撬装模块焊接质量控制及实施
        姜从从  龙春江  侯鉴廷  崔建波  赵淑军
        青岛德固特节能装备股份有限公司  山东青岛  266300
        摘要：我公司承接某大型国企在青海的一个油泥热解撬装成套化设备制作项目，牵扯到10余种16台设备的制作，以及管道撬装设备预制和现场安装。此为我公司第一次制作撬装模块单元，且材料有比较难焊接的12Cr5Mo等，需要在工厂预制以及现场组装焊接及热处理，难度系数较大，由于安装现场不具备热处理的条件，需要提出一个免除热处理的替代方案。
        关键词：撬装；管道模块；12Cr5Mo；耐热钢；焊接；热处理

        一、焊前准备
        1、20#钢等碳钢坡口加工采用机械方法或火焰切割法，火焰切割的应打磨去除其表面的氧化层和淬硬层。
        2、铬钼钢坡口加工采用机械方法加工。如现场不具备条件，允许使用火焰切割，但应预留出2-3mm左右的打磨余量，坡口制作后，应对坡口及其附近进行磁粉检测，无缺陷为合格。
        3、坡口或切割面表面应平整，打磨出金属光泽，不得有裂纹、重皮、毛刺和凸凹缩口；切割表面的熔渣、氧化铁、铁屑等应清理干净；端面倾斜偏差不得超过管子外径的1%，且不超过2mm。
        二、焊接环境要求
        当焊接环境出现下列任一情况时，必须采取有效保护措施，否则禁止施焊：
        1、风速：氩弧焊≥2m/s，焊条电弧焊≥8m/s；
        2、相对湿度>90%；
        3、下雨或下雪时露天作业；
        三、焊接材料
        1、焊接材料的保管、烘干、发放、回收应设专人负责，并做好记录。
        2、每名焊工均应配备焊条保温筒，做到随用随取。烘干后的焊条从保温箱取出后应立即装入保温筒，并妥善封盖。烘干温度及恒温时间按照焊材包装上的要求执行。
        3、现场保温筒应插电使用，对焊条进行保温。
        4、经烘干后未使用或者已发放未用完的焊条，在常温下搁置超过4小时，使用前应重新烘干，同一焊条的烘干次数不得超过三次。
        四、组对及焊接要求
        1、组对定位焊、管件焊接的焊工，必须具备对应资格并经过确认后，方可上岗担任焊接工作。
        2、管道对接环缝组对时，应内壁平齐，其错边量不应超过两侧中较薄管壁厚的10%。
        3、组对前对焊缝两侧15~25mm范围内的油污、铁锈、水分等清理干净。
        4、12Cr5Mo钢之间，以及12Cr5Mo与20#、15CrMo钢定位焊之前，需要对坡口两侧各100mm范围内预热到180~250℃，恒温一段时间，内部充入氩气保护后方可进行定位焊焊接，定位焊缝应平滑过渡到母材，定位焊两端根据需要打磨成斜坡形状并保证焊透和熔合良好，且无气孔、夹渣等缺陷（如不保护，则需要在打底焊时，将定位焊打磨去处）。组对间隙，定位焊长度、厚度、定位焊段数按照具体焊接工艺执行。定位焊缝应均匀分布，打底焊时从两个定位焊之间开始焊接，
        5、12Cr5Mo钢之间，以及12Cr5Mo与20#、15CrMo钢焊接时按照具体焊接工艺要求，对工件相应范围内进行预热，焊接过程中应经常测量工件温度，使工件温度始终处于预热温度范围内，道间/层间温度也应处于预热温度范围内。预热时内侧需要塞入保温材料，外侧用大口径火焰加热器进行加热，如图1所示：

           图1预热                                                                            图2 后热消氢
        6、引弧应在坡口内，收弧时要填满弧坑。每焊一道后检查焊缝成型，如有缺陷清除后再焊接下一层，打底焊焊接时，背面均需充氩气保护。
        7、打底焊道完成后一般应立即进行填充、盖面焊接，且应在保持预热温度的条件下，每条焊缝一次连续焊完。如中断焊接，应立即进行温度为 300~350℃时间为0.5h的后热处理，然后保温缓冷至室温。再行焊接前应进行检查，确认无裂纹等缺陷后方可按原焊接工艺规程继续进行焊接。
        8、焊接采用多层多道焊，每层、道的接头应错开。单道焊缝宽度不宜超过16mm。除打底焊以及盖面焊外，其余焊道焊后立即用钝角小锤敲击焊道去除应力；
        9、焊后立即按工艺要求进行300~350℃*0.5h的后热处理，并包裹保温材料，使焊缝及其附近管件缓慢冷却至室温，如图2所示。
        五、现场热处理替代方案
        由于现场需要焊接12Cr5Mo管道，该材料需要焊后热处理，而现场又不具备热处理条件。为此我们更改焊材为镍基焊材ERNiCr-3（进口的SMC INCONEL 82），用该焊材焊接12Cr5Mo管道后可以豁免焊后热处理，经过焊接工艺评定合格后，编制焊接工艺，解决了现场组对焊接的问题。
        六、焊接材料选用

        图3 局部热处理保温范围
        其中，均温带宽度SB=焊缝外侧宽度+2t，t为管件壁厚；
        加热带宽度HB=SB+50，且不少于5t；
        保温宽度GCB=HB+200
        6、测温采用热电偶，并用自动记录仪记录热处理曲线，测温点应在加热区内，且不少于两点。
        7、热处理工艺要求如下表所示：

               8、热处理时应明确作业负责人，由其依据热处理工艺组织测量导线、管口绝热及控制系统的安装，并严格按热处理工艺要求控制热处理过程。按规定作好热处理记录。
        9、在热处理自动记录曲线上标注热处理操作时间、热处理曲线走纸速度等，由各责任人签名认证。并由项目热处理责任工程师确认热处理自动记录曲线符合工艺要求，检验人员填发热处理报告。热处理自动记录曲线及热处理报告应进入竣工资料。
        10、项目热处理责任工程师或检验人员对热处理全过程实施指导和监督检查。
        11、铬钼钢管道焊接接头热处理之后，每个接头应100%测量焊缝及热影响区的硬度值，每处测量3个点，取平均值。热影响区的测定区域应紧邻熔合线，对于12Cr5Mo+20异种钢焊接接头，两侧的热影响区均应测定硬度值。硬度值以≤241HB为合格。
        12、焊后热处理合格的部位，不得再进行施焊，否则应重新进行热处理。管道上用的工、卡具等应在该焊缝的焊接及热处理完成后，方可拆除。
        十、焊接质量控制
        10.1焊缝均应进行外观检查，其表面质量应符合下列要求：
        焊缝外观尺寸应符合设计文件及有关施工验收规范的要求，焊缝与母材应圆滑过度；焊缝和热影响区表面不应有咬边、裂纹、气孔、弧坑和肉眼可见的夹渣等缺陷。余高及脚高要求按照SH/T3517中第7.6.1~7.6.4以及焊接工艺执行。
        10.2焊缝的无损检测按SH/T3517中第7.6.5~7.13条以及焊接工艺执行。
        10.3作业过程中，要按照SH/T3517中第7.6.14条要求，在单线图中标明焊缝编号、焊工钢印代号、固定焊焊接位置（2G、5G或6G）、无损检测方法、返修焊缝位置、热处理位置等可追溯性标识。保留原始施焊记录并有可追溯性。
        结束语
        经过3个月的努力，完成了全部的制作工作并一次点火成功，此次模块的成功制作为我公司以后进军模块市场奠定了坚实的基础，图4位现场安装照片