焊接工作完毕，焊工应将焊条头及剩余焊 条交回二级库，焊接施工现场不应有任何焊条头、

11、烟头及其它影响文明施工的杂物。 焊材使用：a焊条应严格按生产厂家使用说明书规定的温度和时间进行烘焙，并做好实测温度和时间 的记录，烘焙后的焊条应保存在 100150C的恒温箱内，焊条药皮应无脱落或开裂痕迹。b、施焊时，待用的电焊条应放在具有电源的保温桶内，随焊随取，并随手盖好筒盖，焊条 在保温桶内的保存时间不宜超过 4小时，否则应重新烘焙，重复烘焙次数不宜超过两次。c、焊丝在使用前应无折弯现象，焊丝表面应无铁锈及油污等杂质，否则应予严格清除。d、气体保护焊的保护气体（CO2或富氩混合气体）纯度不得低于99.5%,气瓶压力低于0.2Mpa 时不应继续使用。七、焊接人员1、单条压力钢管安装焊缝焊接

12、人力资源需用量如下表（按2班制作业考虑）：序号工种数量序号工种数量1焊条电弧焊焊工1618名5探伤工3名2气保焊焊工1214名6焊接热处理人员810名3碳弧气刨操作人员23名7辅工810名4电工45名82、焊接技术质检人员： 焊前检查焊接设备是否符合要求； 检查焊工合格证书是否符合压力钢管焊接有关规程规范的规定，并在有效期内； 焊前检查焊缝坡口组对质量：a如发现尺寸超差或坡口及其附近有缺陷，应及时提出，进行处理或修复；b、焊缝坡口组对局部间隙超过5mm，但长度不大于该焊缝长度的15%时，提示焊工在坡口 两侧或一侧作堆焊处理， 焊接过程中，检查焊工执行工艺情况； 焊接完毕，检查焊缝外观质量，填写

13、焊缝无损探伤委托书。3、焊工： 所有从事一、二类焊缝焊接的焊工应按水工金属结构焊工考试规则或锅炉压力容 器焊工考试规则或 SD263 的规定进行培训考试合格，并取得相应的焊接合格证书。 所有参加焊接施工作业的焊工的合格证应在有效期内，其实际施焊的工件焊位应与其有 效合格证焊位范围相符。 明确焊接工艺要求，焊前确认焊缝坡口准备、焊材准备等符合工艺要求。4、无损检验人员：必须取得国家有关部门颁发的与其工作相适应的资格证书。 八、焊接施工作业的一般规定1、焊接环境： 雨、雪天施焊时，应有可靠的挡雨、雪措施。 手工电弧焊时，风速超过8m/s；气保护焊时，风速2.0m/s；应有可靠的挡风措施。 焊接环境

14、温度低于-5C或相对湿度大于90%时，应适当提高焊前预热温度。2、焊接作业程序：焊接准备一正缝焊接（连续焊接）-背缝清根（碳弧气刨）-坡口修磨并确认一背缝焊接 （连续焊接）-焊后消氢处理-焊缝外观检查-NDT检查一 NDT超标超陷返修一返修部位焊 缝外观检查-复验 （NDT） -合格验收。3、焊接工艺原则： 一、二类焊缝必须装配合格并经过监理工程师签署开焊证后， 才允许开始进入焊接工序。 施焊前应将坡口表面和两侧至少 1020mm 范围内的水份、油污、毛剌、铁锈、氧化皮及 夹渣等清除干净，并打磨露出金属光泽。 焊缝坡口局部间隙超过 5mm 处，先在坡口两侧或一侧作堆焊处理， 然后用角磨机打磨修

15、整，并根据堆焊长度和间隙大小，对堆焊部位的焊缝酌情提请磁粉（MT）探伤检查。 严禁在焊缝坡口内填入金属材料。 严禁在非焊接部位的母材上引弧、试电流及焊接临时支架。4、定位焊要求： 定位焊的质量要求及焊接工艺应与正式施焊工艺相同； 一、二类焊缝的定位焊由持有效合格证书的焊工承担； 定位焊应有一定的强度，以厚度 46mm、长度5060mm、间距400500mm为宜。 定位焊的引弧和熄弧应在坡口内进行。 需预热焊接的焊缝进行定位点固焊时，也应进行焊前预热，预热温度应较正式焊接预热 温度高3050C。5、其它焊接条件： 焊前，焊材已按要求准备就序，并已按有关规定烘烤好。 焊接部位应有完善的防雨、防风措

16、施；有合适的夜间施工照明条件。 焊接设备完好，电力供应正常。 加热设备已按要求敷设好，预热温度符合要求。九、焊接热处理1、所有点固定位焊缝、吊耳焊缝或、焊接缺陷返修等局部焊接，均应进行焊前预热，预热温度应较正式焊接预热温度高3050C,预热方法可采用氧、乙炔火焰进行加热。2、正式焊缝及焊缝背缝清根采用远红外温控加热器进行焊前预热。3、 凑合节合拢缝焊接时，如环境温度较低，可适当提高预热温度3050C。4、预热及后热全过程应有专人随时使用测温仪进行监控,并记录测温数据。5、焊接热处理工艺规范： 焊缝预热、后热范围：焊缝每侧不小于母材板厚的3 倍，且不小于 100mm。 预热温度：60kgf/mm

17、2 级高强钢：100C 120C；16MnR 或 Q345C 钢：80C 100C。 层间温度：不低于预热温度，但不高于 230C。 后热处理：16MnR钢：250C 350C，保温时间不少于1小时。60kgf/mm2级高强钢：150C 200C，保温时间不少于1小时。十、焊接工艺1 、焊接工艺要求 采用多层多道焊，单层焊缝最大厚度不大于56mm,焊道摆动宽度不大于25mm。 多层多道焊层间温度不低于预热温度下限值。 多层多道焊层间接头至少错开 30mm以上，并将每层焊道的焊渣、飞溅物清理干净。 对于凑合节合拢缝等拘束应力较大部位的焊接，在焊接过程中，对焊缝中间层使用风铲 锤击以消除焊接应力（

18、锤击至焊缝表面布满麻点为止，焊缝封底层和盖面层不锤击） 。 60kgf/mm2级高强钢厚板焊接时，每条焊缝应尽可能连续焊成，如有中断，应采取有效的 后热保温措施（ 150C200C）。 钢管纵缝自动焊时，可在焊缝两端加起弧板和熄弧板，焊后，起弧板和熄弧板可用火焰 割除（禁止锤落），但不得伤及钢管母材，清除后，用角磨机打磨光洁。2、焊接工艺规范参数 60kgf/mm2级高强钢富氩气体保护焊：焊 材：CHW-65A 1.2保护气：80%A叶20%CO2,流量 1520L/min焊接电流：立焊位1= 120150A;平焊位I = 180300A;横焊位1 = 150200A 电弧电压：U = 182

19、5V最大焊接线能量w 45KJ/Cm，直流反接电源 60kgf/mm2级高强钢手工焊条电弧焊：焊 材CHE62CFLH 3.2:焊接电流1 = 110150A;电弧电压U = 1821V焊 材CHE62CFLH 4.0:焊接电流I = 140190A;电弧电压 U = 1923V最大焊接线能量w 45KJ/Cm，直流反接电源 16MnR钢、Q345C钢富氩气体保护焊：焊材：CHW-50C6SM 1.2保护气：80%A叶20%CO2，流量1520L/min焊接电流：立焊位1= 120150A ;平焊位1= 180300A;横焊位1= 150200A 电弧电压：U = 1825V最大焊接线能量w

20、45KJ/cm,直流反接电源 16MnR钢、Q345C钢手工焊条电弧焊：焊 材CHE507 3.2:焊接电流1= 110150A;电弧电压U = 1821V焊 材CHE507 4.0:焊接电流1= 140190A;电弧电压 U = 1923V最大焊接线能量w 45KJ/cm,直流反接电源3、主要焊缝型态高强钢对接焊缝16MnR对接焊缝*60 卢角接缝型态4、焊接程序 纵缝焊接：每节钢管上的纵缝应同步施焊；先焊大坡口侧，背缝清根并打磨光洁后施焊。 加劲环、阻水环、止推环焊接：先焊对接缝，后焊环缝；环缝由68名焊工分段同步对称施焊，平角焊和仰角焊应尽可能对称交替焊接（或组装时预留反变形），以减少角

21、变形，保证焊后加劲环与管壁垂直。 环缝焊接：I、U、M、W象限各布置 34名焊工同步对称施焊。先用富氩气保焊施焊 大坡口侧，背缝清根并打磨光洁后用手工焊条电弧焊施焊。 安装环缝焊接应从首装节开始依次施焊，禁止隔缝施焊，以控制焊接应力。 凑合节焊缝的焊接：凑合节环缝焊接时，先焊接间隙较大的一条，待无损检测合格后，再焊接另一条，两条 凑合节环缝不得同时施焊。卜一、焊接缺陷处理1、焊缝内部或表面如发现有裂纹时，应及时告知焊接专业技术人员，待找出裂纹产生原因，并制订处理措施后，方可进行焊补。2、 焊缝内部缺陷应用碳弧气刨或砂轮将缺陷清除干净，并用角磨机修磨成便于焊接的凹槽。3、如焊补的焊缝需要预热、后

22、热，则焊接缺陷处理时也应进行预热、后热，预热、后热温 度应稍高于正式焊接的预热、后热温度。4、焊缝返修后，按前述无损探伤要求进行探伤复查。5、同一部位的焊接缺陷返修次数不宜超过 2 次，如超过 2 次，应制订可靠的缺陷返修技术 措施，并报经监理工程师认可后，方可焊补，并作出记录。6、钢管母材上严禁有电弧擦伤，如有擦伤，应用角磨机将擦伤处作打磨处理，必要时，对 打磨处酌情进行磁粉或渗透探伤检查。十二、焊接安全技术条件1、文明施工，严格遵守有关安全法律、法规及各项规章制度； 2、所有现场施工用脚手架、竹跳板、安全网等都必须符合安全技术要求； 3、设置醒目的安全告示牌；4、焊接工种作业人员持证上岗；

23、非相关人员不得进入焊接施工区；5、遵守高空作业安全技术要求，焊接过程中有人监护，严禁违章作业。焊接工艺评定报告焊接步骤1. 施焊前,对管子内部进行清污除锈，进行干燥封闭处理。2. 在管道对接处用角磨机开 V型坡口。3. 施焊前应将坡口表面和两侧至少 1020mm范围内的水份、 油污、毛剌、铁锈、氧化皮及夹渣等清除干净，并打磨露出金 属光泽。4. 焊缝坡口局部间隙超过5mn处，先在坡口两侧或一侧作堆焊 处理，然后用角磨机打磨修整。5. 开始焊接。焊接设备ZX7-400S手工电弧焊机。焊接材料CHE507 3.2。保温在100150C恒温保温桶中进行保温。焊接坡口型式V型坡口。焊接电流平焊缝140180A,角焊缝180240A。焊接方式一般采用立焊。施焊速度焊接线能量w 45KJ/cm。焊层温度层间温度：不低于预热温度 3050,但不高于230Co焊接层数米用多层多道焊，单层焊缝最大厚度不大于56mm焊道摆动宽度不大于25mm焊接质量经严格按以上施焊工艺要求施工，无咬边现象，符合一类焊缝 要求,无夹渣和气孔现象，质量合格.