镍及镍合金焊接施工工艺标准

镍及镍合金焊接施工工艺标准
1 适用范围
本工艺标准适用于设计温度高于-20镍及镍合金的管道及工业炉管的手工电弧焊和惰性气体保护焊。

2 施工准备
2.1 规范性引用文件
下列相关标准包含的条文通过本标准引用则构成本标准的条文，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

《石油化工铬镍奥氏体钢、铁镍合金和镍合金管道焊接规程》SH/T3523《钢制压力容》GB150
《压力管道安全管理与监察规定》
《锅炉压力容器压力管道焊工考试规则》
《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》GB50236
《石油化工剧毒可燃介质管道工程施工及验收规范》SH3501
《压力容器无损检测》JB4730
《镍及镍合金焊条》GB/T13814
《镍及镍合金焊丝》GB/T15620
进口材料应符合合同规定的材料标准和技术条件，焊接参照本标准执行。

2.2 材料
2.2.1 管子与管件
2.2.1.1 管子与管件必须具有质量证明书或合格证，无质量证明书及合格证的材料不得使用，对质量证明书或合格证中特性数据有异议或对材质有疑问时，应进行必要的检验。

管子与管件的材质质量证明书及合格证中，至少应有化学成分和常温力学性能的数据。

2.2.1.2 管子与管件经检查验收合格后，应做好标识并按不同材质、规格分别放置保管。

2.2.1.3 高温中镍及镍管件标识宜采用以醇酸树脂为基本成分的钛氧化物染料。

2.2.1.4 管子与管件在使用前应按设计要求核实其材质、规格、型号。

2.2.1.5 管子与管件的外观应达到以下要求
（1）无裂纹、缩孔、夹渣、折叠、重皮等缺陷。

（2）表面凹陷不应超过相应产品标准允许的厚度偏差。

2.2.1.6 管子与管件的耐腐蚀试验、无损检测复检应符合设计文件的要求。

2.2.2 焊接材料
2.2.2.1 镍管道焊接所用的焊接材料应有出厂质量证明书，其检验项目应符合GB/T13814《镍及镍合金焊条》、GB/T15620《镍及镍合金焊丝》的规定，氩气应符合GB4842《纯氩》的规定，其他国内或国外焊接材料应符合合同规定的技术标准。

2.2.2.2 焊接材料入库储存前应进行验收，验收合格后作好标识方能入库。

2.2.2.3 如果对焊接质量证明书中特性数据有异议，或对其质量有疑问时，应按相应的技术标准进行必要的复验。

2.2.2.4 焊接材料的储存、保管应符合JB/T3223-96《焊接材料质量管理规程》及相关标准的要求。

2.2.2.5 钨极氩弧焊宜采用铈钨极，并符合GB4191《惰性气体保护电弧焊和等离子焊接切割用铈钨电极》的规定。

也可以使用钍钨极，但应符合相应的标准规定。

2.2.2.6 焊接镍及镍合金使用的氩气纯度不应低于99.96%。

2.2.2.7 焊接时用氩气输送管宜采用塑料软管，不宜用橡胶软管或其它吸湿性材料的软管。

2.2.2.8 焊接材料的选择应根据焊件的化学成分、力学性能、使用条件和施焊条件综合考虑。

2.2.2.9 同种铁镍合金、镍合金的焊接宜选用和母材合金系统相同的焊接材料，若无耐腐蚀性能要求也可选用与母材合金系统不同的焊接材料，但应保证接头具备设计要求的性能。

2.2.2.10 异种铁镍合金、镍合金及其与铬镍奥氏体钢组成的异种焊接接头的焊接材料，选用应考虑下列因素
（1）焊缝的强度（包括高温持久强度）耐蚀性。

（2）线膨胀系数的差异，高温下长时间工作后，可能产生的体积永久性改变。

（3）焊接裂纹、气孔的敏感性
2.2.2.11 焊条的使用应符合下列规定
（1）焊条使用前应按焊条产品说明书或质量证明书中的要求进行烘干，若无规定要求时按下列要求烘干
（2）烘干后的焊条应贮存在100的恒温箱内，焊工领用应使用保温筒，如领出时间超过4h，应重新烘烤，但重复烘烤次数不得超过两次。

表2.2.2.11 烘干条件
焊条类别烘干温度℃恒温时间（h）
低氢型 200～205 2
钛钙型 150 1
2.3 作业人员
焊工、管道工、探伤工
2.4 焊接设备及工具
2.4.1 焊接设备应采用性能稳定的直流氩弧焊机，正接法，且应附有高频引弧和电流衰减装置及满足工艺要求的其它设施。

2.4.2 角向磨光机、奥氏体不锈钢丝刷、锉刀、铣刀等
2.5 施焊环境
镍及镍合金焊接施工的环境条件个达到以下要求
2.5.1 环境温度不低于0℃。

2.5.2 手弧焊时风速不大于8m/s，氩弧焊时风速不大于2m/s。

2.5.3 相对湿度不大于90%。

2.5.4 非雨雪天气
2.5.5 当环境条件不符合以上要求时，应采取有效防护措施后方可施焊。

3 施工工艺流程
4 焊接施工
4.1 施工单位应根据设计文件要求进行焊接工艺评定，如设计文件没有明确规定，评定所要执行的标准、焊接工艺评定可按GB50236《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》的要求进行。

4.2 依据评定合格的焊接工艺编制焊接工艺指导书，并下发至施工焊接人员。

4.3 焊工考试依据设计文件要求的标准执行，如设计文件没有明确规定可以按《锅炉压力容器压力管道焊工考试规则》或GB50236标准的焊工考试章节的要求执行。

4.4 组对与定位焊接
4.4.1 管子及管件组对前应用手工或机械方法清理其内外表面，在坡口边缘20mm范围内不得有油漆、毛刺、铸造垢皮及其它对焊接有害的物质，并采用有机溶剂清洗，待溶剂挥发方可进行组对和定位焊。

4.4.2 管及管件组对应符合下列要求
4.4.2.1 当壁厚相同时，其内壁应平齐，内壁错边量不得大于0.5mm。

4.4.2.2 壁厚不同，内壁差0.5mm或外壁差大于2mm时，按下图的要求加工。

L≥4（S1-S2）
图4.4.2.2 不同壁厚管子的加工要求
图4.4.2.2 不同壁厚管子和管件的加工要求
4.4.3 定位焊焊接工艺应与正式焊接工艺相同，当定位焊缝做为正式焊缝的组成部分时应符合下列规定：
4.4.3.1 若用实芯焊丝钨极氩弧焊进行定位焊接，焊缝背面应进行充氮或充氩保护。

4.4.3.2 定位焊缝的长度宜为10～15mm，且不宜超过壁厚的2/3。

4.4.3.3 定位焊缝应对称均匀分布不宜于3点，正式焊接前应将定位焊缝两端磨削成便于引弧的斜坡。

正式焊接推荐按下图方法引弧。

转动焊转动方
图4.4.3.3（1）转动焊图 4.4.3.3（2）水平固定焊
4.4.4 组对使用的工装卡具一般不允许焊接在管子上，如果卡具必须焊接在管子上才能组对时，应符合下列规定：
4.4.4.1 卡具与管子、焊接材料的化学成分应相同。

4.4.4.2 焊接时的工艺与正式焊接工艺相同。

4.4.4.3 卡具拆除应用砂轮磨去，不得采用敲打、掰扭等方法。

4.4.4.4 管子及管件组对定位后应及时焊接。

4.5 焊接工艺要求
4.5.1 焊接方法可根据管子厚度、坡口型式组对情况，选定钨极氩弧焊或钨极氩弧焊打底，手工电弧焊填充、盖面的焊接方法。

4.5.2 焊接时在保证焊透和熔合良好的前提下，在工艺参数范围内尽量采用小的焊接线能量、短电弧、不摆动或小摆动的操作方法。

4.5.3 当焊件较厚需多层焊应符合下列规定：
4.5.3.1 除打底焊外其余焊层宜采用多道焊。

4.5.3.2 层内温度应小于100℃。

4.5.3.3 每一层每一道焊完后均应彻底清除焊道面的熔渣，并消除各种表面缺陷。

4.5.3.4 各层各道的焊接接头要错开。

4.5.4 采用实芯焊丝或不填丝的钨极氩弧焊时，焊缝背面应充氩，实行内保护，内保护措施可采用管子整体或局部充氩两种方法，并应符合下列要求
4.5.4.1 管内充氩气开始时流量可适当加大，确认管内空气完全排除后方可施焊。

4.5.4.2 焊接时充氩气流量可逐步降低，以避免充氩气压力较高而造成焊缝背面在成形时出现内凹或根部未焊透现象。

4.5.5 钨极氩弧焊时，焊丝的加热端应始终在氩气保护之下。

4.5.6 焊件表面严禁电弧擦伤，并严禁在焊件表面引弧、收弧。

4.5.7 与焊件连接的焊接电源地线不得直接接触工件，应采用与焊件同
材质的材料过渡连接，以避免铁污染。

4.5.8 焊接中应确保引弧与收弧的质量，收弧的弧坑应填满。

4.5.9 焊接管径较小且热裂倾向较大材质的焊缝时，宜采取焊缝两侧装冷绑铜块，或用冷水、乙醇檫拭焊缝两侧等措施，以减少焊缝的高温停留时间，加快焊缝冷却速度。

4.5.10 焊接完毕必须及时将焊缝表面的熔渣及周围的飞溅物，防飞溅材料清理干净。

5 焊接接头质量检验
5.1 镍及镍合金焊缝的外观质量应达到以下要求
表5.1 镍及镍合金焊缝的外观质量要求
序号项目质量要求
1 表面裂纹、气孔、夹渣及熔合性飞溅不允许
2 咬边不允许
3 表面余高 B h
h=1+0.05B且不大于3mm
4 表面凹陷不允许
5 错边e≤0.1S且不大于2mm
5.2 多层焊时，应按设计规定进行层内检验，若设计无规定时，铸造管和铁镍合金、镍合金管及管件的底层焊道应进行渗透检测，发现缺陷应将缺陷打磨消除后方可继续施焊。

5.3 对接焊缝和角焊缝表面应进行100%渗透检测。

5.4 渗透检测标准按设计文件要求执行，若设计无规定时按JB4730《压力容器无损检测》的规定执行。

5.5 对接焊缝的射线检测应按设计文件的要求执行，若设计无规定时应按GB50236《现场设备工艺管道施工验收规范》或SH3501《石油化工剧毒可燃介质管道工程施工及验收规范》的规定执行。

6 焊缝返修
6.1 清除缺陷后应将清除后的焊缝修磨成至少1∶3的斜度。

6.2 返修时应采用钨极氩弧焊，其工艺应经评定合格。

6.3 焊缝返修后仍按原规定检验。

6.4 同一部位的返修次数不得超过两次，需要第二次返修时，应制定措施并经施工单位技术总负责人批准，在施工记录中注明。

7 镍及镍合金焊接质量检验内容及交工保存文件
7.1 焊前检验
7.1.1 母材、焊接材料（外观质量证明书）
7.1.2 焊接设备、仪表、工艺装备
7.1.3 焊接坡口、接头装配及清理
7.1.4 焊工资格（有效性）
7.1.5 焊接工艺文件（焊接施工方案、焊接工艺评定、焊接工艺指导书等）
7.2 施焊过程的检验
7.2.1 焊接工艺规范参数
7.2.2 执行焊接工艺情况
7.2.3 执行技术标准情况
7.2.4 执行图样规定情况
7.3 焊后检验
7.3.1 实际施焊记录
7.3.2 焊缝外观记录
7.3.3 焊缝外观尺寸
7.3.4 压力试验、致密性试验
8 职业健康和环境管理
8.1 施工过程危害及控制措施
表8.1 危险源识别及控制措施
序号作业活动危险源控制措施
1 焊前准备、组对点固焊缝挤压、电击、电弧灼伤做好安全防护措施，穿戴好劳动保护用品
2 施焊过程被不明因素伤害、电击、电弧灼伤等磨砂轮伤眼
清除施焊场所不安全因素，穿戴好工作服，戴好手套，穿好绝缘鞋，使用安全帽式的电焊面罩，清理焊缝戴护目镜
高空作业高空坠落，小型工具掉下伤人施工前仔细检查高空作业架子、平台是否绑扎牢固，看管好自己的小型工具
8.2 环境因素辩识及控制措施
表8.2 环境因素辩识及控制措施
序号作业活动环境因素控制措施
1 焊接施工过程灰尘、烟雾、火灾焊接场所应干净，无灰尘并通风良好，清理施焊处周围5米范围内的易燃易爆物品
2 施工用焊接电源触电施工现场所有焊接设备必须按要求接地或接零，所有电缆电线必须绝缘良好，并经常检查有无损伤及破皮现象，并及时检修
3 容器内施工窒息、触电、中毒等如在已使用过的容器内施焊，焊前应根据容器盛装介质不同进行置换、清洗，并取样分析合格后方可施焊。

所有进入容器内的照明、打磨电动工具必须使用安全电压，
并检查电缆电线的质量情况，必须设专职监护人。