河南省南水北调配套工程许昌市境17号分水口门

输水管道建设工程施工第三标段 合同编号：XCJ-2011/17K/SG-003

钢管焊接工艺试验总结报告

批准： 审核： 编制：

中国水利水电第八工程局有限公司河南省南水北调配套

工程许昌市境17号分水口门输水管道

工程第三施工标段项目部

二○一三年五月

目 录

一、工程概况.............................................2 二、试验目的.............................................2 三、试验依据.............................................2 四、施工准备.............................................2 五、焊接环境要求........................................ 5 六、工程所用材料要求.....................................6 七、试验操作工艺........................................ 6 八、焊接工艺要求........................................ 6 九、焊缝检测措施........................................ 6 十、试验结果........................................ 6 十一、注意事项........................................ 6

钢管焊接工艺试验总结报告

一、工程概况

本工程为17号口门输水线路位于位于许昌县境内，自许昌县石寨村南京广铁路西至许昌县胡寨村东石武高铁路西，桩号25+400-31+500，长6.1km，北邓庄支线0+000-0+100，长0.1km。PCCP管道，管径2.0m，管线长6.1km；钢管，管径1.0m，管线长0.1km。共有各类主要建筑物9座，其中穿河倒虹吸3座，分别穿石梁河、清潩河、饮马河；穿公路顶管3座（滨河路、107国道、魏武大道）、管理房1座，控制阀室2座。主要包括PCCP管道（含土方开挖、回填及管道安装等）、钢管及金属结构设备、电气设备、阀件及附属设备安装和调试，临时工程、施工期水保环保等全部建安工程。其中焊接工作为滨河路、107国道和魏武大道3处顶管钢管安装及阀井内的管件的焊接，另外还有检修阀井、排空阀井钢管及合拢管处钢管焊接。 二、试验目的

通过本次钢管焊接工艺性试验，确定本标段钢管焊接的各项参数，如对口错台、间隙，焊丝打底，焊接遍数等。确保钢管焊接质量符合规范要求，全部达到检测标准。

通过实验确定成熟的焊接工艺方法，保证焊接工程顺利进行。 三、试验依据

2.1施工设计图纸

2.2招投标文件有关合同条款、技术标准 2.3《压力钢管制造安装及验收规范》DL5017-93 2.4《水工金属结构焊接通用技术条件》SL36-92 2.5《水工建筑物金属结构焊接技术规程》SD2008-84 四、施工准备

1、焊接设备

焊接设备应完好无损，其性能应能满足工程需要，焊接工艺参数调节可靠，电流表、电压表指示准确。

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、焊接材料：

焊条、焊丝采用正规大厂生产，产品合格证件齐全。 3、焊接人员

焊工应持证上岗，合格证应在有效期内，持证项目应满足工程要求。施焊前对符合条件的焊工先进行实作考核，对考核不合格的焊工，不允许承担其持证项目的工程焊接。

（1）焊工经培训考核，持证上岗； （2）钢管外观检测和物理性能合格；

（3）焊机等机具设备完好，焊机按规定操作接通电源， 电源符合施焊要求；

（4）施焊环境满足规范要求。 五、焊接环境要求： 1、对于室外环境要求： 湿度：相对湿度≤90% ；

风速：气体保护焊时≤2m/s；焊条电弧焊时≤10m/s 。 下雪及雨天禁止无措施而露天施焊作业。

2、当焊接环境出现如下情况时，必须采用苫布遮挡等措施，否则禁止施焊： （1）现场风速大于10m/s。 （2）现场相对湿度大于90%。 （3）雨、雪天气。 （4）气温在-20℃以下时

六、工程所用材料要求：

1、管材、管件必须具有出厂合格证或质量证明书。

2、管材、管件的表面应无裂纹、缩孔、折叠、重皮等缺陷。若表面存在局部锈蚀或凹陷时，亦应必须保证管材的最小壁厚。 3、焊材的选用：

本工程管道焊接采用氩弧焊打底、手工电弧焊罩面方法，焊丝、焊条选用型号为J506，焊条烘烤温度为300℃-400℃,烘烤恒温时间为2小时。 七、试验操作工艺

1、工艺流程

准备工作→组装对口→施焊操作→质量检验 2、操作方法 ①焊前准备

检查电源、焊机、焊丝、氩气、焊条等设备材料准备齐全，具备施焊条件，参加焊接的焊工持有相关部门颁发的焊工合格证。

检查切口质量应符合下列规定：

切口表面应平整、无裂纹、重皮、毛刺、凹凸、缩口、熔渣、氧化物、铁屑等；切口端面倾斜偏差不应大于管子外径的１％，且不得超过３mm；

②组装对口

试验焊接钢管安放到位，一节钢管拉近顶管内，外漏1m左右，另一节钢管吊放在工作平台上，保证对接圆顺。

管端坡口处理，采用磨光机打磨，保证其表面平整、无裂纹、重皮、毛刺、凹凸、缩口、熔渣、氧化物、铁屑等，倾斜偏差不应大于管子外径

的１％，且不得超过３mm。焊缝外边两侧均打磨2㎝左右，保证焊接质量；内边两侧均打磨10㎝左右，以便焊缝检测。

管端对口时，一端焊接三块对口板，把错台控制在3㎜，错台大时采用调口板和钢楔子调整，对口间隙采用大平口螺丝刀调整，控制在1～3㎜。

③施焊操作

焊缝为V型坡口，焊接采用ER50-6焊丝打底，J506（3.5～4.0㎜）焊条焊接四遍。

焊接前先把三块对口板两侧都焊上，防止管口焊接受热发生移位。先用氩弧焊机焊丝打底，连续均匀焊接完成，然后再有两名焊工两侧同时采用J506（3.5～4.0㎜）焊条焊接，每焊一遍，焊渣都要清除干净，合理控制电流，焊接四遍完成。然后再检查内缝没有透焊处，重新补焊，确保焊缝质量。

④质量检验

外观检测焊缝饱满均匀，无焊渣、气孔，外观观感较好。

根据SH3533-2003规范中规定，本工程中管道焊口焊接属于二类焊缝，采用焊口全数（每名焊工）的10%超声波探伤,无损检测人员对于所检测的焊缝质量准确判定及时反馈，同时填写检测记录，出具检测报告。 八、焊接工艺要求

（1）焊口焊接前应检查：

管道对接焊口组对后应做到内壁齐平（管壁厚≤8mm的内壁错边量不宜超过壁厚的25%，管壁厚﹥8mm的内壁错边量不宜超过壁厚的20%，且不大于3mm），当内壁错边量超差或外壁错边量大

于3mm时，应进行修整，即磨削成坡度为 15°的坡形过渡。修整合格后再行施焊。

（2）由于管道在焊接施工过程中要进行移动或是搬运作业，因此在固定或是转动焊口正式焊接前应先进行定位焊，也就是点固焊。对于一般的管子，应至少在正面焊一小点，侧面焊二大点。具体定位点个数见下表：

定位焊缝的长度、厚度和间距，应能保证焊缝在正式焊接前的过程中不致开裂，具体可按下表执行：

定位焊的焊缝不得有裂纹或其他缺陷，在焊接根部焊道前，应对定位焊缝进行检查，当发现缺陷时应及时处理后方可正式施焊。 注意事项：

1）定位焊的起头和结尾处应圆滑，否则，易造成未焊透现象。 2）焊接件要求预热，则定位焊时也应进行预热，其温度应与正式焊接温度相同。

3）定位焊的电流比正常焊接的电流大10-15%。

4）在焊缝交叉处和焊缝方向急剧变化处不要进行定位焊。 5）定位焊缝高度不超过设计规定的焊缝的2/3，以越小越好。

6）定位焊缝比较短小，并且保证焊透，故应选用直径小于4mm的焊条。 （3）管道焊接时，由于冬季气温较低，所以在焊接前应先行对管道接口进行预热，预热范围为焊口两侧管接头100-150mm以内，预热温度为20℃，预热方法使用氧-乙炔火焰局部加热，加热区以外100mm范围内应予以保温。管口当达到预热温度后，应立即进行接口打底的焊接，且必须一次连续焊完。 简图:

（4）本工程中，每一道焊口必须一次焊完，若遇上停电等特殊情况无法施焊时，也应及时保护焊缝，使其缓冷。再次施焊时，必须对焊缝重新加热至所要求的预热温度，方可进行施焊。

（5）底层焊道要求焊透，成型好，且厚壁管道底层焊道焊肉厚度不得小于3mm。

（6）焊口处两层焊道焊缝接头应错开20mm以上，不允许接头重叠。 （7）本工程焊接工艺指导：

1、坡口制备：采用机械加工坡口，坡口面角度为 30-35°。 焊 2、试件清理：对口前应将母材距坡口 20 ㎜范围内的内外表面 前 油、污物、铁锈等清理干净，并露出金属光泽。 准 3、试件对口：对口间隙为 1~3 ㎜,钝边为 1-2 ㎜,点固焊为 8 点， 备 位于两端，长度为 10-15 ㎜,反变形 2°,并做到两面平齐 焊层 数量 焊 接 方 法 1-1 2-1 3-1 D D D A 115-125 110-130 110-120 V 18-20 22-28 22-25 mm/min 50 30 65 mm/min / / / 电流 范围 电压 范围 焊接 速度 送丝 速度 焊 接 走 向 前向后 前向后 前向后 接 头 数 量 3 3 3

1、打底：先在施焊端的坡口内引弧，然后使焊条在施焊部位钝边间 作轻微横向摆动，当钝边熔化的铁水御焊条熔滴连在一起，并听到击 穿的“噗噗”声，使熔池前方形成深入母材 0.5—1 ㎜的熔孔后，焊 操 条向斜下方收弧灭弧。然后采用一点击穿运条。接弧时，焊条在熔孔 作 后方 5 ㎜左右处引弧，连弧摆动至原熔孔处用力向上顶，当听到“噗 要 噗”声形成第一个熔池后灭弧，随后继续一点击穿运条，这样交替循 领 环直至打底完毕。打底时灭弧频率 30 次/分钟，焊条与焊接方向夹角 80°-90°。 2、填充层：焊条与焊接方向夹角 80-90°左右，采用断弧操作并作月 牙形或锯齿形运条，当摆动到两侧时稍作停顿。9

注：本工程中的定位焊（点固焊）要求电流应大些，起头和收尾应圆滑。如发现裂纹、未焊透缺陷，必须清除重焊。定位焊缝尺寸为厚度2～3mm、长度15±5mm、每个焊口应点固3-6段。

（8）焊口在焊接完成后，应及时清理焊口外侧及内侧药皮及焊渣飞溅物。外侧药皮及飞溅物可直接采用敲渣锤进行敲打清理，焊口内侧药皮应靠敲打焊口外侧产生的振动力而予以清除。当内侧药皮清理未净时，可采用人工进一步清理。 九、焊缝检测措施 1、焊接前检查:

（1）组对前要对各零部件的主要结构尺寸、坡口尺寸、坡口表面进行检查，应符合规范要求。

（2）组对后要检查组对构件的形状、位臵、错边量、角变形、组对间隙等。

（3）焊接前要检查坡口及坡口两侧的清理质量。 （4）焊接前要检查施焊环境、焊接工装设备、焊接材料。 2、焊接中间检查:

（1）定位焊缝焊完后，应清除渣皮进行检查，对发现的缺陷应去除后方可进焊接。

（2）每层焊后，要立即对层间进行清理，并进行外观检查，发现缺陷须清除后方可进行下一层的焊接。

（3）中断焊接的焊缝，继续焊接前要清理并检查，消除发现的缺陷并满足规定的预热温度方可施焊。 3、焊后检验： （1）焊缝外观检测：

1）焊缝与母材应圆滑过渡，焊缝表面不得有裂纹、未熔合、夹渣和气孔。

2）焊缝余高0~1+0.1δ且最大为3mm，焊缝宽度比坡口增宽≤4mm（每侧增宽≤2mm）。

3）焊缝咬边深度≤0.5mm，焊缝两侧咬边总长度不大于焊缝全长的10%。 4）外观不合格的焊缝必须返修合格，否则不许进行其它项目的检测。 （2）焊缝内部检测：

根据SH3533-2003规范中规定，本工程中管道焊口焊接属于二类焊缝，完成后应进行焊口全数10%（每名焊工）的X射线无损探伤检测或5%的超声波探伤,无损检测人员对于所检测的焊缝质量应准确判定及时反馈，同时填写检测记录。抽样检测的焊接接头发现不合格时， 每出现一个不合格的焊口， 应用原检测方法对该焊工所焊的同管线编号的二个焊接接头进行检测 。当这二个焊接接头均合格时， 检测所代表的该焊工焊接的同管线编号的焊缝合格。 当这二个焊接接头又有不合格时， 对每个不合格的焊口再扩大检测二个焊接接头 。均合格时 ，检测所代表的该焊工所焊的同管线编号的焊缝合格 。再次检测的焊接接头又出现不合格时， 则该焊工所焊的同管线编号的焊接接头应全部进行检测。

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十、试验结果

经检测该试验焊缝完好，无缺陷，符合规范要求。

经过此次焊接工艺试验，采用V型坡口焊缝，焊接采用ER50-6焊丝打底，J506（3.5～4.0㎜）焊条焊接四遍，完全可以达到检测标准和规范要求。

十一、注意事项

1、焊缝坡口应采用磨光机打磨，保证表面平整、无裂纹、重皮、毛刺、凹凸、缩口、熔渣、氧化物、铁屑等，打磨焊缝两侧2㎝。

2、焊缝端口两侧错台控制在3㎜，超过3㎜应予以调整，对口间隙采用控制在1～3㎜。

3、焊缝焊接应先用氩弧焊机焊丝打底，再用J506条焊接。

4、焊接过程中应及时清渣，焊缝表面应光滑， 焊缝余高应平缓过渡，弧坑应填满。

5、焊缝内侧应检查，没焊透不完善处应补焊，确保焊缝质量。 6、施焊时应注意焊道的起焊点、终焊点及焊道的接头处不产生焊接缺陷，多层多道焊时，每层（道）换焊条处的接头应相互错开，每焊完一道焊缝，必须把熔渣、飞溅等杂质清理干净，并认真检查焊缝质量，确认无缺陷后，再焊下一道焊缝。（若发现前道焊缝有缺陷，则必须彻底清除焊接缺陷后才允许继续焊接。）

7、接电源地线应与焊件母材紧固，保证接触良好。

引弧应在引弧板或焊接坡口内进行，不允许任意在工件表面引弧损伤母材。 8、焊缝不得有裂纹，不得有超标的夹渣、气孔等缺陷，如发现有焊接

缺陷，必须彻底清除，重新进行焊接。

9、每条焊缝应一次连续焊完，当因故中断焊接时，应根据工艺要求采取保温缓冷或后热等防止产生裂纹的措施，再次焊接前应检查焊层表面，确认无裂纹后，方可按工艺要求继续施焊。