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1、承压设备焊接工艺评定2012年4月 主要内容 一 焊接工艺评定的过渡及相关规定二 承压设备焊接工艺评定三 案例 焊接工艺评定的过渡及相关规定1 关于承压设备焊接工艺评定过渡期 从2011年10月1日到2012年2月1日在此期间如果制造单位已经将 JB4708 2000钢制压力容器焊接工艺评定 报告按照 NB T47014 2011承压设备焊接工艺评定 的规则进行了转换 则可享受 NB T47014 2011承压设备焊接工艺评定 的待遇 2 在进行转换时 JB4708 2000钢制压力容器焊接工艺评定 的报告中的焊接工艺评定指导书和焊接工艺评定报告应存档 修订后的NB T47014 2011与J
2、B4708 2000有较大变更 因此新版标准NB T47014 2011实施以后 原有按照JB4708 2000进行的焊接工艺评定项目需要进行系统整理 将可以使用的评定项目按NB T47014 2011进行转化 而不能继续使用的原评定项目 根据不同情况按NB T47014 2011规定做出补充试验 废止等决定 关于GB713 2008和GB T9222 2008实施过渡期安排的通知 质检特函 2008 64号 对于原以20R 16MnR或者Q245R Q345R等钢材 钢材标准规定冲击试验温度为常温或0 按照JB4708 2000标准进行对接焊缝焊接工艺评定 并以 常温 或 室温 进行冲击试验
3、 当冲击吸收功满足NB T47014标准规定的合格指标时 可不增焊冲击韧性试件进行焊接接头0 冲击试验 原有焊接工艺评定仍然继续有效 适用于温度范围 0 这是因为此类钢材的焊接接头在0 的冲击吸收功与0 35 的冲击吸收功无大的差别 但如果设计文件或者用户要求焊接工艺评定要做小于0 的冲击试验时 则应按照要求进行小于0 的冲击试验 固定式压力容器安全技术监察规程第4 2 1条焊接工艺评定压力容器焊接工艺评定的要求如下 1 压力容器产品施焊前 受压元件焊缝 与受压元件相焊的焊缝 熔入永久焊缝内的定位焊缝 受压元件母材表面堆焊与补焊以及上述焊缝的返修焊缝都应当进行焊接工艺评定或者具有经过评定合格的
4、焊接工艺规程 WPS 支持 2 压力容器的焊接工艺评定应当符合JB4708 钢制压力容器焊接工艺评定 的要求 3 监检人员应当对焊接工艺评定过程进行监督 四 焊接工艺评定完成后 焊接工艺评定报告 PQR 和焊接工艺规程 WPS 应当由制造 组焊 单位焊接责任工程师审核 技术负责人批准 经过监检人员签字确认后存入技术档案 五 焊接工艺评定技术档案应当保存至该工艺评定失效为止 焊接工艺评定试样应当至少保存5年 三 NB T47015 2011承压设备焊接工艺评定的适用范围3 4焊接工艺评定和焊工3 4 1施焊下列各类焊缝的焊接工艺应按NB T47014评定合格 1 受压元件焊缝 2 与受压元件相焊
5、的焊缝 3 上述焊缝的定位焊缝 注 不熔入和熔入永久焊缝的定位焊缝都应做焊接工艺评定 4 受压元件母材表面堆焊 补焊 一 承压设备焊接工艺评定标准以后承压设备的对接焊缝 角焊缝焊接工艺评定 耐蚀层堆焊的焊接工艺评定 换热管与管板接头的焊接工艺评定 承压管道焊接工艺评定 有色金属的焊接工艺评定都要求按NB T47014 2011标准进行 而出口的压力容器产品或国外承包的工程则要求按国外标准执行 如按ASME规范或EN288进行 二 NB T47014 2011中规定了承压设备 锅炉 压力容器和压力管道 五类焊接工艺评定和一类焊接工艺附加评定基本要求 1 对接焊缝和角焊缝焊接工艺评定 2 耐蚀堆焊
6、焊接工艺评定 3 复合金属材料焊接工艺评定 4 换热管与管板焊接工艺评定和焊接工艺附加评定 5 螺柱电弧焊工艺评定 标准中规定的评定准则 参数划分 钢材分类分组 厚度替代等 都是围绕焊接接头力学性能这个准则 例如可以将众多的奥氏体不锈钢放在一个组内 并规定 某一钢号母材评定合格的焊接工艺可以用于同组别号的其它钢号母材 这是因为 虽然这些不锈钢焊接接头的耐腐蚀性能不同 但当通用焊接工艺评定因素和专用焊接工艺评定因素中的重要因素 补加因素不变时它们的焊接接头力学性能相同 焊接工艺评定试件检验项目也只要求检验力学性能 拉伸 弯曲 冲击 三 试件采用规则 焊接工艺评定试件分类对象在说明焊接工艺评定试件
7、分类对象前 首先要说明焊接工艺评定的对象是焊缝而不是焊接接头 焊缝形式分为 对接焊缝 角焊缝 塞焊缝 槽焊缝和端接焊缝共五种 焊接接头形式分为 对接接头 T形接头 十字接头 搭接接头 塞焊接头槽焊接头 角接接头 端接接头 套管接头 斜对接接头 卷边接头 锁底接头共12种 焊接接头的使用性能由焊缝的焊接工艺来决定 因此焊接工艺评定试件分类对象是焊缝而不是焊接接头 在标准中将焊接工艺评定试件形式分为对接焊缝试件和角焊缝试件 并对它们的适用范围作了规定 没有对塞焊焊缝 槽焊缝和端接焊缝的焊接工艺评定作出规定 可以自己参照本标准编写 对接焊缝或角焊缝试件评定合格的焊接工艺不适用于塞焊缝 槽焊缝和端接焊
8、缝 对接焊缝试件评定合格的焊接工艺亦适用于角焊缝 这是从力学性能准则出发的 对接焊缝 角焊缝与焊接接头形式关系示例见图1 从焊接工艺评定试件分类角度出发可以看出 对接焊缝连接的不一定都是对接接头 角焊缝连接的不一定都是角接头 尽管接头形式不同 连接它们的焊缝形式是可以相同的 不管焊件接头形式如何 只要是对接焊缝所连接 则只需采用对接焊缝试件评定焊接工艺 也不管焊件接头形式如何 只要是角焊缝所连接 则只需采用角焊缝试件评定焊接工艺 对接焊缝试件评定合格的焊接工艺可以用于焊件的各种接头的对接焊缝 角焊缝评定合格的焊接工艺可以用于焊件的各种接头的角焊缝 在确定焊接工艺评定项目时 首先在图样上依次寻找
9、各式各样的焊接接头是用何种形式的焊缝连接的 只要是对接焊缝连接的焊接接头就取对接焊缝试件 对接焊缝试件评定合格的焊接工艺亦适用于角焊缝 评定非受压角焊缝焊接工艺时 可仅采用角焊缝试件 图2所示的T形接头是对接焊缝和角焊缝组合焊缝连接的 不能称之为 全焊透的角焊缝 否则就要犯概念性的错误 如图2所示的焊接接头按设计要求分为截面全焊透和截面未全焊透两种情况 在进行焊接工艺评定时 只要采用对接焊缝试件进行评定 评定合格的焊接工艺也可适用于组合焊缝中的角焊缝对接焊缝试件有板材和管材两种 这两种试件在测定焊接接头力学性能上属同一原理 没有什么区别 NB T47014 2011 承压设备焊接工艺评定 标准
10、规定板材对接焊缝试件评定合格的焊接工艺适用于管材的对接焊缝 反之亦可 1 范围本标准规定了承压设备 锅炉 压力容器 压力管道 的对接焊缝和角焊缝焊接工艺评定 耐蚀堆焊工艺评定 复合金属材料焊接工艺评定 换热管与管板焊接工艺评定和焊接工艺附加评定以及螺柱电弧焊工艺评定的规则 试验方法和合格指标 本标准适用于气焊 OFW 焊条电弧焊 SMAW 埋弧焊 SAW 钨极气体保护焊 GTAW 熔化极气体保护焊 FCAW 电渣焊 ESW 等离子弧焊 PAW 摩擦焊 FRW 气电立焊 EGW 和螺柱电弧焊 SRW 等焊接方法 本标准不适用于气瓶标准性质从强制性变更为推荐性 推荐性标准一旦被法规 规范或强制性标
11、准所引用则具有强制性 1 适用於十种焊接方法 2 适用从压力容器扩大到锅炉与压力管道 气瓶除外 3 适用金属材料从钢扩大到铝 钛 铜 镍 4 焊接方法增加了等离子弧焊 摩擦焊 气电立焊和螺柱焊 5 评定类别增加了复合金属材料 换热管与管板 螺柱电弧焊以及管与板 管 焊接接头 NB T47014 2011标准中有五类焊接工艺评定和一类附加评定 评定目的各不相同 评定规则也不一样 在进行焊接工艺评定和附加评定时应分别遵守相应的每一项规定 NB T47014 2011标准中 焊接工艺评定的目的是使1 焊接接头力学性能符合规定 2 堆焊层化学成分符合规定 3 焊接工艺附加评定的目的是使焊接接头附加特性
12、 如焊透 角焊缝厚度 符合规定 2 规范性引用文件 共引用86项标准 其中部分标准已经更新了版本及名称 对于未曾引用国内标准的材料 国外的标准的材料和在国内生产的国外的标准的材料 则应按 固定式压力容器安全技术监察规程 1 9条的规定和附录B 母材 填充金属和焊接方法的补充规定执行 1 9不符合本规程时的特殊处理规定采用新材料 新技术 新工艺以及有特殊使用要求的压力容器 不符合本规程要求时 相关单位应当将有关的设计 研究 试验等依据 数据 结果及其检验检测报告等技术资料报国家质量监督检验检疫总局 以下简称国家质检总局 由国家质检总局委托有关的技术组织或者技术机构进行技术评审 技术评审的结果经过
13、国家质检总局批准后 采用新材料 新技术 新工艺的压力容器方可进行试制 试用 3 术语与定义本标准共采用16个定义 术语 其中3 12下转变温度和3 13上转变温度术语值得注意 对于奥氏体金属由于在加热过程无相变 因此不存在此相变温度 4总则4 1焊接工艺评定一般过程是 根据金属材料的焊接性能 按照设计文件规定和制造工艺拟定预焊接工艺规程 施焊试件和制取试样 测定焊接接头是否符合规定的要求 并形成焊接工艺评定报告对预焊接工艺规程进行评价 即要评定焊接工艺则首先要拟定 预焊接工艺规程 pWPS 用 焊接工艺评定报告 PQR 来证明 预焊接工艺规程 pWPS 的正确性 在新标准中规定 焊接工艺评定报
14、告必须出具这两份文件 4 2焊接工艺评定条件要求 1 焊接工艺评定应在本单位进行 2 焊接工艺评定验证承压设备制造 安装单位拟定焊接工艺规程的正确性 3 并评定承压设备制造 安装单位在限定条件下焊成符合技术规定的焊接接头能力 4 焊接工艺评定所用设备 仪表应处于正常工作状态 金属材料 焊接材料应符合相应标准 并由本单位操作技能熟练的焊接人员使用本单位设备焊接试件 4 3焊接工艺评定及焊接工艺规程程序见下图所示 焊接工艺评定流程图 压力容器焊接工艺规程流程图 5 焊接工艺评定因素及类别划分5 1各种焊接方法的通用焊接工艺评定因素及分类5 1 1焊接方法用分类焊接方法的类别为 气焊 OFW 焊条电
15、弧焊 SMAW 埋弧焊 SAW 钨极气体保护焊 GTAW 熔化极气体保护焊 含药芯焊丝电弧焊 GMAW FCAW 电渣焊 ESW 等离子弧焊 PAW 磨擦焊 FRW 气电立焊 EGW 和螺柱电弧焊 SW 10 5 1 2金属材料及分类根据金属材料的化学成份 力学性能和焊接性能将焊制承压设备用母材进行分类 分组见表1焊接工艺评定中金属材料分类 分组从来都是焊接工艺评定规则中的重点内容 NB T47014 2011根据金属材料的化学成份 力学性能和焊接性能将压力容器焊接用母材进行分类 分组 母材的分类 分组结果不仅直接影响到焊接工艺评定质量与数量 而且与焊件预热 焊后热处理的温度十分密切 从对接焊
16、缝与角焊缝焊接工艺评定的目的出发 焊接工艺评定标准中金属材料的分类主要考虑焊接接头的力学性能前提下也充分考虑到母材化学成分 与耐热 耐腐蚀等性能密切相关 组织状态及焊接性能 具体说来是将压力容器焊接用金属材料划分为十四类 其中铁基材料划分为十类 对母材进行分类 分组是为了减少焊接工艺评定数量 这是国际上焊接工艺评定标准通常的作法 我国的焊接工艺评定标准基本上是参照美国ASME QW 422对母材进行分类 分组的 美国是按材料有无冲击试验分类 分组 5 1 3填充金属及分类填充金属包括焊条 焊丝 填充丝 焊带焊剂 预置填充金属 金属粉 板极 熔嘴等 焊条分类见表2 气焊 气体保护焊 等离子弧焊用焊丝分类见表3 埋弧焊用焊丝分类见表4 埋弧焊用焊剂见表5 1 填充金属是指在焊接过程中 对参与组成焊缝金属的焊接材料的通称 填充金属包括焊条 焊丝 填充丝 焊带 焊剂 预置填充金属 金属粉 板极 熔咀等 2 在NB T47014表2至表5中已列出填充金属的分类及类别 表2是 焊条分类 表3是 气焊 气体保护焊 等离子弧焊用焊丝和填充丝分类 表4是 埋弧焊用焊丝分类 表5是埋弧焊用焊剂分类 3 填
