大管径厚管壁核工艺管道焊接及热处理工艺

摘要

本发明公开了一种大管径厚管壁核工艺管道焊接及热处理工艺，该焊接及热处理工艺可以适用大管径厚管壁的焊接和热处理，利用该焊接及热处理工艺焊接后的管材的焊缝质量稳定可靠，完全满足核工艺的质量要求。

主权项

大管径厚管壁核工艺管道焊接及热处理工艺，包括以下步骤：A、焊前准备，包括以下分步骤：a1）确定焊接及热处理的执行标准；a2）检查管材的规格、牌号、焊材规格、牌号及气体是否符合标准；a3）选择工具；a4）工具的验收检查；a5）对需焊接的两管材的切口端面加工坡口，该坡口为U形坡口，所述坡口面与竖直方向的夹角为20±2.5°，所述坡口根部的圆弧半径为5mm，钝边为1‑2mm；a6）将坡口面内外表面20mm范围内杂物清除干净，露出金属光泽；B、将需要焊接的两管材进行组对，包括以下分步骤：b1）确认组对用的工装卡具、点固块与管材材质相同或相同组别；b2）将两管材水平组对，组对间隙为1‑4mm且均匀，组对完成的焊口内外壁允许偏差如下：管内壁允许偏差：壁厚/20+1mm, 最大不能超过为3mm；管外壁允许偏差：壁厚/10+2mm，最大不能超过8mm；C、将两管材进行手工氩弧焊点固焊，采用点固块装配，包括以下分步骤：c1）将整条环焊缝圆周均匀分为12等分，钟点位置的3、6、9、12位置不设置点固块，八个点固块布置在1、2、4、5、7、8、10、11点位置；c2）将点固块放入坡口之间，点固角焊缝满焊，点固角焊缝单面长度大于20mm、厚度大于3mm；c3）检查点固焊的质量；D、焊前预热，包括以下分步骤；d1）将两热电偶分别固定在管材6点和12点位置，热电偶测量端距离焊缝坡口外边缘30mm‑50mm；d2）两热电偶外包裹电加热带，热电偶测量端距离电加热带边缘0‑5mm，外由保温棉包裹捆扎，两热电偶测量端之间100mm‑140mm为焊缝及飞溅区域，用保温棉带进行封堵；d3） 通电预热，用数显点温计定时测量坡口面温度，控制坡口面的预热温度在125℃‑250℃范围；d4）预热符合要求后，将保温棉带拆除；E、手工钨极氩弧焊打底焊，采用分段对称施焊；e1）确定分段对称焊接顺序和起弧位置：第一组焊接顺序；按照钟点位置6→5、11→12；3→2、8→9；6→7、1→12；4→3、9→10；的顺序焊接；其中6→5、11→12为一对对称焊段，3→2、8→9为一对对称焊段，6→7、1→12为一对对称焊段，4→3、9→10为一对对称焊段；以焊接方向为前进方向；焊接6→5、6→7，3→2，9→10时分别从6、6、3、9点的前10mm起弧，然后分别折回6点、6点、3点、9点的后10‑20mm起焊；焊接11→12、4→3、1→12、8→9时分别从11、4、1、8点位置的点固块前20mm起弧，然后分别折回到11、4、1、8点位置的点固块前10mm位置起焊，直至过了12、3、12、9位置后收弧；e2）第二组焊接顺序：按照7→8、2→1；5→4、10→11顺序焊接；其中5→4、10→11为一对称焊段，7→8、2→1为一对称焊段；焊接每一焊段时，先将该焊段两端的点固块打磨清除，焊疤打磨至与坡口面平齐，然后从该焊段起始钟点前10mm位置起弧，然后向后折回至后方焊段与焊缝接头后起焊，然后再向前行走至前方焊段与焊缝接头后收弧；e3）打底焊道共焊2层，每层1道，焊丝选用φ1.6或φ2.4，线性焊道，焊炬摆宽不超过焊丝直径的3倍，焊缝背面相对于管材内壁余高小于3mm，层间温度在125℃—250℃范围；F、手弧焊填充盖面：采用线性焊道、对称焊，焊炬摆宽不超过焊丝直径的3倍，层间温度在125℃—250℃；焊条选用φ3.2或φ4.0，使用φ3.2焊条时，每层厚度在4‑5mm，使用φ4.0焊条时，每层厚度在5‑8mm；焊缝表面余高小于2.5mm；G、后热，包括以下分步骤；g1）焊接完成后，立即用保温棉带将焊缝包紧并绑紧；g2）按照工艺规程所规定进行后热处理，保温时间至少为1小时，并实时监控；g3）保温时间到达规定后停止供电，冷却后，拆除保温棉、保温面带、电加热带及热电偶；H、打磨清除焊缝两边所有的缺陷，保证焊缝必须与管材外周面平滑过渡；I、消除应力热处理，包括以下分步骤；i1）将两热电偶分别对应不同颜色和编号；i2）将两热电偶分别固定在管材外周面6点和12点位置，热电偶测量端置于焊缝外表面中心；i3）将电加热带以焊缝为中心线包裹在焊缝外，外面再用保温棉包裹捆扎，加热总宽度大于50mm；i4）通电加热，热处理温度为595‑625℃，保温时间90±10min，加热速度和冷却速度不超过110 ℃／h；i5）根据热电偶测试的温度通过记录仪同步生成温度‑时间曲线； J、清除焊缝表面氧化皮及浮灰。