一、工程概況
1 中 1#、中 2#線工藝參數說明:壓力 3.9±0.05Mpa,溫度 400℃±15℃。
2 管線改造過程中,有部分焊口為異種鋼焊接,具體材質/鋼號/牌號/鋼級為15CrMo+304焊接,相關產品:15CrMo合金鋼管,為了保證焊接高質高效的完成,特編制此焊接施工方案。
二、編制依據
1 《現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規范》 GB50236-2011
2 《石油化工劇毒、可燃介質管道工程施工及驗收規范》 SH3501-2011
3 《工業管道工程施工及驗收規范》 GB50235-2010
4 《石油化工異種鋼焊接規程》 SH/T 3526-2004
5 《石油化工金屬管道工程施工質量驗收規范》 GB50517-2010
三、施工程序
施工準備 -> 坡口加工 -> 點焊固定 -> 氬弧焊打底 -> 電焊填充 -> 電焊蓋面 -> 清理藥皮 -> 檢查驗收
四、施工方法及技術措施
1 母材及焊接材料化學成分
材料名稱 化 學 成 分 (%) C 0.12~ 0.18 ≤ 0.08 ≤ 0.15 Mn 0.4~0. 7 ≤ 2.00 0.50~ 2.50 Si 0.17~ 0.37 ≤ 1.00 ≤ 0.90 P ≤ 0.035 ≤ 0.035 ≤ 0.035 S ≤ 0.035 ≤ 0.03 ≤ 0.030 8.00 ~9.00 12.0~ 14.0 Ni Mo 0.4~0.55 Cr 0.8~1.10 18 母材 15CrMo 0Cr18Ni9 焊材 A302
2 22.0~25.0 異種鋼 15CrMo+304(0Cr18Ni9) 的焊接分析
在石油化工裝置中,15CrMo通常都是在溫度較高(設計溫度≥315℃)的條件下使用,這種與奧氏體不銹鋼(304)相焊的異種接頭,通常要求抗高溫蠕變、控制碳遷移以及高溫抗氧化能力。但是,在氫系統中,由于強烈的氫腐蝕作用,采用的焊接材料不同,焊后得到的焊縫化學成分和金相組織不同,從而影響接頭在工作過程中氫脆化而引起的剝離裂紋敏感性。當采用 E309 焊材,焊后焊縫靠近低合金一側形成奧氏體和鐵素體的混合組織,這種組織不易產生裂紋。因此,選擇使用 E309-16(A302)焊條進行焊接。
3 焊接方法:GTAW +SMAW ,即氬弧焊打低,電焊蓋面。
4 焊接材料為:焊條型號 E309-16,牌號為 A302,焊絲為 H1Cr24Ni13。
5 施焊環境
為保證本工程管道的焊接質量推薦采用氬電聯焊。封底焊時周圍環境風速不應超過 2m/s,填充及蓋面焊時風速不應超過 8m/s,環境的相對濕度不得大于 90%,若遇到風、雪、雨、霧等不宜施焊的天氣,為保證工期及質量,應根據現場實際情況搭設簡易棚或防風屏障,用碘鎢燈照射以確保焊接范圍 1m 之內環境濕度不大于 90%。
6 焊接坡口置備
盡量采用機械切割的方法加工坡口。對于坡口形式,若設計文件有規定時,可按設計文件執行,若設計文件無規定時,對接坡口型式為 V 型單面坡口,坡口各部分尺寸如下圖所示: α -2- T C P 15CrMo+304 焊接施工方案 厚 度 間 隙 C(mm) 0~2 0~3 坡 口 尺 寸 坡口角度α (°) 65~75 55~65 T(mm) 3~9 >9 鈍 邊 P(mm) 0~2 0~3
7 坡口組對
為保證焊縫質量,必須在各個環節加以控制,除設計文件規定的管道冷拉伸或冷壓縮焊口外,不得強行組對,坡口組對時應嚴格控制錯邊量。內壁錯邊量不宜超過壁厚的 10%,且不大于 2mm。
8 焊前預熱
本次異種鋼的焊接預熱溫度采取與 15CrMo 材質/鋼號/牌號/鋼級預熱一樣的溫度和方法,詳細見下表: 焊 序號 1 材 15CrMo 質 壁 厚 mm ≥10 前預熱溫度 ℃ 150—250
9 焊后緩冷,不進行焊后熱處理。
10 焊接要求:
(1)填充焊絲使用前應嚴格清除油污、水分、氧化膜等。
(2)嚴禁在坡口之外的母材表面引弧或試驗電流,并應防止電弧擦傷母材。
(3)焊接時,管材內部應充氬保護,且氬氣純度不低于 99.96%。
(4)采用小電流、短電弧、快速焊工藝。
11 焊縫外觀質量檢驗
(1)焊縫焊接完畢,應按時將其表面熔渣、飛濺等清理干凈。
(2)焊縫的表面質量,應符合下列規定:
<1> 焊縫的表面及熱影響區不得有裂紋、氣孔、夾渣和弧坑等缺陷。
<2> 對接焊縫的咬邊深度,不得超過大于 0.5mm,咬邊的連續長度,不得大于 100mm,焊縫兩側咬邊的總長度,不得超過該焊縫長度的 10%。
(3)焊縫余高≤3mm。
12 無損檢測:按設計文件規定執行,當設計無規定時按 GB50517-2010 執行。
13 焊條管理
(1)檢查每批焊接材料合格證書,主要內容是化學成分和力學性能。
(2)焊條使用前必須按照質量說明書的規定進行烘干,A302 焊條烘干溫度為100-150℃,時間為 1 小時;
(3)烘干后的焊條應放入恒溫箱內保存,隨用隨取。
(4)焊工領用的焊條量應根據當日的焊接工作量領取,盡可能做到工完料凈。若領取的焊條當日用不完時,應退回焊條庫。對退庫的焊條,保管員應在焊條頭上做色標以示區別,下次使用前,回庫焊條也應根據原規定的要求進行烘干后發放,當焊工領到有標色的回庫焊條試應首先使用,以免再次退庫烘干。
(5)焊條烘干與發放必須有專人管理。
五、安全注意事項
1 焊工持證上崗,并經考試合格。
2 認真做好各級安全教育,進場每個人都得接受安全教育,特殊環境,特殊工程進行安全教育,堅持每周一次安全例會,每天班組安全交底,各分項工程施工前安全技術交底并填寫 安全技術交底卡等,使職工增強安全意識,遵守國家、業主等各項安全管理規定。
3 安全設施:加強安裝前安全設施搭設和檢查,廠房頂部等處鋪設走道,焊設安全樁,拉設安全繩,在必要部位拉設安全網。
4 施工程序:管道焊接盡量采取地面預制,盡量減少現場高空焊接工作量。
5 因交叉作業多,焊接作業嚴禁上拋下擲,所有工具均放置在工具袋內。
6 規范配電箱設施,電纜、電線、焊把線、接地線等的鋪設和使用,禁止使用裸線及以設備、管道作為接地線。
7 凡 2m 以上高空作業,必須系好安全帶。腳手架搭設必須按規定搭設,上面的跳板必須用鐵絲捆綁牢固,拆除時用麻繩綁好放下。