技术创新项目
项目编号：密级：
技术创新项目自验收报告
项目名称：ZG40Cr30Ni15W5Mo3V的焊接工艺项目承担单位：中化二建集团有限公司项目负责人：韩春光
项目起止年限：2012 年03 月至2013 年12 月
中国化学工程集团公司
二Ο一三年十二月
一、项目任务合同规定的任务、考核目标及主要技术与经济指标
1、开发任务
（1）了解离心铸钢ZG40Cr30Ni15W5Mo3V的化学成分以及材料特性。
（2）掌握离心铸钢ZG40Cr30Ni15W5Mo3V管道的焊接工艺。
（3）总结离心铸钢管道焊接中常见的问题及预防措施。
2、考核目标
（1）安全目标：人身死亡事故为零，轻伤重伤事故率为零，机械设备事故率为零。
（2）质量目标：管道焊口一次验收合格率96%以上。
（3）工期目标：掌握离心铸钢ZG40Cr30Ni15W5Mo3V管道的焊接工艺，合理优化组织施工，缩短工期20天。
（4）经济目标：降低工程成本15万元。
（5）技术成果：通过总结形成《离心铸钢ZG40Cr30Ni15W5Mo3V管道的焊接工艺施工工法》。
3、主要技术指标
（1）焊口射线检测（RT）合格率达96%以上。
（2）掌握离心铸钢管道的焊接技术，以达到考试合格的焊工都可以施焊。
4、主要经济指标
（1）掌握管道环切技术，避免造成管材应力不均形成微裂缝，以保证焊口质量，减少焊口返修费用，节约成本10%；
（2）选用水冷型焊机进行施焊，以保证焊接条件的稳定性,有效避免了焊口返修率。
（3）掌握离心铸钢管道的焊接技术，合理组织施工，缩短有效工期，节省材料和机械投入。
二、项目任务执行情况综述
1、实施研发过程
“离心铸钢ZG40Cr30Ni15W5Mo3V焊接工艺”从2012年3月前期调研至2013年11月离心铸钢管道开始施工，期间由于业主资金不到位及整个多晶硅行业受限等因素的影响致使该项目从2012年12月至2013年11月处于工程延期停工状态，直到2013年11月才开始恢复施工。除去工程停工时间，该研发项目先后经历了“调研准备阶段”、“实施阶段”、“初步验收阶段”，各阶段时间及主要内容如下：
组织有关人员学习、了解与材质ZG40Cr30Ni15W5Mo3V相关的技术资料，讨论有关的技术疑难问题并咨询有关焊接专家解决疑难问题。组织技术人员讨论并预先设想出易发生的缺陷，并针对其制定出应对措施。经过反复论证，最终确定焊接施工工艺。
2）实施阶段（2012年6月至2012年12月）
围绕离心铸钢ZG40Cr30Ni15W5Mo3V母材材质的特点，选择适宜的焊接材料、制定合理的焊接工艺规程，进行焊工培训及考试，做好焊口切割、焊前预热、焊接过程控制、焊后焊口保温等关键施工工艺，最后对试件的焊接焊缝进行无损检测。
3）初步验收阶段（2013年11月至2013年12月）
由于该技术所依托的主体工程因业主资金短缺，材料供应滞后，整个工程2012年12月至2013年11月处于工程延期停工状态，直至2013年11月份才恢复正常施工。在业主统一协调及施工项目部的共同努力下，该项目中有关离心铸钢管道的焊接以及离心铸钢管道与耐高温TP316H不锈钢管件异种焊接工作顺利进行，采用这一新型焊接施工工艺，保证了焊口一次合格率为98.6%以上。在2013年12月，所有已焊接完成的管道焊口探伤合格，至此完成了本项目中有关离心铸钢管道安装的初步验收。
2、项目研发实施保障措施
为保证新型离心铸钢ZG40Cr30Ni15W5Mo3V管道焊接工作“高质量”、“高标准”的顺利完成，项目部高度重视，从人、财、物等多方面努力，合理制定了一套具体的施工工艺，编制了专项施工方案，同时，项目部专门成立了离心铸钢管与TP316H不锈钢管件异种焊接安装QC小组，围绕该部分工艺管道安装的问题积极展开QC活动。
针对离心铸钢管以及与耐高温TP316H不锈钢管件异种焊接的特殊性，在焊接方法的
选用上，我们采用了全氩弧焊接工艺。焊接前需核对坡口尺寸，对管道坡口及热影响区进行机械清理和化学清洗，除去母材表面的氧化膜、油污、溶渣及其他有害杂质。在焊机选用上我们采用水冷型电焊机进行施焊，以保证焊接条件的稳定性。同时，焊前还必须依照离心铸钢的焊接指导书的要求，对焊接区域的离心铸钢管道一侧进行预热。待预热温度达到设计要求后，开始正式焊接。在正式焊接过程中，必须做好焊口部位的保温及冷却保护
工作。
三、项目实施选择的技术路线和关键技术的科学性、先进性和创新性评述
1、项目实施技术研究路线
首先根据工艺要求制定了主要的工艺流程：施工准备—→材料验收—→管道下料及坡口加工—→焊件组对及定位焊接—→正式焊接—→焊口保温—→焊缝检验
有关的技术疑难问题并咨询有关焊接专家解决疑难问题。组织技术人员讨论并预先设想出易发生的缺陷，并针对其制定出应对措施。
最后，经过反复论证，最终确定焊接施工工艺。
2、关键技术的科学性、先进性和创新性
（1）技术研究路线
分析ZG40Cr30Ni15W5Mo3V管道的化学成份→组织讨论→制定焊接工艺→按照焊接工艺施焊→焊接检验
（2）管材切割技术
由于ZG40Cr30Ni15W5Mo3V管道是采用离心浇铸工艺制造而成，管材在施工现场下料切割时采用磨光机环切技术，使管材均匀切割，可有效避免局部过热导致切口区域裂纹的产生。ZG40Cr30Ni15W5Mo3V管道禁止采用等离子切割机进行切割。
（3）焊机选择
ZG40Cr30Ni15W5Mo3V管道在焊接时采用水冷焊机进行施焊，以保证焊接条件的稳定性，避免了传统焊机在焊接时焊接温度的不稳定性。
（4）焊前预热技术。
ZG40Cr30Ni15W5Mo3V管道在现场施焊前要求做好焊口预热工作，保证预热温度的控制。针对离心铸钢ZG40Cr30Ni15W5Mo3V管道与耐高温TP316H不锈钢管件之间异种焊接，焊前必须依照焊接指导书的设计要求，对焊接区域内离心铸钢管道一侧进行焊口焊前预热处理。待预热温度达到设计温度要求后，再开始正式焊接。
（5）焊接电流及施焊技术控制。
ZG40Cr30Ni15W5Mo3V管道焊接采用氩弧焊接工艺。焊丝选用ER316H，其正确使用焊接材料是保证焊接质量的前提。
（6）焊口保温技术
做好焊口焊接过程中的保温以及焊口成形后的保温是保证焊接质量的关键。
（7）分析施焊过程，针对焊接过程中易出现的焊接缺陷采取应对措施。
四、取得的发明专利等知识产权情况（知识产权清单）
“离心铸钢ZG40Cr30Ni15W5Mo3V的焊接工艺”自项目启动至今，通过不断总结，形成了“离心铸钢管与TP316H不锈钢异种焊接施工技术改进”QC成果1项，并获得了公司级QC成果。
五、成果对相关开发工作的开展以及相关技术发展的作用和影响
陷，降低了焊口返修率，管道焊口焊接一次合格率高达98%，既保证了工程质量，又缩短了工期，大大节约了施工成本，也为同类材料及相关施工工艺提供了技术参考，在施工中具有很好的推广应用价值。因此，研究这一课题，不仅填补了我公司在同类工程中施工工艺的一项空白，也为我公司今后开展同类工程积累了宝贵的施工经验，提高了我单位在行业中的市场竞争力，为企业进一步开拓市场打下了良好的基础。
六、项目成果目前的应用、转化情况（包括与用户或企业等的合作状况）及其前景分析
ZG40Cr30Ni15W5Mo3V管道的焊接工艺在内蒙古锋威硅业二期3000吨/年多晶硅项目的10万吨/年冷氢化装置中用到此项技术。
光伏发电是国家重点扶持的行业，国家出台了一系列优惠政策，势必会促进多晶硅行业更快更好的发展，但是对于多晶硅生产中副产物四氯化硅的处理却一直制约着行业的发展。如何使副产物四氯化硅变废为宝是多晶硅行业面临的一大难题。冷氢化合成工艺在低耗能的条件下实现了SiCl4的循环利用，解决了这一难题。在冷氢化装置中，输送硅粉、四氯化硅气体、氢气等混合介质的管道安装属于其核心工艺，该部分管材通常以耐高温TP316H不锈钢管材为主，但是该类不锈钢管材国内产量不足，制约了多晶硅行业的快速发展。
近年来，一种新型离心铸钢ZG40Cr30Ni15W5Mo3V管道在国内逐渐兴起，其本身除具备多晶硅工艺对管道性能的一般要求外，更主要的是其耐磨损性能更好，被越来越多的化工企业在其耐高温、耐高压、耐磨损的工艺中所采用。于是经常会出现离心铸钢ZG40Cr30Ni15W5Mo3V管道焊接以及它与TP316H不锈钢异种焊接的问题。由于离心铸钢ZG40Cr30Ni15W5Mo3V管道是一种新型工艺材料，其与TP316H不锈钢管件的异种焊接是一种新的施工技术，目前在各类化工企业的施工中应用比较少，施工经验不足。但是研究离心铸钢管道的特性，掌握离心铸钢的施工工艺是形势所趋，是现代多晶硅工业发展的必然要求。
七、项目成果的其他经济、社会效益分析与评述
ZG40Cr30Ni15W5Mo3V管道作为一种新型管材，因其具有高强的耐磨损、耐高温、耐腐蚀、高洁净度等优良的性能，不越来越多的人所了解，同时ZG40Cr30Ni15W5Mo3V管道因其高硬度、内压能力强等性能大大增长的工业管道的使用寿命。也被越来越多的化工企
陷，降低了焊口返修率，管道焊口焊接一次合格率高达98%，既保证了工程质量，又缩短了工期，大大节约了施工成本，也为同类材料及相关施工工艺提供了技术参考，在施工中具有很好的推广应用价值。此项施工技术不仅可以提升公司的竞争力，而且也为公司培养出了拥有该焊接技术的人才，从而增强了公司的施工实力。
八、项目在人才培养和队伍建设、组织管理、国际合作等方面情况及经验总结
ZG40Cr30Ni15W5Mo3V管道焊接工艺的成功应用，依托此项目，培养出来了一批优秀的施工管理和专业技术人员，研发小组在资料收集，方案论证等多方面做了大量基础工作，并在实践中得到应用和证明，大大提高了专业技术人员和施工管理人员的理论水平，使得理论和实际能紧密联系，并通过不断总结，积累了丰富的经验，为下一步新人的培养提供了良好的师资条件。
在施工队伍方面，由于此工程施工工艺复杂，对安全和质量要求极高，通过这一创新技术的应用加强的企业自身的专业水平和管理水平，并培养了一大批高素质的工人，打造出了一支铁军队伍，更好的为工程服务。
总之，该施工工艺的开发并成功应用，对于所有参与到其中的人员都是一种很大的提高和磨练，不仅增长了相关的经验，而且锻炼了人的分析问题解决问题的能力。
九、经费使用情况（见附表2）
十、附件
附表1：项目主要参加单位及参加人员
附表2：技术创新项目经费使用情况
十一、签章
项目负责人：（公章）
年月日
附表1
附表2
技术创新项目经费使用情况表
项目编号：项目名称：金额单位：万元
编制人: 韩雪峰项目责任人: 韩春光项目承担单位负责人: 邢玉明
技术创新项目自验收报告其他相关资料及各类证明材料
目录
1、工程应用证明
2、中化二建集团公司QC成果奖项
3、相关项目实施照片
工程施工照片：
图片一：铸钢管道进场接收
图片二：铸钢管道进场验收
图片三：工人在进行焊接前的预热
图片四：焊口保温自然冷却
图片五：工人在简易预制棚里进行铸钢管道预制工作
图片六：铸钢管道现场材料摆放
图片七：ZG40Cr30Ni15W5Mo3V离心铸钢管道安装
图片八：ZG40Cr30Ni15W5Mo3V离心铸钢管道安装