高压耐热合金钢管道施工过程指导书

 适用于工厂及公用热力管道工程施工，此类管道在工程施工中内部介质为高温高压蒸汽，管材一般为大直径厚壁珠光体耐热钢管道，因此安装及焊接质量要求较高，应严格遵守本作业指导书的要求。

一、管子、管件、管道附件及阀门的检验

1、对此类管材的验收除按通常程序进行外还应对管子确认以下四点符合现行国家或行业技术标准：

（1）化学成分分析结果；

（2）力学性能试验结果；

（3）冲击韧性试验结果；

（4）热处理状态说明或金相分析结果。

（5）使用前应对其进行不少于 3 个断面的测厚检验。

2、对所使用的管件应确认：

（1）其化学成分分析结果；

（2）热处理状态说明或金相分析结果；

（3）无损探伤结果符合现行国家或行业技术标准。

3、螺栓及螺母的螺纹应完整、无伤痕、毛刺等缺陷，螺纹与螺母应配合良好，无松动或卡涩现象。对于直径大于或等于 30M 的合金钢螺栓应逐根编号，逐根进行硬度检查，不合格者不得使用。

4、法兰的垫片材料应符合设计要求，其硬度、质量应能满足密封要求。

5、阀门应 100%进行外观检查、 解体检查和严密性检查。 阀门解体检查由专业人员进行，解体前将脏、污物清扫干净，特殊结构的阀门应按照制造厂规定的拆装顺序进行，防止损伤部件或影响人身安全。解体后依据规范所列条款逐一进行检查。经解体检查并消除缺陷复装后应达到该阀门规定的质量要求。之后进行严密性试验。

6、当制造厂家确保产品质量且提供产品质量及使用保证书时，可不作解体检查。所有高压管道上用的管子、管件、管道附件及阀门的验收与检查应有较详细的记录。

二、施工准备

1、人员机具准备

　　选用有类似管道施工经验的高素质工人和精干管理人员参与本工段的施工，保证人员数量。特殊工种全部持证上岗。

　　选用技术先进，性能优良的施工机具，电弧焊机选用大功率直流焊机。施工前对所有工机具进行全面性能检查，确认质量、性能能满足施工要求方可交付工程使用。

2、高压管子除锈

　　采用化学方法除锈，采用酸洗液进行处理，直到管子内壁露出金属光泽为止。之后用中和液进行中和，用清水进行冲洗，冲洗干净后用压缩空气吹干，两端封口待用。

3、弯管制作

　　弯管的半径应符合设计要求，采用热弯法进行。弯管制作后应将其内外表面清理干净，然后对不圆度、波浪度、角度偏差及壁厚减薄量等进行检查，其数据应符合现行国家规范《电力建设施工及验收技术规范》的规定。

　　弯管完成后应进行热处理和无损探伤。如有缺陷允许在规范所限范围内进行修磨。加工合格后应提供包括热处理、无损探伤在内的质量检验证明书。

三、管道焊接

1、焊接方法选择

　　耐热合金钢焊接性较差，需要采用焊前预热，焊后缓冷，回火处理的焊接工艺。由于在正火回火的状态下焊接，在热影响区中峰值加热温度超过原始回火温度的区域将出现软化现象，可能成为高温工作时容易出现蠕变断裂的部位。因此在焊接过程中应尽量减少热输入，以保证焊接质量。所以焊接方法选择热输入少、焊缝质量容易保证、适合于大直径厚壁管道焊接的手工电弧焊。

2、焊接施工人员准备

　　选配有经验、技术水平高、操作熟练的焊工，持证上岗操作。其合格项应包括本工程需要的施工内容。正式施工前由甲方通过监理或施工方内部用与施工条件相同的试件进行考试，考试合格者方可上岗操作。现场选配有经验的一名焊接工程师专门负责此部分管道的焊接施工技术指导。

3、焊接材料准备

　　焊条牌号根据管道材质选用，焊条成分应接近或性能高于管材，直径根据管壁厚度和焊接工艺卡要求选择。外观上焊条应无脱落和显著裂纹。焊条质量应符合国家规定的化学成分要求，并有制造厂的质量合格证机。焊条必须放置在干燥且通风良好的地方，使用前焊条应烘干 1~2小时，烘干后放保温筒内随用随取。

4、焊接电源选择

　　根据焊条牌号选择。

5、管子的切割及坡口制备

　　管子的切割应符合现行的 DL5007《 电力建设施工及验收技术规范（火力发电厂焊接篇） 》 的相应规定， 切断后应及时移植原有标记。切断前应注意使焊缝的设置避开应力集中区。除成型件外的其他管子对接焊缝的中心到管子弯曲起点的距离不应小于管子外径。管子对接焊缝与支、吊架边缘之间的距离不应小于 50mm，同一直管段上对接焊缝与中心面之间的距离不应小于管子外径。管子之间接头选用对接接头。 坡口角度 α =55~65°， 钝边 P=0~3毫米，宜小不宜大，间隙 C=0~3 毫米。在实际操作中可根据实际情况进行调整。

　　坡口加工采用坡口机进行。焊前将坡口表面及坡口边缘内外侧不少于 10 毫米范围内的油、 漆、 垢、 锈、 毛刺、 冷却液等清除干净，并不得有裂纹、夹层等缺陷。使用前用丙酮等有机溶剂擦拭干净。

6、 焊前预热

　　为了确保焊接质量，不论是点固焊或焊接过程中，都应预热并在坡口两侧各 75~100mm 范围内保持一个温度为 250~350℃的均热区域，采用火焰加热法加热，温度测量在加热区域边缘。在焊接过程中应经常测量以保持焊接区域温度。

7、 焊缝接头的组对要求

　　管道对口时要垫稳，防止焊缝在焊接时承受外力，不得实行强力对口。中心线必须对正，内壁错边量不应超过管壁厚度的 10%，且不大于 2 毫米。因为打底焊缝的焊透与否直接影响焊缝的焊接质量，所以对口间隙要求满足焊透要求，均匀一致。

　　根层点固焊是焊缝的一部分，其工艺要求与正式施焊相同，也必须预热。可在管道内直接点固焊。点固的位置一般在平焊和立焊处（时钟 12，3，9 点处） ,点固焊缝的长度、厚度和间距，应能保证焊缝在正式施焊过程中不致开裂。同时，点固时应注意焊接变形对预留间隙的影响，通过适当调整预留间隙和焊接顺序加以预防。

　　点固焊后应使焊件缓慢均匀冷却点固焊逢要求熔深大、焊缝平坦，所以焊接电流应比正式焊接时大 10A 左右。起头和收尾不应过陡。焊后应仔细检查焊点质量，如发现裂纹、气孔等缺陷时，应将焊点清除干净重新点固。

8、焊接操作

　　焊接顺序：

　　水平固定焊接，一般采用两半焊接法。施焊顺序为：仰焊—立焊—平焊。 施焊时从仰焊位置中心提前 5~15 毫米处开始，在超过水平位置 5~15 毫米处收尾。后半圈焊接时注意保证连接出过渡圆滑，避免裂纹、气孔、未熔合等缺陷。各层焊道接头处一定要错开。垂直固定管道焊接与一般横焊相似，顺序焊接。

（1）起弧

　　手工电弧焊一般采用擦划法或碰击法。在坡口内焊接起点后面10 毫米处起弧，引燃后拉到起弧处进行预热，之后将电弧压短，进行正常焊接。

（2）焊接过程

　　在可以避免产生延迟裂纹的前提下，选择尽可能底的预热温度和偏小的焊接线能量，弧长应控制在 1~4 毫米之间，尽可能采用短弧焊接。底层焊接时管内应防止穿堂风。

　　打底焊接采用 φ =3.2mm 的焊条，外层可采用直径较大的焊条，但是最大不得超过 5mm。打底焊完后次层焊接前应将坡口重新清理。

　　水平固定焊时，根据焊接位置的不同依靠手腕的转动不断改变焊条的倾斜角度同时调节焊接参数 （与打底焊类似） 。在仰焊部位焊接速度要快，防止熔化金属下坠形成焊瘤，平焊部位速度要缓慢，保证填满焊缝。立焊及仰焊时电弧应比平时更短些。焊接时焊条要做横向摆动，用电弧力搅动熔池，防止气孔及夹渣的产生。

　　垂直固定焊时焊条向下倾斜约 15 度，用电弧力托住熔化金属，防止咬边及焊瘤的生成， 提高焊缝成形质量。 其它与一般横焊相似，顺序焊接。

　　焊接过程最好不要间断。如果必须间断，则应在间断时使焊件缓慢均匀地冷却，再焊之前要检查焊层表面并重新预热。

（3）收弧

　　可采用画圈收弧法或后移收弧法，将弧坑填满后向后移拉断电弧。避免向侧面移动拉断电弧，以免擦伤母材。

（4）焊后热处理

　　焊后缓冷在此工段中必须严格遵守，即使在炎热的夏季也必须做到这一点， 焊后立即用石棉布覆盖焊缝及近缝区， 覆盖必须严实，以确保焊后缓冷。

　　焊缝冷却后后将焊缝熔渣及其两侧的飞溅清理干净。外观检查合格后立即进行回火处理。回火温度 700~740℃，采用工频感应加热的方法进行局部热处理。 加热宽度为 270mm， 加热速率不大于 285℃ /h，保温 45 分钟，然后在静止的空气中冷却。

　　热处理后进行返修或硬度检查超过规定要求的焊缝应重新进行热处理。

9、焊接中的注意事项

（1）为了使焊缝表面成形美观，运条要均匀。可采用直线形式稍加摆动的小月牙形。对口间隙较大时可采用灭弧法焊接。

（2）打底焊缝应一气呵成，不允许中途停止。焊缝应有一定的厚度。

（3）进行次层焊接时，应注意不得将打底层烧穿。 与打底层相邻的焊缝所用焊条直径不宜过大。 一般以 ф 3.2mm 或ф 4.0mm。 视具体情况而定。

（4）为防止出现层间夹渣，施焊层数不能太多。 盖面焊时防止咬边，焊道与工件之间的过渡一定要圆滑。

10、焊接检验

（1）焊缝表面检验

　　焊后必须对焊缝进行外观检查。焊缝表面不得有裂纹、气孔、夹渣和熔和性飞溅。焊缝质量不得低于Ⅱ级。

（2）无损探伤

　　射线探伤或超声波探伤应在热处理后，水压实验前进行对接焊缝 100%进行 X 射线探伤，对无法进行射线探伤的角焊缝得到甲方认可后采用超声波探伤。射线探伤方法按“焊缝射线探伤标准”（ JB928-67）执行，质量评定标准按“现场设备，工业管道焊接工程施工及验收规范”执行。超声波探伤方法及标准按“钢制容器对接焊缝超声波探伤” （ JB1152-37）执行。其不合格部位必须全部返修，之后仍须按原规定方法进行探伤。

（3）焊接交工验收记录

　　焊缝合格后应在其附近打上焊工钢印号。所有高压管道的焊缝都应在单线图上标明位置，编号、焊工代号、无损检验方法。及时填写并整理各项检查记录和报告，绘制焊缝位置单线图。交项目部资料员保管。竣工时一并归档。

四、管道试压

　　主蒸汽管道安装完毕后必须进行强度试验，试验压力为设计压力的 1.5 倍，试验时与车间相连的管子一同试压。

　　试验前应对管道支托架进行检查，确认固定支架安装牢固，滑动支架可以自如滑动。同时划定禁区，试验时无关人员严禁入内。

试验前还应对以下资料进行审查：

① 制造厂的 管子管件合格证明书；

② 管道安装前检验及补充试验结果；

③ 阀门试验记录；

④ 焊接检验及热处理记录；

⑤ 设计修改及材料代用文件；

⑥ 管道组装的全套原始记录。

　　检查完毕后将试验范围以外的管道、设备仪表采用装设盲板的办法加以隔绝。在管道最高点设置放空阀，最底点设置排水装置。

　　准备工作完成之后就可以进行试压了。试验时，先向管道内注水，然后再关闭排水阀门，打开放空阀，直到放空阀不断出水时再关闭放空阀。管道注满水之后且勿立即升压，应先全面检查管道有无漏水现象，如有漏水先修复后方可升压。

　　升压应缓慢进行，试验过程中应有专人不断巡视检查，发现泄漏时应马上通知操作人员停止升压。 放水消除缺陷后重新进行试验。绝对不可带压修复。

　　试验结束后，应及时拆除盲板，排尽积液。排水时应防止形成负压，并应排入指定的地漏或排水沟，不得随地排放。

　　压力试验合格后，不得在管道上进行修补。

五、加热和吹扫

　　主蒸汽管道试压合格后应准备加热和吹扫。主蒸汽管道与其他蒸汽管道应隔离进行，吹洗气源可采用与之相连的气源。吹洗时应注意使蒸汽的流量逐渐加大，吹洗压力维持在设计压力的 75%左右。吹扫时应注意安全，设置专人负责现场安全，防止高温高压蒸汽伤人。

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