钢结构焊接热处理工艺.doc
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钢结构焊接热处理工艺.doc
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京隆发电有限公司烟气脱硝改造工程
钢结构焊接热处理工艺
施工措施
批准:
审核:
编制:
南京龙源环保有限公司京隆项目部
目录
一、编制依据 2
二、材料介绍 2
三、焊接施工流程 3
四、焊接工艺参数的选择 3
五、现场焊接顺序:
4
六、现场技术管理 9
七、作业的安全要求及措施 9
内蒙京隆电厂2×600MW机组烟气脱硝工程,SCR钢架的主立柱、梁、垂直支撑全部采用"H"型钢,母材材质为Q345(属低合金结构钢),钢架主立柱采用分段对接方式连成一体,其中"H"型钢的腹板采用高强螺栓连接,翼缘板之间的连接采用对接焊接方式。
一、编制依据
1.1《火电施工质量检验及评定标准》(焊接篇)1996年版。
1.2《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2004。
1.3《电力建设安全工作规程》(第1部分:
火力发电厂) DL5009.1—2002。
1.4《火力发电厂焊接热处理技术规程》DL/T819-2002。
1.5《管道焊接超声波检验技术规程》DL/T820-2002。
1.6《焊接材料质量管理规程》JB/T3223-1996。
1.7京隆电厂脱硝钢架安装相关图纸
1.8《工程建设标准强制性条文》(电力工程部分)2006版。
二、材料介绍
1.Q345化学成分如下表(%):
元素
C≤
Mn
Si≤
P≤
S≤
Al≥
V
Nb
Ti
含量
0.2
1.0-1.6
0.55
0.035
0.035
0.015
0.02-0.15
0.015-0.06
0.02-0.2
2.Q345力学性能如下表(%):
机械性能指标
伸长率(%)
试验温度0℃
抗拉强度MPa
屈服点MPa≥
数值
δ5≥22
J≥34
σb(470-650)
σs(324-259)
其中壁厚介于16-35mm时,σs≥325Mpa;壁厚介于35-50mm时,σs≥295Mpa
3.Q345钢的焊接特点
3.1碳当量(Ceq)
Ceq=0.49%,大于0.45%,可见Q345钢焊接性能不是很好,需要在焊接时制定严格的工艺措施。
3.2Q345钢在焊接时易出现的问题
3.2.1热影响区的淬硬倾向
Q345钢在焊接冷却过程中,热影响区容易形成淬火组织-马氏体,使近缝区的硬度提高,塑性下降。
结果导致焊后发生裂纹。
3.2.2冷裂纹敏感性
Q345钢的焊接裂纹主要是冷裂纹。
三、焊接施工流程
1、坡口清理准备→点固→焊前预热→焊接→施焊→自检/专检→焊后热处理→无损检验(合格)焊接材料的选用
2、由于Q345钢的冷裂纹倾向较大,应选用低氢型的焊接材料,同时考虑到焊接接头应与母材等强的原则,选用E5015(J507)型电焊条。
3、对于要求焊接的部位严格按图纸要求施焊,注意坡口角度、间隙及焊角高度。
4、焊接过程应注意层间清理和层间检查,确保无裂纹、气孔、夹渣等缺陷,方可继续施焊。
5、焊接过程应注意接头和收弧质量,接头应熔合良好,收弧时弧坑应填满,以防弧坑裂纹。
6、焊接工作应一气呵成,更换焊条时应迅速,中途不应无故停顿,注意层间熔化,避免出现夹沟。
焊接过程中途因故停止后重新焊接时,必须检查焊缝表面是否有裂纹、气孔、生锈、水迹等,发现问题及时处理。
四、焊接工艺参数的选择
1.坡口形式:
(根据图纸和设备供货)
2.焊接方法:
采用手工电弧焊(D)。
3.焊接电流:
为了避免焊缝组织粗大,造成冲击韧性下降,必须采用小规范焊接。
具体措施为:
选用小直径焊条、窄焊道、薄焊层、多层多道的焊接工艺(焊接顺序如图一所示)。
焊道的宽度不大于焊条的3倍,焊层厚度不大于5mm。
第一层至第三层采用Ф3.2电焊条,焊接电流100-130A;第四层至第六层采用Ф4.0的电焊条,焊接电流120-180A。
4.预热温度:
由于Q345钢的Ceq>0.45%,在焊接前应进行预热,预热温度T0=100-150℃,层间温度Ti≤400℃。
5.焊后热处理参数:
为了降低焊接残余应力,减小焊缝中的氢含量,改善焊缝的金属组织和性能,在焊后应对焊缝进行热处理。
热处理温度为:
600-640℃,恒温时间为2小时(板厚40mm时),升降温速度为125℃/h。
五、现场焊接顺序:
热处理材料配备计划表
序号
名称
型号(牌号)
单位
数量
备注
1
热电偶
K500
支
8
2
加热器
ZWK-180
付
70
3
加热器
履带式
付
14
4
硅酸铝针刺毡
M2
20
1.焊前预热
预热方法采用远红外电加热。
预热宽度从对口中心线开始,每侧不少于焊件厚度的三倍,升温速度与焊后热处理时的升温速度相同。
施焊过程中,层间温度应不低于规定的预热温度的下限,且不高于400℃。
预热应保证足够的恒温时间,保证钢板内外壁温度均匀。
钢材焊前预热温度选择见下表:
钢材种类
预热温度℃
C钢、C-Mn
C<0.35%
≥26mm:
100~200℃
1)加热方法:
远红外加热器加热。
2)加热宽度:
从焊缝中心算起,每侧不小于钢板厚度的3倍,且不小于60mm。
3)保温宽度:
从焊缝中心算起,每侧不小于钢板厚度的5倍,以减少温度梯度。
4)升、降温速度:
一般按250×25除以钢板厚度℃/h计算,且不大于300℃/h。
降温过程中,温度在300℃以下可不控制。
5)恒温温度和恒温时间:
钢材类型
恒温温度
(℃)
厚度(mm)
≤12.5
≤12.5~25
≤25~37.5
≤37.5~50
≤50~70
恒温时间(h)
C钢、C-Mn
C<0.35%
600~650
1.5
2
2.25
6)其它要求:
a、热处理过程力求两侧温度均匀,恒温时在加热范围内任意两点间的温差应低于50℃。
b、热处理的测温必须准确可靠,应采用自动温度记录。
测温点应对称布置在焊缝中心两侧,且不少于两点。
水平管道的测点应上下对称布置。
c、异种钢热处理温度的选择按两侧钢材及所用焊接材料综合考虑;其加热温度不得超过合金成分低的一侧钢材的下临界点(Ac1)
d、热处理施工结束经自检合格后,按标识的有关规定做好标识记录。
钢材的Ac1点见下表:
材质
下临界点Ac1(℃)
碳钢
725
7)热处理施工工艺流程图如下:
热处理控制程序
8)热处理异常情况的处理措施
预热和热处理必须由微机自动控制其工艺过程,并有自动记录曲线,为保证热处理不受影响,现场配备保温用具。
施工前应对热处理人员进行培训,内容应包括设备使用、维护、热处理施工程序、异常情况的处理。
必须形成热处理包口到焊缝硬度检查全过程施工记录,保证作为特殊过程的热处理工作的施工过程可追溯。
施工前应编制预热或热处理过程中断(断电)的补救措施。
9)风、雨季施工措施
制作若干个可移动轻便遮雨挡风棚,在预热和焊接施工过程中要一直罩上遮雨挡风棚,以备防雨或防风。
对于雨水打湿的坡口,应除去水分或焊缝表面的浮锈。
雨天作业时,要保管好焊条和焊丝,防止雨淋潮湿,影响焊接质量。
对于热处理焊口,应在上面遮雨棚罩,防止雨淋。
10)预热、热处理施工管理及资料整理
热处理前必须编制专门的施工作业文件。
在施工作业文件中应有热处理条件、范围、方法、工艺以及过程的监督措施。
焊接技术人员负责在施工开始前完成预热和热处理施工文件的编制、审核及技术交底,并负责热处理工作持证上岗情况的审查和监督工作。
预热和热处理施工用材料如:
加热器、热电偶、保温材料等在入库前应进行验收,并形成验收记录。
重点检查:
加热器和热电偶质量能否满足施工要求;额定功率和尺寸与实际是否一致;热电偶测温是否准确、测温范围能否满足施工要求。
在接到预热和热处理施工任务后,由施工人员按预热和热处理工艺卡要求进行施工,并按要求填写预热和热处理施工记录;焊接技术人员随时监督和检查预热和热处理工艺的执行情况,发现问题及时纠正。
2.焊接
2.1为了防止焊接变形,每个柱接头采用二人对称施焊,每层焊接完毕进行清理打磨,焊工进行检查。
每道焊缝应一次性焊完。
2.2两名焊工在焊接时的焊接电流、焊接速度和焊接层数应保持一致。
焊后热处理:
焊缝焊接完成后应在12小时内进行热处理。
如不能及时进行热处理应采取保温、缓冷措施。
在进行热处理时,应采用两根热电偶测温,热电偶点焊在焊口的里外侧。
3.Q345钢的焊接温度曲线如下图
4.焊接检验
根据《钢结构工程施工及验收规范》的要求,焊口采用超声波探伤法进行检验,检验比例为100%。
六、现场技术管理
1.编制详细的焊接施工作业指导书。
2.全过程控制焊接工艺是确保质量的核心。
每个柱接头的焊接时,应有专人监控焊接质量,如焊工不按作业指导书施工应立即终止焊接。
3.提高施工人员质量意识是贯彻焊接工艺的关键,在施工前,进行全员交底,讲解焊接工艺特点及严格控制现场焊接工艺的必要性和控制要点。
七、作业的安全要求及措施
1.施工严格执行《安全规程》要求。
2.接拆电焊机由专人负责,严禁私自进行,焊机二次线不准裸露,以防触电。
3.施工过程中,焊接线应布置合理、整齐,防止焊线损伤引起不必要触电。
4.进入施工现场必须戴安全帽,劳动防护用品齐全,不乱扔、乱丢热焊条头,防灼伤烫伤。
5.焊工使用的脚手架要牢固可靠,并经检验合格,上下架子应抓牢踩稳,高空作业系好安全带,并系于上方牢固可靠处。
6.电焊机二次线与焊机可靠连接,地线与焊件可靠接触,防止松动产生火花.严禁用钢丝绳等作为地线。
7.焊工施焊时应穿干燥工作服、绝缘鞋,防电击。
8.清理焊缝应戴防护目镜。
9.消除作业区域内易燃易爆物,必要时采取隔离措施.要有专人监护.下班时仔细检查是否有火灾隐患,确认无后方可离开。
10.焊工所用工具应放在工具袋内,严禁上下抛掷,防止高空坠落以防伤害他人。
11.组合架上施工防止坠落,脚下打滑等。
12.高空焊接钢梁时,必须有防止火花、焊条头、药皮坠落的措施,施工处应有石棉布防护。
强制性条文
《火力发电厂焊接技术规程》DL/T869-2004
3.3.1.1钢材材质必须符合设计选用标准的规定,进口钢材必须符合合同规定的技术条件。
钢材必须附有材质合格证书。
首次使用的钢材应收集焊接性资料和焊接、焊接热处理以及其他热加工方法的指导性工艺资料,按照DL/T868确认焊接工艺。
4.2.3焊件经下料和坡口加工后应按照下列要求进行检查,合格后方可组对:
a)淬硬倾向较大的钢材,如经过热加工方法下料或坡口制备,加工后要经表面探伤检验合格。
b)坡口内及边缘20mm内母材无裂纹、重皮、坡口破损及毛刺等缺陷。
c)坡口尺寸符合图纸要求。
5.1.1允许进行焊接操作的最低环境温度因钢材不同分别为:
A-Ⅰ类为-10℃;A-Ⅱ、A-Ⅲ、B-Ⅰ类为0℃;B-Ⅱ、B-Ⅲ为5℃;C类不作规定。
5.3.3严禁在被焊工件表面引燃电弧、试验电流或随意焊接临时支撑物,高合金钢材料表面不得焊接对口用卡具。
5.3.15焊接接头有超过标准的缺陷时,可采取挖补方式返修,但同一位置上挖补次数一般不得超过三次,耐热钢不得超过两次,并应遵守下列规定:
a)彻底清除缺陷。
b)补焊时,应制定具体的补焊措施并按照工艺要求实施。
c)需进行热处理的焊接接头,返修后应重做热处理。
安全技术交底记录表
编号:
JL-ZY-××-00×
工程名称
#
交底人
交底地点
钢结构
交底日期
交底内容
制.质量.检查验收和应达到的质量标准;.作业文明施工的要求及措施。
参加交底人员
签字
施工负责人
姓名
职务
部门
姓名
职务
部门
施工
人员
姓名
工种
姓名
工种
姓名
工种
其它人员
姓名
职务
部门
姓名
职务
部门
作业指导书审批表
名称
钢结构焊接热处理工艺施工技术措施
审核·会签·批准意见
质量部
审核人:
年月日
安监部门
会签人:
年月日
专业工程师
审核人:
年月 日
总工程师
总工程师:
年 月 日
14
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- 钢结构 焊接 热处理 工艺