锅炉焊接施工方案设计.docx
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锅炉焊接施工方案设计
中山南部组团垃圾焚烧发电工程
锅炉焊接施工方案
编制:
年月日
审核:
年月日
批准:
年月日
湖南省工业设备安装有限公司2014-3-23编制
1工程概况
本工程的主体工程为新建两套550t/d机械炉排垃圾焚烧锅炉,配两套12MW纯凝汽轮发电机组,辅助工程主要包括与主体工程配套的垃圾储运工程、循环水系统工程和污水处理工程等。
2编制依据
2.1蒸汽锅炉安全技术监察规程
2.2电力建设施工及验收技术规范(火力发电厂焊接篇)DL5007-92
2.3焊接工艺评定
3工程概况
3.1锅炉主要管道焊口及焊接方法一览表
区域
管子规格
材质
数量(道)
焊接方法
水冷壁
φ60×5
20G
2186
Ws
φ89×7
12Cr1MoV
28
Ws
φ89×7
20G
16
Ws
φ89×4.5
20G
20
Ws
下水管
φ377×15
20G
4
Ws-D
φ325×15
20G
8
Ws-D
φ219×8
20G
24
Ws-D
φ159×6
20G
4
Ws-D
φ133×6
20G
124
Ws-D
顶部连接管
φ89×4.5
20G
186
Ws-D
φ159×6
20G
48
Ws-D
φ133×6
20G
58
Ws-D
高温过热器
φ89×4.5
12Cr1MoV
412
Ws
φ51×5
12Cr1MoV
156
Ws
φ89×4.5
20G
128
Ws
φ51×5
20G
104
Ws
φ108×4.5
12Cr1MoV
20
Ws-D
φ23×3.5
12Cr1MoV
92
Ws
φ273×16
20#
4
Ws-D
低温过热器
φ89×4.5
20G
128
Ws
φ51×5
20G
104
Ws
蒸发器
φ76×4
20G
184
Ws
省煤器
φ42×5
20G
396
Ws
注:
1、Ws——手工氩弧焊Ws-D——氩弧打底,电弧盖面
2、其它管道焊接方法:
壁厚小于5mm的为氩弧焊,大于等于5mm的为氩电联焊。
4施工准备
4.1人员
现场应有专职的焊接工程师、焊接质量检查人员、焊接材料保管员、无损检测人员及焊工,所有人员均应持证上岗。
·项目部设焊接工程师,在项目总工的指导下全面负责现场的焊接工作,根据技术要求对有关人员进行技术交底,深入实际进行技术指导和监督,参与重要管道和部件的质量验收工作,记录、检查和整理焊接资料。
并负责焊接质量的检查,技术措施的实施负责焊缝外观质量的检查、记录,检查焊工合格证件,掌握其技术状况,对焊接质量经常不合格者有权停止其焊接工作。
·施工队设焊接材料保管员,负责按技术要求进行焊材的验收入库,烘干、发放、回收等工作,并认真填写焊材烘干记录和焊材发放记录等表格。
·焊缝质量的无损检测及热处理工作应按本方案及有关技术要求进行,应根据焊接质量检查员所确定的受检部位进行检验,做到检验及时,结论准确,及时反馈,认真填发,整理和保管全部检验记录,对外观不合格的焊口,应拒绝无损探伤检验。
·焊工必须经过培训后,通过劳动部门考试取得合格证方可从事焊接工作,合格焊工施焊的材质、类别、有效期限要与合格证上的相符。
焊工施焊前应由焊接工程师根据焊接工艺卡对其进行交底,焊工应严格按焊接工艺卡进行施焊。
从事管道焊接工作的焊工,要通过相应项目技术考核合格后,方可施焊。
考核方法及内容如下:
考核内容
检验方法
管状坡口对接焊缝(试件如图):
管径φ51×5
采用全氩弧焊
管间距:
100mm
坡口形式:
V形
坡口
射线探伤
4.2材料
4.2.1焊接材料的选用
·该锅炉钢种包括优质碳素结构钢、耐热钢、不锈钢等,材质种类较多。
所以焊接品种牌号、规格较多。
这就要求焊接材料保管员和焊接质量检查员、焊工要有高度的责任心,认真负责。
焊材的验收、保管、烘干、发放、使用各环节要严格把关,杜绝用错焊材的事故发生。
·焊材必须具有制造厂的质量证明书,凡无质量合格证或对其质量有怀疑时,应按批号抽查试验,合格后方可使用。
·主要焊接材料(焊条、焊丝)选用详见《焊接材料选用表》
4.2.2焊条的烘烤及存放
·焊条应存放在干燥,通风良好,温度大于5℃,相对湿度不大于60%的库房内。
·焊条按牌号的不同分类摆放,并挂上铭牌,由焊材保管员保管、发放。
·焊条使用前应按其说明书的要求进行烘烤,重复烘烤不得超过两次,说明书若无具体要求时,按下列规定进行烘烤:
酸性焊条,根据受潮情况在75℃-150℃烘干1小时。
碱性焊条应在350℃-400℃烘干1-2小时。
·烘干后的焊条应存放在100℃-150℃的恒温箱内,随用随取。
使用时要装入保温筒内随用随取。
4.2.3氩弧焊所采用的氩气纯度不应低于99.96%。
4.3焊前准备
4.3.1施焊前应根据下列要求,对焊件的接头质量和焊区的处理情况进行复查,当不符合要求时,应修整合格后方可施焊。
·母材坡口处无裂纹、重皮、损伤及毛刺等缺陷。
·焊口表面及附近母材表面的油、漆、垢、锈等清理干净直至发出金属光泽,清理范围规定如下:
对接焊口:
每侧各为10-15mm
角接接头焊口:
焊脚K值+10mm
·坡口尺寸应符合图纸及《焊接接头基本形式及尺寸》表中的要求:
·对接管口端面应与中心线垂直,其偏斜度△f不得超过下表:
管子端面与管中心线的偏斜度要求
图例
管子外径(mm)
△f
≤60
>60~150
>159~219
>219
0.1
1
1.5
2
4.3.2焊件对口时,一般应做到内壁齐平,如有错口,其错口值应符合下列要求:
·对接单面焊的局部错口值不应超过壁厚的10%,且不大于1mm
·对接双面焊的局部错口值不应超过壁厚的10%,且不大于3mm
焊接接头基本形式及尺寸
序号
接头类型
坡口形式
图形
焊件
厚度δ(mm)
接头结构尺寸
α
B
(mm)
P
(mm)
R
(mm)
1
对
接
1型
≤3
——
1-2
——
——
2
V型
≤16
30°-35°
1-3
——
——
3
U型
≤60
10°-15°
2-3
2
5
X型
>16
30°-35°
2-3
2-4
4
T型接
无坡口
≤20
——
0-2
——
——
5
单V型
≤20
50°-60°
1-2
1-2
——
6
K型
>20
50°-60°
1-2
1-2
——
7
搭接
≥4
——
0-1
——
——
4.3.3焊口的局部间隙过大时,严禁在间隙内加填物。
4.3.4焊接组装时应将待焊工件垫置牢固,以防止在焊接和热处理过程中产生变形和附加应力。
4.3.5焊口在组对过程中禁止用强力对口,更不允许利用热膨胀法对口,以防引起附加应力。
4.3.6该锅炉大部分管子已由生产厂家加工成管排,因为管排不是单管组对,给保证对口间隙带来了一定困难,可按以下方法组对:
(1)将两片管排试对一下,测量每对管子的对口间隙,按过大、适中、过小分成三类。
(2)将过小的管口打磨成间隙适中,并保证所选择的定位管间隙适中。
(3)先焊定位管,再焊其它对口间隙适中的管口,由于焊缝的收缩,可使对口间隙过大的变为间隙适中。
(4)随时注意未焊管口的对口间隙,一旦达到间隙适中就要立即点固。
(5)定位管必须先焊好,以免整个管排焊斜。
4.3.7焊接场所要采取防风、防雨等措施(如搭设防风棚)。
5焊接工艺
5.1通用
5.1.1焊接工艺严格按焊接工艺卡执行,焊接工艺卡按工艺评定进行编制,在项目施焊前下达施工小组。
5.1.2焊接时允许的最低环境温度为:
碳素钢:
-20℃;低合金网、普通低合金钢:
-10℃。
5.1.3严禁在被焊件表面引弧,试验电流或随意焊接临时支撑物。
5.1.4管子焊接时,管内不得有穿堂风。
5.1.5点固焊时,焊接材料、焊接工艺和预热温度等应与正式施焊时相同,在对口根部点固焊时,点固焊后应检查各个焊点质量,如有缺陷应立即清除,重新进行点焊。
5.1.6采用氩弧焊打底的根层焊缝检查后,应及时进行次层焊缝的焊接,以防止产生裂纹。
多层多道焊缝焊接时,应逐层进行检查,经自检合格后,方可焊接次层,直至完成。
5.1.7施焊中,应特别注意接头和收弧的质量,收弧时应将熔池填满,多层多道焊的接头应错开。
5.1.8施焊过程应连续完成,若被迫中断时,应采取防止裂纹产生的措施(如后热、缓冷、保温等)。
再焊时,应仔细检查并确认无裂纹后,方可按照工艺要求继续施焊。
5.1.912Cr1MoV管道焊接前应进行焊前预热,预热温度为150℃-250℃。
5.1.10焊肉高度严格按图纸要求进行。
5.1.11焊口焊完后应进行清理,经自检合格后在焊缝附近打上焊工本人的钢号,并由焊接质量检验员做好焊接记录。
5.2水冷系统
水冷系统包括水冷壁管、下水管、顶部连接管、水冷壁固定装置和密封装置,主要包括的材质有20G,12Cr1MoV。
(1)水冷壁管束都是分片供货,组装之间且定要认真检验防止左、右装错、装倒、装反。
(2)水冷壁管束每屏之间的连接扁钢必须连续双面密封焊接。
(3)水冷壁是锅炉的主要蒸发受热面,运行中容易发生爆管事故,焊接时要注意减少应力和应力集中,组对时严禁强力组对焊口,或用热胀方法校正。
(4)管屏在地面组焊时,要考虑使每个焊口都能在不翻转工件的情况下一次焊完。
(5)12Cr1MoV管材切割应采用切管机切割。
(6)对于单人完成一个焊口换位有困难的,可以采取两人对焊工艺。
(7)纵横交错的管子,组焊时各管之间均应有一定间隙防止热胀。
在任何部位,管子之间都不允许靠死。
(8)密封件的组焊
·水冷系统密封件都与受热面管子相焊,为保证受热面管子不受损伤,焊接时应采用较小的工艺参数,其焊条直径不应大于φ3.2mm,在保证焊透的前提下尽量选择较小的焊接电流和较快的焊接速度。
·由于此部分焊接宜产生焊接变形,应采取分段退焊及隔行跳焊的方法进行焊接。
·严格控制咬边,特别是不得咬伤管壁。
·多条焊缝应采取对称施焊的焊接顺序。
·密封件品种多样、规格各异材质种类多,施焊时一定要明确材质,按焊接工艺卡要求选用焊材,万万不可用错。
5.3过热系统
过热系统是锅炉机组中金属壁温最高的部件之一,组焊时应引起高度重视,不可马虎。
过热系统包括顶棚管及包墙管、低温过热器、高温过热器、喷水减温器、过热器固定及防磨装置、自制冷凝水装置。
主要焊接材质有20G,12Cr1MoV。
焊接时应注意以下几点:
(1)包墙管四角必须连续满焊。
(2)管屏在地面组焊时,要考虑使每个焊口在不需翻转工件的情况下一次焊完。
(3)对单人完成一道焊口换位有困难的,可采取两人对焊工艺。
5.4省煤器
省煤器包括的焊接材质有20G,焊接时应注意焊条的选用,不可用错焊条。
5.5空气预热器
空气预热器内烟气与空气之间压差较大,容易发生漏风的问题,因此焊接时应注意烟气连通罩、膨胀节的焊接,必须密封不漏,焊肉高度必须符合图纸要求,以保证其强度要求,焊接完毕后,焊缝要做煤油浸透试验。
5.6锅筒
锅筒是锅炉的主要受压元件,锅筒内部装置焊接应牢固,焊缝不得有裂纹、气孔、夹渣、未熔合、未焊透等缺陷。
锅筒内壁上禁止引弧和施焊。
6焊后热处理
6.1根据图纸及规范要求,从高温过热器到集汽集箱的12Cr1MoVφ133×6的管子的对接焊口需做焊后热处理,共计16道口。
采用自动热处理机进行焊后热处理。
6.2热处理曲线图
预热及热处理温度
材质
壁厚mm
焊后热处理℃
热处理方式
12Cr1MoVG
≥13
700—750
电加热
15CrMoG
≥13
700—750
电加热
碳钢
≥30
600—650
电加热
20G
任意
620—650
电加热
A333GR.6
≥16
540—580
电加热
·12Cr1MoV的热处理温度为720-750℃恒温时间为0.5h。
·升温、降温速度一般不大于300℃/h,升至和降至300℃/h以下时间可不控制。
6.3热处理的加热宽度,从焊缝中心算起,每侧不小于60mm。
6.4热处理时的保温宽度,从焊缝中心算起每侧不小于100mm。
6.5热处理的加热方法,应力求内外壁和焊缝两侧温度均匀,恒温时在加热范围内任意两测点间的温差应小于50℃。
6.6进行热处理时,测温点应对称布置在焊缝中心两侧,且不得少于两点,水平管道的测点上下对称布置。
7质量检验
7.1主要焊接接头分类检验的项目范围及数量见表7.1。
7.2锅炉焊接质量检验标准见表7.2。
7.3焊缝外观检查质量应符合下列要求:
7.3.1焊缝边缘应圆滑过渡到母材。
7.3.2焊缝外形尺寸应符合设计要求,其允许尺寸见下表
(mm)
焊接接头类别
接头形式位置
Ⅱ
Ⅲ
对
接
接
头
焊缝余高
平焊
0-3
0-4
其它位置
≯4
≤5
焊缝余高差
焊缝宽度
平焊
≤2
≤3
其它位置
比坡口增宽
<3
≤4
<4
≤5
每侧增宽
≤2
≤3
角
接
接
头
贴角焊
焊脚
δ1(2-4)
δ1(3-5)
焊脚尺寸差
≤2
≤3
坡口角焊
焊脚
δ≤20
δ±2
δ±2.5
δ>20
δ±2.5
δ3
焊脚尺寸差
δ≤20
≤2
≤3
δ>20
<3
<4
主要焊接接头分类检验的项目范围及数量
表7.1
区域
管子规格
焊接接头的
类别
检验方法及比例(%)‘数量(道口)
外观
射线
硬度
代样
光谱
自检
专检
比例
数量
比例
数量
比例
数量
比例
数量
比例
数量
比例
数量
水
冷
系
统
水冷壁
φ60×5
20G
100
2186
25
406
100
2186
5
101
—
—
—
—
φ89×7
12Cr1MoV
100
28
25
7
100
28
5
1
—
—
—
—
φ89×7
20G
100
16
25
4
100
16
5
1
—
—
—
—
下水管
φ89×4.5
20G
100
20
25
4
25
4
5
1
—
—
—
—
φ377×15
20G
100
4
25
1
25
1
5
1
—
—
—
—
φ325×15
20G
100
8
25
2
25
2
5
1
—
—
—
—
φ219×8
20G
100
24
25
6
25
6
5
1
—
—
—
—
φ159×6
20G
100
4
25
1
25
1
5
1
—
—
—
—
φ133×6
20G
100
124
25
32
25
32
5
1
—
—
—
—
顶部连接管
φ89×4.5
20G
100
186
25
38
100
186
5
5
—
—
10
2
φ159×6
20G
100
48
25
12
100
48
5
3
—
—
—
—
φ133×6
20G
100
58
25
16
100
58
5
2
—
—
—
—
高温过热器
φ89×4.5
12Cr1MoV
100
412
100
412
100
412
5
20
—
—
10
42
φ51×5
12Cr1MoV
100
156
100
156
100
156
5
8
—
—
10
16
φ89×4.5
20G
100
128
100
128
100
128
5
6
—
—
10
13
φ51×5
20G
100
104
100
104
100
104
5
5
—
—
10
10
φ108×4.5
12Cr1MoV
100
20
100
20
100
20
5
1
—
—
10
2
φ23×3.5
12Cr1MoV
100
92
100
92
100
92
5
5
—
—
10
10
φ273×16
20#
100
4
100
4
100
4
5
1
—
—
10
1
低温过热器
φ89×4.5
20G
100
128
25
32
100
128
5
7
—
—
—
—
φ51×5
20G
100
104
25
26
100
104
5
5
—
—
—
—
蒸发器
φ76×4
20G
100
184
25
39
100
184
5
9
—
—
—
—
省煤器
φ42×5
20G
100
396
25
101
100
396
5
19
—
—
—
—
7.3.3焊缝表露缺陷应符合下表要求
焊缝表露缺陷允许范围
焊接接头类别
缺陷名称
质量要求
Ⅱ
Ⅲ
裂纹、未熔合
不允许
根部未焊透
深度≯10%δ,且≯1.5mm,总长度≯焊缝全长的10%,氩弧焊打底焊缝不允许
深度≯15%δ,且≯2mm,总长度≯焊缝全长的15%
气孔、夹渣
不允许
咬边
深度≯0.5mm,焊缝两侧总长度,管件≯焊缝全长的20%,板件≯焊缝全长15%
深度≯0.5mm,焊缝两侧总长度:
管件≯焊缝全长的20%,板件≯焊缝全长20%
根部凸出
板件和直径≥108mm的管件:
≯3mm
管件直径<108mm时以通球为准,要求是:
管外径≥32mm时,为管内径的85%
管外径<32mm时,为管内径的75%
内凹
≤2mm
≤2.5mm
7.3.4管子、管道的外壁错口值不得超过以下规定:
锅炉受热面管子:
≤10%δ+1mm
其它管道:
≤10%δ且≤4mm
7.4无损探伤
7.4.1外观检查不合格的焊缝,不允许进行其它项目检查。
7.4.2做热处理的焊接接头,应在热处理后进行无损探伤。
7.4.3焊接角变形应符合下表规定:
焊接角变形允许范围
焊件
偏差值
θ(°)
α(mm)
板件
≯3
——
管径<100mm
1/100
管径≥100mm
——
≯3/200
7.4.4焊缝的质量级别规定
各类焊缝的质量级别规定
焊接接头类别
探伤方法
Ⅱ
Ⅲ
锅炉范围内
锅炉范围外
射线
Ⅱ
Ⅱ
Ⅱ
7.4.5无损探伤的结果若有不合格时,除对不合格焊缝进行返修外,还应对该焊工当日的同一批焊接接头中增做不合格数的加倍检验。
加倍检验中仍有不合格时,则该批接头评为不合格,该焊工应重新考核后方可上岗。
7.5硬度
7.5.1材质为20#的焊缝硬度值HB小于等于156。
7.5.2材质为12Cr1MoV的焊缝硬度值HB不大于166,热处理后的焊缝的硬度值不超过266。
7.6焊接接头力学性能试验
7.6.1为检验产品焊接接头的力学性能,现场应对12Cr1MoV管道进行代样检查。
7.6.2产品检查试件的数量为φ133×612Cr1MoV1个。
7.6.3试件的焊接由正式焊接12Cr1MoV管道的焊工施焊,试件的材料、焊接材料、焊接设备和工艺条件等应与正式焊相同,试件焊成应打上焊工代号钢印。
7.6.4代样检查时,试样数量见下表:
代样检查的项目及试验数量
项目
拉力
冷弯(片)
金相(片)
宏观
断面
(片)
面弯
根弯
数量
2
1
1
1
3
7.6.5代样的检查结果若有不合格项目时,应做该项目不合格试样数量的双倍复检。
8焊接安全注意事项
8.1从事焊接的人员,应了解所用焊机的结构和性能,能严格执行安全操作规程,并掌握电急救的方法。
8.2施工时,工作人员应正确穿戴安全帽、工作服、电焊手套、面罩等个人防护用品。
8.3高空作业时,必须按要求系好安全带,要搞挂低用,不要挂在有锐角物及不牢靠的地方。
8.4焊机必须符合现行有关标准规定的安全要求。
8.5电焊机应放在通风、干燥的地方,放置平稳,要做好防雨、防雷电工作。
8.6电焊机应装有独立的专用电源开关,其容量应符合要求,禁止多台焊机共用一个电源开关。
8.7焊机不允许超负荷运行,运行时的温升不应超过标准规定的温升限值。
8.8焊机应每半年一次定期维修,当发现故障时,应及时切断电源,由电工及时检修。
8.9焊工操作前,应检查接线情况,检查焊机接地接零,以防高压触电。
8.10根据载流量配用软电缆。
电缆外皮破损时,应牢固连接,连接处应保持绝缘良好。
8.11电焊钳必须有良好的缘绝、隔热能力。
禁止将过热的焊钳在水中浸过后使用。
8.12焊接作业点离易燃危险品不小于10m,禁止焊接电缆与油脂等易燃易爆品接触。
8.13焊接作业完毕,应及时清理现场,确认完全消除火种后,方可离开现场。
8.14应遵守《特级作业安全施工方案》中的要求。
9劳动力需用量一览表
部位
焊工(人)
水冷壁前墙
2
水冷壁后墙
2
水冷壁侧墙
2
水冷壁中间Ⅰ
2
水冷壁中间Ⅱ
2
水冷壁斜顶
2
高温过热器
3
省煤器
2
其它部位
4
10焊接质量保证体系
总工程师
焊接责任工程师
施工队焊接质检员
施工班组
11锅炉安装焊工配备表
姓名
性别
焊工钢号
证件编号
有效期
备注
陈德伍
男
253
43242497407107253
2016.5
卓波
男
421
430821####X
2018.3
阳柳
男
512
431023####2
2016.5
刘际平
男
349
TS6JCDE00349
2015.12
黄雄
男
303
XXXX
2016.5
李青锋
男
273
XXXX3
2016.5
杨昌雄
男
017
43078
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