4864534887压力钢管焊接作业指导书.doc

四川大渡河大岗山水电站压力钢管焊接作业指导书审批： 校核： 编写： 中国水利水电第七工程局有限公司大岗山水电站引水发电系统714项目部二0一二年三月二十二日目 录一、目的和范围1二、压力钢管焊接施工组织机构1三、焊接、探伤人员3四、焊接技术要求3五、焊接方法及设备5六、焊前准备6七、钢管焊接7八、质量检验9九、焊缝返修12十、安全文明施工13四川大渡河大岗山水电站压力钢管焊接作业指导书大岗山水电站引水隧洞采用一洞一机，即独立供水布置型式，4条引水隧洞平行布置，隧洞中心间距32.98m。根据大岗山压力钢管管节图安装工程内容包括压力钢管分节图所示4条地下压力钢管的下水平段（直径108m）的直管段、锥管段和连接管段的安装，每条钢管从上游到下游，依次为直径10m的直管段15个管节；直径108m的锥管段8个管节；直径8m的连接管段5个管节。钢管的材质为B610CFHQL2高强钢板，钢管壁厚度为：4054mm。钢管的管节最大外形尺寸约为10680×2600mm，管节吊装重量约为31.8t，钢管的管节最小外形尺寸约为8496×1600mm，重量约为16.4t。钢管环缝、凑合节纵缝在现场组装、焊接。一、目的和范围1、为了保证压力钢管安装的焊接质量，规范焊缝焊接顺序，减小焊接变形，使整个焊接过程规范化、程序化，根据规程规范、施工图纸、焊接工艺评定报告和类似工程经验，特制定本焊接作业指导书。2、本焊接作业指导书包括焊接准备、焊接方法及焊接设备的选用、焊接工作环境要求、定位焊要求、控制变形的措施、焊接工艺参数、质量检验方法及标准及焊缝返修等内容。3、本焊接作业指导书适用于大岗山水电站压力钢管安装现场焊接工作。二、压力钢管焊接施工组织机构1、压力钢管焊接由项目经理统一指挥，安排总工程师1人、副经理1人、安全督察1人，分管压力钢管焊接施工各项工作，并专门设置三个施工小组（装配、电焊、维护加温）。压力钢管焊接组织机构如下图示：项目总工程师装配项目经理 电焊维护项目副经理工程质量部调度室安全管理部设备物资部经营管理部综合办公室安全督查2、职责分工表1 压力钢管焊接各岗位人员职责分工人员组成工作内容责任人总指挥负责现场焊接全面组织指挥赵云德技术负责人负责压力钢管焊接的技术工作刘 旻生产负责人负责压力钢管焊接的生产组织工作吴银刚安全总监负责压力钢管焊接的安全督察工作蔡志林安全负责人负责压力钢管焊接的全面安全工作王树先技术人员负责压力钢管焊接相关技术、质量、协调工作等谢守斌、赵汉阳、李金明、李贻海、李顺风、张向南等设备物资保障负责压力钢管焊接的设备物资保障工作陈天友安装工负责压力钢管安装工作的组装、调整陈华锋、肖学功等电焊工负责压力钢管的焊接工作田贵永、夏建强、叶友忠等起重工起重吊装指挥、作业蒋延东、王胜利等电工压力钢管焊接设备电气维护、焊缝加温等工作涂小忠、陈良等吊车司机负责桥机的操作刘冲运输司机负责人员、设备、材料的运输张利富、沈伟勤、彭建华等三、焊接、探伤人员1、凡参加压力钢管焊接的焊工必须经DL/T679、SL35或锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则规范要求考试合格，并持有相应主管部门签发的有效焊工合格证书。2、焊工施焊前应认真阅读焊接工艺文件并在施焊过程中严格执行焊接工艺。3、焊工应熟悉焊接设备及操作程序，了解电源特性和安全防护。4、配备级以上资质无损检测专业人员。5、参加压力钢管安装焊接的所有人员均应进行焊前技术交底，以了解各部位焊接控制要点及控制方法。6、按照施工进度计划编排强度和实际装配、焊接程序，压力钢管单条环缝拟配置810名焊工对称、匀速施焊。四、焊接技术要求1、材质压力钢管主材材质为B610CFHQL2高强钢板。2、焊条（1）焊材采用CHE 607焊条，焊芯直径为3.2mm、4.0mm两种规格。（2）相应部位焊接所使用的焊条，必须是安装技术措施和焊接作业指导书规定的牌号和规格，不得随意变更。（3）焊条应有质量保证书并符合相应的国家标准规定，进场检验合格后方可使用。（4）焊条的烘焙温度和时间严格按焊条厂家提供的使用说明书的规定进行，严禁使用未烘焙的焊条；烘焙后的焊条应保存在100150的恒温箱内，药皮应无脱落和明显的裂纹。（5）焊条在烘箱外的时间不应超过4小时，否则应重新烘焙；焊条重复烘焙次数不宜超过2次。（6）一次领用的焊条数量不得超过90根，领用焊条时必须使用通电带盖的便携式焊条保温桶（恒温80120），取一根焊条用一根焊条，保温桶盖一定盖严密。烘焙过的焊条不得用手把握、随意露天散放或使用其他容器盛装。（7）焊条头不得随意乱扔，领用多少焊条必须交回多少焊条头或剩余焊条。3、预热温度（1）按照DL/T5017-2007标准要求，压力钢管所有焊缝焊前须进行焊缝预热，预热温度100150。（2）焊缝预热区的宽度应为焊缝中心线两侧各3倍板厚且不小于100mm。4、加热、测温方式加热采用履带式电加热板温控仪控制方式。测温用远红外测温仪进行测量，测温点距离焊缝中心线两侧50mm。5、焊接工艺参数 表2 焊接参数表焊条直径（mm）电流（A）焊接位置最大焊宽3.285125根焊；填充、盖面层：仰焊、立焊13mm4.0140190填充、盖面层：平焊、立焊、横焊、仰焊16mm6、焊接材料的存放（1）存放在通风、干燥和室温不低于5的专设库房内，库房内设货架，货架离地面和墙面应不小于300mm。（2）焊接材料保管、存放、烘焙和发放应设专人管理,并应及时作好焊条发放记录、焊条烘焙记录。五、焊接方法及设备1、压力钢管的焊接采用手工焊条电弧焊。2、焊接设备必须随时处于完好稳定状态，确保焊接工作的正常进行。3、焊接设备应经常维护和保养，定期检查。4、焊接设备的维修应由专业人员从事，非专业人员不得随意拆开设备。5、焊接设备外壳必须可靠的接地保护。6、焊接施工设备清单如下表3：表3 焊接施工设备清单序号设备名称设备型号设备数量1电焊机ZX7-4008台2电焊机D7-8001台3焊条烘干箱YZH2-1501台4远红外温控仪LWK-3601台5空气压缩机BLT-30A1台6数字式超声波探伤仪HS616e1台7TOFD探伤仪Isonic2009/TOFD1台8角向磨光机180mm2台9桥式起重机450t+450t/16t1台10江铃轻卡汽车JX1041TSG231辆11宇通大客车ZK6932D1辆12卷扬机JM-5T1台六、焊前准备1、焊缝坡口的清理焊接前彻底清除坡口表面及两侧100mm范围内的油漆、氧化皮、铁锈等污物，并设专人负责检查。2、焊接工作环境的要求焊接环境出现下列情况时，应采取有效的防护措施，如无防护措施应立即停止焊接工作。（1）焊条电弧焊风速大于8m/s。（2）相对湿度大于90%。（3）环境温度低于5。（4）若焊接部位上方有滴水，则在滴水部位的焊件顶部搭设防水棚。以确保拟焊接坡口及其内外表面1m范围内保持干燥。3、定位焊要求及控制变形的措施（1）定位焊要求定位焊必须采用与正式焊接相同的焊接工艺，定位焊前必须预热，定位焊预热温度比正式焊接的温度高3050，可用火焰预热，并采用远红外测温仪检测预热温度。定位焊缝位置应距焊缝端部30mm以上，其长度应在80mm120mm，定位焊缝间距为300mm500mm，厚度不大于正式焊缝厚度的二分之一，且最厚不大于8mm。目视检查定位焊焊缝，任何缺欠，如裂纹，气孔必须在焊接正式焊缝前采用碳弧气刨或打磨的方法去除。一、二类焊缝中的定位焊焊缝，在清理背缝时，必须清除干净。（2）控制变形措施1）压力钢管焊缝首先进行正缝焊接，焊接坡口2/3工作量后进行背缝清根(碳弧气刨后砂轮机打磨渗碳层)， 经过坡口修磨并确认后焊接背缝 (连续焊接完成)，最后完成剩余正缝焊接工作。焊接过程中注意错开焊缝层间接头，保持段与段熔合良好。2）810名焊工同时施焊，采取多层多道，分段退步焊工艺，以八名焊工同时焊接一条焊缝为例，焊工位置分布及焊接方向如下图一所示：图一 压力钢管环缝焊接人员分部、焊缝分段、焊接顺序、方向示意图图中A、B、C、D、E、F、G、H分别代表八名焊工；1、2、3代表焊接顺序。七、钢管焊接1、压力钢管安装（1）压力钢管环缝均为不对称的1/3：2/3 “X”型坡口，上半圆内小外大，下半圆内大外小。板厚为40mm54mm，坡口角度50°，坡口钝边2mm，根部间隙04mm，压力钢管安装过程中不得强行装配。（2）普通管节安装质量控制要求：径向错边应10%的壁厚，实测两管节的实际周长差值计算出合理的管壁的径向错边量，在压缝时进行均匀控制。局部径向错边量超标，可通过焊缝过渡形式予以解决。（3）凑合节安装需控制纵缝、环缝间隙和错边量,错边量应不大于10%（即5.4mm），间隙调整因需现场修割余量和坡口，可适当放宽装配间隙，但在正式焊接前应先堆焊间隙过大处至符合装配间隙要求。2、压力钢管焊接（1）焊接顺序1）环缝焊接应按安装顺序逐条焊接，不得跳跃，不得在砼回填后再焊内缝。2）除凑合节合拢焊缝外，其余安装环缝属二类焊缝。凑合节焊缝施焊顺序：首先焊接管节纵缝（一类焊缝），然后焊接上游侧环缝（二类焊缝），最后焊接下游侧合拢焊缝（一类焊缝）。3）焊缝施工顺序以钢管环缝焊接为例：焊接准备正缝焊接(焊接坡口2/3工作量)背缝清根(碳弧气刨) 坡口修磨并确认背缝焊接(连续焊接完成)完成剩余正缝工作量焊缝外观检查无损探伤检查探伤超标缺欠返修返修部位焊缝外观检查无损探伤复验合格验收。4）灌浆孔待土建回填、灌浆结束后封堵焊接。焊接采用CHE507焊条，并用火焰预热，预热到120180焊接，焊后立即用火焰进行紧急后热2min5min，用远红外测温仪监测温度。焊接完成后做MT探伤（探伤抽查堵头数量不小于25%，焊缝外观做100%检查）。5）压力钢管一、二类焊缝截面如图二所示：图二 对接焊缝示意图（2）打底焊接焊接前应对焊缝及近缝区进行预热，预热温度100-150，层间温度不超过200。用3.2mm焊条打底焊接，厚度不超过5mm。（3）填充及盖面焊道焊接1）填充及盖面焊道焊接采用3.2mm或4.0mm焊条，单道焊缝厚度不超过6毫米。2）管节环缝焊接采用立向上焊原则，多层多道，分段退步焊工艺，在焊接中应注意错开层间接头至少25mm以上，保持段与段熔合良好，并将每层焊道的焊渣、飞溅物清理干净。3）每条焊缝应尽可能连续焊完，如有中断，应采取有效的保温措施（不低于预热温度）。（4）热处理1）按照DL/T5017-2007标准要求，B610CFHQL2高强钢焊缝需做后热消氢处理，故本电站压力钢管所有安装纵、环缝均需做后热消氢处理。2）需后热消氢处理焊缝，在焊后且温度未低于100前立即进行后热消氢处理，后热消氢温度为150200，保温时间1h。八、焊接质量检验1、焊接检验内容依据DL/T50172007规范要求，压力钢管安装焊接工作中，主要检验程序包括：焊前检查，焊接过程中检查、焊后外观检查、焊后无损探伤检查。（1）焊前检查1） 焊接前检查钢管的安装位置符合规范和图纸规定并确认是否可靠地加固。2）检查钢管安装焊缝坡口尺寸与间隙是否均匀并符合设计和工艺图纸的规定，根部间隙应分别符合DL/T50172007规范6.3.20条的规定，若间隙过大应先用焊条堆焊坡口面并打磨至符合要求。 3） 检查焊接设备性能是否稳定，焊接电源是否可靠。开始焊接前与业主、监理和其它承包单位进行充分协调，确保电源稳定和连续供电。4） 检查焊条烘干箱内烘焙的焊条是否与应焊钢管主材材质相匹配，烘焙是否按照厂家使用说明书要求进行。5） 检查参与钢管焊缝焊接的焊工是否是持证上岗。6） 检查焊缝坡口两侧的铁锈、油污和其它杂质是否清理干净。7） 需预热的焊缝应检查预热温度是否均匀，是否达到规定的预热温度值。（2）焊接过程检查1） 检查焊工是否采用立向上分段退步焊工艺焊接环缝。2） 检查焊接工艺参数是否符合焊接工艺规程的规定。3） 检查焊工控制焊接热输入是否符合规范要求（1741kJ/cm）。4） 检查焊工是否采用小规范多层多道焊工艺。5） 检查焊条牌号、规格是否适用于当前焊缝的焊接。6） 检查焊工所用的焊条是否是经烘焙后装在保温筒内随用随取。7） 检查焊接电源是否稳定。8） 检查焊缝层间温度是否符合规定。9） 检查有无在焊缝内非正常焊接填充金属材料的现象发生。10） 每层焊道焊接完毕，检查是否有未焊透、未熔合、夹渣、气孔等缺欠出现。若有，应处理合格后，才能进行下一层焊道的焊接。（3）焊后外观检查采用目视、焊缝检验尺进行检查。评定标准按DL/T5017-2007规范执行，具体执行标准见表4：焊缝外观质量标准。表4 焊缝外观质量标准序号项目焊缝类别一二类三类允许缺欠尺寸1裂纹不允许2表面夹渣不允许深不大于0.1,长不大于0.3，且不大于103咬边深不大于0.5深不大于14未焊满不允许不大于0.2+0.02且1，每100焊缝内缺欠总长255表面气孔不允许直径小于1.5的气孔每米范围内允许5个，间距不小于206焊瘤不允许7飞溅不允许8焊缝余高手工焊25 h=02.52550 h=03.050 h=04.0自动焊04.09对接接头焊缝宽度手工焊盖过每边坡口宽度1-2.5，且平缓过渡自动焊盖过每边坡口宽度2-7，且平缓过渡10角焊缝焊脚KK12时，K；K12时，K（4）焊后无损探伤检查1）无损探伤检查应在焊接完成24小时后进行。2）焊缝无损探伤长度占焊缝全长的百分比按DL/T5017-2007规范执行。压力钢管安装焊缝探伤种类和比例按表5内容执行。表5 压力钢管安装焊缝无损探伤种类、比例统计表钢 种板 厚（mm）超声波探伤（%）TOFD探伤（%）一 类二 类一 类二 类B610CFHQL2任意厚度1001004020注： 本电站压力钢管一类焊缝包括：凑合节纵缝、钢管与蜗壳的合拢焊缝；二类焊缝包括：除一类焊缝外的所有环缝。2、检验人员现场质量检验严格执行质量“三检制”制度，焊缝初检为班组焊工，复检为班组技术员，终检为项目部工程部质检人员。具体相关人员名单见表6： 表6 焊接检验人员名单序号检查级别相关人员1初检田贵永、叶友忠等参与压力钢管焊接焊工2复检李顺风、张向南3终检李金明4无损探伤李贻海、谢章明等九、焊缝返修外观检查和无损检测发现的不允许缺欠都必须按原焊接工艺进行返修处理至合格。1、焊缝外观缺欠焊接人员焊完后必须进行外观质量自检，自检发现的气孔、咬边等应及时修补处理，对于表面裂纹应上报技术部门，分析裂纹产生原因，制订可靠措施后方可进行处理。处理时应按正式焊接的工艺进行施焊。2、焊缝内部缺欠对于无损检测发现的内部缺欠采用碳弧气刨或砂轮磨削将缺欠清除，并将坡口加工成便于焊接的带坡口角度“U”形槽，不得使用电焊和气割的方法清除缺欠。同一部位的返修次数不宜大于1次，否则，应制订可靠的技术措施，并经技术负责人同意后，方可焊补并作好相关记录。3、焊接缺欠返修过程应更严格控制焊接材料、层间温度、焊接热输入等参数。4、焊缝缺欠返修后，按原焊缝质量标准进行复测。十、安全文明施工1、高空作业在焊接前必须搭设脚手架和跳板，2m以上高空必须系好安全带，并在施工中不得穿硬底鞋，并严禁在施工中抛、扔物件。2、焊接前必须将所用的焊把线进行检查，若发现破损应及时进行包扎处理，防止意外事故的发生。3、焊工在焊接施工时必须正确穿戴好劳动防护用品。4、施工现场配备消防用品，在施工时注意火花、飞溅，防止跳板等易燃物品发生燃烧。5、专职安全员负责现场的安全检查和监督工作，对违章人员坚决予以制止。6、施工班组长负责对现场人员的管理和技术指导，并监督和检查施工措施的落实情况。7、焊工施焊过程中，不得随意在焊缝坡口区域外引弧或熄弧。8、严禁在施工过程中乱扔、乱放焊条及焊条头。