全厂管道焊接施工方案(新疆工程).doc

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一、工程概况
1.1工程名称：
新疆心连心能源化工有限公司煤头年产28万吨合成氨、48万吨尿素、10万吨三聚氰胺、15万吨复合肥工程项目
1.2工程地点：新疆自治区昌吉州玛纳斯县包家店镇塔西河工业园区
1.3建设规模：
新建年产28万吨合成氨、48万吨尿素、10万吨三聚氰胺、15万吨复合肥。
1.4设计单位：惠生工程（中国）有限公司
1.5监理单位：河南省中大工程监理有线公司
1.6工程范围：
1、2标段煤浆制备；5标段低温甲醇洗及液氮洗；6标段尿素及成品输送包装；7标段中两台合成透平压缩机组；8标段北二路以北外管；9标段除空分、气化外全厂供电及控制系统；11标段三胺装置；13标段原水、中水、循环水处理、换热站、冷凝液回收、全厂供暖中传动设备及电仪；以上区域装置及其附属设备、 配套系统，工艺管道（具体范围以现场划分为准）等安装工程施工及试验、调试；配合联试；保运服务。
1.7工程特点：
本工程位于新疆自治区昌吉州玛纳斯县包家店镇塔西河工业园区，属于温带大陆干旱、半干旱气候区，冬季寒冷，最冷月（1月）平均气温-26.1℃，极端最低温度甚至达到了-42.9℃。昼夜温差大，有霜冻、冰雹、干旱、热风等灾害性天气，最大积雪厚度达400mm。正因为施工现场天气复杂，所以我们在施工中更应该保证施工质量，特别是焊接质量。
管道施工及焊接工艺要求较高，所以应制定科学的管道施工和焊接工艺文件，合格焊工施焊，加强无损检测等质量控制，确保工程质量。管道材质主要有碳钢Q235-B、20、20G、奥氏体不锈钢304（0Cr18Ni9）、304L（00Cr19Ni10）、316L（00Cr17Ni14Mo2）、A333 Gr.6合金钢15CrMoG、12Cr1MoVG等。主要工作介质有：液氨、甲铵液、尿液、尿素熔融液、液氨、二氧化碳、蒸汽、冷凝液、甲醇高中低压氮气、火炬气等。
二、编制依据
2.1建设单位提供的招标文件（XLXLX-FP-GY-AZ-01～14）；
2.2《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》(GB50236-2011)；
2.3《压力容器焊接规程》NB/T47015-2011；
2.4《碳素钢及合金钢管道焊接工艺标准》（QB/12JG6.05-2005）；
2.5《低温用钢的焊接》机械工业出版社 2009.9
2.6《低温压力容器用低合金钢钢板》（GB3531-2008）
2.7《石油化工低温钢焊接规程》（SH/T3525-2004）；
2.8《现场设备、工业管道焊接工程施工质量验收规范》(GB50683-2011)；
2.9《工业金属管道工程施工规范》(GB50235-2010)；
2.10《工业金属管道工程施工质量验收规范》(GB50184-2011)；
2.11《化工金属管道工程施工及验收规范》HG20225-95；
2.12《石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范》SH3501-2011
2.13《承压设备无损检测》JB/T4730.1-6-2005；
2.14设计文件及图纸要求和本公司编写的有关技术要求等。
三、施工计划安排和保证措施
3.1 施工安排和进度计划
焊接虽然属于重要的特殊过程，但在施工中却属配合工种，具体施工计划安排是随管道专业的工作面展开情况而定的，每个施焊焊工必须积极的配合管道班组施工，在高质量前提下高速度焊好每一个焊口是完成施工计划的保证。
3.2施工计划的保证措施
3.2.1 管理措施
3.2.1.1充分发挥公司的统一协调职责，根据施工进度，协调安排，确保工程有足够的合格焊工配合管道施工。
3.2.1.2为加快工程进度，在时间安排上，适量加班加点，节假日不休息，有效地缩短施工工期。
3.2.1.3加大焊接设备投入，推广先进的焊接新工艺，提高机械化施工程度，加快施工进度。
3.2.1.4建立协调制度，每周召开一次现场会，每日召开施工协调会。加强信息反馈，及时调整计划。
3.2.1.5 积极主动和监理公司、业主配合，提高效率。
3.2.2 技术措施
本工程将列为公司科技推广示范工程，大力推广新设备、新技术、新材料、新工艺，在以先进的施工技术和过硬的施工队伍为技术保障的基础上，本公司内部的技术标准和关键施工工艺也将用于该工程项目。
四、劳动力与机具投入计划
4.1 劳动力配备计划
项目部对焊接专业施工人员实行动态管理模式，将根据工程进度计划需要，随时调动施工人员。及时从集团公司组织合格焊工进场。密切配合管道专业施工，以保证工程进度的顺利完成。
劳动力配备计划表 表1
专业
2014
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月
焊工
25
40
70
90
110
90
70
40
探伤
5
8
10
20
30
25
15
10
合计
30
48
80
110
140
115
85
50
4.2 计划投入的主要施工机械设备表（见下表）
表2
序号
机械设备名称
型号规格
数量(台)
能力
备注
1
砂轮锯管机
φ400、φ350
6
完好状态

2
磨光机
φ100
120
完好状态

3
交流电焊机
BX1300～500
70
完好状态

4
硅整流电焊机
ZX7-400
50
完好状态

5
等离子切割机
500℃
8
完好状态

6
焊条烘干箱
PPAWM—24A4
5
完好状态

备注：根据工程需要，随时投入所需施工机械设备。
五、管道焊接的一般要求
5.1对焊接技术文件的要求
压力管道施焊前，应按规定进行焊接工艺评定，并依据焊接工艺评定编制焊接工艺技术文件，用以指导焊接施工。焊工按指定的焊接工艺卡（焊接作业指导书）施焊。焊接工艺卡应与相对应钢材的焊接工艺评定进行编制，并按程序进行审批。
5.2对焊工的要求
5.2.1从事压力管道焊接的焊工应持有相应项目的焊工合格证书，方可参加相应项目的施焊。
5.2.2焊工应在合格的焊接项目内从事管道的焊接，且在有效期内。
5.2.3焊工应具备一定的焊接经验，和熟练的焊接技艺，能够胜任所焊接的项目。
5.3对焊接材料的要求
5.3.1焊材的选购应选国家定点厂家出产的产品，所有焊材必须有合格的“材质证明”，焊材的入库、堆放、保管、烘干、领用等必须按公司有关的管理制度严格执行。
5.3.2焊条使用前应按焊条说明书或焊接作业指导书的要求进行烘焙干燥，并认真填写焊材烘干、领用记录，以杜绝用错焊条(丝)的事故发生。
5.3.3当班所剩焊条和焊条头应退回烘干室，按规定做好标识重新烘干，焊条领出后应在规定时间内焊完，超过4个小时应再次烘干，经二次烘干仍未用完的焊条不得用于正式工程。
5.3.4在施焊过程中，应使用保温筒盛装焊条，在使用过程中保持干燥。
5.3.5焊材贮存库内应有良好的通风条件。
5.3.6焊丝在使用前必须进行清理，直至全部露出金属光泽(有锈坑的严禁使用)。
5.4对焊接环境的要求
5.4.1手工电弧焊时，风速不得大于8m/s，氩弧焊时，风速不得大于2m/s。
5.4.2相对环境湿度不得大于90%。
5.4.3下雨或下雪天气不得露天施焊及防止管内穿堂风。
当出现以上情况之一时应采取防护措施，或停止焊接工作。
5.5对焊缝的布置要求
5.5.1 钢板卷管或设备的筒节与筒节、筒节与封头组对时，相邻两节间纵向焊缝间距应大于壁厚的3 倍，且不应小于100mm；同一筒节上两相邻纵缝间的距离不应小于200mm。
5.5.2 管道同一直管段上两对接焊缝中心间的距离，当公称尺寸大于或等于150mm 时，不应小于150mm；当公称尺寸小于150mm 时，不应小于管子外径，且不应小于100mm。
5.5.3 卷管的纵向焊缝应置于易检修的位置，且不宜在底部。
5.5.4 有加固环、板的卷管，加固环、板的对接焊缝应与管子纵向焊缝错开，其间距不应小于l00mm。加固环、板距卷管的环焊缝不应小于50mm。
5.5.5 加热炉受热面管子的焊缝与管子起弯点、联箱外壁及支、吊架边缘的距离不应小于70 mm；同一直管段上两对接焊缝中心间的距离不应小于150mm。
5.5.6除采用定型弯头外，管道对接环焊缝中心与弯管起弯点的距离不应小于管子外径，并且不应小于100mm。管道对接环焊缝距支、吊架边缘之间的距离不应小于50mm；需进行热处理的焊缝距支、吊架边缘之间的距离不应小于焊缝宽度的5 倍，且不应小于100mm。
5.5.7 不宜在焊缝及其边缘上开孔。当必须在焊缝上开孔或开孔补强时，应对开孔直径1.5倍或开孔补强板直径范围内的焊缝进行100%射线或超声波检测，确认焊缝合格后，方可进行开孔。被补强板覆盖的焊缝应磨平，管孔边缘不应存在焊接缺陷。
5.6对焊缝坡口加工要求
5.6.1当厚度小于3mm时，采用Ι型坡口，对壁厚3-40mm的管道宜采用V型坡口形式坡口。
5.6.2对一般的碳钢管道的坡口加工， 可采用氧乙炔焰加工，但必须用磨光机磨去影响焊接质量的表面层。坡口加工完毕，要检查坡口表面质量，以保证焊接质量。对合金钢、不锈钢管道的坡口加工宜采用机械加工。
5.7对管口接头组对的要求
5.7.1壁厚相同的管道组成件对接时，应使内壁平齐，其错边量不大于1mm。
5.7.2壁厚不同的管道组成件对接，应按图1的要求进行加工、组对。
150
1.内壁尺寸不相等
£17
150
2.外壁尺寸不相等
£17

图1.不同壁厚管子坡口加工、组对要求
150
150
£17

5.7.3焊接接头组对前应用手工或机械方法进行清理，使管子内外表面在坡口两侧20mm范围内不得有油漆、毛刺、锈斑、氧化皮及其它对焊接有害的物质。
5.8对接缝定位点焊的要求
定位焊要求与正式焊接工艺相同，定位焊长度一般为10～15mm，高度为2～4mm，且不超过管壁厚的2/3，焊肉不应有裂纹等缺陷，在施焊第一层前要用磨光机将定位焊焊肉两侧磨成缓坡形。
5.9焊接方法的选择
5.9.1 公称尺寸小于600mm，且设计压力大于或等于10Mpa，或设计温度低于-20℃的管道应采用氩弧焊打底或者能保证底部焊接质量的其他焊接方法或工艺。
5.9.2工艺物料管道和要求清洁度高的公用工程管道采用氩弧焊或氩电联焊，对于管内清洁度要求一般的管道采用电弧焊。
5.9.3中、高压管道采用氩弧焊或氩电联焊，低压管道采用电弧焊。
5.9.4公用工程管道低压介质或管内要求清洁度一般的介质管道焊接方式可采用电弧焊。如低压冷凝液、循环冷却水等。
5.9.5伴热管道焊接，碳钢伴热管采用氧乙炔焊或电焊，不锈钢伴热管采用电弧焊或氩弧焊。
5.9.6对含铬量≥3%或合金元素总量＞5%的焊件，采用钨极惰性气体保护电弧焊或熔化极气体保护电弧焊进行根部焊接时，焊缝内侧应冲氩气或者其它保护气体，或采用其它防止内侧焊缝金属被氧化的措施。
5.9.7低温钢单面焊底层焊道应采用钨极氩弧焊，必要时在背面冲氩保护或采用其他背面保护措施。
5.10焊前预热及焊后热处理
5.10.1焊前预热
5.10.1.1 当焊件温度低于0℃或者焊口被冰霜雪覆盖润湿时，焊接前首先将焊口外表面清扫干净，并预热到15℃以上，预热范围在坡口中心两侧各50mm左右，且预热要在破口两侧均匀进行，内外热透并防止局部过热。加热区以外100mm范围内予以保温，当被迫中断时，要用石棉布或者其他保温材料对焊缝及热影响区保温，使之缓冷，在恢复施焊前仍需按上述要求进行预热。焊接完成后，用石棉布或者其他保温材料对焊缝及热影响区保温，使之缓冷。
5.10.1.2 焊前预热的加热范围，应以焊缝中心为基准，每侧不应小于焊件厚度的3 倍，且不应小于100mm。
5.10.1.3要求焊前预热的焊件，其道间温度应在规定的预热温度范围内。碳钢和低合金钢的最高预热温度和道间温度不宜大于250℃，奥氏体不锈钢的道间温度不宜大于150℃。
5.10.1.4焊前预热应符合设计文件的规定，常用钢种的最低预热温度应符合下表3所示。
常用钢种的最低预热温度 表3
钢种
焊前预热
壁厚δ（mm）
温度（℃）
20 20G
≥26
100～200
Q345
≥15
150～200
15CrMoG
全部
150～200
12Cr1MoVG
全部
150～200
A333 Gr.6
≥30
50～100
5.10.2焊后热处理
5.10.2.1工业金属管道及管道组成件的焊后热处理应符合设计文件的规定，当设计文件无规定时，应按表4的规定执行，焊后热处理的厚度应为焊接接头处较厚组成件的壁厚。
管道热处理基本要求 表4
钢种
焊后热处理
壁厚δ（mm）
温度（℃）
20 20G
＞30
600～650
Q345
＞30
600～650
15CrMoG
＞13
700～750
12Cr1MoVG
＞13
700～750
A333 Gr.6
≥16
600～640
5.10.2.2热处理的加热速率和冷却速率应符合下列规定：
5.10.2.2.1 当加热温度升至400℃时，加热速率不应超过205×25/t℃/h，且不得大于205℃/h。
5.10.2.2.2恒温后的冷却速率不应超过260×25/t℃/h，且不得大于260℃/h，400℃以下可自然冷却。
5.10.2.2.3恒温时间最高与最低温度差应小于65℃。
5.10.2.3焊后热处理注意事项
5.10.2.3.1采用局部加热热处理时，加热带应包括焊缝、热影响区及其相邻母材。焊缝每侧加热范围不应小于焊缝宽度的3 倍，加热带以外100 mm 的范围应进行保温。
5.10.2.3.1焊前预热及焊后热处理过程中，焊件内外壁温度应均匀。管道预热亦可用氧乙炔加热，焊后热处理宜采用电加热法。
5.10.2.3.1焊后热处理时，应测量和记录其温度，测温点的部位和数量应合理。
5.10.2.3.1经焊后热处理合格的部位，不得再进行焊接作业，否则应重新进行热处理。
六、压力管道及特殊材质管道焊接
6.1中低压碳钢管道焊接
本工程中设计有部分中低压碳钢管道，中低压碳钢管道的焊接应遵循以下施工原则进行施焊。
6.1.1进行氩弧焊时焊丝可采用TIG-J50，手工电弧焊条用E4303或E4315。
6.1.2焊件组装对口应将焊件垫置牢固，防止焊接和热处理过程中产生变形和附加应力。对口的局部间隙过大时，应设法修整到规定尺寸，严禁在间隙内加填塞物。
6.1.3除设计规定的冷拉口外，其余焊口应禁止强力对口，不允许利用热膨胀法对口。　
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅰ
A 水平固定
B 垂直固定
6.1.4对管径≥219mm的管道，氩弧打底的推荐焊接顺序下图所示：
Ⅳ

注：Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ为焊接顺序表示
6.1.5氩弧焊打底焊缝检查合格后应及时进行次层焊缝的焊接。多层多道焊缝焊接时，应进行逐层检查，经自检合格后应及时进行次层焊缝的焊接。
6.1.6为减少焊接应力变形和接头缺陷，对直径大于194mm的管子对接接头宜采取两人对称焊。
6.1.7施焊过程中，应特别注意接头和收弧的质量，收弧时应将熔池填满，多层多道焊的焊接接头应错开。施焊过程中除工艺和检验上的要求分次焊接外，应该连续焊接完成。若由于客观环境的影响被迫中断时，应采取防止裂纹等缺陷产生的措施（如后热、缓冷、保温，防雨等），再次焊接时应仔细检查并确认无缺陷后，方可按焊接工艺的要求继续施焊。
6.1.8对需作检验的隐蔽焊缝，应经检验合格后，方可进行其他工序。
6.2高压管道焊接
6.2.1本工程中部分管道为高压管道，材质多为20G，为了确保焊接质量和管内的清洁度，高压管道的焊接均采用氩电联焊焊接工艺。
6.2.2焊机采用硅整流焊机或逆变焊机。
6.2.3焊条的选用根据焊缝金属与母材等强度原则，20G材质的管道焊条牌号选择J506或J507，规格Ø3.2-4.0mm；焊丝牌号选用TIG-J50焊丝，规格Ø2.5mm。
6.2.4钨棒型号选用WCe-20,规格Ø2.5mm。氩气要求纯度达到99.96%。
6.2.5管子、管件对口时应采用砂轮机清理坡口附近内外表面≧20mm的水、油、锈、漆、等松散氧化物，清理合格后应及时施焊。
6.2.6在焊接前对较厚的管壁应进行预热。预热时的加热范围，以对口中心线为基准，每侧不应小于焊件厚度的3倍，热处理的加热范围每侧不应小于焊缝宽度的3倍。
6.2.7当管道施焊环境温度低于0℃时，所有钢种在施焊处100mm范围内应预热到15℃以上。
6.2.8组对时除设计文件有特殊要求的冷拉伸或冷压缩焊口外，为防止焊接裂纹和减少应力，不得强行组对，与设备连接的焊口更应防止强行组对。
6.2.9管子、管件对接焊口的组对应做到内壁平齐，内壁错边量允许偏差见下表5：

管道组对内壁错边量允许偏差表 表5
焊接形式
内壁错边量允许偏差（mm）
单面焊
不超过壁厚的10%，且≤1
双面焊
不超过壁厚的20%，且≤2
6.2.10定位焊接时，先用卡管器将待焊的两管头固定，校正调直，使两管同心一致，然后用氩弧焊电焊固定。定位点焊时，应在时钟的3点、6点、9点、12点的位置点焊，焊点长度为10～15mm,焊点厚2～3mm。定位焊缝是正式焊缝的一部分，要与正式焊缝同等对待。同时由于点固时工件温度低，点固也不是特别牢，所以更容易产生缺陷，因而更应该引起注意，发现缺陷要及时打磨掉重新焊接。
6.2.11氩弧焊打底焊接：
6.2.11.1工艺参数：钨极伸出长度6～8mm，氩气流量8～9L/min，焊接电流90～110A,电压20V左右。
6.2.11.2引弧：在坡口处将钨极与母材划擦引弧，。水平管一般分左右两半圆圈进行焊接，先左半圈后右半圈。
6.2.11.3熔化、加丝：引弧后控制弧长在2～3mm之间，对坡口根部两侧加热，待钝边熔化形成熔池后，即可填丝焊接。为保证背面成型良好，焊丝熔化金属应送到坡口根部。为防止始焊处产生裂纹，始焊速度要慢些，并多填些焊丝使焊缝加厚。
6.2.11.4焊接过程中，焊枪与管子、焊丝的夹角应保持不变。
6.2.11.5焊接时电弧应交替加热坡口根部和焊丝端头，控制坡口两侧熔透均匀，保证管内壁焊缝成型均匀。
6.2.11.6焊接过程中，钨极不得与焊丝、工件相接触，防止夹钨和钨极烧坏。
6.2.11.7焊丝端部应始终处于氩气保护之中，送丝动作要轻，不得扰动氩气保护层，以防止空气侵入。更不能够像气焊那样在熔池中搅拌，而是用左手拇指、食指和中指捏紧焊丝，靠手臂和手腕的上、下反复动作，将焊丝端部的熔滴送入熔池。
6.2.11.8左半圈与右半圈的焊接基本相同，每半圈应尽量连续施焊，若被迫中断，其接头处应焊成或磨成斜坡，不能有死角。重新引弧的位置应在原弧坑后面，使接头重叠20～30mm，重叠处一般不加或少加焊丝。熔池要贯穿到接头的根部，以确保接头处熔透。
6.2.11.9打底层焊缝需经自检合格后方能进行填充盖面。
6.2.12电焊填充、盖面：
6.2.12.1打底之后趁着自身的温度，应立即进行电焊填充、盖面焊接。
6.2.12.2由于高压管道的管壁较厚，填充、盖面焊接宜用Ø3.2mm或Ø4.0mm的焊条，电流80～120A左右，电流23V左右。
6.2.12.3盖面焊接的操作手法以小摆副的月牙形或横向锯齿形连弧法，或以快速断弧法施焊。
6.2.12.4前半圈收弧时，要向弧坑少填些铁水，使弧坑呈斜坡状，为后半圈收边创造条件。后半圈引弧时，应在前半圈施焊处前10mm左右，并熔掉前半圈焊缝10mm左右。后半圈收弧时应向熔池多填几滴铁水，以防止出现弧坑裂纹。
6.2.12.5盖面焊接时，焊条摆幅和前进速度都要均匀，从而使焊缝平滑、整齐、美观。焊缝表面不得有气孔、裂纹、加渣等缺陷。
6.3合金钢管道焊接
6.3.1部分管道材质为15GrMoG、12Cr1MoVG等合金钢，合金钢管道焊接应遵循以下要求进行施焊。
6.3.2为保证焊缝单面施焊双面良好的成型，所有合金钢管道均采用手工氩弧焊打底，手工电弧焊盖面的焊接方法。
6.3.3 合金钢管道焊接全部采用先进的电弧焊/氩弧焊两用直流逆变焊机。
6.3.4施焊前，对到货的15CrMoG、12Cr1MoVG管道及管件，对质量证明文件和外观进行验收，确认材质无误。
6.3.5管子的切割、坡口加工，可采用气割的方法进行，然后将氧化膜打除干净，坡口边缘不得有重皮、毛刺等缺陷。
6.3.6焊材选用
材质
氩弧焊
手弧焊
备注
15CrMoG
R30
R307

12Cr1MoVG
R31
R317

电焊条使用使用前须在350℃烘干1小时，烘好的焊条要及时放入100℃保温箱内。现场焊接时，焊工要将领用的焊条装在100℃的保温筒内带到现场。
6.3.7焊丝在使用前必须进行清理，直到全部露出金属光泽（有锈坑的严禁使用）。
6.3.8氩气使用必须确认其纯度，应满足使用要求，方可焊接。
钨极氩弧焊采用铈钨极棒。
6.3.9焊接坡口有影响焊接质量的局部凹凸不平处应予以修整，坡口形式V型，角度60°±5°，间隙2.5±0.5mm，钝边0.5～1mm。
6.3.10管子组对点固后，施焊前应再次检查清除坡口内的污物，焊道坡口两侧里外10～15mm范围内都要彻底去除锈蚀、油污、结垢等杂物，直到呈现出金属光泽。并把点固焊肉两端部用角向磨光机磨出缓坡，以保证焊缝根部熔合良好。
6.3.11预热后立即进行手工钨极氩弧焊打底，打底焊应一次连续焊完。底层焊道要求焊透、成型好、焊肉厚度约3mm。
6.3.12管口一旦施焊，应连续焊完，氩弧焊打底焊后必须及时盖面，多层焊道的焊缝各层的接头部位要错开，注意层间的清理和层间缺陷的清除。层间温度以预热温度为宜。如中断焊接，须采取后热、缓冷等措施。再次焊接前需进行检查，确认无裂纹后按原工艺要求继续焊接。
6.3.13氩弧焊焊接时采用直流正极性接法，手弧焊焊接使用低氢碱性焊条时，采用直流反接法，且应短弧操作。
6.3.14对于大口径的管道焊接应由两名焊工同时对称施焊，以利于受热均匀，可消除焊接过程产生的应力。
6.4不锈钢管道焊接
本工程中很大部分为不锈钢管道，为保障焊接质量，不锈钢管道焊接要严格执行GB50236-2011《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》的要求进行施焊。
6.4.1手工钨极氩弧焊工艺参数，采用直流正接，钨极直径2.5㎜，喷嘴直径8㎜，焊接电流70-110A，氩气流量7-10L/min。其它详细焊接工艺参数见焊接工艺卡。
6.4.2本工程涉及到的不锈钢材质为304、304L和316L、316LMOD几种，各材质的管道焊接使用焊丝、焊条牌号见下表，焊丝规格φ2.5（1.6），焊条规格φ3.2。其它详细焊接工艺参数见焊接工艺卡。
焊材选用表 表6
管道材质
焊 条
焊 丝
备注
304/0Cr18Ni9
A102/A107
ER308

304L/00Cr19Ni10
A002
ER308L

316/0Cr17Ni12Mo2
A202
ER316

316L/00Cr17Ni14Mo2
A022
ER316L

6.4.3钨极选用铈钨棒，氩气纯度应在99.96%以上。焊丝在使用前必须用丙酮擦拭去除油污。
6.4.4管口坡口角度为60°±5°，对接坡口间隙1.5-2mm，坡口形式为V型。
6.4.5手工电弧焊盖面前，要在焊缝两侧坡口边线外200mm范围内，涂上防飞溅剂，手弧焊必须采用短弧操作，除盖面层焊条可轻微横向摆动外，一般不宜横向摆动。
6.4.6不锈钢焊后要对焊缝及其附近表面进行认真清理清除所有焊渣及飞溅物。
6.4.7焊缝应采用化学清洗溶剂进行酸洗处理，使焊缝表面露出金属光泽，增加不锈钢抗晶间腐蚀能力。
6.5低温钢管道的焊接
本工程用到的低温钢有A333.Cr6 和不锈钢，其焊接主要考虑保证焊缝金属的低温冲击韧性。
6.5.1 A336.Cr6管道的焊接。
6.5.1.1 A333.Gr6钢属于低温钢，最低使用温度为-70℃，通常以正火或正火加回火状态供货。A333.Gr6钢无缝钢管的化学成分及力学性能如表7、表8所示。
A333.Gr6无缝钢管的化学成分/% 表7
C
Mn
Si
S
P
V
Nb
Ni
≤0.12
0.29-1.06
≥0.1
≤0.058
≤0.048
---
---
---

A333.Gr6无缝钢管的力学性能 表8
拉伸强度
σb /MPa
屈服强度
σs /MPa
延伸率
δs /%
冲击功（-46 ℃） Akv/J
10 × 10 × 55 （mm）
5 × 10 × 50 （mm）
414
241
≥ 16.5
≥ 17.6
≥ 9.5
由表1 和表2 可知， A333.Gr6钢含碳量较低，因此淬硬倾向和冷裂倾向都比较小，材质韧性和塑性较好，一般不易产生硬化和裂纹缺陷，可焊性好。
6.5.1.2焊接工艺
6.5.1.2.1焊材的选用
按照与母材相容的原理，以保证其良好的可焊性和焊接接头良好的韧性，选用W707Ni焊条。焊材的选用及成分见表9、表10。
焊材的选用与烘干 表9
焊材
牌号
直径/mm
烘干温度及时间
恒温温度/℃
焊条
W707Ni
3.2
350 ～ 400 ℃， 1 h
100 ～ 150

焊材的化学成分/% 表10
焊 材
C
Mn
Si
S
P
Mo
Ni
焊 条
≤ 0.10
—
—
≤ 0.030
≤ 0.030
—
2.0 ～ 4.0
焊接中，对直径小于76.2 mm壁厚小于3mm的管道采用I型口对接间隙2±1mm，全氩弧焊接；对于直径大于76.2 mm的管道开V型坡口，采用氩弧打底多层填充的氩电联焊的方法。
6.5.1.2.2焊前预热
当环境温度低于5℃时需对焊件进行预热，预热温度为100～150℃；预热范围是焊缝两侧各100mm；用氧乙炔焰（中性焰）加热，测温笔在距焊缝中心50～100 mm处测量温度，测温点均匀分布，以更好地控制温度。
6.5.1.2.3焊后热处理
焊后热处理的加热速率、恒温时间及冷却速率按以下规定执行：
（1）当温度升至400℃以上时，加热速率不应大205×25/δ℃/h，且不得大于330℃/h。
（2）恒温时间应为每25mm壁厚恒1h，且不得小于15 min， 在恒温期间最高与最低温差应低于65 ℃。
（3）恒温后冷却速率不应大于65×25/δ℃/h，且不得大于260℃/h，400℃以下可自然冷却。
6.5.1.3注意事项
6.5.1.3.1按规定严格预热，控制层间温度，层间温度控制在100～200℃。每条焊缝应一次焊完，若中断，应采取缓冷措施。
6.5.1.3.2焊件表面严禁电弧擦伤，收弧应将弧坑填满并用砂轮磨去缺陷。多层焊的各层间接头要错开。
6.5.1.3.3严格控制线能量，采用小电流、低电压、快速焊。直径3.2mm的W707Ni焊条每根焊接长度必须大于8 cm。
6.5.1.3.4必须采用短弧、不摆动的操作方式。
6.5.1.3.5必须采用全焊透工艺，并严格按照焊接工艺说明书和焊接工艺卡的要求进行。
6.5.1.3.6焊缝余高0～2mm，焊缝每侧增宽≤2mm。
6.5.1.3.7焊缝外观检测合格后，至少24 h后方可进行无损检测。管道对接焊缝执行JB 4730-2005《承压设备无损检测》标准。
6.5.1.3.8焊缝返修应在焊后热处理前进行，若热处理后须返修， 则返修后，焊缝要重新进行热处理。
6.5.1.3.9若焊缝表面成形几何尺寸超标，允许修磨，且修磨后其厚度不得小于设计要求。
6.5.1.3.10对于一般的焊接缺陷最多允许两次返修，若两次返修仍不合格，则需切除这道焊缝，按照完整的焊接工艺重新施焊。
6.6特种钢的焊接工艺
6.6.1耐热钢P11的焊接性
6.6.1.1耐热钢P11的化学成分下表：
C
Si
Mn
P
S
Cr
Mo
0.05～0.15
0.5～1
0.3～0.6
≤0.025
≤0.025
1.0～1.5
0.44～0.65
6.6.1.2从保证焊缝性能同母材匹配的原则出发，焊丝选用RE80S-B2,焊条选用E8018-B2。
6.6.1.3管道在焊接前焊口应该预热，预热温度控制在200～250℃。
6.6.1.4焊接工艺参数见下表：
焊接方法
填充金属
焊接电流
电弧电压（V）
牌号
直径（mm）
极性
电流（A）
GTAW
RE80S-B2
Ф2.0
直正
80～120
16～24
SMAW
E8018-B2
Ф3.2
直反
80～130
22～28
焊缝层间温度应保持在200～250℃，焊接完毕进行300～350℃/30min的后热并保温缓冷，待冷却至常温后还要进行消除应力热处理， HB≤225为合格。
6.6.1.5由于P11耐热钢的焊接性较差，容易产生冷裂纹，因此在实际的焊接过程中必须采取相应的工艺措施，以保证管道的焊接质量。
6.6.1.5.1焊条使用前应严格烘焙，烘焙温度为300～350℃×1h，存放温度为80～120℃，烘焙时不允许急冷急热，以防止药皮开裂。
6.6.1.5.2施焊时将管口两端堵死，空气相对湿度小于90%，手工电弧焊时风速小于8m/s，氩弧焊时风速小于2m/s。施焊过程中层间温度不应低于预热温度。
6.6.1.5.3采用小摆动多层多道焊。
6.6.2耐热钢P91的焊接性
6.6.2.1耐热钢P91的化学成分下表：
C
Si
Mn
P
S
Cr
Mo
0.08～0.12
0.20～0.50
0.30～0.60
≤0.020
≤0.010
8.0～10.5
0.85～1.05
6.6.2.2从保证焊缝性能同母材匹配的原则出发，焊丝选用RE90S-B9,焊条选用E9015-B9。
6.6.2.3由于P91是中合金钢，它具有相当高的冷裂倾向，在不预热条件下焊接裂纹达100%，所以管道在焊接前焊口应该预热，预热温度控制在150-200℃（GTAW）、200-250℃（SMAW），预热宽度从坡口中心每侧不少于3倍的管壁厚计算。
6.6.1.4焊接工艺参数见下表：
焊接方法
填充金属
焊接电流
电弧电压（V）
牌号
直径（mm）
极性
电流（A）
GTAW
RE90S-B9
Ф2.0
直正
90～110
10～14
SMAW
E9015-B9
Ф3.2
直反
100～120
20～24
焊缝层间温度应保持在200～250℃。当焊接接头不能及时进行热处理时，应于焊后立即做加热温度为300～350℃、恒温时间为2小时的后热处理。
6.6.1.5焊接结束后要进行热处理，焊后热处理采用多路输出、多点测温，且加热器与热电偶一一对应，焊口上、下温度始终保持一致，使热处理焊口在升、降温速度以≤150℃/h为宜。降温至300℃时，可不控制，冷却至室温。加热温度为750～770℃，恒温时间为5min/mm，但最少不得少于4小时。热处理完毕后做100%硬度测定，硬度值小于350HB。
6.6.3 INCONEL 625的焊接性
6.6.3.1 INCONEL 625具有优良的耐腐蚀和抗氧化性能，从低温到980℃均有良好的拉伸性能和疲劳性能。INCONEL 625的可焊性不是很好，焊接时应采取合理的焊接工艺和相应措施避免出现热裂纹、气孔等缺陷。
6.6.3.2焊材选用根据焊件的化学成分、力学性能、使用条件和施焊条件进行综合考虑。INCONEL 625的焊接，宜选用和母材合金系统相同的焊接材料，焊材选用ERNiCrMo-3（625）焊丝，ENiCrMo-3（112）焊条 焊条使用前应按焊条产品说明书进行烘干。烘干后的焊条应储存在100～150℃左右的恒温箱内，焊工领用时，应用合格保温筒领取，如领用时间超过4h，应重新烘烤，但重新烘烤次数不得超过2次。
6.6.3.3采用的焊接工艺参数如下：
焊接方法
填充金属
焊接电流
电弧电压（V）
牌号
直径（mm）
极性
电流（A）
GTAW
ERNiCrMo-3
Ф2.0
直正
70～80
16～20
SMAW
ENiCrMo-3
Ф3.2
直反
70～100
21～23
6.6.3.4 INCONEL 625焊接时应注意事项
6.6.3.4.1焊接时必须保证焊透和熔合性，保证焊缝质量，为了减少热裂纹，在保证焊透的前提下，尽量采用小的线能量、短电弧，不摆动或小摆动的操作方法。
6.6.3.4.2焊缝多层焊时，采用小电流多层多道焊。层间温度须控制在100℃以下，层间检查要仔细、清理要彻底，各层各道之间应相互错开。
6.6.3.4.3焊接时层间温度必须严格控制，测量采用红外测温仪，低于100℃时方可进行下一层焊接。 
6.6.3.4.4每一层焊道必须清理干净方可进行下一层焊接；焊后及时将焊缝表面的熔渣和飞溅清理干净，焊接过程中缺陷清理用角向磨光机打磨时，必须防止局部热量过高而产生热裂纹。 
6.6.3.4.5由于线能量要求小，采用钨极氩弧焊打完底后，焊肉较薄，为保证焊接质量，打完底后先做渗透检查看是否有裂纹，合格后继续用钨极氩弧焊进行焊接，待采用钨极氩弧焊焊完三层后再做渗透检查，合格后方可用焊条电弧焊进行焊接，焊接完毕后清理干净焊缝表面杂物，再进行渗透检查。 
6.6.3.4.6焊接中应确保引弧和收弧质量，收弧时应将弧坑填满。镍合金焊接时，在收弧处易产生弧坑裂纹，收弧后应仔细检弧坑处，发现有微裂纹应打磨除去。
6.6.4 MONEL400的焊接性
6.6.4.1 Monel400是一种用量最大、用途最广、综合性能极佳的耐蚀合金。此合金在氢氟酸和氟气介质中具有优异的耐蚀性，对热浓碱液也有优良的耐蚀性。同时还耐中性溶液、水、海水、大气、有机化合物等的腐蚀。该合金的一个重要特征是一般不产生应力腐蚀裂纹，切削性能良好。其化学成分如下：
MONEL400合金化学成分（%）（西班牙TR公司供）
C
Mn
Si
Cu
Ni
AI
Fe
S
P
0.11
0.99
0.16
32.26
65.02
0.04
1.42
≤0.001
≤0.005
6.6.4.2焊接MONEL400材质的焊材选用焊丝ERNiCu-7 ，焊条ENiCu-7。焊材350℃×1h烘干；焊丝用丙酮擦洗干净，随擦随用。
6.6.4.3采用的焊接工艺参数如下：
焊接方法
填充金属
焊接电流
电弧电压（V）
牌号
直径（mm）