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1、15CrMo 铬钼钢管道焊接及热处理施工方案gg河南开祥化工甲醇联合装置建筑安装工程15CrMo铬钼钢管道焊接及热处理施工方案中国化学工程第十四建设公司二 OO 四年十一月二十八日nn目录1、工程概况2、编制依据3、15CrMo 耐热钢管道焊接性分析4、焊接人员和焊接设备要求5、焊工代号、焊接材料治理6、焊接预备7、焊接及热处理施工程序8、焊接及热处理工艺9、焊接检查10、焊接和热处理防护措施11、质量保证措施12、安全保证措施gg1、工程概况20 万吨/年甲醇联合装置局部工艺管道承受了 15CrMo 耐热钢材质，15CrMo 管道可焊性较差，需焊前预热，焊后要求进展热处理。15CrMo 管道
2、的焊接是本装置焊接施工的难点这一。施工时必需由具备 15CrMo 管道焊接资格和阅历的优秀焊工施焊。焊前要求进展焊接工艺评定、焊工考试和编制出合理的焊接工艺措施。2、编制依据2.1 现场设备、工业金属管道焊接工程施工及验收标准GB50236-982.2 钢制压力容器焊接工艺评定JB4708-2023；2.3 石油化工工程铬钼耐钢管道焊接技术规程SHJ520-91；2.4 我公司承建的多套炼油、石化、化肥和甲醇装置焊接方案及施工阅历；2.5 我公司焊接工艺评定汇编。3、15CrMo 耐热钢管道焊接性分析3.1 15CrMo 属低合金珠光体耐热钢，具有良好的金属抗氧化性、热强性和抗氢蚀性能。该钢种
3、经正火加回火或高温回火后的显微组织是铁素体加珠光体。但在焊接状态下，焊接头内往往消灭贝氏体和 FeC，这对耐氢蚀性能和耐高温性能是不利的。特别是贝氏体，它是合金元素和剩余奥氏体的偏转造成的。具有高的含碳量和显微硬度，需要通过回火来消退。因此要求焊接必需预热，焊后进展热处理。预热温度150200，焊后热处理温度 380720。15CrMo 有肯定过热倾向，焊接过程中严峻过热时，焊接接头内会消灭网状铁素体和粗大魏氏组织，使接头脆化。因此焊接过程中应掌握焊接热输入包括预热温度、层间温度、焊接线能量。15CrMo 钢焊后进展高温回火处理可到达降低焊接接头的硬度，促使氢从焊接区逸出，使组织稳定，改善机械
4、和高温性能的目的。另外 15CrMo 管焊后会产生很大的剩余应力。对耐氢蚀很不利。焊后高温回火也可以消退焊接头的剩余应力。3.2 掌握焊接区组织转变的进程是焊接质量掌握的要点。在焊接过程中必需严格掌握焊件的层间温度，使其保持在预热温度或更高的温度。其次要掌握从层间温度冷却至焊接后热处理开头的时间间隔。焊后假设不能准时进展焊后热处理，应马上进展nn后热处理。15CrMo 管道的化学万分和机构性能见下表元 素 含 量 (%)15CrMo 管道化学成分和机械性能CMnSiCrMoSP0.120.18040.70.170.37081.1040.550.030.035机械性能b(Mpa)s(Mpa)HB
5、Ak(J/cm2)440294221871184、焊接人员和焊接设备要求4.1 焊工参与 15CrMo 铬钼钢管道焊接的焊工必需按锅炉压力容器焊工考试规章经过考试，取得技术监视部门颁发的焊工合格证，具备 15CrMo 管焊接合格工程，且具备 15CrMo 管焊接阅历，才能参与本工程 15CrMo 管道焊接施工。4.2 焊接和热处理责任工程师本工程建立安装质量保证体系，15CrMo 管道焊接时焊接和热处理责任工程师必需到岗。焊接责任工程师和热处理责任工程师，应具备 15CrMo 管道焊接及热处理阅历。4.3 焊接检验员焊接检验员即无损检测人员须具备 II 级以上射线探伤资格证。4.4 15CrM
6、o 管道焊接人员配备打算见表 4-4序号工种人 数资格表 4-41焊工4具备 D/Ws2-13、14 焊接合格工程2热处理工23焊接技术员1焊接责任工程师担当4热处理技术员1热处理责任工程师担当56焊接检查员焊接检验员12质检责任工程师担当具备 RTII 级探伤资格证4.5 焊接及热处理设备要求及配备15CrMo 管道焊接全部承受先进的 ZX7-400ST 型电弧焊/氩弧焊两用直流逆变焊机。焊后使用绳型电加热器和 DWA-180KW 电脑温控设备进展热处理。5、焊工代号、焊接材料治理5.1 焊工代号治理l 对参与本工程施工的焊工进展统一编号。焊工代号一经确定，在施工过程中不再变动，一名焊工离岗
7、后，与其对应的焊工代号即相应空缺。l 将具备焊工姓名、对应代号和合格工程的焊工登记表交工程部一份。l 焊工必需在他本人施焊的焊接接头上，距焊缝最终收弧处 20mm 部位用钢印打上本人代号。l 焊接责任工程师应作好焊接记录，并将焊缝代号及其所焊焊工代号在焊接记录图上标出。5.2 焊接材料治理加强焊材治理，对铬钼钢管道专用焊材实行如下特别治理措施：l 焊条的保管、烘干、发放统一由供给部门负责，供给部门设铬钼钢管道专用焊材库和焊材烘干室、配备去湿机和干湿温度计以及温湿度自动记录仪使焊条库相对温度保持在 60%以下。l 焊条分类堆放，并有明显标识，注明焊条牌号和规格。l 依据勤务员进度和安排，焊条烘干
8、负责人凭焊接责任工程师签发的领用单领取焊条并进展烘干。l 焊条启封后首先由焊条烘干负责人对焊条进展外观检查，确认合格后马上放入烘箱，经过烘干的焊条转入恒温箱内存放并做好记录。l 焊工凭焊接责任工程师签发的焊条领用卡和焊条筒去领取焊条以根计。l 焊工焊前核对焊条尾部的色标，确认无误前方可使用，当班所剩焊条和焊条头应退回洪干室，按规定重烘干并标识，经二次烘干仍未用完的焊条不得用于正式工程。焊丝使用前用砂纸打磨外表的氧化膜，然后用丙酮擦洗脱脂。6、焊接预备6.1 材料验收对到仙的 15CrMo 管道及管件，除对质量证明文件和外观进展验收外，还应进展 100%的光谱及硬度检查，确认材质无误和其热处理状
9、态符合退火状态供货的要求，其硬度187HB。6.2 焊接工艺评定焊接前严格按公司质量保证手册中焊接掌握程序和热处理掌握程序要求进展焊接工艺评定。焊接工艺评定试件承受与正式焊一样的管材、焊接材料和一样的焊接条件。6.3 编制焊接及热处理工艺规程依据焊接工艺评定报告和工程状况，编制焊接及热处理工艺规程。6.4 焊工培训考试焊工正式焊接前必需模拟现场条件进展练习培训，只有通过业主主持的考试后才能上岗正式焊接。7、焊接及热处理施工程序15CrMo 铬钼钢施焊程序见图 7-1焊前准坡口制坡口检组预定 位充预焊热处理N硬 度检测ggnnggnngg 3.2 3.290-10090-10022-2422-2
10、45-75-78.2 焊接及热处理工艺要点8.2.1 焊前预备为保证焊缝反面成型良好，承受了氩弧焊打底。焊道坡口两侧里外 1015mm 范围内及所用焊丝都要彻底去除锈蚀、油污、结垢等杂物，直到吐现金属光泽。施工现场设好防风雨棚，避开穿堂风和淋雨。8.2.2 焊前预热预热的目的是削减焊件与焊缝的温度梯度，降低焊接接头的冷却速度，降低温差所造成的应力和淬硬组织，预热是防止冷裂纹产生的有效措施之一。预热承受电加热法，在坡口两侧均匀进展，热透而无局部过热。预热温度为 150-200，预热范围不小于 100mm，加热区以外的 100mm 范围内予以保温。8.2.3 预热后马上进展手工钨极氩弧焊打底，打底
11、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。8.2.4 用手工电弧焊进展填充盖面，并在保持不低于预热温度的条件下，将焊缝一次连续焊完。如中断焊接，须实行后热、缓冷等措施。再进展焊接前须检查，确认无裂纹后按原工艺要求连续焊接。8.2.5 后热焊完后假设不能准时进展焊后热处理，应马上进展 300500、15-30min 的后热处理，保温缓冷。加速氢的逸出，削减焊缝中的集中氩，降低接头的焊接应力，削减冷裂纹。8.2.6 焊后热处理8.2.6.1 焊后热处理是对 15CrMo 炉管进展高温回火，以改善组织，提高热强性和消退剩余应力。焊接热处理时应编制热处理施工技术措施，在技术措施上
12、，要逐根列出需热处理的管道号，并明确热处理参数。主管技术员要按图纸及标准编制“热处nngg理托付单”，伴同管段图下发给热处理班组，并监视执行，确保热处理工作进展得准时、正确。热处理的焊道应包含仪表管咀、加强管接头，支吊装角焊缝等，不得遗漏。70020 (0.51.0)h8.2.6.2 焊后热处理承受绳型电加热器电加热法，用硅酸铝纤维棉保温， DWA-180Kw 电脑温控设备自动测温顺打印热处理曲线。热处理工艺曲线见以下图。() 8007006005004003002001000012345时间h8、焊接检查nn9.1 外观检查外观质量要求应符合表 9-1。焊缝外形尺寸焊缝外表缺陷表 9-1焊缝成型焊缝余高焊缝每侧增 宽裂纹、气咬 边 尺 寸与母材圆滑 过 渡(mm)02(mm)2孔、夹渣不允许深度 mm0.5长度 mm110%L9.2 内部检查9.2.1 对接焊缝进展 100%无损检测。射线检测合格等级为 II 级。9.2.2 对先进展无损检查后进展热处理的焊缝，焊后热处理完成后，对热处理焊口作 10%超声检测，以无裂纹为合格。9.3 硬度检测9.
