空分管道焊接要求

一、焊接概况及执行的相关标准8000 Nm3/h 空分装置的设备和管道大部分属于压力容器和压力管道范畴，冷箱内主要材质为铝镁、与铝镁锰合金LF2、LF4), 冷箱外主要材质为碳钢(20#)、不锈钢(1Cr18Ni9Ti)。每种材料 的厚度为3-12mm。而且铝母材在服役过程中压力比较低但温度却 为-173C以下。不锈钢材质在服役过程中压力为1.6MPa,相对以往 工程来说，其中优以铝的焊接难度大，质量要求高，我们必须严格按 照国家有关标准和设计图纸的要求进行施焊，以确保焊接质量。焊接施工中应遵守以下标准或规范：1. 压力容器安全监察规程2. 锅炉压力容器焊工考试规程3. 现场设备、 工业管道焊接工程施工及验收规范(GB50236-98)4. 制冷设备、 空气分离设备安装工程施 工及验收规范(JBJ30-96)5. 杭 氧 标 准 铝 制 空 分 设 备 管 道 安 装 焊 接 技 术 条 件 ( HTA5411-90)6. 压力容器无损检测(JB4730-94)二、对焊工和无损检测人员的要求1. 参加本工程施焊的焊工必须按锅炉压力容器焊工考试规则 的要求进行培训和考核，并取得相应项目的合格证；焊工所承担的焊 接项目必须与考试合格项目相符。2. 参加本工程无损探伤的检测人员必须具备劳动部门签发的无损检测（RT、PT）II级资格证书，并承担相应合格项目的检测工作。三、对焊接材料及辅材的要求1. 铝氩弧焊丝必须具有制造厂的出厂合格证，并按规定做好标识， 在干燥条件下分类存放，做到随用随领，以免用错。2. 电焊条也须具有制造厂的出厂合格证并经过规定的温度烘干后（J422, A132,焊条烘干温度为150C200C，恒温时间12 小时），存放在保温筒内，随用随取。电焊条外观应无药皮脱落，锈 蚀等现象。3. 氩弧焊使用的氩气纯度不得低于99.99%。四、对焊接、探伤设备的要求1. 焊机上的电流表、电压表、气体流量计等须经计量部门检验合 格后方可使用。2. 各类焊机必须在正常的情况下方可使用，决不允许带病作业。3. 本工程必须配备下列焊接（探伤）设备1)手工鸨极交流氮弧焊机NSA-500型手工鸨极交流氮弧焊机NSA-400型3)直流电焊机AX-320 型或 AX-500 型4)交流电焊机BX-330 型5)射线探伤机XXQ-200型XX-150型五、焊接工艺评定焊接工艺评定的有关参数是制定现场焊接工艺的重要依据。因此 焊接工艺评定对实际焊接工作具有很大的指导意义；公司焊接金属试 验室为空分工程制作了下列焊接工艺评定： 焊接工艺评定一览表序号 焊接工艺评定编号母材材质 焊材牌号焊接方法适用范围1Z89-071LF2LF11TIG1.516mm2R98-015LF2ER5183TIG1.516mm3R98-016LF4ER5183TIG1.516mm4R98-017LF2+LF4ER5183TIG1.516mm5 84E011-110#J422SMAW1.512mm六、铝合金管道的焊接1. 焊前准备：按杭氧标准HTA5411-90标准执行。特别需要注意的 是应将焊接坡口两侧内外各50mm 范围内的油、氧化膜等杂物清 理干净，并打磨出金属光泽。焊接应尽可能地在室内进行，以防止风、 雪、雨等不良气候的影响。2. 焊接工艺要求：除按HTA5411-90标准要求进行外，还需注意以 下几点：选用焊丝LF11选用焊丝ER5183选用焊丝ER5183(1) 焊接材料的选用： LF2+LF2LF4+LF4LF2+LF42)铝合金焊接时周围环境的空气湿度不得大于70%，否则应采取防湿措施。(3) 为了保证焊接质量，铝合金管道焊口尽量采用转动焊口焊接。 焊接宜采用大电流快速施焊法，焊丝的横向摆动不宜超过其直径的3 倍。(4) 壁厚大于等于4mm的水平固定管道环焊缝，壁厚大于或等 于5mm的垂直固定管道环焊缝及壁厚大于等于6mm的管道转动焊 缝应考虑采用嵌入环式不锈钢垫环。焊接时采用不锈钢环时，不得将 垫环熔化，如果垫环熔入焊缝，应将该部位焊缝金属铲除后方可施焊。(5) 焊接时应保持一定的环境温度，当环境温度低于5C,且板 厚大于8mm时，焊前应进行100C150C预热。( 6)铝及铝合金管道手工钨极氩弧焊推荐用规范见下表：板厚mm 焊丝直径mm 钨极直径mm 喷嘴直径mm 氩气流量L/min 焊接电流A 焊接层次 坡口形式2.53 3810 81060100 1 无坡口3 3 3 1012 810 80100 1无坡口4 4 34 1012 812 100140 1无坡口5 4 4 1214 1012 140170 1 无坡口或 V 型6 45 45 1214 1012 180200 1或 2 无坡口或 V型-5 -七、冷箱内铝合金设备的组焊1. 分馏塔的组焊 分馏塔分三节供货，所以有二条环焊缝需在现场焊接，其中下焊缝 为双人双面焊，上焊缝为单人单面焊。分馏塔直径为2800mm, 厚度14mm，材质为LF4-R。先进行下焊缝的焊接，再进行上焊缝 的焊接。为了保证塔体的垂直度和塔板水平度,焊接中应注意下列几 点：八、(1) 在正式焊接以前,应将切割下来的上塔封头做成焊接试板, 进行垂直固定位置的模拟焊接试验,以确定焊接规范参数。焊接时选 用ER51835mm焊丝。(2) 坡口加工成II形，组对间隙为67mm。(3) 在定位点焊前，必须对坡口及其两侧50mm范围内的油污、 氧化膜用锉刀、刮刀、铣刀,不锈钢丝刷等机械方法认真清理,禁止 用砂轮、砂布清理。上下组对间隙不超过7mm。组对后先进行定位 焊(为了防止气孔和裂纹,定位点焊前,焊枪在引弧处要有足够长的 引弧时间，同时定位点焊部位需预热到100150C),点焊间距为 300mm,点焊焊肉长度为30mm,高度不超过母材板厚，其焊肉 质量与正式焊缝相同。(4) 下焊缝焊接采用双人双面同步手工钨极氩弧焊一次焊成。使 用NSA-500型焊机，外面焊接电流推荐用 270A，氩气流量 15L/min，里面焊接电流推荐用210A,氩气流量15L/min。上焊 缝采用单人单面焊双面成型的焊接方法。推荐焊接电流用330A,氩气流量为15L/min。焊前可进行100 C150 C预热。（5 ）焊接顺序正确与否直接关系到塔板水平度和塔体垂直度，用 焊缝焊接收缩来矫正是可以借助的正确方法，故起焊处的选择很重 要。设备组对人员同焊接人员要紧密配合，及时测量和报告塔体的垂 直度和倾斜方向，与焊接人员共同确定起焊点。一般是在塔板水平度 较高一侧开始起焊，边焊边测量，随时调整焊接顺序。焊接中，为抑制气孔的形成、扩散、凝集，应采用大电流、快焊速、 细波纹操作方法以缩短焊接熔边的存在和延续时间，要求焊工要以单 面焊一次成型为原则，塔外焊工加焊丝，塔内焊工可加焊丝，也可不 加焊丝。（6）施焊之前应做好各项准备工作，各工种要协调一致，统一指 挥，搭设好主塔施焊的架子，并保证其不晃动，特别是要调试好焊机， 选择好氩气。2.粗氩塔的组焊粗氩塔分二节供货，需现场组对焊接。粗氩塔直径1753mm,厚度10mm ，材质LF4-R，焊接时选用ER51835mm焊丝。粗氩塔组对坡为II型坡口，间隙7mm 左右。在定位点焊前，必 须对坡及其两侧50mm 范围内的油污、氧化膜清理干净，并按规 定要求进行预热和定位焊（点焊间距为 300mm ，点焊焊肉长度 30mm ，高度不超过母材厚度，其焊肉质量与正式焊缝相同，预热 温度 100150 C）o焊接采用单人单面焊双面成型的焊接方法，焊接电流推荐用240A,氩气流量 14L/min。焊接时要选择好焊接顺序，确定好起焊点。从塔板水平度较高一侧 开始起焊，边焊边测量，随时确定焊接顺序。3. 精氩塔的组焊精氩塔分二节供货，所以整体组对在现场进行。精氩塔规格410x5,材质为LF4,焊接时选用ER51834mm焊丝。焊接工 艺参照铝合金管道焊接。八、冷箱的焊接冷箱材质为Q235-A,用手工电弧焊进行焊接，采用J422电焊条。 冷箱骨架的柱、梁、斜撑等与4 m m 箱板接触处的焊缝应磨平。冷箱 板外侧为气密性焊接,以保证冷箱的气密性要求。箱板内侧拼缝处为 间断焊接 4 50（100）,焊接时应采用对称焊、分段退焊法等焊接 方法,来防止因焊接顺序不当而造成的变形。焊接后应清除焊渣和毛 刺等。冷箱内有部分设备支架的材质是不锈钢,因此焊接材料选用应遵守 下列规定：1）Q235-A+1Cr18Ni9Ti氩弧焊丝选用HCr25Ni13, 电焊条选用 A302 或 A307；2） 1Cr18Ni9Ti+1Cr18Ni9Ti 氩弧 焊丝选用H1Cr19Ni9Ti,电焊条选用A132,重要部位选用A302 或 A307。九、冷箱外管道（碳钢）的焊接1. 焊前准备：按GB50236-98第6.2条要求进行。2. 焊接工艺要求：除按GB50236-98第6.2条要求进行外，还需注意以下几点：1）正确选用焊接材料：冷箱外管道材质均为 20#钢，故氩弧焊丝选用H08Mn2SiA,电焊条用J422,重要部位用J506或J507。2）焊接时应采取必要措施保护焊接不受恶劣天气影响。3）碳钢氧气管道应采用氩弧焊打底，电弧焊盖面的焊接方法。 十、焊接检验1. 外观检查：焊接结束后，首先应进行焊缝的外观检查。外观检 查由每位焊工自己进行，焊接施工员复查。1）碳钢、不锈钢焊缝的外观检查应符合GB50236-98标准第11 章第 3 节的要求。2）铝合金焊缝的外观检查应符合HTA5411-90标准6.18.1的 规定。2. 射线检查：射线检查应在焊缝外观检查合格后进行。1）碳钢、不锈钢焊缝探伤工艺按GB3323-87标准进行。探伤抽 检比例按GB50235-97标准的7.4条执行。2）铝合金焊缝探伤工艺、探伤比例和合格标准均按HTA5411-90 标准进行。液化气体管道、切换管道及设计压力大于等于 0.6Mpa 的氧气管道对接焊缝应经100%X射线检查，合格标准为II级，其 余管道射线检查范围不应小于每道焊缝总长的20，即 20检查。 合格标准为III级。3）冷箱内下塔和上塔下段焊缝经外观检查合格后应作100% 射线检查，合格标准按HTA5411-90标准II级执行。主塔上段焊缝、粗氩塔对称焊缝、精氩塔对称焊缝经外观检查合格后做 100%的着色检查，合格标准按HT0016-82标准执行。4）焊缝局部探伤位置由焊接检查人员确定。 十一、焊缝的返修1. 焊缝同一部位上的返修或补焊一般不得超过二次，补焊前应铲 除缺陷所在部位的金属，并按要求对焊接区金属进行清理。2. 返修应有返修方案，对于二次以上的返修则应组织有关人员进 行分析，订出措施，落实有经验的焊工担任施焊。 十二、焊接安全注意事项1. 电焊机、氩弧焊机等焊接设备的机壳都必须可靠接地。焊接设 备的安装、修理和检查须由电工进行，焊工不要私自拆修设备。2. 焊工应正确穿戴劳动防护用品。磨削钨棒时，应戴口罩、手套 磨完后须洗手。敲铲焊渣和清除铁锈时，应戴好手套和防护眼镜。3. 焊接场所必须有防火设备，易燃易爆物品距焊接场所至少 10 米以上。4. 焊工在高空作业时，应严格采取预防措施，防止液态金属的飞 溅，防止火灾的发生或灼伤下面的操作工人。5. 严禁在带压或设计要求不可施焊的容器、管道上焊接。6. 焊接工作场所应通风良好。7. 氧气瓶和乙炔瓶应小心轻放，安全运输，夏季露天作业时，应 防止直接受烈日曝晒，以免引起气体膨胀而发生爆炸事故。所以夏季 作业时氧气瓶和乙炔瓶必须放在凉棚内。8.射线探伤区域应放置安全警戒线，以免闲人进入