套管溶出器焊接方案

套管溶出器焊接方案
1、工程概况及技术特性
1.1编制依据
设计图纸ZDSB4210要求
《工业金属管道设计规范》（GB50316—2000）
《钢制压力容器焊接工艺评定》（JB4708—2000）
《钢制压力容器焊接规程》（JB/T4709—2000）
《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检测》（JB4744—2000）《压力容器无损检测》（JB4730—94）
《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB50236—98）《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB50235—97）
《高压化肥设备用无缝钢管》（GB6479—2000）
1.2工程概况
河南中美铝业有限公司40万吨氧化铝项目位于河南省登封市告成镇东三公里处。

该项目采用石灰拜尔法的处理工艺，管道化溶出部分位于矿浆磨制与赤泥分离之间。

管道化溶出系统是石灰拜尔法处理工艺的重要组成部分，三套管属管道化溶出核心装置。

溶出管段分四段，即冷热矿浆热交换段、乏气加热段、熔盐加热段、停留段，除停留段为单一的大管外，其余各段均为大管内套三根Ф133×10或Ф133×12的小管，这三根小管放在固定于外管内壁的支架上。

1.3技术特性
1.3.1 设计温度：外管160℃~268℃，内管110℃~204.8℃。

1.3.2 设计压力：外管0.63 Mpa ~5.19Mpa，内管1
2.0Mpa。

1.3.3 工作介质：三根Ф133管内走矿浆，大管内走蒸汽或熔盐。

1.3.4 耐压试验介质：>5℃的洁净水。

1.4母材材质及规格
1.4.1 冷热矿浆热交换段
内管材质及规格：16Mn Ф133
外管材质及规格：16Mn Ф426
1.4.2 乏气加热段
内管材质及规格：16Mn Ф133
外管材质及规格：16Mn Ф426
1.4.3 熔盐加热段
内管材质及规格：16Mn Ф133
外管材质及规格：16Mn Ф426
1.4.4 停留段：
材质：16Mn 规格：Ф426
2、焊工
2.1 凡参与套管溶出器管道焊接的焊工，必须具有相应资质，持证上岗。

2.2 参与套管溶出器管段焊接的焊工必须遵守工艺纪律，严格执行焊接工艺规程，保证焊接质量一次合格率在98%以上。

3、焊接工艺方法及焊接工艺要点
3.1 所有管道组装焊接工序：坡口准备→组对→焊接→外观检查→探伤检查→消除应力热处理→硬度检查
当无损检验怀疑焊缝有热裂纹倾向时，应对其焊缝热处理之后再进行无损复测。

3.2焊接工艺方法
3.2.1 所有内管Ф133材质均为16Mn，管-管对接或管-高颈法兰对接均氩-电联焊。

3.2.2 所有外管焊接均采用手工钨极氩弧焊打底，手工电弧焊填充及盖面，氩弧焊丝TIG-J50（钢丝号H10Mn2），直径为Φ2.5；手工电弧焊焊条选用：E5015（J507），直径为Φ3.2、Φ
4.0
3.2.3高压溶出器管道制作过程中的每道工艺严格把关。

严格按如下要求进行控制，各管段内外管焊接工艺认真填好焊件工序认定卡：Ф133钢管外径的允许偏差为±1mm（±0.75%·D）；壁厚的允许偏差为±1mm；坡口尺寸30°±2.5°；坡口光泽度达到金属光泽，内外宽度为20mm；对接口间隙为2+0.5mm，错边量≤1mm。

3.3焊接工艺要点
3.3.1 坡口采用管道切割机（型号CG2-11）将钢管加工成角度为30°±2.5°的单边V型坡口，同时将坡口表面的氧化皮，熔渣清除干净，并将凹凸不平处打磨平整坡口两侧内外表面20mm范围内露出金属
坡口内外清理图
60°±5°
坡口示意图
3.3.2 用角向磨光机或内圆磨光机打磨坡口两侧内外表面20mm范围内油锈污物露出金属光泽。

3.3.3 组对间隙2.0+0.5mm，经检查合格后点焊采用4点固定，焊接时依次将点固焊点磨掉。

3.3.4 钢管组对先采用管子专用卡具将管口固定好，再点焊固定。

在施焊前卸除卡具，采用靠尺检查管口是否错口，在确保管口平直无错口的情况下进行施焊工作。

所有管口的焊缝应在始焊处100 mm范围内预热温度为100℃~150℃。

3.3.5 焊条电弧焊所用之焊条均需按规范规定作烘干处理，领取时装入焊条保温桶，随用随取，严禁混料。

3.3.6 焊后需认真做好清理工作，剔除飞溅，敲掉渣壳，用钢丝刷刷净焊缝表面污物。

3.3.7 手工氩弧焊打底仰焊时，宜采用内填丝法，以防产生内凹。

3.3.8 焊工每焊完一道焊口应在距焊缝10~20mm处打上自己的钢印号并填写现场施焊记录，再由检查员检验签字认可。

3.3.9 为保证钢管组对和焊接质量，在现场设置两套专用托滚组对焊接工作台，详见专用托滚组装图。

3.4焊接材料
3.4.116Mn管子手工氩弧焊焊焊丝为TIG-J50（钢丝号H10Mn2），直径为Φ2.5；电弧焊填充盖面分别采用（E5015）J507焊条。

3.4.2 氩气纯度应≥99.95%
3.4.3 焊丝、焊条应有符合要求的质量证明书。

4、焊接检验
4.1 所有焊缝均应进行100%的外观检验并填表记录。

外观合格的标准是：焊缝表面不得有裂纹、气孔、弧坑和夹渣等缺陷并不得有熔渣与飞溅物；管子对接焊缝不允许咬边。

内管焊缝外表面余高不应大于1.5mm；外管焊缝外表面余高不应大于1+0.1b（b为焊缝宽度），且不超过3mm；内余高均≤1.5mm。

4.2 焊缝内部质量检查
所有Ф133管对管及管对高颈法兰的对接焊缝应按照JB4730-94标准进行100%射线检测，照像质量AB级，Ⅱ级合格。

其它焊缝应进行100%磁粉探伤，Ⅰ级合格。

Ф426外管及其它管段将按设计图的要求进行无损检测。

5、焊缝的返修
5.1 当焊缝有超标缺陷需要返修时，应按返修程序进行并遵照原焊接工艺的规定焊补。

5.2 焊缝同一部位的返修次数不允许超过两次，超次返修的必须找出缺陷产生原因，制定返修措施并经质保工程师批准。

同时，返修次数、部位和返修情况均应计入现场施焊记录中。

5.3 返修应在热处理前进行，如在热处理后返修焊补，焊补后还必须重新进行热处理。

5.4 返修焊缝的焊补应由该焊缝的原施焊焊工承担。

6、焊后消除应力热处理
6.1 所有套管溶出器管段管道的焊缝均应进行焊后消除应力热处理，热处理方法：用履带加热器电加热方法。

6.216Mn管焊缝消除应力热处理规范见下图，热处理曲线图：
注：按200℃/h升温至580℃±20℃，保温30分钟，以200℃/h降温至300℃，然后在大气中冷却。

6.3每道焊缝均需有控温柜自动记录的热处理曲线图。

7、其它需要说明的事宜
7.1 大管中所套的三根Ф133管子的组对焊接顺序见下图：
说明：图中1、2、3表示组对焊接顺序。

在组对焊接过程中，为给焊工创造良好的工作条件，应巧妙地使用串、转、别。

7.2 在组对焊接过程中，如果出现管子带磁而影响焊接时，可采用在焊口两侧绕置线圈接入旋转式直流焊机二次回路，短路退磁方法处理。

F 4N 005a (5b,5c)
内管
乏气加热段4段焊缝序号为5
F 8W
001
乏气加热段8段外管
焊缝序号为1
7.3 焊缝编号办法
采用汉语拼音字母加数字方法表示，即采用各段代号（热交换段代号为J ，乏气加热段代号为F ，熔盐加热段代号为R ，停留段代号为T ）+同一管段内顺序号（如：F1、F2……F8）+内外管代号（W —代表外管，N —代表内管）+三根小管顺序号，再加横杆，其后数字表示焊缝顺序号。

7.4 为保证焊接时气体保护效果，须搭设防风棚，附防风棚详图。

7.5 为保证焊接质量，建立质量保证体系，从材料→破口→组对→焊接，每道工艺严格把关，做好纪录卡，作为交工资料。

由质量员焊接技师验收认可，只有每道工艺合格认可以后方可进行下道工艺的施工。

质量保证体系详见质量管理体系机构图。

附录：
质量管理体系机构
焊件工序认定卡
技术负责人：施工员：质检员：
年月日
20000
7000
1000
4000
δ
=10钢板
托滚共48件
托滚布置图
说明：１、底版采用δ=10钢板，280m2；
2
、制作两个工装平台共做48个拖滚，
分为6组，形成组对管子焊接。

32010
350
40
320
400
150
10200
20
10
20400
10
350
75
15075
托滚安装图
说明：
1.材料采用Q235，共加工48件；
2.钢管89×4，L=200，共48件；
3.圆钢30，L=300，共48件；
4.堵板δ=20，80，共96件；
5.钢板δ=10，总重量1538 kg。

18m
3m
4m 4m 4m 3m
8m
支架
底板δ=10
18×8=144m2
说明：
1、共制作2个探伤热处理平台；
2、材料：
钢板δ=10,共计288m2；3、支架见支架详图。

探伤热处理平台布置图
3m3m 7 0 0
I20a
δ=10
支架加工图说明：
1、共制作8件；
2、材质为Q235；
3、焊角高度≥6。