焊接工艺规程

中海石油东营石化有限公司升级改造及配套工程项目液化烃罐组（一）

焊接工艺规程

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山东宏扬石化工程有限公司

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焊接工艺规程

目录

1、适用范围 (1)

2、编制依据 (1)

3、焊接方法 (1)

4、焊接材料........................................................................... 错误！未定义书签。

5、焊接工艺评定与焊工 (2)

6、焊前准备 (2)

7、焊前预热及焊后后热消氢处理....................................... 错误！未定义书签。

8、施焊 (3)

9、焊接返修 (5)

10、焊接检查与检验 (6)

11、产品焊接试件 (6)

中海石油东营石化有限公司升级改造及配套工程项目液化烃罐组（一）1、适用范围

本工艺规程，适用于公司球罐现场组焊过程中的焊条电弧焊的焊接。

2、编制依据

（1）GB150-2011《压力容器》

（2）GB12337-2014《钢制球形储罐》

（3）GB50094-2010《球形储罐施工规范》

（4）TSG 21-2016《固定式压力容器安全技术监察规程》

（5）NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》

（6）NB/T47015-2011《压力容器焊接规程》

（7）NB/T47016-2011 《承压设备产品焊接试件的力学性能检验》

（8）NB/T47018-2011 《承压设备用焊接材料订货技术条件》

（9）NB/T 47013-2015《承压设备无损检测》

（10）JB/T3223《焊接材料质量管理规程》

（11）GB/T3965《熔敷金属中扩散氢测定方法》

3、焊接方法

球罐本体、上下支柱的的焊接及球罐定位焊均采用焊条电弧焊多层多道分段退焊工艺。采用ZX5-500硅整流焊机，电流极性为直流反接。

4、焊接材料

焊材必须具有合格质量证明书。

焊接材料牌号和规格的选择应根据焊接工艺评定进行确定，焊材熔敷金属的化学成分、力学性能应符合NB/T47018-2011和GB/T5118的要求。选用的焊接材料应保证焊缝金属的力学性能高于或等于母材规定的限值，或复合设计文件规定的技术条件。

球罐焊接使用焊条应按牌号、批号进行进行化学成分、力学性能（焊接状态）和扩散氢复验，扩散氢试验方法应按现行国家标准《熔敷金属中扩散氢测定方法》GB/T3965中的水银法或气相色谱法进行，以[H]≤5.0ml/100g为合格。

焊材设置专用焊材库，库内配置空气去湿机、干湿温度计、保证空气相对湿度60％以下。焊材应存放在架子上，架子离地面高度不小于300mm，离墙壁距离不小于300mm。焊材堆放时按种类、牌号、规格、批号、入库时间分类堆放，并做好标识，先入库的先发放使用。搬电焊条时，应防止碰掉药皮、避免焊条受损等情况。不允许用药皮脱落、变质的焊

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条，应特别注意勿使电焊条受潮，必须使用充分干燥的焊条。焊材的烘干、发放、回收设专人负责。焊条启封后首先进行外观检查，无脱皮、开裂为合格，确认合格后立即放入烘干箱，按规定程序进行烘干，待温度降至200℃以下后，移入保温箱。焊材的烘干要求，应按照焊材说明书进行烘干、保温，焊条烘干次数不宜超过三次。

当焊材未规定烘干温度时，按照下表进行：

表1 焊条烘干要求

焊工凭焊接责任工程师签发的焊条领用卡和焊条筒领取焊条。当班所剩焊条和焊条头应退回烘干室，按规定作好标识重新烘干。焊条领出后4小时内退回，进行重新烘干。经二次烘干仍未用完的焊条不得用于球罐焊接。

焊条从入库、出库、烘干、发放至回收，整个过程均作好记录，并建立台帐，焊接工程师随时检查监督。

5、焊接工艺评定和焊工

施焊下列焊缝的焊接工艺应按照NB/T47014评定合格：

球壳板对接接头、支柱与球壳板的焊接、定位焊以及受压元件的表面补焊。

施焊前，应根据图纸等技术要求，进行焊接工艺评定，评定合格后进行焊接作业指导书的编制。

为保证球罐焊接质量，焊工的管理必须符合以下规定：

（1）施焊的焊工必须取得国家质量监督检验检疫总局颁发的《特种设备焊接操作人员考核细则》TSGZ6002中规定的特种设备作业人员证。球罐焊接具体合格位置为：SMAW-FeⅡ-（1G、2G、3G、4G）-12-FeF3J，不得从事与持证项次不符的焊接作业。

（2）施焊的焊工必须有高度的责任心及较好的身体素质。所有参与球罐焊接的焊工必须在施焊前经过培训，模拟考核合格后方可上岗操作。

6、焊前准备

球罐正式焊接前，必须做好如下准备，方可开焊。

（1）焊机所采用的电缆与距离相适应，橡皮电缆应有足够的芯线截面。焊接设备、加热设备及辅助装备应确保工作状态正常，安全可靠，仪表应定期校准或检定。

（2）多台焊机应装单独的接地线，执行一机一闸一保护。

（3）焊工需配齐砂轮机、钢丝刷等工具。

（4）焊接坡口表面应保持平整，不应有裂纹、分层、夹杂物等缺陷。

（5）组对定位后，坡口间隙、错边量、棱角度等应符合图样规定或施工要求。

（6）焊接前焊工应用钢丝刷等工具，将焊道两侧50mm内的锈斑、油渍等粘附物彻底清除。

（7）预热采用液化石油气火焰加热，焊接前设备应进行试验，保证达到使用要求。

（8）定位焊定位焊可使球罐焊接时减少焊缝变形，需充分重视。

a定位焊应使用球罐焊接用的焊条。

b原则上定位焊在焊缝小坡口一侧进行。

c定位焊的焊缝长度应有50mm以上，其间距为200mm。

d定位焊应执行球罐焊条电弧焊焊接工艺评定的要求。

7、焊前预热及焊后后热消氢处理

根据设计要求，球罐焊接必须进行预热处理，具体规定如下：

（1）Fe-1类材质焊接预热温度不低于110℃、层间温度110～180℃且不低于预热温度。预热范围为焊接接头两侧焊缝中心两侧各三倍板厚。加热时焊接部位上下或左右区域采用双排液化气火焰喷射器预热，温度的测定采用激光测温枪测定。

（2）测量温度用点式温度计在距焊缝中心50mm处对称测量。

8、施焊

工艺人员根据焊件设计文件、服役要求和制造现场条件，依据评定合格的焊接工艺，从实际情况出发，按每个焊接接头编制焊接工艺文件。

焊工应按图样、工艺文件和技术标准施焊。

当出施焊环境出现下列任一情况，且无有效防护措施时，禁止施焊：

（1）焊条电弧焊时，风速大于10m/s；

（2）相对湿度大于90%；

（3）雨、雪环境；

（4）焊件温度低于-20℃。

（5）当焊件温度为-20℃~0℃时，应在始焊处100mm范围内预热到15℃以上。

应在引弧板或坡口内引弧，禁止在非焊接部位引弧。纵焊缝应在引出板上收弧，弧坑应填满。

防止地线、电缆线、焊钳等与焊件打弧。

多层多道焊时，应注意道间和层间清理，将焊缝表面熔渣、有害氧化物、油脂、锈迹等清除干净后再继续施焊。

双面焊须清理焊根，显露出正面打底的焊缝金属。

接弧处应保证焊透与熔合。

施焊过程中应控制道间温度不超过规定的范围，当焊件规定预热时，应控制道间温度不低于预热温度。

每条焊缝宜一次焊完。当中断焊接时，对冷裂纹敏感的焊件应及时采取保温。后热或缓冷等措施。重新施焊时，仍需按原规定预热。

焊接时严格按焊接工艺参数执行，采用小的焊接电流，短电弧、高焊速、运条要稳。焊道末端应有适当停留，以免产生未融合，采用多层多道焊，收弧在坡口上。

第一层焊道，采用砂轮将焊瘤打磨至与焊层齐平，目视合格方可焊接下一层焊缝。每处焊缝应一次焊接完毕，并严格控制层间温度。

施焊时，应采用短弧且以不摆动焊条为宜，立焊时不可避免地要做局部摆动和向上跳动，但应限制在最小范围内，窄焊道薄层多道焊。

横焊时，在上侧运条时，要正确掌握焊条角度，要横拉焊条，不作稳弧动作，并且每层焊道要彻底清除熔渣。

仰焊时，铁水因自重下坠滴落，不易控制熔池的形状，运条困难。因此，采用小电流，尽可能缩短电弧，采取顶弧运条。

焊接中要注意焊道的始端和终端的质量，始端及终端坡口加工成缓坡型，应采取后退引弧前磨光，接头处应打磨圆滑，以便熔接。

检查员、线能量记录员认真上岗，检查每名焊工线能量，如有违反工艺要求的，及时调整。

严禁在坡口外面引弧、熄弧或擦弧。引弧必须在坡口内进行，熄弧时要注意填满弧坑，以免产生焊口裂纹。

清根采用碳弧气刨，层间处理采用角向磨光机。大坡口焊完后，选用10mm碳棒,进行小坡口一侧的清根。清根质量的好坏直接关系到焊接的质量。因此，气刨操作人员的选择一定要严格，必须具有一定的操作经验。清根时，要清除定位焊道，清除打底焊有问题的部分，保证坡口成型一致，减少深度起伏。另外，由于焊接内部缺陷往往出现在内侧，最常见的就是夹渣及未熔合等，因此，一定要保证清根后的坡口的成型一致便于运条。清根后，打磨坡口，磨掉渗碳层。打磨后要认真检查坡口质量，保证见到金属光泽，坡度均匀，

且没有大幅度的深度起伏；目视检查没有缺陷，然后，安排渗透检测。合格后，经质量部门确认，开始罐内的焊接。

9、焊接返修

对需要焊接返修的缺陷应分析产生原因，提出改进措施，按评定合格的焊接工艺编制焊接返修工艺文件。

返修前需将缺陷清除干净，必要时可采用无损检测确认。

带返修部位应制备坡口，坡口形状与尺寸要防止产生焊接缺陷且便于焊工操作。

如需预热，预热温度应较原焊缝适当提高。

球罐焊接完成后，若发现超标缺陷需按以下要求进行处理：

（1）球壳表面缺陷，焊缝咬边等，如需用砂轮机修磨时，应打磨平滑或加工成具有圆滑过渡的斜坡。

（2）球壳表面缺陷进行焊接修补，当为划伤及成形加工产生的表面伤痕等形状比较平滑的缺陷时，可直接进行堆焊。如直接堆焊可能导致裂纹产生时，可用砂轮机将缺陷清除后再进行堆焊，堆焊后的表面应打磨平滑，或加工成高度在1.5mm以下,具有圆滑过渡的斜坡。

（3）对焊缝咬边和焊缝裂纹进行焊接修补时，应先用砂轮机将缺陷清除并修理成便于焊接的凹槽形状，再进行焊接补修，其长度应在50mm以上，修补焊道上应加焊一道凸起的回火焊道，回火焊道焊完后，再磨去回火焊道多余的焊缝金属，使其与主体焊缝平缓过渡。

（4）内部缺陷修补。内部缺陷的清除应在球壳板厚度的三分之二，即：20mm以下、如超过三分子二厚度仍残留缺陷时，应修补好该面，然后在其背面清除缺陷进行焊接修补。焊接修补的焊缝长度均在50mm以上。

（5）修补采用与球罐焊接相同的焊接工艺，预热温度尽可能提高到上限值，在以修补处为中心，半径150mm范围内进行预热。

（6）同一部位的返修次数不得超过两次，若返修两次仍不合格须报一级质保工程师和监理等有关部门进行确认。

（7）焊缝返修应有返修记录（包括：补焊焊工、焊接参数、预后热温度、时间、挖补位置和深度）和返修后复查记录（包括：表面检查记录、无损检测复查报告），返修记录和复查记录进入竣工资料。

10、焊接检查与检验

球罐焊接后需进行球罐外观质量及总体尺寸等的检查，具体要求如下：

（1）焊缝、热影响区及工卡具打磨后的表面不应有裂纹、气孔、咬边、夹渣、凹坑、未焊满等缺陷；

（2）角焊缝的焊脚尺寸应符合设计图样要求；焊缝的宽度应比坡口每边增宽l～2mm；

（3）对于对接焊缝的余高球罐外侧为0～2.0mm，内侧为0～1.5mm

（5）无损检测

从事球罐无损检测的人员应具有技术监督部门颁发的有效期内相应项目的资格证书，Ⅱ级（含Ⅱ级）以上人员有权评定检测结果及签发探伤报告。无损检测部位、比例、执行标准，按图纸技术要求进行确定。

11、产品焊接试件

球罐焊接期间，焊接责任工程师指定焊工焊接产品试件。

（1）每台球罐制作横、立、平加仰焊试件各一块，尺寸为650*360*T(板厚）；

（2）产品试件应与球壳板材质、厚度一致；

（3）试件的焊接应在与球罐焊接相同的条件和工艺下进行；

（4）试件应经外观检查后进行射线或者TOFD检测，合格标准应符合图纸要求；

（5）试件与球罐一起进行热处理；

（6）试件的检验按NB/T47016-2011进行。