水下焊接十篇

水下焊接篇1

【关键词】 水下结构物 超声波检测 ACFM检测

1 概述

随着海上石油工业的发展，许多海洋石油设施（包括各类平台、海底管道、海底电缆和特种船舶等）进入了设计寿命的中后期。在海洋的恶劣工况下，这些海上工程结构容易造成疲劳破坏、脆性断裂、应力腐蚀开裂等现象。为了保证海洋石油设施的结构安全，在对海洋工程结构进行安装与维修时，需进行大量水下焊接（湿法、局部干法、干法），而对于形状复杂、尺寸较大的海洋工程结构物用干法焊接很难实现，本文主要研究适用于60米水深以浅的海洋工程水下湿法焊接后检验技术。

2 水下焊接方式

在焊缝探伤中，既要求探伤人员具备熟练的探伤技术，还要求了解有关的焊接基本知识，如焊接接头型式，焊接坡口型式、焊接方法和焊接缺陷等。只有这样，探伤人员才能针对各种不同的焊缝，采用适当的探测方法，从而获得比较正确的探测结果。

（1）焊接过程；焊接过程实际上是一个冶炼和铸造过程，首先利用电能或其他形式的能产生高温使金属熔化，形成熔池，熔融金属在熔池中经过冶金反应后冷却，将两母材牢固地结合在一起。水下焊接常用手工电弧焊，此方法成本低，但是对操作人员及环境要求很高。（2）接头形式；焊接接头形式主要有对接、角接、搭接和T型接头等几种。（3）坡口形式；为保证两母材施焊后能完全熔合，焊前应把接合处的母材加工成一定的形状，这种加工后的形状称为坡面。（4）水下焊接常见缺陷；湿法焊接焊缝熔池冷却凝固快，海水中杂质及焊缝内的溶渣，焊接工艺等因素影响，容易产生气孔、夹渣、焊瘤、焊缝成形差、焊缝及热影响区氢致裂纹等缺陷。这些缺陷在设施服役中危害很大，降低焊缝截面强度，腐蚀后造成穿孔、泄漏，严重时可产生裂纹，导致设施断裂失效。

3 水下焊接检验技术

3.1 超声波检测法

超声波探伤技术是利用构件中的回声—弹性波的反射现象，来判定构件中缺陷的有无和位置埋藏深度，根据接收到的回声能量来估计缺陷的大小与规定的平底孔、横孔等标准缺陷相比较，再使用一些探测工艺上的技巧并根据生产工艺中易产生缺陷的规律和经验来推判缺陷的性质。

3.2 不同焊接形式的超声波检测

（1）对接焊缝探伤；对于板厚较小的焊缝，可采用较高的频率；对于板厚较大，衰减明显的焊缝，应选用较低的频率。海洋石油设施水下对接焊缝多为单面，实际探伤时，可按表1选择斜探头K值。在条件允许的情况下.应尽量采用大K值探头，以便避免近场区探伤，提高定位定量精度。

探头在对接焊缝上扫查扫查时，波束轴线要垂直焊缝，相邻两次扫查要有10%的重叠，扫查速度不大于150mm/s。探伤中发现缺陷波以后，应根据示波屏上缺陷波的位置来确定缺陷在实际焊缝中的位置。

（2）管节点焊缝探伤；管节点焊缝的结构型式主要有T型、Y型和K型三种。Y型管节点焊缝结构不规则，主支管曲率半径小，坡口开在支管上，用手工焊接而成，如图1（b）焊缝内的缺陷有一定的规律性，多数缺陷结构出现在支管侧焊缝熔合区，且大多出现在焊缝根部及中部。因此一般以横波斜探头从支管上进行探伤为主，必要时可从主管上作辅助探伤。

实践证明，在Y型管节点焊缝探伤中，采用折射角β=45°、60°、70°的斜探头较好，其中β=70°的斜探头缺陷检出率最高。超声波有一定盲区，也不一定能发现内部缺陷，缺陷的取向不规则，表面缺陷更加难发现。对此，我们采用ACFM用以检测表面缺陷。

3.3 ACFM检测技术

ACFM是一种能够精确测量金属表面缺陷的电磁场无损检测技术，是利用导电材料中的缺陷会改变电磁场的分布产生压电磁性效应，通过测量电磁场分布的变化，并和标准的理想缺陷所形成的电磁场进行比较，从而确定缺陷。若金属中有缺陷出现时，金属表面电场因集肤效应在试件上诱发出畸变的磁场，仪器探头迅即将检测出之讯号输到计算机作分析，得到磁场Bx和Bz分量变化，经软件运算后，可准确地将裂缝之正确位置、长度及深度显示出来。

ACFM技术适用于结构物表面缺陷的探测，检测速度快、精度高。裂纹大小深度测量，电子数据实时采集，图形显示缺陷探测过程。多种结构物情况可进行不同探头的操作，可以透过结构物表面金属或非金属涂层直接测量，结构物表面基本平滑即可，无需进行打磨涂层至金属表面。

4 焊接构件质量评定

GBll345--89标准将焊缝质量分为I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等四级，其中I级质量最高，Ⅳ级质量最低。具体分级规定如下：

Ⅳ级焊缝：（1）存在以下缺陷时评为Ⅳ级。（2）射波高位于Ⅲ区的缺陷者；（3）反射波超过评定线，检验人员判为裂纹等危害性缺陷者。

I、Ⅱ、Ⅲ、级焊缝：（1）位于Ⅱ区的缺陷按表2评定起其级别；（2）位于I区的非危害性缺陷评为I级。

参考文献：

[1]黄钧，王国荣.焊接结构水下无损检测技术及其进展.无损检测，2005.第27卷第4期.

水下焊接篇2

关键词：带水焊接排水阻隔法冷冻

中图分类号： TK226 文献标识码： A

在建设工程中，管道的泄漏抢修往往具有时间紧迫性、不定性、劳动强度大等特点。要求抢修人员在最短的时间内安全、高效地完成抢修任务，保障畅通。但在抢修的过程中情况多变，有时看似简单的过程往往会有意外情况发生。如对钢制管的抢修，一般来说只要焊补即可，但有时会因某种原因管道内部的水不能排尽，而在现场由于一引些技术问题，管道无法进行带水直接焊接，如果一定要进行强制焊接，则可能出现假焊或将出现一些焊接质量问题，如带水焊接出现焊缝裂纹、未焊透、焊缝夹氢、未融合、未焊透、气孔、咬边、夹渣等问题，而使焊接工作彻底失败，若要施焊，一般只能将管道中的积水全部排尽排空并使焊接部位干燥才能进行修补焊接，试压工作或系统运行工作只能停滞，由此带来的后果是施工人员只能等待，造成人员窝工损失；管道中的存水必须排尽，造成水资源学浪费；排水地点一般是地势较低，排水困难；地下管道排水管道，必须设置定点排水坑，配备排水泵；特别是冬季，施工更是困难重重；系统停止运行造成的损失更大，不论用人工挖掘或用机械挖掘等。发生的直接费和间接费用都很高。为此，如果采用一种新型施工工艺，在不排水的情况下进行施工焊接或修补，就可达到省时、省工、省钱的目的。不排水焊接分为带水修补焊接和阻隔修补焊接。带水焊接是船舶工业中水下焊接的一种方法，在建设工程中是不排水焊接中的一种，带水焊接不需要专用的水下焊接设备和工具，可以用普通的电焊钳来替代，因为整个工作都是在陆地空气中进行的，一般情况下带水焊接对于焊接电源的要求及环境要求比水下焊接要求简单得多，另一种焊接是阻隔焊接，简单地说就是把管道中的液态水进行阻隔，使管道中的液态水停止流动，焊接部位处于无水状态下的焊接，需要说明的是，本方法主要是针对钢制管道焊接的一种方法。下面就这两种焊接方法进行简要的介绍。

钢管道带水焊接

钢管道带水焊接的实施，就是在焊接中采用一种新型的特殊焊条T202，此种焊条通过运用直流电焊机和一般的焊接工艺，在不排水甚至在系统正常运行的情况下，直接进行漏点焊接修复。能够在短时间内处理好泄漏问题，达到继续使用的目的，并在以后的停车检修时进行管道更换或正常修复，此种焊接方法可以节约成本，提高效率，降低人工投入，达到事半功倍的目的。

TS202焊条是一种水下焊条，其主要应用于船舶工业，通常在船舶的底部由于漏水，在不能在船钨中进行正常维修而采用的一种焊接方法，其价格较普通焊条要贵很多，大约为每公斤35~40元，但用量不大，焊机采用直流电焊机，总的施工费用并不大。

漏水管道施焊时由于是顶水焊接，因此又不同于水下湿式焊接，即便用T202水下焊条，正面溢水也会冲破电弧气泡，而使焊接无法进行。对于常用焊条，水会急剧冷却焊条药皮,至使焊条药皮凝结，无法再引弧。 焊接时为了抵消来自泄漏处的水压以及补偿水流冷却的焊接热损失，采用小直径焊条（2.5―3.2）焊接电流较平时大1.5―2倍，短弧焊接。起焊时方向要准确，动作要快，引弧时不易采用划擦法，易用点触法。特别注意，切不可先在位置方便处施焊。这样的话，当焊缝逐渐减少并集中在最低部仰焊位置，水流更急，施焊将更加困难（一般来说，管道的焊接应从仰焊位置开始。

主要施工机械材料：

序号 名称 规格 型号 单位 数量

1 直流电焊机 400型 台 2

2 漏电保护开关 个 2

3 焊接电缆 规格2/0 米 20

4 电缆连接器 25mm2 个 2

5 电焊钳 个 2

6 接地夹子 个 2

7 钢丝刷 个 2

8 水槽 500*300*200 个 1

主要材料：TS202焊条。TS202焊条是一种专供水下一般结构钢用的电焊条，能在淡水中进行焊接，药皮有抗水外层，具有优良的防水性能和绝缘性能，对焊接焊缝有保护作用。采用直流电源，可全位置焊接，能在淡水中进行一般结构的焊接。

TS202水下焊条特殊焊条用途： 用于碳钢结构水下焊接。

TS202水下焊接特殊焊条规格及参考电流（DC）

TS202特殊焊条焊接注意事项：

1、在材料保管中要保护焊条的药皮不受损坏；

2、施工中不可使用药皮已经破损的焊条；

3、焊接前去除焊条引弧端的绝缘防水层；

4、焊前焊条不允许烘干。

5、电焊机处于断电位置，将接地电缆和电力电缆连接到正确的端子，电焊把接负极，接地极接正极。

焊接方法：

1．焊接试件制备：

选用DN80的焊接钢管做为试验模型，做成倒门型试件，如下图所示，将管道焊接口用磨光机打磨好，并打磨好V型坡口，打磨好后，将钢管的对接口组对好并安装过程中，选择一个焊口预留30mm焊口不予焊接，留在试验时焊接。

2．选派有经验的合格焊工进行施工焊接。

3．准备好TS202特殊焊条。

4．将直流焊机连接，将焊把接负极，地线接正极，调整焊接电流到200A~220A，接通电源。

5．将管道中充满水，并用软管接通水源不断地向管道中补充水，以模拟焊口中不断漏水的目的；

6．水流顺着缝隙流出，开始焊接。

7．正式施焊，用专用焊条顺着管道的缝隙施焊，开始施焊时比较困难，焊接人员也不熟练，到收口时最难收口，需要从一点一点地收口。

8．后经过改进，同时用两台焊机，两名焊工同时施焊，效果更好，焊接速度快，成形面较好，焊接完成后，表面成型不好，需要用普通E4303进行盖面。

焊后检验：

1.焊接完成后，其它管子和管件按照试压要求进行试压，能够达到1.6MPa的压力要求。

2.经过X光射线探伤，内部有缺陷，需要进行改进，焊工技术也有待提高。

总结：

1.这种焊接方法主要是解决钢制管道试压或运行过程中出现焊缝渗漏无法用普通焊接方法修复的难题，可以成功解决这个问题。

2.开始焊接是在没入水中进行焊接，但由于水体混浊，无法进行，还有由于焊接过程中经常断弧，再行施焊无法引弧或引弧后无法进行正常焊接，故采用上述焊接方法。

3.第一次焊接时用一台焊机，后用两台焊机同时施焊，发现比一台焊机焊接效果好，施工过程中不会产生断弧现象，得到了意想不到的效果。

本方法已经在实际工程中应用，效果较好，不但节约了施工费用，而且提高了施工速度，达到了目标要求，但还有需要改进的地方，如焊接外观质量问题有待提高。

钢管道阻隔法焊接

本方法分为两种，一种是采用气囊进行阻隔，另一种是采用管道局部冻结，使管道中的水处于停滞状态，达到施焊的目的。

第一种是用气囊隔绝管道中的水，使充气气囊充气，达到一定的压力，管道封堵气囊，是橡胶和纤维织物等高分子合成材料经高温硫化工艺制成的一种多规格、多形状的用于管道、涵洞输水、排污、除淤维修的用橡胶产品，它可在不同管径、不同平面和不同位置上快速阻断水流，是地下管道进行输排水和淤污治理的理想方法。使用方法是将堵塞器放入需要堵塞的管道口处，放入管道的长度为堵塞器的长度，然后通过进气阀冲入压缩空气到规定压力，即可进行施工，施工完毕后打开进气阀放出空气，取出堵塞器。其应用主要在城市排水管道中，承受的压力较小。

不同规格堵塞器的充气压力：

规格(mm) 充气压力(MPa) 承受压力(MPa)

Φ200 × 1000 0.050 0.1

φ300 × 1000 0.045 0.05

φ400× 1000 0.040 0.05

第二种是钢管道局部冻结，使管道中的水形成固体冰，达到堵塞管道，使焊缝处于无水状态下施焊的目的。主要操作要领是控制冷冻液的量和管道的冷冻程度，妈既要将管道中的水封住，又要防止将管道冷冻过度，将管道冻裂。

水下焊接篇3

关键词:高压注水管道钨极氩弧焊打底焊接生产应用

中图分类号： U23 文献标识码： A

高压注水管道和注水泵房工艺配管施工中，由于高压管道由于压力较大，因此管道的壁厚较大，在设计中要求采用的法兰均为对焊法兰，如何确保管线与法兰的对接焊缝和高压注水管道的焊接质量，是一个关键问题，管道焊口的打底焊缝就成为工程的重中之重。而在目前的生产条件下，一般采用焊条电弧焊、根部衬垫圈焊条电弧焊及钨极氩弧焊进行焊接，这三种方法各有优缺点，其中氩弧焊优越性最大，焊接质量最好，但成本较高。

1、高压注水管道的焊接

通常注水管道对接普遍采用焊条电弧焊，由于手工电弧焊不仅对环境要求低，效率高，而且焊接质量好，它有着其他焊接方法无法相比的优点，在中高压注水管道的施工中得到了广泛的推广，但该种方法人为因素影响大，同时因小直径注水管道壁厚较大，焊接时存在不易穿透的缺点，易产生夹渣和未焊透等缺陷，射线探伤检测后，焊口合格率较低。

采用钨极氩弧焊焊接注水管线，与焊条电弧焊相比，具有许多突出的优点。

钨极氩弧焊电弧受气流的压缩和冷却作用，电弧集中，可保证焊缝底部焊透，接头热影响区小，变形也小。

氩是最稳定的惰性气体之一，比空气重，焊接时能在电弧周围形成稳定的气流保护层，防止空气进入焊接区域，保护效果良好。

氩不溶于金属，不与金属发生反应，故一般不会出现合金元素的烧损。钨极氩弧焊焊缝特别纯净，所焊管子接头管内无焊渣。焊接质量比焊条电弧焊要好。

氩是单元子气体，热容量小，导热效率低，热量消耗少，对电弧稳定燃烧十分有利，即使在小电流和长弧的条件下，电弧十分稳定，操作方便，焊缝质量容易控制，适用于小直径管道难焊位置的全位置焊接。

由于手工钨极氩弧焊焊接质量好，操作容易，自二十世纪60年代已成为世界各国在制造、安装及检修压力容器及承压管道的常用方法。在注水管道施工过程中，受焊接位置及空间限制，普遍采用的焊接工艺方法是手工钨极氩弧焊打底、焊条电弧焊盖面或打底和盖面均采用手工钨极氩弧焊。

2、高压注水管道的手工钨极氩弧焊打底技术

（1）焊接设备及器具

手工钨极氩弧焊设备系统包括：焊接电源、焊抢、供气系统、水冷系统及焊接控制系统等部分。

（2）电源

手工钨极氩弧焊电源有交流、直流和脉冲电流，交流电源用于焊接铝镁及其合金。焊接碳钢、合金钢、钛及其合金、铜及其合金均采用直流电源。脉冲电流尤适用于薄板（可达0.1mm）。

（3）焊枪

手工钨极氩弧焊焊枪由喷嘴、钨极夹、导线、气管、水管、控制钮等组成，它起着夹持电极、传导电流、输送氩气及控制整机工作系统的作用，焊枪有自冷式和水冷式两种。

（4）供气系统

通过电磁气阀按给定时间控制气体通断，它与控制系统中的时间继电器相配合达到始焊时提前送气，停焊时滞后断气，以保护钨极及引弧、熄弧处的的焊缝。

（5）冷却水系统

冷却水系统的作用是通过焊枪供给一定压力的冷却水。该系统中，通常装有与电源连锁的水压开关，当水量不足时，焊机不能启动。若采用自冷式焊枪，则该系统可以省去。

（6）控制系统

手工钨极氩弧焊控制系统的动作是由焊枪上的低压按钮指令的，它可以在焊接过程中实现下述程序控制：

①、始焊时提前送气，停焊时滞后断气；

②、自动控制引弧器和稳弧器的动作和切除

③、自动接通和切断电源；

④、停焊时焊接电源自动衰减。若不考虑自动控制，该系统可以省去。

3、焊接材料

钨极氩弧焊所用材料包括钨极、氩气及填充材料。

（1）钨极

常用钨极有铈钨极和钍钨极。由于铈钨极引弧性好，损耗小，放射性剂量低，是目前普遍使用的电极。

（2）Ar

Ar中或多或少地含有氧气、氮气、二氧化碳等杂质，对Ar保护的效果有一定的影响。所焊金属材料化学性质越活泼，影响越大。焊接不同的金属，对Ar纯度的要求是不同的。

（3）填充材料

氩弧焊焊丝小直径管道焊口打底焊推荐采用直径3.2mm焊丝。

4、焊接工艺

要获得优良的打底焊缝，除应保持焊接设备处于正常状态及选用合适的焊接材料外，还需要采取合理的工艺，并由技术水平较高的合格焊工操作。

（1）挡风与清洁要求

氩弧焊接场所必须要有可靠的挡风措施，并防止管内穿堂风，以免影响保护效果。填充材料及管口内外侧10mm范围内的油、污、铁锈等杂物应清除干净，对有氧化膜的可用机械或化学清洗方法去除，直至露出金属光泽。

（2）坡口形式和尺寸

坡口形式尺寸及管端装配间隙对焊缝的质量及根部裂纹倾向影响很大。常用的坡口形式有v形，钝边0-1 mm，装配间隙量2.5～3.2mm。

（3）钨极端部形状

钨极端部形状对电弧稳定和焊缝成型都有很大影响，较为理想的形状是钨极末端磨成钝角或带有平角的锥形。这样可以使电弧燃烧稳定，弧柱扩散减少，对焊件的加热集中。钨极端部不应磨得太尖，以免碰断造成焊缝夹钨缺陷。

（4）焊口装配点焊

管子焊口组对后需点焊固定。对水平焊口，直径小于等于60mm的管子可只在平焊位置点焊一处，长度约10-20mm，直径大于159mm的管子一般在平焊和立焊位置点焊3处，焊点长约30-50mm。垂直焊口的定位焊点数与水平焊相同。点焊位置根据具体情况确定。点焊时所用焊材和所执行的工艺都与正式焊接相同。

（5）焊前预热

氩弧焊焊缝比较纯净，并且低氢，一般可以不预热，但是在冬季施工或厚壁管件焊接时若不预热，可能在打底焊缝上产生裂纹。可以根据直径和壁厚不同具体确定。

（6）始焊和停焊

始焊时需提前送氩，停焊时需滞后断氩，以保护焊缝免受空气侵害。引弧要在坡口内进行。采取接触法引弧时，操作要稳、轻、快，防止钨极端部烧损碰断而产生夹钨现象。停焊收弧时要多加些焊丝，填满弧坑。停焊时应将电弧引至坡口边缘再熄弧。焊接时避免停弧，尽量减少接头数量。

（7）填丝操作方法

内填丝操作法：就是焊丝从对口间隙深入管内，电弧在管外坡口上燃烧，焊丝在管内熔化，整个焊接过程分段进行。该操作方法有两个优点：打底缝背面均匀地略为突起，仰焊部分不会内凹，尤适用于管道焊接困难位置（如仰焊部分）和较狭小空间焊接位置，但操作时，要求对口间隙大，采用直径2.5焊丝时，间隙3mm以上，填丝量较大，焊接速度慢，影响生产效率。

外填丝焊接时，对口间隙较小，操作要求稳且快，间隙等于或稍小于焊丝直径，操作时焊枪基本上不做横向摆动。

（8）焊接操作

采用接触引弧法，应在石磨或紫铜板上引燃后再过渡到焊缝上，以防止焊缝夹钨，一般都应使用高频引弧或高压脉冲引弧，钨极氩弧焊常采用短弧左向焊接，保持焊枪、焊丝和工件之间的相对位置十分重要，焊枪喷嘴端部与工件的距离在8～14mm之间，焊枪与工件间的倾角在50～85度之间，薄板倾角应小一些，填充丝应与工件成10～15度倾角送到熔池前沿，通过仔细观察熔池金属的下沉和旋转情况来判断是否焊透及焊漏，即当填充丝上的一颗熔滴落入熔池后，融池表面位置由升高变为下沉表明焊透了，如果下沉过多且熔池液体金属停止旋转表明焊缝背面焊漏过多，如熔池不下沉，则表明没有焊透。

（9）在氩弧焊施工中的焊接缺陷及防止对策

用氩弧焊点固组对焊缝时，易产生气孔和缩孔缺陷，防治措施是：

随时检查氩弧焊枪气路胶管中是否有水分，并排除之。氩气瓶与焊机不宜与施焊操作点距离过远。实践证明，打底焊缝中的长条气孔是胶管中是否存有水分引起的。

点固焊缝由上往下施焊，熔化金属成倒流，使熔池饱满，并降低熔池的冷却速度。

(10) 氩弧焊打底焊缝焊接缺陷防止措施：

氩弧焊打底时避免强力组对。

封底焊后要及时进行盖面焊。

施工中应采取防风、防雨、防寒等措施。

(11) 其它注意事项：

焊接过程中一切受力的对口器具不许拆除，以免外力使打底焊缝开裂

打底焊缝即将结束时，应仔细观察焊缝背面成形情况，发现问题及时处理。整圈打底焊结束后，应进行外观检查，必要时进行磁粉探伤或着色检查。检查合格后及时进行焊条电弧焊盖面，防止产生裂纹。

氩弧焊打底焊缝比较薄，因此，后续的第一层焊条电弧焊采用小直径电焊条。

5、生产应用：

我公司目前施工的高压注水管道，均采用氩弧焊打底焊接工艺，无损检测一次合格率达95%以上，不仅在焊接质量上取得了满意的效果，而且保证了工程按期交工。

6、结束语

水下焊接篇4

关键词：手工氩弧焊 原因分析 替代自动焊 质量控制

中图分类号：TG4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）08（c）-0082-02

凝汽器在汽水流程过程中发挥着至关重要的作用，其作用在于持续循环的低温循环冷却水将经过汽轮机的蒸汽冷却为凝结水。印度塔尔万迪4×660MW机组所采用的凝汽器型号为N-44000型，冷却面积44000 O，冷却水设计进口温度35.4℃，冷却水设计压力0.4，Mpa，冷却水介质为淡水，冷却水管材质为TP304不锈钢，规格为φ25×0.7，mm，单台机组冷却水管数量多，现场焊接任务较重。由于不锈钢敏感的焊接特性，在焊接过程中焊缝极易出现氧化、裂纹、气孔等缺陷，综合考虑印度的施工环境，考虑到全位置管板自动焊接技术在电厂凝汽器冷却水管焊接上的应用尚处于起步阶段，且自动焊接对胀管、切管、管子清洁度等焊接条件要求较严格，而手工氩弧焊对焊接条件要求较低。且自动焊接虽然降低了焊接人员的劳动强度，但无法从总体上缩短工期。而且自动焊接设备购置费、维修及租赁费较高，增加了施工成本。

综合以上因素，针对以不锈钢焊接容易出现的焊接缺陷，进行了详细分析，摒弃一直惯用的自动焊而采用手工氩弧焊的方法，通过分析寻找最佳的焊接工艺参数、正确的焊接操作方法等以提高焊接一次合格率。

1 焊接性分析

1.1 TP304的材料特点及焊接性

TP304的材料特点：TP304为ASME 标准材料，相当于国内的1Cr18Ni8奥氏体不锈钢，耐热钢，具有良好的弯管、焊接工艺性能，耐腐蚀性，高的持久强度和组织稳定性，冷变形能力非常好。使用温度最高可达650℃，抗氧化温度最高可达850℃。这些特点是由于其物理化学性能决定的。其焊接性能好，在任何温度下都不会发生相变，对氢脆不敏感，在焊态下奥氏体不锈钢接头也有较好的塑性和韧性。焊接的主要问题是：焊接热裂纹、脆化、晶间腐蚀和应力腐蚀等。此外，因导热性能差，线胀系数大，焊接应力和变形较大。

1.2 冷却水管焊缝主要缺陷及产生机理

氧化：氩气用于保护焊缝金属和钨电极熔池，在电弧加热区域不被空气氧化。在焊接操作中，经常会遇到氩气不纯或操作不当等因素在造成处于高温状态下的金属不受保护作用，造成金属与氧结合形成氧化物，形成焊接氧化，造成焊缝强度、硬度、塑性、韧性明显下降。

气孔：冷却水管焊接时，气孔是经常碰到的一个主要问题。焊接电流过大、胀管不严、焊接操作不当或者焊接面清理不干净等都会造成焊接气孔的产生，从而造成应力集中、焊接接头塑性及疲劳强度降低，寿命降低。

焊瘤、未融合：产生原因主要是不锈钢冷却水管胀管不严等造成焊接时融化的材料无法和管板熔接到一起，就产生了焊瘤和未融合。

冷裂纹：TP304属于奥氏体耐热钢，具有良好的焊接性，不易产生冷裂纹，但与普通低合金钢相比，形成热裂纹的倾向较大。如果焊接材料或焊接工艺不当则容易造成热裂纹及热影响区晶间腐蚀等缺陷。奥氏体钢的导热系数小，只有低碳钢的约1/3，在焊接局部加热条件下，温度梯度比较大；而且奥氏体钢的线膨胀系数大，约为低碳钢的1.5倍，在焊接加热和冷却过程中，容易产生较大的应力。在多层焊道中间或母材热影响区的固相线温度附近，由于晶界析出物或偏析物液化，在焊接热应力的作用下，容易产生沿晶间开裂的裂纹。

1.3 防止产生气孔的工艺措施主要

（1）在高纯度的氩气保护下进行焊接，氩气纯度不应低于99.99%。

（2）彻底清除冷却水管、管板和管板表面上的氧化皮油污等有机物。可以用化学和机械方法清洗。

（3）防风措施严格，无穿堂风等。

（4）选用合适的焊接线能量参数，焊接速度不能过快，电弧不能过长，正确掌握起弧、息弧等操作要领。

2 焊接工艺

2.1 施工工艺流程

2.1.1 焊前准备

（1）穿管前：必须使用浓度大于99.9%的酒精或丙酮擦洗凝汽器板及穿管孔，保证工作面的清洁度，擦拭完毕后使用纸张或者塑料薄膜等进行遮挡，防止造成二次污染。

（2）穿管：穿管时应在两端管板处设专人，使不锈钢冷却水管对准管孔，避免冲撞。同时每根冷却水管必须进行外观检查，确认管子表面无裂纹、砂眼、凹陷、毛刺、油污等缺陷，管口应无毛边，穿管受阻时不能强力猛击，应使用导向器导入。

（3）切管前的清洗：必须在切管前反复清洗，通过反复将管前后推拉，将板和管之间的油渍全部带出，清理干净。

（4）切管：采用专用的切管工具，严禁使用其他工具进行切割或磨削；预留长度在0～0.5 mm，以便焊接。

（5）胀管前的清洗：主要清洗切管时带来的污渍和金属粉末等。

（6）胀管：管子胀接程序应根据管束分组情况妥善安排，不得因胀接程序不合理造成管板变形，穿胀工作现场必须采取专门的遮蔽措施，严防灰尘，扩管机具必须彻底清洗，每扩管1～3根后用酒精清洗一次，扩管应用酒精做清洗剂，冷却水管在正式扩胀前应进行试胀，管口应无过胀、欠胀等不良缺陷发生。

2.1.2 焊机调试

2.1.3 搭设焊接作业棚

（1）在管板焊接前，所有已经胀管完成的板面，没有来得及焊接都必须使用塑料薄模进行铺盖，避免灰尘污染焊接面，影响焊接质量。

（2）焊接棚搭设主要是避免在焊接过程中，外界灰尘污染；管板焊机需要悬挂，减少作业人员的劳动强度，提高工作效率，保证焊接质量。

（3）搭设要根据现场的实际情况，有利于焊接、有利于保护、有利于安全，要考虑防火措施和安全通道等。

2.1.4 焊接

（1）为防止因焊接顺序不当造成焊接局部温度过高或者引起局部变形，焊接可采用对称跳焊的方法，以减少焊接应力。一般采用“之”字形跳焊法。（见图2）。

（2）推荐焊接参数。

焊接电流：70～85A

焊接速度：2.0转/min

氩气喷嘴流量：5～6 L/min

（3）焊接过程中应选择合适的起弧及收弧位置。

（4）焊接时应采用喷嘴尺寸较大的焊枪，以扩大气体保护区面积，确保焊接时熔池始终处在氩气保护下。

2.1.5 自检

由于此类管口数量十分多，产生焊接缺陷在所难免，必须对焊口进行100%自检，对每个缺陷都必须进行处理。

2.1.6 委托检验

焊接和自检完成后，由焊接工程师委托进行着色检测。根据检验结果，对有缺陷的焊缝进行处理，并再次检验，直至合格，必要时，可更换管子。

2.1.7 整理焊接资料

焊接工程师根据施工情况，对焊接资料进行整理，归档。

2.2 手工钨极氩弧焊操作要领

（1）焊接时，焊接方向一般由右向左焊接，焊枪以一定速度前移，禁止跳动，尽量不作摆动，焊枪与焊件的倾角一般为70～85°左右。当需要摆动时，摆动频率要低，摆动幅度也不宜太大，以防止影响氩气的保护。

（2）为了防止焊缝氧化保证氩气保护效果，收弧后不能立即移开焊枪，应该待焊缝及热影响区金属冷却到350℃以下时方可移开焊枪。

（3）焊接过程中，焊接电弧尽量压低，以保证较好的气体保护。

3 质量验收

3.1 焊接质量标准符合相应的标准规程要求

（1）焊接质量的检验工作实行焊工自检和专业检验相结合的办法。

（2）焊接接头的检验方法分外观检查和着色检查。

（3）焊缝外观检查合格后，再进行着色检查。

（4）翻修后的焊缝必须重新进行外观检查和着色检查，符合质量标准后方为合格。

（5）焊缝外表美观：焊波均匀成鱼鳞状，焊缝宽展一致，无表面缺陷，焊缝表面呈银白色。

（6）焊缝着色检查一次合格率不低于99%。

（7）焊缝参与凝汽器灌水密封试验无渗漏。

3.2 质量保证措施

（1）凝汽器不锈钢管在穿管、切管、胀管时，一定要保证焊口表面的清洁度，去除所有油渍。

（2）在焊接过程中，采取相关措施保持工作环境清洁。

（3）在焊接时，背面的管子不能同时进行切管、胀管、清洗等工作，两面焊接不得在同根管子同时焊接。

（4）焊完后进行自检，有缺陷进行明显的标记，严禁使用油性笔标示。

（5）焊接时工件及焊材上的油污等杂质能使焊缝增碳，从而容易形成裂纹缺陷。管板在出厂前一般都涂油防锈，因此在穿管前必须对所有管板和管子进行认真的清理，所有隔板必须使用丙酮清洗掉油脂与油污，管孔内不允许有铁锈油污，更不允许有纵向沟槽，为保证胀管质量管孔应清理出金属光泽。穿管与胀管结束后，在施焊前应对冷却水管进行更彻底的清洁，具体方法是使用角向磨光机、砂纸、锉刀等清冷却水管顶端的细小毛刺，然后使用丙酮对冷却水管内部10 mm长度范围内进行清洗以彻底去除氧化物、铁屑、灰尘等杂物。

3.3 安全文明施工要求

（1）焊接均应设置相应的安全管理办法和安全操作规程。

（2）严禁擅自移动或拆除安全设施和标识。

（3）施工现场应有足够的夜间照明和消防设施。

（4）焊接应摆设合理、整齐，必须挂好操作规程，电气外壳必须可靠接地。施工用的辅助气体气瓶、电源线、电焊皮线应摆设合理。

（5）焊接的焊丝头及清洗焊口的酒精、擦布应及时回收。做到“工完，料尽，场地清”。

4 结语

该文通过对手工氩弧焊冷却水管焊接特性和缺陷产生的原因与规律的分析，总结了具有针对性的质量保证措施，使冷却水管的焊接生产效率和经济效益大有提高，对其他火电机组凝汽器冷却水管的焊接具有一定的借鉴意义。

参考文献

[1] 姜求志，王金瑞.火力发电厂金属材料手册[M].北京：中国电力出版社，2001.

水下焊接篇5

【关键词】手弧焊；全位置焊；工艺特点；打底层焊

水平固定是指被焊管件放在水平位置或接近水平位置的焊接。施焊中包括仰、立、平三种空间位置，也称全位置焊接。因为焊缝是环形的，焊接过程中要随焊缝空间位置的变化而相应地调整焊条角度，才能保证正常操作，熔化金属在仰焊位置时有向下坠落的趋势，易产生焊瘤。而在立焊位置及过渡到平焊位置时，则有向管子内部滴落的倾向。因此焊条角度变化很大，操作比较困难。水平固定管的单面焊双面成形焊接有以下工艺特点：

1）管件的焊接，不管是内在和外观的焊接质量都有较高的技术要求，对施焊人员要求也高。

2）由于管接头曲率的存在，焊接位置也不断地变化，焊工的站立位置与焊条的运条角度也必须适应变化的要求。

3）在焊接较小管径的情况下，焊接所产生的热量上升快，焊接熔池温度不易控制，在焊接电流不能随时调整的情况下，主要靠焊工摆动焊条来控制热量，因此，要求焊工应具有较高的操作技术水平。

为提高水平固定管焊接质量，根据自己的实际操作经验，现总结一些水平固定管实际操作技巧与方法，供大家参考。

1 焊前准备

1.1 焊件

20钢无缝钢管两节，规格为Φ60mm×5mm×100mm，坡口面角度为30°。

1.2 焊接材料

E5015型的Φ2.5mm和Φ3.2mm焊条若干根。焊前焊条要烘干350℃～400℃ 并保温1～2小时备用。

1.3 焊接设备

WS-400型手工钨极氩弧焊焊机一台。要求弧焊电源要完好，钳把线、地线齐全完整，焊机接地良好。

1.4 辅助工具

焊条烘干箱、焊条保温桶、焊缝万能量规、钢直尺、放大镜、手电筒、内磨机、敲渣锤、钢丝刷、錾子、锉刀等。

2 焊件清理与定位焊

2.1 焊件清理

将焊件坡口内、外两侧20mm范围内的铁锈、油污、氧化皮等清理干净。

2.2 焊件的组对与定位焊

管子水平固定的对口，除了应满足坡口、钝边、清洁工作等要求之外，还必须满足管子轴线的对正，以免焊后中心线偏斜。管件组对后的坡口形式为V形坡口60°，钝边尺寸为0.5～1mm，仰焊部位与平焊部位的组对间隙分别为2.5mm与3.2mm。组对完成后，检查焊件内表面有无错边现象。定位焊时所使用的焊条应与正式焊接时相同，定位焊为2点，均选在对称的爬坡位置（严禁选在12点与6点处），定位焊缝长度不超过10mm。

3 确定焊接工艺参数

采用两层两道进行焊接。打底层焊接时，采用断弧焊法，焊条直径选用2.5mm，焊接电流为75～80A；盖面层焊接时，采用锯齿形运条法焊接，焊条直径选用3.2mm，焊接电流为100～120A。

4 焊接操作

选用E5015型电焊条，直流反接进行两层两道焊接。将组对好的焊件水平固定在焊接工位架上，焊缝最高点距地面不得超过1.2m，施焊点在仰焊部位，自下而上焊接。焊件自始焊点分为左半部分和右半部分，先焊左半部分，后焊右半部分。

4.1 打底层的焊接

为了使坡口根部焊透，采用断弧焊法，用断弧与燃弧之间的时间来控制熔池形状及熔池温度、厚度。焊接时焊条角度应随焊接位置的不断变化而随时调整，在仰焊、斜仰焊区段，焊条与管子切线的倾角应由80°～85°变为100°～105°；随着焊接向上进行，在立焊区段为90°；当焊至斜平焊、平焊区段时，倾角由85°～90°变为80°～85°；频率一般在40～50次/分。频率过慢熔池温度低，频率过快熔池温度高。

先焊左半部从仰位靠后半部坡口内侧约5mm处引燃电弧，适时用长弧预热母材，预热1.5～2s，发现母材有出汗现象，使坡口两侧接近熔化状态，立即压低电弧进行搭桥焊接，使电弧穿透坡口根部，迅速压低电弧做横向摆动发现坡口根部出现熔池并听到“噗噗”的声音后，立即断弧形成第一个熔池。当熔池降温，颜色变暗时，再压低电弧向上顶，形成第二个熔池，引弧的位置在前一熔池的2/3处。如此反复均匀地点射送给熔滴，控制熔池的形状并不断向前施焊而完成前半部的打底层焊接。右半部的操作方法与左半部相似，但是要进行仰位和平位的两处接头。

进行打底层断弧焊接时，熄弧动作要干净利落，不要拉长电弧，保持大小适宜的熔孔，过大会使焊缝背面产生下坠或焊瘤。熄弧与燃弧的时间要适宜，要求在每一个熔池的前面要有熔孔出现，熔孔的轮廓由熔池边缘和坡口两侧熔化的金属组成。打底层质量主要取决熔孔的大小及间距，大小大于坡口间隙0.5～1mm，间距为熔池1/3。

4.2 盖面层的焊接

清理打底焊的熔渣，修整局部接头，调整工艺参数，焊接电流可以大一些。

为了使焊缝中间凸起，并与母材圆滑过渡，运条可采用月牙形，焊条角度与打底层一致，焊条摆动应平稳，运条速度要均匀，在坡口两侧稍停留1～2秒充分熔合，有节奏，防止出现咬边。始终保持熔化坡口边缘约1.5mm，要严格控制弧长，做到熔池清晰明亮，宽窄一致，波纹均匀，细腻。

在盖面层焊接时，由于在仰焊、斜仰焊区段液态金属易下坠，则要求焊缝焊的薄些；而在斜平焊、平焊区段熔池温度偏高不易起弧，则要求焊缝焊的厚些，可使盖面焊缝余高整体均匀。左右半部的操作基本相同。

5 仰焊、立焊、平焊操作技巧

仰焊质量的好坏，除了设置良好的焊接参数，更关键的在于如何操作，控制焊条的角度，运条方式，速度的快慢，手法稳健等。手法上要注意将焊条压低施焊，运条幅度小，速度快，采用锯齿形摆动，焊接中要多观察如发现有下坠趋势应提前停弧，敲渣，才可续焊。

立焊打底运条采用锯齿形横向摆动断弧焊接，弧长应小于焊条直径。操作时要做到：一看：观察熔池大小，并基本保持一致；二听：听焊接的声音，“噗噗”声；三准：焊接时溶孔的断点位置要把握准确。

平焊运条采用锯齿形焊接，施焊中在两侧稍作停留，收尾点起过始焊端10mm，焊缝收口时要填满弧坑。

总之，在实际操作中只要我们激发好奇心和求知欲，主动思考，大胆实践，不断总结创新，就会获得较好的焊缝质量。

【参考文献】

[1]王长忠，主编.焊工工艺与技能训练[M].中国劳动社会保障出版社，2001.

[2]杨兵兵，主编.焊接实训[M].高等教育出版社，2009.3.

水下焊接篇6

关键词：不锈钢 氩弧焊工艺 分析

中图分类号：TG457.6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（c）-0082-02

在电站锅炉高压给水（包括汽包、过热蒸汽减温水、高压旁路减温水）、EH油、顶轴油在在电站锅炉高压给水（包括汽包、过热蒸汽减温水、高压旁路减温水）、EH油、顶轴油取样管采用1Cr18Ni9Ti或0Cr18Ni9无缝钢管，尤其在φ16×3 mm～φ12×2 mm取样管，由于管径小、管壁薄，又要承受高温高压介质输送。因此必须制定科学规范的焊接工艺，否则将危及机组的安全稳定运行。为此，为了保证焊接质量，对此类焊口的焊接工艺进行分析、试验及运用是十分必要的。

在我公司#7机组A级检修中，对热工DHS调速系统进行了技术改造，针对施工前期火焊焊接质量不良的现实，决定采用不留钝边、间隙，打底层焊缝不填焊丝的全氩弧焊接工艺施焊。

1 问题的提出及分析

1Cr18Ni9Ti 不锈钢仪表采样管由于横截面积小，管子细小且薄，越是难于焊接。其主要问题在于无论用什么方法焊接，最容易出现烧穿，产生焊瘤，堵塞管子内径，很难掌握焊缝熔透程度。

施焊时遇到焊接技术问题，焊接质量差，经过金属探伤发现所焊接的20个焊口无一合格，为此，经过分析焊接缺陷产生原因，通过多种焊接工艺方法对比，故决定以φ14×3 mm管子，采用不制作钝边、不留间隙，打底层焊缝不填焊丝的TIG焊接工艺技术。

2 焊接方法选用

（1）焊接设备：焊机选用ZX7―400IGBT，直流正接；氩弧焊枪选用QQ85°/160A-1，喷嘴口径8 mm，钨极选用Wce―20，φ1.6 mm，钨极锥度30°。

（2）焊接材料：焊丝选用上海电力修造厂生产的TGS―308L，φ1.6 mm，用砂纸将焊丝上油污打磨干净，露出金属光泽。

（3）坡口制备：准备φ14×3 mm不锈钢管8节，长度100 mm。开V型坡口，破口角度50°～60°，无钝边，管口齐平，距管坡口端外壁10 mm，内壁5 mm范围内的铁锈、油污用砂纸和锉刀打磨干净，直至露出金属光泽。

（4）焊前准备和要求。

①焊接特点：质量上要求焊透，耐压不漏不堵。经过反复试焊的焊接工艺参数见表一。经过反复试焊的焊接工艺参数见表一。

②试件组队，焊件用氩弧焊定位焊时，焊点和实际焊接焊缝标准一样；管径小于或等于φ42 mm时，可定位焊一处，位置在管子顶部上中偏左位置。定位焊长度5～8 mm，定位焊应保证质量，如有未熔合、未焊透、气孔等缺陷，应清除后重新定位焊。

③焊接要点，焊接操作由持有锅炉压力容器焊接操作合格证项目的高压焊工担任；不开坡口采用承插式接口，可一次焊接成型；注意接头质量，保证焊缝余高1.5～2.0 mm；采用小规范焊接参数，在保证焊透和熔合良好的条件下，采用小电流、短电弧、窄焊道、快速焊的方法，控制好层间温度；焊后可采用强制冷却，水冷防止晶间腐蚀；不要在焊缝以外的地方引弧，地线要接好，以免损伤金属表面而使其耐腐蚀性下降。

在打底焊道上引弧后，焊枪在坡口边缘间上下摆动，当始焊部位的打底焊道和坡口边缘熔化形成熔池后，焊丝向坡口上部边缘填充。电弧熔化焊丝后焊枪向坡口下部边缘摆动，稍作停顿后，焊枪回到坡口上部边缘，依次循环。要求熔池形状和大小基本一致，焊道收尾时，头尾搭接10 mm左右，然后用电流衰减法收弧。

④焊缝质量，氩弧焊施焊工作应在室内进行，并有适当的防风措施。通常情况下，氩气流量为6～10 L/min，氩气流量太小时，电弧不能得到应有的保护，易产生气孔；太大时，会造成气流紊乱电弧不稳。钨极氩弧焊的钨棒直径可根据焊件的厚度来选择，焊件壁厚为3～6 mm，钨棒直径2.0～3 mm，钨棒伸出喷嘴的长度根据焊件尽可能短，一般为4～6 mm。

焊接过程中，焊工应严格按工艺规范操作，注意观察熔池，保证熔透及单面焊双面成形。壁厚3～6 mm的管子采用两层焊接，当焊接中断，再次起焊应与原焊缝重叠6～8 mm。焊缝焊完后，焊工应检查焊缝外观质量，修磨表面缺陷，并按规定打上焊工钢印。

焊缝外观尺寸应符合设计图样和工艺文件的规定，焊缝高度不低于母材表面，焊缝与母材应圆滑过渡。焊缝及其热影响区表面无裂纹、夹渣、弧坑和气孔。管子焊缝咬边深度不超过0.5 mm，管子焊缝两侧咬边总长度管对接水平固定对接焊接，从6点钟位置开始焊，焊至12点钟位置结束。在打底焊道上引弧后，焊枪在坡口边缘间上下摆动，当始焊部位的打底焊道和坡口边缘熔化形成熔池后，焊丝向坡口上部边缘填充。电弧熔化焊丝后焊枪向坡口下部边缘摆动，稍作停顿后，焊枪回到坡口上部边缘，依次循环。要求熔池形状和大小基本一致，焊道收尾时，头尾搭接10左右，然后用电流衰减法收弧。

焊缝处于仰焊位时前进的速度加快，下一个熔池落在前一个已凝固熔池的1/3处。立焊位时下一个熔池落在前一个已凝固熔池的1/2处。平焊位时下一个熔池落在前一个已凝固熔池的2/3处。否则容易出现满溢、焊缝上坡口咬边和焊缝余高不足。采用划擦法在坡口内侧引弧，从6点钟位置开始焊，焊接的实质是根据熔滴上的作用力原理，掌握熔池的结晶规律和凝固特点，达到熔合良好、焊缝尺寸符合要求，焊缝圆滑过度成型美观。

（5）实验结果。

通过制定科学规范的焊接工艺指导书，选择按照“考规”规定经相应试件考试合格优秀的焊工上岗焊接了4件试样，经焊缝外观评定、无损探伤、端口检查未发现超标缺陷。

3 现场实际应用

2006年8月，在我公司#7机组大修中，对热工DHS调速系统改造中，我们采用了上述氩弧焊焊接工艺，在对φ16×3 mm、φ13×3 mm、φ12×2 mm三种规格1Cr18Ni9Ti不锈钢高压取样管的焊接中，焊口一次合格率（见表2）高达98%以上，效果良好，成效显著。

4 结语

综合分析不锈钢高压仪表取样小径管TIG焊接工艺，采用不留间隙、不开坡口、不留顿边、采用承插式接口新技术。该焊接技术达到耐压、不漏、不堵为设备自动化改造，热工仪表管的焊接提供了技术支持，焊接质量优良，提高了焊接效率。

参考文献

[1] 薛松柏.焊接材料手册[M].北京：机械工业出版社，2006.

[2] 傅积和，孙玉林，主编.焊接数据资料手册[M].北京：机械工业出版社，1994.

[3] 中国机械工程学会焊接协会等编. 焊工手册[M].北京：机械工业出版社，2006.

[4] 吴非文.火力发电厂高温金属运行[M].北京：水利电力出版社，1979.

水下焊接篇7

关键词：开天窗；焊接方法；劳动强度；焊接速度

Abstract: Through the horizontal fixed tube skylight welding method, make the worker master level fixed tubular skylight of welding methods and essentials, reduce our welder's labor intensity, improve the welding speed.

Key words: skylight; welding method; the labor intensity; welding speed

中图分类号：P755.1文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

重点：1、定位焊及起焊处。

2、6点钟位置平焊及反接头。

难点：天窗盖扣上后的接头处。

内容：水平固定管开天窗的打底、盖面

一、水平固定管开天窗焊接的特点

由于焊缝是环形的，在焊接过程中需经过平焊、立焊、横焊焊等几种位置，因此焊条角度变化较大，应注意每个位置的操作要领。

二、焊前准备

Ø76×4.5管子一对；焊条：大桥THJ422，ø3.2

组对：坡口角度60～65°；钝边1；间隙3.5；定位焊焊点在管子的3点钟和9点钟位置。用气割割下来的天窗盖边沿以打好破口。

操作姿势

1、适合各种位置，在工作中找合适位置

2、握焊钳：1）正握法，通常为不能移动位置的情况下焊接焊缝左侧。

2）反握法，通常在不能移动位置的情况下，焊接位置的右侧

操作要领

水平固定管开天窗焊接通常从管子底部的平焊位置开始，分两半部分焊接，先焊的一半叫下半部，后焊的一半叫天窗盖后半部。

1、打底层焊接：采用断弧法，要求单面焊双面成形，焊接电流为105～110A。。

1）前半部焊接：

平焊位：首先从底部6点钟位置偏左10处采用直击法引弧，然后拉长电弧预热1～2秒后迅速压低电弧使其在坡口上燃烧，这时在坡口两侧各形成一个焊点，再使两个焊点充分熔合到一起后熄弧，形成一个完整的熔池。这时在坡口两侧可看到一个熔孔，等到熔池颜色开始由亮变暗时再接弧，每次接弧的覆盖量只能压住原熔池的1/3左右，不能停留时间太长，否则容易焊瘤、接弧位置要准确，短弧操作。每次引弧要听到管内有“噗、噗”的响声后再熄弧，熄弧时采用向上挑弧，动作要果断、利索。更换焊条前收弧时要注意填满弧坑，以免产生冷缩孔。这里是个重点，特别是盖面，应为焊渣下淌不容易看清铁水，容易出现夹渣，

顺接头：接头时动作要迅速，在弧坑前方坡口处引弧并拉长电弧预热后，迅速压低电弧运条至接头处往下压送焊条，使焊条端头和管内壁平齐，并稍作停顿一下后熄弧，再转入正常焊接。

平焊位立焊位：焊接到此位置时，焊条的焊接速度要快以免焊瘤，焊条的角度要随时调整。

反接头：当焊接到离定位焊反接头处还有4时，焊条作圆圈摆动后往里压一下电弧，听到击穿后，使焊条在接头处稍作摆动，填满弧坑后熄弧。

2）后半部焊接：焊前首先要彻底清除立焊接头处的缺陷以便于焊接天窗，可用电弧或角向磨光机将接头处铲成缓坡形状，这样便于接头。焊接时在立焊接头偏后10处引弧，预热2～3秒后迅速压低电弧，随后马上将焊条往上顶，使其在壁内燃烧，形成完整的熔池后再熄弧，如此反复。当焊接到平焊位置封口时，采用划圆圈法往里轻压一下电弧，听到击穿声后，使焊条在接头处稍作摆动，填满弧坑后熄灭弧。在这里说一下它的几个位置的焊接，见下：

立焊位平焊位：当焊接到此位置时已经扣上了天窗，焊条不能伸入太多，大约是管壁的1/3左右，并要注意观察熔池的温度，避免产生焊瘤，并且焊过中心线10左右，收弧时要填满弧坑。

立焊位横焊位：这里需要掌握的是横焊的操作要领，电弧引燃后电弧向左外露于焊件外，一部分熔渣向外流时压低电弧向前倾斜焊条向前运动，此时焊条大幅度向前倾，与焊接方向夹角可能只有20°，以防止电弧偏吹而产生夹渣，至间隙处时向里顶，大部分电弧穿过间隙，稍停后轻上下摆动电弧，使熔池与上下坡口熔合后向后灭弧，同时有一个向后拔渣的动作，防止熔渣过多聚集在熔孔处。此时焊件的温度还较低，易产生缩孔，而且熔渣凝固也快，熔渣凝固后再引弧则易产生夹渣，所以第二点引弧要快，第一点灭弧后立即引第二点，大部分电弧穿过间隙，焊条稍多向里顶，稍停后稍用力上下摆动电弧，使熔池与上直坡口熔合。把2个横焊位焊完后又是立焊到平焊的焊接，焊接方法见立焊到平焊。

。

2、盖面层焊接：电流和焊条角度同打底层一致，焊接顺序同打底时相 同，即先焊前半部也就是6点钟位置过10mm处起头焊，再焊后半部也就是3点钟位置或9点钟起焊。首先在底部中心线(6点钟位置)偏右10处引弧，拉长电弧预热2～3秒后迅速压短电弧形成熔池，待熔池形成后再向前运条，运条时采用短弧在打底焊凹沟两侧稍作停留。当运条至平立焊爬坡处时要加快运条速度，仔细观察熔池的形状，温度太高时，可采用反月牙形运条，焊至平焊位置时，焊条可垂直摆动，并焊过中心线10左右为宜。6点钟位置平焊反接头时要彻底清除起焊处的缺陷，并铲成缓坡状，焊接方法同前半部一致。

水平固定管开天窗焊接缺陷产生原因及防止措施

一、夹渣：常产生于定位焊、管子6点平焊位置的打底及盖面层。

原因：⑴、电流太小。

⑵6点位平焊打底间隙太小。

⑶、操作方法不正确，如：焊接速度太快。

措施：⑴、适当加大电流。

⑵、增大6点平焊打底时的间隙，通常以3.5左右为宜。

⑶、定位焊及起焊时要使其充分熔合良好后再熄弧。6点平焊位置反接头要彻底清除熔渣并修成缓坡状，接头时使其充分熔合后再移动焊条。

二、未熔合：常产生于6点平焊及天窗和下部焊接的接头三叉爬坡处打底焊。

原因：⑴、电流太小。

⑵、间隙太小。

⑶、操作方法不正确。

措施：⑴、适当加大电流。

⑵、增大间隙至3.5左右。

⑶、改正操作方法，引弧位置准确，并使坡口完全熔化。

三、焊瘤：常产生于6点平焊位置及12点平焊位置的打底和盖面。

原因：⑴、电流太大。

⑵、间隙太大。

⑶、操作方法不正确。

措施：⑴、减小电流及间隙。

⑵、加快焊接速度，仔细观察熔池的温度变化。

四、咬边：常产生于天窗横焊位置的盖面。

原因：⑴、电流太大。

⑵、操作方法不正确。

措施：⑴、减小电流。

⑵、使用正确的横焊操作方法。

结束语：这是我个人对水平固定管开天窗焊接方法的大体介绍，这也是我在油田输送油气联合站改造经常使用的方法，此法在很多地方都可用到包括立焊，在这里我只介绍了水平固定管开天窗的焊接方法，在工作中还可以举一反三发挥到很多地方，特别是在地形复杂的管子群区。能够让我们电焊工节省力气方便操作。

水下焊接篇8

【摘 要】本项目选用采用2×72孔JN43-G型捣固焦炉，工程包括备煤车间、炼焦车间、干熄焦、筛贮焦、煤气净化车间(冷鼓工段、脱硫工段、硫铵工段、粗苯工段)和甲醇车间(利用焦炉回收的净煤气生产的化学产品)。依据已有图纸，冷鼓工段的非标设备为圆筒形容器和立式圆筒储罐。 该工程对同类设备制作同类设备组焊具有共同的指导意义。

【关键词】非标设备;制作工艺;焊接;组装

1.施工程序

施工准备→材料检验→预制加工→组装→焊接及检验→设备试验。

2.材料检验及存放

(1)设备制作用所有钢材、配件、防腐涂料、保温材料、焊接材料以及其它材料必须具备产品质量合格证。

(2)钢板表面不得有气孔、裂纹、拉裂、折叠、夹渣及重层等缺陷，质量应符合现行钢板标准的规定，制作设备的钢板厚度的允许偏差如下表。

(3)焊接材料应有出厂质量证明书，对其有疑问时，应对焊接材料进行复验，复验合格后方可使用。

(4)防腐材料应有合格证，并在有效期内，使用前应目视检查合格。

3.预制加工

(1)用δ=0.5～1.0mm的镀锌钢板制作检验样板。当构件的曲率半径≤12.5m时，弧形样板的弦长为1.5m;曲率半径大于12.5m时，弧形样板长不得小于2m。

(2)焊接接头的坡口型式按图纸要求，焊材选用E4303。

(3)采用手工氧-乙炔气或半自动切割机进行钢材的切割。

(4)壁板预制。

1)预制前应绘制排版图，并应符合下列规定：

2)槽体壁板必须压弧，符合规范要求。

3)直径小于12.5米的储罐，各带壁板的宽度不得小于500mm，长度不得小于1000mm。直径大于或等于12.5米的储罐，各带壁板的宽度不得小于1000mm;长度不得小于2000mm。

4)各圈壁板的纵向焊缝宜向同一方向逐圈错开，其间距宜为板长的1/3，且不得小于500mm;

5)底圈壁板的纵向焊缝与罐底对接焊缝间的距离，不得小于200mm;

6)储罐壁开孔接管或开孔接管补强板外缘与槽壁纵向焊缝间的距离，不得小于200mm;与环向焊缝间的距离，不得小于100mm;

7)包边角钢对接焊缝与壁板纵向焊缝间的距离，不得小于200mm;

8)壁板尺寸允许偏差，应符合下表规定：

9)对于环缝搭接的壁板，找正AC和BD两个边缘。AB和CD划出找正线并冲出冲眼以作找正时的基准线。

10)壁板卷制后，立置在平台上用样板检查。垂直方向上用直线样板检查，其间隙不得大于1mm;水平方向上用弧形样板检查，其间隙不得大于4mm。

(5)底板预制。

1)底板在预制前要绘制排板图。

2)底板任意相邻焊缝之间的距离，不得小于200mm。

3)底板的排板直径，宜按设计直径放大0.1%-0.2%。

4)到货钢板为开平板，底板在预制前要进行平直，以消除钢板自身应力。

(6)顶板预制

顶板预制前要绘制排板图，并符合下列要求：a.任意相邻焊缝的间距，不得小于200mm。b.包边角钢等弧形构件加工成型后，用弧形样板检查，其间隙不得大于2mm。

4.设备组装焊接

(1)储槽直接在基础上采用倒装法组装，组装工序如下，焊接采用手工电弧焊，选用J422焊条。

(2)底板的组焊。

1)底板在铺设前，应在底面进行防腐处理(搭接部位除外)，根据钢材到货的实际情况、以及现场的实际气候环境和甲方的意见，钢材的基层处理采用机械除锈，标准达到st2.5级。

2)在基础上划出十字中心线，根据排版图由中心向两侧铺设中幅板和边缘板。找正后用卡具定位并点焊固定。

3)罐底中幅板之间及中幅板与边缘板之间的对接接头可不开坡口或V型坡口。不开坡口的接头，板边间隙应大于或等于6毫米，并需在背面使用3毫米以上的垫板。

4)罐底中幅板、边缘板的搭接焊缝应采用单面连续角焊缝，焊缝尺寸等于较薄板的厚度。

5)边缘板与罐壁板相焊接的部位应做成平滑支承面。边缘板对接焊缝下面按图作好垫板，垫板必须与边缘板贴紧。

6)罐底采用手工焊时，宜按下列顺序进行焊接。

a.中幅板的焊接，应将短焊缝焊完后再焊长缝;长缝焊接时，焊工要均匀对称分布，由中心向外分段退焊。

b.边缘板的对接焊缝的焊接，焊工宜对称分布隔缝跳焊，焊缝表面应光滑平整。

c.为了减少焊接变形，罐底与底圈壁板的环行角焊缝，宜由数对焊工对称分布在罐内和罐外(罐内焊工应在前约500毫米处)，沿同一方向分段退焊，也可根据具体情况，采取先焊内圈再焊外圈的施焊顺序。

d.边缘板的搭接焊缝，应由外向里分段退焊。

f.最后焊接边缘板与中幅板的连接缝，焊工应沿圆周均匀分布，分段跳焊。

(3)筒体组焊

1)大于等于400m3的贮罐筒体采用倒装法施工，小于400m3的贮罐筒体用16吨吊车进行正装法施工。

2)筒壁组装前，在底板上按内径画出圆周线，并沿圆周线点焊定位角钢。

3)顶圈壁板及包边角钢组装焊接后，应符合下列要求：

在内壁上任意点测量水平半径，其允许偏差为：当储罐直径不大于12.5m时，半径允许偏差为±13mm，当储罐直径大于12.5m且小于45m时， 其半径允许偏差为±19mm。

4)测量壁板上口的水平偏差应不大于3mm。

5)在壁板上下两侧测量周长偏差不应大于±0.2/1000。

6)测量每圈壁板的垂直度偏差应不大于其高度的3/1000。

7)壁板组装时，对接接头内壁应齐平，对口错边量应符合下列要求：

①纵向焊接接头错边量应不大于板厚的1/10，且不应大于1.5mm。

②环向焊接接头错边量，当上圈壁板厚度小于8mm时，错边量不得大于1.5mm;当上圈壁板厚度大于等于8mm时，错边量不得大于板厚的1/5，且不大于3mm。

8)圆筒对接纵向焊缝形成的棱角，用弦长等于1/6直径且不小于300mm的内或外样板检查，其值不得大于(0.1δ+2)mm，且不大于5mm，对接环向焊缝形成的棱角，用长度不小于300mm的钢尺检查其值同上。

9)壳体同一断面上最大直径与最小直径之差不大于该断面设计内直径的1%，且不得大于30mm。

10)壳体组装时，执行< >的设备其相邻圆筒的纵向焊缝间距不小于100mm，筒节长度不小于300mm。执行< >的设备其相邻圆筒的纵向焊缝间距不小于500mm，筒节长度不小于1000mm。

11)罐壁应先焊纵焊缝，后焊环焊缝。环焊缝的焊接应根据设备直径的大小，对称均匀分布焊工，并沿同一方向施焊。搭接环焊缝应先焊内部断续角焊缝，再焊外部连续角焊缝。

(4)顶板的组焊。

1)在安装顶板前按7.3.2进行检查并应符合要求。

2)安装顶板前应先将顶板支撑组焊定位，如设计无顶板支撑，要按顶板的拱度做出临时支撑，以确保顶板的拱度。

3)包边角钢的自身连接必须采用对接接头。

4)包边角钢的焊接，应先焊对接缝，再焊内部搭接缝，最后焊接外部连续角焊缝。

5)罐顶板的焊接顺序为：先焊内侧的断续焊缝，后焊外部的连续焊缝;边续焊缝应先焊环向短环缝，再焊径向长焊缝。长缝的施焊要由中心向外分段退焊;焊接顶板和包边角钢间的环焊缝时，焊工要对称均匀分布，沿同一方向分段退焊。

(5)其它构件及附属设备的安装。

1)安装开孔的接管，应保证和罐体轴线平等和垂直，偏斜不应大于2mm，接管上法兰面要平整，不得有焊接飞溅和径向沟痕。安装接管法兰面应保证水平或垂直。倾斜不应大于法兰外径的1/100，且不大于3mm，螺栓孔分布要跨中。

2)加热器的安装要保证施工图要求的坡度，并按施工图做强度试验合格。

3)所有配件及附属设备的开孔、接管、保温钉等均要在设备总体试验前安装完毕，设备试验合格后，不得在其本体再动电、气焊。

5.焊接检验及设备试验

(1)施焊前，焊工应检查焊件接头质量和焊区处理情况。当不符合要求时，应经修整合格后方可施工。

(2)角焊缝转角处亦连续施焊，起落弧点距焊缝端部宜大于10mm，起弧坑要填满。

(3)多层焊接要连续施焊，每一层焊道焊完后应及时清理药皮焊渣，检查清除缺陷后再焊。

(4)焊缝出现裂纹时，焊工不得擅自处理，应及时报于质验员和技术员，查清原因，订出修补工艺后方可处理。

(5)焊接完毕，焊工要清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物，检查焊缝的外观质量要合格。

(6)焊缝的外观不允许有裂缝、气孔、夹缝、熔合性飞溅，咬边深度不得大于0.5㎜，咬肉长度小于焊缝长度的1%，且小于100㎜。

(7)对接焊缝作100%煤油渗漏试验，将设备焊缝外表面涂涮白灰粉，内侧涂涮煤油，肉眼观察30min无渗漏为合格。

(8)设备焊接顺序应按序号8(设备组装焊接顺序)进行。

(9)设备安装完毕后，应按施工图作罐底严密性试验，罐体强度试验。设备充水时，土建配合做好基础沉降观测。设备总体试验前另行编制试验方案。

6.设备的严密性、压力及强度试验

6.1设备的严密性试验

(1)将设备内充水，充水温度不得低于5℃，充水时对逐层壁板焊缝进行检查，充水到最高设计液位，并保持48小时后，以壁板无渗漏、无异常变形为合格。

(2)试验中若有少量渗漏处，修复后用煤油渗透法复查，大量渗漏或显著变形的，修复后重新做充水试验。

(3)充放水时不得使基础浸水。

(4)充水时与设备相连的工艺管道必须拆开。

(5)整个充水过程都应按规定做基础沉降观测和记录，沉降量不得超过设计规定。

6.2设备的压力、强度试验

(1)设备内水位应在最高液位下1m时进行缓慢充水试压，升至试验压力时应以锥顶无异常变形，焊缝无渗漏为合格。试验后，立即使设备内部与大气相通，恢复到常压。

(2)引起温度剧烈变化的天气，不宜作固定顶的强度严密性试验。

6.3设备基础沉降观测

(1)设备下部，设观测点，均匀布置。

(2)在充水前，充水到1/2、3/4最高液位，充满水，保持48小时后，及放水后进行六次观测。

(3)当沉降超过允许的不均匀沉降量时，应停止充水，定期观测。

7.结束语

水下焊接篇9

[关键词]黄登水电站 钢衬 安装

中图分类号：D322 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）27-0011-03

1、概述

黄登水电站位于云南省兰坪县境内，采用堤坝式开发，是云南澜沧江上游古水至苗尾河段水电梯级开发方案的第五级水电站，以发电为主。上游与托巴水电站，下游与大华桥水电站相衔接，水库正常蓄水位1619m，相应库容14.18亿立方米，总库容15.00亿立方米;电站装机容量1900MW。

黄登水电站大坝坝段内布置有两条泄洪放空底孔，1#、2#两个泄洪底孔分别布置在8#、11#坝段，进口尺寸11m×5m（高×宽），进口底板高程为1540.0 m。孔口内均设置有钢衬，钢衬均为矩形断面，钢衬壁厚24mm，钢衬上游为底孔检修闸门门槽（5.0m×11.0m），下游为底孔弧形工作闸门（5.0m×8.0m）相连;钢衬控制断面尺寸5.0m×10.0m（宽×高）。泄洪放空底孔钢衬分节制作安装方式，共分17节，单节最大重量27.8t，钢衬设纵横向肋板及锚筋，肋板壁厚24mm，钢板材质均为Q345C，锚筋直径为φ36，Ⅲ级钢筋。

2、钢衬单节拼装及内支撑的装焊

钢衬顶板、底板、侧板单件制作完成后，运输至黄登水电站钢衬制作基地进行单节拼装，制作流程如下所示：

1>、钢衬单片运输至钢衬制作基地后，需进行尺寸、焊缝质量复检，合格后方可进行单节钢衬的拼装;

2>、钢衬单节拼装所在平台面，需进行调平，其平面度允许偏差不大于2mm;

3>、分别将钢衬两侧板及底板、顶板立于钢平台上，两侧采用花篮螺栓及型钢等定位装置固定，利用铅垂线保证衬板与平台垂直，衬板垂直度需控制在2mm以内，后加装内支撑，调整相对尺寸，内支撑端部与沿钢衬内壁设置的工字钢垫板相焊，工字钢与钢衬内壁点焊固定;

4>、按设计图纸画出各部件的装配线，调整合格后焊接顶、底板与两侧板间的角焊缝，两端管口的四条角焊缝预留出100～200mm不焊，以便摞节环缝压装;

5>、拼装时严格控制对应边、对角线、上下口平面度等几何形体尺寸。所有分节钢衬完成整体组装后，严格控制相邻分节钢衬的拼装尺寸;

6>、拼装好的单节钢衬用头部带有液压千斤顶的旋转式调方工装调方，钢衬调至要求尺寸后，用内支撑全部顶紧，不得松动;

7>、拼装好并检验合格的钢衬，应在平台上采用整装整焊;在施焊过程中，尽量将立焊、仰焊变为较易焊接的平焊位。整个焊接过程应严格遵循经审定的焊接工艺规程，以保证焊接质量;

8>、在钢衬表面上将孔号、钢衬节号、水流方向、轴线等标记清楚;

9>、焊接完成后，焊缝表面进行外观检查;在焊接完成24 h以后进行无损检测。检测比例按设计和规范执行。如下表1所示：

10>、防腐涂漆作业时，钢衬现场环缝两侧需各预留100mm，以涂刷不会影响焊接质量的车间底漆，内支撑顶点部位先不做除锈涂装处理，待钢衬安装完成且内支撑具备拆除条件后，与安装环缝的防腐同步进行;

11>、钢衬四周加劲肋上焊接有锚筋，锚筋规格为Φ32mm、长度1500mm。受钢衬运输条件限制，钢衬顶部与两侧面的锚筋在黄登水电站大坝左岸卸料平台钢衬预拼装场地焊接，钢衬底部锚筋在钢衬吊装就位后及时完成焊接。

3、钢衬的运输、吊装

3.1 钢衬的运输

1>、钢衬单元节拼焊完成后，采用平板拖车，按照业主所提供的运输路线倒运至钢衬安装现场。

左岸：钢衬加工厂（罗松场河弃渣场）罗松场河弃渣场公路黄登大桥左岸坝顶公路（A段）左岸坝顶平台（1625.0m）安装工作面。

右岸：钢衬加工厂（罗松场河弃渣场）罗松场河弃渣场公路右岸下游低线公路右岸坝顶平台（1625.0m）安装工作面。

2>、钢衬运输采用40t平板拖车运输，运输时采用运输拖架，钢衬底部垫垫木，两侧用倒链固定于车上，缆机覆盖范围内，钢衬水平运输情况见图所示：

3.2 钢衬的吊装

1>、钢衬的吊装采用2台缆机抬吊进行吊装就位。

2>、钢衬安装从上、下游向中间安装，上、下游两侧分别设始装节;在钢衬中部连接处设置凑合节。

3>、钢衬吊装前，需对单节钢衬的管节号、尺寸偏差及钢衬表面标记线，并检查内支撑有无松动现象，此外，应对吊装吊具等设备进行检查。

4>、钢衬吊装就位时，应缓慢、平稳，防止碰撞已装单元节、钢支撑及钢衬锚筋;另外，在现场焊接时，采取防雨、保温等措施。

5>、单节钢衬安装完成外侧必须进行加固;周边混凝土浇筑前内部支撑必须全部安装完成。

4、钢衬安装

4.1 钢衬安装工艺流程

如下图所示：

4.2 钢衬安装平台的铺设

4.2.1预埋件的埋设

1>、进行图纸审核，制定施工组织设计、质量保证措施以及安全文明施工条例等技术文件，报监理工程师审批。

2>、清点埋件数量，检查埋件构件在运输、存放过程中是否有损伤，检查各孔构件的安装标记，保证埋件不错装。

3>、检查埋件的几何尺寸，如有超差制定措施，经监理人批准修复后进行安装。

4>、设置控制点线，控制点线由专业测量单位测量设置，测量点线的设置要能满足埋件里程、高程及桩号偏差的控制。

5>、安装用各种工器具准备齐全，测量工具经相关部门校验并在有效使用期内。

4.2.2安装平台的施工

1>、安装平台的结构形式，如下图4所示

钢衬安装部位支撑跨距按5米布置，支撑托架采用Ⅰ20工字钢作为垂直立撑和上横梁，斜撑采用14槽钢.上横梁同时作为钢衬安装移动轨道，其安装高程按工字钢顶部低于钢衬底部理论安装高程约50mm左右布置。

2>、安装平台的安装

混凝土浇筑完并初凝后，根据钢衬安装位置控制线进行安装平台的安装工作。安装过程中，根据钢衬分节位置将平台支撑底座与预埋铁板凳进行焊接，且底座之间采用型钢进行连接。安装完成后需经检查验收合格后方可进行钢衬的吊装作业。

4.3 钢衬的安装要求

4.3.1 始装节钢衬的调整、验收

始装节作为钢衬安装的基准节，在满足相关规范要求的前提下，严格控制钢衬的安装偏差。始装节加固牢靠，防止与其它钢衬管节压缝时产生位移。

4.3.2 其余钢衬管节的调整、压缝

其余钢衬管节吊装就位后，根据所放置的钢衬安装点线，进行调整、压缝工作。水平段安装缝采用专门制作的内部移动式压缝工装压缝，其他部位则采用压码进行压缝。安装缝定位焊符合相关规范要求。钢衬用千斤顶、倒链、双头调节丝杆等相互配合进行调整。钢衬调整合格后进行对称加固，底板上支腿与安装支架焊为一体，并用型钢对侧板进行加固。

4.3.3 凑合节安装要求

凑合节作为钢衬管道的合拢管节，可根据凑合节两端钢衬的形位偏差，选择整体凑合。整体凑合是将凑合节制作成整节钢衬进行吊装、压缝，凑合节节长根据现场实测间距确定。现场合拢缝压缝后，坡口间隙按2mm控制。合拢缝间隙不大于5mm，如需堆焊，则制订专项堆焊措施报相关单位批准。

4.3.4 钢衬中心安装偏差的调整

根据钢衬测量成果，随时进行钢衬中心偏差的调整，保证钢衬实测中心与理论中心的偏差在允许范围内。安装焊缝在焊接面，校测钢衬位置和管口尺寸，经监理人检查认可后，方可施焊。

4.3.5 钢衬安装质量要求

①钢衬的直线段、渐变段与设计轴线的平行度误差不大于0.2%。

②钢衬安装中心的偏差遵守DL/T5017的规定;钢衬顶底偏差不超过2mm，边墙偏差不超过3mm，其对角线偏差不超过4mm。

③钢衬始装节的里程偏差不超过±5mm，弯管起点的里程偏差不超过±10mm。始装节两端管口垂直度偏差不超过±3mm。

④与闸门门框相连的钢衬端部的极限偏差在水平和垂直方向均在+5mm及-2mm范围内。

⑤钢衬管安装后，每米范围的波浪（即弯曲变形）数不超过2处，波峰间距大于400mm，波峰小于2.0mm，波峰的倾斜度小于1/50。

5、钢衬的焊接

5.1、焊缝分类

一类焊缝： 无

二类焊缝：钢衬的纵缝、环缝。横肋对接焊缝。

三类焊缝：不属于一、二类的其他焊缝。

5.2、焊接方法及焊接顺序

厂内钢板的对接采用埋弧自动焊，纵横肋及钢衬的角焊缝采用CO2气体保护焊焊接，现场安装采用CO2气体保护焊或手工电弧焊焊接。

对于CO2半自动气体保护焊采用CHW-50C6焊丝;对于手工电弧焊采用J507焊条;对于埋弧焊焊接选用H10Mn2焊丝，配套焊剂为SJ101。

坡口及其两侧清理定位加固焊焊接正式焊接检验

5.3、焊材保管及焊接试验

焊接材料设专人保管、烘烤和发放。焊接材料在存放和运输过程中，需防潮，存放的库房内通风良好，室温不低于5℃，相对湿度不高于60%，材料距地面和墙面的距离大于300mm，仓库管理部门定时记录室温和相对湿度。

焊接材料实行三级管理，设备物资部门设一级库、焊接作业区设二级库、施焊人员配备保温筒使用。

1>、手工电弧焊焊材保管

手工电弧焊焊材E5015：烘焙温度300～350℃，烘焙时间1小时。焊材烘焙后保存在100～150℃的恒温箱内，药皮应无脱落和明显的裂纹。

现场使用时将焊条装入保温筒，焊条在保温筒内时间不宜超过4小时，超过后需重新烘焙，但重复烘焙次数不宜超过两次。烘烤焊条，禁止突然将焊条放入高温炉内，或从高温炉内突然取出冷却，防止焊条骤冷骤热而产生药皮开裂脱落现象。

2>、焊丝保管

焊丝需码放在空气流通好、干燥的库房内。

3>、焊接试验、工艺评定

焊接试验与工艺评定是焊接前必不可少的重要环节。在进行焊接工艺进行评定前，先对钢衬板材进行焊接试验，以验证焊接接头的抗裂纹性能和工艺性能，并确定是否预热及其具体的温度。

用业主提供的钢板进行焊接试验和焊接工艺评定，焊接试验覆盖各种焊接位置及对应的焊接方法、焊接材料，焊接工艺评定按手工电弧焊和CO2气体保护焊立向上焊接的对接试板进行焊接工艺评定。

进行焊接工艺评定时，先按照预先选取的焊接工艺参数和焊接位置焊接试件，并经外观检验及内部质量检查（采用超声波无损探伤检查）合格后交由专业机构进行弯曲、拉伸、冲击等机械性能试验。

根据焊接工艺评定确定坡口形式、焊接电流、焊接电压、焊接速度、施焊分层分道等参数。

5.4、焊前清理及定位焊要求

为避免焊接缺陷（如气孔等）的产生，拟焊面及坡口两侧各50mm范围内的氧化皮、铁锈、油污及其它杂物需清除干净，每一道焊完后也应及时清理。

定位焊长度一般取80mm，间距约300mm，厚度为6mm。施焊前检查定位焊质量，如有裂纹、气孔及夹渣等缺陷时需清除。

5.5、焊接工艺要求

1）钢板对接焊接

本工程项目采用定尺钢板，在对板料排料后需进行对接的钢板采用非对称“x”形坡口，大坡口在基层侧，背缝清根后再进行过渡层和复层的焊接。

2）单片钢衬板焊接

单片衬板焊接在拼装平台上进行，主要采用CO2气体保护焊焊接。焊接时先焊加劲肋角焊缝，再焊加劲与面板的贴角焊缝。焊接时由偶数名焊工由中间往四周对称焊接进行施焊。

3）单节钢衬组拼焊接

单节钢衬组拼焊接在组拼胎模上进行。

单节钢衬组拼焊接时先焊接面板之间的组合焊缝，然后焊接加劲肋对接焊缝，最后焊接加劲肋与面板的组合焊缝。四角的组合焊缝同时安排4名焊工焊接，单条焊缝采取跳跃分段焊接;加劲肋对接焊缝焊接时对称进行以防钢衬受热不对称引起变形。

4）钢衬工地安装焊缝焊接

钢衬工地安装焊缝涉及平焊、立焊和仰焊等多个焊接位置的焊缝焊接，安装加固经复测合格后先进行加固定位焊，加固定位焊缝在基层侧，定位焊缝需严格按正式焊缝的要求进行焊接。正式焊缝焊接时，先焊外侧基层焊缝，清根后焊内侧焊缝，焊接时遵循对称和分段退步焊的原则。

钢衬焊接时需做好防风和防雨措施，在孔身段设置移动式防雨篷将焊缝部位进行保护，内侧焊缝焊接时将管口一端进行封闭防止穿堂风和挡住外来大风。

5.6、焊缝检验及缺陷处理

焊缝焊接完成后，先通过目视、检验尺等对其进行外观检查。钢衬焊接完成后，钢板内壁的残留物和焊缝需及时清除和磨平。

在焊接完成24h以后进行内部质量无损检测。钢板一类焊缝100%超声波探伤检查，对超声波探伤有疑问处，以及“丁”字接头对接焊缝易产生焊接缺欠的部位用衍射时差法超声检测（TOFD）或射线检测（RT）进行复验。

无损检测人员需经过专业培训，通过国家专业部门考试，并取得无损检测资格证书。评定焊缝质量由II级或II级以上的无损检测人员担任。

如需缺陷处理，需明确具体部位及处理措施并经监理人员批准方可实施，消缺处理不得超过两次，如出现二次返修焊缝，需重报切实可行的处理措施并经监理批准后方可实施。

6、附件拆除

安装完毕，拆除钢衬上的工卡具、吊耳、内支撑和其他临时构件时，严禁使用锤击法，用碳弧气刨或氧―乙炔火焰在其离管壁3mm以上处切除，严禁损伤母材。切除后钢衬内壁用砂轮磨平，并认真检查有无微裂纹，发现裂纹用砂轮磨去，并复验确认裂纹已消除为止。

钢衬内支撑在混凝土浇筑14天后拆除，内支撑拆除符合DL/T5017及《招标文件》中技术条款的有关要求。

7、安装焊缝、内支撑顶点及油漆损坏部位补涂

在安装焊缝两侧各100mm范围、内支撑顶点部位以及涂层损坏处，钢衬表面按规定进行除锈及补刷涂料。

8、灌浆孔封堵

混凝土浇筑及接缝灌浆完成后，旋下保护孔塞。灌浆孔封堵前进行临时保护。封堵时按照事先制定好的封堵工艺进行，封堵时先拧下灌浆孔孔塞，将灌浆孔内的灰浆等杂物清除干净，用气喷灯或其它加热设备将灌浆孔内的水汽烤干并预热，然后旋上孔塞，以补强板作外层垫板，封焊灌浆孔，焊接过程中注意观察，若发现有水汽，继续烘烤，确认可焊接后方可继续焊接。将塞焊部位焊缝打磨平整，用着色渗透探伤检查焊缝表面有无裂纹，合格后进行灌浆孔部位的清理除锈，补刷涂料。

9、钢衬验收

钢衬安装完成后，按设计及设计规范要求对钢衬进行安装验收。

水下焊接篇10

关键词：制造工艺 门叶组装 整体焊接 焊接工艺

1概述

太浦河泵站位于江苏省吴江市庙港镇境内的太浦河节制闸南侧，距东太湖约2公里，距苏州市约51公里，与已建的太浦河节制闸平列布置，中心线平行距离200米。

泵站设计流量为300m3/s，安装有6台50 m3/s的斜轴泵，水泵型式为斜15°斜轴泵，转轮直径4.1m，配套1600kw异步电动机，水泵最高净扬程1.64m，设计净扬程1.39m，最低净扬程0.76m。

每一台斜轴泵有两个进水孔口和两个出水孔口，在水泵处汇在一起，泵站在太湖侧是进水池，12个孔口，安装四套检修闸门；泵站在太浦河侧是出水池，12个孔口，前后两道闸门，第一道闸门为多叶拍门，第二道闸门为快速工作闸门。在枯水期，太湖水位比太浦河水位低，为了防止太浦河水倒流回太湖，故安装多叶拍门，即止回水闸门。中国水利水电第十一工程局机电安装分局是第一次制造大型拍门。

太浦河泵站多叶拍门的特点：

多叶拍门尺寸为高5.365m×宽4.47m×厚0.55m,每台工作拍门上有3个小拍门，故名多叶拍门 ,每个小拍门过水面积为1.0 m×3.0m,每个工作拍门的过水流量为25m3/s,为目前同类泵站拍门外形尺寸最大和过水流量最大。如此大的拍门在太浦河泵站应用，是上海和天津两个水利水电勘测设计院联合首次研制开发应用的结果，意义非常之大，为以后的水利工程建设拍门的使用打下了良好的基础。

拍门特性表1：

序号

名称

特性

1

孔口型式

潜孔式

2

孔口尺寸（宽×高）

4.0m×4.703m

3

设计水位

7.99m

4

底坎高程

－4.45m

5

操作方式

动水启闭

6

水压力

1095KN

7

孔口数量

12

8

多叶拍门数量

12

9

拍门型式

平面定轮钢闸门带多叶拍门

10

吊点距

单吊点

11

启门力

10t

12

启闭设备

250KN液压启闭机

多叶拍门基本参数表2：

序号

名称

特性

1

多叶拍门高度：

5365mm

2

多叶拍门宽度：

4470mm

3

多叶拍门厚度(边梁厚度)：

550mm

4

多叶拍门定轮：

φ700mm悬臂轮4个，

5

定轮轴承形式

自向心关节轴承

6

多叶拍门封水宽度：

4080mm

7

水封形式

P50-3

8

多叶拍门小拍门数量

3个

9

小拍门过水面积

3×1000mm×3000mm

2多叶拍门制造工艺

为确保产品质量，多叶拍门制造在制造厂内进行制造与防腐，多叶拍门制造严格按图纸及现行技术规范进行施工。产品完工后，经监理工程师验收合格后运至施工现场。

多叶拍门类似普通的平板闸门，但多叶拍门的制造不同于普通的平板闸门的制造，它的难点在于：第一，多叶拍门门叶有三个过水通道，门叶在整体焊接时，由于焊接前的刚度影响，很容易产生焊接变形，造成门叶扭曲，影响多叶拍门的封水效果。这就要求在焊接多叶拍门门叶时，要有严密的焊接措施和焊接工艺，而且在焊接过程中要严格检测焊接变形，随时调整焊接步骤，消除焊接变形带来的门叶扭曲。第二，多叶拍门是在自然状况下密封，这就要求多叶拍门的水封座板光洁度和平面度精度相当高，为达到这一要求，水封座板必须进行机加工来满足要求。

多叶拍门制造工艺流程图：

原材料的准备：制造使用的钢材必须符合设计图样规定，并应具有出厂质量证书；焊接所用GBE4303焊条，并应具有出厂质量证书。

测量工具准备：制造过程和检验过程中，要求使用经过校验的仪器和量具进行测量。精度为万分之一的钢卷尺、J2型经纬仪、S3型水准仪等。

焊缝分类：

一类焊缝：拍门主梁、边梁的腹板及翼缘板的对接焊缝。

拍门吊耳板、吊杆的对接焊缝。

拍门主梁与边梁腹板连接的角焊缝及翼缘板连接的对接缝。

二类焊缝：拍门面板的对接焊缝。

拍门主梁、边梁的翼缘板与腹板的组合焊缝及角焊缝。

拍门吊耳板与门叶的组合焊缝及角焊缝。

主梁、边梁与门叶的组合焊缝及角焊缝。

三类焊缝：不属于一、二类焊缝的其他焊缝都为三类焊缝。

焊缝布置：钢板拼接，两平行焊缝之间的距离应大于等于500 mm；结构件组装，任何两平行焊缝之间的距离应大于3倍板厚，且大于等于100 mm。

2.2下料工艺及技术要求：

采用半自动切割机切割钢板，由于板料较长，为防止切开的板料下垂及侧弯，在切割缝上骑缝点焊连接板，待切割完后再打开。切割完成的板料，全部用刨边机按规定加工出平面、X型或单面V型坡口。

2.2.1划线

钢板划线的允许偏差：

矩形裁片（长、宽尺寸在1m以内）：

长、宽方向偏差 ≤±0.5mm

对角线差 ≤1mm

对应边相对差 ≤0.5mm

矩形裁片（长、宽尺寸在1m以上）：

长、宽方向偏差 ≤±1mm

对角线差 ≤2mm

对应边相对差 ≤1mm

2.2.2下料：

下料时要考虑切割量、机加工量及焊接收缩量。切割量按4-6 mm预留，机加工量按单边4-6 mm预留，焊接收缩量按1/1000 mm预留。下料后对要刨边的工件要划出刨边线及检查线，并打上样冲孔。

2.2.3机加工刨边：

刨边时按刨边线进行刨边，刨边后经检验合格，方可转入下道工序。

2.3单构件制造

将主梁、次梁等工字梁各自拼装，拼装前将下料件整平直，校对各下料件尺寸，按设计图纸和工艺顺序进行拼装，拼装点焊固定后，按焊接工艺要求进行焊接，焊接检验合格后，将焊接后的部件进行整形，符合要求后，方可转入下道工序。

吊耳、滑块、侧轮、水封座板按单件图加工，经检验合格后，方可进行装配。

2.4门叶整体组装：

2.4.1门叶面板画线

组装时，应在测量合格的平台上进行，平台平面度不大于3 mm。将上、下门叶的面板吊放在平台上，按组装位置摆放到位，校平后，面板纵、横向平面度不大于2mm,扭曲不大于2mm。先在面板上画出门叶中心线，再画出各横梁、纵梁等组装线，将纵、横向焊接收缩量平均分配在各个空格内。

2.4.2组装顺序：

组装横梁及纵梁:

从闸门上端开始吊装横梁，按面板上画出的组装线进行组装，调整到位。接着吊装纵梁。纵梁腹板与横梁腹板的对接间隙要控制在1mm以内，调整后点焊固定。依此安装横梁及纵梁。以面板中心为基准，挂出横梁两端腹板、翼板端部线，以控制两端分别在各自的同一平面内。

组装边梁

横梁及纵梁等部件组装后，检查门叶各部尺寸，确认达到要求后，吊装边梁，可在边梁两端上、下侧部位各焊一只拉紧器，使边梁向门体靠拢就位。边梁调整后，点焊固定。控制门叶底缘不平度应小于2mm门叶底缘倾斜度小于2mm,两侧边梁接触良好。

2.4.3焊前检查：

各部件组装后应进行几何尺寸的检查，检查时门叶应处于自由状态，待各部位尺寸自检、复检合格后，做出焊前检查记录，提交质检部门，经检验人员检验合格后方可进行焊接。

2.5焊接工艺：

多叶拍门制造质量的好坏，最主要是看焊接质量，门叶焊接工艺不当，将引起门叶焊接后产生严重变形，产生扭曲，影响拍门制造质量。

2.5.1焊接原则：

在焊接过程中，门叶始终应处于自由状态；采用对称、分段、跳焊等方法各单元同步焊接。边焊接、边检查，随时监视门叶的变形、扭曲情况，以便于采取矫正措施；在焊接过程中，选取相同的焊接参数，偶数焊工对称焊接；边梁与门叶连接处焊缝待门叶整体焊接结束后进行。

2.5.2具体焊接步骤与方法：

⑴将面板、各翼板、各腹板等连接处焊缝定位焊，使闸门构成一个坚固的整体。定位焊长度应在50mm以上，间距为300-400mm，厚度不宜超过正式焊缝厚度的二分之一，且最厚不超过8 mm，定位焊的引弧和熄弧点应在坡口内，严禁在母材其他部位引弧。定位焊后的裂纹、气孔、夹渣等缺陷均应清除。定位焊工艺对焊工的要求与正式焊缝相同。

⑵焊接横梁翼板与纵梁翼板的连接焊缝。

⑶焊接横梁腹板与纵梁腹板的连接焊缝。将腹板高度方向分成两段，先焊上面一段，再焊下面一段。

⑷焊接面板与横梁、纵梁及水平次梁等连接处焊缝。

⑸待焊缝冷却后，要进行全面检查。根据门叶焊后几何尺寸，两边梁中心距控制在图纸尺寸+1～+2以内，方可进行边梁与门叶的焊接。

⑹焊接边梁翼板与横梁翼板的连接焊缝。先焊上面一段，再焊下面一段。

⑺焊接边梁腹板与水平次梁的连接焊缝。

2.5.3焊后检查：

多叶拍门门叶在整体焊接后，进行了主要项目检查，特别是门叶扭曲检查，它是多叶拍门能否正常运行的关键，从表4中可以看出，12台多叶拍门门叶整体焊接后，门叶扭曲没有发现超标现象，这说明多叶拍门的制造工艺是合理的、行之有效的。

2.6多叶拍门附件安装

2.6.1吊耳安装

吊耳组焊成整体后与门叶组装。吊耳安装时要保证闸门吊耳孔的纵、横向中心偏差均不超过±2mm。吊耳、吊杆的轴孔应各自保持同心，其倾斜度应不大于1/1000。

2.6.2侧轮安装

以门叶中心为基准，画出侧轮安装位置线，用模板配钻，并检查各安装孔位置是否与图纸一致。经检查合格后，将侧轮摆放到位，经调整后，使两侧轮支承距离为4000±5。

2.6.3悬臂轮安装

为了多叶拍门在门槽中,上下灵活运行,减少阻力,多叶拍门上的4个直径700mm悬臂轮所采用的轴承是自向心关节轴承,我们以往制造的各种闸门,悬臂轮所采用的轴承均是青铜瓦结构.自向心关节轴承运转效果非常好,但轴承价格较昂贵. 自向心关节轴承的优点是多维空间转动灵活,可随着拍门槽轨道,调整拍门的封水效果,并且平时不需要检修.

以门叶中心为基准，画出悬臂轮中心线（悬臂轮中心至门叶中心线2145±1mm，悬臂轮中心跨度4290±2mm），按拍门总图画出悬臂轮安装位置线，用模板配钻，并检查各安装孔位置是否与图纸一致。经检查合格后，将悬臂轮摆放到位，经调整后达到以下要求：所有悬臂轮应在同一平面内，其平面度允许公差应不大于1.0mm；悬臂轮与止水座基准面的平行度允许公差应不大于0.5mm；悬臂轮跨度的允许偏差为±2.0mm,同侧轮的中心线偏差应不大于2.0mm。经调整合格后，把合螺栓。

2.6.4水封座板安装

以门叶中心线为基准，画出侧水封座板安装线。以门叶底缘为基准，画出顶水封座板安装线。

以悬臂轮工作面为基准，拼装、焊接已钻孔的水封座板，在同一横断面上，悬臂轮的工作面与止水座面的距离允许偏差为±1.5mm。悬臂轮与止水座基准面的平行度允许公差应不大于0.5mm。

水封座板经验收合格后，安装水封。顶、侧水封工作面应在同一平面内，其不平度不超过1.0mm，底水封的不平度不超过2.0mm。

2.7多叶拍门（3个）制造

多叶拍门的制造工艺同整体门叶制造工艺相同。

为了保证多叶拍门的密封效果，多叶拍门的水封座板要在平面刨床上进行机加工，使平直度和光洁度符合设计图纸要求。多叶拍门安装时，要严格控制拍门的两个支铰，使其旋转运行自如,这就要求在安装支铰时,支铰的安装角度和间隙必须符合设计参数。

在自然状况下，水封接触面作透光检查，不得透光。

2.8多叶拍门整体静平衡试验

拍门各零部件组装完毕检验合格后，必须作静平衡试验：将拍门吊离地面100mm，吊点保持水平，通过悬臂轮中心测量拍门前后左右的倾斜值，倾斜度不应超过门高的1/1000，否则拍门加配重进行调整。

2.9拍门防腐技术要求

喷沙除锈达Sa2.2级，喷Ac厚160μm，涂环氧云铁防锈底漆2层，干膜总厚50μm，环氧沥青防锈面漆2层，干膜总厚120μm。

2.10包装运输方案

在制作过程中及运往工地时，均采用汽车运输。装车时，下部应垫上合适的方木，并对易受碰撞部位加以保护。对超宽、超高部分应做明显标志，紧固件应按型号分类装箱或装袋。

3多叶拍门安装工艺

闸门安装前应具备的条件：埋件二期砼强度已达到要求，经复测埋件各部位尺寸符合设计规定；门槽内的模板、灰渣及所有杂物全部清除。

拍门运至工地入槽前进行全面复查：拍门外形是否变形，悬臂轮踏面是否在同一平面内，止水橡皮是否完好无损等，并作出复检记录，复检中如有不合格处应作出及时处理，拍门方可正式安装。

拍门安装：用13t门机将拍门吊起到垂直状态，使其底缘缓缓落入孔口，在此之前，先在轨道面上喷洒少量皂水，以助，避免损坏止水橡皮。拍门在门槽内处于自由状态下，检查拍门滚轮（包括悬臂轮和侧导向轮）、止水橡皮与门槽各部位的配合质量，使用灯光和量具检查止水橡皮的压紧情况，记下透光部位并进行处理。

检查闸门在工作状态下安装质量达到要求后，使用起重设备吊起闸门反复起落3次，观查拍门体在门槽内的动态情况，滚轮及止水橡皮与轨道间不得有卡阻现象。在启闭机安装后应进行启闭机和闸门的联动试验。门体上的多叶拍门，在门体处于垂直状态时均应能够灵活转动。建筑物内充水后，检查闸门的实际密封状况，在动水状态下启闭，检查全部机电设备的设计安装质量。

目前12台拍门都已安装、调试完毕，封水效果良好。

4总结

首先，多叶拍门类似普通的平板闸门，但多叶拍门的制造不同于普通的平板闸门的制造，它的难点在于：多叶拍门门叶有三个过水通道，门叶在整体焊接时，由于焊接前的刚度影响，很容易产生焊接变形，造成门叶扭曲，影响多叶拍门的封水效果。这就要求在焊接多叶拍门门叶时，要有严密的焊接措施和焊接工艺，而且在焊接过程中要严格检测焊接变形，随时调整焊接步骤，消除焊接变形带来的门叶扭曲。