摘要：我公司承建的新疆独山子石化千万吨炼油及百万吨乙烯项目化工厂区外管网安装工程第三、四标段，由中国寰球工程公司设计，在第三标段J管廊中有两条从热力站出来的蒸汽总管线，其中一条管道材质为A691 GR. 1 1/4 CR CL22，主管径为DN750mm管道厚度为26.92mm，另一条管道材质为A335 GR.P11，主管径为DN500mm管道厚度为20.62mm。如此大口径及厚壁的耐热钢管道为我公司第一次接触焊接，无已有经验可循。由于耐热钢有延迟裂纹倾向，为了保证焊接质量，我们项目部专门编制了相应焊接工艺指导焊接作业。
关键词：大口径；焊接；工艺要求
引言
经查阅相关资料后，该两种管道材质相当于国内1.25Cr-0.5Mo，在GB50236-1998中属于P4-1组别，属于耐热钢。根据其壁厚和材质，选用了我公司工艺评定WPQ-127，焊接方法为氩电联焊，焊丝为TIG-80B2，焊条为R306。焊前预热170℃~300℃，焊后热处理700℃~746℃。综合考虑管径和壁厚，焊接一道口必须由两名焊工同时进行焊接，以保证连续焊接和层间温度。综合对比焊条R306与R307的实际焊接效果后，最终选用的焊条为R307。
经研究讨论确定相关焊接工艺及热处理要求如下：
1、耐热钢管线焊接说明
㈠ 组对及坡口要求：
⑴、组对及坡口角度具体见焊接工艺指导书。
⑵、管线经过火焰切割的坡口表面处理后需进行渗透检测。
⑶、焊前应将坡口及其边缘内外表面不小于20mm范围内的油、漆、垢、锈等清除干净。
⑷、定位焊接焊缝应均匀分布（其尺寸见下表），定位焊接与正式焊接要求一样。预热范围为焊缝中心向两侧各不小于三倍壁厚，且不小于50mm。
㈡ 焊接要求：
⑴、耐热钢的焊接性能差，焊前需要预热，焊后须缓冷，尽可能避免冷至室温，再进行高温回火处理。焊后焊缝不得有咬边等外观质量缺陷。
⑵、耐热钢的焊接选用氩电联焊的焊接方法，当采用钨极氩弧焊根焊时，背面须采用充氩保护。
⑶、焊接过程中，层间温度不得低于预热温度200℃，达到预热温度的焊缝底层焊缝应在一次焊接完成；
⑸、如果不能一次完成的焊缝，应采取后热缓冷热措施，后热温度350℃，缓冷措施将焊缝用岩棉被包上，再焊接前进行检查，确认无裂纹后方可焊接，每层焊接接头应错开。
⑹、预热采用火焰加热方法，预热温度为200℃左右。加热宽度为壁厚的3倍且不得少于焊缝两侧各100mm，测温点距离焊缝50mm，同时必须保证管线均匀加热。加热区外100mm内需要用岩棉被（50mm）进行保温。
⑺、焊口焊接完成后，应立即进行200℃~~350℃、15Min的后热，然后用岩棉被包住缓冷。
耐热钢管线的焊缝焊接完毕后均应及时进行焊后热处理。当不能及时进行焊后热处理时，应在焊后立即均匀加热至300-350摄氏度进行保温缓冷，其加热范围应与焊后热处理要求相同。但以后仍需要按要求进行热处理。
二、焊缝热处理要求
2.1 焊缝经外观检查合格后及时进行焊后热处理。热处理方法采用电加热带与电加热绳进行加热，用电脑控温仪系统控制加热速度、恒温时间、降温速度，采用复合硅酸铝纤维毡进行隔热、岩棉被保温。
2.2 热处理前的隔热保温要求
保温范围包括加热区及加热区以外100mm的位置处，管道两端应进行封闭。热处理隔热材料采用复合硅酸铝纤维毡，厚度δ=30mm，宽度为320mm，长度根据管道外径确定；保温材料采用岩棉被，规格600×320×50mm。
针对雨天施工，为防止雨水渗入保温材料而浸湿焊缝，在下雨之前可用完好的塑料布将保温层盖紧。
2.3 材质为A335 GR.P11及A691 GR.1 1/4 CR CL22和A106 GR.B的管线热处理工艺技术参数要求参见表-1，热处理温度曲线参见图-2。
2.4 热处理焊缝硬度测试
2.4.1 焊缝热处理后首先确认热处理自动记录曲线，经检查合格24h以后在焊缝、热影响区及其附近母材分别抽检表面布氏硬度，每处测量一点，每点测量三次，取平均值。抽检数量应不小于热处理焊口总量的20%。经热处理后的管道硬度应达到如下要求：
A335 GR.P11及A691 GR.1 1/4 CR CL22钢的硬度≤270HB；A106 GR.B钢的硬度≤200HB；
且焊缝硬度值不得大于母材标准硬度加100HB.
2.4.2 经焊后热处理合格的部位，不得再从事焊接作业，否则需要重新进行热处理。硬度检测完成后，必须填写相应的检测报告及检测记录，并报监理认可。做好热处理合格标识。
2.4.3 热处理后进行返修或热处理自动曲线异常、且被检测部件的硬度值超标时，应按班次作加倍复检，并查明原因，并应对焊缝重新进行热处理并且重新进行硬度测定。
三、安全措施
热处理施工主要存在的安全风险为漏电电击伤人、高处坠落、高温烫伤和热处理机器操作失误而引起的事故等。所以在施工中应该严格执行各种SHE安全保证措施，对施工用热处理机和电线路应定期进行检查，防止因漏电、电器件损坏而引起的各种安全质量事故。高处作业应搭设合格的安全平台及安全通道，施工人员应100%系挂安全带，防止高空坠落。
后记：由于施工中严格执行了焊工工艺要求，该两条管道的焊接一次合格率达到了99.4%，在这里还需补充说明下：焊接该类材质的管道，焊缝尽量一次完成。在管廊安装时，由于时间紧张，当时有三道焊口只打完底，待第二天重新焊接时已经出现了裂纹。其次，该类管道材质对氢元素非常敏感，所以在焊接时应保证焊口预热温度、焊条烘干良好，应有一套详细的防雨措施。由于新疆地区夏天天气干燥、炎热，给该类钢种的焊接创造了一定的良好条件，这也是焊接一次合格率较高的一个外因吧。
附：焊接工艺指导书
论文作者:曾垂旋,周晓兰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/10/24
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