五、管道焊接工艺和热处理教材

（一）焊接工艺一般要求
4、返修
采用经过评定合格的焊接工艺； 同一部位的返修次数超过2次，必须考虑对焊接工艺的调整，
重新制定返修措施，经过施焊单位技术负责人批准； 返修部位应当按照原规定的检验方法重新检验； 返修的次数、部位、检测结果记入技术文件和资料提交使用
单位； 如果在热处理后进行焊接返修，返修后需要再做热处理. 长输管道（ SY/T 4103《钢质管道焊接及验收》）规定：
晶间腐蚀： 碳在奥氏体中溶解度不同，1100℃时达0.12%，450～ 850℃时只有0.02%，称为敏化温度； 在敏化温度区晶粒边界析出Cr23C6，造成晶界局部贫铬（含 Cr量低于12%），丧失抗腐蚀能力。 解决办法：超低碳，添加稳定化元素（Ti、Nb），快速冷却
热裂纹： 解决办法：严格限制S、P含量
裂纹：除非业主同意返修，否则所有带裂纹的焊口应按有关规 定从管线上切除
当裂纹长度小于焊缝长度的8%时，可以进行返修 非裂纹性缺陷：
根焊道及填充焊道中出现，经业主同意后方可返修； 盖面焊道中出现，可以直接返修； 同一部位的返修不得超过两次。
（二）碳素钢和低合金钢的焊接
1、焊接性能 碳素钢 低合金钢：普通低合金钢、低合金耐热钢（Cr- Mo）、 低合金低温钢（Ni） 主要问题：冷裂纹，再热裂纹
4.5.3、管道焊接工艺和热处理
管道焊接工艺一般要求 低碳钢和低合金钢管道的焊接 奥氏体不锈钢管道的焊接 耐热钢管道的焊接 镍及镍合金管道的焊接 工业纯钛管道的焊接 管道焊后热处理
（一）管道焊接工艺一般要求
1、焊接环境条件
温度：环境温度低于0℃，应预热10℃；
湿度：≤90%；
风速：手工焊和自保护， ≤8m/s，
气体保护焊， ≤2m/s；
无雨、雪。
焊材贮存库相对湿度：≤60%， 温度：≥5℃
2、焊缝间距
直管段：DN≥150mm，间距≥150mm；
DN<150mm，间距≥DN。
3、对接接头组对：
错边：以管子内壁对齐，
钢：内壁错边<10%δ ，且≤2mm；
钛、镍：内壁错边<10%δ ，且≤1mm
长输管道：错边≤3mm
（五）镍及镍合金的焊接
焊接性能与奥氏体不锈钢相似 主要防止热裂纹 因含镍量高，热裂倾向更大
措施： 小线能量 不预热，低的层间温度（≤100℃） 底层焊完检查有无裂纹 必要时，加装冷却铜块或用湿布擦拭，以减少高 温停留时间。
纹 、回火脆性
（四）耐热钢管道的焊接
铬钼耐热钢的焊接要点 管道施焊前应根据钢材的淬硬性、焊接环境、焊件刚性、及焊接方法进 行预热。 （2）焊条的选用，应按照母材的化学成分、力学性能、焊接接头的抗裂 性、焊前预热、焊后热处理、使用条件及施工条件等因素综合确定。 （3）定位焊的焊缝长度、厚度和间距，应能保证焊缝在正式焊接过程中 不致开裂。 （3）严禁在坡口之外的母材表面引弧和试验电流，防止电弧擦伤母材。 （4）焊接时应采取合理的施焊方法和施焊顺序。 （5）底层焊道完成后，应立即进行面层焊道的焊接，且应在保持预热温 度条件下，每条焊缝一次连续焊完；如中断焊接，应采取后热缓冷等措 施；再次施焊前应检查焊层表面，确认无裂纹后，方可按原工艺的要求 继续施焊。 （6）施焊过程中应保证起弧和收弧处的质量，收弧时应将弧坑填满。
2、焊材选择原则 碳素钢、普低钢：力学性能 Cr- Mo耐热钢：化学成分 低温钢：化学成分和低温韧性 异种钢接头：就低的原则
3、焊接方法：各种 4、焊接工艺：
主要因素：降低冷却速度，避免冷裂纹产生 最有效方法：预热
5、预热
（1）焊前预热的作用:
降低焊接冷却速度，遏制或减少淬硬组织； 减小焊接区的温度梯度，降低焊接接头内应力； 扩大焊接区的温度场，使焊接接头在较宽的区域内处于塑性状
（四）耐热钢管道的焊接
7）多层焊时应控制层间温度，其层间温度等于或稍高于预热温 度，每层的层间接头应错开。 （8）焊口焊完后若不能及时进行热处理，应立即进行 250℃350℃的后热处理，后热处理的时间15min30min，并且 保温缓冷。 （9）施焊现场应做好防风措施，特别管子焊接时，管内应防止 穿堂风。 （10）在热处理过程中应能准确地控制加热温度，且使焊件温度 分布均匀，热处理的加热范围以焊缝中心为基准，两侧各不小于 焊缝宽度三倍，且不小于25mm，加热区以外的100mm范围应予 保温。焊后热处理过程中，焊件内外壁温度应均匀。 （11）热处理后进行返修或硬度检查超过规定要求的焊缝，应重 新进行热处理。
线能量(热输入)：焊接电流、焊接电压、焊接速度 缓冷 后热处理：在焊接完成后，立即加热到一定温度
一般为200～350℃ （根据材料和结构型式的不同而不同） 保持一定时间（一般不少于30min）， 目的：降低扩散氢含量
（三）不锈钢的焊接
1、焊接性能
用于耐腐蚀、高温、低温 奥氏体不锈钢主要问题：
25Cr-13Ni（E309型），25Cr-20Ni（E310型）
（三）不锈钢的焊接
4、焊接工艺
马氏体、铁素体不锈钢：与低合金钢相类似 奥氏体不锈钢：快速冷却（与低合金钢相反）
不预热，层间温度≤150℃， 小线能量，多层多道焊， 背面充氩保护 药芯焊丝的应用
（四）耐热钢管道的焊接
材料特点： 淬硬性 、冷裂纹 、消除应力裂纹 、Biblioteka Baidu裂
马氏体、铁素体不锈钢主要问题 ：冷裂纹，脆化
（三）不锈钢的焊接
2、焊接方法：常见方法 3、焊材选择原则
同种接头：化学成分 不同奥氏体不锈钢异种接头：化学成分就低的原则 不同马氏体、铁素体不锈钢异种接头：化学成分就低的原则 提高焊缝耐腐蚀性：超低碳，添加稳定化元素（Ti、Nb）
奥氏体不锈钢与碳素钢、低合金钢、马氏体不锈钢、铁素体不 锈钢的异种接头应选用：
态，减弱了焊接应力的不利影响； 降低残余应力峰值； 有利于焊缝中氢的逸出。
预热温度对焊缝边界焊接热循环的影响
（2）预热要求
测温点位置（预热范围）： 每侧宽度不小于3δ，且不小于25mm；（距焊缝坡口边缘）
GB/T 20801对预热温度的要求：
6、其他焊接工艺
层间温度：不低于预热温度 焊接参数：由焊接工艺评定确定