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1、球罐焊接工艺第1章焊前准备：第1节16MnR钢的焊接性分析16MnR钢属低合金钢，供货状态为正火，Pcm0.25%,具有肯定的冷裂倾向，依据16UnR的焊接CCT图能够看出，不发生马氏体的临界冷却时间tp=26s,依据板厚34mm16MnR钢的线能量范围1250kJ/Cnb结合C02气体保护电弧焊t85冷却时间线算图，初步确定预热温度范围为80150C时,t85tp,o第2节焊接工艺评定依据GB4708-92钢制压力容器焊接工艺评定的要求，分别对平仰焊、立焊和横焊三种地位进行评定。评定项目如下：射线检验、拉伸实验、曲折实验、袭击实验（-12C）o焊接工艺评定报告编号为Q-40（平仰焊）Q-41
2、（立焊）Q-42（横焊）第3节焊工的培训与考核从事球罐焊接的焊工，必须通过严厉的培训与考核，并取得劳动部门颁发的锅炉压力容器焊工考试合格证书（证书应在有效期内），施焊的钢材种类、焊接方法和焊接地位均与焊工本人考试合格的项目相符。第4节施工现场准备为了保证主动焊焊接工艺的正常进行,确保主动焊焊接质量,在施工现场必须采用以下措施：1 .焊接设施及附件的检讨施焊前,应细致检讨焊接电源、送丝机构是否完好，C02气体压力是否符合规定，气体预热器、气压表、气流表是否正常，输气软管、焊接电缆有无破损泄漏，控制电缆接头是否接触良好。一旦发现问题应及时修复后再进行焊接，不得带故障运行。2 .焊接电源摆放焊接电源
3、应放在通风、干燥、洁净的环境中，三台焊接电源配备一个焊机房。焊接电源的供电应单独配给，不得与其它载荷并网合用，防止电压波动和偏相而影响焊接质量。为提高对焊接参数控制的精确性，减少电流损失和电压降，焊接电源应尽量靠近球罐。3 .对球罐脚手架搭设的要求脚手架的搭设应考虑送丝机的放置、焊工焊接时的跳动及预热器的架设方便，为使焊工上下操作方便脚手架每层间距为1.7m左右，脚手架立杆距离纵缝焊道左侧不小于800mm宽，距离纵缝焊道右侧不小于250mm宽，脚手架横杆应在环焊缝下侧50Omm左右，脚手架内侧横、立杆应距离焊缝30Omm以上。脚手架应牢固、安全、可靠。4 .防风措施为减少自然天气因素对焊接进程
4、的影响，必须在球罐周围使用脚手架搭上防风蓬布（为防火安全，一切蓬布一律用阻燃蓬布），以防止气氛流动破坏保护气体对熔池的保护作用，防风蓬布应搭设严实。5 .球罐本体焊缝组对、点固焊焊接质量的好坏，不仅取决于焊接设施及焊工本人，上一道工序的质量好坏，直接影响着焊接质量，制约着焊接施工的工期，实践证明，坡口表面打磨的质量、组对间隙及点固焊都影响着焊接质量，特别是组对间隙和点固焊的质量好坏是发生气孔、夹渣、裂纹等缺陷的问题所在。5. 1对坡口的要求A.焊接坡口应坚持平整，不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷，尺寸应符合图样规定。B.坡口表面及两侧各20mm应将水、铁锈、油污、积渣和其它有害杂质清理洁净，露出金
5、属光泽。5.2组对间隙应严厉控制在14mm范围内，错边量W3m*5.3点固焊纵缝点固焊为防止球罐焊缝在施焊进程中发生较大的错边和变形及在预后热时，由于温度变化的影响发生裂纹,需采用组对卡具和坡口内点固焊相结合的方法。具体步骤如下：A.用组对卡具调节焊缝间隙至14mm,错边量W3mm,B.在焊缝内侧坡口（小坡口）内进行点固焊，点固焊缝长度为15020Onmb厚21InIm（以焊缝内侧坡口填平为准，但不能超出坡口外），点固焊焊道间距为300mm。C.每条焊缝点固焊完毕后，剩下中间两个卡具，其余全部拆除。纵缝内侧坡口点固焊接按下列方案进行：A.点固焊接采用手工电弧焊，焊接电源为直流弧焊机，焊条采用J
6、507,规格cD3.2,4.0,焊条使用必须按压力容器焊接原料规定条款执行。B.焊前必须清理坡口，用磨光机除去施焊处锈污。C.点焊顺序为先点固焊缝两端，然后点固中间，再向两头逐个对称加密。D.点固焊前，点焊处需进行预热，预热温度应到达100200C。E.点固焊由两组人员以球罐中心轴线对称同时施焊，并按同方向旋转进行。F.点固焊引弧熄弧均应在内侧坡口内，严禁在球壳板上引熄弧。收弧时应将弧坑填满。G.点固焊进程中，应配备一名锦工，随时对焊缝间隙和错边量进行测量和调整。H.点固焊道应在坡口内侧清根气刨时一起刨掉。环缝点固焊环缝点固也采用组对卡具与点固相结合的方案，具体如下：A.环缝T型接头两侧用一对
7、卡具固定，卡具中心相距500mm。B.环缝内侧坡口点固焊焊道的长度，厚度及相邻焊道距离均与纵缝点固焊相同。C.环缝内侧坡口点固焊工艺方案及要求均与纵缝点固焊相同。点固焊后，应将焊道表面的药皮去除并由专检员按上述要求进行检讨确认。第2章焊接工艺进程1 .主要工作量：单台球罐焊缝总长46Onb其中纵缝总长286m,环缝总长174m,支柱角焊缝长100mo2 .焊接方法：C02气体保护半主动焊+手工焊。3 .焊接设施：C02气体保护焊机6台，硅整流焊机8台。4 .坡口型式：对接焊缝采用非对称X型坡口，大坡口在外侧，小坡口在内侧。5 .焊接顺序5.1 焊接顺序的原则是先纵缝，后环缝，先大坡口，后小坡口
8、。为了使焊接进程中发生的应力分布均匀，要做到均匀配置焊工，同时对称焊接，采用逆向分段退步焊，力求焊速一致。具体焊接顺序为：赤道带纵缝大坡口焊接一一赤道带纵缝小坡口清根、探伤、焊接一一温带纵缝大坡口焊接一一温带纵缝小坡口清根、探伤、焊接一一上、下极带大纵缝大坡口焊接一一上、下极带大纵缝小坡口清根、探伤、焊接一一上、下极带小纵缝大坡口焊接一一上、下极带小纵缝小坡口清根、探伤、焊接一一上、下极带环缝大坡口焊接一一上、下极带环缝小坡口清根、探伤、焊接一一赤道带环缝大坡口焊接一一赤道带环缝小坡口清根、探伤、焊接一一温带上、下环缝大坡口焊接一一温带上、下环缝小坡口清根、探伤、焊接一一工卡具焊疤与局部焊缝外
9、观的修磨一一无损探伤一一局部焊缝返修一一无损探伤。5. 2纵缝的焊接纵缝外侧打底焊时，第一层和第二层焊道采用分段焊，先焊上半段，后焊下半段。其余焊道应一次焊到头。6. 3环缝的焊接焊接环缝时应控制线能量不小于最低极限，即在焊接电流、焊接电压肯定时，焊接速度不能超越允许的最大值。环缝外侧打底焊时，先点固两端，再分段焊中间，逐渐向两边加密，后连接成一条。除打底焊外其余焊道一次焊完,每层由下而上排条填充，每条焊完后，应将熔渣彻底清理洁净方可焊下一条。每层焊肉高度要基本相等，高出的地方用磨光机去除，低洼处应补焊平齐。6 .焊缝清根焊缝外侧全部焊完后，内侧用碳弧气刨进行清根，刨完后用砂轮机磨光，做100
10、%着色或磁粉检验，确认无缺陷后，方可进行外侧焊接。7 .焊接工艺参数C02气体保护焊及手工焊、点固焊的焊接工艺参数详见焊接工艺卡。第3章焊接施工管理第1节气象管理施工现场焊接环境当出现下列任一情况时，应采用具体有效的防护措施，方可进行C02气体保护焊及手工电弧焊。A.下雪、下雨、下雾；8 .环境温度在-5C以下；C.风速28ms（手工焊）、风速22ms（C02气体保护焊）；D.相对湿度90%o为了有效地对气象条件进行监督和管理，在施工现场应设置专职监督员和气象告示牌，负责每天气象监督、管理和记载等工作。焊材管理1焊丝的供应与验收由供应部门供应的焊丝、焊条必须具有原料质保书、出厂日期和批号，有显
11、著的焊丝、焊条牌号、规格等标志，并满足相关标准的有关规定，同时也应满足GB12337-98中的关于焊丝、焊条的要求。2焊丝、焊条的存放与保管球罐使用的焊丝、焊条必须有专人、专库保管，库房内应有湿度和温度调节设施，库房内湿度不得大于60%,温度不应低于IOc。焊条使用前必须在350400的温度下烘烤1小时，然后置于保温箱内在100150C的温度下保温，随用随取。烘烤员要认真做好入库与烘烤记载。2.3 焊丝、焊条的发放与回收焊丝、焊条由烘烤员负责发放与回收。焊工领回焊丝后，应对焊丝外观进行细致检讨，发现有锈蚀现象，严禁使用，如有水分或污物，应进行烘烤或擦拭洁净，每盘焊丝打开包装后，尽量当天用完，如
12、当天未使用完，应退回烘烤员，放进库房保管，不允许露天放置。焊工领用焊条要使用保温桶，焊条在保温桶内存放时间不得超越4小时，否则重新烘烤，反复烘烤次数不得超越2次。烘烤员要认真做好发放与回收记载。2.4 保护气体的使用和管理供应部门对所使用的C02气体应定点购货，并定期进行抽查，严厉保证C02气体纯度在99.5%以上，气体进场后应倒置48小时，打开阀门进行放空，确认没有存水后方可使用，否则不得使用。现场焊接时，应使用气体预热器对C02气体进行预热，预热温度在60C左右，并设专人监看气体流量和瓶内压力，当瓶压低于2MPa时停止使用，并立刻更换新瓶，如发现预热器不热，造成瓶口结霜现象，必须立刻停止焊
13、接，及时处置好后，才干重新施焊。第3节预热、层间温度控制和后热焊接进程中预热、后热对焊缝缓慢冷却，改善热循环，促进焊缝中扩散氢的充分逸出，防止发生冷裂纹具有重要作用。因此，本次球罐焊接中应加强对预热、后热和层间温度的控制的管理，具体要求见下表：加热方法焊接位置预热温度CC)层间温度(C)后热温度(C)及时间（三）预热范围(mm)测温范围(mm)煤气加热平仰焊80-12080-1202OO-25O1.5焊缝两侧150距中心50燃气加热立焊80-12080-120200-2501.5焊缝两侧150距中心50煤气加热横焊100-150100-1502OO-25OX1.5焊缝两侧150距中心50里-乙
14、快婚加热点固焊100-150100-150200-250焊接处300X400距中心50煤气加热返修150-200150-200200-250X1.5焊缝两侧150距中心50几点说明:3.1预、后热采用煤气加热方法，加热部位在施焊部位的另一侧。3.2当出现下述情况时应取预热温度的上限值，后热温度也应提高到250,后热时间相应延长。A.环境温度低于10；B.焊道过短；C.处于不利的焊接地位(如仰焊、横焊)；D.拘束度大或应力集中的部位(如T型接头)。第4节焊接线能量的控制焊接线能量是影响焊接接头质量的重要因素，过大的线能量会使热影响区加宽，导致焊缝金属和熔合线缺口韧性降低，过低的线能量可能造成高硬
15、度，低韧性的热影响区组织，而且可能发生氢致裂纹。现场施焊时，线能量宜控制在1250kJcm.焊接线能量的计算按下式进行：线能量(Jcm)=60焊接电流（八）X焊接电压(V)焊接速度(cmmin)依据焊接线能量范围，选择正确的焊接电流、焊接电压、焊接速度进行控制(详见焊接工艺卡)。现场应配备一名焊接记载员，及时做好焊接线能量等记载。第5节焊完后每条焊缝焊完后，焊工应首先对焊缝表面质量进行自检，并在焊缝中间部位离焊缝中心50mm处打上焊工钢号，然后由专检员进行检讨认可。第4章产品焊接试板球罐焊接的同期，应焊接球罐的产品试板，每台球皤应焊制平仰焊、立焊、横焊等三块试板，试板应由施焊该球罐的焊工采用与球罐焊接相同的条件和焊接工艺进行焊接。第5章焊接检验1 .焊缝表面质量应符合下列规定1.1 1焊缝与母材应圆滑过渡，对接焊缝的余高尺寸为03mm,支柱角接焊缝的焊脚尺寸为12nuno1.2 一切焊缝及热影响区表面不得有裂纹、夹渣、气孔、弧坑、飞溅等缺陷。1.3 焊缝两侧不允许有咬边。2 .一切对接焊缝、角
