15X1M1φ(π)铸钢焊口焊接方案.doc

2、焊接专业施工方案华能北京热电有限责任公司#1 机组主蒸汽管道系原苏联 ГOCT 标准提供的 15X1M1φ（π）铸钢钢种这种钢是一种综合性能较好的低合金热强铸钢，其热强性好，可在 565℃以下长期工作，金相组织为铁素体、珠光体和粒状贝氏体其焊接性能差，具有一定的裂纹倾向焊接该钢种采用国产R337 电焊条相匹配，在机组检修中发现主蒸汽管道焊口出现裂纹，现将焊口全部割口返工，改用 R317 焊条重新焊接在焊接施工中应严格执行本返修施工方案，确保焊接施工质量2.1、编制依据2.1.1 本返修施工方案参照前苏联颁发的《电厂设备安装和检修锅炉管系和管道的焊接、热处理和检验》PTM-1C-89 规程2.1.2《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-20042.1.3《火电施工质量检验及评定标准》 （第九篇焊接工程） 2.1.4《焊接工艺评定规程》DL/T868-20042.1.5《火力电厂焊接热处理技术规程》DL/T819-20022.1.6《焊工技术考核规程》DL/T679-19992.1.7 国家电力公司《T91/P91 钢及 15X1M1φ 钢焊接工艺暂行规定》 2.1.8《华能北京热电有限责任公司关于 1#机组主蒸汽管道焊口处理焊材选用问题的报告》 。

2.1.9 15X1M1φ 钢焊接工艺评定2.1.10 中华人民共和国电力行业标准，DL5009.1-92《电力建设安全工作规程》 2.2.焊接工程施工量根据原苏联提供的施工图纸统计,主蒸汽母管直径为 φ377×50mm,材质与 15X1M1φ（π） ，焊口数为 65 道高压旁路管子直径为 φ273×6mm，材质为 15X1M1φ（π） ，焊口数为 25 道1 机组主蒸汽管道返修口约为 90 道3.机具和焊接材料的选择2.3.1 焊接设备应选用电特性良好的逆变式奥太和逆变式时代氩弧焊机，配置数量为 18 台2.3.2 焊接工器具的配置主要有：电焊把、面罩、角向砂轮机、扁铲、钢丝刷、锯条、电磨头等常用工具2.3.3 焊接 15X1M1φ（π）铸钢管时应选用与之相匹配的氩弧焊丝和电焊条前苏联焊接该钢的焊丝匹配牌号为 CB-08T2C 或 08XTCMφA；电焊条牌号为 TMπ-1y、Ⅱπ-2XM、Ⅱπ-20在无外国焊接材料的情况下，用上海电力修造总厂生产的 TIG-R31 焊丝， R317 焊条进行匹配表 1 焊接材料的化学成分%化学成分牌号C Mn Si Cr Mo V Ni Cu S P钢管15X1M1φ （ π ）0． 10～ 0.15 0.40～ 0.70 0.17～ 0.37 1.10～ 1.40 0.90～ 1.10 0.20～ 0.35 ≤ 0.25 0.25 0.025 0.025焊丝TIG-R310.06～ 0.12 0.75～ 1.05 0.45～ 0.70 1.10～ 1.40 0.45～ 0.65 0.20～ 0.35Ti0.03～ 0.06Re0.05 0.025 0.025焊条R3170.05～ 0.12 0.90 0.60 1.00～ 1.50 0.40～ 1.65 0.10～ 0.35 ≤ 0.035 ≤ 0.0352.3.4 钨极氩弧焊用的电极宜采用国产铈钨棒，规格为 φ2.5。

2.3.5 所用的氩气纯度不低于 99.95%2.3.6 焊接材料如氩弧焊丝、电焊条、钨极、氩气等都必须有制造厂出厂的质量合格证，如无质量合格证或对其质量有怀疑时，应按批号抽查试验，合格后方可使用2.3.7 氩弧焊丝使用前应清除其表面的油，垢等脏物电焊条使用前应在 350～400℃的烘干箱内烘干，时间为 2 小时，焊接过程中应放入80～100℃的保温筒内，随用随取2.4、焊接工程施工特点2.4.1 #1 机主蒸汽管道焊接施工完全不同于建厂初期的安装施工，无法进行地面组合，全部为高处作业施工地面组合与高处安装的区别很大，焊工施焊不方便、工作强度大、施工进度缓慢2.4.2 高处安装焊接的不安全因素相对增多，主要是高空坠落、火灾的发生2.4.3 将焊口原位置切开，坡口制备中的打磨难度极大2.4.4 管道焊完后，运行前要进行化学清洗和吹扫工作，这是一项重要的环节由于在安装过程中管道内部残余的氧化皮、焊渣、灰污和充氩的堵塞物等杂物存在，这些杂物影响蒸汽品质，杂物进入汽机，易损伤汽机通流部分，卡涩主汽门造成事故因此吹管是保证机组安全稳定运行的重要工序，其重要性非常突出1 机主蒸汽管道返修是局部施工，在根本或者无法进行化学清洗和吹扫的情况下，保证管内焊接后清洁度极为重要，任何施工人员不得马虎。

2.4.5 15X1M1φ（π）铸钢管接头焊接时管内充氩保护是一项焊接新工艺，主蒸汽管道焊接工作量较大，充氩保护工艺比较复杂，关键是堵塞物材料的选择，气室长短的建立，以及充氩方法等非常重要2.4.6 国外的设备用本国的焊接材料匹配，本身就存在着焊接的特殊性焊接 15X1M1φ（π）铸钢管接头时，不能以焊接材料的改变，便可放松质量意识，不能简单地与 12Cr1MoV 钢的焊接等同对待2.5、焊接前的准备工作2.5.1 焊接工艺评定15X1M1φ（π）铸钢开工焊接前，施工单位必须根据 DL/T868-2004《焊接工艺评定规程》进行焊接工艺评定工作评定的基本规定和要求大体包括如下：评定参数、重新评定原则、焊接工艺方法、钢材、焊材、评定试件的种类、焊缝形式、试件厚度和焊件的厚度、管径、焊接位置、预热（层间温度） 、焊后热处理、电特性、焊接规范参数和操作技术、评定项目、试样切取、焊缝外观检查、焊缝无损探伤检查、拉伸试验、弯曲试验、冲击试验、宏观及金相检验、硬度试验、评定工作程序、评定资料的应用和适用范围等2.5.2 焊工考试焊接施工人员必须由按照 DL/T679-1999《焊工技术考核规程》要求考核并取得相应的合格证书的焊工担任。

2.5.3 焊接开工前技术人员应参照施工图纸，行业规程和焊接工艺评定报告进行焊接专业作业指导书或焊接施工方案的编制，然后对焊工进行上岗前的技术交底工作2.5.4 管子焊口的切割要求管子焊口的切割有三种方法，一是采用氧-乙炔火焰切割，二是用切割片切割，三是用砂轮机打磨15X 1M1φ（π）铸钢管存在空淬倾向，管材较硬，用砂轮打磨比较费劲当用氧-乙炔火焰进行焊口切割前，焊口应先进行预热 处 理 ， 预 热 方 式 采 用 远 红 外 自 控 电 阻 加 热 片 方 式 加 热 ， 预 热 温 度250～ 350℃ ，不 需进行恒温，预热温度达到以上标准时开始切割，切割过程中要始终保持这一预热温度，切割工作完成后，应对切割的焊口进行保温缓冷至室温切割时应以焊缝中心线为准，不能损伤管材用氧-乙炔火焰割把斜吹焊肉，把氧化的焊肉一层一层的吹掉，但不能割透，应至少留有不小于 5mm 厚度的管子壁厚，再用高速切割机将其切透采用这种方法切口优点很多，能准确掌握管子的中心线，特别是管子根部的中心线，防止伤害管子根部母材，有利于减少管子的缩短量，以防管子接头间隙过大，又可以避免火焰切割后的氧化铁及其飞溅物掉入管内和吸附在管子的内壁上，以保持管子内部的清洁度。

管子焊口切开后，等冷却到室温后再用砂轮机进行机械粗加工打磨，先将淬硬层也就是原始焊肉进行清除，接下来就是砂轮机打磨细加工，焊缝清理打磨的依据是对坡口处进行硬度检测，一般情况下焊缝的硬度 HB 值都稍高于母材，这是正常的但是该坡口的硬度平均值高于两侧母材时，这说明坡口处的原始焊肉还没有完全清除干净，应进一步打磨图 1 坡口母材 HB 硬度检测将管子园周分为 3 点、6 点、9 点、12 点四个点，每点检测 3 个点，另外管子母材表面每侧各检测 1 点坡口 HB 硬度值检测合格后，对整个坡口表面进行着色检验，确认无裂纹后，再进行下一道工序2.5.5 坡口型式的加工32196312由于返修焊口全部就位，均为高处安装焊接，需要高处就地制作，机械加工，非常困难，只能依靠手工操作打磨来完成坡口形状及尺寸，应按设计图纸或制造厂的规定加工，如无规定时，可参照 DLT869-2004 表 1 推荐的形式选用采用氧——乙炔火焰切割焊缝中，可能有个别坡口母材受损需要先行补焊修补，修补时应先进行火焰预热 250～350℃后进行补焊补焊完毕缓冷降温，再打磨坡口直至合格坡口及内外壁两侧 10～15mm 范围内应将锈、油、垢和氧化皮等杂物清理干净，直至露出金属光泽。

坡口处要求母材无裂纹、重皮、坡口损伤及毛刺等缺陷 δ≥16℃01℃2103.5℃435℃40°10°图 2 V 型坡口加工图2.5.6 对口的装配要求对口装配时，应将处于高处的管子固定牢固，不能左右移动，严禁在管道上焊接临时拉撑物管子对口的错口值不应超过 1mm，必须保证管子的水平和垂直度2.5.7 对口的点固焊对大管径厚壁管的主蒸汽管道点固焊时，应采用“定位块”点固在坡口内， “定位块”应与母材同等材质，且所用的焊材、焊接工艺应与正式焊接时相同点固焊不能用铁板或圆钢在管子与管子的表面上焊接固定，点固焊和焊接过程中不得在管子表面上引燃电弧，以防止管子表面擦伤出现质量问题定位块”采用三块为宜，其深度为 2/3 处，当焊接到其中一块“定位块”时应将其除掉，并用砂轮机将焊点进行打磨，不得留有焊疤等痕迹，并以肉眼或低倍放大镜观察，确认无裂纹、气孔和夹杂等缺陷后，方可继续焊接 AA图 3 点固焊示意图2.6、焊接工艺2.6.1 采用氩弧打底焊，电弧焊填槽盖面的焊接工艺方法2.6.2 焊前预热 250℃～350℃时开始焊接，焊接过程中应始终保持这一预热温度2.6.3 焊前管内充氩保护方案一管内充氩保护既要保证充氩保护效果，又要保证堵塞物在预热和焊接温度下不被烧坏，充氩保护区范围应以坡口中心为准，每侧各 200～300mm 处用可溶纸以耐高温胶带粘结，形成一个密封的气室，充氩气管从坡口伸入管内完成充氩。

2.6.4 焊前管内充氩保护方案二为了保证管子内部的清理，采用拉环式充氩气室，这种效果比较理想将管子分段焊接，最后各段碰头这种方法适用于弯头少，管段短的情况下最为理想具体做法是，将软胶皮剪成圆形，厚度 3～4mm，胶皮的两侧用厚度 2mm 的薄铁皮螺栓加固，焊上拉环，拴上麻绳，焊完后拉出充气可以从胶皮上开孔以氩气皮带直接送气2.6.5 为了防止管子根部氧化，氩弧打底焊及焊条填充第一层焊道时，应在管内充氩保护，氩气流量 9～12L/min，开始焊接时应稍高一点，流量为 10～20L/min2.6.6 氩弧焊打底要一气呵成，焊缝厚度应不小于 3mm，打底时应经常检查焊缝根部透度情况，如发现未焊透或其它焊接缺陷，应将缺陷彻底铲除后才能继续焊接2.6.7 为降低应力与变形宜采取二人对称焊2.6.8 厚壁管道焊口应采取多层多道法焊接，多层多道焊应逐层进行检查，彻底清除焊渣，落在各层上的飞溅必须铲除经自检合格后方可焊接次层焊缝 ℃ ℃℃图 4 厚壁管焊道排列示意图2.6.9 施焊应连续完成，层间温度不低于最低预热温度且不大于 400℃，若焊接过程被迫中断时，应采取保温措施以防止裂纹产生，再焊时应预热。

2.6.10 焊接参数如下：直 径 焊道数层数 焊条（丝） 牌号 吊 横 吊 横焊接电流（A） （吊焊）电弧电压（V） （吊焊）焊接电流（A） （横焊）电弧电压（V） （横焊）1 TIG-R31 φ2.5 φ2.5 1 1 120～145 14～16 95～127 14～172 R317 φ3.2 φ3.2 1 2 100～120 24～30 115～120 23～273 R317 φ3.2 φ4.0 1 2 100～120 24～30 150～162 24～304 R317 φ4.0 φ4.0 1 3 135～155 24～30 150～162 24～30中间层 R317 φ4.0 φ。