機爐管道焊前預熱及焊后熱處理作業指導書

1.施工范圍

新疆東方希望有色金屬有限公司二期3*350MW發電機組工程3#機組管口的材質主要為

20#、SA210-C、12cMMoV、15CrMo、SA213-TP347H.SA213-T9RSA182-F9KA335-P91>

15NiCuMoNb5(WB36)等鋼種。

本作'也指導書適用于本工程管道焊口的焊前預熱、消氫及焊后熱處理施工，同時適用于

其返修焊口的熱處理工作°

焊后熱處理采用高溫回火工藝。

2.編制依據

2.1東方鍋爐廠家圖紙及吉林省電力勘測設計院圖紙

2.2《焊接工藝評定規程》(DL/T868-2004)

2.3《火力發電廠焊接技術規程》(DL/T869-2012)

2.4《火力發電廠異種鋼焊接技術規程》(DL/T752-2010)

2.5《火力發電廠焊接熱處理技術規程》(DL/T819-2010)

2.6《火力發電廠金屬技術監督規程》DL/T438-2009

2.7《電力建設施工質量驗收及評價規程(焊接)》(DL/T5210.7-2010)

2.8《電力建設安全健康與環境管理工作規定》國家電網工[2003]168號

2.9《焊接工藝評定報告》(河南第二火電建設公司)

2.10《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》勞部發[1996]276號

2.11《工程建設標準強制性條文》(電力工程部分2006年版)

2.12《河南第二火電建設公司焊接工藝評定》

3.施工準備

3.1材料

保溫材料選用硅酸鋁針刺毯以及石棉布，16#鐵絲。

3.2施工機具

3.2.1選用DWK—A型電腦控溫柜一240KW或DWK-E型電腦溫控柜-360KW,工作時輸入電壓

380V,輸出電壓223。需經校驗合格并在有效期內的方可使用。

3.2.2采用K型熱電偶，需經校驗合格并在有效期內的方可使用。

3.2.3遠紅外測溫儀，主要用于焊件預熱及焊接過程中的溫度監測對比。

3.2.4二次電源線選用16平方亳米銅軟線，熱電偶連接線全部采用補償導線.

3.2.5柔性陶瓷電阻加熱器規格根據焊件形狀、位置等情況選擇。

3.2.6其它工器具：虎頭鉗、螺絲刀、電筆、校線燈、手電筒、絕緣膠布、記號筆等。

3.3技術資料

3.3.1熱處理工藝曲線圖

3.3.2熱處理曲線對照表

3.3.3技術交底記錄

4.預熱及熱處理工藝

4.1預熱

焊前預熱是為了防止焊接過程中出現裂紋，減少焊接應力和焊接變形。

4.1.1各種鋼焊接允許的最低環境溫度為：

AT類-10℃；

A-II、A-IIkB-I類0℃；

B-IKBT11類5C。

4.1.2預熱溫度參見表1

管材板材

鋼的合金系（舉例鋼號

壁厚預熱溫度壁厚預熱溫度

(mm)CO(mm)（℃）

碳含量W0.35%的碳素鋼及鑄件226100~200234

》30100-150

C-Mn(Q345)>15150~200

228

ICr-O.5Mo(15CrMo、ZG20CrMo)>

210150?250215150?200

0.5Cr-0.5Mo(12CrMo)

ICr-O.5Mo-V

26200~3008200?300

(12CrlMo\\ZG15CrlMoV)

9Cr-lMo-V-Nb任意200?300200?300

WB36220150?200220150?200

注：a）壁厚大于等于6mm的合金鋼管子、管件和大厚度板件在負溫下焊接時，預熱溫度可

按表1的規定值提高20℃-50℃o

b）壁厚小于6mm的低合金鋼管，壁厚大于15mn的碳素鋼管在負溫下焊接時，應適當預

熱。

c）采用筑弧焊打底時，打底時預熱溫度可按下限溫度適當降低50℃。

d）任何預熱溫度，均不得低于焊接工藝上規定的層間最低溫度。

e）當管子外徑大于219mm或壁厚不小于20mm時，應采用電加熱法預熱

f）T/P91鋼氨弧焊打底前預熱150-200℃,電焊蓋面前預熱200-300℃o

4.1.3在焊接前，必須確保最低預熱溫度。

4.1.4施工過程中，層間溫度應不低于規定的預熱溫度的下限。且不高于400c（T/P91鋼

大管層溫為200?300℃）。

4.1.5當兩種鋼種或者不等壁厚母材焊接時，預熱以合金成分較高或壁厚較厚的一方要求為

標準。

4.1.6當管子外徑大于219mm或壁厚大于等于20nlm時，應采用電加熱方法進行預熱。

4.1.7測溫

火焰加熱時采用紅外測溫儀測溫。電加熱時，使用熱電偶測溫，熱電偶應放置在焊接坡

口的邊沿且數量不小于2個，如圖1所示：

圖1

注：a）L為加熱器寬度，從對口中心算起，每側不小于管子壁厚的3倍。

b）預熱時，熱電偶應對稱焊口布置在坡口邊沿，與加熱器之間應有隔熱裝置，一個在

高溫點a或b,另一個在低溫點c或d。

c）電加熱時，用繩狀或履帶式加熱器，空出焊縫部位，保溫材料包扎時，也同樣空出

焊縫部位，但必須覆蓋整個加熱器。水平管焊縫，保溫材料下部包厚一點，上面薄一點，以

便溫度均勻。

4.2后熱處理

對于厚壁管或某些易產生延遲裂紋的鋼材焊接，當焊接中斷或焊接工作停止后不能立即

進行焊后熱處理的，應進行后熱處理，以防止產生冷裂紋。

4.2.1后熱處理的溫度為300℃-350℃,保溫時間為2-4小時。

4.2.2可以直接用預熱時的加熱器對焊口進行后熱處理，同時，必須用保溫材料覆蓋整個焊

口。

4.2.3如果焊口完成焊接后不能在24小時內進行焊后熱處理，也必須先立即做后熱處理。

4.2.4對于T/P91焊口完成后必須當天進行焊后熱處理。

4.3焊后熱處理

焊后熱處理是為了降低焊接接頭的殘余應力，改善焊縫金屬的組織和性能。一般為高

溫回火。焊后熱處理工藝分為電加熱和火焰加熱兩種方法。

4.3.1最終熱處理的溫度最高一般不允許超過母材的下臨界點AC1溫度，如果是異種鋼接

頭，則應選擇合金成份較低側的下臨界點溫度。

4.3.2各種鋼材的熱處理溫度見表2

表2

焊件厚度52(nun)

溫度12.5<25<637.5<50<675<8100<6

鋼種

℃12.56W25<37.56W50<75<100W125

恒溫時間(h)

碳含量W0.35

580?620不必熱處理1.522.252.52.75

(20,Q345)

ICr-O.5Mo

(15CrMo,670?7000.511.522.252.52.75

ZG20CrMoV)

ICr-O.5Mo-V

(12CrlMoV,720?7500.511.52345

ZG15CrlMolV)

T/P91750?7701234-55-66-78

WB36580?620122.5345——

注：1)對于T/P91焊接熱處理：當焊縫整體焊接完畢，①小徑薄壁管的隔接接頭可冷

卻至室溫，而對大徑厚壁管的焊接接頭冷卻到100?200c時，應及時進行焊后熱處理，②當

焊接接頭不能及時進行熱處理時，應于焊后立即做加熱溫度為350℃、恒溫時間為1小時的

焊后熱處理，③焊后熱處理降溫至300℃以下時，可不控制，在保溫層內冷卻至室溫。

2)15NiCuMoNb5(WB36)熱處理溫度:600±20℃o

4.3.3升降溫速度的一般公式：

升降溫速度=250X25彳壁厚(℃/h),且不超過300℃/h。

升溫時，溫度在300C以下，可不控制升溫速度。

降溫時，溫度在300c以下，可讓其自然在靜止空氣中冷卻。

4.3.4

a）加熱器功率和數量的確定：

KX管子直徑X管子壁厚+645.12二加熱器KVA數（K表示常數[1.3?1.5],①表示直徑,

8表示厚度，單位為mm）

KVA數+電源電壓（V）4-1000=設備的總電流（A）

KVA數?每塊加熱器的功率=加熱器的數量

b）加熱寬度及保溫寬度：

加熱寬度應滿足從焊縫中心算起，每側不小于壁厚的三倍，且不小于60nlm

保溫寬度應滿足從焊縫坡口邊緣算起，每側不小于壁厚的五倍，且不小于100mm。見圖

2o

4.3.5火焰加熱工藝措施

a）用火焰加熱進行烝處理時，應根據焊件大小選擇噴嘴型號與數量；當使用多個噴嘴

時，應對稱布置，均勻加熱。

b）火焰焰心至工件的距離應在10mm以上；噴嘴的移動速度要穩定，不得在一個位置長

期停留?；鹧婕訜釙r，應注意控制火焰的燃燒狀況，防止金屬的氧化和增碳。

c）火焰加熱應以焊縫為中心，加熱寬度為焊縫兩側各外延不少于50mm?；鹧婕訜岬暮?/p>

溫時間按每毫米焊件厚度保溫In山71算。加熱完畢，應立即使用干燥的保溫材料進行保溫。

d）間隔5min記錄一次溫度（要求有原始資料）c

4.4熱電偶的布置

4.4.1熱電偶必須對稱分布于焊縫中心兩側，且不得少于兩個。水平管則必須上、下對稱布

置。見圖3。

熱電偶

圖3

4.4.2對于大口徑厚壁管焊口，可在3.5倍焊縫寬度處（從焊縫中心算起），布置一個熱電

偶作為監測點。見圖3（這一點不是必須的）。

4.4.3熱電偶一般用16#鐵絲綁在管子外壁，固定在監測點上，熱電偶觸點應緊密牢固可靠,

且用隔熱材料將加熱器隔開，避免加熱器的直接熱輻射。

4.5加熱器在各種條件下的安置方式

4.5.1水平管

使用繩狀加熱器時，兩側的覆蓋寬度應符合加熱器寬度的要求，下部應緊密，上部可稍

疏，見圖5。使用履帶式加熱器時，其覆蓋寬度也應滿足加熱寬度要求。

4.5.2垂直管

繩狀加熱器或履帶式加熱器的加熱中心適當下移10nlm-30ninb總加熱寬度應滿足6T0

倍的管子壁厚，見圖6。

匕-5倍壁厚寬度繩狀加熱器履帶式加熱器

翻

胭

曲

-翻

e

加熱器中心線/焊縫中心線

圖5圖6

4.5.3三通

一般三通可參照圖7（a）安置加熱器，超大超厚的三通可參照圖7（b）。

（。）（Io）

圖7

注：a）在a中，必須滿足3-5倍焊縫區壁厚，保溫材料必須覆滿整個區域，

b）在b中，加熱器3必須使用履帶式加熱器，其余不要求，保溫材料覆蓋焊縫及其

熱影響區區域。

4.5.4安置加熱器的操作規定

a）任何情況下，加熱器不能重疊、交又，且金屬材料不得與加熱絲相碰。

b）加熱器與管壁應緊密接觸，且不得有扭結或不平整情況。

c）加熱器的絕緣材料應完好無損。

4.5保溫材料的包扎

根據溫度梯度的分布及傳導情況，基本上為上部到下部，從薄件往厚件，逐漸加厚，且

包扎緊密、牢固。例如直立三通，直立管上保溫材料短而薄，水平管上從上到下逐漸加長加

厚。（厚、薄為相對比較而言）

4.6熱處理過程的操作注意事項

4.6.1在大口徑管道熱處理時，必須堵住管子端部以防止通風。

4.6.2確保管內無水。

4.6.3確保焊口在熱處理過程中不受外應力影響。

4.6.4確保在加熱過程中焊件的膨脹及應力減少不產生問題。

4.6.5在保溫過程中，任意兩點熱電偶溫差不得超過50℃。

4.6.6在熱處理下的保溫時間具備積累性。如果在保溫一段時間里，因故障而中斷了加熱,

當恢復時，原來的保溫時間仍然有效。

4.7各分項焊口預熱及熱處理T藝參數如附表A執行:

表中的各焊口預熱及熱處理工藝按技術交底，表中未列出的分項按本作業指導書中規定

執行。

5.控制點

5.1熱處理工作人員應做好工作記錄，每30分鐘記錄一次，同時監控自動工藝曲線記錄圖是

否異常。

5.2熱處理全過程結束后應標示簽署操作人員姓名。

5.3熱處理過程中隨機用遠紅外測溫儀對焊口溫度和熱處理曲線溫度作比對.

6.質量標準

6.1技術文件資料

6.1.1每一次焊后熱處理都必須有溫度一時間記錄《

6.1.2溫度一時間記錄，應標焊口編號，熱處理日期。熱處理在300℃以上，均應有自動記

錄。

6.1.3火焰加熱時，采用手工記錄，5分鐘一次。

6.1.4熱處理工必須在所做的報告單上簽名。

6.2熱處理質量要求

6.2.1熱處理后焊縫的硬度，一般不超過母材布氏便度HB加100,且不超過下列規定：

合金總含量＜3%HBW270；

合金總含量3%?10%HBW300；

合金總含量＞10%HBW350；

6.2.2熱處理的自動記錄曲線應符合工藝卡要求。

對不符合工藝卡要求，則按6.2.3條處理。

6.2.3硬度檢驗應符合下列規定：

a）當熱處理自動記錄曲線與工藝卡不符或無自動記錄曲線時，應做硬度檢驗，硬度檢查

結果應符合DL/L869-2004中7.3.1條和DL/T752-2001中8.5條或其它規程、工藝文件的要

求。

b）應對焊接接頭的焊縫和母材進行硬度檢驗。當管道直徑大于或等于273nm時，檢驗部

位不少于兩處。

c）硬度檢查結果超過規定范圍時，應查找原因，采取措施。如果重新熱處理，則應在熱

處理后重新檢驗硬度。

7.安全環境技術措施

7.1熱處理施工過程中，必須遵守安全、環保、防火等規程有關規定。

7.2進入施工現場要正確佩戴安全帽、安全帶，穿軟底防滑絕緣鞋。

7.3熱處理場所應有專人監護。

7.4不準亂接亂拉電源線，夜間作業要有充足的照明。

7.5控溫設備、儀表必須有可靠的接地裝置。

7.6控溫設備的輸出線在未接負荷時應與設備斷開，嚴禁帶電作業。

7.7熱處理輸出線應排放整齊，接線、插件配套，無破損。

7.8加熱片、加熱繩應輕拿輕放，堆放整齊。

7.9工作完畢，加熱爐、保溫材料及輔助材料應及時收回，清理現場，做到“工完、料盡、

場地清二

7.10熱處理操作人員在工作時，必須使用防止觸電的防護用品；進行熱處理工作時，操作人

員不得擅自離開，工作結束后應詳細檢查，確認無起火危險后方可離開。

7.11氧氣、乙快專用倉庫，專人管理；裝卸時輕拿輕放，防止撞擊、拖拉和傾倒，不能混裝。

7.12當使用氧-乙烘加熱時，應采用瓶裝氣體。在乙煥瓶上應裝上止回I閥，防止回火。

7.13動火作業時，氧氣、乙快至少距離10米。工作人員戴防護眼鏡。

7.14加熱結束后，保溫棉應及時清理，放入無害不可回收固體廢棄箱。

8.危險點、危險源分析

8.1作業過程中，應對含苯電容采取措施防止苯污染，廢棄的苯電容應及時放進不可回收箱

里。

8.2處理結束后，保溫棉、石棉相、鐵絲應及時清理回收并盡量加以循環利用，確實不能利

用的要及時清理，放入無害不可回收固體廢棄箱。

危險點、危險源辨識及預防措施

序號作業活動危險因素可能導致的事故控制措施

施工技術認真編寫技術方案，并經逐級審批簽

1交底不合理或不規范人員傷亡

交底字后方可實施

身體條件不適合高空定期體檢，不合格者嚴禁進行高空作

人員高空墜落

作業業

加強技術培訓，定期考核，不合格者

作業人員技術素質低各種危險

2取消作業資格

加強安全教育，定期考核，不合格者

安全素質低各種危險

取消作業資格

不正確使用安全帶人員墜落加強安全教育，對違章者進行處罰

3高空作業

工具沒有防落措施高空墜物加強安全教育，對違章者進行處罰

明確施工范圍，盡量避免垂直交叉作

4交叉作業上層人員高空墜物傷人

業，無法避免時中間架設隔離層

5高溫作業