船用管子装配焊接工艺介绍模板.doc

总则

1 本工艺是管系施工工艺文件，是在考虑了本厂现在施工中具体情况
而编制。

2 本工艺属于指导性文件，如设计图纸或专用工艺文件另有特殊要求或
技术要求，则应按图纸或专用工艺文件实施。

3 本工艺不适适用于主蒸汽、氧气和氮气等特殊管路及软管系统。

4 本工艺适适用于内燃机动力船舶常见管系。

0、 范围
本工艺关键要求了船用管子装配焊接通用工艺，适适用于各类船舶材料满足规范要求下列规格管子装配焊接：外径在325mm以下无缝钢管和合金钢管、180mm以下铜管和铜合金管、70mm以下铝管和铝合金管、42mm以下双金属管和DN150mm以下水煤气管。
对于其它类型或有特殊要求管子应按设计要求另制订专门焊接工艺。
1、管子和管子焊接
管子焊接能够采取直接对焊、坡口对焊、衬圈对焊和封底对焊等形式。多种型式技术要求见表一

表一 管子对焊型式及技术要求
型式名称
对接型式和坡口简图
结构尺寸
mm
适用范围
管系
设计压力MPa
设计温度℃
直接对焊

δ
2
3
4
5
蒸

汽
≤1.6
≤300
b
6
8
10
c
1±0.5
2±0.5
e

2±0.5
坡口对焊

δ
6
7
8
9
10
11
≥12
燃油
≤1.6
≤150
b
12
14
16
≥10
c
2±0.5
3±0.5
e
2±0.5
其它介质
≤4.0
≤300
p
2±1
α
60±5°
封底对焊

δ
6
7
8
9
10
11
≥12
其它介质
＞4.0
＞300
b
14
16
18
≥20
c
2±1
e
2±0.5
p
2±1
α
70±5°

1.1 管子对接中心偏差均应≤1.0mm。
1.2 若管子对接时有壁厚差，则在较厚壁内侧削斜，其削斜长度大于壁厚差4倍。
1.3 管子经对接焊后，管子内外表面焊渣和飞溅均应去除，假如采取气焊封底焊则焊缝内表面修正能够省略。
2、法兰和管子焊接
2.1 钢管法兰连接形式和适用范围见表2
2.2 法兰焊接应在支管和弯头焊接以后，以预防焊接变形。焊接型式应严格根据所选使用方法兰标准要求进行。
2.3 装焊时，法兰内壁和管子外表面最大间隙应小于2mm，径向相对两点间隙总和不得超出3mm；法兰和管子焊接咬口深度应小于0.2mm，超出此数值应给予修整。焊接时不应使法兰密封平面碰电、损坏。
2.4 使用表2以外其它型式法兰连接，应经船检部门审批同意。

表2 钢管法兰连接型式和适用范围
型

号
简 图
适 用 范 围
管 系
最高设计压力
MPa
最高设计温度
℃
A

蒸汽
不限
不限
燃油
不限
400
其它介质
不限
不限
B

蒸汽
不限
400

燃油滑油
不限
不限

其它介质
不限
400

续表2

型

号
简 图
适 用 范 围
管 系
最高设计压力
MPa
最高设计温度
℃
C

热油
1.6
250
燃油滑油
0.7
60
其它介质
4
250
D

热油
1.6
300
燃油滑油
1.6
150
其它介质
4
300
注：1、“不限”系指在造船规范所许可各系统管路使用最高压力或最高温度范围内；
2、B型法兰应用于蒸汽系统当压力大于1.6MPa或温度大于300℃时，管子外径不得大于150mm
3、钢管套管连接
3.1 套管壁厚通常应大于连接管子壁厚1.25倍。
3.2 套管连接不得用于有可能发生疲惫、严重腐蚀之处。套管材料应和管路材 料相同。
3.3 垂直位置套管，如用于淡水、海水系统，应将下管端和外套管内孔部位进行封底焊接。假如是用于水平方向则能够省略。
3.3 套管连接结构型式和适用范围见表3其中，K≥δ且δ≥5mm。

表3 套管连接型式和适用范围
简 图
结 构 尺 寸
mm
适 用 范 围
管系
最高设计压力
MPa
最高设计温度
℃
δ
δ1
c1
δ
δ1
C1
δ1
c1
δ
A型不需要镀锌和清洗套管连接
C1
δ1
δ

L≥D
δ1≥1.25δ
l≤1/2L
C=1.5~2
C1≤0.8
K≥δ(min5)
蒸汽
0.7
170
燃油
0.7
60
其它
1.6
200

4、钢管焊接支管
4.1 钢管焊接支管型式通常图4.1中所表示四种，其中c、d型式应尽可能少用。
当支管直径≥50mm时为≥45°
当支管直径≤40mm时为≥60°
a 、直三通 b 、斜三通

c 、角尺三通 d 、Y型三通
图4-1 钢管焊接支管型式

4.2 支管应设在直管法兰近端便于清除焊渣和毛刺。支管应考虑管内液流方向，单向流支管尽可能采取斜三通，支管高度在确保法兰连接螺丝安装方便下，尽可能缩短。
4.3 支管开孔通常应按支管内径开，总管和支管结合端应手工休整磨成马鞍型，使之和总管外圆吻合；但在支管直径比总管直径小得多情况，总管则可按支管外径开孔，支管插入深度不可影响总管有效通道面积，支管插入端应做合适调整使之和总管内壁圆弧基础符合，插入端和总管内壁伸出或缩进应小于1mm。
4.4当支管壁厚小于6mm时,不用开坡口。当壁厚等于或大于6mm，并当主管直径大于或等于2.5倍支管直径时，在整个支管端部开坡口；当主管直径小于2.5倍支管直径时，可在支管端面沿主管轴线方向左右部位，局部开坡口，图4-2所表示，在θ部位开坡口。
图4-2 支管局部坡口图

4.4 总管上支管和支管内孔应同轴，其同轴度不得大于±1mm。
4.5 管子焊接时，图4-1中a、b、c、d所表示，支管和钢管相吻合其间隙为0~3mm，当采取单面焊时，l=0~1mm， 当采取双面焊时，l=1.5~2mm。焊缝高度为管子壁厚，焊缝型式为填角焊。

5、异径管子连接
5.1 异径接头对接，其结构型式有a、b、c三种见图5-1，异径管接头材料应和管系所用之管材相同，其壁厚不得小于管子壁厚，其焊接要求见本工艺中表一
5.2 采取异径法兰连接，应严格控制工作介质流向，通常应小口径流向大口径。

图5-1 异径接头对接结构型式

6、铜管焊接
铜管焊接，通常采取扩口搭接和套管连接等形形势，其结构型式见表4

表4 铜管焊接型式
序号
名称
简图
结构尺寸
技术要求
1
直接对接焊

D≥20
e=1.5±0.5
（δ≤2.5时，
c=1.5±0.5)
(δ=2.5~6时，
c=2±0.5)

不得有裂纹

续表4

序号
名称
简图
结构尺寸
技术要求
2
扩管搭接焊

L≥55
L1=L+(5~10)
c=1±0.5
K≥δ
不得有裂纹
3
套管搭接焊

(D≤50时，
L=30±10）
（50＜D≤150时，
L=50±10）
L1≤1/2L
c=1±0.5
K≥δ

套管壁厚≥1.25δ
4
支管焊接

K=0.5~3
支管插入管端不得超出领口最底点，主管上管孔和支管内孔应同轴，同轴度不得大于1mm

K=0.5~3
支管和主管交接处应相贯,主管上管孔和支管内孔应同轴，同轴度不得大于1mm
7、通舱管件
7.1 通舱管件中间复板或套管和船体板壁必需双面焊。
7.2 通舱管件管壁厚度或套管壁厚均应大于或等于连接管子壁厚。用于液压管和滑油管通舱管件壁厚许可和对应管子壁厚相等。
7.3 管路经过水密或油密舱壁或甲板处，须采取多种类型通舱管件，详见表4

表5 通舱管件型式

序号
简 图
适 用 范 围
A

1、双层底加热管；
2、经过多种水、油密舱管子
B

1、甲板排水及粪便管；
2、总用蒸汽管和排汽管；
3、淡水、饮用水和卫生水管；
4、消防和甲板冲洗；
5、空间位置狭小场所

C

除A、B以外全部管子

续表5

序号
简 图
适 用 范 围
D

除A、B以外全部管子
E

DN≤32各系统管子
注：A、B型通舱管件，仅适适用于钢管，C、D、E型通舱管件可用于钢管和铜管

8、虾壳式焊接弯管
当船舶管路不能采取机械冷弯及定型弯头时，可采取虾壳式焊接弯管，这种弯管通常适适用于船舶主副机大口径排气管、锅炉烟道及其它低压管路等，其材料可采取船用钢板或无缝钢管，其结构型式图8-1所表示。

9、焊接材料

9.1 应依据母材化学成份和管子工作性质来选择适宜焊接材料，焊接材料强度应不低于母材强度下限，工作压力高于2.94MPa空气系统及过热蒸气系统管子和法兰焊接，必需采取低氢焊条。
9.2 焊接材料验收，存放和使用应符合CB/Z39-87要求。
9.3 氩气、二氧化碳气瓶灌气，应严格实施冲装技术规程，预防将空气、水
分等杂质带入瓶内，焊接用二氧化碳气体纯度不低于99.5%、氩气纯度不低于99.8%。
9.4 全部使用焊接材料须取得相关船级社认可。

10、焊前准备

10.1 焊缝两侧（内外壁）约20mm范围表面要清除水、锈、氧化皮、油污或其它影响焊接质量附着物。
10.2 接头装配间隙，坡口尺寸应符合本标准中管子装配相关要求，如不符合上述要求时，应进行返修，不然不能施焊。
10.3 管子定位
10.3.1 小口径管（DN＜50mm）定位采取点焊，焊点对称部署，大口径管
（DN＞125mm）定位焊缝不少于4处，焊缝长度约20mm。
10.3.2 定位焊使用焊条牌号和正式焊缝焊条牌号相同，并确保坡口根部熔合良好，不然施焊至该处时应给予批除。
10.3.3 定位焊焊渣、飞溅全部要清除洁净。
10.4 按工艺要求采取刚性固定或其它控制变形方法。

11、管子焊接工艺要求

11.1对于首次焊制或采取新焊接工艺时，应根据《钢质海船入级和建造规范》中对应要求制订焊接工艺规程，并进行焊接工艺认可试验，焊接工艺经船检部门认可后，方可在实船应用。
11.2依据管系工作温度、压力和所载运介质，选择连接型式、焊接方法和焊接材料。
11.3对于质量要求高管子（如高压管、有色金属管等），应采取氩弧焊焊接，焊前应制订具体焊接工艺规程。
11.4钢管对接接头、支管和法兰连接应使用手工焊或自动焊和经验船部门认可其它焊接方法。氧乙炔气体焊，限于管子直径不超出100mm或壁厚不超出9.5mm钢管。
11.5若管子和法兰连接是对接型式，则接头坡口形式和管管对接缝要求相同。
11.6若管子和法兰连接是角接形式，要求采取双面焊，焊缝尺寸应符合表2中要求。对于DN≤25mm管子和施工确实有困难管子，必需由质检员、施工部门和现场验船师商议，以确定是否能够采取单面焊。
11.7 DN≥100mm直三通和斜三通支管采取双面焊。焊缝应符合图4-1中要求。对于不能采取双面焊其它支管经验船部门同意，许可采取单面焊，但必需确保焊缝质量。
11.8管子套管连接和对接焊缝要求应符合表1和表3中要求。
11.9滑油、燃油、液压系统及对清洁要求较高管子焊接或支管焊接时，单面焊应采取钨极氩弧焊（TIG）作为封底焊；双面焊则要求将内圈焊缝磨光。
11.10水煤气管焊接后，对因焊接而引发镀锌层破坏部分涂上富锌漆或采取其它有效防腐方法。
11.11管件应尽可能在车间焊接，避免受到雨、雪或强风影响，确定在船上进行焊接，应考虑有足够空间以进行预热、焊接、热处理和检验焊接接头。
11.12 对于尺寸较大管子，在焊接过程中要采取方法预防产生过大变形。

12、 钢管焊接技术

12.1 对接焊缝打底焊接用焊条，应依据壁厚、坡口型式和施焊位置来决定其直径，通常能够采取φ2.5mm或φ3.2mm焊条进行施焊。
12.2 采取多层焊，必需清除前一层焊道焊渣和金属飞溅，并对出现缺点进行处理，清除缺点后方可施焊第二层。同时，为避免各焊缝起、终点重合，应相互错开30~50mm。
12.3 在低温环境中焊接要求
12.3.1 通常碳素钢管焊接（含碳量0.23%以下）其环境温度不能低于-20℃。
12.3.2 合金钢管在低温区焊接时，应将工件进行预热，其预热温度和对应材料钢板预热温度相同。奥氏体不锈钢无须预热。
12.4 管子焊接操作
12.4.1 管子水平转动焊：在时钟0点处引弧焊接，焊接位置不变，管子连续转动。焊接时要注意各层焊接方向相反，焊缝接头要错开，同时焊接过程中应确保管子转动速度和焊接速度一致。
12.4.2 管子水平固定焊：施焊时从管子下部开始（时钟6点处），为了赔偿焊缝收缩，上部装配间隙应比下部留大部分。
12.4.3 管子垂直固定焊：施焊时从下向上焊多道，先焊下面焊道，再焊上面焊道，后焊道要覆盖前焊道1/3~1/2。
12.4.4 全部焊缝接头处应确保熔合良好，不然用角向砂轮或锉刀将定位焊缝锉成斜坡，以确保该点“击穿”焊透。
12.4.5管子焊接完工后，必需清除管子内外表面焊渣、药粉及飞溅，法兰内圈、支管内圈焊缝均应用砂轮或锉刀进行修整，以取得一个光滑表面。
12.5 碳钢和碳锰钢管，含碳量超出0.23%或含碳量不超出0.23%，但壁厚超出30mm者，焊后应按对应规范进行热处。
12.6 奥氏体不锈钢通常无须进行焊后热处理，其它牌号合金钢将视具体情况以考虑其焊后必需热处理。
12.7 全部钢管和合金钢管，在采取氧—乙炔气体焊后，应进行正火或正火+回火处理。

13、 焊工资质

13.1 焊工应按《焊工考试规则》进行考试，取得上岗证后方可进行施焊。
13.2 焊工所从事焊接工作必需和其所持合格证书科目相符。

14、 焊接检验

14.1 支管焊缝、法兰焊缝、套管焊缝、对接焊缝尺寸应分别符合上述相关要求。
14.2 整条焊缝尺寸要求均匀，焊脚高度相同，焊缝成形良好。
14.3 焊缝表面不应有焊渣、飞溅、裂纹、焊瘤、气孔、咬边及未满弧坑或凹陷存在，如有上述缺点，应按焊缝缺点标准进行修补。
14.4 对于不加垫圈和不采取气体保护焊封底对接焊缝，其内表面凸出部分不宜超出2mm,通常不充许内凹，对于要求高管子，须进行磨光。
14.5 对接焊缝、填角焊缝，应依据船级社规范要求进行无损检验。