22108锆及锆合金焊接施工工艺标准

锆及锆合金焊接施工工艺标准
QB-CNCEC J22108-2006
1 适用范围
本施工工艺标准适用于锆及锆合金材料手工钨极氩弧焊接作业。

2 施工准备
2.1 技术准备
2.1.1施工技术资料
设计文件(施工图、材料表、标准图、设计说明及技术规定等)及焊接工艺评定。

2.1.2现行施工标准规范
ASME《美国机械工程师协会标准》
ASTM《美国材料试验协会标准》
ASM《美国金属协会标准》
AWS《美国焊接协会》
AISI《美国钢铁协会标准》
ANSI《美国国家标准学会标准》
2.1.3施工方案
2.1.
3.1焊接施工方案、焊接工艺评定报告、焊接工艺指导书
根据设计文件及相关标准的要求，编制焊接施工方案，进行焊接工艺评定，并编制焊接工艺指导书。

2.1.4技术及安全交底
专业技术人员应按要求向所有焊接人员进行技术及安全交底。

2.1.5专业技术培训
从事锆材焊接的焊工应按ASME标准或国内相应的标准、规范及要求进行考试，考试内容及项目应与实际从事的锆材焊接项目相符，焊工考试合格后，方能从事锆材的焊接。

2.2 作业人员
2.3 材料的验收与保管
2.3.1管材及管件的验收
2.3.1.1锆及锆合金材料的管子应符合ASME（SB523 R60702、SB523 R60705、SB658 R60702、SB658 R60705）无缝和焊接管的锆及锆合金技术条件的有关规定。

2.3.1.2 锆及锆合金材料的管子必须具有制造厂的出厂合格证或质量证明书，合格证或质量证明书至少应包括材料牌号、炉批号、化学成份、力学性能、供货状态及订货合同中补充技术要求的质量证明等内容以及国家商检部门认可的检验报告。

2.3.1.3管子应逐根检查其外径及壁厚，其偏差应符合有关标准的规定。

2.3.1.4管子内外表面应光滑、清洁，不得有裂纹、折叠、过腐蚀和划伤等缺陷，如果发现局部缺陷应予清除，清除后其外径和壁厚不得超过规定的负偏差，如有超差应予报废。

2.3.1.5弯头、异径管、三通、焊环等必须有制造厂的合格证或质量证明书，并按设计要求核对其材质、规格、型号，焊环翻边管接头的密封面应平整、光洁，不得有毛刺、径向沟痕及划伤等缺陷存在。

2.3.2管材及管件的保管
2.3.2.1 经检验合格的材料、管件、阀门等应有专用场地堆放，不得与黑色金属混放和露天堆放，不得与地面直接接触，应垫木板和橡皮。

2.3.2.2各种规格的材料应分别堆放，挂有明显的标记，并有专人保管。

2.3.2.3搬运时，如需吊运，应用软索或套有橡皮管的钢丝绳，小型件搬运时应有专用的不锈钢器具盛装，如需叉车，叉车必须设置叉车套，如需车辆运输，其车面上应垫有清洁的木板或橡皮。

2.3.3焊材的验收
2.3.3.1 锆材焊丝的选用应符合ANSI/AWS A5.24-79中ERZr2的有关规定及要求。

2.3.3.2焊丝须经外观检查：其外观必须光滑、圆整，不允许存在毛刺、皱皮、重叠、裂纹、孔隙等缺陷，必要时进行金相微观检查，不允许存在偏析、夹渣等缺陷。

2.3.3.3焊接用气体为纯氩，氩气纯度应达到99.999%，当瓶装氩气压力低于0.978Mpa时，应停止使用。

2.3.3.4 电极可选用铈钨棒也可用钍钨棒。

2.3.4焊材的保管
锆材焊接所用的焊接材料（氩气、焊丝等）贮存场所应保持干燥，库房内的相对湿度应小于60%，并设专人专门管理。

2.4 主要施工机具
2.4.1主要机械设备
直流氩弧焊机、熔化极氩弧焊机、等离子切割机、焊条烘烤保温箱、坡口机、无损检测设备等。

2.4.2主要工具
角向磨光机、不锈钢丝刷、锉刀、刮刀、铣刀、焊接面罩、焊条保温筒、电钻等。

2.5 测量及计量器具
焊接检验尺、干湿温度计、电流表、电压表、秒表、风速计、测温仪。

2.6 作业条件
2.6.1 施工场所已具备施工条件，所需的图纸资料和技术文件齐备，图纸会审已进行，施工方案已经编制好且审核批准，并进行技术交底。

2.6.2 建立焊接质量管理体系，应包括焊接技术人员、焊接质检人员、无损检测人员等。

2.6.3 焊接工装设备、检验试验手段应满足锆材的焊接技术要求。

2.6.4焊接场所保持清洁、干燥，。

2.6.5 施工机具、劳动力、材料已准备就绪。

3 施工工艺
3.1 工艺流程
3.2 工艺操作过程
3.2.1焊缝坡口形式、尺寸、加工方法及组对
3.2.1.1焊件的坡口型式和尺寸的选用应重点考虑，遵守易于保证焊接接头质量，减少填充金属量，便于操作和减少焊接变形等原则。

3.2.1.2锆材管子切割前应核对材质和规格，并做好材质标记的移植工作，应使用无腐蚀的记号笔，严禁打钢印。

3.2.1.3 锆材切割应使用机械方法，若使用等离子或砂轮切割，切割时转动管子使其始终处于最佳位置；采用等离子切割时应采取措施保护管子内外表面，以防表面被火花灼伤，并用机械方法去除污染层。

3.2.1.4锆材加工用的工具应专用，并经常清理工具上的污物，使用前应清洁，无任何杂物。

3.2.1.5锆材管子采用机械加工后，还应用锉刀修磨切口，然后用不锈钢丝刷或电动不锈钢丝轮等工具，进一步加工，使坡口表面平整光滑，无毛刺、凹坑、砂粒等缺陷。

3.2.1.6 坡口两侧各25mm以内的内外表面均应使用不锈钢丝刷除去氧化膜。

3.2.1.7 坡口表面及两侧至少75mm内外表面均应使用合适的溶剂（无水酒精、工业纯丙酮），清除油脂、水分、灰尘等杂物，不允许采用含氯的溶剂清洗焊件；当使用溶剂清洗焊件时，应使用干净的无棉布如亚麻布、海绵、白绸布等，不得使用毛巾、棉纱等，不允许带橡胶手套；清洗过程中应反复擦拭焊件直到海绵上无污色为止。

3.2.1.8 清理好的焊件应立即焊接，焊件置放时间不得超过8小时，否则应再次清理。

3.2.1.9填充焊丝使用前必须用溶剂清除其表面上的油脂，残留润滑剂和灰尘等污物，清理好的焊丝应放在干燥和干净的场所保存。

3.2.1.10钨极在施焊前应修磨成如图3.2.1.10所示的形状。

图3.2.1.10
3.2.2 施焊
3.2.2.1焊接工艺参数选择
3.2.2.2焊口组对与定位焊缝应符合下列要求：
（1）管子、管件组对应按设计文件或相应的标准要求执行，并且不允许强力组装，严禁锤击或划伤材料表面，不允许用熔衬垫环。

（2）管子管件定位焊的工艺措施及焊接材料应与正式焊接一致，点焊高度不得超过管壁厚的2/3，定位焊的焊缝不得有裂纹、气孔或不允许存在的氧化变色等缺陷，否则应打磨消除。

（3）锆材焊接如使用焊条，焊条在使用前必须按要求进行烘干，并置放在保温筒内，随用随取。

（4）钨极氩弧焊电源采用直流正接，手工电弧焊采用直流反接。

（5）板材焊接时应尽可能在平焊位置，管材焊接时竟尽量采用转动焊。

（6）钨极氩弧焊采用高频引弧和熄弧电流衰减措施，注意引弧和收弧的质量，收弧时应将弧坑填满，多层焊的层间接头应错开。

3.2.3 焊缝返修
3.2.3.1焊缝经检验不合格部位，必须进行返修。

3.2.3.2缺陷应用机械方法消除，并经渗透探伤检查确认缺陷已完全消除方可进行补焊等返修工作。

3.2.3.3 焊缝返修应制订返修工艺措施，返修后的焊缝仍应按原规定进行逐项检验。

3.2.3.4焊缝同一部位的返修不得超过两次，如两次返修仍不合格应将整条焊缝切除，重新组对焊接。

3.3 施工过程中应注意的问题
3.3.1焊前应根据焊件与焊缝接头型式预先做好惰性气体保护罩，其形式与尺寸应足以使焊缝与热影响区在焊后冷却过程中，温度高于300℃的部分处于惰性气体的保护之下。

3.3.2锆材焊接时为防止受空气污染，必须采取有效的气体保护措施，直至焊缝和热影响区温度小于300℃为止。

3.3.3 保护装置及拖罩的结构和尺寸应根据接头型式和构件尺寸确定，用导热性能较好的材料制成，形状宜与焊件边缘相似并能够贴近焊件表面。

3.3.4应用独立的气路提供各区域的保护气体，保护气输送时应保持均匀，非紊流并不相互干扰，气路中不允许残留水分和任何泄露，气路管道不允许采用橡胶管或其它吸潮材料管子。

3.3.5 引弧前，喷嘴及正、反面气体保护装置拖罩提前供气，排除气路及保护装置拖罩内的空气和吸附的潮气，熄弧后喷嘴及正、反面保护装置拖罩应继续送气，直到焊缝和热影响区冷却到300℃为止。

3.3.6 焊接过程中，焊丝加热端应始终在氩气保护区内，如接触到空气应立即停止焊接，切除焊丝端部至少25mm后，才能继续施焊。

3.3.7当焊道表面出现变色时，应立即停止焊接，查明原因并采取措施，经检验合格后方可进行焊接。

轻微的表面变色可用不锈钢丝刷清除，对变色比较严重的焊缝必须铲除干净，并进行必要的修复，方可进行下一步焊接工作。

3.3.8焊接过程中，若钨极碰触焊丝或焊缝，则应停止焊接，铲除污染的焊肉、修磨或更换钨极。

3.3.9若需双面焊时，应采用机械方法清除焊根，直至显露出没有任何缺陷的焊缝金属。

3.3.10焊接场所严禁有黑色金属焊接、切割、打磨等工作。

3.4 季节性施工技术措施
3.4.1冬季室外作业应设防风保温棚。

3.4.2雨季室外作业应设防雨棚；当焊缝处潮湿时应用氧-乙炔焰烤干；焊接时焊条筒盖要盖严。

3.4.3当施焊环境出现下列任一情况，且无有效防护措施时，禁止施焊：
气体保护焊风速大于0.5m/s；
相对湿度大于90%：
焊件温度低于5℃
雨雪环境
3.4.4当环境温度低于5℃时，应采取必要的措施，使环境温度高于18℃，才能进行施焊。

4 质量检验
4.1 质量检验标准及方法
4.1.1 焊接质量检验按照锆材生产厂执行的标准和GB50236《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》等标准执行。

4.1.2 质量检验标准
4.1.2.1保证项目
（1）焊材必须符合设计要求。

检验方法：检查出厂合格证或质量证明书、复验报告
（2）管道焊接前必须做焊接工艺评定，且应符合焊接工艺评定规范要求。

检验方法：检查焊接工艺评定报告
（3）管道焊缝无损检测必须符合设计要求和规范规定。

检验方法：检查无损检测记录和报告
（4）焊接人员必须经过考试并有合格证书。

检验方法：检查施焊人员合格证书
4.1.2.2基本项目
（1）焊缝表面无裂纹、气孔、夹渣、凹陷、飞溅、药皮、焊疤等缺陷。

检验方法：观察检查，按系统抽查10%，不少于3处
（2）单线图上必须标注有焊工号。

检验方法：观察检查，按系统抽查10%，不少于3处
4.1.2.3允许偏差项目
注：L——焊缝长度；C——焊缝宽度；δ——管壁厚度；
4.2 质量控制点
4.3 质量记录
母材及焊材产品质量证明书。

焊材发放、烘烤记录。

焊工合格项目登记表。

焊接施工记录；焊缝探伤布片图；焊缝磁粉、渗透检测位置图；焊工代号布置图。

焊缝返修记录
焊缝无损检测报告
焊后热处理报告及热处理后硬度报告
5 成果保护
5.1焊缝完成后严禁敲打、碰砸焊缝及热影响区，对装有仪表、调节阀等区域应遮挡保护。

5.2严禁在近缝区点焊临时支架。

5.3 凡在管道附近应进行切割作业时应及时挡护，杜绝切割残渣、氧化物伤及管道和焊缝。

5.4严禁利用已完成的管道做支吊点。

6 职业健康、安全和环境管理
6.1 职业健康、安全主要控制措施
表6.1 施工过程危害辩识及控制措施
6.2 环境管理主要控制措施
表6.2 环境因素识别及控制措施
6.3 作业环境要求
6.3.1 在室内、厂房内施工应安装必要的通风设备，如排风扇等，但在焊接区风速不得大于2m/s，且不得有穿堂风。

6.3.2 施工现场要设置足够的照明设备。

6.3.3施工现场应按照有关规定建立安全设施，各工序应制定安全施工措施及安全操作规程。

6.3.4 进入施工现场的施工人员应接受安全教育，按规定穿戴安全防护用品，文明施工。