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1、1、编制说明山东海化氯碱树脂项目10 万吨/年离子膜烧碱装置，采用日本旭化成技术， 二次盐水及电解工段部分盐水、氯气及脱盐水管道设计采用了工业纯钛（TA2） 管约770m，工业纯钛管道焊接技术要求高，焊接难度大。为确保工业纯钛管道 焊接质量，特编制本焊接作业指导书以指导焊接施工。2、编制依据2.1 10 万吨/年离子膜烧碱装置设计施工图；2.2工业金属管道工程施工及验收规范GB50235-97；2.3 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范 GB50236-98；2.4 中国化学工程第十六建设公司焊接工艺评定汇编。2.5 我公司承建的青岛化工厂6 万吨/年离子膜烧碱工程钛管道焊接方案、安 徽
2、氯碱集团 6 万吨/年离子膜烧碱工程钛管道焊接方案和山东济宁中银电化有 限公司4万吨/年离子膜烧碱I、II期安装工程钛管道焊接方案亚星化学股份 公司 6 万吨/年离子膜烧碱工程钛管道焊接方案等。3、钛管的焊接性分析钛是一种非常活泼的金属，与氧的亲和力很大。常温下在钛金属表面与氧生 成稳定而致密的氧化膜，该层氧化膜的存在，使得钛在常温下有很高的稳定性和 耐腐蚀性。随着温度的升高，钛吸收氧、氢、氮的能力也随之明显上升。钛从250C开 始吸收氢，从400C开始吸收氧，从600C开始吸收氮。钛金属中氧、氢、氮含 量增加将使材料的塑性显著下降。因此，焊接时必须对焊缝及附近250C以上高 温区域进行保护，
3、防止空气中的氧、氮和水汽等污染。焊接时焊缝必须使用拖罩 进行滞后保护并对管子焊缝背面进行充氩保护。钛焊接较易产生气孔缺陷，焊接前必须清除焊丝、焊接坡口及附近母材表面上的水分、油脂、氧化物等；焊接时必须使用纯度很高的氩气。钛金属中含 C 量增加将降低材料的塑性和耐腐蚀性能，因此施工中必须避免母材和焊丝跟碳钢材料接触。4、焊接施工程序5、焊接工艺5.1 施工准备5.1.1 钛管道和焊接材料验收a. 钛管及管件安装前必须进行检查，应具有制造厂合格证和质量证明书（包 括牌号、炉号、规格、化学成分和机械性能等），内外表面应光滑、清洁、无针 孔、裂缝、划痕、折叠和过腐蚀等缺陷，管材内外表面的局部缺陷应予以
4、清除， 清除后外径或壁厚不得超出规定的偏差值；其端部应平整无毛刺、壁厚应符合要 求；钛管运输与存放应注意不与铁质材料接触、碰撞，防止氢、氧、氮、碳等污 染。b. 焊接材料（焊丝）必须具备合格证和材质证明书。5.1.2 技术交底焊前由焊接工程师向参与施焊的焊工，讲解 TA2 工业纯钛管及其焊接性的 基本知识，对 TA2 工业纯钛管焊接工艺进行技术交底，并强调遵守焊接工艺对 成功焊接的重要性。5.1.3 焊工资格考试施工前选择具备钛材焊接合格证、焊接技术水平高和责任心强的焊工参加焊 前模拟考试。考试严格按公司的焊接工艺评定报告确定的焊接工艺及工艺参 数和现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范（G
5、B50236-98）要求进行。 5.1.4焊接场地钛管安装焊接，要求现场干燥、干净清洁并防止周围环境风速的影响，采取 防风措施。钛管尽量在管道预制场内进行预制焊接。5.1.5 保护拖罩的制作a. 钛管焊接必须进行滞后保护。滞后保护拖罩宽度60mm，厚度2030mm, 长度不小于80mm。保护拖罩外壳选用 =0.5mm的紫铜皮制作。在200目的铜 网中充填适量的钛屑或铜屑，以缓冲和稳定气流。b. 巾76X3巾480X5管子制作局部拖罩（局部拖罩结构见图1）；巾18X2 巾57X3钛管制作全罩。2、5、氩气导管（巾8）3、铜网（200目，内填钛屑或铜屑）挡板1、焊枪喷嘴4、保护罩图1局部保护拖罩示
6、意图5.2 坡口加工所有钛管均采用管子坡口机进行切割和坡口加工。坡口型式和尺寸要求见图2 所示。5.3.1 钛管组对前先用刮刀将加工后的坡口及附近管子表面进行刮削，然后进行 酸洗处理。酸洗液配方如下：HF 10%、HNO3 30%、其余为水。5.3.2 酸洗时将管接头在酸洗液中浸洗 1 分钟左右，然后用流动的清水将酸洗部 位冲洗干净。所用焊丝也按上述方法进行酸洗和清洗。5.3.3 施焊前管接头和焊丝还应用丙酮或酒精仔细擦洗。5.3.4 清理后的管接头和焊丝如超过 4 小时未进行焊接，必须重新清理后才能焊 接。5.3.5 焊接用的辅助装置也要做到清洁，无油污、水分等有害物质。5.4 组对5.4.
7、1 管子组对时做到内壁平齐，错边量不超过壁厚的 10%.5.4.2 组对时点固焊跟正式焊相同。5.4.3 尽可能减少固定焊口且应禁止强力组对。5.5 焊接5.5.1 焊接方法和焊接材料选择a. 钛管焊接采用手工氩弧焊。手工氩弧焊焊接时必须对后部焊缝进行滞后保 护，管内进行充氩保护。b. 焊接材料选用与母材成分相同的焊丝(TA2)。为避免气体对焊接性能的不 利影响，氩气纯度应$99.99%。5.5.2 钛管焊接工艺参数 钛管焊接，要尽可能选用较小的规范参数。根据我公司焊接工艺评定报告制定的TA2工业纯钛管道焊接工艺参数见表1。表 1TA2 工业纯钛管道焊接工艺参数管子 规格 (mm)焊丝 直径
8、(mm)焊接 电流 (A)电弧 电压 (V)钨极 直径 (mm)氩气流量(L/min)层间 温度 (C)喷嘴拖罩管内三巾57X3巾 22.460 8512 14巾2.012 1525 30815200小76 X 3小 480X5巾 22.460 8512 14巾2.512 1525 308152005.5.3 焊接工艺要点a. 按6.3条要求仔细清理管口和焊丝。b. 把管子放到不锈钢垫板或不锈钢滚轮架上，尽可能采用转动平焊。c. 焊机采用带高频引弧的手工氩弧焊机，所用的高频引弧装置完好。焊接时 禁止钨棒直接接触母材。d. 焊接时焊工应带干净的手套。e. 焊枪喷嘴直径选用巾1620mm,喷出的气
9、流保持为层流状态。f. 起弧时焊枪提前3060s送气，熄弧时使用电流衰减和延时送气保护功能， 延时时间3060s,收弧弧坑必须填满且要避免空气污染。g. 焊接时焊丝的加热端要始终处在Ar气的保护之下，熄弧后焊丝不得立即 暴露在空气中，要在焊缝脱离保护时取出。若焊丝被污染氧化变色，要剪去污染 部分后再使用。h. 焊接过程中若动用砂轮清理，要用刮刀将表面树脂刮掉后再焊。i. 管内氩气保护应提前充氩，待排尽管内空气后才能开始焊接。焊接时坡 口间隙部位用胶布封住，边焊边撕。熄弧后须待焊缝冷却才能停止管内充氩。管 子填充盖面焊时，管内也必须充氩保护，防止焊缝根部氧化。j. 焊接法兰与直管角焊缝时，应注意
10、焊缝背面保护。k. 焊后对焊接接头进行酸洗处理。酸洗完毕，用清水清洗并干燥。酸洗液配 比如下：65%HNO3 20L、70%HF 1L、其余为水。l. 用抛光砂轮片将焊缝表面进行抛光处理。6、质量指标和检测手段6.1 钛管道焊缝焊后进行表面色泽检验，表面色泽应达到表2规定。表 2钛管道表面色泽标准焊缝表面颜色保护效果质量银白色（金属光泽）优合格金黄色（金属光泽）良紫色（金属光泽）低温氧化，焊缝表面污染蓝色（金属光泽）高温氧化，表面污染严重，性能下降不合格暗灰色保护不好，污染严重灰白色黄白色6.2 焊缝表面质量焊接后使用焊接量规对焊缝表面质量进行检查。要求对接焊缝加强高02.5mm,无裂纹、气孔
11、、夹渣、咬边等缺陷；角焊缝过渡圆滑，成型匀直饱满, 无咬边等缺陷。6.3 焊缝内部质量焊缝表面质量检查合格后,按设计文件对管道进行 100%无损探伤检测。7、劳动力安排7.1 焊接人员要求7.1.1焊工从事钛管焊接的焊工均必须按劳人锅（88）锅炉压力容器焊工考试规则 经过考试合格,取得技术监督局颁发的钛材焊接合格证,并通过施工前模拟考试 后才能上岗操作。7.1.2焊接技术人员 选派参加过多次离子膜烧碱工程建设、具备钛材焊接经验的焊接工程师参加 本工程建设,负责编制钛材焊接技术文件,指导钛材现场焊接施工。7.1.3 焊接检验员焊接检验员即探伤员须具备II级X光射线探伤资格证。7.2 焊接人员配备
12、计划见表3表 3 焊接人员配备计划序号工种人数资格1氩弧焊工4具备钛材焊接合格证2焊接技术贝1焊接工程师、具备钛材焊接经验3焊接检查员1具备中级以上质检员证4焊接检验员1具备中级以上无损检测资质5管工8具备上岗证8、焊接施工机具和手段用料8.1 焊接设备要求钛管道手工氩弧焊采用ZX7-400ST型直流氩弧焊机。8.2 施工机具和手段用料需用计划见表4。表 4施工机具和手段用料需用计划序号名称规格型号数量1氩弧焊机ZX7-400ST4台2探伤机1台2管子坡口机GPJ-801台3管子坡口机GPJ-1501台4管子坡口机GPJ-2501台5管子坡口机GPJ-3001台6氩弧焊枪200A5把7钛焊丝TA220kg8氩气纯度 $99.99%35瓶9HNO365%30瓶10HF5瓶管化氯道碱树建设单位批准审核施工单位批准审核编制中国化学工程第十六建设公司二零零四年九月二十日目录1、编制说明12、编制依据13、钛管的焊接性分析14、焊接施工程序25、施工工艺26、质量指标和检测手段67、劳动力安排78、施工机具和手段用料8
