奥氏体不锈钢管道手工电弧焊工艺.doc

ZH-0.04-2005
奥氏体不锈钢管道手工电弧焊工艺
1 范围
本工艺适用于石油、化工、电力、冶金、机械等行业的直径≥50mm的奥氏体不锈钢（0Gr19Ni9、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni11Ti、00Cr18Ni10、00Cr18Ni11、0Cr17Ni12Mo2、0Cr19Ni13Mo3、0Cr18Ni12Mo2Ti、0Cr18Ni12Mo3Ti等，管道的手工焊条电弧焊焊接。其它行业的碳素钢管道的手工电弧焊接，可参照本工艺执行。
2 规范性应用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有文件的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB5306-85 特种作业人员安全技术考核管理规则
GB3323-87 钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级
GB11345-89 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级
GB50235-97 工业金属管道工程施工及验收规范
GB50236-98 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范
GB/T985-88 气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸
GB/T983－1995 不锈钢焊条
JB4730-94 压力容器无损检测
JB/T3223-96 焊接材料质量管理规程
GB/T-14976-2002 流体送用不锈钢无缝钢管
锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则（国质检锅[2002]109号）
3 工艺流程方框图（见图1）

合格
不合格
合格
4.1 施工准备
4.2 焊接工艺评定
4.3
编制施工方案

4.4
材
料
准
备

4.5
焊接设备提供

4.8坡口加工及焊件组对
4.9焊接加工
4.10焊接质量检验
4.12
酸洗、钝化处理

4.11焊缝返修
4.6
焊工资格要求

4.7
焊接环境监控

图1 工艺流程方框图

4 工艺过程
4.1 施工准备
了解并熟悉施工图，认真阅读审核设计技术文件所需执行的施工验收规范，根据工程项目涉及的钢种、规格、焊接方法编制焊接工艺评定计划。
4.2 焊接工艺评定
根据设计要求编制焊接工艺评定的方法和内容，并执行相关标准的规定。
4.3 编制焊接施工方案
根据评定合格的焊接工艺为依据，编制焊接施工方案及焊接作业指导书，并制定出焊工培训考试计划。
4.4 材料准备
4.4.1 管材、管件应具有出厂合格证或质量证明书，其各项检验项目和技术指标应符合相关标准规定。
4.4.2 焊条应具有出厂合格证，其检验项目和技术指标应符合GB/T983－1995的规定。进口焊材或未列入国家标准的焊接材料应有检验合格证，并符合合同规定的技术标准要求。
4.4.3 焊条的采购、验收、贮存、保管应符合JB/T3223-96的规定：
4.4.4 焊条应专人保管、发放、回收，并做好记录。
4.4.5有耐晶间腐蚀要求的管子和管件，其耐腐蚀的性能应符合GB4334规定的有关试验方法与标准的要求，对无出厂耐腐蚀性能合格证明的管子，管件应按GB4334的规定进行晶间腐蚀倾向试验，并出具检验合格证明。
4.5 焊接设备提供
4.5.1 焊接设备的选择应在焊接方法确定之后进行。
4.5.2 选用装备齐全、性能良好的弧焊变压器（BX系列产品），弧焊整流器（ZX系列产品），逆变焊机。
4.5.3 焊机上必须配备经校验合格的电流、电压表
4.5.4焊机实行定机定人管理，焊工应做好焊机的日常维护保养工作。
4.6 焊工资格要求
4.6.1 从事本规程焊接作业焊工必须按《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》或GB50236-98第五章的规定，经相应项目考试合格后，方能在有效期内承担合格范围内的焊接施工任务。
4.6.2 焊工应按焊接作业指导书的规定及焊接技术措施进行施焊。
4.7 焊接环境监控
焊接周围环境条件应符合下列规定，否则应采取有效的防护措施。
a. 环境温度不低于0℃；
b. 风速＜8 m/s；
c. 相对湿度＜90%；
d. 无雨、雪天气。
4.8 坡口加工及组对
4.8.1 焊件的坡口
4.8.1.1 焊件的坡口形式和尺寸，应符合设计规定，当设计无明确规定时，可参照企业标准《ZH-0.01-2005附录B》中的规定。
4.8.1.2 焊件的切割及坡口加工宜采用机械方法，亦可采用热切割方法，当采用热加工法时，加工后 应清除熔渣，氧化皮，并将表面凹凸不平处打磨平整。
4.8.1.3 坡口加工后应进行外观检查，其表面不得有裂纹，分层等缺陷。
4.8.1.4 若设计要求对坡口表面进行无损检测时，应经检验合格后方能组对。
4.8.2 焊件的组对
4.8.2.1 焊前应将坡口及其边缘内外表面不小于10mm范围内的油、污、锈、毛刺等清除干净。
4.8.2.2 应避免强行组对。
4.8.2.3 管子或管件对接焊组对时，内壁应齐平，内错边量不宜超过管壁厚度的10%，且不应大于2mm。
4.8.2.4 不等厚对接焊件组对时，应按企业标准《ZH-0.01-2005附录C》中的规定对焊件进行加工。
4.9 焊接
4.9.1 奥氏体不锈钢管道的焊接，有条件时宜采用手工钨极氩弧焊打底，本工艺规程的焊接方法为焊条手工电弧焊。
4.9.1.1应根据管道化学成分及设计要求选用与母材化学成分相匹配的焊条，焊缝金属的性能和化学成分应与母材相当或者略高于母材，且工艺性能良好。
4.9.1.2 定位焊焊缝的焊接，应采用与正式焊接要求相同的焊条及工艺措施。并由取得与正式焊接要求相同合格项目的持证焊工担任。
4.9.1.3 定位焊可直接焊在坡口内，也可采用工夹具装配定位。定位数量应根据具体情况确定。
4.9.1.4 焊接工艺参数可参照表1选用。

表1 焊接工艺参数
焊条直径（mm）
焊接电流（A）
电弧电压（v）
焊接电源
Φ2.5
60~90
20~24
交流或直流反接
Φ3.2
80~130
21~25
Φ4.0
110~190
22~27
4.9.1.5焊接时严禁在管道坡口外的管壁上引弧和熄弧，焊接过程中应注意起弧和收弧处的质量，收弧时应将弧坑填满，多层焊的层间接头应错开。在保证焊透和熔合良好的条件下，应在焊接工艺指导书规定的范围内，选用较小的焊接线能量施焊，即采用小电流、短电弧、快焊速和多层多道焊工艺，并应尽量降低层间温度。
4.9.1.6每焊完一焊道，应将焊渣，飞溅物等清理干净再进行下道工序焊接，若工艺上有特殊要求需中断，则应根据工艺要求采取措施，防止产生焊接缺陷如裂纹等，再焊接前必须仔细检查已焊焊缝，确认无裂纹后方可按原工艺要求继续焊接。
4.9.1.7对不合格的焊缝，应进行质量分析，定出措施后方可进行返修，返修的焊接要求与正式焊接要求相同，必要时可制定返修焊接工艺，同一部位的返修次数不宜超二次。返修的现场应记录详尽，其内容至少应包括坡口形式，尺寸，返修长度，焊接工艺参数和施焊者及其钢印等。
4.9.1.8每一道焊口必须按规定的施工记录表式作好施工记录。
4.10 焊接检验
4.10.1焊口焊完后，应先对焊缝进行外观检查，外观检验应在无损探伤，强度试验，严密性试验之前进行。
4.10.2 焊缝的外观质量应符合设计规定的要求，当设计无明确规定时应满足下面要求；
4.10.2.1设计文件规定焊缝系数为1焊缝或进行100％射线照相检验或超声波检验的焊缝，其外观质量不得低于企业标准《ZH-0.01-2005附录D》中的II级。
4.10.2.2 设计文件规定进行局部射线照相检验或超声波检验的焊缝，其外观质量不得低于企业标准《ZH-0.01-2005附录D》中的III级。
4.10.2.3 不要求进行无损检验的焊缝，其外观质量不得低于企业标准《ZH-0.01-2005附录D》中的IV级。
4.10.2.4 焊缝的射线检验应符合设计文件和相关标准的规定。当设计文件无明确规定时，射线检验要求应符合GB3323-87的规定。超声波检验应符合GB11345－89的规定。
4.11 焊缝返修
4.11.1 焊缝无损检验发现不允许缺陷时，应消除缺陷后进行焊补，并对焊补处用原规定的方法进行检验至合格。对规定进行局部无损检验的焊缝，当发现不允许缺陷时，除按原规定的方法进行检验至合格外，还应进一步用原规定的方法进行扩大检验，其数量应执行设计文件及相关标准的规定。
4.11.2. 规定必须进行局部无损探伤的管道焊缝，应对每一焊工所焊的焊缝，按规定比例进行抽检，每条管线的最低探伤数量不得少于一个焊口。若发现存在超标缺陷的不合格焊缝，则应对该焊工在该管线上所焊的尚未探伤的焊缝进行扩大检验，扩大检验的数量应执行文件及相关标准的规定。
4.12 酸洗钝化处理
经检验合格的管道焊口，当设计文件要求对焊缝及热影响区表面进行酸洗钝化处理时，宜选购适用于奥氏体不锈钢的酸洗钝化胶泥，对焊缝及热影响区表面的变色区进行酸洗钝化处理。在作酸洗钝化处理时，特别是冲水清洗时必须采取相应的有效措施，以防止酸液对邻近管道及管架等钢结构物的腐蚀，并尽量作好废水的回收和处理工作，防止环境污染。
5 职业健康与安全技术措施
6.1上岗焊工必须执行GB5306-85及企业制定的《安全操作规程》。
6.2 执行本工艺的同时，必须执行《中华人民共和国消防法》、上海市建委颁发的《施工现场防火规定》以及本企业的《消防安全管理规定》。
6.3 所有使用中的焊接切割设备必须处于正常的工作状态，存在安全隐患（如：安全性或可靠性不足）时，必须停止使用并由维修人员修理。
6.4 在施工现场适当配置防火和灭火设备。
6.5 在准许操作的焊接现场，必要时可用不可燃屏板或屏罩隔开形成焊接隔间。
6.6 防护用品的选择按照国家有关规定外，此外还需结合焊接操作的实际情况做具体考虑。
6 主要施工机具（见表2）
表2 主要施工机具表
序号
机具名称
数 量
1
弧焊变压器、弧焊整流器器
根据工程规模及焊工人数而定。
2
逆变焊机
3
角向砂轮机
4
高温烘箱（500℃）
5
低温烘箱（300℃）
6
焊条保温筒

附录A
（规范性附录）
常用不锈钢焊接材料的选用
钢号
手弧焊
埋弧焊
二氧化碳气体保护焊焊丝钢号
氩弧焊焊丝钢号
焊条
焊剂
型号
对应牌号示例
焊丝钢号
型号
对应牌号示例
0Cr19Ni9
E308—16
A102
－
－
－
－
－
E308—15
A107
0Cr18Ni9Ti
E342—16
A132
H0Cr20Ni10Ti
－
HJ260
－
H0Cr20Ni10Ti
E347—15
A137
00Cr18Ni9Ti
E342—16
A132
－
－
－
－
－
E347—15
A137
00Cr18Ni10
E308L—16
A002
H00Cr21Ni10
－
HJ260
－
H00Cr21Ni10
00Cr19Ni11
E308L—16
A002
－
－
－
－
－
0Cr17Ni12Mo2
E316—16
A202
H00Cr19Ni12Mo2
－
HJ260
－
H00Cr19Ni12Mo2
E316—15
A207
0Cr18Ni12Mo2Ti
E316—16
A022
H0Cr20Ni14Mo3
－
HJ260
－
H0Cr20Ni14Mo3
E318—16
A212
0Cr18Ni12Mo3Ti
E316 L—16
A022
H0Cr20Ni14Mo3
－
HJ260
－
H0Cr20Ni14Mo3
0Cr18Ni12Mo3Ti
E318—16
A212
H0Cr20Ni14Mo3
－
HJ260
－
H0Cr20Ni14Mo3
00Cr17Ni14Mo2
E316 L—16
A022
H0Cr20Ni14Mo3
－
HJ260
－
H0Cr20Ni14Mo3

7