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1、 機爐管道焊前預熱及焊后熱處理作業指導書1.施工范圍新疆XX準東一期2350MW動力站工程2#機組焊口的材質主要為20#、20G、SA-106C、12Cr1MoVG、15CrMoG、SA-213T2、A335P91、SA-213T91、SA-182F91、A335P91、A6912-1/4CrCL22、A672B70CL32、15NiCuMoNb5-6-4（WB36）等鋼種。本作業指導書適用于2#機組管道焊口的焊前預熱、消氫及焊后熱處理施工，同時適用于其返修焊口的熱處理工作。焊后熱處理采用高溫回火工藝。2. 編制依據2.1焊接專業施工組織設計2.2東方鍋爐廠家圖紙2.3電力建設安全健康與環境管2、理工作規定2.4火力發電廠焊接技術規程DL/T 869-20122.5電力建設施工質量驗收及評價規程 第7部分：焊接DL/T 5210.7-20102.6焊接工藝評定規程（DL/T 868-2004）2.7焊工技術考核規程（DL/T 679-2012）2.8特種設備焊接操作人員考核細則TSG Z6002-20102.9火力發電廠異種鋼焊接技術規程DL/T 752-20102.10火力發電廠熱處理技術規程DL/T 819-20102.11管道焊接接頭超聲波檢驗技術規程DL/T 820-20022.12鋼制承壓管道對接接頭射線檢驗技術規程DL/T 821-20022.13電力設備金屬光譜分析技術導3、則DL/T 991-20062.14金屬里氏硬度試驗方法GB /T 17394-1998 2.15火力發電廠金屬技術監督規程DL/T 438-20092.16焊接材料質量管理規程JB/T 3223-19962.17焊接工藝評定報告（河南第二火電建設公司）2.18工程建設標準強制性條文電力工程部分 2013年版2.19T91/P91鋼焊接工藝導則國家電力公司電源建設部 2002年3. 施工準備3.1材料 硅酸鋁針刺毯、石棉布及16#鐵絲。3.2施工機具3.2.1 選用DWKA型電腦控溫柜240KW或DWK-E型電腦溫控柜-360KW，工作時輸入電壓380V，輸出電壓220V。需經校驗合格并在有效4、期內的方可使用。設備的控溫精度應在5以內。3.2.2采用K型熱電偶，需經校驗合格并在有效期內的方可使用。3.2.3遠紅外測溫儀，主要用于焊件預熱及焊接過程中的溫度監測對比。3.2.4二次電源線選用16平方毫米銅軟線，熱電偶連接線全部采用補償導線。3.2.5柔性陶瓷電阻加熱器規格根據焊件形狀、位置等情況選擇。3.2.6其它工器具：虎頭鉗、螺絲刀、電筆、校線燈、手電筒、絕緣膠布、記號筆等。3.3技術資料3.3.1熱處理工藝曲線圖 3.3.2熱處理曲線對照表3.3.3技術交底記錄4. 預熱及熱處理工藝4.1 預熱焊前預熱是為了防止焊接過程中出現裂紋，減少焊接應力和焊接變形。4.1.1 常用鋼的預熱溫5、度表1常用鋼的預熱溫度鋼 種管 材板 材壁 厚(mm)預熱溫 度()壁 厚(mm)預熱溫度()碳含量0.35%的碳素鋼及鑄件2610020034100150C-Mn(Q345)1515020030281Cr-0.5Mo (15CrMo、ZG20CrMo)、0.5Cr-0.5Mo (12CrMo)15150200151502001Cr-0.5Mo-V (12Cr1MoV、ZG15Cr1MoV)2.25Cr-1Mo（12Cr2Mo）62003008200300WB36201502002015020010Cr9Mo1VNbN (T/P91)任意200250任意200250注：a） 當采用鎢極氬弧焊打6、底時，可按下限溫度降低50預熱。 b） 壁厚不小于6mm的合金鋼管子或管件，大厚度板件在負溫下焊接時，應比最低的預熱溫度高2040。壁厚小于6mm的低合金鋼管子及壁厚大于15mm的碳素鋼管子在負溫下焊接，也應適當預熱。4.1.2 當管子外徑大于219mm或壁厚不小于20mm時，采用柔性陶瓷電阻加熱進行預熱。4.1.3 T/P91鋼氬弧焊打底前預熱100150,電焊蓋面前預熱200300。施工過程中，應注意層間溫度的保持，層間溫度為200300。4.1.4 當兩種鋼種或者不等壁厚母材焊接時，預熱以合金成分較高或壁厚較厚的一方要求為標準。4.1.5 焊接中斷預熱后，應在重新焊接前重新預熱，重新預熱7、的工藝應與原預熱工藝一致。4.1.6 測溫火焰加熱時采用紅外測溫儀測溫。電加熱時，使用熱電偶測溫，熱電偶應放置在焊接坡口的邊沿且數量不小于2個，如圖1所示：注：a) L為加熱器寬度，從對口中心算起，每側不小于管子壁厚的3倍。b) 預熱時，熱電偶應對稱焊口布置在坡口邊沿，與加熱器之間應有隔熱裝置，一個在高溫點a或b，另一個在低溫點c或d。c) 電加熱時，用繩狀或履帶式加熱器，空出焊縫部位，保溫材料包扎時，也同樣空出焊縫部位，但必須覆蓋整個加熱器。水平管焊縫，保溫材料下部包厚一點，上面薄一點，以便溫度均勻。4.2 后熱處理對于厚壁管或某些易產生延遲裂紋的鋼材焊接，當焊接中斷或焊接工作停止后不能立即8、進行焊后熱處理的，應進行后熱處理，以防止產生冷裂紋。4.2.1 后熱處理的溫度為300350，保溫時間為2-4小時。4.2.2 可以直接用預熱時的加熱器對焊口進行后熱處理，同時，必須用保溫材料覆蓋整個焊口。4.2.3 如果焊口完成焊接后不能在24小時內進行焊后熱處理，也必須先立即做后熱處理。4.2.4對馬氏體型熱強鋼焊接接頭的后熱，應在焊后焊件處于80120、保溫1h2h后進行。4.3 焊后熱處理焊后熱處理是為了降低焊接接頭的殘余應力，改善焊縫金屬的組織和性能。一般為高溫回火。焊后熱處理工藝分為電加熱和火焰加熱兩種方法。4.3.1 焊后熱處理恒溫溫度的選擇原則： a）不能超過焊接材料熔敷金屬及9、兩側母材中最低的下轉變溫度(AC1)，一般應低于該AC1以下30。 b)對異種鋼焊接接頭，按照DL/T 752的相關規定執行。4.3.2焊后熱處理恒溫時間的確定： a）焊后熱處理恒溫時間應根據材料類別、加熱方法和焊件厚度綜合確定。 b) 一般按照焊件厚度確定恒溫時間。對中低合金鋼，恒溫時間按2min/mm3min/mm計算，最少30min；對高合金鋼，恒溫時間按4min/mm5min/mm計算，最少60min。采用柔性陶瓷電阻加熱，取值偏于以上計算的上限。4.3.3 常用鋼的熱處理溫度與時間常用鋼的熱處理溫度與時間鋼 種溫度焊件厚度 (mm)12.512.5252537.537.550507510、75100100125恒溫時間 (h)C0.35%(20、ZG25）C-Mn(Q345)580620 不必熱處理1.522.252.52.75(12CrMo )6507000.511.522.252.52.751Cr-0.5Mo(15CrMo )6707000.511.522.252.52.751Cr-0.5Mo-V(12Cr1MoV )2.25Cr-1Mo7207500.511.52345T/P917507701234-55-66-7815NiCuMoNb5（WB36）580620122.5345-4.3.4 升降溫速度：升降溫速度=6250壁厚（/h），且不超過300/h。對管座或返修焊件11、，應按主管的壁厚計算焊件熱處理的升降溫速度。4.3.5 加熱器功率和數量的確定：管子直徑管子壁厚625=加熱器KVA數KVA數電源電壓（V）1000=設備的總電流（A）KVA數每塊加熱器的功率=加熱器的數量4.3.6 加熱寬度及保溫寬度： 加熱寬度應滿足從焊縫中心算起，每側不小于壁厚的三倍，且不小于60mm； 保溫寬度應滿足從焊縫坡口邊緣算起，每側不小于壁厚的五倍，且不小于100mm。見圖2。圖24.3.7 火焰加熱工藝措施a) 用火焰加熱進行熱處理時，應根據焊件大小選擇噴嘴型號與數量；當使用多個噴嘴時，應對稱布置，均勻加熱。b) 火焰焰心至工件的距離應在10mm以上；噴嘴的移動速度要穩定，不12、得在一個位置長期停留。火焰加熱時，應注意控制火焰的燃燒狀況，防止金屬的氧化和增碳。c) 火焰加熱應以焊縫為中心，加熱寬度為焊縫兩側各外延不少于50mm。火焰加熱的恒溫時間按每毫米焊件厚度保溫1min計算。加熱完畢，應立即使用干燥的保溫材料進行保溫。d) 間隔5min記錄一次溫度（要求有原始資料）。4.4 T/P91焊后熱處理當焊縫整體焊接完畢，小徑薄壁管的焊接接頭可冷卻至室溫，而對大徑厚壁管的焊接接頭焊后冷卻到100120時，應保溫1h2h，進行馬氏體轉變，然后應及時進行熱處理。熱處理溫度為：76010。當焊接接頭不能及時進行熱處理時，應于焊后立即做加熱溫度為350、恒溫時間為1小時的焊后熱處13、理。焊后熱處理降溫至300以下時，可不控制，在保溫層內冷卻至室溫。P91鋼大徑后壁管的焊接接頭焊接接頭熱處理完畢，硬度按照DL/T 869-2012要求測定，測定部位為焊縫區和熱影響區。每個測定部位不少于三點。 焊接熱處理循環曲線圖如果焊接中斷或焊接完畢后不能及時進行熱處理，應立即做加熱溫度為350、恒溫時間為1小時的后熱處理，升降溫速度150/h。對于T/P91鋼與珠光體、貝氏體鋼的異種焊接接頭，加熱溫度應按兩側鋼材及所用焊絲、焊條等綜合確定，不應超過合金成分含量低材料的下臨界點AC1。如果熱處理過程發生停電等不可控情況時，應連接事先準備好的備用電源以完成熱處理施工任務；若沒有備用電源，緩冷14、，待恢復供電重新進行熱處理。4.5 熱電偶的布置4.5.1 熱電偶必須對稱分布于焊縫中心兩側，且不得少于兩個。水平管則必須上、下對稱布置。見圖3。圖34.5.2 對于大口徑厚壁管焊口，可在3.5倍焊縫寬度處（從焊縫中心算起），布置一個熱電偶作為監測點。見圖3（這一點不是必須的）。4.5.3 熱電偶一般用16#鐵絲綁在管子外壁，固定在監測點上，熱電偶觸點應緊密牢固可靠，且用隔熱材料將加熱器隔開，避免加熱器的直接熱輻射。4.6 加熱器在各種條件下的安置方式4.6.1 水平管使用繩狀加熱器時，兩側的覆蓋寬度應符合加熱器寬度的要求，下部應緊密，上部可稍疏，見圖4。使用履帶式加熱器時，其覆蓋寬度也應滿足15、加熱寬度要求。4.6.2 垂直管繩狀加熱器或履帶式加熱器的加熱中心適當下移10mm30mm，總加熱寬度應滿足610倍的管子壁厚，見圖5。圖4 圖54.6.3 三通一般三通可參照圖6（a）安置加熱器，超大超厚的三通可參照圖6(b)。圖6注：a) 在a中，必須滿足35倍焊縫區壁厚，保溫材料必須覆滿整個區域。b) 在b中，加熱器3必須使用履帶式加熱器，其余不要求，保溫材料覆蓋焊縫及其熱影響區區域。4.6.4 安置加熱器的操作規定a) 任何情況下，加熱器不能重疊、交叉，且金屬材料不得與加熱絲相碰。b) 加熱器與管壁應緊密接觸，且不得有扭結或不平整情況。c) 加熱器的絕緣材料應完好無損。4.7 保溫材料16、的捆綁根據溫度梯度的分布及傳導情況，基本上為上部到下部，從薄件往厚件，逐漸加厚，且包扎緊密、牢固。例如直立三通，直立管上保溫材料短而薄，水平管上從上到下逐漸加長加厚。（厚、薄為相對比較而言）4.8 熱處理過程的操作注意事項4.8.1 在大口徑管道熱處理時，必須堵住管子端部以防止通風。 4.8.2 確保管內無水。4.8.3 確保焊口在熱處理過程中不受外應力影響。4.8.4 確保在加熱過程中焊件的膨脹及應力減少不產生問題。4.8.5 在保溫過程中，任意兩點熱電偶溫差不得超過50。4.8.6 在熱處理下的保溫時間具備積累性。如果在保溫一段時間里，因故障而中斷了加熱，當恢復時，原來的保溫時間仍然有效。17、4.8.7 安裝管道冷拉口所使用的加載工具，應待熱處理完畢后方可卸載。5.控制點5.1熱處理工作人員應做好工作記錄，每30分鐘記錄一次，同時監控自動工藝曲線記錄圖是否異常。5.2熱處理過程中隨機用遠紅外測溫儀對焊口溫度和熱處理曲線溫度作比對。6. 質量標準6.1 技術文件資料6.1.1 每一次焊后熱處理都必須有溫度時間記錄。6.1.2 溫度時間記錄，應標焊口編號，熱處理日期。熱處理在300以上，均應有自動記錄。6.1.3 火焰加熱時，采用手工記錄，5分鐘一次。6.2 熱處理質量要求6.2.1采用里氏硬度計，按照GB/T 17394的規定檢測硬度。換算的焊縫布氏硬度值不得超過原始母材硬度值的4018、%或低于原始母材硬度值的90%。同種鋼焊接接頭熱處理后焊縫的硬度，不超過母材布氏硬度值加100HBW，且不超過下列規定：合金總含量小于或等于3%，布氏硬度值不大于270HBW；合金總含量小于10%，且不小于3%，布氏硬度值不大于300HBW。6.2.3異種鋼焊接接頭焊縫硬度檢驗應遵照DL/T 752的規定。焊縫金相組織標準 焊縫金相組織應滿足DL/T 438的要求，并符合以下規定： a）沒有裂紋。 b）沒有過熱組織。 c）沒有淬硬的馬氏體組織。6.2.5焊后熱處理溫度或時間不夠而導致焊縫硬度值高于規定值的焊接接頭，或由現場金相檢驗判定為焊后熱處理不足的，應重新進行焊后熱處理。6.2.3焊后熱處19、理恒溫時間超標或焊后熱處理恒溫時間過長而導致硬度值低于規定值80%的，或金相檢驗判定為焊縫金屬過熱的焊縫，除非可以現場實施正火+回火熱處理，應割掉該焊接接頭，重新焊接。6.3 T/P91的熱處理質量檢驗6.3.1焊接接頭熱處理完畢，應做硬度測定，測定部位為焊縫區和熱影響區（異種鋼為兩側，同種鋼可選一側），每個部位測定不小于三點，硬度測定平均值的標準不超過母材的布氏硬度加100HB，且應小于等于350HB為合格。6.3.2返修補焊的焊接接頭，必須重新進行焊后熱處理和無損檢測。7.安全環境技術措施7.1熱處理施工過程中,必須遵守安全、環保、防火等規程有關規定。7.2進入施工現場要正確佩戴安全帽、安20、全帶，穿軟底防滑絕緣鞋。7.3熱處理場所應有專人監護。7.4不準亂接亂拉電源線，夜間作業要有充足的照明。7.5控溫設備、儀表必須有可靠的接地裝置。7.6控溫設備的輸出線在未接負荷時應與設備斷開，嚴禁帶電作業。7.7熱處理輸出線應排放整齊，接線、插件配套，無破損。7.8加熱片、加熱繩應輕拿輕放，堆放整齊。7.9工作完畢，加熱爐、保溫材料及輔助材料應及時收回，清理現場，做到“工完、料盡、場地清”。7.10熱處理操作人員在工作時，必須使用防止觸電的防護用品；進行熱處理工作時，操作人員不得擅自離開，工作結束后應詳細檢查，確認無起火危險后方可離開。7.11氧氣、乙炔專用倉庫，專人管理；裝卸時輕拿輕放，防21、止撞擊、拖拉和傾倒，不能混裝。7.12當使用氧-乙炔加熱時,應采用瓶裝氣體。在乙炔瓶上應裝上止回閥,防止回火。7.13動火作業時,氧氣、乙炔至少距離10米。工作人員戴防護眼鏡。7.14加熱結束后，保溫棉應及時清理，放入無害不可回收固體廢棄箱。7.15熱處理人員應穿戴必要的勞動防護用品，并防止燙傷。7.16采用電加熱時，應防止加熱裝置導體與焊件接觸。7.17采用紅外測溫儀時，應避免激光直接或間接射入人眼。7.18應至少兩人參與作業。8.危險點、危險源分析8.1 作業過程中，應對含苯電容采取措施防止苯污染，廢棄的苯電容應及時放進不可回收箱里。8.2 處理結束后，保溫棉、石棉布、鐵絲應及時清理回收并22、盡量加以循環利用，確實不能利用的要及時清理，放入無害不可回收固體廢棄箱。危險點、危險源辨識及預防措施序號作業活動危險因素可能導致的事故控制措施1施工技術交底交底不合理或不規范人員傷亡認真編寫技術方案，并經逐級審批簽字后方可實施2作業人員身體條件不適合高空作業人員高空墜落定期體檢，不合格者嚴禁進行高空作業技術素質低各種危險加強技術培訓，定期考核，不合格者取消作業資格安全素質低各種危險加強安全教育，定期考核，不合格者取消作業資格3高空作業不正確使用安全帶人員墜落加強安全教育，對違章者進行處罰工具沒有防落措施高空墜物加強安全教育，對違章者進行處罰4交叉作業上層人員高空墜物傷人明確施工范圍，盡量避免垂直交叉作業，無法避免時中間架設隔離層5高溫作業不正確佩戴勞保手套燙傷認真正確、佩戴耐高溫手套6夜間施工照明不足高空墜落，人員傷亡增強夜間照明7包口粉塵塵肺佩帶口罩燙傷燙傷戴好石棉手套