《尿素級雙相不鏽鋼焊接工法》是中國化學工程第七建設有限公司、中國化學工程第三建設有限公司完成的工程建設類施工工法；完成人是孫遜、蘇富強、黃俊斌、吳明傲、崔建興；該工法適用於所有雙相不鏽鋼的焊接。
《尿素級雙相不鏽鋼焊接工法》主要特點是：施工簡單方便，速度快，施工效率高；施工工藝先進、成熟，具有補償保護焊接過程中氮的損失，確保雙相不鏽鋼的焊接性能，能有效地控制施工質量。新工藝四個特點：焊接線能量可在較大的範圍內（6~60千焦/厘米）變化，根據實焊經驗，線能量一般為10~40千焦/厘米。焊件較厚者採用較大線能量。線能量的具體選定以獲得綜合良好的物理-化學性能為主要目的；不硬性規定層間溫度最大控制值；採用純氮或90%N2+10%H2作為背面保護氣體；採用98%Ar+2%N2作為焊槍保護氣體；該方法可以節約氬氣、減少工時、能耗和原材料；產品質量安全可靠；縮短工期，降低施工成本。
2011年9月30日，《尿素級雙相不鏽鋼焊接工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為國家二級工法。
基本介紹
- 中文名：尿素級雙相不鏽鋼焊接工法
- 工法編號：YJGF66-92
- 類別：工程建設類
- 完成單位：中國化學工程第七建設有限公司、中國化學工程第三建設有限公司
- 主要完成人：孫遜、蘇富強、黃俊斌、吳明傲、崔建興
- 審批單位：中華人民共和國住房和城鄉建設部
- 主要榮譽：國家二級工法（2009-2010年度）
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,工藝流程,操作要點,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
原尿素級雙相不鏽鋼焊接工法於1992年獲得部級工法，1993年榮獲國家級工法，經過多年的工程實踐和套用，在原工法的基礎上經過多項技術創新，不斷完善總結出《尿素級雙相不鏽鋼焊接工法》，該工法能並使鐵素體組織能更好地向奧氏體組織轉變，保證獲得合理的相比例，能有效地抑制鉻的氮化物的生成，提高焊接接頭的衝擊值，提高抗點蝕能力等。其主要創新如下：
1、採用純N2作為背面保護氣體可以保護焊縫內表面不受氧化，有效地抑制鉻的氮化物的生成，提高抗點蝕能力。採用90%N2+10%H2混合氣體，氫作為脫氧劑可使底層焊道的表面完全避免氧化膜，可進一步改善抗點蝕能力。同時氫的加入可提高焊接熔池的流動性，有利於獲得良好成型的底層焊道。
2、正面採用98%Ar+2%N2作為保護氣體。可以防止焊縫金屬中氮元素向外發生擴散現象，從而確保高溫狀態下焊縫金屬中的單項鐵素體組織在冷卻過程中轉變成奧氏體組織的相變能夠按照需要的數量完成。
3、開發的管道背面保護裝置可以有效防止焊接過程中合金元素氮的損失，《管道焊接管內保護氣體密封裝置》獲得國家實用新型專利產品（ZL200920142835.5）。
雙相不鏽鋼焊接工法在多項工程中運用情況良好，在工程經驗的基礎上，中國化學工程第七建設有限公司和中國化學工程第三建設有限公司完成了《尿素級雙相不鏽鋼焊接工法》。
工法特點
《尿素級雙相不鏽鋼焊接工法》的特點是：
1、施工簡單方便，速度快，施工效率高。
2、施工工藝先進、成熟，具有補償保護焊接過程中氮的損失，確保雙相不鏽鋼的焊接性能，能有效地控制施工質量。新工藝另外四個特點：
（1）焊接線能量可在較大的範圍內（6~60千焦/厘米）變化，根據實焊經驗，線能量一般為10~40千焦/厘米。焊件較厚者採用較大線能量。線能量的具體選定以獲得綜合良好的物理-化學性能為主要目的。
（2）不硬性規定層間溫度最大控制值。
（3）採用純氮或90%N2+10%H2作為背面保護氣體。
（4）採用98%Ar+2%N2作為焊槍保護氣體。
3、此方法可以節約氬氣、減少工時、能耗和原材料。
4、產品質量安全可靠。
5、縮短工期，降低施工成本。
操作原理
適用範圍
《尿素級雙相不鏽鋼焊接工法》適用於所有雙相不鏽鋼的焊接。
工藝原理
1、雙相不鏽鋼的結晶方式與奧氏體不鏽鋼結晶方式有原則區別，因而對焊接工藝的要求也各不相同。
結晶方式（Solidification mocle）是一種合金從液態向固態凝固和在固態下的相變過程，即一種合金按狀態平衡圖進行相變的過程。右圖為Fe-Cr-Ni三元狀態平衡圖的一角，圖中一條垂直的虛線典型地代表25-5-2型雙相不鏽鋼的近似成分。
Fe-Cr-Ni三元狀態平衡圖
雙相不鏽鋼的結晶方式與單相奧氏體不鏽鋼的結晶方式有原則性的區別。由右圖可看出。雙相不鏽鋼的相析出順序是：L→L+δ→δ→δ+γ。
因此，在結晶過程中，初生固相的鐵素體（δ），奧氏體相是由鐵素體相轉變出來的。相反地，單相奧氏體不鏽鋼，例如25-20型不鏽鋼，初生相是奧氏體，其相析出順序是：L→L+γ→γ。
上述兩種不同的結晶方式對不鏽鋼的焊接工藝影響很大。在焊接尿素級316L奧氏體不鏽鋼時，為了降低焊接金屬中的鐵素體含量，現傾向於使用25-22-2型純奧氏體焊絲和焊條。因而在工藝上要求採用儘可能小的線能量和嚴格控制層間溫度在較低的溫度範圍內，其目的是使焊接熔池在較快的冷卻速度下結晶和冷卻，從而獲得儘可能單一的純奧氏體焊縫金屬，以滿足規範要求（例如要求鐵素體含量少於0.6%）。相反地，雙相不鏽鋼焊接時，在保證鐵素體與奧氏體比例大體相當的前提下，希望從鐵素體中轉變出更多的奧氏體，以提高焊縫金屬的抗點蝕能力，因此，把線能量控制在15千焦/厘米是不必要的，相反應採用較大的線能量施焊。
2、現代雙相不鏽鋼焊接對層間溫度的敏感性不大：現代雙相不鏽鋼，例如Sandvik SAF2304和SAF2205、SA312DP-3、DUPLEX SA790 UNS S31803，SAFUREX A790 UNS S32906等，由於成分選擇良好，鐵素體與奧氏體比例合適，因此形成δ相的傾向很小，475℃脆化傾向也比老型號的雙相不鏽鋼小很多。舉例說，對Sandvik SAF2205來說，最危險的溫度範圍是850℃附近。在該溫度範圍內，有害相的析出需要好幾分鐘。然而，在正常的焊接條件下，焊縫熱循環經歷這一危險溫度範圍的時間典型地為10秒。即使採用焊前預熱300~340℃，焊縫熱循環經歷850℃附近的時間也只比未預熱的焊縫增加50%，這是可以忽略不計的。475℃脆化更不可能發生，因為，要使這種脆化能被檢測出來也要使焊縫金屬在475℃下停留好幾小時。這是不可能的。由此看來，規定層間溫度不大於150℃對雙相不鏽鋼的焊接沒有意義。
3、雙相不鏽鋼焊接時背面的保護氣體成分純氮比純氬更好：人們在研究雙相不鏽鋼抗點蝕能力時發現，在鐵素體相中鉻的氮化物Cr2N的存在降低了雙相不鏽鋼焊縫金屬和熱影響區的抗點蝕能力。用低線能量施焊得到的焊縫金屬和熱影響區因鐵素體相比較多，因而有相當數量的Cr2N存在。Cr2N的析出隨著線能量的提高而減少，直至線能量提高至某一數值時而完全消失。該現象表明：如果有某種背面保護氣體既能起保護作用又能減少焊縫內表面中鐵素體相的數量，應能進一步提高雙相不鏽鋼焊縫的抗點蝕能力。氮氣正好能起這種作用。用純氮代替純氬作背面保護氣體，除提供保護焊縫內表面不受氧化的作用外，氮還擴散到焊縫金屬和熱影響區內，從而增加底層內表面的奧氏體含量，即相對減少鐵素體含量，這樣，就有效地抑制了鉻的氮化物的生成，抗點蝕能力因而得到進一步的提高。此外，用純氮代替純氬作背面保護氣體，在經濟上也合理。90%N2+10%H2混合氣體作雙相不鏽鋼底層焊接的保護氣體比純N2的作用更好。氫作為脫氧劑可使底層焊道的表面完全避免氧化膜，可進一步改善抗點蝕能力。同時氫的加入可提高焊接熔池的流動性，有利於獲得良好成型的底層焊道。
4、保護氣體採用98%Ar+2%N2。在雙相鋼的焊接過程中，如果採用單一氬氣進行保護，焊接過程中焊縫金屬中氮元素會發生擴散現象。為了控制焊縫中的鐵素體的含量，焊接過程中，在保護氣氬氣中添加適量的氮氣，通過保護氣氛的富氮化，來防止焊縫金屬中氮元素向外發生擴散現象的出現，從而確保高溫狀態下焊縫金屬中的單項鐵素體組織在冷卻過程中轉變成奧氏體組織的相變能夠按照需要的數量完成。焊接表明，在保護氣體中添加2%的氮，就可以防止焊縫中金屬氮元素擴散現象的發生。這也是該工法創新點之一。
工藝流程
《尿素級雙相不鏽鋼焊接工法》施工工藝流程見下圖：
施工工藝流程圖
操作要點
《尿素級雙相不鏽鋼焊接工法》操作要點包括：
一、焊接工藝規程（WPS）的編制
1、坡口設計：當壁厚T≦19時為單伏坡口，T>19時為複合V形坡口。對接接頭的坡口尺寸如下圖所示：
雙相不鏽鋼對接接頭的坡口形式（單位：毫米）
2、焊接方法：一般為GTAW+SMAW。當管徑≦57毫米且壁厚≦3毫米時，宜使用全氬弧焊代替氬弧焊打底手工電弧焊填充蓋面。
3、保護氣體：保護氣體採用98%Ar+2%N2（防止氮元素擴散）。背面保護氣體：在築弧焊打底時，純気背面保護氣體雖然可以滿足規範要求，但純N2或90%N2+10%H2混合氣體更為可取，氫的加入要使焊縫內表面更為光亮且成型美觀。
4、 母材組合與焊接材料選擇（參見下表）：
鋼號\成分％ | C | Si | Mn | Cr | Ni | Mo | N | 鐵素體％ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
SAF2205 | ≦0.030 | ≦1.0 | ≦2.0 | 22 | 5.5 | 3 | 0.14 | 45 |
SA312DP-3 | <0.030 | - | 0.2~0.8 | 24~26 | 5.5~7.5 | 2.5~3.5 | - | - |
S31803 | 0.025 | 0.32 | 1.84 | 22.54 | 5.41 | 3.06 | 0.15 | |
SAFUREX | 0.015 | 0.27 | 1.0 | 28.93 | 7 | 2.17 | 0.329 | |
316L | ≦0.030 | ≦0.01 | - | 16~18 | 10~14 | 2.0~3.0 | - |
上表列出了四種尿素級雙相不鏽鋼Sandbik SAF2205（瑞典生產）、A312DP-3（日本生產）、S31803（瑞典Stamicarbon生產）、以及SAFUREX（瑞典Stamicarbon生產）的化學成分，並同316L奧氏體不鏽鋼進行了比較。SAF2205與316L的機械性能比較見下表：
鋼號/機械性能 | δs 牛/平方毫米 | δb 牛/平方毫米 | δ% |
|---|---|---|---|
SAF2205 | 450 | 680~900 | 25 |
316L | 220 | 530 | 55 |
尿素級雙相不鏽鋼同種材料焊接時，可選用下表中任何一組焊接材料。
焊絲 + 焊條分組如下：
（1）Sandvik22，8、3L + Sandvik22、9、3L；
（2）DP-3T + DP-3；
（3） WeL-TIG329J2L + WeL-329J2L；
（4）ER2209 + E2209-16；
（5）SAFUREX焊絲 + SAFUREX焊條。
焊接材料 | C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | N | Mo | 生產廠 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
焊絲 | 22.8.3L | 0.020 | 0.504 | 1.6 | 0.03 | 0.03 | 22.5 | 8 | 0.14 | 3 | SandviK |
DP-3T | 0.016 | 4.45 | 1.5 | 0.016 | 0.003 | 22.4 | 7.09 | 0.14 | 2.94 | SumITOMo | |
WeL-TiG329J2L | <0.03 | <0.65 | <2.0 | <0.03 | <0.02 | 121.5/23.5 | 7.5/8.5 | - | 2.5/3.5 | NIPPON | |
ER2209 | 0.015 | 0.29 | 1.0 | 0.005 | 0.005 | 28.71 | - | 0.321 | 2.16 | SandviK | |
SAFUREX焊絲 | 0.02 | 0.33 | 0.92 | 0.015 | 0.001 | 28.78 | 6.8 | 0.36 | 2.18 | SAFUREX | |
焊條 | 22.93L | 0.03 | 1.0 | 0.8 | 0.02 | 0.02 | 22.5 | 9.5 | 0.14 | 3 | SandviK |
DP-3 | 0.026 | 0.48 | 0.8 | 0.023 | 0.001 | 22.97 | 9 | 0.15 | 2.92 | SumITOMo | |
WEI-329J2L | <0.03 | <0.65 | <2.0 | <0.020 | 21.5/23.5 | 7.5/8.5 | - | - | 2.5/3.5 | NIPPON | |
E2209-16 | 0.015 | 0.29 | 1.0 | 0.005 | 0.005 | 28.71 | 7.08 | 0.321 | 2.16 | SandviK | |
SAFUREX焊條 | 0.042 | 0.61 | 1.1 | 0.021 | 0.005 | 29.0 | 8.3 | 0.351 | 2.14 | SAFUREX | |
尿素級雙相不鏽鋼往往要同316L組合焊接，此時，有兩組焊接材料可供選擇：
第一組：Er316L + E316L；
第二組：25-22-2型焊絲（如2RM-69或Sandvik 25、22、2LMN焊絲或） + 25-22-2型焊條（如BM310MoL或Sandvil25、22、2LMn焊條）。
進行尿素級雙相不鏽鋼夾套管的焊接時，往往發生尿素級雙相不鏽鋼與碳鋼組合的焊接。焊接的方法有兩種，一種是先在碳鋼一側用過渡焊條E309L堆焊一過渡層，打磨後，按雙相鋼同種材料焊接工藝施焊。這種方法適用於厚壁對接焊縫。另一種是直接用25-22-2型焊接材料施焊，這種方法在焊接夾管時有明顯的優越性。
此時，可採用下列組合的焊接材料：25-22-2型焊絲（如2RM-69或Sandvik25、22、2LMn焊絲）25-22-2型焊條（如BM310MoL或Sandvik25、22、2LMn焊條）。
5、焊接參數：
以焊接線能量來綜合地表示焊接參數。如前所述，線能量可在6~60千焦/厘米的範圍內變化，在現場焊接條件下通常在10~40千焦/厘米的範圍內變化，其鐵素體含量都大於40%，符合規範要求；其金相組織為鐵素體+奧氏體，沒有a一相析出。線能量的具體確定（通過多次工藝評定）應以獲得最佳綜合物理一化學性能的焊接接頭為主要目標。
焊接線能量與壁厚之間有某種關係：大體可按下表選擇。
壁厚範圍（毫米） | 焊接線能量（千焦/厘米） |
|---|---|
≦3 | 10~20 |
>3~12 | 20~30 |
>12 | 30~40 |
以某中國之外工程雙相不鏽鋼為例，其焊接參數詳見下表：
層數 | 焊接方法 | 焊條牌號 | 規格毫米 | 電流種類及極性 | 電流（安） | 電壓（伏） | 焊接速度厘米/分鐘 | 線能量千焦/厘米 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | GTAW | SAFUREX焊絲 | Φ2.4 | DCSP | 90~110 | 9~14 | 5~8 | 6~19 |
2 | GTAW | SAFUREX焊絲 | Φ2.4 | DCSP | 90~110 | 9~14 | 5~8 | 6~19 |
3 | SMAW | SAFUREX焊焊條 | Φ3.25 | DCRP | 80~115 | 20~26 | 9~14 | 10~23 |
4~N | SMAW | SAFUREX焊焊條 | Φ4.0 | DCRP | 110~140 | 25~30 | 10~14 | 12~25 |
6、預熱、層間溫度控制和焊後熱處理：
尿素級雙相不鏽鋼焊接不要求預熱和焊後熱處理。如前所述，層間溫度控制也是沒有必要的。
二、焊接工藝評定（PQR）的進行
焊接工藝評定試件的坡口尺寸按上圖“雙相不鏽鋼對接接頭的坡口形式”示意圖。焊接位置與現場焊接施工相適應。試件按編制的WPS所規定的焊接條件施焊。試件的試驗項目和合格標準由設計所採用的焊接工藝評定標準決定。
鑒於尿素級雙相不鏽鋼常與尿素級316L奧氏體不鏽鋼並列使用且用來構成夾套管道。因此，在管道焊接中應完成三組材料組合的焊接工藝評定，即雙相不鏽鋼+雙相不鏽鋼；雙相不鏽鋼+316L奧氏體不鏽鋼；雙相不鏽鋼+碳鋼。在設備製作中，除上述組合外，還要做在碳鋼基體上堆焊雙相不鏽鋼層的焊接工藝評定。
休氏試驗（Huey Test）對尿素級雙相不鏽鋼，如同對尿素級316L奧氏體不鏽鋼一樣是必須做的。休氏試驗一般按ASTM A262標準中的“C”法進行。但是，不同的設計單位和製造廠家可按具體使用條件的特點做必要的變更和補充。對試驗結果的評定也是如此，義大利TECNIMONT公司對尿素級雙相不鏽鋼SAF2205和尿素級奧氏體不鏽鋼AISI316L管材及焊接接頭休氏試驗的接收標準參見下表，可作參考：
項目 | SAF2205 | AISI316L |
|---|---|---|
最大腐蝕速度 毫米/年（5個試驗循環的平均值） | 0.6 | 0.8 |
選擇性腐蝕 微米 | 180 | 180 |
焊接工藝評定合格後，原編制的WPS即為有效。
三、焊工培訓與考試
焊接工藝評定合格後，即可根據焊工考試規則組織相應項目的焊工培訓與考試。採用哪種焊工考試規則由設計決定或由工程標準給出。焊工考試試件的檢驗項目和合格標準按所採用的焊工考試規則而定。
四、焊接坡口置備、組對、清理、定位焊
1、坡口準備
（1）焊接施工時焊縫的坡口尺寸按圖5.2.1加工。
（2）應採用機械方法（車床、專用砂輪機、坡口機等）切割和加工坡口；當採用等離子弧方法加工坡口後，應除去坡口表面的氧化皮、熔渣及影響接頭質量的表面層，並應將凹凸不平處打磨平整。對於管道上的開孔，應採用台鑽或角磨機等機械方法進行開孔和修磨坡口。
（3）砂輪打磨應採用不含鐵的氧化鋁或碳化矽材質的砂輪片。
2、焊前清理與保護
（1）焊前應對坡口及兩側各100毫米範圍內的氧化皮、油脂、灰塵、和其他污染物等，先用不鏽鋼絲刷或專用砂輪機清理，再用丙酮清洗乾淨。
（2）焊條電弧焊時，坡口兩側各100毫米範圍內，宜在施焊前塗刷防護劑等防止焊接飛濺物沾污焊件表面的措施。
3、組對
（1）焊件地面組對時套用枕木或橡膠板鋪墊隔離地面，儘可能避免使用卡具。
（2）使用工卡具時，工卡具的材質應為雙相鋼或奧氏體不鏽鋼，不得使用碳鋼工卡具。工卡具焊接應採用與正式焊縫焊接相同的焊材和焊接工藝。
（3）管道組對時，內壁錯邊量不應大於壁厚的10%，且不得超過0.5毫米。若內壁錯邊量超過規定值，應開1：4的錐形內坡口。
4、定位焊
（1） 焊接定位焊縫的焊接材料和焊接工藝應與正式焊接相同，且應由合格焊工施焊；
（2）定位焊縫採用鈞極氬弧焊時，背面應進行氮氣保護；
（3）定位焊縫應均勻分布，定位焊縫的長度宜為10~15毫米，高度宜為2~4毫米，且不應超過壁厚的2/3；
（4）定位焊縫應保證焊透及熔合良好，且不得有氣孔、夾鴇、裂紋等焊接缺陷；
（5）定位焊縫應平緩過渡到母材上，且焊縫兩端應磨削成緩坡。
五、現場施焊與焊縫檢驗
由考試合格的焊工按生效的WPS進行現場焊接。
焊縫檢驗項目範圍和合格標準應遵循設計所採用的標準或工程標準的規定。通常，尿素級雙相不鏽鋼套用於尿素裝置中的高壓管道，在此情況下，往往要求對底層焊道做100%著色檢驗，對最終焊縫做100%的射線檢查，鐵素體檢查。焊接返修時應採用砂輪打磨的方法消除焊接缺陷，嚴禁採用碳弧氣刨等熱加工方法。
六、勞動力組織
《尿素級雙相不鏽鋼焊接工法》的勞動力組織一覽表見下表（以某中國之外工程雙相鋼的焊接為例，總工作量為1800D-in）：
序號 | 單項工程 | 人數（人） | 崗位職責 | 備註 |
|---|---|---|---|---|
1 | 焊接技術人員 | 2 | 管理 | - |
2 | 氬弧焊工 | 3 | 清理、焊接 | 持有效證 |
3 | 電焊工 | 6 | 清理、焊接 | 持有效證 |
4 | 氣焊工 | 2 | 配合施工 | 持有效證 |
5 | 電工 | 1 | 配合施工 | - |
6 | 無損檢測 | 2 | PT、RT | |
7 | 焊條烘乾 | 1 | 焊材管理 | |
8 | 管工 | 4 | 組對 | |
9 | 起重工 | 2 | 配合施工 |
材料設備
《尿素級雙相不鏽鋼焊接工法》所需材料設備以某中國之外工程雙相鋼的焊接為例，總工作量為1800D—in。
1、施工機具
雙相不鏽鋼焊接所需施工機具參見下表：
序號 | 儀器設備名稱 | 規格型號 | 單位 | 數量 | 備註 |
|---|---|---|---|---|---|
1 | 築弧焊機 | GS-400SS | 台 | 3 | - |
2 | 逆變焊機 | ZX400-7 | 台 | 6 | |
3 | 氫發生器 | 0.5~1.00立方米/小時（容量） | 個 | 2 | |
4 | N2+H2配比器 | GM100-23型 | 個 | 2 | （西德）或類似型號 |
5 | 等離子孤切割機 | LGK-120 | 台 | 1 | - |
6 | 坡口機 | - | 台 | 4 | |
7 | 鐵素體測定儀 | FeritsopeMⅡ | 台 | 1 | |
8 | 烘乾箱 | 0~450℃ | 個 | 1 | |
9 | 恆溫箱 | - | 個 | 1 | |
10 | X射線探傷機 | - | 台 | 1~2 | |
11 | 角向砂輪機 | Φ180 | 台 | 4 | |
12 | 角向砂輪機 | Φ150 | 台 | 4 | |
13 | 角向砂輪機 | Φ400 | 台 | 8 | |
14 | 氬弧焊把 | - | 套 | 2 | |
15 | 砂輪切割機 | Φ400 | 台 | 2 | 13 |
16 | 風速儀 | - | 個 | 1 | - |
17 | 焊接檢驗尺 | - | 個 | 2 | |
18 | 乾粉滅火器 | 手提式 | 套 | 4 | |
19 | 氣焊工具 | - | 套 | 1 |
2、施工材料
雙相不鏽鋼焊接所需施工材料參見下表：
序號 | 名稱 | 規格型號 | 單位 | 數量 | 備註 |
|---|---|---|---|---|---|
1 | 丙酮溶液 | - | 千克 | 15 | 清洗用 |
2 | 聚四氟塑膠管 | - | 米 | 50 | 輸送氬氣 |
3 | 流量計 | - | 塊 | 4 | 氣體調整 |
4 | 膠皮 | - | 平方米 | 0.5 | 堵板 |
5 | 鎢極 | Φ2.0 | 千克 | 若干 | 焊接用 |
6 | 水溶性紙 | - | 千克 | 若干 | 焊接用 |
7 | 不鏽鋼絲刷 | - | 把 | 10 | 清理焊口 |
8 | 布 | - | 千克 | 5 | 清理焊口 |
9 | 絲槓 | - | 套 | 若干 | 管口組對 |
10 | 編織布 | - | - | 若干 | 搭設防風棚 |
11 | 架桿 | - | - | - | 搭設防風棚 |
12 | 跳板 | 300X300 | 塊 | 40 | 搭設防風棚 |
13 | 鐵絲 | 12號 | 千克 | 50 | 搭設防風棚 |
14 | 清洗劑 | - | 瓶 | 20 | 著色探傷 |
15 | 滲透劑、顯影劑 | - | 瓶 | 各10瓶 | 著色探傷 |
質量控制
施工單位採用《尿素級雙相不鏽鋼焊接工法》的質量控制措施如下：
一、主要規範標準
由於該材料基本都是進口，所以在遵循中國之外標準的同時應滿足中國國內焊接標準。中國之外標準應執行：
1、《工藝管道》ASME B31.3；
2、《動力管道》ASME B31.1；
3、《焊接評定》ASME Sec.Ⅸ；
4、《無損檢測》ASME Sec.Ⅴ；
5、現有設計圖紙及施工技術要求；
6、廠家相關技術要求。
中國國內標準應執行:
1、《壓力管道、壓力容器焊工考試規則》；
2、《鋼製壓力容器焊接工藝評定》GB4708-2000；
3、《現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規範》GB50236-98。
二、質量保證措施
1、建立一套完整的焊接施工程式，加強質量控制，在進入下道工序前必須報檢。做好技術交底，對施工方法、程式、工藝要求、現場關鍵控制點做詳盡的交底。
2、實行全面質量管理，建立QC小組，由質檢員對各關鍵工序進行檢查，並做好記錄，實行質量一票否決權。
3、按照施工要求，健全崗位目標責任制，自檢與專檢相結合，確保工程質量。
4、編制詳細、合理的施工方案。
5、編制詳細的質量檢驗控制點，如：焊工培訓、工藝評定、工藝檔案的編審，焊接作業指導書等。
6、嚴格工藝紀律，控制錯邊量、裝配質量。
7、焊接設備及儀表應定期檢查，計量儀表應定期校驗。
8、避免材料表面劃傷和機械損傷。應使用不鏽鋼工具鐵離子污染的工具組對焊口，並保持清潔。
9、在焊縫附近做焊工標記及其他規定的標記時，不得使用鋼印或者對材料有污染的色印標記。
10、質量目標：焊接一次合格率達到98%以上。
安全措施
施工單位採用《尿素級雙相不鏽鋼焊接工法》需注意的安全措施有：
1、在施工中全面貫徹執行“安全第一，預防為主”的安全生產方針，建立健全的HSE管理體系，加強施工作業中的安全檢查上，確保作業標準化、規範化。
2、確立上崗職工的身體素質滿足其上崗的要求。
3、做好安全技術交底。
4、參加焊接施工的人員進行焊接時，必須按規定穿戴工作服、絕緣鞋、工作帽、手套及護目鏡；酸洗時應穿戴耐酸服、手套、鞋等勞保用品，嚴格執行操作規程。
5、現場施工用電必須採用三相五線制，使用符合標準的配電箱和開關箱，做到“一機、一閘、一保護”。
6、電焊機和電動砂輪等電氣設備必須進行可靠接地，並裝設漏電保護裝置。
7、高處作業時，必須按照安全規定要求掛安全帶，並防止高處物體墜落。
8、在焊接作業點火源10米以內、高空作業下方和焊接火星所及範圍內，應徹底清除有機灰塵、木材、榀紗、石油、汽油、油漆等易燃物品。
9、焊接工作現場要具備良好的通風環境。
10、焊接施工現場應保持消防道路暢通，且備齊相應的消防器材；必要時，應設專人看火。
11、無損檢測應設定專門警示牌和警戒線。
12、暑期現場工作時，應有相應的防暑降溫措施。
13、在使用氫氣發生器時，應特別注意防火、防爆，嚴格遵守氫氣發生器的操作規程。
環保措施
施工單位採用《尿素級雙相不鏽鋼焊接工法》需要注意的環保措施如下：
1、應遵循國家有關法律、法規、規範；行業的標準、規範、規定。
2、施工作業環境內噪聲限制值執行《工業企業噪聲控制設計規範》GBJ87-85中的要求。
3、施工作業環境內有毒物質和生產性粉塵最高容許濃度執行《工業企業設計衛生標準》GBZ1-2002中的要求。
4、施工環境合理布置，做到標牌清楚、齊全；各種標識醒目，施工場地文明整潔。
5、優先選用科技含量高的環保材料、施工機具，使用隔聲屏障、使用機械隔聲罩等，確保外界噪聲等達到環保相關要求；儘可能避免夜間施工。
6、正確設定排污地點，化學清洗廢液應經中和處理，使其達標後向指定地點排放，認真做好無害化處理，防止污染環境。
7、對鎢棒頭、焊絲頭、廢砂輪片等固體廢棄物進行回收，集中存放。不可將回收的上述固體廢棄物按垃圾處理要求處置。
8、在技術措施方面，多採用環保節能的新工藝、新技術，以提高勞動生產率，降低資源消耗，同時減小施工過程對周邊環境的影響。
效益分析
《尿素級雙相不鏽鋼焊接工法》效益分析如下：
1、工期效益
該工法與傳統雙相鋼焊接工藝方法相比較，其勞動生產率可提高約30%，且在加快焊接速度的同時不降低焊接質量，從而縮短工程施工周期，加快了施工進度。
2、質量效益
採用此工藝，焊接合格率高，減少焊縫返修量，節省了大量的返修費用。
3、經濟效益
（1）該工法與中國國內外傳統的工藝相比，用90%N2+10%H2混合氣體代替純氬做背面保護，氣體價格可降低1/3以上。採用純N2代替純氬做背面保護，氣體價格可降低約1/2。
（2）以巴基斯坦項目為例，共節約人工費6.5萬元；材料費8萬元；機械費5萬元；該工法在上述三項工程中總計降低成本75萬元，經濟效益明顯。
（3）尿素級雙相不鏽鋼代替奧氏體不鏽鋼316L，可節約50%以上的Ni和其他金屬材料，使產品達到輕量化，減少鋼材使用量，降低成本。這是該工法的間接經濟效益。
4、社會效益
（1）促進了雙相不鏽鋼的套用，從而降低了設計成本。
（2）由於加快了雙相不鏽鋼焊接的速度，提高了焊接質量，從而加快了化工建設的速度。
（3）焊接質量是關係到工廠的安全運行問題，也是最影響建設、施工單位社會信譽的質量問題，按照該工藝施工，焊接質量可靠，具有長遠的社會效益。
（4）該方法的成功，為以後類似的焊接提供了可靠的技術依據。為雙相不鏽鋼的廣泛套用充當了先行官，因而有廣泛的推廣前景。
註：施工費用以2009-2010年施工材料價格計算
套用實例
《尿素級雙相不鏽鋼焊接工法》工程套用實例：
1、巴基斯坦聯合化肥裝置
2008至2009年，巴基斯坦尿素裝置，採用的是DUPLEX SA790 UNS S31803，SAFUREX A790 UNS S32906雙相不鏽鋼，規格為管徑：21.3-406.4毫米，壁厚：3.73~21.44毫米。焊接工作量有1800Dl-in。該公司套用該工法進行雙相鋼的焊接施工，焊口根層著色100%合格、射線檢查共透視1600張膠片，一次合格率99.5%，施工工期提前10天，確保了焊接質量，得到了業主和外國專家的好評。施工中採用該工藝，降低了成本，取得較好的效果，取得了較好的經濟效益。
2、重慶涪陵建峰化工廠 45/80 工程80萬噸/年尿素裝置
2009年承建該裝置的管道工程，材質牌號SAFUREX，管徑DN15~350，壁厚3.25~18.7毫米，介質主要有氨、甲胺液、尿素溶液等，管道延長米160米，焊接工程量1700DB，一次焊接合格率為99.6%。
3、呼倫貝爾金新化工 50/80 工程80萬噸/年尿素裝置
2010年承建該裝置的管道工程，材質牌號SAFUREX，管徑從1/2"~14”，壁厚4.55~19.05毫米，管道延長米163米，焊接工程量1316DB，一次焊接合格率為98.2%。
榮譽表彰
2011年9月30日，中華人民共和國住房和城鄉建設部審定《2009-2010年度國家二級工法名單（升級版）》，以建質[2011]154號檔案公布，《尿素級雙相不鏽鋼焊接工法》被評定為中國國家二級工法。
