精品文档
精品文档
四川大渡河大岗山水电站 压力钢管焊接作业指导书
审批：
校核：
编写：
中国水利水电第七工程局有限公司 大岗山水电站引水发电系统714项目部
二0一二年三月二十二日
精品文档
目 录
一、目的和范围……………………………………………………………1 二、压力钢管焊接施工组织机构…………………………………………1 三、焊接、探伤人员………………………………………………………3 四、焊接技术要求…………………………………………………………3 五、焊接方法及设备………………………………………………………5 六、焊前准备………………………………………………………………6 七、钢管焊接………………………………………………………………7 八、质量检验………………………………………………………………9 九、焊缝返修……………………………………………………………12 十、安全文明施工………………………………………………………13
精品文档
精品文档
四川大渡河大岗山水电站 压力钢管焊接作业指导书
大岗山水电站引水隧洞采用一洞一机，即供水布置型式，4条引水隧洞平行布置，隧洞中心间距32.98m。根据《大岗山压力钢管管节图》安装工程内容包括压力钢管分节图所示4条地下压力钢管的下水平段（直径φ10～8m）的直管段、锥管段和连接管段的安装，每条钢管从上游到下游，依次为直径φ10m的直管段15个管节；直径φ10～8m的锥管段8个管节；直径φ8m的连接管段5个管节。钢管的材质为B610CFHQL2高强钢板，钢管壁厚度为：40～54mm。钢管的管节最大外形尺寸约为φ10680×2600mm，管节吊装重量约为31.8t，钢管的管节最小外形尺寸约为φ8496×1600mm，重量约为16.4t。钢管环缝、凑合节纵缝在现场组装、焊接。
一、目的和范围
1、为了保证压力钢管安装的焊接质量，规范焊缝焊接顺序，减小焊接变形，使整个焊接过程规范化、程序化，根据规程规范、施工图纸、焊接工艺评定报告和类似工程经验，特制定本焊接作业指导书。
2、本焊接作业指导书包括焊接准备、焊接方法及焊接设备的选用、焊接工作环境要求、定位焊要求、控制变形的措施、焊接工艺参数、质量检验方法及标准及焊缝返修等内容。
3、本焊接作业指导书适用于大岗山水电站压力钢管安装现场焊接工作。
二、压力钢管焊接施工组织机构
1、压力钢管焊接由项目经理统一指挥，安排总工程师1人、副经理1人、安全督察1人，分管压力钢管焊接施工各项工作，并专门设置三个施工小组（装配、电焊、维护加温）。压力钢管焊接组织机构如下图示：
精品文档
精品文档
项目经理 项目副经理 项目总工程师 安全督查 工程质量部 调度室 安全管理部 设备物资部 经营管理部 综合办公室 装配 电 焊 维 护 2、职责分工
表1 压力钢管焊接各岗位人员职责分工
人员组成 总指挥 技术负责人 生产负责人 安全总监 安全负责人 工作内容 负责现场焊接全面组织指挥 负责压力钢管焊接的技术工作 负责压力钢管焊接的生产组织工作 负责压力钢管焊接的安全督察工作 负责压力钢管焊接的全面安全工作 责任人 赵云德 刘 旻 吴银刚 蔡志林 王树先 谢守斌、赵汉阳、李金明、李贻海、李顺风、张向南等 陈天友 陈华锋、肖学功等 田贵永、夏建强、叶友忠等 蒋延东、王胜利等 涂小忠、陈良等 技术人员 负责压力钢管焊接相关技术、质量、协调工作等 设备物资保障 安装工 电焊工 起重工 电工 精品文档
负责压力钢管焊接的设备物资保障工作 负责压力钢管安装工作的组装、调整 负责压力钢管的焊接工作 起重吊装指挥、作业 压力钢管焊接设备电气维护、焊缝加温等工作 精品文档
吊车司机 运输司机 负责桥机的操作 负责人员、设备、材料的运输 刘冲 张利富、沈伟勤、彭建华等 三、焊接、探伤人员
1、凡参加压力钢管焊接的焊工必须经DL/T679、SL35或《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》规范要求考试合格，并持有相应主管部门签发的有效焊工合格证书。
2、焊工施焊前应认真阅读焊接工艺文件并在施焊过程中严格执行焊接工艺。 3、焊工应熟悉焊接设备及操作程序，了解电源特性和安全防护。 4、配备Ⅱ级以上资质无损检测专业人员。
5、参加压力钢管安装焊接的所有人员均应进行焊前技术交底，以了解各部位焊接控制要点及控制方法。
6、按照施工进度计划编排强度和实际装配、焊接程序，压力钢管单条环缝拟配置8～10名焊工对称、匀速施焊。
四、焊接技术要求
1、材质
压力钢管主材材质为B610CFHQL2高强钢板。 2、焊条
（1）焊材采用CHE 607焊条，焊芯直径为φ3.2mm、φ4.0mm两种规格。
（2）相应部位焊接所使用的焊条，必须是安装技术措施和焊接作业指导书规定的牌号和规格，不得随意变更。
（3）焊条应有质量保证书并符合相应的国家标准规定，进场检验合格后方可使用。 （4）焊条的烘焙温度和时间严格按焊条厂家提供的使用说明书的规定进行，严禁使用未烘焙的焊条；烘焙后的焊条应保存在100～150℃的恒温箱内，药皮应无脱落和明显的裂纹。
（5）焊条在烘箱外的时间不应超过4小时，否则应重新烘焙；焊条重复烘焙次数不宜超
精品文档
精品文档
过2次。
（6）一次领用的焊条数量不得超过90根，领用焊条时必须使用通电带盖的便携式焊条保温桶（恒温80℃～120℃），取一根焊条用一根焊条，保温桶盖一定盖严密。烘焙过的焊条不得用手把握、随意露天散放或使用其他容器盛装。
（7）焊条头不得随意乱扔，领用多少焊条必须交回多少焊条头或剩余焊条。 3、预热温度
（1）按照DL/T5017-2007标准要求，压力钢管所有焊缝焊前须进行焊缝预热，预热温度100℃～150℃。
（2）焊缝预热区的宽度应为焊缝中心线两侧各3倍板厚且不小于100mm。 4、加热、测温方式
加热采用履带式电加热板温控仪控制方式。测温用远红外测温仪进行测量，测温点距离焊缝中心线两侧50mm。
5、焊接工艺参数
表2 焊接参数表
φ4.0 140～190 焊条直径 （mm） 电流 焊接位置 （A） 根焊； 13mm 16mm 最大焊宽 φ3.2 85～125 填充、盖面层：仰焊、立焊 填充、盖面层：平焊、立焊、横焊、仰焊 6、焊接材料的存放
（1）存放在通风、干燥和室温不低于5℃的专设库房内，库房内设货架，货架离地面和墙面应不小于300mm。
（2）焊接材料保管、存放、烘焙和发放应设专人管理,并应及时作好焊条发放记录、焊条烘焙记录。
精品文档
精品文档
五、焊接方法及设备
1、压力钢管的焊接采用手工焊条电弧焊。
2、焊接设备必须随时处于完好稳定状态，确保焊接工作的正常进行。 3、焊接设备应经常维护和保养，定期检查。
4、焊接设备的维修应由专业人员从事，非专业人员不得随意拆开设备。 5、焊接设备外壳必须可靠的接地保护。 6、焊接施工设备清单如下表3：
表3 焊接施工设备清单
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 设备名称 电焊机 电焊机 焊条烘干箱 远红外温控仪 空气压缩机 数字式超声波探伤仪 设备型号 设备数量 8台 1台 1台 1台 1台 1台 1台 2台 1台 1辆 1辆 1台 ZX7-400 D7-800 YZH2-150 LWK-360 BLT-30A HS616e Isonic2009/TOFD Φ180mm 450t+450t/16t JX1041TSG23 ZK6932D JM-5T TOFD探伤仪 角向磨光机 桥式起重机 江铃轻卡汽车 宇通大客车 卷扬机 精品文档
精品文档
六、焊前准备
1、焊缝坡口的清理
焊接前彻底清除坡口表面及两侧100mm范围内的油漆、氧化皮、铁锈等污物，并设专人负责检查。
2、焊接工作环境的要求
焊接环境出现下列情况时，应采取有效的防护措施，如无防护措施应立即停止焊接工作。 （1）焊条电弧焊风速大于8m/s。 （2）相对湿度大于90%。 （3）环境温度低于5℃。
（4）若焊接部位上方有滴水，则在滴水部位的焊件顶部搭设防水棚。以确保拟焊接坡口及其内外表面1m范围内保持干燥。
3、定位焊要求及控制变形的措施 （1）定位焊要求
定位焊必须采用与正式焊接相同的焊接工艺，定位焊前必须预热，定位焊预热温度比正式焊接的温度高30℃～50℃，可用火焰预热，并采用远红外测温仪检测预热温度。定位焊缝位置应距焊缝端部30mm以上，其长度应在80mm～120mm，定位焊缝间距为300mm～500mm，厚度不大于正式焊缝厚度的二分之一，且最厚不大于8mm。目视检查定位焊焊缝，任何缺欠，如裂纹，气孔必须在焊接正式焊缝前采用碳弧气刨或打磨的方法去除。一、二类焊缝中的定位焊焊缝，在清理背缝时，必须清除干净。
（2）控制变形措施
1）压力钢管焊缝首先进行正缝焊接，焊接坡口2/3工作量后进行背缝清根(碳弧气刨后砂轮机打磨渗碳层)， 经过坡口修磨并确认后焊接背缝 (连续焊接完成)，最后完成剩余正缝焊接工作。焊接过程中注意错开焊缝层间接头，保持段与段熔合良好。
2）8～10名焊工同时施焊，采取多层多道，分段退步焊工艺，以八名焊工同时焊接一条焊缝为例，焊工位置分布及焊接方向如下图一所示：
精品文档
精品文档
管节上中心分段施焊方向323232232323管节右中心管节左中心2332管节下中心
图一 压力钢管环缝焊接人员分部、焊缝分段、焊接顺序、方向示意图 图中A、B、C、D、E、F、G、H分别代表八名焊工；1、2、3代表焊接顺序。
七、钢管焊接
1、压力钢管安装
（1）压力钢管环缝均为不对称的1/3：2/3 “X”型坡口，上半圆内小外大，下半圆内大外小。板厚为40mm～54mm，坡口角度50°，坡口钝边2mm，根部间隙0～4mm，压力钢管安装过程中不得强行装配。
（2）普通管节安装质量控制要求：径向错边应≤10%的壁厚，实测两管节的实际周长差值计算出合理的管壁的径向错边量，在压缝时进行均匀控制。局部径向错边量超标，可通过焊缝过渡形式予以解决。
（3）凑合节安装需控制纵缝、环缝间隙和错边量,错边量应不大于10%δ（即5.4mm），间隙调整因需现场修割余量和坡口，可适当放宽装配间隙，但在正式焊接前应先堆焊间隙过大处至符合装配间隙要求。
2、压力钢管焊接 （1）焊接顺序
1）环缝焊接应按安装顺序逐条焊接，不得跳跃，不得在砼回填后再焊内缝。
2）除凑合节合拢焊缝外，其余安装环缝属二类焊缝。凑合节焊缝施焊顺序：首先焊接管
精品文档
精品文档
节纵缝（一类焊缝），然后焊接上游侧环缝（二类焊缝），最后焊接下游侧合拢焊缝（一类焊缝）。
3）焊缝施工顺序以钢管环缝焊接为例：焊接准备→正缝焊接(焊接坡口2/3工作量)→背缝清根(碳弧气刨) →坡口修磨并确认→背缝焊接(连续焊接完成)→完成剩余正缝工作量→焊缝外观检查→无损探伤检查→探伤超标缺欠返修→返修部位焊缝外观检查→无损探伤复验→合格验收。
4）灌浆孔待土建回填、灌浆结束后封堵焊接。
焊接采用CHE507焊条，并用火焰预热，预热到120℃～180℃焊接，焊后立即用火焰进行紧急后热2min～5min，用远红外测温仪监测温度。焊接完成后做MT探伤（探伤抽查堵头数量不小于25%，焊缝外观做100%检查）。
5）压力钢管一、二类焊缝截面如图二所示：
～
图二 对接焊缝示意图
（2）打底焊接
焊接前应对焊缝及近缝区进行预热，预热温度100℃-150℃，层间温度不超过200℃。用
精品文档
精品文档
φ3.2mm焊条打底焊接，厚度不超过5mm。
（3）填充及盖面焊道焊接
1）填充及盖面焊道焊接采用φ3.2mm或φ4.0mm焊条，单道焊缝厚度不超过6毫米。 2）管节环缝焊接采用立向上焊原则，多层多道，分段退步焊工艺，在焊接中应注意错开层间接头至少25mm以上，保持段与段熔合良好，并将每层焊道的焊渣、飞溅物清理干净。
3）每条焊缝应尽可能连续焊完，如有中断，应采取有效的保温措施（不低于预热温度）。 （4）热处理
1）按照DL/T5017-2007标准要求，B610CFHQL2高强钢焊缝需做后热消氢处理，故本电站压力钢管所有安装纵、环缝均需做后热消氢处理。
2）需后热消氢处理焊缝，在焊后且温度未低于100℃前立即进行后热消氢处理，后热消氢温度为150℃～200℃，保温时间1h。
八、焊接质量检验
1、焊接检验内容
依据《DL/T5017－2007规范》要求，压力钢管安装焊接工作中，主要检验程序包括：焊前检查，焊接过程中检查、焊后外观检查、焊后无损探伤检查。
（1）焊前检查
1） 焊接前检查钢管的安装位置符合规范和图纸规定并确认是否可靠地加固。 2）检查钢管安装焊缝坡口尺寸与间隙是否均匀并符合设计和工艺图纸的规定，根部间隙应分别符合《DL/T5017－2007规范》6.3.20条的规定，若间隙过大应先用焊条堆焊坡口面并打磨至符合要求。
3） 检查焊接设备性能是否稳定，焊接电源是否可靠。开始焊接前与业主、监理和其它承包单位进行充分协调，确保电源稳定和连续供电。
4） 检查焊条烘干箱内烘焙的焊条是否与应焊钢管主材材质相匹配，烘焙是否按照厂家使用说明书要求进行。
精品文档
精品文档
5） 检查参与钢管焊缝焊接的焊工是否是持证上岗。
6） 检查焊缝坡口两侧的铁锈、油污和其它杂质是否清理干净。
7） 需预热的焊缝应检查预热温度是否均匀，是否达到规定的预热温度值。 （2）焊接过程检查
1） 检查焊工是否采用立向上分段退步焊工艺焊接环缝。 2） 检查焊接工艺参数是否符合焊接工艺规程的规定。
3） 检查焊工控制焊接热输入是否符合规范要求（17～41kJ/cm）。 4） 检查焊工是否采用小规范多层多道焊工艺。 5） 检查焊条牌号、规格是否适用于当前焊缝的焊接。
6） 检查焊工所用的焊条是否是经烘焙后装在保温筒内随用随取。 7） 检查焊接电源是否稳定。 8） 检查焊缝层间温度是否符合规定。
9） 检查有无在焊缝内非正常焊接填充金属材料的现象发生。
10） 每层焊道焊接完毕，检查是否有未焊透、未熔合、夹渣、气孔等缺欠出现。若有，应处理合格后，才能进行下一层焊道的焊接。
（3）焊后外观检查
采用目视、焊缝检验尺进行检查。
评定标准按DL/T5017-2007规范执行，具体执行标准见表4：焊缝外观质量标准。
表4 焊缝外观质量标准
焊缝类别 序项目 号 允许缺欠尺寸 1 裂纹 不允许 一 二类 三类 精品文档
精品文档
焊缝类别 序项目 号 允许缺欠尺寸 一 二类 三类 深不大于0.1δ,长不大于0.32 表面夹渣 不允许 δ，且不大于10 3 咬边 深不大于0.5 深不大于1 不大于0.2+0.02δ且≤1，每4 未焊满 不允许 100焊缝内缺欠总长≤25 直径小于1.5的气孔每米范围5 表面气孔 不允许 内允许5个，间距不小于20 6 7 焊瘤 飞溅 不允许 不允许 — — δ≤25 Δh=0～2.5 手工焊 8 焊缝余高 25＜δ≤50 Δh=0～3.0 δ＞50 Δh=0～4.0 — 自动焊 手工焊 自动焊 0～4.0 — 对接接头9 焊缝宽度 盖过每边坡口宽度1-2.5，且平缓过渡 盖过每边坡口宽度2-7，且平缓过渡 K≤122时，K110 角焊缝焊脚K ；K＞123时，K1 （4）焊后无损探伤检查
1）无损探伤检查应在焊接完成24小时后进行。
2）焊缝无损探伤长度占焊缝全长的百分比按DL/T5017-2007规范执行。压力钢管安装焊缝探伤种类和比例按表5内容执行。
表5 压力钢管安装焊缝无损探伤种类、比例统计表
精品文档
精品文档
板 厚 钢 种 （mm） 超声波探伤（%） 一 类 100 二 类 100 TOFD探伤（%） 一 类 40 二 类 20 B610CFHQL2 任意厚度 注： 本电站压力钢管一类焊缝包括：凑合节纵缝、钢管与蜗壳的合拢焊缝；二类焊缝包括：除一类焊缝外的所有环缝。
2、检验人员
现场质量检验严格执行质量“三检制”制度，焊缝初检为班组焊工，复检为班组技术员，终检为项目部工程部质检人员。具体相关人员名单见表6：
表6 焊接检验人员名单
序号 检查级别 相关人员 1 2 3 4 初检 复检 终检 无损探伤 田贵永、叶友忠等参与压力钢管焊接焊工 李顺风、张向南 李金明 李贻海、谢章明等 九、焊缝返修
外观检查和无损检测发现的不允许缺欠都必须按原焊接工艺进行返修处理至合格。 1、焊缝外观缺欠
焊接人员焊完后必须进行外观质量自检，自检发现的气孔、咬边等应及时修补处理，对于表面裂纹应上报技术部门，分析裂纹产生原因，制订可靠措施后方可进行处理。处理时应按正式焊接的工艺进行施焊。
精品文档
精品文档
2、焊缝内部缺欠
对于无损检测发现的内部缺欠采用碳弧气刨或砂轮磨削将缺欠清除，并将坡口加工成便于焊接的带坡口角度“U”形槽，不得使用电焊和气割的方法清除缺欠。同一部位的返修次数不宜大于1次，否则，应制订可靠的技术措施，并经技术负责人同意后，方可焊补并作好相关记录。
3、焊接缺欠返修过程应更严格控制焊接材料、层间温度、焊接热输入等参数。 4、焊缝缺欠返修后，按原焊缝质量标准进行复测。
十、安全文明施工
1、高空作业在焊接前必须搭设脚手架和跳板，2m以上高空必须系好安全带，并在施工中不得穿硬底鞋，并严禁在施工中抛、扔物件。
2、焊接前必须将所用的焊把线进行检查，若发现破损应及时进行包扎处理，防止意外事故的发生。
3、焊工在焊接施工时必须正确穿戴好劳动防护用品。
4、施工现场配备消防用品，在施工时注意火花、飞溅，防止跳板等易燃物品发生燃烧。 5、专职安全员负责现场的安全检查和监督工作，对违章人员坚决予以制止。
6、施工班组长负责对现场人员的管理和技术指导，并监督和检查施工措施的落实情况。 7、焊工施焊过程中，不得随意在焊缝坡口区域外引弧或熄弧。 8、严禁在施工过程中乱扔、乱放焊条及焊条头。
精品文档