李 新3月 中国石油炼油化工建设项目工艺管道、焊接专业质量管理.ppt

李 新2011年3月,中国石油炼油化工建设项目工艺管道、焊接专业质量管理,2/169,工艺管道广泛用于石油、化工、冶金、电力、长输及城市燃气和供热等行业。在现代工业生产中，焊接已成为一种重要的金属加工工艺，广泛应用在石油化工行业的管道及设备安装工程中。与此同时，大量的工艺管道及设备工程质量事故都是由于焊接质量不过关引起的。经对我国近二十年来由于管道质量造成的事故分析，178起事故中焊接质量造成的事故占58.4%。因此焊接工程质量控制是安装工程质量管理中的重点。本章内容主要以工艺管道焊接为主线展开。,工程概述,2023/6/27,3/169,第一章 焊接作业人员资质要求,4/169,一、焊工资质要求主要依据：压力管道安装单位资格认可实施细则质技监局锅发 2000 99号锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规定 国质检锅2002109号 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范GB5023698钛制焊接容器JB/T4745铝制压力容器JB/T47341.焊工必须持证上岗,锅炉压力容器焊工证封皮,5/169,6/169,锅炉压力容器焊工证内容,金属焊接切割特种作业操作证,7/169,8/169,2.焊工证中的合格项目的构成及适用范围-焊接方法代号试件钢号分类代号试件形式代号试件焊缝金属厚度代号试件外径代号焊条类别代号焊接要素代号,焊接方法代号：焊条电弧焊_SMAW钨极气体保护焊_GTAW熔化极气体保护焊_GMAW埋弧焊_SAW如改变焊接方法，必须重新进行考试,9/169,10/169,11/169,12/169,13/169,试件钢号分类代号 焊接操作技能考试合格的焊工，当试件钢号或焊材变化时，下列情况下，不需重新进行焊接操作技能考试：a)手工焊焊工采用某类别钢号经焊接操作技能考试合格后焊接该类别其他钢号时；b)手工焊焊工采用某类别任一钢号，经焊接操作技能考试合格后，焊接该类别钢号与较低钢号所组成的异种钢号焊接接头时；,14/169,c)除类外，手工焊焊工采用某类别任一钢号，经焊接操作技能考试合格后，焊接较低类别钢号时；d)焊机操作工采用某类别任一钢号，经焊接操作技能考试合格后，焊接其他类别钢号时；e)变更焊丝钢号(或型号)、药芯焊丝类型、焊剂型号、保护气体种类和钨极种类时；,试件钢号分类与代号表,15/169,16/169,试件形式代号,17/169,管材对接焊缝试件及代号,18/169,试件适用焊件焊接位置,试件焊缝金属厚度,19/169,试件外径手工焊管材对接焊缝适用于焊件外径范围(mm),20/169,焊条类别代号,21/169,焊接要素代号：焊接要素改变时，必须重新考试。焊接要素及代号,22/169,23/169,案例分析：1.某监理在工地巡检过程中，看到一焊工刚刚完成规格为605的20钢一道对接焊缝氩弧焊打底，电弧盖面的施工。监理请该焊工出示焊工证，该焊工的合格项目如下：请问该焊工的合格项目能否满足要求？如不能，请说明理由，并说明该焊工已完成的上述焊口应如何处理？,24/169,2.在对某地区公司的工程质量大检查中，抽查十万罐环缝的焊工持证上岗情况，发现 一名焊工仅持有SMAW-5G-12/159-F3J合格项目。3.建设方组织的焊工入场验证性考试(1)考试范围：只能对持证焊工的合格项目进行验证性考试，不能超出焊工证的范围。因为只有经国家安全监察机构授权的焊工考委会才能对焊工进行资格考试，只有质量技术监督局才能给焊工发放焊工合格证。(2)合格项目：最好填验证性考试的项目，或直接写上见焊工证。,25/169,【典型案例】：某地区公司为了严格控制焊接质量，要求所有焊工上岗前必须通过建设方组织的考试。该项目的监理在对焊工进行考试时，规定所有持证焊工必须进行GTAW-6G-3/60-02和SMAW-6G(K)-5/60-F3J项目的考试，合格后报建设方批准，发给焊工上岗证书。上岗证书中合格项目一栏的内容为：碳钢。在对考试合格的焊工的锅炉压力容器焊工证进行检查时发现，有4名焊工的持证项目中根本就没有GTAW；2名焊工的持证项目为GTAW-2G-3/60-02。该6名焊工经建设方同意，均已在现场实际施工中进行了氩弧焊打底，电弧焊盖面的管线全位置焊接施工。,26/169,4.其它标准要求的考试：SH/T35062007管式炉安装工程施工及验收规范第4.9从事管式炉工程焊接的焊工应符合下列规定：a)从事钢结构焊接的焊工，应按GB50236的规定考试合格；取得锅炉压力容器压力管道焊接资格的焊工，可免试相应的合格项目；b)从事炉管和炉体配管的焊工，应按锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则的规定经考试合格；承担对流段炉管弯头焊接的焊工，还应按附录A通过水平固定管状试件障碍焊考试合格。详见附图,施焊对流室炉管弯头的焊工水平固定加障碍物考试现场,27/169,28/169,二、热处理人员要求依据GB50236-98现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范2.0.2.5条规定，焊接热处理人员应经专业培训。,电力行业的热处理证书内容,29/169,30/169,第二章 工艺管道的分级,31/169,依据：压力管道安装单位资格认可实施细则石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工验收规范（SH35012002）石油化工金属管道工程施工质量验收规范 GB50517-2010 工业金属管道施工及验收规范GB50235-97(2010),第二章 工艺管道的分级,32/169,一、国家质量技术监督局颁发压力管道安装单位资格认可实施细则及工业金属管道施工及验收规范GB50235-2010对管道级别的划分：(一)长输管道为GA类，级别划分为：1.符合下列条件之一的长输管道为GA1级：A.输送有毒、可燃、易爆气体介质，设计压力P 1.6MPa 的管道；B输送有毒、可燃、易爆液体流体介质，输送距离200km且管道公称直径DN300mm的管道（输送距离指产地、储存库、用户间的用于输送商品介质管道的直接距离）；C输送浆体介质，输送距离50km且管道公称直径DN150mm的管道。,第二章 工艺管道的分级,2023/6/27,33/169,2.符合以下条件之一的长输管道为GA2级：A输送有毒、可燃、易爆气体介质，设计压力1.6MPa的管道；BGA1之B范围以外的管道；CGA1之C范围以外的管道。(二)公用管道为GB类，级别划分如下：1.GB1：燃气管道 2.GB2：热力管道,第二章 工艺管道的分级,2023/6/27,34/169,(三)工业管道为GC类，级别划分如下：1.符合下列条件之一的工业管道为GC1级：A输送GB5044职业性接触毒物危害程度分级中规定毒性程度为极度危害介质的管道；B输送GB50160石油化工企业设计防火规范及GBJ16建筑设计防火规范中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力P4.0MPa的管道；C输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力P4.0MPa且设计温度400 的管道；D输送流体介质且设计压力P10.0MPa的管道。,第二章 工艺管道的分级,2023/6/27,35/169,2.符合以下条件之一的工业管道为GC2级：A输送GB50160石油化工企业设计防火规范及GBJ16建筑设计防火规范中规定的火灾危险性为甲、乙类可燃气体或甲类可燃液体介质且设计压力P4.0MPa的管道 B输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力P4.0MPa且设计温度400 管道；C输送非可燃流体介质、无毒流体介质，设计压力P10MPa且设计温度400的管道；D输送流体介质，设计压力P10 MPa且设计温度400的管道。,第二章 工艺管道的分级,2023/6/27,36/169,3.符合以下条件之一的管道划分为GC3级：A输送可燃流体介质、有毒流体介质，设计压力P1.0 MPa且设计温度400的管道；B输送非可燃流体介质、无毒流体介质，设计压力P4.0 MPa且设计温度400的管道。,第二章 工艺管道的分级,37/169,二、行业标准石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范（SH35012002）对剧毒、可燃介质管道的分级的划分,第二章 工艺管道的分级,管道分级及射线检测百分率,38/169,三、新出版的国标石油化工金属管道工程施工质量验收规范GB50517-2010中管道的分级方法及其与压力管道安全技术监察规程-工业管道TSGDZ001对应关系,第二章 工艺管道的分级,39/169,石油化工管道分级,第二章 工艺管道的分级,40/180,石油化工管道分级依据,41/169,第三章 管道组成件及焊材的检验与使用,42/169,常用标准规范：石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范SH35012002石油化工金属管道工程施工质量验收规范 GB50517-2010流体输送用不锈钢焊接钢管GB127712000流体输送用不锈钢无缝钢管GB/T149762002流体输送用无缝钢管 GB/T81632008高压锅炉用无缝钢管 GB/T53101995低中压锅炉用无缝钢管GB/T30871999阀门检验与管理规程 SH3518-2000石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收SH30642003,第三章 管道组成件及焊材的检验与使用,43/169,常用标准规范：石油 裂化用无缝钢管GB99482006低压流体输送用焊接钢管GB/T30922001钛及钛合金管GB/T36241995铝及铝合金热挤压管GB44372002铝及铝合金焊接管GB1057189钢制对焊无缝管件GB124592005钢制对焊无缝管件SH340896锻钢制承插焊管件SH341096,第三章 管道组成件及焊材的检验与使用,44/169,一、管道组成件检验管道组成件：用于安排部署连接或装配成压力密封、内含流体的管道系统中的管道元件。包括管子、管件、法兰、垫片、紧固件、阀门以及膨胀接头、耐压软管、疏水器、过滤器和分离器等。管件：管道组成件的一部分。是管道系统中用于连接、分支、改变方向与直径、端部封闭等直接与管子相连的零部件，包括弯头、弯管、三通、四通、异径管、管箍、螺纹接头和短节、活接头、软管接头、翻边短节、支管座、堵头、管帽等。,第三章 管道组成件及焊材的检验与使用,(一)石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范（SH35012002）中的要求一般规定：5.1.3 管道组成件必须具有质量证明文件，无质量证明文件的产品不得使用。产品在使用前，应对质量证明文件进行审查，并与实物核对。若到货的管道组成件实物标识不清或与质量证明文件不符或对产品质量证明文件中的特性数据或检验结果有异议，供货方应按相应标准作验证性检验或追溯到产品制造单位。异议未解决前，该批产品不得使用。,45/169,第三章 管道组成件及焊材的检验与使用,5.15 合金钢管道组成件主体的关键合金成分，应根据本规范规定的比例采用光谱分析或其他方法进行半定量分析复查，并作好标识。5.17 凡按规定作抽样检查或检验的样品中，若有一件不合格，必须按规定数加倍抽检，若仍有不合格时，则该批管道组成件不得使用，并应作好标识和隔离。事例：现场到货100件合金钢弯头，光谱检验比例为5%，抽检5件，其中一件不合格，则应抽检10件再进行检验，而不是抽检2件进行检验。,46/169,第三章 管道组成件及焊材的检验与使用,47/169,5.18 管道组成件应分区存放，且不锈钢管道组成件不得与非合金钢、低合金钢接触。,第三章 管道组成件及焊材的检验与使用,48/169,管子检验5.2.1 输送有毒、可燃介质的管子，使用前应按设计文件要求核对管子的规格、数量和标识。中低合金钢管道应按5.1.5的要求逐根进行合金成分复查。石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范SH35012002第1号修改单见下页,第三章 管道组成件及焊材的检验与使用,49/169,SH3501-2002 一号增补(修改下列条款)：2.规范性引用文件 将GB 4159 金属低温夏比冲击试验方法改为：GB/T 229 金属夏比缺口冲击试验方法 5.1.6 设计文件有低温冲击值要求的材料，产品质量证明文件应有低温冲击韧性试验值，否则应按GB4159的规定进行补项试验。将GB4159改为：GB/T 229 5.2.1 输送有毒、可燃介质的管子，使用前应按设计文件要求核对管子的规格、数量和标识。补充：中低合金钢管道应按5.1.5的要求逐根进行合金成分复查。,第三章 管道组成件及焊材的检验与使用,50/169,5.3.3 安装前，应按设计文件中的“阀门规格书”，对阀门的阀体、密封面及有特殊要求的垫片和填料的材质进行抽检。每批至少抽查一件；合金钢阀门的阀体应逐件进行光谱分析。若不符合要求，该批阀门不得使用。将该批阀门不得使用改为：按5.1.7条规定处理中国石化集团公司施工规范管理站淄博分站（2004.3.3）典型案例：1.在对某地区公司的大蒸馏装置质量检查中，发现施工单位仅对材质为1Cr5Mo的管子，进行了10%的光谱检测，对此监理及总承包单位均予以认可。现场询问有关人员检测依据，回答为 石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范 SH35012002中的 5.15条：合金钢管道组成件主体的关键合金成分，应根据本规范规定的比例采用光谱分析或其他方法进行半定量分析复查，并作好标识。不知道有2004年下发的该标准的第1号修改单，故没有对材质为1Cr5Mo的管子进行100%的光谱检测。,第三章 管道组成件及焊材的检验与使用,51/169,5.2.2 管子的质量证明文件应包括以下内容：1）产品标准号；2）钢的牌号；3）炉罐号、批号、交货状态、重量和件数；4）品种名称、规格和质量等级；5）产品标准和订货合同中规定的各项检验结果；6）制造厂检验印记。,第三章 管道组成件及焊材的检验与使用,52/169,钢管在出厂前须进行技术检验。其中必须有的检验项目有化学成分和机械性能检验项目中的抗拉强度（b）和拉伸率（5）,或要求选作一项或几项工艺试验（如扩口、压扁、卷边试验）时，须在订单中注明。下表为一份常用的20#钢的质量证明文件。,第三章 管道组成件及焊材的检验与使用,53/180,第三章 管道组成件及焊材的检验与使用,54/169,第三章 管道组成件及焊材的检验与使用,55/169,第三章 管道组成件及焊材的检验与使用,56/169,第三章 管道组成件及焊材的检验与使用,5.2.3 若到货管子钢的牌号、炉罐号、批号、交货状态与质量证明文件不符，该批管子不得使用。5.2.4 有耐晶间腐蚀要求的材料，产品质量证明文件应注明晶间腐蚀试验结果，否则应按GB/T4334.16的有关规定，进行补项试验。5.2.5 输送毒性程度为极度危害和高度危害介质的管子的质量证明文件应有超声检测结果，否则应按GB5777规定，逐根进行检验。5.2.7 SHA级管道中，设计压力等于或大于10MPa的管子,外表面应逐根进行无损检测，检测方法和缺陷评定应符合JB4730规定，检验结果以级为合格。5.2.8 在SHA级管道中，设计压力小于10MPa的输送极度危害介质（苯除外）的管子，每批（同批号、同炉罐号、同材质、同规格）应抽5%且不少于一根，进行外表面磁粉或渗透检测。检验结果以级为合格。,57/169,第三章 管道组成件及焊材的检验与使用,其他管道组成件检验 5.4.1 对其他管道组成件的产品质量证明文件，应进行核对，且下列项目应符合产品标准的要求：1）化学成分及力学性能；2）合金钢锻件的金相分析结果；3）热处理结果及焊缝无损检测报告。5.4.2 管件外表面应有制造厂代号（商标）、规格、材料牌号和批号等标识，并与质量证明文件相符，否则不得使用。,58/169,第三章 管道组成件及焊材的检验与使用,59/169,5.4.6 设计压力等于或大于10Mpa管道用的合金钢螺栓、螺母，应逐件进行快速光谱分析，每批应抽两件进行硬度检验，若有不合格，按该规范第5.1.7条的规定处理。5.4.7 设计温度低于-29的低温管道合金钢螺栓、螺母，应逐件进行光谱分析检验，每批应抽查两根螺栓进行低温冲击性能检验。若有不合格，应按该规范第5.1.7条规定进行处理。5.4.8 其他合金钢管道组成件的快速光谱分析，每批应抽检5%，且不少于一件。若有不合格，应按该规范第5.1.7条的规定处理。,第三章 管道组成件及焊材的检验与使用,60/169,二、焊接材料检验常用标准规范碳钢焊条 GB/T5117-1995不锈钢焊条 GB/T983-1995低合金钢焊条 GB/T 5118-1995气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝 GB/T8110-1995埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂 GB/T5293-1999不锈钢药芯焊丝GB/T17853-1999,第三章 管道组成件及焊材的检验与使用,61/169,1.工程使用的焊接材料，使用前必须按相关标准规范及设计文件的要求进行检查和验收。焊接材料应具有质量证明文件，且实物与证书上的批号相符。外观检查时，焊条的药皮不得受潮、脱落或明显裂纹。焊丝在使用前应清除其表面的油污、锈等。下图为焊条的质量证明文件,第三章 管道组成件及焊材的检验与使用,62/169,第三章 管道组成件及焊材的检验与使用,63/169,第三章 管道组成件及焊材的检验与使用,64/169,2.焊条、焊丝的存放要求：储存库应保持适宜的温度及湿度.室内温度应在5以上,相对湿度不超过60%.室内应保持干燥、清洁，不得存放有害介质。,第三章 管道组成件及焊材的检验与使用,这个焊条存放室如何？,65/169,3.焊条应按说明书或焊接作业指导书的要求进行烘干 烘干的必要性:出厂的焊条都已经过高温烘干，并用防潮材料(塑料袋、纸盒等)加以包装，在一定程度上可防止药皮吸潮，但实践证明焊条在保管过程中总是要吸潮的，吸潮的程度通常与储存环境温度、湿度、时间及药皮类型和质量、焊条制造工艺过程和包装质量有关。而造成焊缝中产生气孔、冷裂纹等缺陷的主要原因之一的氢，就主要来源于焊条药皮中的水分。所以，焊条吸潮后，药皮中的水分含量增加，缺陷产生的几率就增加。,第三章 管道组成件及焊材的检验与使用,66/169,第三章 管道组成件及焊材的检验与使用,4.建立严格的有专人负责的领用、发放和回收制度，并做好记录。烘干后的焊条应存放在事先已加热至规定温度且保温效果良好的保温筒内,在规定的时间内用完.如没有用完,应立即送回焊条发放处,重新烘干。真正的“桶”,67/169,第三章 管道组成件及焊材的检验与使用,不同牌号焊条混放,68/169,第三章 管道组成件及焊材的检验与使用,保温效果良好的保温筒,69/169,第三章 管道组成件及焊材的检验与使用,70/169,第四章 管道焊接过程控制,71/169,主要施工依据及常用技术标准压力管道安全管理与监察规定 劳部发 1999 140号压力管道安装单位资格认可实施细则 质技监局锅发 2000 99号钢制压力容器焊接工艺评定 JB4708-2000工业金属管道工程施工及验收规范GB5023597工业金属管道工程施工及验收规范 GB502352010(尚 未实施)现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范GB5023698,第四章 管道焊接过程控制,72/169,主要施工依据及常用技术标准石油化工金属管道工程施工质量验收规范 GB50517-2010 石油化工钢制管道工程施工工艺标准SH/T3517 2001石油化工铬镍奥氏体钢、铁镍合金和镍合金管道焊接规程SH/T35231999石油化工不锈钢复合钢焊接规程SH/T35271999石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范SH35012002,第四章 管道焊接过程控制,73/169,主要施工依据及常用技术标准石油化工工程铬钼耐热钢管道焊接技术规程 SH/T35202004石油化工低温钢焊接规程 SH/T35252004石油化工异种钢焊接规程 SH/T35262004石油化工不锈复合钢焊接规程 SH/T35271999钛管道施工及验收规范 SH35022000压力容器无损检测 JB/T47302005,第四章 管道焊接过程控制,74/169,一、焊接工艺评定及焊接作业指导书(工艺卡)(一)焊接工艺评定简介：1.焊接工艺评定：是为了验证施焊单位拟定的焊接工艺的正确性，由本单位技能熟练的焊接人员使用本单位焊接设备焊接试件，按要求对试件进行检验并给出评价结果。2.焊接工艺评定的一般过程：拟定焊接工艺指导书、施焊试件和制取试样、检验试件和试样、测定焊接接头是否具有所要求的使用性能、提出焊接工艺评定报告对拟定的焊接工艺指导书进行评定。钢制压力容器焊接工艺评定JB4708-2000中焊接工艺评定报告实例如下：,第四章 管道焊接过程控制,75/169,第四章 管道焊接过程控制,76/169,第四章 管道焊接过程控制,77/169,第四章 管道焊接过程控制,78/169,第四章 管道焊接过程控制,79/169,第四章 管道焊接过程控制,80/169,第四章 管道焊接过程控制,81/169,第四章 管道焊接过程控制,82/169,第四章 管道焊接过程控制,83/169,(二)对接焊缝、角焊缝焊接工艺评定规则钢制压力容器焊接工艺评定JB4708-2000中的要求：5.1 评定对接焊缝焊接工艺时，采用对接焊缝。对接焊缝试件评定合格的焊接工艺亦适用于角焊缝。评定非受压角焊缝焊接工艺时，可仅采用角焊缝试件。5.1.1 板材对接焊缝试件评定合格的焊接工艺亦适用于管材的对接焊缝，反之亦可。5.1.2 管与板角焊缝试件评定合格的焊接工艺适用于板材的角焊缝，反之亦可。,第四章 管道焊接过程控制,84/169,5.2 焊接工艺因素分为重要因素、补加因素、次要因素。5.2.1重要因素：指影响焊接接头抗拉强度和弯曲性能的因素。5.2.2 补加因素：指影响焊接接头冲击韧性的焊接工艺因素。5.2.3 次要因素：是指对要求测定的力学性能无明显影响的焊接工艺因素。各种焊接方法的焊接工艺因素详见下表,第四章 管道焊接过程控制,85/169,第四章 管道焊接过程控制,86/169,第四章 管道焊接过程控制,87/169,第四章 管道焊接过程控制,88/169,第四章 管道焊接过程控制,89/169,5.3 评定规则：5.3.1 改变焊接方法：5.3.1.1 改变焊接方法，需重新评定。如：同SMAW变为GTAW5.3.1.2a.当变更任何一个重要因素时都需要重新评定焊接工艺。施工中常见的焊条电弧焊和钨极气体保护焊重要因素如下：,第四章 管道焊接过程控制,SMAW：a.填充材料类别里的焊条牌号（只考虑类别代号后头两位数字）常用碳钢焊条牌号与国标GB5117-85对照：J422 E4303 J426 E4316J427 E4315 J506 E5016J507 E5015例如：20钢的焊接工艺评定里采用的是J422焊条，若现场改用J507焊条，则应重新进行评定。b.预热温度比已评定合格值降低50以上,90/169,第四章 管道焊接过程控制,GTAW：药芯焊丝牌号（只考虑类别代号后头两位数字）、焊丝钢号增加或取消填充金属实芯焊丝改为药芯焊丝或相反添加或取消预置填充金属；预热温度比已评定合格值降低50以上保护气体种类；混合保护气体配比从单一的保护气体改用混合保护气体或取消保护气体当焊接类别号为、的母材时，取消背面保护气体或改为包括非惰性气体在内的混合气体当焊接组别号为-2，类别号为的母材时，气体流量减少10%或更多一些,91/169,第四章 管道焊接过程控制,92/169,b.当增加或变更任何一个补加因素时，则可按增加或变更的补加因素增焊冲击韧性试件进行试验。SMAW：a.用非低氢型药皮焊条代替低氢型药皮焊条。如：用J422来代替J427b.焊条的直径改为大于6mm c.从评定合格的焊接位置改变为向上立焊d.最高层间温度比评定记录值高50以上e.电流种类或极性f.增加线能量或单位长度焊道的熔敷金属体积超过已评定合格值。,第四章 管道焊接过程控制,93/169,GTAW：a.用具有较低冲击吸收功的药芯焊丝代替具有较高冲击吸收功的药芯焊丝b.由每面多道焊改为每面单面焊c.从评定合格的焊接位置改变为向上立焊d.最高层间温度比评定记录值高50以上e.电流种类或极性f.增加线能量或单位长度焊道的熔敷金属体积超过已评定合格值g.单丝焊改为多丝焊，或反之。,第四章 管道焊接过程控制,c.当变更次要因素时不需要重新评定焊接工艺，但需重新编制焊接工艺指导书。5.3.1.3 当同一条焊缝使用两种或两种以上焊接方法或重要因素,补加因素不同的焊接工艺时，可按每种焊接方法或焊接工艺分别进行评定；亦可使用两种或两种以上焊接方法、焊接工艺焊接试件，进行组合评定。组合评定合格后用于焊件时，可以采用其中一种或几种焊接方法、焊接工艺，但应保证其重要因素、补加因素不变，按相关条款确定每种焊接方法或焊接工艺适用于焊件厚度的有效范围。5.3.2母材：本标准根据母材的化学成分、力学性能和焊接性能对母材进行分类分组如下表,94/169,第四章 管道焊接过程控制,95/169,第四章 管道焊接过程控制,96/169,第四章 管道焊接过程控制,5.3.2.1组别评定规则a)当重要因素、补加因素不变时，某一钢号母材评定合格的焊接工艺可以用于同组别号的其它钢号母材。例如：经评定合格的20钢的焊接工艺评定可用于20R钢。（20、20R均属于-1组）b)组别号为-2母材的评定适用于组别号为-1的母材例如：经评定合格16MnDR的焊接工艺评定可用于16MnR钢，但反之不可。c)在同类别号中，高组别号母材的评定适用于该组别号母材与低组别号母材所组成的焊接接头。例如：经评定合格的00Cr17Ni14Mo2钢的焊接工艺评定可用于00Cr17Ni14Mo2(-2)与00Cr19Ni10(-1)组成的焊接接头，但反之不可。d)除b)c)规定情况外 母材组别号改变时需重新评定,97/169,第四章 管道焊接过程控制,5.3.2.2 类别评定规则a)不同材料类别不能代替b)当不同类别号的母材组成焊接接头时，即使母材各自都已评定合格 其焊接接头仍需重新评定，但类别号为(或组别号为-1-2)的同钢号母材的评定适用于该类别号(或该组别号)母材与类别号为 的母材所组成的焊接接头。例如：1）12Cr1MoV与20钢组成的焊接接头,两种钢材已各自评定合格，进行钢焊接时，伋应重新评定。2）16Mn的焊接工艺评定适用于16Mn与20钢的异种钢焊接，但反之不可。16MnD的焊接工艺评定适用于16MnD与20钢的异种钢焊接，但反之不可。,98/169,第四章 管道焊接过程控制,5.3.2.3末列入表2的钢号评定规则a)已列入国家标准、行业标准的钢号,根据其化学成分、力学性能和焊接性能确定归入相应的类别、组别中；或另分类别、组别；未列入国家标准、行业标准的钢号，应分别进行焊接工艺评定。如：1Cr9Mob)国外钢材首次使用时应按每个钢号(按该国标准规定命名)进行焊接工艺评定。当已掌握该钢号焊接性能，且其化学成分、力学性能与表2中某钢号相当，且某钢号已进行过焊接工艺评定时，该进口钢材可免做焊接工艺评定。可在本单位的技术文件中将此国外钢材归入某钢号所在类别、组别内。,99/169,第四章 管道焊接过程控制,100/169,5.3.3 焊后热处理5.3.3.2 改变焊后热处理处理类别，需重新评定焊接工艺5.3.3.3 当规定进行冲击韧性试验时，焊后热处理的温度和时间改变后要重新评定焊接工艺。试件的焊后热处理应与焊件在制造过程中的焊后热处理基本相同，试件加热温度范围不得超过相应标准或技术文件规定。5.3.4 试件厚度与焊件厚度评定合格的对接焊缝试件的焊接工艺适用于焊件有效范围：若试件母材为-2组和标准抗拉强度下限值大于540MPa的强度型低合金钢按表3、表4规定；除此之外，按表5、表6规定。,第四章 管道焊接过程控制,101/169,第四章 管道焊接过程控制,二、管道焊接石油化工剧毒、可燃介质管道工程施工及验收规范（SH35012002）(一)一般规定7.1.1 施焊前，应根据焊接工艺评定报告编制焊接作业指导书。焊工应按指定的焊接作业指导书施焊。施工现场中使用的焊接作业指导书(焊接工艺卡、焊接工艺指导书)不能用焊接工艺评定报告中的焊接作业指导书来代替。,102/169,第四章 管道焊接过程控制,焊接工艺的重要作用 现场施工中过于强调焊缝的致密性而忽视了焊缝的机械性能。实际上焊缝的质量由两部分构成,一是其致密性,也就是我们通过外观及内部无损检测所得到的无超标缺陷的焊缝质量;二是由焊接工艺决定的焊缝的机械性能.而通常,施工单位对于焊缝的重视主要体现在对其致密性的重视上,而忽视对其机械性能的重视,甚至认为只要通过检测,焊缝没有超标的内部缺陷,就是合格的焊缝。这种观点在实际工作中,主要体现在淬硬倾向较大,容易出现延迟裂纹的Cr5Mo材质的焊接中。施工单位为了避免产生延迟裂纹,通常总想采用高铬镍奥氏体焊接材料进行焊接,就是单纯为了追求焊缝的致密性,而忽略了焊缝的机械性能。而正确的焊接工艺是保证焊缝的致密性和机械性能最根本的保证。,103/169,第四章 管道焊接过程控制,焊接作业指导书的内容A 焊接方法：点明所使用的焊接方法B 管子及管件材料：现场使用的真实情况C 直径和壁厚：实际情况D 接头形式：实际接头的简图和坡口的具体尺寸E 填充金属和焊道的具体数F 电特性：电流种类、极性、规定使用焊条或焊丝的电流、电压值的范围G 焊道之间的时间间隔H 预热和焊后热处理I 保护气体及流量J 焊接速度：规定各焊道的焊接速度范围K 层间温度,104/169,第四章 管道焊接过程控制,105/169,第四章 管道焊接过程控制,(二)焊接过程具体要求：1.环境要求7.1.3 焊接环境温度低于下列要求时，应采取提高焊接环境温度的措施：非合金钢焊接，不低于-20；低合金钢焊接，不低于-10；奥氏体不锈钢焊接，不低于-5；其他合金钢焊接，不低于0。7.1.4 管道的施焊环境若出现下列情况之一，而未采取保护措施时，应停止焊接作业：焊条电弧焊焊接时，风速大于或等于8m/s；气体保护焊焊接时，风速大于或等于2m/s；相对湿度大于90%；下雨或下雪。,106/169,第四章 管道焊接过程控制,2.管道坡口组对要求：7.2.2 坡口形式、尺寸及组对要求，若设计文件未规定时，应按附录B确定。7.2.4 当壁厚相同时，内壁应齐平，内壁错边量不应超过下列规定：a)SHA级管道为壁厚10%，且不应大于0.5mm；SHB、SHC及SHD级管道为壁厚的10%，且不大于1mm。b)不等厚对接焊件组对时，薄件端面应位于厚件端面之内。且当SHA级管道内壁差超过0.5mm或外壁差2mm；SHB、SHC及SHD级管道的内壁差超过1.0mm或外壁差2mm时，应对焊件进行加工。,107/169,第四章 管道焊接过程控制,7.2.5 壁厚不同的管道组成件组对，但壁厚差大于下列数值时，应按的要求加工。不同壁厚管子和管件加工要求,108/169,第四章 管道焊接过程控制,109/169,典型案例某地区公司的大蒸馏装置减压塔附塔管线的一道角焊缝在运行中发生泄漏，停工时将其刨开后发现，角焊缝的坡口制备不符合要求，焊接时层间母材未熔合，仅是通过将焊肉堆积在焊口上，将立管与水平管线粘接在一起。为避免同批施工的其它九道角焊缝也存在类似问题，将其全部刨开，发现其它九道角焊缝的坡口及焊道也不同程度的存在同样的问题，详见下图,第四章 管道焊接过程控制,泄漏后刨开的角焊缝,110/169,第四章 管道焊接过程控制,与泄漏的角焊缝同批次焊接的角焊缝,111/169,第四章 管道焊接过程控制,错边量超标,112/169,第四章 管道焊接过程控制,113/169,7.2.9 不锈钢管采用电弧焊时，焊接接头组对前应在坡口两侧各100mm范围内，涂白垩粉或其他防粘污剂。,有效的防粘污剂在哪？,第四章 管道焊接过程控制,114/169,7.2.7焊接接头组对前，应用手工或机械方法清理其内外表面，在坡口两侧20mm范围内，不得有油漆、毛刺、锈斑、氧化皮及其他对焊接过程有害的物质。,未经除锈的焊接坡口,第四章 管道焊接过程控制,未进行坡口加工的管道对接焊口,115/169,第四章 管道焊接过程控制,7.2.10 除设计规定需进行冷拉伸或冷压缩的管道外，焊件不得进行强行组对。7.2.11 定位焊应与正式焊接的焊接工艺相同。定位焊的焊缝长度宜为10mm-15mm、厚度为2mm-4mm,且不超过壁厚的2/3。定位焊的焊缝不得有裂纹及其他缺陷。7.2.12 在合金钢钢管上焊接 组对卡具时，卡具的材质应与管材相同，否则应用焊接该钢管的焊条在卡具上堆焊过渡层。7.2.13 焊接在管道上的组对卡具不得用敲打或掰扭的方法拆除。,116/169,第四章 管道焊接过程控制,这是不锈钢卡具吗？,117/169,第四章 管道焊接过程控制,3.预热与焊后热处理(1)焊前预热要求7.4.1 焊前预热应按下表的规定进行。中断焊接后需要继续焊接时，应重新预热。(SH3501-2002),118/169,第四章 管道焊接过程控制,119/169,管道组成件焊前预热要求(GB50517-2010),第四章 管道焊接过程控制,120/169,7.4.2 当环境温度低于0时，除奥氏体不锈钢外，其他钢材的焊缝应在始焊处100mm范围内预热到15以上。7.4.3 异种钢焊接预热应按母材要求较高者确定。7.4.4 预热应在坡口两侧均匀进行，内外热透并防止局部过热。加热区以外100mm范围应予保温。7.4.5 预热范围应为坡口中心两侧各不小于壁厚的3倍，有淬硬倾向或易产生延迟裂纹的材料，两侧各不小于壁厚的5倍，且不小于100mm。,第四章 管道焊接过程控制,121/169,(2)层间温度控制7.4.7 易产生延迟裂纹的焊接接头，焊接时应严格保持层间温度，焊后应立即均匀加热至300350保温缓冷，并及时进行热处理。a)要求焊前预热的焊件，其层间温度应在规定的预热温度范围内。除工艺或检验要求需分次焊接外，每条焊缝宜一次连续焊完，当因故中断焊接时，应根据工艺要求采取保温或后热等防止产生裂纹的措施，再次焊接前应检查焊层表面，确认无裂纹后，必须按要求重新预热，后方可进行焊接。b)奥氏体不锈钢多层多道焊接时，层间温度宜控制在100以下。c)预热温度及层间温度的测量及记录：使用经检定合格的测温仪测量并记录。,第四章 管道焊接过程控制,122/169,(3)焊后热处理 概念介绍 a.后热处理，也可以称为焊后脱氢处理。是指焊后立即加热到350，并保温缓冷。在实际焊接过程中，一定要注意后热处理的及时性。对于易产生延迟裂纹的焊接接头(1Cr5Mo)，如果一条焊缝没有一次性焊完，则只要中断焊接，就必须立即进行后热处理；或焊缝完成后不能立即进行焊后热处理，则应进行后热处理，防止因急冷，而造成接头扩散氢来不及逸出或形成淬硬组织。,第四章 管道焊接过程控制,b.焊后热处理的分类：消除应力热处理、固溶处理、稳定化处理。消除应力热处理：焊后为改善焊接接头的组织和性能或消除残余应力而进行的热处理。常用钢材焊接接头热处理温度(SH3501-2002),123/169,第四章 管道焊接过程控制,c.延迟裂纹：属于冷裂纹中最常见的一种，其是在焊接后冷至较低温度后，经过一段时间（几小时，几天，甚至更长时间）的孕育期后，才开始少量出现，并随时间增长而逐渐增多和扩展。Cr5Mo管线焊接中的延迟裂纹,124/169,第四章 管道焊接过程控制,延迟裂纹产生的条件及控制方法：钢种的淬硬倾向、焊接接头扩散氢的含量、以及接头所承受的拘束应力状态是延迟裂纹产生的三个充分必要条件。这三个条件在一定的条件下相互联系并相互促进，从而造成了延迟裂纹的出现。产生淬硬倾向的条件：钢种的淬硬倾向主要决定于化学成分、壁厚、焊接工艺和冷却条件。而在焊接工程中，钢种的化学成分和壁厚是不能改变的，而焊接工艺和冷却条件却是可以控制的。扩散氢的来源及控制方法：扩散氢是在焊接时，焊接材料中的水分、焊件坡口处的铁锈、油污，以及环境湿度等都是焊缝中富氢的原因。控制好氢的来源，通过控制冷却速度，增加熔池金属在高温中停留的时间，使得氢有足够的时间逸出