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球罐焊接及热处理工艺守则

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球罐焊接工艺守则
1 主题内容与适用范围
1.1 主题内容
本守则规定了碳素钢、普通低合金钢钢性储罐的手工电弧焊、气体保护自动焊、自动保护焊的焊接操作工艺要求。
1。2 适用范围
本守则适用碳素钢、普通低合金钢钢性储罐的手工电弧焊、气体保护自动焊、自动保护焊的焊接。
本守则若与图纸及专用焊接工艺相抵触时，则应以图纸及专用焊接工艺文件的规定执行。
2 焊接材料
2。1 焊条应符合下列标准
手工焊焊条应符合《碳钢焊条》GB/T5117和《低合金钢焊条》GB/T5118的规定;药芯焊丝应符合《碳钢药芯焊丝》GB10045的规定；埋弧焊使用的焊丝应符合《熔化焊用钢丝》GB/T14957和《二氧化碳气体保护焊用焊丝》GB/T8110的规定。
2.2 焊接材料应具有出厂质量证明书和复验报告.进口焊条或焊丝符合出产国的相应标准.
2.3 焊接材料的烘干
2.3.1 焊接材料的存储库应保持干燥，相对湿度不得大于60%。焊条使用前，应按产品说明书或下表规定的温度和时间进行烘干。
焊条、焊剂的烘干温度和时间
种类
烘干温度(℃）
烘干时间(h）
低氢型药皮焊条
350～400
1
焊
剂
熔炼型
150～300
1
烧结型
200~400
1

2.3。2 烘干后的焊条应保存在100～150℃的恒温箱中，药皮应无脱落和明显裂纹.
2.3.3焊条在保温筒内不宜超过4小时。超过后应按原烘干制度重新烘干,重复烘干次数不得超过二次。
3 焊接工艺评定与焊工
3。1 焊接工艺评定
3.1.1 球罐焊接工艺评定应按JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》规定进行.
3.1.2 必要时，焊接工艺评定前，应针对钢板的钢号、厚度、焊接方法及焊接材料，对
试样进行裂纹试验，以确定预热温度。
3.1.3裂纹试验应包括下列内容:
a） 斜Y型坡口焊接裂纹按GB4675.1进行，裂纹率应为零。
b) Y型坡口焊接裂纹试验可参照GB4675。1进行，裂纹率应为零。试验坡口应采用图1所示的型式.

δ
2±0.5
60℃
δ/2

图1
c）当求壳板厚度大于25mm时，还应该做窗形拘束裂纹试验，可参照JB4708中附录B(参考件)进行。
32 焊工
3。2。1 从事球罐焊接的焊工必须持有劳动部门颁发的锅炉压力容器焊工考试合格证书。
焊工施焊的钢材种类、焊接方法和焊接位置等，均应与焊工本人考试合格的项目相符。
3。2。2 熟悉焊接工艺文件，弄清楚焊接位置、焊条和焊丝牌号、规格是否符合工艺文件
要求。
4 焊接
4.1 施焊环境
当施焊环境出现下列任一情况，且无有效防护措施时，禁止施焊：
a) 雨天及雪天；
b) 风速：手工电灯弧焊时风速>8m/s；自动保护和/或气体保护焊时风速〉2m/s；
c) 环境温度在— 5℃及以下；
d) 相对湿度在90％及以上。
注：焊接环境的温度和相对湿度应在距球罐表面500～1000 mm处测量。
4.2 定位焊及工卡具焊接
4。2。1 焊接工艺以及对焊工的要求应与球壳焊接相同,当球壳为自动焊时，其定位焊和工卡具可采用半自动焊或手工电弧焊，且应有相应的焊接工艺评定和焊工资格。
4。2.2 焊接要求预热的球壳，在定位及工卡具焊接处，至少应在150 mm范围内进行预热。
4.2.3 定位焊的长度不小于50mm，一般焊肉厚度为8,间距为200—300 mm，定位焊的引弧和熄弧应在坡口内.
4。2.4工卡具在焊接时，引弧点和息弧点应在工卡具焊缝上，严禁在非焊接位置任意引弧和息弧。
4。2。5 工卡具拆除时，不得损伤球壳板表面， 宜用气割方法去除卡具且留有3 mm左右焊肉厚度，切除后应用砂轮机打磨平滑。
4.3 焊接
4。3。1 焊接前应检查球壳板的装配质量、坡口角度、钝边和组装间隙是否符合工艺文件要求。
4.3。2 焊接前应检查坡口表面是否清洁，将坡口表面和两侧至少20mm范围内的油污、水分和其它影响焊接的有害杂质清除干净.
4.3.3 预热和后热应符合下列规定：
a) 预热温度应遵循焊接工艺评定所确定的温度，也可参照下表。

钢种

厚度（mm）
Q235—A 20R
16MnDR
16MnR
15MnVR
15MnV N R
20
——
—-
-—
75~125
25
-—
——
75～125
100～150
32
——
75~125
100～150
125~175
38
75～125
100～150
125～175
150~200
50
100～150
125～175
150~200
150~200

注：（1）拘束度高的部位（如接管、人口）或环境气温低于5℃时，应采用较高的预热温度,扩大预热范围。
（2）不同强度的钢相互焊接时，应采用强度较高的钢所适用的预热温度.
（3）对不需预热的焊接接头，当焊件温度低于0℃时，应在始焊处100mm范围内预热至15℃左右方可进行焊接。
(4)表中“一”表示不需预热。
b) 预热必须均匀,预热宽度应为焊接接头中心线两侧各取3倍板厚，且不少于100mm。预热温度应距焊接接头中心线50mm处对称测量，每条焊接接头测点不少于三对。
c) 预热的焊缝，其层间温度不应低于预热温度的下限,后热温度不应低于预热温度的上限，一般为200～250℃，时间为0.5~1h。
4。3.4 焊接线能量
a) 焊接线能量按焊接工艺评定确定,应不超过经焊接工艺定定合格的线能量上限.
b) 对于材料标准抗拉强度大于540Mpa的钢材，厚度大于38mm的碳素钢,厚度大于25mm的低合金钢的焊接线能量,必须进行测定和严格控制在工艺文件中规定的范围内。
4。3。5 焊接顺序的选择和焊工位置，应有利于减少焊接变形和残余应力，以防产生焊接裂纹，较长的焊接接头应采用分段退步焊法。
4.3.6 多层焊时,必须采用多层多道焊，严禁大摆弧的多层单道焊.焊道始端应采用后退起弧法,终端应将弧坑添满。多层焊的层间接头应错开50mm以上。
4。3.7对称或不对称X型对接接头的单侧焊接后应进行背面清根。用碳弧气刨清根时，应用砂轮修整刨槽,磨除渗碳层。材料标准抗拉强度大于540Mpa的钢材清根后须进行渗透探伤.
清根时，宜将定位焊的熔敷金属清除掉，或按焊接工艺评定和工艺文件确定。清除后的坡口形状，宽窄应基本一致。
4。3.8 低合金钢和高强度调质钢的焊道因故中断焊接时，应根据工艺要求采取后热处理措施，以防产生裂纹.再行施焊前,须经检查且确认无裂纹后，方可按原工艺要求继续焊接.
4.3.9 符合下列条件之一的焊缝，焊后须立即进行消氢热处理，后热温度200～250℃，后热时间应为0。5~1h.：
a) 厚度大于32mm，且材料标准抗拉强度大于540Mpa的球壳；
b) 厚度大于38mm的低合金钢球壳;
c) 嵌入式接管与球壳的对接接头；
d) 焊接工艺评定确定需消氢处理着。
4.4 产品试板的焊接
4。4.1 试板的制备，按照GB150《钢制压力容器》有关规定执行。
4.4.2 需焊后热处理的球罐的产品试板应随球罐进行热处理后，再作机械性能试验。
4。5 附件的焊接
4.5.1 人孔、接管等附件直接与罐体焊接时，为防止裂纹应注意以下几项：
a) 附件与罐体时，应选用与罐体相同的焊接材料和焊接工艺。
b) 异种钢焊接前,必须经焊接工艺评定试验合格后，方可进行施焊，其焊接条件应以强度较高一侧的钢材的焊接条件为准。
4。5.2 为防止角变形，人孔与壳体焊接时坡口的角度最好是里大外小,其焊接顺序应为：
点焊在小坡口一侧→大坡口焊接2/3、反面清根后小坡口一侧焊接成形→完成大坡口一侧的剩余焊接量。
5 焊接检验
5.1 焊后必须对焊缝进行外观检查，检查前后应将渣皮、飞溅清理干净。
5.2 焊接外观质量应符合以下标准；
5。2。1 焊接接头和热影响区范围内，不得有裂纹、咬边、气孔、弧坑和夹渣等缺陷，并不得保留有熔渣和飞溅物。
5.2。2 角焊接接头的焊接尺寸应在规定的尺寸以上，表面应有圆滑过渡到母材的几何形状.
5。2。3 经打磨焊接接头表面、消除缺陷后机械损伤后的厚度，应不小于设计的最小厚度。
5。2.4 焊接接头的外形尺寸，应符合技术标准的规定，对接焊接接头的宽度以每边超过坡口2 mm为宜，其焊接余高允许值参见表2和图2。

标准抗拉强度试下限值σb〉540Mpa的钢材
其他钢材
单面坡口
双面坡口
单面坡口
双面坡口
e1
e2
e1
e2
e1
e2
e1
e2
0~10%δs
且≤3
≤1。5
0～10%δ1
且≤3
0~10%δ2
且≤3
0~15％δs
且≤3
≤1.5
0~15％δ1
且≤3
0～15%δ2
且≤3

图2

6 返修
6.1 接到返修通知单后，凡需处理的焊接接头缺陷应用超声波检测定位.
6.2 焊补的长度不得小于50mm,先用碳弧气刨去掉缺陷，然后用砂轮打磨，两端圆滑过渡，当消除缺陷清到球壳板厚度的2/3处还有残留缺陷时，应在该状态下补焊，然后在其背面再次清除缺陷，进行补焊，补焊要采用多层、多道焊接法。
6.3 补焊时严格按焊接工艺进行。
6。4 焊接接头同一部位修补次数不超过二次。若经过二次返修应不合格时，必须对原返修工艺进行分析，重新制订返修工艺，报现场组焊单位质保工程师或授权的项目工程质保工程师批准,方可进行返修。
6。5 凡经返修的焊接部位，必须做好质量记录。
6.6 对接焊接接头的咬肉缺陷进行焊补时，应加焊一道回火焊道，回火焊道焊完后，磨去多余的焊肉.
7 焊后工作
7。1 关闭电源、整理焊接设备、工具和焊接材料，清扫现场。
7.2 在施焊位置的规定部位及时打上焊工钢印代号,并做好焊接和返修记录.同时，进行焊缝表面和外观质量检查，清除焊件上的焊接熔渣、药皮和飞溅等物。

球罐现场热处理工艺守则
1 主题内容与适用范围
1。1 主题内容
本守则规定了钢制球形储罐制造的现场焊后热处理的工艺要求。
1。2 适用范围
本守则适用于50-1000m3钢制球形储罐制造的现场焊后热处理
2 一般规定
2。1 在球罐完成安装工序后,当设计要求进行热处理时，可采用“球内燃油法”进行热处理。但当施工现场不准使用火焰加热时，宜采用“内部电热法”进行热处理.
2.2 热处理的专业操作人员必须经过技术理论和实际操作的培训,经考核合格方能上岗操作。
2.3 专业操作人员必须在负责热处理的技术人员指导下，熟悉热处理工艺规范，并能严格执行热处理工艺方案。
2。4 热处理所用设备、仪器、仪表等在热处理前必须进行检查、校验，并确定其是在计量检验周期内.
3 热处理的准备工作
3.1 球罐热处理应根据球罐材质、规格、厚度等，确定热处理主要工艺规范。需由负责热处理的技术人员编写处理工艺说明书或技术措施，按公司压力容器制造和现场组焊《质量保证手册》规定的程序审批。
热处理工艺说明书或技术措施一般应包括如下内容：
3。1.1 热处理方法和设备。
3。1。2 热处理工艺规范及其控制方法.
3.1.3 保温方法及要求（必要时应包括热工计算书）。
3.1.4 测温系统及温度控制。
3.1。5 产品焊接试板布置及性能要求.
3。1。6 柱脚移动及监测措施.
3。1。7 热处理操作记录。
3.2 球罐的一切焊接工作必须全部完成，热处理前各工序检查均已合格，并已取得有关资料（球罐几何尺寸、外观检查、无损探伤检验报告），并经质检部门人员检查确认。
3。3 将焊接试板布置在球罐赤道位置外侧,并尽量与球罐壁紧贴.
3.4 热处理前将各立柱垂直度调整到允许的误差范围内，然后松开地脚螺栓和拉杆及一切刚性连接。
3.5 柱脚底部设移动设施,以便进行必要的球柱垂直度的调整。
3。6 球罐上凡与热处理无关的接管均用盲板封住。
3。7 保温工作
3.7。1 热处理用的保温材料必须要有合格证.
3。7。2 保温材料不应受潮，受潮后的保温材料必须进行干燥。
3。7.3 进行保温作业时，先将焊有铁钉（一般长度宜在100mm以上）的带钢纵向固定在球体外表面，然后铺设岩棉毡块保温材料，保温材料必须要紧贴壳体表面，多层保温时各保温层接缝应错开且对严，单层保温时保温层接缝宜搭接100mm以上.保温材料铺设后,应用10＃铁丝勒紧，以使保温层在热处理过程中不发生松动或脱落.
3。7。5 热处理时，保温层外表面温度不应大于60℃。
3。8 测温系统准备
3.8。1 测温点均匀地布置在球壳外表面，相邻测温点间距不得大于4。5m,距人孔与球壳板环缝边缘200 mm以内及产品焊接试板上必须设测温点。各种不同容积的球罐应设置的测点及必设点,参见表1。
表1
容积(m3）
总测温点数
必设点
上下人孔与球壳板环焊缝200 mm以内
试板
50
≥8
1
1
120
≥8
1
1
200
≥12
1
1
400
≥12
1
1
650
≥12
1
1
1000
≥16
1
1
2000
≥24
1
1
3.8.2 测温热电偶固定应牢固可靠，补偿导线应作妥善固定，敷设应尽量减少受球壳板热辐射影响。
3.8.3 温度记录必须采用连线自动记录仪表，并应与热电偶、补偿导线相匹配。仪表精度应达到±1％的要求.
4 球罐热处理的要求
4.1 采用球内燃烧法热处理，使用国产GD系列燃油火咀或其它更为先进的燃烧器。整个热处理系统由供油、供风、供液化气、排烟、测温以及保温等系统组成。
4.2 在供油、供风、供液化气待系统应设置必要的压力表、流量计，用以监视系统的运行状况。
4。3 热处理温度应按图样要求或按焊接工艺评定报告确定,可参照表2。
表2
钢 号
热处理温度℃
20R
625±25
16MnR
625±25
15MnVR
550～595
15MnVNR
565±15
07MnCrMoVR
565±20
4。4 在热处理的升降温过程中，应监测并及时调整柱脚的位移，移动柱脚应平稳缓慢进行.热处理过程中随时保持柱子垂直度，温度每变化100℃应调整、测量和记录一次柱脚移动值.
4.5 升温时严禁升温过快,300℃以下可不限制升温速度，但300℃以上升温速度应控制在50～80℃/h。
4.6 降温冷却的速度在300℃以上时应控制在30～50℃/h，300℃以下可不限制冷却速度，但应在静止空气中自然冷却。
4.7 300℃以上升温和降温时,球壳表面相邻两测温点的温差，不得大于130℃.
4。8 热处理恒温时间,按球壳厚度每25 mm恒温1h计算，且不少于1h。
5 在热处理后应及时进行如下工作:
5。1 整理热处理温度曲线和热处理温度记录。
5。2 对经热处理后的产品焊接试板试件进行机械性能和金相试验.
6 施工技术人员编制的球罐热处理技术措施或工艺文件,是本守则的具体补充。当发生矛盾时，应以施工技术措施或工艺文件为准。