钛钢复合板贴条焊接规范
新型建材钛钢复合板焊接工艺研究
新型建材钛钢复合板焊接工艺研究作者：丁克宝来源：《建筑建材装饰》2015年第14期摘要：通过南通美亚热电有限公司电厂二期项目120m烟囱内筒钛钢复合板焊接工艺及焊接质量控制要点，认为加强钛贴条的密封程度、母材与焊材的清洁度以及焊接熔池的气体保护等是保证钛焊接质量的重要条件。
该厂二期烟囱钛钢复合板焊缝无损检测一次合格率达99.5%，实践证明其焊接工艺是可行的、可靠的。
关键词：烟囱；钢内筒；钛钢；复合板；焊接前言南通美亚热电有限公司电厂二期项目2×150MW机组烟囱内筒筒体、烟道接口采用钛钢复合板材料，复板为TA2，厚度为1.2mm，基板为Q235B，厚度为（8～10）mm。
内筒从（4～120m）使用钛钢复合板，75m以下基板厚度为10mm，45m以上为8mm。
钛材焊接作为烟囱内筒防腐材料应用较少。
本文介绍120m烟囱钢内筒钛钢复合板焊接工艺及焊接质量控制要点。
1焊接材料与焊接规范钛钢复合板焊接结构形式如图1所示。
基板焊接采用焊条电弧焊，复板焊接采用钨极氩弧焊。
焊条材料牌号为J422电焊条和STA2焊丝，焊接工艺参数见表1。
图1 钛钢复合板焊接结构形式表1 焊接参数2焊前准备（1）基板的焊接选用普通的交直流电焊机，钛钢复合板的焊接，优先采用非熔化极（TIG）氩弧焊的方法，选用相应的手工氩弧焊设备。
为了使焊接能连续进行，氩弧焊设备应具备水冷却系统。
（2）焊前仔细清理焊口，基板坡口表面及坡口内外每侧（10～15mm）范围的油、漆、锈、水渍等污物必须清理干净，并打磨至露出金属光泽等污物必须清理干净，并打磨至露出金属光泽；焊接前，焊接坡口及两侧25mm内用机械方法除去表面氧化膜，施焊前用丙酮或乙醇清洗脱脂。
如清洗4h后未焊，焊接前应重新清洗。
（3）基板对接坡口应内壁齐平，错口值不应超过壁厚的10%且不大于1mm。
（4）钛焊接时，风速应控制在1.5m/s以内，相对湿度大于80%停止焊接。
3钛钢复合板焊接要点3.1基板的焊接（1）基板点固焊长度为40mm左右，焊缝错边不超过1mm。
钛钢复合板作业指导规定
一、钛钢复合板筒体划线：1、钛钢复合板筒体在划线、下料前必须在复层贴纸保护，防止表面钛复层表面划伤和铁离子的污染。
2、钛钢复合板的划线应在复层上进行，划线应尽量采用金属铅笔，只有在以后的加工工序中能去除的部分才允许打冲眼。
3、对钛钢复合板局部有不贴合等缺陷的位置以及材料取样复验在划线时就应充分考虑避开（包括轧制方向）。
4、复验材料应及时先下料，并及时做好材料的移植、标记、流转。
5、钛复合板筒体展长划线必须划两道线：ａ线是筒体的基准线；ｂ线是钛复层剔边、坡口加工线。
6、严格控制钛复合板筒体展长的精度，对角线误差不能超过2mm。
7、划线结束时应再次对下料尺寸进行复查，并严格履行交检制度。
二、钛钢复合板筒体展长的确定：１、钛钢复合板筒体展长必须是在确定其封头的展长尺寸基础上再进行定夺。
２、钛钢复合板筒体直径越大、纵缝拼焊越多筒体的展长相对越难控制和掌握。
３、壁厚越厚、板幅平整度越差的钛钢复合板筒体的展长也遵循留一边（一头）最后再定长的原则（主要考虑是在卷制过程中钛钢复合板材料的延伸率会增加）。
三、钛钢复合板筒体下料：1、钛钢复合板筒体切割和坡口加工一般应采用机械方法，主要是剪板机、铣边机、半自动火焰切割机、刨边机。
2、钛钢复合板在剪切时应严格控制：ａ剪板机刀口的间隙；ｂ应将钢基层朝下，注意防止分层。
3、在进行钛复层剔边时应注意严格控制盘刀的下降进刀量，钛复层如果铣的过浅会剔边困难，如果铣的过深伤及到碳钢基层。
4、钛钢复合板筒体厚度较大或形状不规则时也允许用火焰切割或等离子切割。
此时应注意以下几点：ａ应避免火花溅落在钛材表面，产生铁离子污染；ｂ且切割边缘和坡口仍应用机械方法加工和去除污染层；ｃ切割前必须考虑给坡口后续的尺寸留以一定的加工余量。
5、钛钢复合板筒体坡口加工刨边结束时，必须对筒体的展长和坡口等尺寸进行卷制前的再次复查，防止尺寸加工的偏差的发生。
四、钛钢复合板筒体压头（拖头板）的制作：1、根据设备筒体的直径大小，选择相匹配的圆弧样板。
钛钢复合板技术要求
材料的技术要求1 执行的标准1.1材料的制造工艺、配料和运输执行的主要标准有：a)《钛－钢复合板》GB8547－2006b)《钛及钛合金板材》GB／T3621－2007c)《钛及钛合金丝》GB3623-2007d)《碳素结构钢和低合金钢热轧厚板和钢带》GB3274-2007e)《钛制焊接容器》JB／T4745－2002f)《钛及钛合金复合钢板焊接技术条件》GB／T13149-1991g)《钛及钛合金加工产品的包装\运输和储存》GB/T8180-20071.2在合同执行期间，如有更新或更严格的标准，卖方承诺按更高的标准执行且不变更商务价格。
当上述规范或标准对某些专用材料不适合时，可采用材料生产厂的标准。
此时，卖方应提供其所遵循的设计导则及设计和运行标准软件。
2 钢内筒钢材要求2.1钢内筒筒体材料从烟道口下部导流板向上，均采用爆炸－轧制钛－钢复合板（代号BR2），厚度有。
具体使用部位详见卷册《烟囱钢内筒施工图》。
2.2钢内筒烟道接口材料采用爆炸－轧制钛－钢复合板(代号BR2)，厚度16+1.2mm。
2.3钛－钢复合板接长采用钛贴条（TA2）焊接方案，钛贴条2.0mm厚。
2.4钛—钢复合板的材质要求、化学成分、质量标准和检验规则等均按照国家标准《钛—钢复合板》GB8547-2006执行，分类按2类考虑。
2.5 钛—钢复合板中的钛材（复材）采用TA2牌号，基材钢材采用Q235B钢，两种材料的化学成分、力学性能，以及质量标准和检验规则应分别满足下列国家标准的要求：《钛及钛合金牌号和化学成份》GB/T3620.1－1994《钛及钛合金板材》GB/T3621-1994《碳素结构钢》GB700-88《钛－钢复合板》GB8547-2006《钛及钛合金加工产品超声波探伤方法》GB/T5193-2007《钛及钛合金化学分析方法》GB/T46982.6采用爆炸－轧制方法制成钛与普通钢结合的钛－钢复合板，复合板代号BR2；3成品要求3.1 供货状态：按BR2状态供应，以抛光表面交货。
钛钢复合板冷作、焊接作业指导规则
钛钢复合板冷作、焊接作业指导规则一、钛钢复合板筒体划线：1、钛钢复合板筒体在划线、下料前必须在复层贴纸保护，防止表面钛复层表面划伤和铁离子的污染。
2、钛钢复合板的划线应在复层上进行，划线应尽量采用金属铅笔，只有在以后的加工工序中能去除的部分才允许打冲眼。
3、对钛钢复合板局部有不贴合等缺陷的位置以及材料取样复验在划线时就应充分考虑避开（包括轧制方向）。
4、复验材料应及时先下料，并及时做好材料的移植、标记、流转。
5、钛复合板筒体展长划线必须划两道线：ａ线是筒体的基准线；ｂ线是钛复层剔边、坡口加工线。
6、严格控制钛复合板筒体展长的精度，对角线误差不能超过2mm。
7、划线结束时应再次对下料尺寸进行复查，并严格履行交检制度。
二、钛钢复合板筒体展长的确定１、钛钢复合板筒体展长必须是在确定其封头的展长尺寸基础上再进行定夺。
２、钛钢复合板筒体直径越大、纵缝拼焊越多筒体的展长相对越难控制和掌握。
３、壁厚越厚、板幅平整度越差的钛钢复合板筒体的展长也遵循留一边（一头）最后再定长的原则（主要考虑是在卷制过程中钛钢复合板材料的延伸率会增加）。
三、钛钢复合板筒体下料1、钛钢复合板筒体切割和坡口加工一般应采用机械方法，主要是剪板机、铣边机、半自动火焰切割机、刨边机。
2、钛钢复合板在剪切时应严格控制：ａ剪板机刀口的间隙；ｂ应将钢基层朝下，注意防止分层。
3、在进行钛复层剔边时应注意严格控制盘刀的下降进刀量，钛复层如果铣的过浅会剔边困难，如果铣的过深伤及到碳钢基层。
4、钛钢复合板筒体厚度较大或形状不规则时也允许用火焰切割或等离子切割。
此时应注意以下几点：ａ应避免火花溅落在钛材表面，产生铁离子污染；ｂ且切割边缘和坡口仍应用机械方法加工和去除污染层；ｃ切割前必须考虑给坡口后续的尺寸留以一定的加工余量。
5、钛钢复合板筒体坡口加工刨边结束时，必须对筒体的展长和坡口等尺寸进行卷制前的再次复查，防止尺寸加工的偏差的发生。
四、钛钢复合板筒体压头（拖头板）的制作1、根据设备筒体的直径大小，选择相匹配的圆弧样板。
钛钢复合板材料技术规范标准
中源化学股份制造中心 240t/h 锅炉烟囱防腐改造项目钛钢复合板技术规书编制：校核：审核：批准：目录第一部分：技术要求1．总则2、烟囱改造工程简介3、采购材料的技术要求第二部分：供货围1、一般要求2、供货围第三部分：技术资料和交付进度1、一般要求2、材料监造检查所需要的技术资料3、技术资料交付第四部分：交货地点和进度1、交货地点2、供货时间第五部分：质量保证和控制、材料监造和性能验收试验1、质量保证2、试验与考核项目3、检验部分4、材料复检及不合格处理第六部分：技术服务和设计联络1、人员技术培训2、现场技术服务3、投标方现场服务人员具有的资质及职责4、招标方的义务5、交货和运输第七部分:质保期第一部分：技术要求1 ．总则1.1 本技术规书仅适用于 240t/h 锅炉烟囱改造工程共用的“套筒式”烟囱防腐改造工程，在原有钢筋混凝土筒壁新增钛钢复合板排烟筒材料的性能、质量控制、供货、检验、售后服务等方面的技术要求。
1.2 本技术规书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规的条文，投标方提供符合相关国家和行业标准及本技术规书要求的高质量产品和服务，并必须满足国家有关安全、健康、环保等强制性标准的要求。
1.3 如果投标方没有以书面形式对本技术规书的条文提出异议，则意味着完全响应和符合本技术规书的要求。
如有异议，不论多大差异，都应以书面的形式在差异表中进行详细描述。
1.4 投标方必须执行本技术规书所列标准。
本技术规书中未提及的容均满足或优于本技术规书所列的国家标准、电力行业标准和技术支持方所采用的相关标准；有冲突时，按较高标准执行。
1.5 投标方提供的钛钢复合板材料应具有相同烟囱运行环境条件下（烟气采用石灰石－石膏湿法脱硫处理、不设置烟气加热系统 GGH 装置的条件）的使用工程业绩证明不少于 3 家、提供安全可靠的工程实例。
1.6 本技术规书经招、投标双方确认后作为订货合同的技术附件，与合同正文具有同等的法律效力。
电厂烟囱钢内筒安装及钛复合板焊接工艺
电厂烟囱钢内筒安装及钛复合板焊接工艺作者：王关西来源：《华中电力》2013年第04期摘要：简要介绍采用气压顶升倒装施工工艺，安装电厂烟囱钢内筒，介绍钛复合板焊接工艺质量控制重点。
关键词：电厂钢内筒气压顶升倒装钛复合板焊接1 工程概况目前，电厂普遍采取烟气湿法脱硫工艺，为防止烟气中残留硫化物腐蚀烟囱壁，烟囱钢内筒多数采用钛复合板。
包铝自备电厂2×330MW机组工程烟囱钢内筒为单筒式，高度为210m，内直径为7.5m，筒体材料采用钛钢复合钢板和普通钢，厚度取六种10+1.2、12+1.2、14+1.2、16+1.2、18+1.2、20+1.2mm钢板，基层钢材为Q235，复层为TA2。
为了提高安装工作效率，板采用气压顶升倒装施工工艺安装，接长采用焊接接长（每段高按2m安装、每段由三块板组成）。
为了确保焊接质量，基层钢焊缝连接采用CO2气体保护焊打底和手工电弧焊盖面，TA2层采用氩弧焊焊接方案。
2钢内筒安装2.1 技术准备钢内筒施工前组织现场施工人员熟悉图纸，做好安全技术交底和图纸会审；按照施工图纸要求把每个构件的尺寸、标高起止点、工程量等数据详细列出，便于现场施工操作。
做好各种资源准备，包括劳动力、材料以及机械设备的配置。
2.2 气压顶升倒装施工工艺施工前，先用常规吊装工具在筒体基础上把顶端段组装到高度10m后，再装上专用的施工附件，从而使被组装的钢筒顶端段本身转化为顶升工具，被装上的专用施工附件是钢筒顶端段的上封盖和筒体基础上的内密封底座，使在组装中的钢筒段和内密封底座构成一组可以伸缩的套筒，从上封盖以下至内密封底座的密封环之间的筒段成为一个密闭容器，在内密封底座的底部有从气源装置进来的管道，气源装置应能提供气压顶升必需的压缩空气，即满足必要的压强和供气量，由施工单位设置的临时空气压缩机站提供。
当一定参数的压缩空气通入后，根据密闭容器内气体对周壁压强相等的原理，作用在筒内四周壁的压力是相互平衡的，而作用在上封盖的气体压强形成的合力是对此筒段构成向上的顶升力，当此顶升力超过了包括上封盖在内的筒段自重，并能克服筒内壁与密封环的磨擦力时，筒段便向上滑移，当滑移使筒段底口超过后续筒节的高度后，控制或关闭进气量，使筒段稳定在此高度，在它的下面把已准备好的后续筒片合围成整圈筒节，焊固此筒节的纵缝，再适量放气使上筒段徐徐下降与它对接，焊固横缝，这样上筒段被接长了一节，然后再进气顶升，围上后续节，接长，不断重复，直至筒体达到设计高度，最后拆除上封头和密封内底座等施工附件，钢筒体便组装完成，可以交给后续工序施工。
钛复合板焊接
复合钢的焊接石油、化工、航海和军工生产中广泛使用复合钢制造各类耐腐蚀设备。
目前应用较多的复合钢是由较薄的不锈钢与较厚的低合金钢通过爆炸焊、轧制或堆焊等工艺方法制成的双金属板材。
较厚的珠光体钢部分为基层，基层多半由低碳钢或低合金钢组成，主要满足复合钢在使用中强度和刚度的要求。
不锈钢部分为复层，主要满足复合钢的耐蚀性等要求。
随着复合钢的应用范围不断扩大，其焊接日益引起人们的关注。
1.复合钢的基本性能1.1复合钢的力学性能生产中应用较多的复合钢板是以不锈钢、镍基合金、铜基合金或钛合金板为复层，低碳钢或低合金钢为基层，以爆炸焊、复合轧制、堆焊或钎焊方法制成的双金属板材。
还可以采用电渣焊生产大厚度（100～150mm）的轧制复合钢。
通常复层只占复合钢板总厚度的5%～50%，一般为10%～20%，最小实用厚度为1.5mm。
复合钢可以节约大量的不锈钢或钛等贵重金属，具有很大的经济价值。
碳钢与不锈钢（或镍基合金、钛等）用复合轧制或爆炸焊方法形成的复合钢板，要求具有一定的拉伸、弯曲等力学性能。
为了保证复合钢板不失去原有的综合性能，对基层和复层必须分别进行焊接，焊接性、焊接材料选择、焊接工艺等由基层、复层材料决定。
①拉伸强度复合钢中的不锈钢复层的力学性能比基层碳钢优良，抗接强度高于碳钢。
复合钢的拉伸强度（σb 、σs）可用下式求出。
σbc δcσbdδdσb ＝────────δc δd式中σbc——碳钢的抗拉强度，MPa；δc——碳钢的厚度，mm；σbd——不锈钢的抗拉强度， MPa；δd——不锈钢的厚度，mm。
在实际设计中，美国在ASMF标准中规定：复合钢的整体厚度按基层碳钢的厚度进行设计。
日本有关标准通常也按这种规定进行设计。
②弯曲性能测定复合钢的弯曲性能时，可把不锈钢复层放在外侧，也可把碳钢基层放在外侧进行弯曲试验。
无论采取哪种方法，都必须根据处于外侧材料的弯曲试验规定进行，目的是为了判断外侧材料的性能。
如果把不锈钢放在外侧进行弯曲试验，弯曲半径按与复合钢整体厚度相等的不锈钢厚度弯曲试验所规定的半径进行弯曲，弯曲时外侧必须不产生裂纹。
钛管与钛复合板的焊接
钛（T A2）管与钛复合管板之间的焊接要求
1.焊前必须对施焊表面进行清理，将坡口边缘的油、水、锈等彻底
清除干净，可采用酒精或丙酮清洗，清洗完成后，立即进行焊接。
2.焊接人员必须戴洁净的手套，不得触摸坡口及其两侧附近区域，
必要时施焊场地须采用防火帆布搭置密封室，以防止外部风、沙对工件的污染。
3.焊接采用手工钨极氩弧焊，焊接规范如下：
焊丝牌号：ERTA2；焊丝直径：φ2.0；焊接电流：80～100A；
焊接电压：10～12V；焊接速度：15～18cm/min；
氩气流量：8～10L/min；钨丝直径：φ2.0；电源极性：直流正接。
注：换热管与管板的焊接为填丝氩弧焊，焊接层数为2层，每层起弧相错180°，每焊完一道焊缝，都必须进行表面颜色检查，焊缝的表面应呈银白色或金黄色，对颜色不合格的应及时磨去，重新焊接。
4.焊接过程应始终保持在良好的氩气保护下进行，做到提前送气，
滞后停气，符合焊接规范要求，且氩气纯度不低于99.99%。
5.管头焊接完成后，须进行100%渗透检测，符合JB/T4730—2005
标准Ⅰ级合格。
（备注：管板材质316LⅡ+TA2复合板，换热管为TA2，316LⅡ锻件厂家泰安市山口锻压有限公司或无锡西塘环件厂；爆炸复合厂家与换热管厂家为宝鸡宝钛集团。
）。
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烟囱用钛钢复合板贴条焊接规范
1、焊接工艺
1.1焊工资质
焊接操作人员必须具有相应的资质；焊工施工的材质、采用的焊接方法、焊接位置及焊接接头型式必须与焊工合格证的核准项目相符。
1.2 焊接工艺评定
1.2.1试板焊接按JB 4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》及WPS-017-09进行工艺评定;
1.2.2烟囱用(TA2/Q235B)钛/钢复合板，施工方在首次焊接前或焊接条件发生重大变化时，应重新进行焊接工艺评定;
1.2.3由于电厂烟囱的结构特点，决定了焊接工艺以满足设计要求为先决条件，必须保证焊接层的耐蚀性能，同时确保复层钛板焊缝的焊接质量。
1.3钛贴条焊接
1.3.1定位焊
定位焊与正式焊采用相同的焊接材料及焊接工艺，焊接方法一律采用钨极氩弧焊。
定位焊后应检查装配间隙、错边量及定位焊缝质量。
钛贴条焊件组对时的定位焊缝应有合适的间距和长度，并且应相互错开，我公司建议按图1所示施工，间距8O～100 mm，每段定位焊缝长度约5 mm。
图1 钛贴条定位焊示意图
1.3.2 钛复层的焊接
对于钛贴条焊接，采用尽可能小的线能量。
钛材的传热速度相对比较慢，而在连续焊接过程中，较高温度的焊缝及热影响区则必然暴露于空气中．这时钛表面就会被迅速氧化。
为了避免氧化，钛材焊接时应使用氩气保护拖罩，确保熔池及热影响区始终处于氩气保护中。
天力公司经过长期的研究及经验积累，推荐钛贴条焊接工艺参数如下：
表1 手工钨级氩弧焊工艺参数
1.4 钛贴条焊接过程关键控制点
1.4.1定位焊缝不应有裂纹、气孔、夹钨等缺陷，否则应清除重新进行焊接;
1.4.2焊接过程确保焊丝不被氧化，我公司建议息弧后，焊丝红热端头必须在喷嘴有效保护区内停留至少1分钟，焊丝呈银白色，方可移开。
1.4.3焊接过程中应特别防止铁离子污染焊缝区。
若出现熔深过大，可能产生焊缝熔化金属与钢的互熔时，应立即停止焊接，查明原因;
1.4.4焊接施工时，尽量减少停顿次数，焊缝成型应光滑，均匀，不得有气孔、凹坑、咬边、氧化等缺陷；
2.焊接质量检验
2.1人员
焊接质量检验人员应经必要的技术培训，能正确掌握焊缝质量评定标准，而无损检测人员则必须持有有效的国家法定机构颁发的资格证书。
2.2焊缝外观质量检测
2.2.1可用目测对焊缝外形尺寸及表面质量进行检查，允许成形后焊缝金属高于贴条，但不宜超高0.5mm，如图2所示，外观检查率要求为100％。
图2 贴条焊缝示意图
2.2.2焊缝布局及外形尺寸应符合设计要求;
2.2.3焊缝成型应均匀、致密、光滑向母材过渡，不得有裂纹、气孔、夹钨、未熔合以及咬边、弧坑等缺陷，经清除缺陷后的焊缝表面不得低于母材表面，否则要进行补焊处理;
2.2.4钛焊缝区表面颜色检查
由于电厂烟囱用钛/钢复合板焊接现场的施工条件所限，钛焊缝和热影响区表面的颜色以白色、淡黄色、淡蓝色为合格，允许出现不超过单条焊缝总长度20％的深黄、深蓝或紫蓝色，但对于焊缝表面呈灰色或有白色粉状物，则必须进行返修。
各种颜色对应焊缝质量判定及处理方法如表2所示
2.3焊缝渗透检测
在外观检查合格的条件下，钛复层焊缝应按照JB4730《压力容
器无损检测》进行100％渗透检验，合格标准为Ⅱ级。
3焊接缺陷修复及施工注意事项
3.1 焊接缺陷修复
对于焊缝缺陷进行修复时，应首先对缺陷进行角磨机（Φ100mm）修磨清理，再用白布蘸丙酮进行擦洗清理，清理完成后再进行返修补焊，返修部位、返修过程应记入质量档案。
同一部位的返修次数不得超过2次，修复方案必须得到质量监督方的认可。