建设工程P9合金钢管现场施工质量控制

报告（PQR）。现场焊接前按照评定合格的焊接工艺编制焊接作业指导书，指导现场焊接施工。

6、坡口的制备

坡口形式的选用以及制备应按照保证焊接质量、融合比小、填充金属少、便于现场施工等原则。现场施工常用的坡口有u型坡口、X型坡口、Y型坡口以及VY型坡口。坡口加工应该采用机械加工，当采用火焰切割的方法，应清除破口处的熔渣、氧化皮，并磨除影响焊接质量的淬硬层，防止因坡口淬硬而产生裂纹。且不得有裂纹、分层、夹渣、重皮等缺陷。坡口两侧各20㎜范围内应该按照JB4730-2005做磁粉或渗透检测。以无裂纹为合格。常用Y型坡口形式如表1所示。

7、坡口组对与定位焊

焊接接头组对前应将坡口两侧各20㎜范围内的油漆、铁锈、氧化皮、毛刺、污渍、水等影响焊接质量的杂物清理干净。焊接接头组对前，应确定接头的形式、尺寸等，接头表面不允许有裂纹等缺陷。

管道组队时，应使内壁平齐，其错边量不应超过壁厚的10%，且不超过1mm。壁厚不同的焊接接头组对时，壁厚差小于2mm时可用锉刀或手砂轮磨削。壁厚差大于2mm时可用机械加工。

定位焊的焊接工艺与正式焊相同。正式焊要求预热的定位焊也要求预热，且温度取预热温度的上限。预热范围为焊缝中心线两侧各不小于3倍壁厚，且不小于50mm。定位焊焊缝长度应为10-20mm，高度2-4mm。定位焊焊缝应沿着管道焊缝均匀分布，严禁强行组对，定位焊应该焊透且无裂纹、焊瘤、凹陷等缺陷。正式焊时，起焊点应在两条相邻的定位焊焊缝之间。为保证底层焊道的焊接质量，减少应力集中，定位焊焊缝两端应该平缓过渡，否则应给以修磨。

采用工卡具定位，且工卡具与钢管焊接时，工卡具的材质应与钢管相同或者相近，并有合格的焊接工艺。正式焊要求预热的，工卡具焊接也应该预热。预热时预热温度取预热温度上限，预热范围从工卡具两侧向外不小于三倍壁厚，且不小于50mm。工卡具拆除后应修磨焊痕，做渗透检测，以无裂纹为合格，且应符合以下条件：

1）应在热处理及压力试验之前；

2）应用火焰切割或者砂轮切割；

3）严禁用敲打的方法去除。

8、预热

ASTM A335 P9钢管焊接前必须予以预热。预热是降低淬硬，防止产生延迟裂纹，减少焊接应力的重要措施。

预热应该采用电加热法，现场施工常用陶瓷履带式电加热器进行加热，预热温度250-350℃，预热范围为坡口中心线两侧各不小于3倍壁厚，且不小于100mm，加热区外100mm范围内应加保温棉予以保温。预热温度应该用红外线测温仪进行测量，测温点沿管道周围均匀分布，每次测量时选取多个测温点。设备在预热的另一侧。

9、焊接

焊件达到预热温度时立即予以焊接，在保证预热温度的前提下每条焊缝应该一次性焊完。底层焊道宜采用氩弧焊打底，打底焊时最好采用两层打底，防止焊肉过薄在焊条电弧焊时烧穿。打底焊时焊缝内部应充氩气保护，氩气的纯度不低于99.96%，氩气使用前应干燥。底层焊道焊完后立即进行下一层的焊接。如因故中断，应立即进行250-350℃，至少15Min的后热。再次焊接前应该仔细检查，确认焊道无裂纹等缺陷后方可继续按照原来的焊接工艺施焊。

多层焊层间温度应大于或者等于预热温度，每层的层间接头应该错开。每层焊道焊完后采用角磨机或者钢丝刷清除焊道两侧的飞溅及焊渣。应重点留意接头及坡口边缘部位，如发现有缺陷，及时进行修磨。

焊接时为减少合金元素的氧化以及细化晶粒、降低焊接残余应力应尽量采用小的焊接线能量，短弧焊，焊完后立即进行200-350℃，至少15Min的后热。焊接时应在坡口内部引弧，必要时加引弧板。严禁在钢管表面引弧、实验电流，钢管表面不得有电弧擦伤等缺陷。焊接完成后，先进性外观检验，外观检验合格后，再进行无损检测，无损检测合格后，方可进行热处理。

10、焊后检验

10.1外观检查 钢管焊后应立即清理焊缝表面的焊渣、飞溅等杂物，焊缝的形状尺寸符合相关标准及设计文件，焊缝与母材应圆滑过渡、融合良好，鱼鳞纹分布均匀整齐。焊缝及热影响区不应有裂纹、气孔、咬边、夹渣、焊瘤等缺陷。焊缝余高是导致应力集中的主要原因，因此应严格控制焊缝的余高，一般不超过3毫米。若焊缝余高过大，则应由施焊焊工进行现场修磨。

10.2无损检测 外观检查合格后，要求对焊缝进行100%的射线检测，达到设计文件规定等级为合格。

11、焊缝返修

无损检测不合格的焊接接头必须进行返修，返修应在热处理前，已完成热处理的焊接接头返修后必须再次进行热处理。同一部位返修次数不超过两次，否则应重新制定返修措施，返修经施工单位技术负责人批准后进行。返修时应采用评定合格的焊接工艺，且预热温度取上限，预热范围应适当扩大。返修后按照原来的检测方法、等级进行检测评定。

12、焊后热处理

焊后热处理是利用金属在高温下强度的降低，将金属组织的弹性变形转化为塑性变形，从而消除残余应力，降低焊接接头的硬度。并且有助于改善组织，提高热强性，降低残余应力。ASTM A335 P9管道所有焊缝焊接完成后均应进行焊后热处理，热处理方法应该采用电加热法，现场施工时常用陶瓷履带式电加热器。加热范围以焊缝中心线两侧不小于三倍的焊缝宽度，且不小于25mm，加热区外100mm范围内应加保温棉予以保温。测温应采用固定在焊件上的热电偶，并用自动记录仪记录热处理曲线，测温点应沿着焊缝分布均匀。热处理自动记录曲线上每条曲线都应标明相应焊缝号以及作业时间，由相关的责任人员签字确认，并应由该项目负责热处理施工的技术人员确定热处理曲线符合相应的标准规范以及施工方案，并且填写最终的热处理报告。常用的热处理参数如表2所示。

焊接接头的热处理质量用硬度法进行测定，检验数量为焊接接头总数量的20%，且不少于一个焊接接头。每个接头检查不少于一处，每处三点，焊缝、热影响区、母材各一点。所测出的硬度应符合：HB≤270HBW，若硬度超过规定值，应加倍检验，若再不合格应重新进行热处理，热处理完成后重新测定硬度。由于P9钢管的重要性，现场施工当中通常对焊接接头数量进行100%的硬度试验。

焊接接头热处理完成后，应对热处理接头的10%做超声检测+渗透检测或者超声检测+磁粉检测，以无裂纹为合格。

13、结束语

Astm A335 P9铬钼合金钢管淬硬倾向大，属于裂纹敏感性材料，焊后容易产生延迟裂纹。现场施工难度大，焊接工艺复杂。因此，严格的质量控制过程是保证焊接质量的关键。焊接时只有对从钢管到货检验、焊材、焊工、焊评、焊接方法、组对、预热、焊接、后热、无损检测、返修、热处理整个过程进行严格的质量控制，才能确保焊接接头的焊接质量以及大型炼化工程的工程质量。

参考文献

[1]SH3501-2011石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范.

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