JB 4708---2000《钢制压力容器焊接工艺评定》标准释义 一、前? ? 言? ? 2 二、标准原理? ? 3 三、范? 围? ? 8 四、术? ? 语? ? 9 五、总? ? 则? ? 10 六、对接焊缝、角焊缝焊接工艺评定规则? ? 12 七、耐蚀堆焊工艺评定规则? ? 30 八、试验要求和结果评价? ? 31 九、附录A? 不锈钢复合钢焊接工艺评定? ? 41 十、型式试验评定方法? ? 43 十一、焊接工艺评定一般过程? ? 45 十二、附录B"焊接工艺指导书"和 "焊接工艺评定报告"表格? ? 47 JB/T 4709—2000《钢制压力容器焊接规程》标准释义 一、前? ? 言? ? 65 二、焊接材料? ? 66 三、焊接评定? ? 77 四、焊接工艺? ? 79 五、焊后热处理? ? 83 六、焊接返修? ? 94 七、附录A? 不锈钢复合钢焊接规程? ? 99 八、附录B? 接头焊接工艺规程表格推荐格式? ? 101 JB 4744—2000《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》标准释义 JB 4708---2000 《钢制压力容器焊接工艺评定》 标准释义 一、前? ? 言JB 708—1992《钢制压力空器焊接工艺评定》发布之日起便结束了我国压力容器行业各方面没有一致认可的焊接工艺评定标准的忆局面,它的实施为确保压力容器焊接质量起到了积极推动作用. JB 4708—1992起草于1987年,当时国内焊接工艺评定刚刚起步,各方面军对焊接工艺评定的认识并不完全相同.各压力容器制造单位的焊接技术力量悬殊很大,一、二类压力 容器制造单位中焊接专业人员普遍缺乏,制订标准时充分考虑了面临的实际情况,而在相应条款中做出规定.10多年来压力容器待业发生了巨大变化,数以10万计的评定项目提高了压力容器工作者对焊接工艺的认识,压力容器制造、安装单位的焊接技术素质普遍有了很大提高,国内近100家压力容器制造单位取得了美国机械工程师学会的授权证书及钢印,具有国际权威性的规范ASME《锅炉及压力容器规范》在国内越来越普及,影响极深. 全国压力容器标准化技术委员会充分考虑到JB4708—1992实施以来的重大变化,在1998年就将修订JB4708—1992列入了计划.标准起草单位充分调研了标准的实施情况认真对比ASME《锅炉及压力容器规范》第IX卷《焊接和钎焊评定》(1995年版),严格按照修订标准程序,逐步提出讨论稿、征求意见稿、送审稿、报批稿. 本标准的修订原则是:在JB4708—1992实施后国内焊接工艺评定实践基础上,根据我国压力容器法规及标准规定,从实际出发积极参照采用ASME《锅炉及压力容器规范》第IX卷《焊接和钎焊评定》,肯定合理条款,修正错误内容,增加相关章节,以使修改后的标准能切实有效保证压力容器焊接接头使用性能,力求其技术要求不低于美国同类标准化,在国内同类标准在国内同类标准中处于领先水平. 由于压力容器焊接工艺评定标准的专业性与实践性都有非常强,真正认识与理解焊接工艺评定标准也绝非易事,需要认真学习相关性专业知识和进行焊接工艺评定实践.本"标准释义"拟从焊接工艺评定标准原理,焊接、压力容器等相关知识,焊接工艺评定实践国内外同行标准对比以及压力容器法规 等到方面介绍和解释标准主要条款和修订本内容,从标准起草人角度出发将标准内容交待清楚,以便于读者认识、理解、招待本标准,标准起草人提请读者重视阅读"标准原理"一章,这是本标准的指导思想与理论基础. 本"标准释义"由合肥通用机械研究所戈兆文,国家质量技术监督局锅炉压力容器安全监察局张建荣编写. 本"标准释义.由全国压力容器标准化技术委员会秘书长寿比南审校. 本"标准释义"中的黑体字为标准条文. 二、标准原理焊接是制造压力容器的重要工艺,焊接质量在很大程度上决定了制造质量.压力容器焊接质量 包括诸多方面的内容:焊缝外观、焊接缺陷、焊接变形与应力、焊接接头的使用性能(力学性能、弯曲性、耐腐蚀性能、低温性能、高温性能等)和焊接接头外型尺寸等,焊接工艺能否保证产品的焊接质量,焊前需要在试件上进行验证,这就是广义的焊接工艺评定概念,严格来说,焊接工艺评定是指为验证所拟定的焊件焊接工艺的正确性而进行曲的试验过程及结果评价, 1. 压力容器产品焊接的基础质量是焊接接关的使用性能和焊接缺陷,当进行耐蚀堆焊时,堆焊层的化学成份是保证耐蚀性能的基础. JB4708—2000《钢制压力容器焊接工艺评定》针对焊接接关的使用性能、难以检测的焊接缺陷,和堆焊层化学成分,分别制订了焊接工艺评定方法.认真执行JB 4078,有利于编制正确的焊接工艺,保证压力容器的焊接质量. 焊制压力容器是由母材和焊接接头构成的焊接接关的使用性能从根本上决定了压力容器的质量.焊接工艺能否保证压力容器焊接工艺正确性的判断准则,焊接工艺评定过程是按照所拟定的焊接工艺(指导书)根据标准的规定焊接试件和制取试样、检验试样,测定焊接接关是否具月所要求的使用性能,经焊接工艺评定后应提出"焊接工艺评定报告"用以证明所拟定的焊接工艺的正确性,从中可见,将焊接接头的使用性能当作压力容器焊接工艺评定的目标是制订焊接工艺评定标准的核心思想,确保焊接接头使用权性内部能的焊接工艺评定是本标准主体内容,占了标准的大部分篇幅,在标准释义中对标准原理 的叙述也是以此为主要内容. 要求截面全焊透的T形接头和角妆接头(如人孔、接管),当无法检测焊缝缺陷而制造单位又没有足够的能力确保焊透时,则需要焊接工艺和焊工技能来保证,焊制产品前在型式试验件上对将要施行的焊接工艺进行验证性试验,经解剖试验确认,这也是焊接工艺评定,此时焊接工艺(指导书),根据规定焊接度件和制取度栗、检测度样是否全焊透,经焊接工艺评定 后应提出"焊接工艺评定报告"用以证明所拟定的焊接工艺的正确性,从中可见,将焊接接头是否全焊透当作焊接工艺评定的目标,这方面内容是在删除JB 4708—1992组合焊缝评定条款后新增加的要求,原意是从焊接工艺角度出发确保焊接接头的全焊透,国内没有经验,国外也没有可以参照的标准,故只在标准文中4.3作了原则规定,而将具体评定方法写在标准释义内作为推荐. 耐蚀堆焊工艺通用否保证堆焊层的化学成分符合规定,焊前需要在试件上进行验证,堆焊层的化学成分是验证所拟定的焊接工艺正确性的判断准则.以焊接条件的变更是否引起了堆焊层化学成分的变化作为判断准则,并据制订堆焊工艺评定规则,堆焊工艺评定过程是按照所拟定的焊接工艺(指导书),根据标准的规定焊接试件和制取试样、检验试样,测定堆焊层是否具有所要求的化学成分,经焊接工艺评定后应提出"焊接工艺评定报告:"用以证明人所拟定的焊接工艺正确性,由此可见,将确保堆层化学成分当作堆焊工艺评定目标是制订耐用蚀堆焊工艺评定规则的核心思想. 不论焊接工艺评定目标如何,若要评定焊接工艺则首先要拟定::"焊接工艺指导书"的正确性, "焊接工艺评定报告"来证明"焊接工艺指导书" 在本标准中规定,经焊接工艺评定后必须出具这两份文件, 有人认为"焊接工艺评定要与实际生产条件相同,否则如何指导生产?"这是将焊接工艺评定当作实际生产条件的机械重复,并没有抓住焊接工艺评定当作"见证件?或"模拟件"是正确认识焊接工艺评定的最大思想障碍. "焊接工艺评定是选择最佳焊接工艺"的看法是极其幼稚的,首先是目标不清楚,"最佳是人什么?是使用性能还是应力变形……即使有目标的"最佳"也是有条件的,一份"焊接工艺评定报告"可以编制多份"焊接工艺指导书"那么"最佳期"是指哪个焊接接头呢? 2 焊接工艺评定的目的在于验证焊接工艺指导书的正确性,焊接工艺正确与否的标志在于焊接接头的使用性能是否符合要求,若符合 要求,则证明所拟定的焊接工艺是正确的当用于焊接产品时,则产品焊接接头的使用性能同森严可以满足要求. (1)焊接工艺评定合格只说明将来施焊产吕的焊接接头使用权性能符合要求,单凭评定合格的焊接工艺并不能确保压力容器焊接质量全都符合要求,更谈不上确保 它众志成城安全可靠使用,确保压力容器焊接质量和安全可靠使用是一整套复杂的系统工程. (2)"通过焊接工艺评定确定了焊接工艺规范"的提法是不全面的,比如说产品在某一焊后热下的焊接工艺经评定合格,只能说明在该 焊后热处理规范下,产品焊接接头的使用性能是符合要求的,但最终确定焊后热处理规范,还必须测定焊接残余应力和观察金相组织后综合评定,因此,焊接工艺评定只是确定焊接工艺规范的一个方面,不是全部内容,只通过焊接工艺评定是不能最终确定焊接工艺规范的. 焊接接头的使用性能是设计的基本要求,通过拟定正确的焊接工艺保证焊接接头获得所要求的使用性能 3 焊接工艺(指导书),是由具有一定专业知识和相当实践经验的焊接工艺人员,根据钢材的焊接性能,结合产品特点.制造工艺条件和管理情况来拟定的,焊接工艺评定的基础是钢材的焊接性能. 焊接性能与焊接性是两个概念,不能混淆,焊接性能包括焊接性.钢材焊接性能试验一般包括下述内容:首先根据钢材焊接特点 出发,选择与其相适应的焊接方法;通过试验确定若干适用的焊接方法? ,当焊接方法 2确定后,依据焊缝金属性能不在钢材性能原则进行焊接材料的或研制:在某种焊接材料后,着手进行焊接工艺试验,确定适合的焊接规范参数.在确定焊接方法.焊接材料和焊接规范参数过程中,主要进行焊接性试验,即焊接接头的结全性能和使用性能试验. 钢材焊接性能试验主要解决钢材如何焊接问题,但不能回答在具体工艺条件下焊接接头的使用性能是否满足要求这个实际问题,这只有领先焊接工艺评定来完成. 钢材焊接性能是钢制压力容器焊接工艺评定的基础.前提没有充分掌握钢材的焊接性能就很难处拟定出完整的焊接工艺进行评定,这里着重强调:对钢制压力容器焊接工艺评定? 的监督检查,道德是检验焊施焊单位掌握钢材焊接性能的程度,对于那些耐蚀钢、耐热钢,低温钢制压力容器更应如此. 焊接工艺评定与钢材焊接性能试验是两个相互关联,又有区别的概念,它们之间不能互相代替,钢材焊接性能试验是重要的,但不要时接工艺评定的单位一定要进行完整的焊接性能试验,更没有要求评定前都相应进行一次焊接性试验.拟定的"焊接工艺指导书"与产品特点.制造条件及人员素质有关,单位都不完全一样,因此,焊接工艺评定应在本单位进行,不允许"照抄"或"输入"外单位的焊接工艺评定. 4 于压力容器用途广泛,服役条件复杂,因而焊接接头的使用性能也是多种多样的当某一焊接条件产生变化,焊接条件与接头使用性能之间对应变化规律并没有完全掌握.目前对焊接条件变更引起焊接接头力学性能( 拉伸 .弯曲. 冲击)改变的规律掌握得比较充分,因而将焊接条件变更是否影响焊接接头力学性能,作为是否需要重新评定焊接工艺的判断准则,从而制订钢制压力容器焊接工艺评定标准,确定评定规则.焊接接头的力学性能是压力容器设计基础,是基本使用性能,以力学性能作为判断准则也是恰当的. 当按照焊接接头力学性能准则评定焊接工艺时,如果产品有其他使用性能要求,则由焊接工艺人员按照理论知识和科学实验结果来选择条件并规定焊接工艺适用范围,需要重复的是,以焊接接头力学性能作为判断准则制订焊接工艺评定标准不是不考虑其他使用性能,而是目前没有条件制订以各种使用性能作为判断准则的焊接工艺评定标准,可以这样讲,钢制压力容器焊接工艺评定标准确保焊接接头力学性能符合要焊工艺评定标准班接头型式试验耐蚀堆焊工艺评定除外). 标准中规定的评定规则、参数划分、钢材分类分组、替代等,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他钢号母材",这是因为,虽然这些不锈钢焊接接头的耐腐蚀性能不同,但当重要因素不变时它的焊接接头力学性能相同. 焊接工艺试件检验项目也只要求检验力学性能(拉伸.弯曲.冲击).如果要增加检项目如不锈钢要求检验晶间腐蚀,则不仅要给出相应的检验方法、合格指标,还要给增加晶间腐蚀检验后评定合格的焊接工艺适用范围,原来的评定规则、参数划分、钢材分类分组、厚度替代等等不一定都能适用.例如,不锈钢焊接工艺评定增加晶间腐蚀检验,那么评定合格的焊接工艺不能再用"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他钢号母材、这条评定规则. 5 接工艺试件分类对象,也就是说如何评定焊接工艺. 在说明焊接工艺评定试件分类 对象 之前,首先要说清"焊缝"? 这两个不同概念. ? "焊缝"是指焊件经焊接后所形成的结合部分,而"和焊接接头"则是由或以上零件要用焊接组合或已经焊全的接点.检验接头性能应考虑焊缝、熔合区甚至母材等不同部位的相互影响. 焊缝形式分为:对接焊缝、角焊缝、 塞焊缝、槽焊缝,共5种. 焊接接头形式分为:对接接头、T形接头、十字接头、搭接接头塞焊中接接头、槽焊接头、接接头、端接接头、套管接、斜对接接头、卷边接头、锁底接头,共有12种. 从焊接角度来看,任何结构的压力容器都是由种种不同的焊接接头和母材构成的,而不管是何种焊接接头都是焊缝连接的,焊缝是组成不同形式的基础.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? ? 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.没有对塞焊缝、槽焊缝、端接焊缝.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 (1)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: ①? ? 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确接头,尽管接头形式不同,连接它们的焊缝是可以相同的. ②? ? 不管焊件接头如何,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. ③? ? 对接焊缝试件评定合格的焊接工艺可以用于焊件种种接头的对接头缝;角焊缝试件评定合格的焊工艺可以用于焊件种种接头 图1 在确定审焊接工艺评定项目时,首先在图样上,依次寻找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焊缝;评定非受压角焊缝焊缝焊接工艺时,可仅采用角焊缝试件. (2)图2所示的T形接头是用对接和角接的组合焊缝连接的,不能称之为"全焊透的角焊缝",否则就要犯概念性的错误了,全焊透的角焊缝隙在第八章试验要求和结果评价中有专门说明.如图2所示的焊接接头按设计要求分为截面全焊或未焊透两种情况,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. T 型接头?T型接头 对接和角接的组合焊缝?对接和角接的组合焊缝? ? (截面全焊透)截面未全焊透) 图2 6.接工艺评定与焊工技能考试, 对于压力容器的合格焊缝而言,一是接头性能应符合要求,二是焊缝没有超标缺陷,这就很好地说明了焊接工艺评定与焊工技能考试之间的关系. 焊工技能考试的目的是要求焊工按照评定合格的焊接工艺焊出没有超标缺陷的焊缝,而焊接接头的使用性能由评定合格的焊接工艺来保证,进行焊接工艺评定是,要求焊工技能训练以排除焊工操作因素干扰,进行焊工技能评定时,则要求焊接工艺正确以排除焊接工艺不当带来的干扰,应当在焊工技能考试范围内解决的问题不要放到焊接工艺评定中来.总之,焊接工艺评定在于确定焊接接头的使用性能,而不在于确定焊工的操作技能. 本标准是钢制压力容器焊接工艺评定的基础性和通用性标准,对于压力容器特殊结构(如多层压力容器,列管式换热器中列管板焊接等),摧残使用条件压力容器(如低温压力容器)塞焊缝、槽焊缝的焊接工艺评定,还应考虑特殊技术要求作出相应规定,或另行制订标准. 三、范? 围 1范围 本标准规定了工艺评定规则、试验方法和合格指标. 本标准适用于钢制容器的气焊.焊条电弧焊.埋弧焊.熔化极气体保护焊.钨极气体保护焊.电渣焊.耐蚀堆焊等焊接工艺评定. 本标准只是钢制容器的气焊接工艺评定方法标准,并没有规定压力容器上哪些焊缝的焊接工艺要通过评定,哪些焊缝不评定,这方面内容请遵照1999年版《容器安全技术监察规程》第66规定"压力容器产品施焊前,制造单位应对受压元件间的对接焊接头和要求全焊透的T形接头,受压元件与承载的非受压元件这间全焊透的T形或角接接头,以及受元件的耐腐蚀堆焊层都应进行焊接工艺评定、.JB/T4709_2000《钢制压力容器焊接规程》4.1条又具体化为施焊下列各类焊缝的焊接工艺必须按JB4708标准评定合格. a)? ? 受压元件焊缝; b)? ? 与受压元件相焊的焊缝; c)? ? 熔入永久焊缝内的定位焊缝; d)? ? 受压元件母材表面堆焊、补焊; e)? ?? 上述焊缝的返修焊缝. 范围中的焊接方法包括气焊、焊条电焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊、钨极气体保护焊、电渣焊,其中熔化极气体保护焊的接区用所有气体.手持焊条运行的施焊方法? 原焊接术语定为手工电弧焊(可简称手时局,GB/T3375_1994《焊接术语》中改为焊条电弧焊.焊接电流类别(直流、交流)极性(正极性、反极性)以及焊接电源种类(变压器、发电机、硅 整流、逆变焊机务的改变不能称为焊接方法改变. 四、术? ? 语 国内目前尚无压力容器术语标准,在修订本标准时又离不开术语,有些术语在其他 行业术语标准中也没有,例如"焊接工艺评定"、 "焊接工艺指导书、 "焊接工艺评定报告"、"下转变湿度"、"上转变湿度"、"? 横向弯曲"、? "纵向弯曲"、 "面弯"、"背弯"、"侧弯"、在本标准修订时就增加了第3章术? ,分别给它们作了定义,以便在本标准中有一个统一的概念,有些术语在其他行业术语标准虽然有其定义,但不能完全表达钢制压力容器焊接工艺评定内容,例如"试件、 焊件、焊后热处理,在本标准中重新作了规定,只有接头,术语因为重用频繁,不少压力容器同仁经学与焊缝混淆,故从GB/T3375_1994《焊接术语》中借来,但在前面加上焊接,二字. 本标准在国内首次提出"焊接工艺评定" 术语,这是焊接工艺评定通用术语,指为使焊接接头达到某一目标,产品施焊前寻所拟定的焊接工艺进行验证性试验.JB 4708_2000中主要包含了以下三个方面的工艺评定: ①5对接焊缝、角焊缝焊? 工艺评定规则接接头使用性能符合规定要求的评定,这部分内容国内外都有相应标准; ②6耐蚀堆焊缝焊接工艺评定规则层化学成分符合规定要求的评定,国内外也有相应标准; ③4、3型式试验时接工艺评定头和角接接头达到全焊透的评定,国内外都没有相应标准. 当然,我们还可以从其他目标出发,制订焊接工艺评定规则,不同目的焊接工艺评定标准有不同的判断准则、评定规则、试验方法与合格指标. 在"焊接工艺评定"术语中强调了焊接工艺评定的目的是"验证".而试件焊接工艺是由焊? 工艺人员"所拟定"也就是说,如果要评定某一焊件的焊接工艺就必须由焊接工艺人员根据自己的知识和实践编制、拟定聘时接工艺(指导书)进行评定,只有评定合格的焊接工艺(指导书)用于焊件,才能使焊件接接头性能达到预定的目标. "焊件"试件、术语强调包括"母材和焊接接头两部分".比如说 焊件厚度则表明包括焊件母材厚度和焊缝金属厚度,否则应称"焊平材厚度"或焊件焊缝金属厚度. 面弯、术语中突出双面焊时当两面焊缝宽度相等则先完成盖面层焊缝一侧为正面,.焊缝宽度相等可以用坡口表面最大距离稳固衡量. 五、总? ? 则?? 4.1焊接工艺评定应以可靠的钢材焊接性能为依据,并在产品焊接之前 完成. 此段文字很少,却是钢制压力容器焊接工艺评定标准的基础,4.1包含了下列三重意思: ①"焊接工艺评定"与"焊接性能试验"是两个不同概念,不能相互代替,负材的焊接性能是焊接工艺评定基础,或前提. ②"焊接性能"与"焊接性"概念不同."焊接性"的术语标准是指"材料在限定的施工条件下焊接成按规定设计要求的构件,并满足预定服役要求的能力"."焊接性能"虽没有术语标准,它却包含了材料焊接性能分析,对焊接方法的适应性,与之相匹配焊接材料选用、焊接工艺调整和焊接性的全部内容. 本标准强调了"以可靠的钢材焊接性能为依据",并没有要求进行焊接工艺评定试验的单位亲自从头到尾做出钢材焊接性能全部试验,钢材的焊接性能可以通过调研、查找资料、咨询及必要的试验获得,但真实性必须可靠. 有人以为钢制压力容器焊接工艺评定哈蟆施焊试件并通过了拉伸、弯曲、冲击试验即可施焊产品,产品焊接质量便于工作得到保证,这是十分错误的,本标准只对焊接接头的力学性能与弯曲性能和堆层焊层化学成分负责,并不对焊接接头的耐腐蚀性、抗裂性、回火脆化、低温冲击韧性、再热功当量裂纹、高温蠕变等等使用性能与焊接缺陷敏感性负责,对钢制压力容器焊接工艺评定的监督检查,应首先对施焊单位掌握钢材焊接性能的程度进行测定检验,尤其对耐蚀钢、耐热钢、低温钢、标准抗拉强度下限值大于540Mpa的高强钢更应如此, ③强调焊接工艺评定应在产品焊接之前完成. 4.2焊接工艺评定一般过程是:拟定焊接工艺指导书、施焊试件和制取试样、检验试件和试样、测定焊接接头是否具有所要求的使用性能、提出焊接工艺评定报告对拟定的焊接工艺指导书进行评定. 焊接工艺评定难施焊单位拟定的焊接工艺的正确性,并评定施焊单位能力 焊接工艺评定有一两个功能,其一是难施焊单位拟定的焊接工艺的正确性,其二是评定施焊单位焊制焊接接头的使用性能符合设计院要求的能力,焊接工艺评定可以作为施焊单位技术储备的标志之一. 4.3对于截面全焊透的T形接头和角接接头,当无法检测 内部缺陷,而制造单位又没有足够的能力确保焊透时,还应增加制作型号式试验件进行焊接工艺评定,经解剖试验确认方能允许施焊产品. 原JB4708_1992中组合焊缝试件(图4、图5)评定主要针对压力容器入孔、接管类焊接接头的未焊透等焊接缺陷,所编制的评定方法与以焊接接头力学性能为目标的焊接工艺评定规则根本不相容,故在标准修订时删除了组合焊缝评定条文,建立了型式试验件评定原则. 制造单位焊制截面全焊透焊接接头能力可从下列条件来判断: ①截面全焊透焊接接头的施焊工艺条件(如坡口、焊材尺寸、焊接电流等)有没有产生易造成未焊透的改变; ②类似焊接接头发生质量事故的分析结果. 人孔、接管类焊接接头未焊透是最主要、最危险的焊接缺陷.未焊透与坡口、焊材尺寸及焊接电流等施焊工艺条件有关,当然也与焊工技能密切相关.我们试图以确保不生产未焊透为目标编制焊接工艺评定方法,补充在标准释义的第九章型式试验件评定方法中,向读者推荐. 人孔、接管类焊接接头大都由对接焊缝与角焊缝构成的组合焊缝所连接,当进行焊接工艺评定时则应有: ①对接焊缝试件的评定应以确保接头的力学性能;对接焊缝试件评定合格的焊接工艺也适用于角焊缝; ②当无法检测内部缺陷,而制造单位又没有足够的能力确保焊接质量(指未焊透)时应增加制作型试验条件进行评定. 4.4焊接工艺评定所用设备、仪表应处于正常工作状态,钢材、焊接材料必须符合相应标准,由本单位技能熟练的焊接人员使用本单位焊接设备焊接试件. 焊 材必须符合相应标准,指国家标准、行业标准中任一级标准即可. 本条中的"本单位技能熟练的焊接人员"、"使用本单位焊接设备"和4.2条中"验证施焊单位拟定的焊接工艺"这三条限定了焊接工艺评定需在本单位进行,不允许"借用"、"输入"或"交换". 六、对接焊缝、角焊缝焊接工艺评定规则 5.1评定对接焊缝隙焊接工艺时,采用对接焊缝隙试件,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 压力容器上焊缝接其受力性质可分为受压焊缝和受力焊缝,受压焊缝为承受因压力而带来的作用的焊缝,而受力焊缝则承受非压力(如支撑力、重力等.)而产生的力作用的焊缝.对接焊缝试件合格的焊接工艺亦适用于角焊缝、,其含意为既适用于受压角焊缝焊接工艺时,才可仅采用角焊缝试件. 品进行焊接工艺评定时,不管压力容器是由何种形式的焊接接头构成,只看是何种焊缝隙形式连接.只要是对接焊缝连接则取对接焊缝试件,只要是角焊缝连接则取角焊缝试件.角焊缝主要承受剪切力,JIS B8270——1993《压力容器》中规定剪切应力最大值为基本许用力的80%,所以,对接焊缝试件评定合格的焊接工艺亦适用于焊件角焊接. 5.1.1 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. 5.1.2 管与板角焊缝试件评定合格的焊接工艺适用于板材的角焊缝,反之亦可. 对接焊缝试件与角焊缝试件与焊件安装时间关系与管材直径无关,只与(管壁)厚度有关. 5.2焊接工艺因素分为重要因素、补加因素和次要因素. 5.2.1重要因素是指影响焊接接头抗拉强度和弯曲性能的焊接工艺因素. 5.2.2补加因素是指影响焊接接头冲击韧性的焊接工艺因素.当规定进行冲击试验时,需增加补加因素. 5.2.3次要因素是指对要求测定的力学性能无明显影响的焊接工艺因素. 焊接接头的力学性能包括抗拉强度与冲击韧性,而弯曲性能除有力学性能性质则,还表现为工艺性能.按照制订本标准时的重新评定焊接工艺判断准则,将焊接工艺因素分为重要因素、补加因素和次要因素,详见标准正文. 当规定进行冲试验中,需增加补加因素.国内压力窗口容器标准或法规中都没有规定在何种情况下要进行冲击试验.ASME《锅炉压力容器规范》第VIII卷第一分卷中根据钢材强度级别及交货状态,最低设计温度和焊接件的控制厚度,绘制了冲击试验豁免曲线,作为焊接接头是否需要规定进行冲击试验的依据目前国内缺少相当数量的工程失效实例脆断分析和对压力容器用钢韧性追踪考察报告,没有规定进行冲击试验的条件原劳动部锅炉压力容器安全监察局曾以劳锅局字[1993] 13号文下发"关于压力容呀产品焊接试板问题补充的通知",其中第七条对《压力容器安全技术监察规程》第71条1款规定产品焊接试板要进行"必要的冲击韧性试验".所谓必要的是指: ①《压力容器安全技术监察规程》GB150《钢制压力容器》、压力容器产品专项标准规定要做冲击韧性试验的; ②压力容器产品设计图样的规定要做冲击韧性试验的. ③按压力容器产品所选用的材料,其材料标准规定要做冲击韧性试验的 可见该通知中姑进行冲击韧性试验的条件作了规定,在国内压力容器法规和标准标准没有正式规定之前,各评定单位暂以劳锅局字[1993] 13号文作为确定 冲击韧性试验的依据. 5. 3.12 各种焊接方法的焊接工艺评定重要因素、补加因素 和次要因素 变更或增加补加因素 要不要重新评定焊接工艺,要看焊件是否要求冲击试验来决定,当规定冲击试验时,补加因素当作重要因素对待;当不规定冲击试验时,补加因素 当作次要因素 对待. 在表1看到某些焊接条件同时列入补加因素与次要因素 中, 这是因为当规定冲击试验时,它们是补加因素;当不规定冲击试验时,它们为次要因素. 1接头 坡口形式与尺寸对各种焊接方法而言都不得是次要因素,它的变更 对焊接接头力学性能和弯曲性能无明显影响,但坡口形式与尺寸对焊缝抗裂性、生产效率、焊接缺陷、劳动保护却有很重要作用. 2填充材料 作为焊缝隙填充金属包括焊条、焊丝、焊剂、填充金属、熔嘴、附加金属粉等,熔敷焊缝金属成分主要由它们和母材来决定.ASME《锅炉压力容器规范》第IX卷中列有工艺评定中焊缝隙金属成分类别,即A编号,并有相应的评定规则,我国的钢材和焊材的合金化体系与美国差别较大,况且国内压力容器行业影响很大,焊材牌号编制比较切合我国合金体系的实际.我国焊材基本上与钢材使用性能相适应,不同牌号焊材性能差别很大,有焊材牌号 作为焊接工艺评定因素具有简便特点,但也有局限性,焊材牌号编制方法不是标准随着技术与市场经济发展,在焊材牌号前后加上代号或化学成分符号,使牌号复杂化.将牌号作为焊接工艺评定因素时不考虑阿拉伯数字的代号(耐用消费品蚀层堆焊除外). (1)我国焊条分类对照如表1所示,焊条和药芯焊丝牌号编制方法如下述: ①碳钢焊条和低合金高强钢焊条牌号表示方法 a )牌号前加"J"字表示为碳钢焊条或低合金高强钢焊笨拙类别代号. b )类别代号后头两位数字,表示焊缝金属抗拉强度等级,其系列如表2 表1 国家标准? ? 焊接材料产品样本 GB/T5117——1995《碳钢焊条》? ? 碳钢焊条(用"J"表示) GB/T5118——1995《碳钢焊条》? ? 低合金高强钢焊条(用"J"表示) ? ? 钼和铬耐热钢焊条(用"R"表示) ? ? 低温钢焊条(用"W"表示) GB/T983——1995《碳钢焊条》? ? 不锈钢焊条(用"G"或"A"表示) 表2 牌号*? ? 焊缝金属抗拉强度等级,MPa(kgf/mm2)> J42*? ? 420(43) J50*? ? 490(95) J55*? ? 540(55) J60*? ? 590(60) J70*? ? 690(70) J75*? ? 740(75) c)类别代号后第三位数字,表示药皮类型和焊接电源类,见表3 d)焊条有特殊性能和用途的,则在牌号后面加注起主要作用的元素或代表主要用途的符号,见表4 表3 牌号? ? 类及类型? ? 焊接电源种类 **0? ? 不属已规定的类型? ? 不规定 **1? ? 氧化钛型? ? 直流或交流 **2? ? 氧化钛钙型? ? 直流或交流 **3? ? 钛铁矿型? ? 直流或交流 **4? ? 氧化铁型? ? 直流或交流 **5? ? 纤维素型? ? 直流或交流 **6? ? 低氢钾型? ? 直流或交流 **7? ? 低氢钠型? ? 直流 **8? ? 石墨型? ? 直流或交流 **9? ? 盐基型? ? 直流 表4 ? ? ? 符号? ? 含义 G? ? 管道焊接(只有J420G) X? ? 立向下焊 GM? ? 盖面 Z? ? 重力 D? ? 底层焊 H? ? 超低氢 DF? ? 低尘 LMA? ? 耐吸潮 G? ? 具有较高的低温冲击韧性(只有J506G) RH? ? 高韧性超低氢 GH? ? 具有较高的低温冲击韧性、低氢 R? ? 高韧性 XG? ? 管子用立向下焊 GR? ? 低温高韧性 注:牌号后加起主要作用的化学元素符号略去. ②铬和铬钼耐热钢焊条牌号表示方法 a)牌号前加"R"字,表示钼和铬钼耐热钢焊条的类别代号 b)类别代号后第一位数字,表示焊缝金属主要化学成分等级,按表5规定编排 表5 牌号? ? 焊缝金属主要化学成分等级 R1? ? 含Mo量约为0.5% R2? ? 含C r量约为0.5%,含Mo量约为0.5% R3? ? 含C r量约为含1%-2%,含Mo量约为0.5% R4? ? 含C r量约为含2.5%为含Mo量约为1% R5? ? 含C r量约为5%含Mo量约为0.5% R6? ? 含C r量约为7%含Mo量约为1% R7? ? 含C r量约为9%含Mo量约为1% R8? ? 含C r量约为11%含Mo量约为1% c)类别代号后第二位数字,表示同一焊缝金属主要化学成分组成等级中的不号,对同一药皮类型焊条,可有10个牌号,按0、1、2、…9顺序编排. d)类别代号后第三位数字,表示药皮类型和焊接电源种类,见表3. ③低温钢焊条牌号表示方法 a)牌号前加"W"字,表示低温钢焊条的类别代号. b) 类别代号后第一、第二数字,表示低温钢焊条工作温度等级,按表6编排. c) 类别代号后第三位数字,表示药皮类型和焊接电源种类,见表3 表6 牌号? ? 低温温度等级 W70*? ? -70℃ W90*? ? -90℃ W10*? ? -100℃ W19*? ? -196℃ W25*? ? -253℃ ④不锈钢焊条牌号表示方法 a)牌号前加"G"或"A"字各表示不锈钢焊条的类别代号. b)类别代号后第一位数字,表示焊缝金属主要化学成分组成等级,按表7规定编排. 表7 牌号? ? 焊缝金属主要化学成分组成等级 G2**? ? 含C r量约为13% G3**? ? 含C r量约为17% A0**? ? 含C r量约为≤0.04%(超低级) A1**? ? 含C r量约为18%含Ni量约为8% A2**? ? 含C r量约为18%Ni量约为12% A3**? ? 含C r量约为25%Ni量约为13% A4**? ? 含C r量约为25%Ni量约为20% A5**? ? 含C r量约为16Ni量约为25% A6**? ? 含C r量约为15%Ni量约为35% A7**? ? 铬锰氮不锈钢 A8**? ? 含C r量约为18%Ni量约为18% A9**? ? 持发展 c)类别代号后第二位数字,表示同一焊缝金属主要化学成分组成等级中的不同牌号.对同一药皮类型焊条,可有10个牌号,按0、1、2、…9顺序排列. d)牌号第三位数字,表示药皮类型和焊接电源种类,见表3 (2)我国药芯焊丝牌号表示方法如下: a)? ? 牌号第一个字母"Y"表示药芯焊丝,第二个字母及后第一、第二、第三位数字与焊条编制方法相同. b)? ? 牌号"-"后的数字,表示焊接时的保护方法,见表8. 表8 牌号? ? 焊接时的保护方法 YJ***-1? ? 气保护 YJ***-2? ? 自保护 YJ***-3? ? 气保护自保护两用 YJ***-4? ? 其他保护形式 c)药芯焊丝有特殊性能和用途时,则在牌号后面加注起主要作用元素或主要用途的字母. 填充金属指气焊或钨极气体保护焊时送入热源(或电弧)熔化成焊缝金属一部分的丝、棒或板边料. 附加的填充金属指埋弧焊或熔化极气体保护焊时除当作电极的熔化金属丝(带)外,伸入电弧熔化成焊缝金属一部分的丝、棒或板边料. 预置填充金属指焊前预先放在坡口内的丝、棒、条或粉,能改变焊缝金属成分. 3 焊接位置 焊接位置也是焊接工艺评定因素,立焊分为向上立焊和向下立焊两种.向上立焊虽然电流减少,但焊接速度也降低很多,线能量大大增加,焊接接头冲击韧性可能要变更,故需重新评定.当没有冲击试验要求时改变焊接位置不需重新评定,故焊接工艺评定试件位置通常位天平焊,在表1中接头这一类中取消面焊时的? ? 钢垫板都是次要因素,有人认为,焊接位置改变、取消面焊时的钢垫板或焊接衬垫,增加了焊接难度,因而要求重新评定,这个问题的实质是混淆了焊接工艺评定与焊工技能评定这两个概念,焊接工艺评定的目的在于评定出合格的焊接工艺,焊接接头的使用性能要符合要求;焊工考试的目的在于考出合格的焊工,能够焊出没有超标缺陷的焊缝,应当在焊工技能考试范围解决的问题不要硬拉到焊接工艺评定中去解决,能不能焊好其他位置的焊缝,能不能焊好取消钢垫板的单面焊是焊工技能问题,不能通过焊接工艺评定去解决,而要通过焊工培训提高操作技能去解决, 4 电特性 表1特性中单独的变更电流值或电压值只是次要因素,将焊接速度考虑进来的焊接线能量则成了补加因素.当规定冲击韧性试验时,增加线能量要重新评定焊接工艺,但若经过高于上转变温度的焊后热处理或奥氏体母材经固常人咱昌的除外.线能量是指每条焊道的线能量,当规定进行冲击试验时每条焊道的线能量都应严格控制. 5.3.1.2 各种焊接方法的焊接工艺评定重要因素、补加因素和次要因素见表1. a)当变更任何一个重要因素时都需要重新评定焊接工艺. b)当增加或变更任何一个补加因素时,则可按增加或变更的补加因素增焊冲击韧性试件进行试验. c)当变更次要因素时不需要重新评定焊接工艺,但需重新编制焊接工艺指导书. 当变更次要因素时,不需要重新评定焊接工艺,而不是不要评定焊接工艺,但需要重新编制"焊接工艺指导书".例如当重要因素、补加因素不变时,对接焊缝试件评定合格的焊接工艺适用于角焊缝焊件,其含意是,用对接焊缝试件的"焊接工艺评定报告"来重新编制角焊缝焊件的"焊接工艺指导书".此时,角焊缝焊件的焊接工艺已由对接焊缝试件评定报告评定过了不需要重新评定,更不是不要评定.依据该份对接焊缝试件"焊接工艺评定报告"还可以编制焊工考试的"焊接工艺指导书"等等.因此可以看出,依据一份评定合格的"焊接工艺评定报告"可以重新编制出多份焊件的焊接工艺指导书. 5.3.1.3? 当同一条焊缝使用两种或两种以上焊接方法或重要因素、补加因素不同的焊接工艺时,可按每种焊接方法或焊接工艺分别进行评定;亦可使用两种或两种以上焊接方法、焊接工艺焊接试件,进行组合评定. 例如,某压力容器产品纵焊缝拟采用氩弧焊打底,后用焊条电弧焊填充至1/3坡口深度,最后用埋弧焊填满坡口,可以用下列方式评定: 1 分别评定 拟定三份焊接工艺指导书在3个试件上评定(每个试件一种焊接方法). 2 组合评定 拟定一份焊接工艺指导书(包含三种焊接方法)在1个试件上评定(三种焊接方法). 3 混合评定 拟定二份焊接工艺指导书,其中一份指导书中包含两种焊接方法,另一份指导书中只有一种焊接方法.焊接2个试件,其中1个试件上有两个焊接方法,另1个试件上只有一个焊接方法. 5.3.2? 母材 本标准根据母材的化学成分、力学性能和焊接性能对母材进行分类分组(见表2). 表2中所列钢号都是GB 150中的钢号.为了减少焊接工艺评定数量,依照焊接工艺评定标准原理,从钢材的化学成分、使用性能和焊接性能出发,将它们分类分组并规定出替代规则.分类分组不能作为压力容器钢材代用的依据. 表2类别号顺序与《蒸气锅炉安全技术监察规程》附件I焊接工艺评定中钢材分类一致,主要为了方便既制造锅炉又制造压力容器的单位.锅炉不使用低温钢和不锈钢,所以放在类别号的最后. 5.3.2.3? 未列入表2的钢号评定规则 a)已列入国家标准、行业标准的钢号,根据其化学成分、力学性能和焊接性能确定归入相应的类别、组别中,或另分类别、组别;未列入国家标准、行业标准的钢号,应分别进行焊接工艺评定. b)国外钢材首次使用时应按每个钢号(按该国标准规定命名)进行焊接工艺评定.当已掌握该钢号焊接性能,且其化学成分、力学性能与表2中某钢号相当,且某多号已进行过焊接工艺评定时,该进口钢材可免得焊接工艺评定.可在本单位的技术文件中将此国外钢材归入某钢号所在类别、组别内. 未列入表2的钢号有两种情况:一是国外材料,二是新材料或未列入GB 150等标准的材料.《压力容器安全技术监察规程》第22条规定,压力容器受压元件采用国外材料应符合下列要求: 1应选用国外压力容器规范允许使用材料,其使用范围应符合材料生产国相应规范和标准的规定,并有该材料的质量证明书. 2制造单位首次使用前,应进行焊接工艺评定和成型工艺试验,并对化学成分、力学性能进行复验满足技术要求后,才能投料制造. 3技术要求一般不得低于国内相应材料的技术指标. 4国内首次使用且屈服点规定值大于或等于490MPa的材料,应按本规程第7条规定办理批准手续. 国内材料生产单位生产国外牌号的材料时,应完全按照该牌号的国外标准规定的冶炼方法进行生产,力学性能和弯曲性能试验的试样形式、尺寸、加工要求、试验方法等验收要求也应执行国外标准,批量生产前应通过产品鉴定并经国家安全监察机构批准,可按本条规定办理批准手续. 改革开放以来,国内压力容器已使用不少国外钢材,也进行了若干焊接工艺评定,在辽宁省劳动厅锅炉处支持下,辽宁省压力容器学会进行了大量深入有效工作,将国外钢材按JB 4708表2进行分类分组(见表9)供有关单位编制国外钢材分类分组的技术文件时参考.按照《压力容器安全技术监察规程》第22条和本标准5.3.2.3的规定,表9不能作为国外钢材免做焊接工艺评定的依据. 表9 序号? ? 国外钢号? ? 相当我国钢号? ? 类(组)别? ? 国外相应标准 l? ? SM41B? ? Q235A? ? I – l? ? JIS G3106 2? ? St35? ? 20? ? I – l? ? DLN1629 3? ? St45? ? 20? ? I – l? ? DLN2448 4? ? STB42(STB410)? ? 20? ? I – l? ? JIS G3461 5? ? STS42? ? 20? ? I – l? ? JIS G3455 6? ? HII? ? 20g? ? I – l? ? DLN17155 7? ? St52.4? ? 16Mn? ? I – l? ? DLN1629 8? ? St45.8? ? 20? ? I – l? ? KLN17175 9? ? SS41? ? Q235A? ? I – l? ? JIS G3101 10? ? SB42? ? 20g? ? I – l? ? JIS G3103 11? ? RSt37 – 2? ? Q235A? ? I – l? ? DLN17100 12? ? STS38? ? 20? ? I – l? ? JIS G 3455 续表9 序号? ? 国外钢号? ? 相当我国钢号? ? 类(组)别? ? 国外相应标准 13? ? SA516Gr60? ? 20R? ? I – l? ? ASTM A516 14? ? Ast41? ? 20R? ? I – l? ? DLN17135 15? ? Ast41N? ? 20R? ? I – l? ? DLN17155 16? ? SB42N? ? 20R? ? I – l? ? JIS G3103 17? ? SB46? ? 20R? ? I – l? ? JIS G3103 18? ? SB46N? ? 20R? ? I – l? ? JIS G3103 19? ? A333Grl? ? Q235A? ? I – l? ? ASME 20? ? STPG38? ? 20? ? I – l? ? JIS G3454 21? ? SS40? ? Q235A? ? I – l? ? JIS G3101 22? ? SM53C? ? 16Mn? ? Ⅱ – l? ? JIS G3106 23? ? SPV36N? ? 16MnR? ? Ⅱ – l? ? JIS G3115 24? ? SPV36? ? 16MnR? ? Ⅱ – l? ? JIS G 3115 25? ? 19Mn5? ? 16MnR? ? Ⅱ – l? ? DLN17175 26? ? 19Mn6? ? 16MnR? ? Ⅱ – l? ? DLN17155 27? ? SA516 – 70? ? 16MnR? ? Ⅱ – l? ? ASTM A516 28? ? A48CPR? ? 16MnR? ? Ⅱ – l? ? NFA35 – 603 29? ? SPV355N? ? 16MnR? ? Ⅱ – l? ? JIS G3115 30? ? SA516Gr70? ? 16Mn? ? Ⅱ – l? ? ASME 31? ? SM50B? ? 16Mn? ? Ⅱ – l? ? JIS G3106 32? ? SPV32? ? 16MnR? ? Ⅱ – l? ? JIS G3155 33? ? SA662GrC? ? 16MnR? ? Ⅱ – l? ? ASTM A662 34? ? SM50B – l? ? 16Mn? ? Ⅱ – l? ? JIS G3115 35? ? 610A? ? 07MnNiCrMoVDR? ? VI – 3? ? Kawasaki, Japan 36? ? 6l0LT – CF? ? 07MnNiCrMoVDR? ? VI – 3? ? Kawasaki, Japan 37? ? l3CrMo44? ? 15CrMoR? ? VI – 1? ? DIN17155 38? ? 15Mo3? ? 15Mo? ? VI – 1? ? DIN17155 39? ? SCMV2? ? 15CrMo? ? VI – 1? ? JIS G4109 40? ? SA387Gr11L2? ? 15CrMo? ? VI – 1? ? ASME 42? ? SA387Grl2CL2? ? 15CrMo? ? VI – 1? ? ASME 42? ? SA387Grl2CL2N? ? 15CrMo? ? VI – 1? ? ASME 43? ? STBA22? ? 15CrMo? ? VI – 1? ? JIS G3462 续表9 序号? ? 国外钢号? ? 相当我国钢号? ? 类(组)别? ? 国外相应标准 44? ? SA387Gr22CL2N? ? 12Cr2MolR? ? VI – 2? ? ASME 45? ? SA622C? ? 16MnDR? ? VI – l? ? ASME 46? ? TTSTE355? ? 16MnDR? ? VI – l? ? DINTTSTE355 47? ? SLA33? ? 16MnDR? ? VI – l? ? JIS G3126 48? ? SLA37? ? 16MnDR? ? VI – l? ? JIS G3126 49? ? SLA33BQ? ? 16MnDR? ? VI – l? ? 350 50? ? SA350LF2? ? 16MnD? ? VI – l? ? ASME SA350 5l? ? 32l? ? LCrl8Ni9Ti? ? VII – l? ? ASTM A240 52? ? 304? ? 0Crl9Ni9? ? VII – l? ? ASTM A240 53? ? 304L? ? 00Crl9Nill? ? VII – l? ? ASTM A240 54? ? X2CrNil89? ? 00Crl8Nil0? ? VII – l? ? DIN17440 55? ? SUS321? ? lCrl8Ni9Ti? ? VII – l? ? JIS G3463 56? ? SUS321TB? ? lCrl8Ni9Ti? ? VII – l? ? JIS G3463 57? ? SUS32lTP? ? lCrl8Ni9Ti? ? VII – l? ? JIS G3459 58? ? AISI32l? ? lCrl8Ni9Ti? ? VII – l? ? AISI 59? ? AISI304? ? 0Crl9Ni9? ? VII – l? ? AISI 60? ? SUS304? ? 0Crl8Ni9? ? VII – l? ? JIS B8243 6l? ? SUS304L? ? 00Grl8Ni9? ? VII – l? ? JIS G4303 62? ? A240 – 304? ? 0Gr18Ni9? ? VII – l? ? ASME 63? ? A204 – 304L? ? 00Crl8Ni9? ? VII – l? ? ASME 64? ? 316? ? 0Crl7Nil2Mo2? ? VII – 2? ? JIS G4304 65? ? 316L? ? 00Crl7Nil4Mo2? ? VII – 2? ? ASME 66? ? X2GrNiMol8 – 2? ? 00Crl7Nil4Mo2? ? VII – 2? ? DIN17440 67? ? SUS316? ? 0Crl8Nil2Mo2? ? VII – 2? ? JIS G4304 68? ? SUS316L? ? 00Crl7Nil4Mo2? ? VII – 2? ? JIS G4304 69? ? 316Ti? ? 0Crl8Nil2Mo2Ti? ? VII – 2? ? ASTM 5.3.3? 焊后热处理 5.3.3.1? 焊后热处理类别 5.3.3.1.1? 类别号为Ⅶ的母材分为: a)不进行焊后热处理; b)进行焊后固溶或稳定化热处理. 5.3.3.1.2? 除类别号为Ⅶ以外的母材分为: a)不进行焊后热处理; b)低于下转变温度进行焊后热处理; c)高于上转变温度进行焊后热处理(如正火); d)先在高于上转变温度,继之在低于下转变温度进行焊后热处理(即正火或淬火后继之回火); e)在上下转变温度之间进行焊后热处理. 5.3.3.2? 改变焊后热处理类别,需重新评定焊接工艺. 本次修订寸,对焊后热处理这一条文变动较大,首先是术语.压力容器行业焊后热处理中通俗用语,例如"回火"、"退火"、"消除应力热处理"都是同一含意,即将焊件在炉内加热到相变点温度以下保持一段时间后炉内缓冷,与GB 7232—1987《金属热处理工艺术语》标准中"回火"、"退火"的定义相差甚远.钢板拼焊后热冲压成封头、搪瓷等工艺的目的显然不符合GB/T 3375—1994中"焊后热处理"定义内容:"焊后,为改善焊接接头的组织和性能或消除残余应力而进行的热处理",但热冲压和搪瓷高温确实改变了焊接接头组织和性能,所以在修订后的JB 4708术语中对"焊后热处理"作了定义,即"焊后,能改变焊接接头的组织和性能或残余应力的热过程"都称之为焊后热处理,这就包含了压力容器焊后所遇到的各种热过程.JB 4708—1992中焊后热处理类别:消除应力热处理、正火、正火加回火、淬火加回火.但这并没有反映压力容器产品焊后热处理的全部实质,而且加热温度和热处理过程与术语规定也不相同,标准修改以后对焊后热处理类别按照加热温度范围重新作了规定,则很明确.例如钢板拼焊后热冲压成封头,那么焊后热处理的加热温度和热处理过程则为高于上转变温度的热冲压加热温度和随之空冷的过程. 5.3.3.3? 除气焊外,当规定进行冲击试验时,焊后热处理的温度和时间范围改变后要重新评定焊接工艺.试件的焊后热处理应与焊件在制造过程中的焊后热处理基本相同,试件加热温度范围不得超过相应标准或技术文件规定.低于下转变温度进行焊后热处理时试件保温时间不得少于焊件在制造过程中累计保温时间的80%. 焊后热处理的温度范围和时间范围影响焊接接头冲击韧性(除气焊外),这两个范围是指相应标准或技术文件所规定范围,例如JB/T 4709—2000《钢制压力容器焊接规程》即对列入GB 150的钢材制压力容器焊后热处理的温度范围和时间范围作了规定,"技术文件"则指以可靠的钢材焊接性能为依据而编制的焊接工艺文件;试件的焊后热处理与焊件在制造过程中的焊后热处理基本相同是指焊后热处理类别相同,焊后热处理的温度范围和时间范围相同.只有低于下转变温度进行焊后热处理时,试件保温时间不得少于焊件在制造过程中累计保温时间的80%. 5.3.4? 试件厚度与焊件厚度 评定合格的对接焊缝试件的焊接工艺适用于焊件厚度有效范围:若试件母材为Ⅵ—2组和标准抗拉强度下限值大于540 MPa的强度型低合金钢按表3、表4规定;除此之外,按表5、表6规定. 评定合格的对接焊缝试件的焊接工艺适用于焊件厚度有效范围直接关系到评定数量多寡,有效范围的宽窄不仅有技术因素,而且管理作用也很大.国内对厚度适用围争论一直很大,议论纷纷,众说不一.这主要由于国外相类似标准规定范围也不相同,各国标准规定简要见表10,可见厚度适用范围基本上分两大类.应当从标准体系来看待厚度适用范围,美国ASME标准强调焊接工艺评定,而原西德AD压力容器规范则强调产品焊接试板,美国标准中厚度适用范围看起来较宽,实际上除了有7个限制性条文在制约外,还有当规定进行冲击试验时、焊后热处理累计保温时间等隐性限制,实际上适用于焊件厚度范围是有限的,AD规范厚度适用范围虽然较窄,但壁厚大于100 mm时,则另行协商.1992年版的JB 4708标准起草于1986—1987年,当时国内焊接工艺评定刚刚起步,一、二类压力容器制造厂焊接技术力量薄弱,标准中厚度适用范围小一些,焊接工艺评定数量多一些,有利于把握压力容器焊接质量:10余年来情况已经发生很大变化,全国近3 000个单位进行了大量焊接工艺评定实践,焊接素质有了很大提高.通过大量焊接工艺评定试验数据表明,当重要因素、补加因素相同时,两倍试件厚度焊接接头力学性能与原厚度试件没有本质的变化;试件焊到一定厚度后当重要因素、补加因素不变时,再继续填充焊缝金属,其焊接接头力学性能也不会有多大的改变:在本次修订标准寸,将吸取这方面数据积累,并参照美国ASME《锅炉压力容器规范》和日本JIS B 8285—1993《压力容器的焊接工艺评定试验》对评定厚度覆盖范围重新作了规定.对常用钢材厚度覆盖范围给予放宽,对于钢材标准抗拉强度下限值大于540 MPa的强度型低合金钢,仍然按照原来规定的厚度覆盖范围;修改以后对大型、厚壁容器的焊接工艺评定可以减少数量,又不影响焊接质量. 在《压力容器安全技术监察规程》中对屈服点规定值下限大于490 Mpa 的材料制造压力容器非常重视,在下列四个方面有特别规定: (1)列为三类容器; (2)国内首次使用国外材料时,要到锅炉压力容器安全监察局办理批准手续; (3)焊缝表面不得有咬边; (4)每台压力容器应制作产品焊接试板, 本标准规定钢材标准抗拉强度下限值大于540 MPa(相当于屈服点规定值下限大于390 MPa)和Ⅳ-2组钢材评定后厚度适用范围没有放宽,比《压力容器安全技术监察规程》对钢材要求更加严格,GB 150中标准抗拉强度下限值大于540 MPa和Ⅳ-2组钢材,一般来说应用于大厚度、高参数压力容器,焊按性能差且不易掌握,在标准中规定厚度适用范围较窄,增加评定次数,有利于确保焊接接头使用性能. GB 150 将钢材分为碳素钢、低合金钢和高合金钢.为了叙述低合金钢的焊接接点,而将它分为强度型碳锰低合金刚、耐热型铬于铬钼低合金刚低温型低温用低合金刚. 表10 标准国别、代号及名称? ? 适用于焊件厚度范围,mm? ? 限制性条件 ? 美国ASME《锅炉压力容器规? 池》第IX卷焊接与钎按评定? ? I.5? (5) ~2T? ? 7个(洋见本标准表8) 日本JIS B 8285—1993《压力容器焊接工艺评定试验》? ? I.5 ~2T? ? 5个(基本与ASME? Ⅸ相同) 原西德《AD压力容器规范》HP2/l连接工艺的程序评定焊接接头的程序评定? ? (().75 ~1.5) T? ? ①壁厚>100mm寸,另议②焊条电弧焊时壁厚>1()mm,下限为7mm 英国BS 4870《焊接工艺评定试验》? ? 1.5? (5)? ? ~2T? ? 3个 原东欧经互会CT C1369《钢结构焊按规程》? ? 焊件厚度与了相比不大于I.65? ? 15()/R 83l《固定式锅炉制造规范》75 ~1.5) T? ? 气焊除外 法国压力容器质帚鉴定委员会《焊接-工艺评定标准》? ? ().75 ~1.5 T+3? ? 5.3.4.1? 对于焊条电弧焊、埋弧焊、钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊,当焊件规定进行冲击试验时,试件评定合格后当T≥8 mm时适用于焊件母材厚度的有效范围最小值一律为0.75T,如试件经高于上转变温度的焊后热处理或奥氏体母材焊后经固溶处理时,仍按原规定执行. 当使用同样线能量焊接不同厚度的钢材时因为散热条件不同,因而焊接接头冲击吸收功有可能不一样,故焊件规定进行冲击韧性试验时,评定合格的焊接工艺用于焊件,焊件厚度与试件厚度关系应当较不规定进行冲击韧性试验时来得严格.在ASMEⅨ和JIS B8285中规定,当试件母材厚度T≥6mm,适用于焊件母材厚度的有效范围最小值为T与16mm两者中取较小值.本标准考虑到表3与表5、表6之间的协调,也为了避免条文繁琐,而J年适用于焊件母材厚度的有效范围最小值定为0.75T,严于ASME Ⅸ,最大值仍为表3、表5、表6中规定的范围. 当进行焊接工艺评定需确定试件厚度与焊件厚度时,首先应看表7、表8,当符合表7、表8中所列焊接情况寸,试件厚度与焊件厚度按两表规定执行.否则,则按表3、表4、表5和表6规定执行. 本标准中所述及的"焊件""试件"厚度,均包括母材和焊缝金属厚度两部分,要不就述及焊(试)母材厚度或焊(试)件涵缝金属厚度. 当试件焊接工艺评定合格后,确定适用于焊件厚度时,应注意试件母材厚度对应焊件母材厚度、试件焊缝金属厚度对应焊件焊缝金属厚度进行计算.当焊件由两块或多块母材叠在一起时,确定适用于焊件厚度范围时应按单块板厚度计算,见图3.当焊缝金属总厚度由多种焊接方法或重要因素、补加因素不同的焊接工艺焊制的焊缝金属分厚度组成时,则焊缝金属总厚度等于若干分厚度,见图4.计算焊缝金属厚度时,余高不计算在内. 注:(1)焊件母材厚度分别为? ? ,不能将? 当作母材厚度. ? ? (2)此焊缝为组合焊缝(对接焊缝加角焊缝). 图3 注:焊缝金属总厚度t等于板厚T,t=t1+t2+t3 图4 举例说明如下: 现有16MnR制压力容器纵缝接头,有冲击试验要求,该纵缝用三种焊接方法完成,其焊缝金属厚度如图5所示,焊接工艺评定厚度计算如下: 图5 1 分别评定 拟定三份焊接工艺指导书,焊接3块试件(见图6),评定了纵缝焊接工艺.试件母材厚度和焊缝金属厚度适用于焊件厚度的有效范围见表11,满足了压力容器纵缝接头母材和焊缝金属厚度要求. (1)埋弧焊试件? ? (2)焊条电弧焊试件? ? (3)氩弧焊试件 图6 表11? 适用于焊件厚度的有效范围 ? ? 母材? ? 焊缝金属 ? ? 最小值? ? 最大值? ? 最小值? ? 最大值 埋弧焊? ? 15? ? 40? ? 不限? ? 40 焊条电弧焊? ? 15? ? 40? ? 不限? ? 20 氩弧焊? ? 15? ? 40? ? 不限? ? 10 2 组合评定 见图7,按照拟定的一份焊接工艺指导书用三种焊接方法完成试件,评定合格后适用于焊件厚度有效范围见表12,可见其范围完全满足压力容器纵缝接头母材和焊缝金属厚度. 注:试件用三种焊接方法完成 图7 表12? 适用于焊件厚度有效范围 ? ? 母材? ? 焊缝金属 ? ? 最小值? ? 最大值? ? 最小值? ? 最大值 埋弧焊? ? 15? ? 40? ? 不限? ? 20 焊条电弧焊? ? 15? ? 40? ? 不限? ? 12 氩弧焊? ? 15? ? 40? ? 不限? ? 8 表7 序号? ? 焊件情况? ? 试件母材厚度T? ? 适用于焊件母材厚度的有效范围 最小值? ? 最大值 ? ? 当焊条电弧焊、埋弧焊、钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊用于打底焊时,可单独评定,此时? ? ≥13? ? ? ? 按继续填充焊缝的其余焊接工艺评定结果确定 ? ? 部分焊透的对接焊缝焊件? ? ≥38? ? ? ? 不限 ? ? 返修焊、补焊? ? ≥38? ? ? ? 不限 ? ? 不等厚对接焊缝焊件,用等厚的对接焊缝试件来评定? ? 类别号为Ⅶ母材,不规定冲击试验≥6?厚边母材厚度)不限 ? ? ? ? 除类别号Ⅶ母材外≥38?厚边母材厚度)不限 *根据试件或焊件情况,按表3、表5、表6及5.3.4.1中相关规定执行. 用图5所示的纵缝接头作例说明表7序号1,焊件用钨极气体保护焊打底,如果另取试件,其母材厚度T≥13mm(见图8)经评定合格后,适用于焊件母材厚度的有效范围最小值为10.5mm,而最大值为40mm(按继续填充焊缝的焊条电弧焊,埋弧焊评定结果确定). 对于不等厚对接焊缝焊件,可以用等厚的对接焊缝试件来评定,厚边和薄边母材的厚度都应在已评定的有效范围内,当一块对接缝试件同时覆盖不了厚边和薄边母材厚度时,应另选用一个合适的厚度增加一块试件进行评定,以便和前一块试件评定合格的焊接工艺共同覆盖厚边和薄边厚度. 图9为20号钢管插入筒体,筒体材料为16MnR,作为举例用来说明试件厚度与焊件厚度之间计算方法,该焊缝为对接焊缝加角焊缝的组合焊缝. 结合表7来分析该组合焊缝产品既是序号2所述的部分分焊透的对接焊缝焊件,又是序号4所讲的不等厚对接焊缝焊件.按表7规定取图10所示试件,按与产品相同的焊接条件施焊并评定合格,适用于焊件厚度有效范围见表13. 用T=40mm试件评定合格的焊接工艺,适用于焊件厚度有效范围,对产品而言,筒体厚度、焊缝金属厚度都在其范围内,唯独管壁厚度在其范围之外,因此还需用板厚为T=10mm以相同焊接条件再施焊试件,见图11,评定合格的焊接工艺,适用于焊件厚度有效范围见表13,对产品而言,管壁厚度、焊缝金属厚度都在其范围内,此时用两份"焊接工艺指导书"(T=40mm,T=10mm)所评定得出的两份"焊接工艺评定报告"中重要因素、补加因素中相同部分,编制一份产品(插入式接管)"焊接工艺指导书",这份"焊接工艺指导书"应当认为是被评定合格的.也就是说一份"焊接工艺指导书"可以由一份或多份"焊接工艺评定报告"来验证. 图9?图11 表13? 适用于焊件厚度有效范围 试件? ? 母材? ? 焊缝金属 ? ? 最小值? ? 最大值? ? 最小值? ? 最大值 T=40? ? 30? ? 不限? ? 不限? ? 200 T=10? ? 7.5? ? 20? ? 不限? ? 20 5.3.4.4 对接焊缝试件评定合格的焊接工艺用于角焊缝焊件时,焊件厚度的有效范围不限;角焊缝试件评定合格的焊接工艺用于非受压角焊缝焊件时,焊件厚度的有效范围不限. 角焊缝的力学性能计算是由对接接头对接焊缝试件所测得数据来进行的,因此当重要因素、补加因素不变时,任意尺寸对接焊缝试件评定合格的焊接工艺适用于所有尺寸的焊件角焊缝;任意尺寸角焊缝试件评定合格的焊接工艺适用于所有尺寸的焊件角焊缝. 5.3.4.5 组合评定合格,当作单一焊接方法(或焊接工艺)分别评定来确定适用于焊件母材的厚度有效范围. 结合图7可见,组合评定合格后适用于焊件母件厚度有效范围不得以三种焊接方法评定后所适用焊件母材最大厚度叠加(40+40+40+=120mm),而是当作一种焊接方法评定后所适用焊件母材最大值为40mm. 七、耐蚀堆焊工艺评定规则 ? ? 6 耐蚀堆焊工艺评定规则 修订后的JB 4708对耐蚀堆焊评定进行了一些变动,双层堆焊时分为过渡层与耐蚀层,为区别起见,将原标题耐蚀层堆焊改为耐蚀堆焊.双层堆焊时的过渡层堆焊和耐蚀层堆焊都应当遵守耐蚀堆焊评定规则,在过渡层上堆焊耐蚀层时,应当认为基体钢材已经发生改变. 与对接焊缝重新评定焊接工艺的判断准则不同,耐蚀堆焊重新评定焊接工艺的判断准则是堆焊层的化学成分变化,依据这个准则编制出表9耐蚀堆焊重新评定焊接条件. 当变更堆焊方法或堆焊工艺时,将改变堆焊层化学成分,在试件同一高度方向上用不同堆焊方法、不同堆焊工艺进行组合评定合格后,不能将其中任一堆焊方法或堆焊工艺拿出来单独使用,对于在同一堆焊平面上使用两种或更多堆焊方法(或堆焊工艺)时,也应分别经堆焊工艺评定合格,方可用于焊件,此时,不取组合评定试件. 同一焊接方法或不同焊接方法堆焊的两条焊道之间所出现的焊接缺陷问题属于操作技能范围,不在耐蚀堆焊工艺评定规则范围之内. 6.3? 耐蚀堆焊重新评定焊接条件见表9. 表9堆焊层厚度类别中"堆焊层规定厚度低于已评定最小厚度"是指图样上堆焊层规 定厚度,或已堆焊好的厚度低于已评定最小厚度时,需要重新评定. 填充金属类别中"当堆焊首层时变更焊条直径"时可能会引起首层堆焊金属稀释率改 变,故作为焊条电弧焊时的评定焊接条件. 焊接位置类别中,国内到目前为止埋弧焊只有平焊位置堆焊,所以对埋弧焊而言,焊 接位置不作为评定焊接条件. 八、试验要求和结果评价 7.1.3? 对接焊缝试件尺寸:试件厚度应充分考虑适用于焊件厚度的有效范围. 对接焊缝试件的数量与尺寸由能制备足够数量的试样来决定,标准不作规定,制取试样时应避开焊接缺陷. 7.1.5? 耐蚀堆焊试件尺寸. 试件应不小于150 mm*l50 mm,堆焊宽度等于或大于38 mm,长度应满足切取试样要求. 耐蚀堆焊试件上只规定堆焊宽度等于或大于38mm,不规定堆焊道数,堆焊焊道之间搭接质量与焊工技能有关. 7.2? 对接焊缝试件和试样的检验 7.2.1? 试件检验项目:外观检查、无损检测、力学性能和弯曲性能试验. 外观检查和按JB 4730进行无损检测结果不得有裂纹. JB 4708—2000《钢制压力容器焊接工艺评定》标准中对接焊缝试件评定焊接工艺的目的在于得到焊接接头力学性能符合要求的焊接工艺,在标准中规定了一整套的评定规则、试验方法和合格指标都是围绕焊接接头力学性能的.评定合格的焊接工艺目的不在于焊缝外观达到何种要求,也不在于焊缝能达到无损检测几级标准,所以虽然在试件检验项目规定了外观检查、无损检测,其主要目的在于了解试件施焊情况,避开焊接缺陷取样. 出现裂纹的原因比较复杂,首先要考虑钢材焊接性能是否完全掌握,焊接工艺是否正确,钢板冶金轧制缺陷、坡口宽窄对裂纹敏感性也有影响.从焊接工艺评定原理来讲,试件出现裂纹的焊接工艺评定合格,只说明对力学性能而言是合格的,对焊接裂纹而言是不合格的,如果改变焊接条件(例如加大坡口宽度,加大焊缝成形系数)消除了裂纹,而所改变的焊接条件又是次要因素,那么原来产生裂纹的焊接工艺不要重新评定了. 鉴于焊接裂纹使人担心,产生原因复杂,故在7.2.1条中规定"不得有裂纹". 我们常常在图样或技术条件中看到,设汁人员除要求按JB 4708进行焊接工艺评定外,对检验项目增加了内容,例如对强度材料要求增加硬度和金相(微观)试验,对铬钼耐热钢增加回火脆化试验,对耐蚀钢增加腐蚀试验项目等等.当要求增加检验项目时,应同时规定出评定规则、替代范围、试验方法和合格指标.应强调指出,当对试件增加检验项目后,JB 4708中的评定规则和有关条款并不保证适用于所增加的检验项目. 7.2.2.1 力学性能和弯曲性能试验项目和取样数量应符合表11的规定. 7.2.2.2 当试件采用两种或两种以上焊接方法(或焊接工艺)时: a)拉伸试样和弯曲试样的受拉面应包括每一种焊接方法(或焊接工艺)的焊缝金属; b)当规定做冲击试验时,对每一种焊接方法(或焊接工艺)的焊缝区和热影响区都要做冲击试验. 表11? 力学性能和弯曲性能试验项目和取样数量 试件母材的厚度T,mm? ? 试验项目和取样数量,个??拉伸试验? ? 弯曲试验2)? ? 冲击试验4)5) ? ? 拉伸1)? ? 面弯? ? 背弯? ? 侧弯? ? 焊缝区? ? 热影响区4) T< 1.5? ? 2? ? 2? ? 2? 1.5 ≤ T < 10? ? 2? ? 2? ? 2?3? ? 3 10 ≤ T <20? ? 2? ? 2? ? 2? ? 3)? ? 3? ? 3 T ≥ 20? ? 2?4? ? 3? ? 3 1)? ? 一根管接头全截面试样可以代替2个板形试样2)? ? 当试件焊缝两侧的母材之间或焊缝金属和母材之间的弯曲性能有显著差别时,可改用纵向弯曲试验代替横向弯曲试验.纵向弯曲时只取面弯和背弯试样各2个.3)? ? 可以用4个横向侧弯试样代替2个面弯和2个背弯试样.4)? ? 当焊缝两侧母材的钢号不同时,每侧热影响区都应取3个冲击试样.5)? ? 当无法制备5mm*10mm*55mm小尺寸冲击试样时,免做冲击试验. 表11中增加了试件母材厚度小于1.5mm这一栏,这主要考虑波纹管膨胀节中多层薄板情况. 图12 对于试件采用两种或两种以上焊接方法(或焊接工艺)焊成,如果某种焊接方法(或焊接工艺)焊缝金属厚度小于6mm无法单独制备冲击试样时,可以与其他焊接方法(或焊接工艺)联合制备冲击试样,冲击试样缺口只要有一部分通过焊缝区(或热影响区)则便认为该焊缝区(或热影响区)已经得到冲击韧性检验,见图12.例如:试件板厚δ=14mm,用氩弧焊打底,焊条电弧焊填满,取10mm*10mm*55mm缺口冲击试样,氩弧焊焊缝金属厚度4mm,加工后剩余3mm,无法单独取冲击试样,实际制备焊缝金属冲击试样时如图12,冲击试样缺口轴线部分通过氩弧焊焊缝金属,则完成冲击试验后便认为氩弧焊焊缝金属得到检验,氩弧焊热影响区冲击试验也同样处理. 7.2.2.4? 拉伸试验 7.2.2.4.1? 取样和加工要求 a)试样的焊缝余高应以机械方法去除,使之与母材齐平.试样厚度应等于或接近试件母材厚度T. b)厚度小于或等于30mm的试件,采用全厚度试样进行试验. c)当试验机受能力限制不能进行全厚度的拉伸试验时,则可将试件在厚度方向上均匀分层取样,等分后制取试样厚度应接近试验机所能试验的最大厚度.等分后的两片或多片试样试验代替一个全厚度试样的试验. 拉伸试样取样方法有了变更,在修订后标准中不再强调多片试样厚度每片为30mm,允许为切取多片试样时的切口占据的部分厚度不进行拉伸试验.切口宽度应尽量小,用薄锯条或薄铣刀对试样进行分层加工: 用机械方法去除焊缝余高过程中可能要加工到母材,所以规定拉伸试样厚度应等于或接近试件母材厚度丁,这是符合实际情况的. 拉伸试样形式分为: a)紧凑型板接头带肩板形拉伸试样; b)紧凑型管接头带肩板形拉伸试样; c)管接头全截面拉伸试样. 本标准中拉伸试样与钢材、焊材的拉伸试样不同,其特点是试样受拉伸平行部分很短,通常等于焊缝宽度加12 mm,实质上是焊缝宽度加热影响区宽度,两侧立即以R=25 mm的圆弧过渡到夹持部分,其目的是强迫拉伸试样在焊接接头内(焊缝区、熔合区和热影响区)断裂,以测定焊接接头的抗拉强度σb. 7.2.2.4.4? 合格指标 a)试样母材为同种钢号时,每个试样的抗拉强度应不低于母材钢号标准规定值的下限值. b)试样母材为两种钢号时,每个试样的抗拉强度应不低于两种钢号标准规定值下限的较低值. c)同一厚度方向上的两片或多片试样拉伸试验结果平均值应符合上述要求,且单片试样如果断在焊缝或熔合线以外的母材上,其最低值不得低于母材钢号标准规定值下限的95%(碳素钢)或97%(低合金钢和高合金钢). 本次修订标准时,变更了两片或多片拉伸试样的评定方法和合格指标.厚钢板横截面上拉伸强度不均匀,两片或多片试样的拉伸试验结果不是单片值而是平均值应符合要求,而其单片值,如果断在焊缝或熔合线以外的母材上,其最低值不得低于母材钢号标准规定值下限的95%(碳素钢),或97%(低合金钢和高合金钢). 焊接接头拉伸试验后的屈服点是不定值,没有意义,不必记录. 7.2.2.5? 弯曲试验 7.2.2.5.1? 试样加工要求 试样的焊缝余高应采用机械方法去除,面弯、背弯试样的拉伸表面应齐平. 焊接接头的弯曲试样加工、试验方法与判废指标一直是压力容器标准中争论最多的问题之一,影响弯曲试验结果的因素也十分复杂.弯曲试验比起拉伸、冲击试验来,因为没有实物弯曲开裂数值作参照,因而难以确定弯曲试验的判废指标与试验方法. 压力容器行业在严格执行弯曲试验规定时也十分认真学习对比先进工业国家标准,如美国ASME《锅炉压力容器规范》,普遍的提出下列疑问: ①弯心直径D国内规定为30a(a为试样厚度),美国ASME规定为4a,哪个规定严格?哪个规定合理? ②在同一台设备上同样的服役条件与同样的制造工艺,部分焊缝为双面焊,部分为单面焊,按照国内弯曲试验标准,它们的弯曲试验要求可以大不相同,相差一倍之多,这如何理解? ③同一台设备使用不同钢材,尽管它们的制造工艺与服役条件完全相同,但按国内标准规定它们的焊接接头弯曲试验要求可以不同,又作何解释? 正确认识焊接接头弯曲试验的目的是修订弯曲试验方法的关键,也是消除上述疑问的关键. 焊接接头弯曲试验的目的在于测定焊接接头的完好性(连续性、致密性)和塑性,压力容器工作者希望焊接接头的焊缝区、熔合区和热影响区都在相同伸长率条件下考核其完好性这才是真正合理的,值得注意的是热影响区性能比起焊缝和母材来更难以控制,是焊接接头薄弱面,是弯曲试验检测重点. 原西德标准DIN 50121 T1—1978《金属材料检验? 熔化焊接头和堆焊层的弯曲试验》、美国ASME Ⅸ《焊接和钎接评定》(1995年版)、? 日本JISB 8282一1993《压力容器焊接接头的力学性能试验》都提出焊接接头弯曲试样外表面计算的纤维伸长率δ%的计算公式: 当不同弯心直径时,计算出弯曲试样外表面纤维伸长率δ%如表14.GB 150一1998中所列压力容器用钢板伸长率标准规定值如表15,相应焊接材料熔敖金属伸长率标准规定如表16.对比表14、表15和表16可见:当焊接接头弯曲试验弯心直径为3a时,弯曲试样受拉面最大仲长率为:25%,已经超过绝大部分压力容器用钢板和焊接材料伸长率的规定值下限、若弯曲试验不合格则不能将原因归结到焊接接头完好性不够,而是超过材料本身伸长率,在此情况下进行弯曲试验,已经失去意义. 表14 D/a? ? L? ? 2? ? 2.5? ? 3? ? 4? ? 6 δ%? ? 50? ? 33? ? 29? ? 25? ? 20? ? 14 表15? GB 150中所列钢号伸长率标准定值 伸长率标准规定值,%不小于? ? GB150中所列钢号 17? ? l8MnMoNbR,07MnCrMoVR,l2Cr2MolR 18? ? 15MnVNR,13MnNiMoNbR,15CrM0R14CrlMoR.12Cr2Mo1R 19? ? 15MnVR.15CrMoR 20? ? 16MnR,15MnNiDR,0Crl3A1,0Crl300Crl8Ni5Mo3Si2 2l? ? 16MnR,16MnDR,Q235一A·B·C 22? ? 09Mn2VDR,Q235一A·B·C 23? ? 09MnNiDR Q235一A·B·C 24? ? 20R,Q235一A·B·C 25? ? 20R,Q235一A·B·C 26? ? Q235一A·B·C 35? ? 0Crl9Nn3Mo3,00Crl9Nil3Mo3 37? ? 0Crl8Nil2Mo2Ti 40? ? 0Crl8Ni9,0Crl8Nil0Ti,0Crl7N.12Mo2,00Crl9Nil0,00Crl7Nil4Mo2 注:Q235-A·B·C,20R,16MnR的不同厚度其伸长标准定值不同. 表16? 压力容器常用焊材熔敖金属伸长率标准规定值 伸长率标准定值,%不小于? ? 压力容器常用焊材 15? ? J606,j607,J707,R407 17? ? W707Ni,W907Ni,J557,R207,R307,R317 20? ? J502 22? ? J422,J426,J427,J506,J507,J506RH,J507RH,J507Mow,H08Mn2SiA+CO2,all welding flux 25? ? A132,A137,A212,A242 30? ? A202,A207,A022 弯曲试验的弯心直径为3a时,是否表明比4a要求更严呢?回答是否定的. 因为弯曲试验(特别是横向弯曲试验)要求试样的焊缝区、熔合区和热影响区应全都在试样受弯范围内,在近似相同伸长率条件下进行考核.试验结果表明,随着弯心直径减小,试样受弯范围也相应减少,主要集中在焊缝区受弯,而热影响区受弯程度大大减少,热影响区这个薄弱面在弯曲试验中得不到充分考核,这样减小弯心直径所谓提高弯曲试验要求不过是严在焊缝区、松在热影响区,这对提高焊接接头的弯曲性能,提高压力容器安全性能极为不利,4倍板厚的弯心直径进行弯曲试验时,焊缝区、熔合区和热影响区都在弯曲范围内,其表面伸长率近似相同(约20%)承受弯曲试验考核,这不仅是合理的,也是严格的. 用不同钢材的单面焊、双面焊焊接接头制成的压力容器,无论在制造过程中或在使用过程中都受着同样的弯曲变形过程和弯曲后承压过程,从设计、制造、检验而言,就不应当规定单面焊和双面焊有不同的弯曲试验要求,也不应当规定不同钢材的焊接接头有不同的弯曲试验要求. 在修订标准时,我们参照美国、日本相关标准,在压力容器焊接工艺评定标准中修改弯曲试验方法,规定不区分单面焊还是双面焊,也不区分钢材种类,焊接接头弯曲试验都规定弯心直径为4a,弯曲角度为180°. 弯曲试样受弯时其拉伸面在拉伸过程中极易受到试样表面加工质量影响,因为不同试样母材原始表面缺陷(如咬边、鱼鳞纹等)状况和程度不同,对应力集中敏感性也不一样,因而使弯曲试验不是在同一条件下考核,在较大应力集中的表面缺陷处弯曲试样开裂,掩盖了焊缝内部细小缺陷的实际. 当考核焊工技能时,弯曲试样保留焊缝一侧母材原始表面,似乎有些道理.当考核焊接接头弯曲性能时,再保留焊缝一侧母材原始表面就显然不近情理了.压力容器产品使用时大都保留了焊缝两侧母材原始表面,这种不利因素已被安全系数等设计规定所包容了. 本次修订JB 4708时,对弯曲试样受拉面按照GB/T 232—1988《金属弯曲试验方法》和GB 2657—1989《焊接接头弯曲及压扁试验方法》中对试样表面规定"不得有划痕","不应有横向刀痕或划痕"等要求,规定了弯曲试样的拉伸表面应齐平,在同样表面加工质量条件下对比试样的弯曲性能,才能体现弯曲试验的本意. 7.2.2.5.3? 试验方法 a)弯曲试验按GB/T 232和表12规定的试验方法测定焊接接头的完好性和塑性. b)试样的焊缝中心应对准弯心轴线.侧弯试验时,若试样表面存在缺陷,则以缺陷较严重一侧作为拉伸面. c)弯曲角度应以试样承受载荷时测量为准. d)对于伸长率δ标准或技术文件规定值下限小于20%的母材,若弯曲试验不合格而其实测值δ<20%,则允许加大弯心直径重新按表12进行试验,此时弯心直径等于 S(200-δ)? (δ为伸长率的规定值下限),支座间距离等于弯心直径加上(2S+3)mm. 表12? 弯曲试验尺寸规定 试样厚度 S,mm? ? 弯心直径 D, mm? ? 支座间距离,mm? ? 弯曲角度,(ˉ) <10? ? 4S? ? 6S + 3? ? 180 10? ? 40? ? 63? ? 修订后的标准,弯曲试验不再按钢材类别、单面焊、双面焊区分,一律按弯心直径等于4倍试样厚度、弯曲角度180?.试样在离开试验机后都有回弹,在试样承载时测量弯曲角度表明试样已经具备的弯曲能力,这是合理的. 在1995年版的ASME《锅炉压力容器规范》第Ⅸ卷《焊接和钎接评定》和JIS B8285—1993《压力容器焊接工艺评定试验》中都按钢材伸长率δ%标准规定值下限20%为界,分别规定弯心直径大小.从表15可见列入GB 150钢种也有不少钢号的伸长率标准规定值下限<20%,但供货时一般>20%,故在标准正文7.2.2.5.刘)中做了具体规定,先按D=4S进行弯曲,若不能通过且伸长率实测值占:δ5<20%,则加大弯心直径重新试验. 7.2.2.6? 冲击试验 7.2.2.6.1? 试样 a)试样取向:试样纵轴应垂直于焊缝轴线,缺口轴线垂直于母材表面. b)取样位置:在试件厚度上的取样位置见图12. 焊缝区试样的缺口轴线应位于焊缝中心线上. 热影响区试样的缺口轴线至试样轴线与熔合线交点的距离大于零,且应尽可能多的通过热影响区. 1)T≤60 mm时,t1≈l2 mm; 当丁>60 mm时,t2=T/4. 2)双面焊时,t2从后焊面的钢材表面测量. 图12? 冲击试样位置图 冲击试验测定焊缝和热影响区的韧性.根据GB 6654一1996《压力容器用钢板》规定当钢板厚度>60mm时,在l/4板厚处取冲击试样,测定钢板的韧性,故焊接工艺评定试件的冲击试验也以板厚60 mm为界,对于厚度T>601、IYll的试件在丁/4处制取焊缝和热影响区冲击试样.在JB 4708一1992中就严格规定了热影响区冲击试样缺口轴线位置,我们在不少单位看到热影响区冲击试样缺口轴线没有按JB 4708—1992执行而是自行规定热影响区的缺口轴线与熔合线距离为某一数值而不是尽可能多的通过热影响区,这样试验结果不能反应热影响区韧性特征,应予以纠正. 有人建议热影响区试样的缺口轴线将"应尽可能多的通过热影响区"改为"位于热影响区的宽度中心",我们认为不妥,标准正文图12所示为单面坡口,实际上双面坡口也很多,如图13所示,板厚为20mm、双面焊,小坡口为后焊面,通过作图可以看出,位于热影响区的宽度中心的A线几乎有一半在焊缝区内,按"尽可能多的通过热影响区"原则所作的B线,绝大部分通过热影响区,按B线加工缺口则试验结果较A线更能充分反映热影响区的冲击韧性特征. 图13 7.2.2.6.3? 合格指标 每个区3个试样为一组的常温的冲击吸收功平均值应符合图样或相关技术文件规定,且不得小于27J,至多允许有1个试样的冲击吸收功低于规定值,但不低于规定值的70%. 冲击试样的合格指标作了修改.母材经过焊接热循环的作用变成有复杂组织的热影响区,其性能特别是冲击韧性有变差倾向,对于调质钢而言,焊接热影响区不能进行调质处理,冲击韧性难以与母材相比.焊接工艺评定冲击试样的韧性指标原规定不低于母材标准规定值则较苛刻,现改为"应符合图样或相关技术文件规定,且不得小于27J"较妥,与GB 150附录E产品焊接试板的力学性能检验规定相同. JIS B 8285—1993《压力容器焊接工艺评定试验》中规定焊接接头冲击试验吸收功不得小于表17中的数值,对比表17可见JB 4708对冲击韧性试验合格指标仍比日本规定要严格. 表17 钢材标准拉伸强度σb规定值下限Mpa (kgf/mm2)? ? 吸? 收? 功? 值??3个试样平均值? ? 单个最小值 σb≤450(46)? ? 18? ? 14 450(46)<σb≤520(53)? ? 20? ? 16 σb>520(53)? ? 27? ? 20 由于修改了弯曲、冲击试验的合格指标,所以新版JB 4708也适用于异种钢焊接接头的焊接工艺评定,解决了压力容器行业长期悬而未决的难题. 7.3? 角焊缝试件和试样的检验 7.3.1? 检验项目:外观检查、金相检验(宏观). 外观检查不得有裂纹. 7.3.2? 金相检验(宏观) 角焊缝试件切取金相检验(宏观)试样时应注意避开起弧与收弧处易产生缺陷部位.金相试样尺寸范围只要包括全部焊缝、熔合区和热影响区即可. 7.3.2.2? 合格指标 a)焊缝根部应焊透,焊缝金属和热影响区不得有裂纹、未熔合. b)角焊缝两焊脚之差不宜大于3 mm. 角焊缝根部焊透示意如图14,只要腹板底部直角顶点熔人焊缝则就表示角焊缝焊透(见图14a)),图14b)实线与虚线位置也称角焊缝根部焊透,但此时焊缝已是对接焊缝加角焊缝的组合焊缝了.本标准并不要求角焊缝评定试件:焊透一定如图14b)所示:角焊缝的"焊脚"与"焊脚尺寸"是两个术语,含意不同不能混淆、如图15所示,A为焊脚,B是焊脚尺寸. 7.4? 耐蚀堆焊试件和试样的检验 耐蚀堆焊重新评定焊接工艺的判断准则是堆焊层的化学成分,标准修改后明确了堆焊试件上堆焊层最小宽度.堆焊焊道之间外观质量与焊工技能有关,在堆焊工艺评定试件上并不限定堆焊道数. 对于在基体钢材先堆焊过渡层后再堆焊表面耐蚀层双层堆焊方法而言,耐蚀层堆焊时基体钢材实际上是过渡层金属,基体钢材改变了,过渡层、耐蚀层堆焊应重新评定. JB 4708—2000对堆焊层评定最小厚度规定更明确了,从开始取化学分析试样处到熔合线距离作为堆焊层评定最小厚度. 九、附录A? 不锈钢复合钢焊接工艺评定 "附录A不锈钢复合钢焊接工艺评定"是新增加的,不锈钢复合钢包括不锈钢板与碳素钢、低合金钢板的复合钢板和在碳素钢或低合金钢上堆焊不锈钢而制成的复合钢.不锈钢复合钢的基材和复材应是符合GB 150规定的钢板、锻件或堆焊金属,不锈钢复合钢的技术要求除应符合GB 150和图样规定外还应符合JB 4733的相应规定. A2.1? 试件应以不锈钢复合钢(包括基层和复层)制备. ? 若复层为堆焊金属则其化学成分应在焊件规定的范围内. A2.3? 经评定合格的焊接工艺适用于焊件复层焊缝金属厚度有效范围的最小值,为试件复层焊缝金属厚度. 经评定合格的焊接工艺适用于焊件复层焊缝金属厚度有效范围的最小值原写成"应保证该处化学成分满足设计规定",但如何取样分析?实际操作困难.所以改成"为试件复层焊缝金属厚度"较为实际. A2.5? 力学性能试验的合格指标 a)拉伸试验:每个试样的抗拉强度σb应满足: 式中:σbl——复材抗拉强度标准下限值,MPa; σb2——基材抗拉强度标准下限值,MPa; t1? ——复层厚度; t2? ——基层厚度.? ? ' b)弯曲试验:试样弯曲到规定的角度后,拉伸面上任何方向不得有长度大于3 mm的任一裂纹或缺陷,试样的棱角开裂不计.对轧制法、爆炸轧制法、爆炸法生产的不锈钢复合钢侧弯试样复合界面未结合缺陷引起的分层、裂纹允许重新取样试验. 弯曲试验的合格指标考虑到用轧制或爆炸复合的不锈钢复合钢板在GB 65一1997《不锈钢复合钢板和钢带》与JB 4733中都允许有少量未结合,因而在焊接接头弯曲试样的受拉面上出现复合界面未结合缺陷引起的分层、裂纹则允许重新取样试验. 附录A实际上是"设计时计人复层材料强度时的不锈钢复合钢的焊接工艺评定".当设计时不计人复层材料的强度时的不锈钢复合钢焊接工艺评定可按下列规定执行. (1) 试件以基层用钢材制备,按标准正文规定进行评定. (2) 连接复层(板或堆焊金属)的焊缝按标准正文中"耐蚀堆焊工艺评定规则"评定. (3) 用堆焊法制不锈钢复合钢按标准正文中"耐蚀堆焊工艺评定规定"评定堆焊复层的焊接工艺. 考虑到连接复层的焊缝按"耐蚀堆焊工艺评定规则"评定过程复杂费时,倒不如不分设计时计人与不计人复层强度,全都按附录A进行评定. 十、型式试验评定方法 1 型式试验评定目的在于评定出合格的焊接工艺用于截面全焊透的T形接头和角接接头以确保接头根部焊透,同时也要求焊工技能熟练,共同确保产品焊接质量. 2 型式试验评定规则 (1)型式试验件用钢材分为碳素钢和低合金钢、奥氏体高合金钢、铁索体高合金钢三类. 改变型式试验件钢材类别,需重新评定焊接工艺, (2)型式试验件用焊材按焊缝金属分为碳素钢和低合金钢、奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢三类. 改变型式试验件接头根部焊缝金属类别,需重新评定焊接工艺. (3)焊接方法分为气焊、焊条电弧焊、钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊和埋弧焊. 改变打底焊的焊接方法,需重新评定焊接工艺. (4)坡口形式与尺寸发生下列变化时,需重新评定焊接工艺,当双面焊背面作清根处理时b)、c)除外. a)坡口角度减少; b)根部间隙减少; c)钝边高度增加. (5)打底焊用焊接规范发生下列变化寸,需重新评定焊接工艺. a)焊条(丝)直径增加(当焊接电流不随之增加寸); b)焊接电流值减少[当焊条(丝)直径不随之减少寸]. 3 型式试验件分为板材试验件和管-板试验件 (1)板材试验件如图16听示,管-板试验件如图17所示.板材试验件和管板试验件均应制备坡口. (2)外径小于或等于160 mm的管状件与容器相焊的接头采用管-板试验件;板材T形接头,外径大于160 mm的管状件与容器相焊的接头采用板材试验件,也可以用管—板试验件. 4? 试件和试样的检验 (1) 检验项目:外观检查,金相检验(宏观). (2) 外观检查:试验件接头表面不得有裂纹,未熔合,未焊透. (3) 金相检验(宏观) 图16?图17 ①板材试验件 a) 试件两端各舍去20 mm,然后沿试验件纵向等分切取5个试样. b) 每块试样取一个面进行金相检验,任意两检验面不得为同一切口的两侧面. ②管—板试验件 a) 将试件等分切取4个试样. b) 每块试样取一个面进行金相检验,任意两检验面不得为同一切口的两侧面. ③合格指标 接头焊缝根部应焊透,焊缝金属和热影响区不得有裂纹,未熔合. 十一、焊接工艺评定一般过程 (1) 对于产品上每条需要评定的焊缝,拟定"焊接工艺指导书",内容包括每种焊接方法的重要因素、补加因素和次要因素、 (2) 按照"焊接工艺指导书"和本标准的规定施焊试件、检验和测定试样性能、填写"焊接工艺评定报告",内容主要包括每种焊接方法施焊试件所需控制的重要因素、补加因素数据记录值和各项检测结果,如果评定不合格应修改焊接工艺指导书继续评定,直到评定合格. (3)当规定冲击试验时,焊接工艺指导书上每个重要因素和补加因素都要得到评定,当不规定冲击试验时,焊接工艺指导书上每个重要因素都要得到评定: 正确选用焊接工艺参数可以减少焊接工艺评定数量.例如: ①在同一组别内最好选择规定进行冲击试验的钢号进行评定. ②本单位若需要多种焊接位置,则首选向上立焊评定焊接工艺. ③对于常用钢号,对钢材厚度统一考虑,使每一试件覆盖的厚度范围不重复或少重复. ④充分利用已进行过评定试件覆盖范围用于两种或两种以上焊接方法(或焊接工艺)焊接同一焊缝的焊件. ⑤尽量选用低氢性药皮焊条,选用产品上可能使用的最大直径的焊条. ⑥尽量选用产品上可能使用的线能量最大值. ⑦要求焊后热处理的试件.尽量选用产品上可能使用焊后热处理时间(如返修、环焊缝重复加热等). 焊接工艺指制造焊件所有关的加工方法和实施要求,包括焊接准备,材料选用,焊接方法选定,焊接参数,操作要求. 焊接工艺指导书是用于焊接工艺评定所拟定的焊接工艺. 焊接工艺规程(范)与焊接工艺指导书不同,它是指制造焊件所有关的加工和实践要求的细则文件,可保证由熟练焊工或操作工操作时质量的再现性. (4)经评定合格的"焊接工艺指导书"可以保证获得力学性能符合要求的焊接接头,"焊接工艺指导书"可直接用于生产的前提条件是该单位焊接技术与管理素质都较高,有控制焊接质量的完整措施与方法:"焊接工艺指导书"不针对具体产品也不针对具体焊接接头"焊接工艺指导书"通常不考虑劳动生产率、劳动保护、焊工操作方便、焊接线余应力与变形和焊接缺陷等生产管理因素,并不能有效保证焊接质量的再现性.因此,国内绝大多数压力容器制造厂都综合考虑"焊接工艺指导书"、产品要求、实际生产条件和管理因素编制"焊接工艺规程"(也称焊接工艺卡)用于焊制压力容器. 从以上叙述可以看出"焊接工艺指导书"应用"焊接工艺评定报告"证明其正确性,所以每份"焊接工艺指导书"上必须填写相应"焊接工艺评定报告"编号. 十二、附录B"焊接工艺指导书"和 "焊接工艺评定报告"表格 附录B是"焊接工艺指导书"和"焊接工艺评定报告"表格推荐格式. 设计这两份表格考虑了两方面情况,其一是表格内容要与标准条文相配合,表格内只能列出标准条文所写明内容,不应超出其范围;其二这两份表格供执行JB 4708标准的所有单位一个推荐格式,故其内容力求详尽完整,以便各单位根据实际情况增加或删减某些项目内容时,有所依照,以免漏掉必要内容. 钢制压力容器焊接工艺评定标准中所列两份正式文件"焊接工艺指导书"和"焊接工艺评定报告"集中体现了焊接工艺评定目的、程序和方法,应当正确填写.为了减少焊接工艺评定数量,在实施焊接工艺评定时要充分利用这两份文件和里面的各项内容. 经评定合格的"焊接工艺指导书"和"焊接工艺评定报告"都可以拿出来单独使用,当重要因素、补加因素不变时,可以依据一份"焊接工艺评定报告"编制多份"焊接工艺指导书",此时这些"焊接工艺指导书"已经得到评定.从两份或两份以上"焊接工艺评定报告"中抽取其中重要因素、补加因素相同部分,编制一份"焊接工艺指导书",则该份文件应当承认是评定合格的. 目前焊接工艺评定两份文件中有一个普遍的毛病,就是"焊接工艺指导书"与"焊接工艺评定报告"所记录的内容相同,数值一致.实际上,在"焊接工艺指导书"中所记录的焊接工艺评定因素应是一个在将来焊接生产时可能使用的范围,而"焊接工艺评定报告"所记录的则是应在实际焊接生产时所用的窄小范围.如果严格遵照评定规则,该窄小范围选择得当则可以大大减少焊接工艺评定数量. ? 1 对表Bl"焊接工艺指导书"填写要求说明如下: ? 为简化起见将表B1中各项内容都用数字代号表示,参见附件I: (1)焊接工艺指导书编号方法请各单位制订,原则上要求简单、易懂、易查找和便于计算机管理.注意按同一份"焊接工艺评定报告"同时编制出几份"焊接工艺指导书"时编号如何处理. (2)该份"焊接工艺指导书"经评定合格才能填写,日期为"焊接工艺评定报告"批准日期或更晚. (3)填写对该"焊接工艺指导书"进行评定的"焊接工艺评定报告"的编号,有多少评定报告就都填上.评定报告编号方法应区别指导书编号方法,最好在编号中看出两份文件的联系. (4)填写所用的焊接方法,若是组合评定,则需同时填出所有焊接方法. (5)机械化程度是相应于焊接方法而言,表Bl内"自动""半自动"也包括"机械化"或"半机械化". (6)应填写施焊单位在实际生产中所能遇到的所有坡口形式与尺寸. (7)如实填写. (8)填写本次评定时所使用的坡口形式与尺寸、焊道安排及顺序. (9)可填写坡口加工方法、加工质量及出现的问题等. (10)只要该钢号有类别、组别,则在该项目中填写试件接头两侧母材类别、组别号,而将钢号填人(11)内. (11)当钢号没有类别、组别时才在该项目中填写钢号及相应标准号. (12)填写选用板材试件评定合格后适用于对接焊缝焊件母材厚度范围,按标准正文 5.3.4确定. (13)不论是对接焊缝试件或角焊缝试件评定合格的焊接工艺适用于角焊缝焊件母材厚度不限,此处填"不限". (14)填写选用管材试件评定合格后适用于对接焊缝焊件母材厚度范围,按标准正文 5.3.4确定. (15)从试件上测量对接焊缝厚度(余高不计)按标准正文5.3.4确定其适用范围. 如为组合评定则按各焊接方法或焊接工艺的焊缝厚度分别填写. (16)作为该栏的补充与注释,如返修焊、补焊等. (17)焊材类别填写焊条、焊丝、焊剂等. (18)填焊材所属标准号(国家标准、行业标准),此项不能空白. (19)填焊条、焊丝直径,当可能使用多种直径时,填多种直径,对边料而言填截面尺寸. (20)按国家标准规定填写焊材型号. (21)焊材牌号按《焊接材料产品样本》(1997年,机械工业出版社)填写. (22)填写堆焊层所要求的堆焊金属化学成分. (23)填写该焊接工艺适用的和可能使用的焊接位置.如焊条电弧焊评定试件为平焊,此处可填平焊和可能使用的横焊、仰焊和向下立焊. (24)仅当立焊时才需填此项,按试件实际位置填"向上立焊"或"向下立焊". (25)按产品工艺需要填写或根据"焊接工艺评定报告"降低50℃ (26)按产品工艺需要填写或根据"焊接工艺评定报告"加上50℃ (27)应按标准或技术文件的规定填写焊后热处理的允许温度范围. (28)填写焊后热处理温度下的保温时间,该时间应包含评定适用焊件厚度范围内的各种时间,也可填写焊件的实际保温时间. 如果有多次焊后热处理,则应依次分别填写(27)~(28). (29)填写试件施焊所可能用的电流种类: (30)填写试件施焊所可能用的极性: (21)填写试件施焊时预定焊接电流范围. (32)填写试件施焊寸预定电弧电压范围. (33)填写钨极类型如钍钨极、铈钨极,及填写钨极直径. (34)当采用熔化极气体保护焊时,熔滴的过渡形式,如粗滴过渡、喷射过渡和短路过渡.过渡形式与评定厚度有关. (35)填写钨极气体保护焊喷嘴的直径. (36)按产品实际工艺要求填写. (37)是对(36)的说明,指电极(焊丝)摆动幅度、频率和两端停留时间,按实际工艺要求填写. (38)按实际工艺填写. (39)按实际工艺填写. (40)按产品实际工艺填写一个适当范围. (41)按实际产品工艺填写,此为补加因素,当单道焊时,需要进行评定,而从单道焊变为多道焊时,不需要重新评定. (42)按实际产品工艺填写,注意当有冲击韧性要求时,要进行评定; (43)按实际产品工艺填写,但注意打底层与盖面层不宜锤击. (44)填写其它认为需要指出的技术措施: (45)原则上按焊道分别填写,一般同一焊层中焊接规范参数相同,可按层填写,如果几层的规范参数相同则可填写从第几层到第几层,打底层要单独填写. (46)按实际焊接方法填写,改变焊接方法要重新评定. (47)~(52)相应于各层的具体参数,其中(49)、? (50)所选数值范围可以稍大,(51)可以稍小,不要求与评定报告完全相同,以适应生产需要,由于线能量是补加因素,故IU/V不能超过评定报告相应值的上限,电流类别与极性应与评定报告一致. (53)、(54)签字人要按照本单位压力容器质保体系规定的具有相应职务的人签署,审核为单位焊接责任工程师,批准为质保工程师或总工程师. (55)填写尚未评定、拟定好焊接工艺指导书的批准时间. 2 对表B2"焊接工艺评定报告"的填写要求说明如下: "焊接工艺评定报告"与"焊接工艺指导书"的最大区别在于评定报告是焊接工艺评定的实际记录,要详细记录试件焊接和试验结果的具体数据,任何在试件焊接中未加观察和测量的因素都不能填写. 为简化起见将表B2中各项目都用数字代号表示,详见附件I. (1)评定报告编号要求同指导书编号.两个编号要有区别并有内在联系,以便查询. (2)填写首次评定指导书的编号,以后由于次要因素变更,根据此评定报告再编写的指导书编号不强求填上. (3)填写试件所用焊接方法. (4)相应于(3)的自动化程度(包括机械化). (5)按照实际施焊结果按括号内要求填写,并有实际焊道、焊层示意,所以要边焊边记录. (6)~(12)按实际情况填写. (13)填写试件施焊实际位置. (14)填写试件焊前实测的预热温度,按最低值记,不预热则填写室温. (15)填写焊接过程中实测的层间温度,按下层焊接前的实测值记. (16) ~ (17)填写试件焊后热处理的实际次数和参数.要有热处理记录曲线作为凭证. (18) 按实际情况填写. (19) ~ (21)按实际情况填写. (22) ~ (23)按同一焊接方法(或同一重要因素或补加因素的焊接工艺)实际施焊所记录的数值填写. (24) 按同一焊接方法(或同一重要因素或补加因素的焊接工艺)实际施焊所记录的焊接速度范围填写. (25) 将同一种焊接方法或同一重要因素或补加因素的焊接工艺焊接试件的实际最大线能量记人"其它"项目内. (26) ~ (28) 当该项目内容属于补加因素时,必须予以真实记录填写. (29) ~ (32) 填写评定试件无损检测后有无裂纹,根据无损检测结果在试件准释义上避开缺陷取样,将无损检测报告号附入. (33) ~ (40) 照实填写,不要空白,填写(35)~(38)表明按JB 4708标准进行,便于国内外单位认可.注意拉伸试验中不应填屈服点,断裂部位应在焊接接头范围内,若填写断于母材应当慎重鉴别,不要将热影响区当作母材. (41) ~ (45) 照实填写. (42) 填写面弯、背弯、侧弯. (46) ~ (49) 照实填写,对于异种钢焊接接头要注明哪一侧热影响区,组合评定时要按焊接方法或焊接工艺取样. (50) 填写角焊缝试件根部焊透情况. (51) 填写角焊缝试件焊缝有无未熔合. (52) 填写角焊缝试件焊缝和热影响区有无裂纹. (53) 填写"焊脚差"而不是"焊脚尺寸差". (54) ~ (55) 按标准正文7.4.4.4和图14上的o、6、c照实填写. (56) 填写上列各栏各项所没有包括的内容或特别说明. (57) 内容已写明确,表示本评定所遵照的标准,对该标准负责.此段文字常为大家所忽略. (58) 填写合格与不合格,对试件、试样的检验.只要有一项内容,或一个试样不合格则评定结果便判定不合格. (59) ~ (61) 照实填写. (62) ~ (64) 编制、审核、批准程序不可缺少,签字人员应按质保体系规定应经制造(组焊)单位焊接责任工程师审核,总工程师批准. 10多年来,国内压力容器制造和安装单位进行了大量的压力容器焊接工艺评定实践,积累了丰富经验,各省市和单位,从本地实际出发,加强了压力容器焊接工艺评定管理和程序控制,取得了成效.附录B? 焊接工艺指导书和焊接工艺评定报告表格推荐格式作为提示的附录列在JB 4708中推荐给读者,结合本单位的具体情况,任何能够表述焊接工艺评定标准要求的表格形式都能使用.我们将所收集到的众多各具特色的焊接工艺评定表格中,选择辽宁省于1994年起在全省统一使用的一套表格,作为本标准释义的附件Ⅱ. 这套表格的第一个特点是,适用于多个国家的焊接工艺评定标准和不同订货商对焊接工艺评定提出的不同要求.欧洲和亚洲国家的焊接工艺评定标准,除参照美国ASME《锅炉和压力容器规范》外,还有各自的特点及特殊要求,如要求检验微观金相、硬度、铁素体含量、休伊腐蚀试验、步冷试验等.为此,辽宁省焊接工艺评定表格中列出与此相配套的项目.此时应注意表格中所填写项目内容应与标准中所列规定要求相对应,不要求每项空格都填满;增加检验项目后则会引起焊接工艺评定规则的变更,原规则不完全能适用. 这套表格第二个特点是,具有较强的实用性.国内许多工厂提出焊接工艺评定任务的是编制焊接工艺的工艺人员,完成焊接工艺评定试验并形成焊接工艺评定报告的是试验人员,他们往往不是同一个部门或不是同一个人,本套表格中的"焊接工艺评定指导书"将焊接工艺员拟定的"焊接工艺指导书"(JB 4708附录B)和提出所要求的检验项目及其评判指标两者合为一页,用于传递比较实用.单设一页"焊评试验施焊记录表",适合施焊时作详细记录,包括重要因素和补加因素. 并适用于多种焊接方法的组合评定.该表规定要有焊工、检查员、记录者三人签署,有利于焊接条件真实性的确认.在"力学性能检验记录表"中均要求试验单位出具试验报告,并附在"焊接工艺评定报告"后作为见证件,"试验报告编号",填人相应检验栏目的右上角,便于追踪和确认. 这套表格第三个特点是,适用于电子计算机管理.已于1994年纳人辽宁省"焊接专家系统软件"内,省内已有60余家工厂使用,效果良好.运用"焊接专家系统"可以生成"焊接工艺指导书",确保焊接工艺评定覆盖率为100%. 附件 I 表B1? 焊接接工艺指导书 单位名称?焊接工艺指导书编号? (1) __日期? ? ? (2)? ? 焊接工艺评定报告编号 _____(3)_____焊接方法? (4)? 机械化程度?5)(手工、半自功、自动) 焊接接头:坡口形式?6)衬垫(材料及规格)7)其他?9)简图:(接头形式、坡口形式与尺?层、焊道布置及顺序?8) 母材:类别号? __(10)? 组别号 与类别号?组别号?相焊及标准号?钢? 号(11) ? 与标准号?钢? 号?相焊?厚度范围:母材:对接焊缝?12)角焊缝?13)管子直径、壁厚范围:对接焊缝? (14) ? 角焊缝?焊缝金属厚度范围:? 对接焊缝 (15) ? 角焊缝?其他?16) 焊接材料:焊材类别?17)? ? 焊材标准? ? ? (18)? ? 填充金属尺寸? ? (19)? ? 焊材型号?20)? ? 焊材牌号?21)? ? 其他? ? ? ? ? ? ? ? 耐蚀堆焊金属化学成分(%) (22) C? ? Si? ? Mn? ? P? ? S? ? Cr? ? Ni? ? Mo? ? V? ? Ti? ? Nb 其他: 焊接位置23)? 对接焊缝位置_焊接方向:(向上、向下)(24)角焊缝位置_焊接方向:(向上、向下)? ? 焊后热处理:温度范围(27)? ? 保温时间(h)28)? ? 续表B1 预热:预热 (℃) (允许最低值) _? __(25)__? ? 层间温度(oC)(允许最高值)26)保持预热时间_加热方式 保护气体:气体种类? ? 混合比? ? 流量(L/min)保护气 尾部保护气 背面保护气_ 电特性:电流种类:29)极性:30)焊接电流范围:(A)31)电弧电压(V)32)按所焊位置和厚度,分别列出电流电压范围,记入下表) 焊道/焊层? ? 焊接方法? ? 填充材料? ? 焊接电源? ? 电弧电压(V)? ? 焊接速度(cm/min)? ? 线能量(kj/cm) ? ? ? ? 牌号? ? 直径? ? 极性? ? 电流 (A) (45)? ? (46)47)? ? (48)? ? (49)? ? (50)? ? (51)? ? (52) 钨极类型及直径r: _? ? (33)喷嘴直径 (mm)35)熔滴过渡形式:34)焊丝送进速度 (cm/min) 技术措施:摆动焊或不摆动焊:36)摆动参数:37)焊前清理和层间清理:38)背面清根方法: __ __(39)_____单道焊或多道焊(每面):_? (41)_? ? ? 单丝焊或多丝焊:_? ? _(42)_? _导电嘴至工件距离(mm)40)锤击:43)其他:(44) 编制? ? ? ? 日期? ? ? ? 审核? ? ? ? 日期? ? (53)? ? 批准? ? (54)? ? 日期? ? (55) 注:对每一种母材与焊接材料的组合均需分别填表 表B2 焊接工艺评定报告 单位名称:焊接工艺评定报告编号.1)焊接工艺指导书编号 2_焊接方法:3)_? ? _ 机械化程度:_? (手工, 半自动, 自动)_(4) 接头简图:(坡口形式、尺寸、衬垫、每种焊接方法或焊接工艺敷焊缝金属厚度)(5) 母材:材料标准:钢号.6)类、组别号:_? 与类、组别号: ____相焊厚度:___(7)直径:_____(8)_______其他:____ (9)焊后热处理:热处理温度(16)__? _保温时间 (h)17) ? ? 保护气体:(18)气体种类? ? 混合比? ? 流量 (L/min)保护气体 尾部保护气 背面保护气_ 填充金属:焊材标准:焊材牌号:10)焊材规格:11)焊缝金属厚度;其他:电特性:电流种类:19)极性:20)钨极尺寸:21)焊接电流 (A)22)电弧电压 (V)23)其他: 焊接位置: (13)对接焊缝位置:方向 (向上, 向下)角焊缝位置:方向(向上, 向下)? ? 技术措施: 焊接速度(cm/min)24)摆动或不摆动:26)摆动参数:多道焊或单道焊(每面)27)__? 多丝焊或单丝焊:28)其他:25) 预热: 预热温度(14)层间温度 15)__? _其他; 拉伸试验:试验报告编号:33) 续表B2 试样编号? ? 试样宽度(mm)? ? 试样厚度(mm)? ? 横截面积 (mm2)? ? 断裂载菏 (kN)? ? 抗拉强度 (Mpa)? ? 断裂部位和特征 (34)? ? (35)? ? (36)? ? (374)? ? (38)? ? (39)? ? (40) 弯曲试验?试验报告编号:41) 试样编号? ? 试样类型? ? 试样厚度 (mm)? ? 弯心直径 (mm)? ? 弯曲角度 (o)? ? 试验结果 ? ? (42)? ? (43)? ? (44)45) 冲击试验?试验报告编号. 试样编号? ? 试样尺寸? ? 缺口类型? ? 缺口位置? ? 试验温度 (℃)? ? 冲击吸收功 (J)? ? 备注 46)? ? (48)? ? (47)? ? (49)? ? 续表B2 金相检验(角焊缝):根部: (焊透、未焊透)? (50)? ? 焊缝: (熔合、未熔合)? (51)? 焊缝、热影响:(有裂纹、无裂纹):? (52)? 检验截面? ? I? ? II? ? II? ? IV? ? V 焊脚差(mm) (53) 无损检验:RT:29)UT:30)MT:31)PT:32)其他:耐蚀堆焊金属化学成分(重量 %) (54) C? ? Mn? ? Si? ? P? ? S? ? Cr? ? Ni? ? Mo? ? V? ? Ti? ? Nb 分析表面或取样开始表面至熔合线的距离 (mm)55) 附加说明: (56) 结论: 本评定按JB4708—2000规定焊接试件、检验试样、测定性能,确认试验记录正确(57)评定结果: (合格、不合格) (58) 焊工姓名? ? (59)? ? 焊工代号? ? (60)? ? 施焊日期? ? (61) 编制? ? (62)? ? 日期? ? ? ? 审核? ? (63)? ? 日期? ? ? ? 批准? ? (64)? ? 日期? ? 第三方检验? ? 附件Ⅱ (单位名称)共? 页? 第? 页焊接工艺评定报告? ? 焊评编号(PQR? NO) ? ? 焊接方法? ? ? ? 母? ? 材? ? 钢号? ? 类别、组别号? ? 焊接材料l?厚? 度? ? 直? 径? ? 适用厚度范围? ? 母? ? 材? ? 焊缝金属???? 评定标准? ? 目? 次?1.? ? 焊接工艺评定指导书(任务书)2.? ? 焊评施焊记录表…3.? ? 外观合无损检测记录表…4.? ? 力学性能检测记录表…5.? ? 硬度、金相、角焊缝、焊缝化学成分检验记录表…page( 结论? ? 本评定按_标准规定,焊接试件,检验试样,测定性能,确认试验记录正确.评定结果:? 合格?不合格 编制? ? 审核? ? 监检员? ? 批准? ? 第三方? ? 用户 焊接工艺评定指导书(任务书) (单位名称)共? ? 页第? 页编制? ? ? ? 指导书编号? ? 校对? ? ? ? 评定理由? ? 审核? ? ? ? 要求完成日期? ? 评定标准? ? ? ? 验收机关? ? 母? 材? ? 厚度, mm? ? 尺寸,mm? ? 接头形式简图: 保护气体? ? ? ? 焊接位置? ? ? ? 施焊技术? ? ? ? 预? ? 热? ? ? ? 层间温度? ? ? ? 焊后热处理? ? ? ? 后热处理? ? ? ? 清根方法? ? ? ? 层? ? 焊接方法? ? 焊材牌号? ? 焊材规格? ? 电流种类及极性? ? 电流 (A)? ? 电压 (V)? ? 焊接速度(注)? ? 热输入? ? 钨极直径? ? 喷嘴直径 检验项目、评定指标及试样数量 检验项目? ? 检验标准? ? 评定标准? ? 检验项目? ? 检验标准? ? 评定指标? ? 试样数量 外观检查?拉伸试验? ? 常温 高温 焊缝? 无损检测? ? 射线? ? ? 超声?弯曲试验? ? 面弯 背弯 侧弯? ? ? 渗透? ? ? 磁粉?冲击试验? ? 焊缝热影响区? 焊缝化学成分? 接头硬度检验?铁素体测定? 金相? ? 微观?休伊试验? ? ? 宏观?腐蚀试验? 注;手工焊mm/根; 气体保护焊mm/min; 埋弧焊 m/h (单位名称)共? 页第? 页焊评试验施焊记录表? ? 焊评编号(PQR No). ? ? 焊工r? ? ? ? 钢印? ? ? ? 检验员? ? ? ? 记录者? ? 母材? ? 名称? ? 钢号.? ? 尺寸, mm? ? 炉批号? ? 材质证明? ? 其他 焊? ? 材? ? 牌号? ? 尺寸,mm? ? 炉批号? ? 烘干? ? 材质证明? ? 其他 焊接位置? ? ? ? 接头形式简图: 施焊技术? ? ? ? 预热温度? ? ? ? 层间温度? ? ? ? 焊后热处理? ? ? ? 后热处理? ? ? ? 清根方法? ? ? ? 保护气体? ? ? ? 脉冲频率? ? ? ? 脉宽比, 层? ? 焊接方法? ? 焊材牌号? ? 焊材规格? ? 电流种类及极性? ? 电流(A)? ? 电压 (V)? ? 焊接速度(注)? ? 热输入? ? 钨极直径? ? 喷嘴直径 注:手工焊 mm/ 根; 气体保护焊mm/min;埋弧焊m/h (单位名称)共? ? 页? ? 第? ? 页外观和无损检测记录表? ? 焊评编号(PQR No.) ? ? 表面裂痕? ? ? ? 单面焊根部未焊透? ? 表面气孔? ? ? ? 单面焊根部未熔合? ? 弧? 坑? ? ? ? 单面焊根部凹陷? ? 咬? 边? ? ? ? 焊? ? 脚? ? 焊缝余高? ? ? ? 焊脚差? ? 检验员?年? ? ? 月? ? ? 日?审核人:年? ? ? 月? ? 日RT 无损检测 XT? YT? ? 检测报告编号. 检测标准? ? 片号? ? 等级? ? 结果? ? ? ? 检测标准? ? 片号? ? 等级? ? 结果 备注:检测者:年? ? 月? ? 日? ? ? ? 审核人:年? ? 月? ? 日MT? PT? UT?检测报告编号. 检测标准? ? 检测部位? ? 结果? ? ? ? 检测标准? ? 检测部位? ? 结果 备注:检测者:年? ? 月? ? 日?审核人 年? ? 月? 日 铁素体含量:测量标准:铁素体测量仪:检验员:年? ? 月? 日? ? ? 审核人:年? ? 月? ? 日Year? month? date? ? ? ? Examed:year? month? date 其他: (单位名称)共? ? 页第? 页力学性能检测记录表(单位名称)? ? 焊评编号(PQR No.) ? ? 拉伸试验试验标准号 试验报告编号: 试样号? ? 取样位置? ? 试样? ? 试验温度(℃)? ? σb(MPa)? ? σ,σ0.2(MPa)? ? δ(%)? ? ψ(%)? ? 断裂特点和部位? ? 备注 ? ? ? ? 宽度? ? 厚度? 弯曲试验试验标准号 试验报告号. 试样号? ? 试样型式? ? 试样厚度a (mm)? ? 弯曲直径D=a (mm)? ? 弯曲角 (o)? ? 弯曲结果? ? 备注 冲击试验 试验标准号.试验报告号: 试样号? ? 试验温度 (℃)? ? 试样? ? 缺口? ? 冲击吸收功AKV (J)? ? 侧膨胀值 (mm)? ? 备注 ? ? ? ? Size? ? Direction? ? Loca-tion? ? Type? ? Dire-ction? ? Loca-tion? (单位名称)共? 页? 第? 页 硬度、金相、角焊缝、焊缝化学成分检验记录表? ? 焊评编号(PQR No.) ? ? 硬度测试 HV? HB? ? 测点位置示意图 硬? 度 位置? ? 最大值? ? 最小值? ? 母材? 热影响区? 焊缝? 金相检验记录宏观组织检验照片 1*? ? 微观组织检验照片100* 角焊缝试验切? 面? ? I? ? II? ? III? ? IV? ? V? ? 接头断面示意图: 未焊透? 裂纹? 未熔合? 焊脚差? ? mm? ? mm? ? mm? ? mm? ? mm? ? 其他? 焊? 缝? 金? 属? 化? 学? 成? 分(%) C? ? Si? ? Mn? ? S? ? P? ? Cr? ? Ni? ? Mo? 注:硬度试验,金相微观检验未JB4708不要求的特殊检验项目. 参考文献 (1)[美]ASME Boiler and Pressure Vessel code, Section IX-Welding,1995 Edition (2)[日]JIS B 8285-1993《压力容器焊接工艺评定试验》 (3)[日]JIS B 8282-1993《压力容器焊接接头的力学性能试验》 (4)GB 150-1998《钢制压力容器》 (5)GB/T 3375-1994 《焊接术语》 (6)GB/T 4709-1992 《钢制压力容器焊接规程》 (7)机械工业部编、焊接材料产品样本、机械工业出版社,1997年(8)戈兆文、刘正芝、房务农著、锅炉压力容器焊接工艺评定标准原理,《锅炉压力容器安全》.1990年第五期 (9) 戈兆文,压力容器焊接工艺评定30问,《压力容器》1986年第四期 七、附录A? 不锈钢复合钢焊接规程 A2? 不锈钢复合钢材 ? 不锈钢复合钢材包括两种类型:用爆炸法、轧制法、轧制—爆炸法生产的复合钢板,和用堆焊方法生产的复合钢.附录A适用于这两种类型复合钢材. ? 自70年代以来,国内制造出为数不少热壁加氢反应器,用于石油炼制行业,其内壁大都堆焊了奥氏体不锈钢,可称为堆焊方法生产的不锈钢复合钢,开始时采用日本住友和神钢生产的堆焊焊剂PFB一7FK和FJ—l,堆焊用钢带则用USB一309L和USB一347L.之后,合肥通用机械研究所等单位组织科技攻关,开发并批量生产出国产堆焊焊剂SHD一20l和SJ—15两种牌号,开发并批量生产出堆焊用钢带D309L、D347L和HD309L、HD347L,已用于产品,其性能不低于日本同类产品. A3.1.2? 复层焊缝与基层焊缝之间,以及复层焊缝与基层母材交界处宜采用过渡焊缝. ? 复合钢板焊接的主要问题是过渡焊缝的选用焊材,过渡焊缝金属应保证复层焊缝金属不被基层母材和焊缝所稀释并具有足够的抗裂性和减少碳迁移能力. ? 过渡焊缝的焊接材料可以根据舍夫勒组积图按熔合比估算,求得纯奥氏体或奥氏体加少量一次铁素体组织的焊缝成分,由于基体母材都为珠光体的稀释作用,18—8型焊接材料不可能满足要求,25—20型焊接材料又可能因属于单相奥氏体组织而容易产生热裂纹,所以大都采用25一13型焊接材料,由于焊缝金属容易受到基体母材和焊缝金属的稀释作用,往往在过渡焊缝内形成脆性的马氏体组织对裂纹敏感性较大.为改善稀释作用主要采用含镍量较高的焊材. ? 当焊接、热处理或使用中长时间处于高温时,奥氏体焊缝与珠光体焊缝及母材之间产生碳迁移,在珠光体母材和焊缝一侧形成脱碳层,奥氏体焊缝一侧形成增碳层,而在接头受力时可能引起应变集中,降低了接头的高温持久强度和塑性.为减少碳迁移,可以在奥氏体焊缝中提高镍含量和在珠光体母体和焊缝中增加碳化物形成元素(Cr、Mo、V、Ti等). ? A5.1? 坡口形式 ? 不锈钢复合钢制压力容器坡口应有利于减少过渡焊缝金属的稀释率,常用坡口形式和尺寸见图A1、图A2. ? 图Al中"仅能单面施焊"的坡口当焊接时其/顷序只能是先焊复层,然后焊过渡焊缝,最后焊基层焊缝,而基层焊缝用焊材则与过渡焊缝用焊材相同. A7? 不锈钢复合钢复层修复 ? 不锈钢复合钢复合层修复除标准正文中所列堆焊法外,还可采用嵌条法,即将与复层有相同使用要求的钢板制成嵌条,嵌入去除复层的槽内后与复层及基层焊牢;面积较大的嵌条,可用塞焊法加强嵌条与基层的连接. A8? 焊后热处理 A8.1? 不锈钢复合钢应尽量避免焊后热处理.当需要进行焊后热处理时,应避免复层母材和焊接接头中铬碳化物析出和形成σ相. 不锈钢复合钢焊后热处理与不锈钢一样都应尽量避免,与不锈钢相比,不锈钢复合钢在焊后热处理时还应注意基材和复层材料线膨胀系数不同而带来的附加内应力.石油炼制工业需用的热壁加氢反应器,其内壁大都堆焊奥氏体不锈钢,并经多次焊后热处理,在高温、高压临氢介质和连多硫酸应力腐蚀环境下使用,性能良好. 不锈钢复合钢的焊接接头无损检测,在其他标准中都没有规定,为了完善不锈钢复合钢制压力容器技术要求,将有关无损检测要求叙述如下: (1)? ? 当修复复层用嵌条覆盖在基层焊缝上时,应在嵌条前对基层焊缝进行射线透照检测. (2)? ? 当修复用的堆焊金属覆盖在基层焊缝上时,如基层焊接接头的厚度不小于设计计算值则可在堆焊复层前对基层焊缝进行无损检测. (3)? ? 对需要无损检测的不锈钢复合钢焊缝,一般应在基层焊缝焊完后进行射线透照检测,无损检测合格或焊缝返修合格后再焊接过渡焊缝与复层焊缝.过渡焊缝与复层焊缝焊后应分别进行表面检测,合部焊缝完成后用射线透照检测,检验过渡焊缝与复层焊缝内部质量;也可以在焊缝(包括基层缝、过渡焊缝、复层焊缝)全部焊成后进行一次性射线透照检测. (4)? ? 不锈钢复合钢制压力容器应以复合钢总厚度作为确定射线透照检测的厚度参数. (5)? ? 不锈钢复合钢制压力容器无损检测按JB 4730规定.
下载该文档
文档格式：DOC
更新时间：2014-09-20
下载次数：0
点击次数：1
JB 4708---2000《钢制压力容器焊接工艺评定》标准释义 一、前? ? 言? ? 2 二、标准原理? ? 3 三、范? 围? ? 8 四、术? ? 语? ? 9 五、总? ? 则? ? 10 六、对接焊缝、角焊缝焊接工艺评定规则? ? 12 七、耐蚀堆焊工艺评定规则? ? 30 八、试验要求和结果评价? ? 31 九、附录A? 不锈钢复合钢焊接工艺评定? ? 41 十、型式试验评定方法? ? 43 十一、焊接工艺评定一般过程? ? 45 十二、附录B"焊接工艺指导书"和 "焊接工艺评定报告"表格? ? 47 JB/T 4709—2000《钢制压力容器焊接规程》标准释义 一、前? ? 言? ? 65 二、焊接材料? ? 66 三、焊接评定? ? 77 四、焊接工艺? ? 79 五、焊后热处理? ? 83 六、焊接返修? ? 94 七、附录A? 不锈钢复合钢焊接规程? ? 99 八、附录B? 接头焊接工艺规程表格推荐格式? ? 101 JB 4744—2000《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》标准释义 JB 4708---2000 《钢制压力容器焊接工艺评定》 标准释义 一、前? ? 言JB 708—1992《钢制压力空器焊接工艺评定》发布之日起便结束了我国压力容器行业各方面没有一致认可的焊接工艺评定标准的忆局面,它的实施为确保压力容器焊接质量起到了积极推动作用. JB 4708—1992起草于1987年,当时国内焊接工艺评定刚刚起步,各方面军对焊接工艺评定的认识并不完全相同.各压力容器制造单位的焊接技术力量悬殊很大,一、二类压力 容器制造单位中焊接专业人员普遍缺乏,制订标准时充分考虑了面临的实际情况,而在相应条款中做出规定.10多年来压力容器待业发生了巨大变化,数以10万计的评定项目提高了压力容器工作者对焊接工艺的认识,压力容器制造、安装单位的焊接技术素质普遍有了很大提高,国内近100家压力容器制造单位取得了美国机械工程师学会的授权证书及钢印,具有国际权威性的规范ASME《锅炉及压力容器规范》在国内越来越普及,影响极深. 全国压力容器标准化技术委员会充分考虑到JB4708—1992实施以来的重大变化,在1998年就将修订JB4708—1992列入了计划.标准起草单位充分调研了标准的实施情况认真对比ASME《锅炉及压力容器规范》第IX卷《焊接和钎焊评定》(1995年版),严格按照修订标准程序,逐步提出讨论稿、征求意见稿、送审稿、报批稿. 本标准的修订原则是:在JB4708—1992实施后国内焊接工艺评定实践基础上,根据我国压力容器法规及标准规定,从实际出发积极参照采用ASME《锅炉及压力容器规范》第IX卷《焊接和钎焊评定》,肯定合理条款,修正错误内容,增加相关章节,以使修改后的标准能切实有效保证压力容器焊接接头使用性能,力求其技术要求不低于美国同类标准化,在国内同类标准在国内同类标准中处于领先水平. 由于压力容器焊接工艺评定标准的专业性与实践性都有非常强,真正认识与理解焊接工艺评定标准也绝非易事,需要认真学习相关性专业知识和进行焊接工艺评定实践.本"标准释义"拟从焊接工艺评定标准原理,焊接、压力容器等相关知识,焊接工艺评定实践国内外同行标准对比以及压力容器法规 等到方面介绍和解释标准主要条款和修订本内容,从标准起草人角度出发将标准内容交待清楚,以便于读者认识、理解、招待本标准,标准起草人提请读者重视阅读"标准原理"一章,这是本标准的指导思想与理论基础. 本"标准释义"由合肥通用机械研究所戈兆文,国家质量技术监督局锅炉压力容器安全监察局张建荣编写. 本"标准释义.由全国压力容器标准化技术委员会秘书长寿比南审校. 本"标准释义"中的黑体字为标准条文. 二、标准原理焊接是制造压力容器的重要工艺,焊接质量在很大程度上决定了制造质量.压力容器焊接质量 包括诸多方面的内容:焊缝外观、焊接缺陷、焊接变形与应力、焊接接头的使用性能(力学性能、弯曲性、耐腐蚀性能、低温性能、高温性能等)和焊接接头外型尺寸等,焊接工艺能否保证产品的焊接质量,焊前需要在试件上进行验证,这就是广义的焊接工艺评定概念,严格来说,焊接工艺评定是指为验证所拟定的焊件焊接工艺的正确性而进行曲的试验过程及结果评价, 1. 压力容器产品焊接的基础质量是焊接接关的使用性能和焊接缺陷,当进行耐蚀堆焊时,堆焊层的化学成份是保证耐蚀性能的基础. JB4708—2000《钢制压力容器焊接工艺评定》针对焊接接关的使用性能、难以检测的焊接缺陷,和堆焊层化学成分,分别制订了焊接工艺评定方法.认真执行JB 4078,有利于编制正确的焊接工艺,保证压力容器的焊接质量. 焊制压力容器是由母材和焊接接头构成的焊接接关的使用性能从根本上决定了压力容器的质量.焊接工艺能否保证压力容器焊接工艺正确性的判断准则,焊接工艺评定过程是按照所拟定的焊接工艺(指导书)根据标准的规定焊接试件和制取试样、检验试样,测定焊接接关是否具月所要求的使用性能,经焊接工艺评定后应提出"焊接工艺评定报告"用以证明所拟定的焊接工艺的正确性,从中可见,将焊接接头的使用性能当作压力容器焊接工艺评定的目标是制订焊接工艺评定标准的核心思想,确保焊接接头使用权性内部能的焊接工艺评定是本标准主体内容,占了标准的大部分篇幅,在标准释义中对标准原理 的叙述也是以此为主要内容. 要求截面全焊透的T形接头和角妆接头(如人孔、接管),当无法检测焊缝缺陷而制造单位又没有足够的能力确保焊透时,则需要焊接工艺和焊工技能来保证,焊制产品前在型式试验件上对将要施行的焊接工艺进行验证性试验,经解剖试验确认,这也是焊接工艺评定,此时焊接工艺(指导书),根据规定焊接度件和制取度栗、检测度样是否全焊透,经焊接工艺评定 后应提出"焊接工艺评定报告"用以证明所拟定的焊接工艺的正确性,从中可见,将焊接接头是否全焊透当作焊接工艺评定的目标,这方面内容是在删除JB 4708—1992组合焊缝评定条款后新增加的要求,原意是从焊接工艺角度出发确保焊接接头的全焊透,国内没有经验,国外也没有可以参照的标准,故只在标准文中4.3作了原则规定,而将具体评定方法写在标准释义内作为推荐. 耐蚀堆焊工艺通用否保证堆焊层的化学成分符合规定,焊前需要在试件上进行验证,堆焊层的化学成分是验证所拟定的焊接工艺正确性的判断准则.以焊接条件的变更是否引起了堆焊层化学成分的变化作为判断准则,并据制订堆焊工艺评定规则,堆焊工艺评定过程是按照所拟定的焊接工艺(指导书),根据标准的规定焊接试件和制取试样、检验试样,测定堆焊层是否具有所要求的化学成分,经焊接工艺评定后应提出"焊接工艺评定报告:"用以证明人所拟定的焊接工艺正确性,由此可见,将确保堆层化学成分当作堆焊工艺评定目标是制订耐用蚀堆焊工艺评定规则的核心思想. 不论焊接工艺评定目标如何,若要评定焊接工艺则首先要拟定::"焊接工艺指导书"的正确性, "焊接工艺评定报告"来证明"焊接工艺指导书" 在本标准中规定,经焊接工艺评定后必须出具这两份文件, 有人认为"焊接工艺评定要与实际生产条件相同,否则如何指导生产?"这是将焊接工艺评定当作实际生产条件的机械重复,并没有抓住焊接工艺评定当作"见证件?或"模拟件"是正确认识焊接工艺评定的最大思想障碍. "焊接工艺评定是选择最佳焊接工艺"的看法是极其幼稚的,首先是目标不清楚,"最佳是人什么?是使用性能还是应力变形……即使有目标的"最佳"也是有条件的,一份"焊接工艺评定报告"可以编制多份"焊接工艺指导书"那么"最佳期"是指哪个焊接接头呢? 2 焊接工艺评定的目的在于验证焊接工艺指导书的正确性,焊接工艺正确与否的标志在于焊接接头的使用性能是否符合要求,若符合 要求,则证明所拟定的焊接工艺是正确的当用于焊接产品时,则产品焊接接头的使用性能同森严可以满足要求. (1)焊接工艺评定合格只说明将来施焊产吕的焊接接头使用权性能符合要求,单凭评定合格的焊接工艺并不能确保压力容器焊接质量全都符合要求,更谈不上确保 它众志成城安全可靠使用,确保压力容器焊接质量和安全可靠使用是一整套复杂的系统工程. (2)"通过焊接工艺评定确定了焊接工艺规范"的提法是不全面的,比如说产品在某一焊后热下的焊接工艺经评定合格,只能说明在该 焊后热处理规范下,产品焊接接头的使用性能是符合要求的,但最终确定焊后热处理规范,还必须测定焊接残余应力和观察金相组织后综合评定,因此,焊接工艺评定只是确定焊接工艺规范的一个方面,不是全部内容,只通过焊接工艺评定是不能最终确定焊接工艺规范的. 焊接接头的使用性能是设计的基本要求,通过拟定正确的焊接工艺保证焊接接头获得所要求的使用性能 3 焊接工艺(指导书),是由具有一定专业知识和相当实践经验的焊接工艺人员,根据钢材的焊接性能,结合产品特点.制造工艺条件和管理情况来拟定的,焊接工艺评定的基础是钢材的焊接性能. 焊接性能与焊接性是两个概念,不能混淆,焊接性能包括焊接性.钢材焊接性能试验一般包括下述内容:首先根据钢材焊接特点 出发,选择与其相适应的焊接方法;通过试验确定若干适用的焊接方法? ,当焊接方法 2确定后,依据焊缝金属性能不在钢材性能原则进行焊接材料的或研制:在某种焊接材料后,着手进行焊接工艺试验,确定适合的焊接规范参数.在确定焊接方法.焊接材料和焊接规范参数过程中,主要进行焊接性试验,即焊接接头的结全性能和使用性能试验. 钢材焊接性能试验主要解决钢材如何焊接问题,但不能回答在具体工艺条件下焊接接头的使用性能是否满足要求这个实际问题,这只有领先焊接工艺评定来完成. 钢材焊接性能是钢制压力容器焊接工艺评定的基础.前提没有充分掌握钢材的焊接性能就很难处拟定出完整的焊接工艺进行评定,这里着重强调:对钢制压力容器焊接工艺评定? 的监督检查,道德是检验焊施焊单位掌握钢材焊接性能的程度,对于那些耐蚀钢、耐热钢,低温钢制压力容器更应如此. 焊接工艺评定与钢材焊接性能试验是两个相互关联,又有区别的概念,它们之间不能互相代替,钢材焊接性能试验是重要的,但不要时接工艺评定的单位一定要进行完整的焊接性能试验,更没有要求评定前都相应进行一次焊接性试验.拟定的"焊接工艺指导书"与产品特点.制造条件及人员素质有关,单位都不完全一样,因此,焊接工艺评定应在本单位进行,不允许"照抄"或"输入"外单位的焊接工艺评定. 4 于压力容器用途广泛,服役条件复杂,因而焊接接头的使用性能也是多种多样的当某一焊接条件产生变化,焊接条件与接头使用性能之间对应变化规律并没有完全掌握.目前对焊接条件变更引起焊接接头力学性能( 拉伸 .弯曲. 冲击)改变的规律掌握得比较充分,因而将焊接条件变更是否影响焊接接头力学性能,作为是否需要重新评定焊接工艺的判断准则,从而制订钢制压力容器焊接工艺评定标准,确定评定规则.焊接接头的力学性能是压力容器设计基础,是基本使用性能,以力学性能作为判断准则也是恰当的. 当按照焊接接头力学性能准则评定焊接工艺时,如果产品有其他使用性能要求,则由焊接工艺人员按照理论知识和科学实验结果来选择条件并规定焊接工艺适用范围,需要重复的是,以焊接接头力学性能作为判断准则制订焊接工艺评定标准不是不考虑其他使用性能,而是目前没有条件制订以各种使用性能作为判断准则的焊接工艺评定标准,可以这样讲,钢制压力容器焊接工艺评定标准确保焊接接头力学性能符合要焊工艺评定标准班接头型式试验耐蚀堆焊工艺评定除外). 标准中规定的评定规则、参数划分、钢材分类分组、替代等,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他钢号母材",这是因为,虽然这些不锈钢焊接接头的耐腐蚀性能不同,但当重要因素不变时它的焊接接头力学性能相同. 焊接工艺试件检验项目也只要求检验力学性能(拉伸.弯曲.冲击).如果要增加检项目如不锈钢要求检验晶间腐蚀,则不仅要给出相应的检验方法、合格指标,还要给增加晶间腐蚀检验后评定合格的焊接工艺适用范围,原来的评定规则、参数划分、钢材分类分组、厚度替代等等不一定都能适用.例如,不锈钢焊接工艺评定增加晶间腐蚀检验,那么评定合格的焊接工艺不能再用"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他钢号母材、这条评定规则. 5 接工艺试件分类对象,也就是说如何评定焊接工艺. 在说明焊接工艺评定试件分类 对象 之前,首先要说清"焊缝"? 这两个不同概念. ? "焊缝"是指焊件经焊接后所形成的结合部分,而"和焊接接头"则是由或以上零件要用焊接组合或已经焊全的接点.检验接头性能应考虑焊缝、熔合区甚至母材等不同部位的相互影响. 焊缝形式分为:对接焊缝、角焊缝、 塞焊缝、槽焊缝,共5种. 焊接接头形式分为:对接接头、T形接头、十字接头、搭接接头塞焊中接接头、槽焊接头、接接头、端接接头、套管接、斜对接接头、卷边接头、锁底接头,共有12种. 从焊接角度来看,任何结构的压力容器都是由种种不同的焊接接头和母材构成的,而不管是何种焊接接头都是焊缝连接的,焊缝是组成不同形式的基础.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? ? 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.没有对塞焊缝、槽焊缝、端接焊缝.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 (1)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: ①? ? 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确接头,尽管接头形式不同,连接它们的焊缝是可以相同的. ②? ? 不管焊件接头如何,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. ③? ? 对接焊缝试件评定合格的焊接工艺可以用于焊件种种接头的对接头缝;角焊缝试件评定合格的焊工艺可以用于焊件种种接头 图1 在确定审焊接工艺评定项目时,首先在图样上,依次寻找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焊缝;评定非受压角焊缝焊缝焊接工艺时,可仅采用角焊缝试件. (2)图2所示的T形接头是用对接和角接的组合焊缝连接的,不能称之为"全焊透的角焊缝",否则就要犯概念性的错误了,全焊透的角焊缝隙在第八章试验要求和结果评价中有专门说明.如图2所示的焊接接头按设计要求分为截面全焊或未焊透两种情况,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. T 型接头?T型接头 对接和角接的组合焊缝?对接和角接的组合焊缝? ? (截面全焊透)截面未全焊透) 图2 6.接工艺评定与焊工技能考试, 对于压力容器的合格焊缝而言,一是接头性能应符合要求,二是焊缝没有超标缺陷,这就很好地说明了焊接工艺评定与焊工技能考试之间的关系. 焊工技能考试的目的是要求焊工按照评定合格的焊接工艺焊出没有超标缺陷的焊缝,而焊接接头的使用性能由评定合格的焊接工艺来保证,进行焊接工艺评定是,要求焊工技能训练以排除焊工操作因素干扰,进行焊工技能评定时,则要求焊接工艺正确以排除焊接工艺不当带来的干扰,应当在焊工技能考试范围内解决的问题不要放到焊接工艺评定中来.总之,焊接工艺评定在于确定焊接接头的使用性能,而不在于确定焊工的操作技能. 本标准是钢制压力容器焊接工艺评定的基础性和通用性标准,对于压力容器特殊结构(如多层压力容器,列管式换热器中列管板焊接等),摧残使用条件压力容器(如低温压力容器)塞焊缝、槽焊缝的焊接工艺评定,还应考虑特殊技术要求作出相应规定,或另行制订标准. 三、范? 围 1范围 本标准规定了工艺评定规则、试验方法和合格指标. 本标准适用于钢制容器的气焊.焊条电弧焊.埋弧焊.熔化极气体保护焊.钨极气体保护焊.电渣焊.耐蚀堆焊等焊接工艺评定. 本标准只是钢制容器的气焊接工艺评定方法标准,并没有规定压力容器上哪些焊缝的焊接工艺要通过评定,哪些焊缝不评定,这方面内容请遵照1999年版《容器安全技术监察规程》第66规定"压力容器产品施焊前,制造单位应对受压元件间的对接焊接头和要求全焊透的T形接头,受压元件与承载的非受压元件这间全焊透的T形或角接接头,以及受元件的耐腐蚀堆焊层都应进行焊接工艺评定、.JB/T4709_2000《钢制压力容器焊接规程》4.1条又具体化为施焊下列各类焊缝的焊接工艺必须按JB4708标准评定合格. a)? ? 受压元件焊缝; b)? ? 与受压元件相焊的焊缝; c)? ? 熔入永久焊缝内的定位焊缝; d)? ? 受压元件母材表面堆焊、补焊; e)? ?? 上述焊缝的返修焊缝. 范围中的焊接方法包括气焊、焊条电焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊、钨极气体保护焊、电渣焊,其中熔化极气体保护焊的接区用所有气体.手持焊条运行的施焊方法? 原焊接术语定为手工电弧焊(可简称手时局,GB/T3375_1994《焊接术语》中改为焊条电弧焊.焊接电流类别(直流、交流)极性(正极性、反极性)以及焊接电源种类(变压器、发电机、硅 整流、逆变焊机务的改变不能称为焊接方法改变. 四、术? ? 语 国内目前尚无压力容器术语标准,在修订本标准时又离不开术语,有些术语在其他 行业术语标准中也没有,例如"焊接工艺评定"、 "焊接工艺指导书、 "焊接工艺评定报告"、"下转变湿度"、"上转变湿度"、"? 横向弯曲"、? "纵向弯曲"、 "面弯"、"背弯"、"侧弯"、在本标准修订时就增加了第3章术? ,分别给它们作了定义,以便在本标准中有一个统一的概念,有些术语在其他行业术语标准虽然有其定义,但不能完全表达钢制压力容器焊接工艺评定内容,例如"试件、 焊件、焊后热处理,在本标准中重新作了规定,只有接头,术语因为重用频繁,不少压力容器同仁经学与焊缝混淆,故从GB/T3375_1994《焊接术语》中借来,但在前面加上焊接,二字. 本标准在国内首次提出"焊接工艺评定" 术语,这是焊接工艺评定通用术语,指为使焊接接头达到某一目标,产品施焊前寻所拟定的焊接工艺进行验证性试验.JB 4708_2000中主要包含了以下三个方面的工艺评定: ①5对接焊缝、角焊缝焊? 工艺评定规则接接头使用性能符合规定要求的评定,这部分内容国内外都有相应标准; ②6耐蚀堆焊缝焊接工艺评定规则层化学成分符合规定要求的评定,国内外也有相应标准; ③4、3型式试验时接工艺评定头和角接接头达到全焊透的评定,国内外都没有相应标准. 当然,我们还可以从其他目标出发,制订焊接工艺评定规则,不同目的焊接工艺评定标准有不同的判断准则、评定规则、试验方法与合格指标. 在"焊接工艺评定"术语中强调了焊接工艺评定的目的是"验证".而试件焊接工艺是由焊? 工艺人员"所拟定"也就是说,如果要评定某一焊件的焊接工艺就必须由焊接工艺人员根据自己的知识和实践编制、拟定聘时接工艺(指导书)进行评定,只有评定合格的焊接工艺(指导书)用于焊件,才能使焊件接接头性能达到预定的目标. "焊件"试件、术语强调包括"母材和焊接接头两部分".比如说 焊件厚度则表明包括焊件母材厚度和焊缝金属厚度,否则应称"焊平材厚度"或焊件焊缝金属厚度. 面弯、术语中突出双面焊时当两面焊缝宽度相等则先完成盖面层焊缝一侧为正面,.焊缝宽度相等可以用坡口表面最大距离稳固衡量. 五、总? ? 则?? 4.1焊接工艺评定应以可靠的钢材焊接性能为依据,并在产品焊接之前 完成. 此段文字很少,却是钢制压力容器焊接工艺评定标准的基础,4.1包含了下列三重意思: ①"焊接工艺评定"与"焊接性能试验"是两个不同概念,不能相互代替,负材的焊接性能是焊接工艺评定基础,或前提. ②"焊接性能"与"焊接性"概念不同."焊接性"的术语标准是指"材料在限定的施工条件下焊接成按规定设计要求的构件,并满足预定服役要求的能力"."焊接性能"虽没有术语标准,它却包含了材料焊接性能分析,对焊接方法的适应性,与之相匹配焊接材料选用、焊接工艺调整和焊接性的全部内容. 本标准强调了"以可靠的钢材焊接性能为依据",并没有要求进行焊接工艺评定试验的单位亲自从头到尾做出钢材焊接性能全部试验,钢材的焊接性能可以通过调研、查找资料、咨询及必要的试验获得,但真实性必须可靠. 有人以为钢制压力容器焊接工艺评定哈蟆施焊试件并通过了拉伸、弯曲、冲击试验即可施焊产品,产品焊接质量便于工作得到保证,这是十分错误的,本标准只对焊接接头的力学性能与弯曲性能和堆层焊层化学成分负责,并不对焊接接头的耐腐蚀性、抗裂性、回火脆化、低温冲击韧性、再热功当量裂纹、高温蠕变等等使用性能与焊接缺陷敏感性负责,对钢制压力容器焊接工艺评定的监督检查,应首先对施焊单位掌握钢材焊接性能的程度进行测定检验,尤其对耐蚀钢、耐热钢、低温钢、标准抗拉强度下限值大于540Mpa的高强钢更应如此, ③强调焊接工艺评定应在产品焊接之前完成. 4.2焊接工艺评定一般过程是:拟定焊接工艺指导书、施焊试件和制取试样、检验试件和试样、测定焊接接头是否具有所要求的使用性能、提出焊接工艺评定报告对拟定的焊接工艺指导书进行评定. 焊接工艺评定难施焊单位拟定的焊接工艺的正确性,并评定施焊单位能力 焊接工艺评定有一两个功能,其一是难施焊单位拟定的焊接工艺的正确性,其二是评定施焊单位焊制焊接接头的使用性能符合设计院要求的能力,焊接工艺评定可以作为施焊单位技术储备的标志之一. 4.3对于截面全焊透的T形接头和角接接头,当无法检测 内部缺陷,而制造单位又没有足够的能力确保焊透时,还应增加制作型号式试验件进行焊接工艺评定,经解剖试验确认方能允许施焊产品. 原JB4708_1992中组合焊缝试件(图4、图5)评定主要针对压力容器入孔、接管类焊接接头的未焊透等焊接缺陷,所编制的评定方法与以焊接接头力学性能为目标的焊接工艺评定规则根本不相容,故在标准修订时删除了组合焊缝评定条文,建立了型式试验件评定原则. 制造单位焊制截面全焊透焊接接头能力可从下列条件来判断: ①截面全焊透焊接接头的施焊工艺条件(如坡口、焊材尺寸、焊接电流等)有没有产生易造成未焊透的改变; ②类似焊接接头发生质量事故的分析结果. 人孔、接管类焊接接头未焊透是最主要、最危险的焊接缺陷.未焊透与坡口、焊材尺寸及焊接电流等施焊工艺条件有关,当然也与焊工技能密切相关.我们试图以确保不生产未焊透为目标编制焊接工艺评定方法,补充在标准释义的第九章型式试验件评定方法中,向读者推荐. 人孔、接管类焊接接头大都由对接焊缝与角焊缝构成的组合焊缝所连接,当进行焊接工艺评定时则应有: ①对接焊缝试件的评定应以确保接头的力学性能;对接焊缝试件评定合格的焊接工艺也适用于角焊缝; ②当无法检测内部缺陷,而制造单位又没有足够的能力确保焊接质量(指未焊透)时应增加制作型试验条件进行评定. 4.4焊接工艺评定所用设备、仪表应处于正常工作状态,钢材、焊接材料必须符合相应标准,由本单位技能熟练的焊接人员使用本单位焊接设备焊接试件. 焊 材必须符合相应标准,指国家标准、行业标准中任一级标准即可. 本条中的"本单位技能熟练的焊接人员"、"使用本单位焊接设备"和4.2条中"验证施焊单位拟定的焊接工艺"这三条限定了焊接工艺评定需在本单位进行,不允许"借用"、"输入"或"交换". 六、对接焊缝、角焊缝焊接工艺评定规则 5.1评定对接焊缝隙焊接工艺时,采用对接焊缝隙试件,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 压力容器上焊缝接其受力性质可分为受压焊缝和受力焊缝,受压焊缝为承受因压力而带来的作用的焊缝,而受力焊缝则承受非压力(如支撑力、重力等.)而产生的力作用的焊缝.对接焊缝试件合格的焊接工艺亦适用于角焊缝、,其含意为既适用于受压角焊缝焊接工艺时,才可仅采用角焊缝试件. 品进行焊接工艺评定时,不管压力容器是由何种形式的焊接接头构成,只看是何种焊缝隙形式连接.只要是对接焊缝连接则取对接焊缝试件,只要是角焊缝连接则取角焊缝试件.角焊缝主要承受剪切力,JIS B8270——1993《压力容器》中规定剪切应力最大值为基本许用力的80%,所以,对接焊缝试件评定合格的焊接工艺亦适用于焊件角焊接. 5.1.1 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. 5.1.2 管与板角焊缝试件评定合格的焊接工艺适用于板材的角焊缝,反之亦可. 对接焊缝试件与角焊缝试件与焊件安装时间关系与管材直径无关,只与(管壁)厚度有关. 5.2焊接工艺因素分为重要因素、补加因素和次要因素. 5.2.1重要因素是指影响焊接接头抗拉强度和弯曲性能的焊接工艺因素. 5.2.2补加因素是指影响焊接接头冲击韧性的焊接工艺因素.当规定进行冲击试验时,需增加补加因素. 5.2.3次要因素是指对要求测定的力学性能无明显影响的焊接工艺因素. 焊接接头的力学性能包括抗拉强度与冲击韧性,而弯曲性能除有力学性能性质则,还表现为工艺性能.按照制订本标准时的重新评定焊接工艺判断准则,将焊接工艺因素分为重要因素、补加因素和次要因素,详见标准正文. 当规定进行冲试验中,需增加补加因素.国内压力窗口容器标准或法规中都没有规定在何种情况下要进行冲击试验.ASME《锅炉压力容器规范》第VIII卷第一分卷中根据钢材强度级别及交货状态,最低设计温度和焊接件的控制厚度,绘制了冲击试验豁免曲线,作为焊接接头是否需要规定进行冲击试验的依据目前国内缺少相当数量的工程失效实例脆断分析和对压力容器用钢韧性追踪考察报告,没有规定进行冲击试验的条件原劳动部锅炉压力容器安全监察局曾以劳锅局字[1993] 13号文下发"关于压力容呀产品焊接试板问题补充的通知",其中第七条对《压力容器安全技术监察规程》第71条1款规定产品焊接试板要进行"必要的冲击韧性试验".所谓必要的是指: ①《压力容器安全技术监察规程》GB150《钢制压力容器》、压力容器产品专项标准规定要做冲击韧性试验的; ②压力容器产品设计图样的规定要做冲击韧性试验的. ③按压力容器产品所选用的材料,其材料标准规定要做冲击韧性试验的 可见该通知中姑进行冲击韧性试验的条件作了规定,在国内压力容器法规和标准标准没有正式规定之前,各评定单位暂以劳锅局字[1993] 13号文作为确定 冲击韧性试验的依据. 5. 3.12 各种焊接方法的焊接工艺评定重要因素、补加因素 和次要因素 变更或增加补加因素 要不要重新评定焊接工艺,要看焊件是否要求冲击试验来决定,当规定冲击试验时,补加因素当作重要因素对待;当不规定冲击试验时,补加因素 当作次要因素 对待. 在表1看到某些焊接条件同时列入补加因素与次要因素 中, 这是因为当规定冲击试验时,它们是补加因素;当不规定冲击试验时,它们为次要因素. 1接头 坡口形式与尺寸对各种焊接方法而言都不得是次要因素,它的变更 对焊接接头力学性能和弯曲性能无明显影响,但坡口形式与尺寸对焊缝抗裂性、生产效率、焊接缺陷、劳动保护却有很重要作用. 2填充材料 作为焊缝隙填充金属包括焊条、焊丝、焊剂、填充金属、熔嘴、附加金属粉等,熔敷焊缝金属成分主要由它们和母材来决定.ASME《锅炉压力容器规范》第IX卷中列有工艺评定中焊缝隙金属成分类别,即A编号,并有相应的评定规则,我国的钢材和焊材的合金化体系与美国差别较大,况且国内压力容器行业影响很大,焊材牌号编制比较切合我国合金体系的实际.我国焊材基本上与钢材使用性能相适应,不同牌号焊材性能差别很大,有焊材牌号 作为焊接工艺评定因素具有简便特点,但也有局限性,焊材牌号编制方法不是标准随着技术与市场经济发展,在焊材牌号前后加上代号或化学成分符号,使牌号复杂化.将牌号作为焊接工艺评定因素时不考虑阿拉伯数字的代号(耐用消费品蚀层堆焊除外). (1)我国焊条分类对照如表1所示,焊条和药芯焊丝牌号编制方法如下述: ①碳钢焊条和低合金高强钢焊条牌号表示方法 a )牌号前加"J"字表示为碳钢焊条或低合金高强钢焊笨拙类别代号. b )类别代号后头两位数字,表示焊缝金属抗拉强度等级,其系列如表2 表1 国家标准? ? 焊接材料产品样本 GB/T5117——1995《碳钢焊条》? ? 碳钢焊条(用"J"表示) GB/T5118——1995《碳钢焊条》? ? 低合金高强钢焊条(用"J"表示) ? ? 钼和铬耐热钢焊条(用"R"表示) ? ? 低温钢焊条(用"W"表示) GB/T983——1995《碳钢焊条》? ? 不锈钢焊条(用"G"或"A"表示) 表2 牌号*? ? 焊缝金属抗拉强度等级,MPa(kgf/mm2)> J42*? ? 420(43) J50*? ? 490(95) J55*? ? 540(55) J60*? ? 590(60) J70*? ? 690(70) J75*? ? 740(75) c)类别代号后第三位数字,表示药皮类型和焊接电源类,见表3 d)焊条有特殊性能和用途的,则在牌号后面加注起主要作用的元素或代表主要用途的符号,见表4 表3 牌号? ? 类及类型? ? 焊接电源种类 **0? ? 不属已规定的类型? ? 不规定 **1? ? 氧化钛型? ? 直流或交流 **2? ? 氧化钛钙型? ? 直流或交流 **3? ? 钛铁矿型? ? 直流或交流 **4? ? 氧化铁型? ? 直流或交流 **5? ? 纤维素型? ? 直流或交流 **6? ? 低氢钾型? ? 直流或交流 **7? ? 低氢钠型? ? 直流 **8? ? 石墨型? ? 直流或交流 **9? ? 盐基型? ? 直流 表4 ? ? ? 符号? ? 含义 G? ? 管道焊接(只有J420G) X? ? 立向下焊 GM? ? 盖面 Z? ? 重力 D? ? 底层焊 H? ? 超低氢 DF? ? 低尘 LMA? ? 耐吸潮 G? ? 具有较高的低温冲击韧性(只有J506G) RH? ? 高韧性超低氢 GH? ? 具有较高的低温冲击韧性、低氢 R? ? 高韧性 XG? ? 管子用立向下焊 GR? ? 低温高韧性 注:牌号后加起主要作用的化学元素符号略去. ②铬和铬钼耐热钢焊条牌号表示方法 a)牌号前加"R"字,表示钼和铬钼耐热钢焊条的类别代号 b)类别代号后第一位数字,表示焊缝金属主要化学成分等级,按表5规定编排 表5 牌号? ? 焊缝金属主要化学成分等级 R1? ? 含Mo量约为0.5% R2? ? 含C r量约为0.5%,含Mo量约为0.5% R3? ? 含C r量约为含1%-2%,含Mo量约为0.5% R4? ? 含C r量约为含2.5%为含Mo量约为1% R5? ? 含C r量约为5%含Mo量约为0.5% R6? ? 含C r量约为7%含Mo量约为1% R7? ? 含C r量约为9%含Mo量约为1% R8? ? 含C r量约为11%含Mo量约为1% c)类别代号后第二位数字,表示同一焊缝金属主要化学成分组成等级中的不号,对同一药皮类型焊条,可有10个牌号,按0、1、2、…9顺序编排. d)类别代号后第三位数字,表示药皮类型和焊接电源种类,见表3. ③低温钢焊条牌号表示方法 a)牌号前加"W"字,表示低温钢焊条的类别代号. b) 类别代号后第一、第二数字,表示低温钢焊条工作温度等级,按表6编排. c) 类别代号后第三位数字,表示药皮类型和焊接电源种类,见表3 表6 牌号? ? 低温温度等级 W70*? ? -70℃ W90*? ? -90℃ W10*? ? -100℃ W19*? ? -196℃ W25*? ? -253℃ ④不锈钢焊条牌号表示方法 a)牌号前加"G"或"A"字各表示不锈钢焊条的类别代号. b)类别代号后第一位数字,表示焊缝金属主要化学成分组成等级,按表7规定编排. 表7 牌号? ? 焊缝金属主要化学成分组成等级 G2**? ? 含C r量约为13% G3**? ? 含C r量约为17% A0**? ? 含C r量约为≤0.04%(超低级) A1**? ? 含C r量约为18%含Ni量约为8% A2**? ? 含C r量约为18%Ni量约为12% A3**? ? 含C r量约为25%Ni量约为13% A4**? ? 含C r量约为25%Ni量约为20% A5**? ? 含C r量约为16Ni量约为25% A6**? ? 含C r量约为15%Ni量约为35% A7**? ? 铬锰氮不锈钢 A8**? ? 含C r量约为18%Ni量约为18% A9**? ? 持发展 c)类别代号后第二位数字,表示同一焊缝金属主要化学成分组成等级中的不同牌号.对同一药皮类型焊条,可有10个牌号,按0、1、2、…9顺序排列. d)牌号第三位数字,表示药皮类型和焊接电源种类,见表3 (2)我国药芯焊丝牌号表示方法如下: a)? ? 牌号第一个字母"Y"表示药芯焊丝,第二个字母及后第一、第二、第三位数字与焊条编制方法相同. b)? ? 牌号"-"后的数字,表示焊接时的保护方法,见表8. 表8 牌号? ? 焊接时的保护方法 YJ***-1? ? 气保护 YJ***-2? ? 自保护 YJ***-3? ? 气保护自保护两用 YJ***-4? ? 其他保护形式 c)药芯焊丝有特殊性能和用途时,则在牌号后面加注起主要作用元素或主要用途的字母. 填充金属指气焊或钨极气体保护焊时送入热源(或电弧)熔化成焊缝金属一部分的丝、棒或板边料. 附加的填充金属指埋弧焊或熔化极气体保护焊时除当作电极的熔化金属丝(带)外,伸入电弧熔化成焊缝金属一部分的丝、棒或板边料. 预置填充金属指焊前预先放在坡口内的丝、棒、条或粉,能改变焊缝金属成分. 3 焊接位置 焊接位置也是焊接工艺评定因素,立焊分为向上立焊和向下立焊两种.向上立焊虽然电流减少,但焊接速度也降低很多,线能量大大增加,焊接接头冲击韧性可能要变更,故需重新评定.当没有冲击试验要求时改变焊接位置不需重新评定,故焊接工艺评定试件位置通常位天平焊,在表1中接头这一类中取消面焊时的? ? 钢垫板都是次要因素,有人认为,焊接位置改变、取消面焊时的钢垫板或焊接衬垫,增加了焊接难度,因而要求重新评定,这个问题的实质是混淆了焊接工艺评定与焊工技能评定这两个概念,焊接工艺评定的目的在于评定出合格的焊接工艺,焊接接头的使用性能要符合要求;焊工考试的目的在于考出合格的焊工,能够焊出没有超标缺陷的焊缝,应当在焊工技能考试范围解决的问题不要硬拉到焊接工艺评定中去解决,能不能焊好其他位置的焊缝,能不能焊好取消钢垫板的单面焊是焊工技能问题,不能通过焊接工艺评定去解决,而要通过焊工培训提高操作技能去解决, 4 电特性 表1特性中单独的变更电流值或电压值只是次要因素,将焊接速度考虑进来的焊接线能量则成了补加因素.当规定冲击韧性试验时,增加线能量要重新评定焊接工艺,但若经过高于上转变温度的焊后热处理或奥氏体母材经固常人咱昌的除外.线能量是指每条焊道的线能量,当规定进行冲击试验时每条焊道的线能量都应严格控制. 5.3.1.2 各种焊接方法的焊接工艺评定重要因素、补加因素和次要因素见表1. a)当变更任何一个重要因素时都需要重新评定焊接工艺. b)当增加或变更任何一个补加因素时,则可按增加或变更的补加因素增焊冲击韧性试件进行试验. c)当变更次要因素时不需要重新评定焊接工艺,但需重新编制焊接工艺指导书. 当变更次要因素时,不需要重新评定焊接工艺,而不是不要评定焊接工艺,但需要重新编制"焊接工艺指导书".例如当重要因素、补加因素不变时,对接焊缝试件评定合格的焊接工艺适用于角焊缝焊件,其含意是,用对接焊缝试件的"焊接工艺评定报告"来重新编制角焊缝焊件的"焊接工艺指导书".此时,角焊缝焊件的焊接工艺已由对接焊缝试件评定报告评定过了不需要重新评定,更不是不要评定.依据该份对接焊缝试件"焊接工艺评定报告"还可以编制焊工考试的"焊接工艺指导书"等等.因此可以看出,依据一份评定合格的"焊接工艺评定报告"可以重新编制出多份焊件的焊接工艺指导书. 5.3.1.3? 当同一条焊缝使用两种或两种以上焊接方法或重要因素、补加因素不同的焊接工艺时,可按每种焊接方法或焊接工艺分别进行评定;亦可使用两种或两种以上焊接方法、焊接工艺焊接试件,进行组合评定. 例如,某压力容器产品纵焊缝拟采用氩弧焊打底,后用焊条电弧焊填充至1/3坡口深度,最后用埋弧焊填满坡口,可以用下列方式评定: 1 分别评定 拟定三份焊接工艺指导书在3个试件上评定(每个试件一种焊接方法). 2 组合评定 拟定一份焊接工艺指导书(包含三种焊接方法)在1个试件上评定(三种焊接方法). 3 混合评定 拟定二份焊接工艺指导书,其中一份指导书中包含两种焊接方法,另一份指导书中只有一种焊接方法.焊接2个试件,其中1个试件上有两个焊接方法,另1个试件上只有一个焊接方法. 5.3.2? 母材 本标准根据母材的化学成分、力学性能和焊接性能对母材进行分类分组(见表2). 表2中所列钢号都是GB 150中的钢号.为了减少焊接工艺评定数量,依照焊接工艺评定标准原理,从钢材的化学成分、使用性能和焊接性能出发,将它们分类分组并规定出替代规则.分类分组不能作为压力容器钢材代用的依据. 表2类别号顺序与《蒸气锅炉安全技术监察规程》附件I焊接工艺评定中钢材分类一致,主要为了方便既制造锅炉又制造压力容器的单位.锅炉不使用低温钢和不锈钢,所以放在类别号的最后. 5.3.2.3? 未列入表2的钢号评定规则 a)已列入国家标准、行业标准的钢号,根据其化学成分、力学性能和焊接性能确定归入相应的类别、组别中,或另分类别、组别;未列入国家标准、行业标准的钢号,应分别进行焊接工艺评定. b)国外钢材首次使用时应按每个钢号(按该国标准规定命名)进行焊接工艺评定.当已掌握该钢号焊接性能,且其化学成分、力学性能与表2中某钢号相当,且某多号已进行过焊接工艺评定时,该进口钢材可免得焊接工艺评定.可在本单位的技术文件中将此国外钢材归入某钢号所在类别、组别内. 未列入表2的钢号有两种情况:一是国外材料,二是新材料或未列入GB 150等标准的材料.《压力容器安全技术监察规程》第22条规定,压力容器受压元件采用国外材料应符合下列要求: 1应选用国外压力容器规范允许使用材料,其使用范围应符合材料生产国相应规范和标准的规定,并有该材料的质量证明书. 2制造单位首次使用前,应进行焊接工艺评定和成型工艺试验,并对化学成分、力学性能进行复验满足技术要求后,才能投料制造. 3技术要求一般不得低于国内相应材料的技术指标. 4国内首次使用且屈服点规定值大于或等于490MPa的材料,应按本规程第7条规定办理批准手续. 国内材料生产单位生产国外牌号的材料时,应完全按照该牌号的国外标准规定的冶炼方法进行生产,力学性能和弯曲性能试验的试样形式、尺寸、加工要求、试验方法等验收要求也应执行国外标准,批量生产前应通过产品鉴定并经国家安全监察机构批准,可按本条规定办理批准手续. 改革开放以来,国内压力容器已使用不少国外钢材,也进行了若干焊接工艺评定,在辽宁省劳动厅锅炉处支持下,辽宁省压力容器学会进行了大量深入有效工作,将国外钢材按JB 4708表2进行分类分组(见表9)供有关单位编制国外钢材分类分组的技术文件时参考.按照《压力容器安全技术监察规程》第22条和本标准5.3.2.3的规定,表9不能作为国外钢材免做焊接工艺评定的依据. 表9 序号? ? 国外钢号? ? 相当我国钢号? ? 类(组)别? ? 国外相应标准 l? ? SM41B? ? Q235A? ? I – l? ? JIS G3106 2? ? St35? ? 20? ? I – l? ? DLN1629 3? ? St45? ? 20? ? I – l? ? DLN2448 4? ? STB42(STB410)? ? 20? ? I – l? ? JIS G3461 5? ? STS42? ? 20? ? I – l? ? JIS G3455 6? ? HII? ? 20g? ? I – l? ? DLN17155 7? ? St52.4? ? 16Mn? ? I – l? ? DLN1629 8? ? St45.8? ? 20? ? I – l? ? KLN17175 9? ? SS41? ? Q235A? ? I – l? ? JIS G3101 10? ? SB42? ? 20g? ? I – l? ? JIS G3103 11? ? RSt37 – 2? ? Q235A? ? I – l? ? DLN17100 12? ? STS38? ? 20? ? I – l? ? JIS G 3455 续表9 序号? ? 国外钢号? ? 相当我国钢号? ? 类(组)别? ? 国外相应标准 13? ? SA516Gr60? ? 20R? ? I – l? ? ASTM A516 14? ? Ast41? ? 20R? ? I – l? ? DLN17135 15? ? Ast41N? ? 20R? ? I – l? ? DLN17155 16? ? SB42N? ? 20R? ? I – l? ? JIS G3103 17? ? SB46? ? 20R? ? I – l? ? JIS G3103 18? ? SB46N? ? 20R? ? I – l? ? JIS G3103 19? ? A333Grl? ? Q235A? ? I – l? ? ASME 20? ? STPG38? ? 20? ? I – l? ? JIS G3454 21? ? SS40? ? Q235A? ? I – l? ? JIS G3101 22? ? SM53C? ? 16Mn? ? Ⅱ – l? ? JIS G3106 23? ? SPV36N? ? 16MnR? ? Ⅱ – l? ? JIS G3115 24? ? SPV36? ? 16MnR? ? Ⅱ – l? ? JIS G 3115 25? ? 19Mn5? ? 16MnR? ? Ⅱ – l? ? DLN17175 26? ? 19Mn6? ? 16MnR? ? Ⅱ – l? ? DLN17155 27? ? SA516 – 70? ? 16MnR? ? Ⅱ – l? ? ASTM A516 28? ? A48CPR? ? 16MnR? ? Ⅱ – l? ? NFA35 – 603 29? ? SPV355N? ? 16MnR? ? Ⅱ – l? ? JIS G3115 30? ? SA516Gr70? ? 16Mn? ? Ⅱ – l? ? ASME 31? ? SM50B? ? 16Mn? ? Ⅱ – l? ? JIS G3106 32? ? SPV32? ? 16MnR? ? Ⅱ – l? ? JIS G3155 33? ? SA662GrC? ? 16MnR? ? Ⅱ – l? ? ASTM A662 34? ? SM50B – l? ? 16Mn? ? Ⅱ – l? ? JIS G3115 35? ? 610A? ? 07MnNiCrMoVDR? ? VI – 3? ? Kawasaki, Japan 36? ? 6l0LT – CF? ? 07MnNiCrMoVDR? ? VI – 3? ? Kawasaki, Japan 37? ? l3CrMo44? ? 15CrMoR? ? VI – 1? ? DIN17155 38? ? 15Mo3? ? 15Mo? ? VI – 1? ? DIN17155 39? ? SCMV2? ? 15CrMo? ? VI – 1? ? JIS G4109 40? ? SA387Gr11L2? ? 15CrMo? ? VI – 1? ? ASME 42? ? SA387Grl2CL2? ? 15CrMo? ? VI – 1? ? ASME 42? ? SA387Grl2CL2N? ? 15CrMo? ? VI – 1? ? ASME 43? ? STBA22? ? 15CrMo? ? VI – 1? ? JIS G3462 续表9 序号? ? 国外钢号? ? 相当我国钢号? ? 类(组)别? ? 国外相应标准 44? ? SA387Gr22CL2N? ? 12Cr2MolR? ? VI – 2? ? ASME 45? ? SA622C? ? 16MnDR? ? VI – l? ? ASME 46? ? TTSTE355? ? 16MnDR? ? VI – l? ? DINTTSTE355 47? ? SLA33? ? 16MnDR? ? VI – l? ? JIS G3126 48? ? SLA37? ? 16MnDR? ? VI – l? ? JIS G3126 49? ? SLA33BQ? ? 16MnDR? ? VI – l? ? 350 50? ? SA350LF2? ? 16MnD? ? VI – l? ? ASME SA350 5l? ? 32l? ? LCrl8Ni9Ti? ? VII – l? ? ASTM A240 52? ? 304? ? 0Crl9Ni9? ? VII – l? ? ASTM A240 53? ? 304L? ? 00Crl9Nill? ? VII – l? ? ASTM A240 54? ? X2CrNil89? ? 00Crl8Nil0? ? VII – l? ? DIN17440 55? ? SUS321? ? lCrl8Ni9Ti? ? VII – l? ? JIS G3463 56? ? SUS321TB? ? lCrl8Ni9Ti? ? VII – l? ? JIS G3463 57? ? SUS32lTP? ? lCrl8Ni9Ti? ? VII – l? ? JIS G3459 58? ? AISI32l? ? lCrl8Ni9Ti? ? VII – l? ? AISI 59? ? AISI304? ? 0Crl9Ni9? ? VII – l? ? AISI 60? ? SUS304? ? 0Crl8Ni9? ? VII – l? ? JIS B8243 6l? ? SUS304L? ? 00Grl8Ni9? ? VII – l? ? JIS G4303 62? ? A240 – 304? ? 0Gr18Ni9? ? VII – l? ? ASME 63? ? A204 – 304L? ? 00Crl8Ni9? ? VII – l? ? ASME 64? ? 316? ? 0Crl7Nil2Mo2? ? VII – 2? ? JIS G4304 65? ? 316L? ? 00Crl7Nil4Mo2? ? VII – 2? ? ASME 66? ? X2GrNiMol8 – 2? ? 00Crl7Nil4Mo2? ? VII – 2? ? DIN17440 67? ? SUS316? ? 0Crl8Nil2Mo2? ? VII – 2? ? JIS G4304 68? ? SUS316L? ? 00Crl7Nil4Mo2? ? VII – 2? ? JIS G4304 69? ? 316Ti? ? 0Crl8Nil2Mo2Ti? ? VII – 2? ? ASTM 5.3.3? 焊后热处理 5.3.3.1? 焊后热处理类别 5.3.3.1.1? 类别号为Ⅶ的母材分为: a)不进行焊后热处理; b)进行焊后固溶或稳定化热处理. 5.3.3.1.2? 除类别号为Ⅶ以外的母材分为: a)不进行焊后热处理; b)低于下转变温度进行焊后热处理; c)高于上转变温度进行焊后热处理(如正火); d)先在高于上转变温度,继之在低于下转变温度进行焊后热处理(即正火或淬火后继之回火); e)在上下转变温度之间进行焊后热处理. 5.3.3.2? 改变焊后热处理类别,需重新评定焊接工艺. 本次修订寸,对焊后热处理这一条文变动较大,首先是术语.压力容器行业焊后热处理中通俗用语,例如"回火"、"退火"、"消除应力热处理"都是同一含意,即将焊件在炉内加热到相变点温度以下保持一段时间后炉内缓冷,与GB 7232—1987《金属热处理工艺术语》标准中"回火"、"退火"的定义相差甚远.钢板拼焊后热冲压成封头、搪瓷等工艺的目的显然不符合GB/T 3375—1994中"焊后热处理"定义内容:"焊后,为改善焊接接头的组织和性能或消除残余应力而进行的热处理",但热冲压和搪瓷高温确实改变了焊接接头组织和性能,所以在修订后的JB 4708术语中对"焊后热处理"作了定义,即"焊后,能改变焊接接头的组织和性能或残余应力的热过程"都称之为焊后热处理,这就包含了压力容器焊后所遇到的各种热过程.JB 4708—1992中焊后热处理类别:消除应力热处理、正火、正火加回火、淬火加回火.但这并没有反映压力容器产品焊后热处理的全部实质,而且加热温度和热处理过程与术语规定也不相同,标准修改以后对焊后热处理类别按照加热温度范围重新作了规定,则很明确.例如钢板拼焊后热冲压成封头,那么焊后热处理的加热温度和热处理过程则为高于上转变温度的热冲压加热温度和随之空冷的过程. 5.3.3.3? 除气焊外,当规定进行冲击试验时,焊后热处理的温度和时间范围改变后要重新评定焊接工艺.试件的焊后热处理应与焊件在制造过程中的焊后热处理基本相同,试件加热温度范围不得超过相应标准或技术文件规定.低于下转变温度进行焊后热处理时试件保温时间不得少于焊件在制造过程中累计保温时间的80%. 焊后热处理的温度范围和时间范围影响焊接接头冲击韧性(除气焊外),这两个范围是指相应标准或技术文件所规定范围,例如JB/T 4709—2000《钢制压力容器焊接规程》即对列入GB 150的钢材制压力容器焊后热处理的温度范围和时间范围作了规定,"技术文件"则指以可靠的钢材焊接性能为依据而编制的焊接工艺文件;试件的焊后热处理与焊件在制造过程中的焊后热处理基本相同是指焊后热处理类别相同,焊后热处理的温度范围和时间范围相同.只有低于下转变温度进行焊后热处理时,试件保温时间不得少于焊件在制造过程中累计保温时间的80%. 5.3.4? 试件厚度与焊件厚度 评定合格的对接焊缝试件的焊接工艺适用于焊件厚度有效范围:若试件母材为Ⅵ—2组和标准抗拉强度下限值大于540 MPa的强度型低合金钢按表3、表4规定;除此之外,按表5、表6规定. 评定合格的对接焊缝试件的焊接工艺适用于焊件厚度有效范围直接关系到评定数量多寡,有效范围的宽窄不仅有技术因素,而且管理作用也很大.国内对厚度适用围争论一直很大,议论纷纷,众说不一.这主要由于国外相类似标准规定范围也不相同,各国标准规定简要见表10,可见厚度适用范围基本上分两大类.应当从标准体系来看待厚度适用范围,美国ASME标准强调焊接工艺评定,而原西德AD压力容器规范则强调产品焊接试板,美国标准中厚度适用范围看起来较宽,实际上除了有7个限制性条文在制约外,还有当规定进行冲击试验时、焊后热处理累计保温时间等隐性限制,实际上适用于焊件厚度范围是有限的,AD规范厚度适用范围虽然较窄,但壁厚大于100 mm时,则另行协商.1992年版的JB 4708标准起草于1986—1987年,当时国内焊接工艺评定刚刚起步,一、二类压力容器制造厂焊接技术力量薄弱,标准中厚度适用范围小一些,焊接工艺评定数量多一些,有利于把握压力容器焊接质量:10余年来情况已经发生很大变化,全国近3 000个单位进行了大量焊接工艺评定实践,焊接素质有了很大提高.通过大量焊接工艺评定试验数据表明,当重要因素、补加因素相同时,两倍试件厚度焊接接头力学性能与原厚度试件没有本质的变化;试件焊到一定厚度后当重要因素、补加因素不变时,再继续填充焊缝金属,其焊接接头力学性能也不会有多大的改变:在本次修订标准寸,将吸取这方面数据积累,并参照美国ASME《锅炉压力容器规范》和日本JIS B 8285—1993《压力容器的焊接工艺评定试验》对评定厚度覆盖范围重新作了规定.对常用钢材厚度覆盖范围给予放宽,对于钢材标准抗拉强度下限值大于540 MPa的强度型低合金钢,仍然按照原来规定的厚度覆盖范围;修改以后对大型、厚壁容器的焊接工艺评定可以减少数量,又不影响焊接质量. 在《压力容器安全技术监察规程》中对屈服点规定值下限大于490 Mpa 的材料制造压力容器非常重视,在下列四个方面有特别规定: (1)列为三类容器; (2)国内首次使用国外材料时,要到锅炉压力容器安全监察局办理批准手续; (3)焊缝表面不得有咬边; (4)每台压力容器应制作产品焊接试板, 本标准规定钢材标准抗拉强度下限值大于540 MPa(相当于屈服点规定值下限大于390 MPa)和Ⅳ-2组钢材评定后厚度适用范围没有放宽,比《压力容器安全技术监察规程》对钢材要求更加严格,GB 150中标准抗拉强度下限值大于540 MPa和Ⅳ-2组钢材,一般来说应用于大厚度、高参数压力容器,焊按性能差且不易掌握,在标准中规定厚度适用范围较窄,增加评定次数,有利于确保焊接接头使用性能. GB 150 将钢材分为碳素钢、低合金钢和高合金钢.为了叙述低合金钢的焊接接点,而将它分为强度型碳锰低合金刚、耐热型铬于铬钼低合金刚低温型低温用低合金刚. 表10 标准国别、代号及名称? ? 适用于焊件厚度范围,mm? ? 限制性条件 ? 美国ASME《锅炉压力容器规? 池》第IX卷焊接与钎按评定? ? I.5? (5) ~2T? ? 7个(洋见本标准表8) 日本JIS B 8285—1993《压力容器焊接工艺评定试验》? ? I.5 ~2T? ? 5个(基本与ASME? Ⅸ相同) 原西德《AD压力容器规范》HP2/l连接工艺的程序评定焊接接头的程序评定? ? (().75 ~1.5) T? ? ①壁厚>100mm寸,另议②焊条电弧焊时壁厚>1()mm,下限为7mm 英国BS 4870《焊接工艺评定试验》? ? 1.5? (5)? ? ~2T? ? 3个 原东欧经互会CT C1369《钢结构焊按规程》? ? 焊件厚度与了相比不大于I.65? ? 15()/R 83l《固定式锅炉制造规范》75 ~1.5) T? ? 气焊除外 法国压力容器质帚鉴定委员会《焊接-工艺评定标准》? ? ().75 ~1.5 T+3? ? 5.3.4.1? 对于焊条电弧焊、埋弧焊、钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊,当焊件规定进行冲击试验时,试件评定合格后当T≥8 mm时适用于焊件母材厚度的有效范围最小值一律为0.75T,如试件经高于上转变温度的焊后热处理或奥氏体母材焊后经固溶处理时,仍按原规定执行. 当使用同样线能量焊接不同厚度的钢材时因为散热条件不同,因而焊接接头冲击吸收功有可能不一样,故焊件规定进行冲击韧性试验时,评定合格的焊接工艺用于焊件,焊件厚度与试件厚度关系应当较不规定进行冲击韧性试验时来得严格.在ASMEⅨ和JIS B8285中规定,当试件母材厚度T≥6mm,适用于焊件母材厚度的有效范围最小值为T与16mm两者中取较小值.本标准考虑到表3与表5、表6之间的协调,也为了避免条文繁琐,而J年适用于焊件母材厚度的有效范围最小值定为0.75T,严于ASME Ⅸ,最大值仍为表3、表5、表6中规定的范围. 当进行焊接工艺评定需确定试件厚度与焊件厚度时,首先应看表7、表8,当符合表7、表8中所列焊接情况寸,试件厚度与焊件厚度按两表规定执行.否则,则按表3、表4、表5和表6规定执行. 本标准中所述及的"焊件""试件"厚度,均包括母材和焊缝金属厚度两部分,要不就述及焊(试)母材厚度或焊(试)件涵缝金属厚度. 当试件焊接工艺评定合格后,确定适用于焊件厚度时,应注意试件母材厚度对应焊件母材厚度、试件焊缝金属厚度对应焊件焊缝金属厚度进行计算.当焊件由两块或多块母材叠在一起时,确定适用于焊件厚度范围时应按单块板厚度计算,见图3.当焊缝金属总厚度由多种焊接方法或重要因素、补加因素不同的焊接工艺焊制的焊缝金属分厚度组成时,则焊缝金属总厚度等于若干分厚度,见图4.计算焊缝金属厚度时,余高不计算在内. 注:(1)焊件母材厚度分别为? ? ,不能将? 当作母材厚度. ? ? (2)此焊缝为组合焊缝(对接焊缝加角焊缝). 图3 注:焊缝金属总厚度t等于板厚T,t=t1+t2+t3 图4 举例说明如下: 现有16MnR制压力容器纵缝接头,有冲击试验要求,该纵缝用三种焊接方法完成,其焊缝金属厚度如图5所示,焊接工艺评定厚度计算如下: 图5 1 分别评定 拟定三份焊接工艺指导书,焊接3块试件(见图6),评定了纵缝焊接工艺.试件母材厚度和焊缝金属厚度适用于焊件厚度的有效范围见表11,满足了压力容器纵缝接头母材和焊缝金属厚度要求. (1)埋弧焊试件? ? (2)焊条电弧焊试件? ? (3)氩弧焊试件 图6 表11? 适用于焊件厚度的有效范围 ? ? 母材? ? 焊缝金属 ? ? 最小值? ? 最大值? ? 最小值? ? 最大值 埋弧焊? ? 15? ? 40? ? 不限? ? 40 焊条电弧焊? ? 15? ? 40? ? 不限? ? 20 氩弧焊? ? 15? ? 40? ? 不限? ? 10 2 组合评定 见图7,按照拟定的一份焊接工艺指导书用三种焊接方法完成试件,评定合格后适用于焊件厚度有效范围见表12,可见其范围完全满足压力容器纵缝接头母材和焊缝金属厚度. 注:试件用三种焊接方法完成 图7 表12? 适用于焊件厚度有效范围 ? ? 母材? ? 焊缝金属 ? ? 最小值? ? 最大值? ? 最小值? ? 最大值 埋弧焊? ? 15? ? 40? ? 不限? ? 20 焊条电弧焊? ? 15? ? 40? ? 不限? ? 12 氩弧焊? ? 15? ? 40? ? 不限? ? 8 表7 序号? ? 焊件情况? ? 试件母材厚度T? ? 适用于焊件母材厚度的有效范围 最小值? ? 最大值 ? ? 当焊条电弧焊、埋弧焊、钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊用于打底焊时,可单独评定,此时? ? ≥13? ? ? ? 按继续填充焊缝的其余焊接工艺评定结果确定 ? ? 部分焊透的对接焊缝焊件? ? ≥38? ? ? ? 不限 ? ? 返修焊、补焊? ? ≥38? ? ? ? 不限 ? ? 不等厚对接焊缝焊件,用等厚的对接焊缝试件来评定? ? 类别号为Ⅶ母材,不规定冲击试验≥6?厚边母材厚度)不限 ? ? ? ? 除类别号Ⅶ母材外≥38?厚边母材厚度)不限 *根据试件或焊件情况,按表3、表5、表6及5.3.4.1中相关规定执行. 用图5所示的纵缝接头作例说明表7序号1,焊件用钨极气体保护焊打底,如果另取试件,其母材厚度T≥13mm(见图8)经评定合格后,适用于焊件母材厚度的有效范围最小值为10.5mm,而最大值为40mm(按继续填充焊缝的焊条电弧焊,埋弧焊评定结果确定). 对于不等厚对接焊缝焊件,可以用等厚的对接焊缝试件来评定,厚边和薄边母材的厚度都应在已评定的有效范围内,当一块对接缝试件同时覆盖不了厚边和薄边母材厚度时,应另选用一个合适的厚度增加一块试件进行评定,以便和前一块试件评定合格的焊接工艺共同覆盖厚边和薄边厚度. 图9为20号钢管插入筒体,筒体材料为16MnR,作为举例用来说明试件厚度与焊件厚度之间计算方法,该焊缝为对接焊缝加角焊缝的组合焊缝. 结合表7来分析该组合焊缝产品既是序号2所述的部分分焊透的对接焊缝焊件,又是序号4所讲的不等厚对接焊缝焊件.按表7规定取图10所示试件,按与产品相同的焊接条件施焊并评定合格,适用于焊件厚度有效范围见表13. 用T=40mm试件评定合格的焊接工艺,适用于焊件厚度有效范围,对产品而言,筒体厚度、焊缝金属厚度都在其范围内,唯独管壁厚度在其范围之外,因此还需用板厚为T=10mm以相同焊接条件再施焊试件,见图11,评定合格的焊接工艺,适用于焊件厚度有效范围见表13,对产品而言,管壁厚度、焊缝金属厚度都在其范围内,此时用两份"焊接工艺指导书"(T=40mm,T=10mm)所评定得出的两份"焊接工艺评定报告"中重要因素、补加因素中相同部分,编制一份产品(插入式接管)"焊接工艺指导书",这份"焊接工艺指导书"应当认为是被评定合格的.也就是说一份"焊接工艺指导书"可以由一份或多份"焊接工艺评定报告"来验证. 图9?图11 表13? 适用于焊件厚度有效范围 试件? ? 母材? ? 焊缝金属 ? ? 最小值? ? 最大值? ? 最小值? ? 最大值 T=40? ? 30? ? 不限? ? 不限? ? 200 T=10? ? 7.5? ? 20? ? 不限? ? 20 5.3.4.4 对接焊缝试件评定合格的焊接工艺用于角焊缝焊件时,焊件厚度的有效范围不限;角焊缝试件评定合格的焊接工艺用于非受压角焊缝焊件时,焊件厚度的有效范围不限. 角焊缝的力学性能计算是由对接接头对接焊缝试件所测得数据来进行的,因此当重要因素、补加因素不变时,任意尺寸对接焊缝试件评定合格的焊接工艺适用于所有尺寸的焊件角焊缝;任意尺寸角焊缝试件评定合格的焊接工艺适用于所有尺寸的焊件角焊缝. 5.3.4.5 组合评定合格,当作单一焊接方法(或焊接工艺)分别评定来确定适用于焊件母材的厚度有效范围. 结合图7可见,组合评定合格后适用于焊件母件厚度有效范围不得以三种焊接方法评定后所适用焊件母材最大厚度叠加(40+40+40+=120mm),而是当作一种焊接方法评定后所适用焊件母材最大值为40mm. 七、耐蚀堆焊工艺评定规则 ? ? 6 耐蚀堆焊工艺评定规则 修订后的JB 4708对耐蚀堆焊评定进行了一些变动,双层堆焊时分为过渡层与耐蚀层,为区别起见,将原标题耐蚀层堆焊改为耐蚀堆焊.双层堆焊时的过渡层堆焊和耐蚀层堆焊都应当遵守耐蚀堆焊评定规则,在过渡层上堆焊耐蚀层时,应当认为基体钢材已经发生改变. 与对接焊缝重新评定焊接工艺的判断准则不同,耐蚀堆焊重新评定焊接工艺的判断准则是堆焊层的化学成分变化,依据这个准则编制出表9耐蚀堆焊重新评定焊接条件. 当变更堆焊方法或堆焊工艺时,将改变堆焊层化学成分,在试件同一高度方向上用不同堆焊方法、不同堆焊工艺进行组合评定合格后,不能将其中任一堆焊方法或堆焊工艺拿出来单独使用,对于在同一堆焊平面上使用两种或更多堆焊方法(或堆焊工艺)时,也应分别经堆焊工艺评定合格,方可用于焊件,此时,不取组合评定试件. 同一焊接方法或不同焊接方法堆焊的两条焊道之间所出现的焊接缺陷问题属于操作技能范围,不在耐蚀堆焊工艺评定规则范围之内. 6.3? 耐蚀堆焊重新评定焊接条件见表9. 表9堆焊层厚度类别中"堆焊层规定厚度低于已评定最小厚度"是指图样上堆焊层规 定厚度,或已堆焊好的厚度低于已评定最小厚度时,需要重新评定. 填充金属类别中"当堆焊首层时变更焊条直径"时可能会引起首层堆焊金属稀释率改 变,故作为焊条电弧焊时的评定焊接条件. 焊接位置类别中,国内到目前为止埋弧焊只有平焊位置堆焊,所以对埋弧焊而言,焊 接位置不作为评定焊接条件. 八、试验要求和结果评价 7.1.3? 对接焊缝试件尺寸:试件厚度应充分考虑适用于焊件厚度的有效范围. 对接焊缝试件的数量与尺寸由能制备足够数量的试样来决定,标准不作规定,制取试样时应避开焊接缺陷. 7.1.5? 耐蚀堆焊试件尺寸. 试件应不小于150 mm*l50 mm,堆焊宽度等于或大于38 mm,长度应满足切取试样要求. 耐蚀堆焊试件上只规定堆焊宽度等于或大于38mm,不规定堆焊道数,堆焊焊道之间搭接质量与焊工技能有关. 7.2? 对接焊缝试件和试样的检验 7.2.1? 试件检验项目:外观检查、无损检测、力学性能和弯曲性能试验. 外观检查和按JB 4730进行无损检测结果不得有裂纹. JB 4708—2000《钢制压力容器焊接工艺评定》标准中对接焊缝试件评定焊接工艺的目的在于得到焊接接头力学性能符合要求的焊接工艺,在标准中规定了一整套的评定规则、试验方法和合格指标都是围绕焊接接头力学性能的.评定合格的焊接工艺目的不在于焊缝外观达到何种要求,也不在于焊缝能达到无损检测几级标准,所以虽然在试件检验项目规定了外观检查、无损检测,其主要目的在于了解试件施焊情况,避开焊接缺陷取样. 出现裂纹的原因比较复杂,首先要考虑钢材焊接性能是否完全掌握,焊接工艺是否正确,钢板冶金轧制缺陷、坡口宽窄对裂纹敏感性也有影响.从焊接工艺评定原理来讲,试件出现裂纹的焊接工艺评定合格,只说明对力学性能而言是合格的,对焊接裂纹而言是不合格的,如果改变焊接条件(例如加大坡口宽度,加大焊缝成形系数)消除了裂纹,而所改变的焊接条件又是次要因素,那么原来产生裂纹的焊接工艺不要重新评定了. 鉴于焊接裂纹使人担心,产生原因复杂,故在7.2.1条中规定"不得有裂纹". 我们常常在图样或技术条件中看到,设汁人员除要求按JB 4708进行焊接工艺评定外,对检验项目增加了内容,例如对强度材料要求增加硬度和金相(微观)试验,对铬钼耐热钢增加回火脆化试验,对耐蚀钢增加腐蚀试验项目等等.当要求增加检验项目时,应同时规定出评定规则、替代范围、试验方法和合格指标.应强调指出,当对试件增加检验项目后,JB 4708中的评定规则和有关条款并不保证适用于所增加的检验项目. 7.2.2.1 力学性能和弯曲性能试验项目和取样数量应符合表11的规定. 7.2.2.2 当试件采用两种或两种以上焊接方法(或焊接工艺)时: a)拉伸试样和弯曲试样的受拉面应包括每一种焊接方法(或焊接工艺)的焊缝金属; b)当规定做冲击试验时,对每一种焊接方法(或焊接工艺)的焊缝区和热影响区都要做冲击试验. 表11? 力学性能和弯曲性能试验项目和取样数量 试件母材的厚度T,mm? ? 试验项目和取样数量,个??拉伸试验? ? 弯曲试验2)? ? 冲击试验4)5) ? ? 拉伸1)? ? 面弯? ? 背弯? ? 侧弯? ? 焊缝区? ? 热影响区4) T< 1.5? ? 2? ? 2? ? 2? 1.5 ≤ T < 10? ? 2? ? 2? ? 2?3? ? 3 10 ≤ T <20? ? 2? ? 2? ? 2? ? 3)? ? 3? ? 3 T ≥ 20? ? 2?4? ? 3? ? 3 1)? ? 一根管接头全截面试样可以代替2个板形试样2)? ? 当试件焊缝两侧的母材之间或焊缝金属和母材之间的弯曲性能有显著差别时,可改用纵向弯曲试验代替横向弯曲试验.纵向弯曲时只取面弯和背弯试样各2个.3)? ? 可以用4个横向侧弯试样代替2个面弯和2个背弯试样.4)? ? 当焊缝两侧母材的钢号不同时,每侧热影响区都应取3个冲击试样.5)? ? 当无法制备5mm*10mm*55mm小尺寸冲击试样时,免做冲击试验. 表11中增加了试件母材厚度小于1.5mm这一栏,这主要考虑波纹管膨胀节中多层薄板情况. 图12 对于试件采用两种或两种以上焊接方法(或焊接工艺)焊成,如果某种焊接方法(或焊接工艺)焊缝金属厚度小于6mm无法单独制备冲击试样时,可以与其他焊接方法(或焊接工艺)联合制备冲击试样,冲击试样缺口只要有一部分通过焊缝区(或热影响区)则便认为该焊缝区(或热影响区)已经得到冲击韧性检验,见图12.例如:试件板厚δ=14mm,用氩弧焊打底,焊条电弧焊填满,取10mm*10mm*55mm缺口冲击试样,氩弧焊焊缝金属厚度4mm,加工后剩余3mm,无法单独取冲击试样,实际制备焊缝金属冲击试样时如图12,冲击试样缺口轴线部分通过氩弧焊焊缝金属,则完成冲击试验后便认为氩弧焊焊缝金属得到检验,氩弧焊热影响区冲击试验也同样处理. 7.2.2.4? 拉伸试验 7.2.2.4.1? 取样和加工要求 a)试样的焊缝余高应以机械方法去除,使之与母材齐平.试样厚度应等于或接近试件母材厚度T. b)厚度小于或等于30mm的试件,采用全厚度试样进行试验. c)当试验机受能力限制不能进行全厚度的拉伸试验时,则可将试件在厚度方向上均匀分层取样,等分后制取试样厚度应接近试验机所能试验的最大厚度.等分后的两片或多片试样试验代替一个全厚度试样的试验. 拉伸试样取样方法有了变更,在修订后标准中不再强调多片试样厚度每片为30mm,允许为切取多片试样时的切口占据的部分厚度不进行拉伸试验.切口宽度应尽量小,用薄锯条或薄铣刀对试样进行分层加工: 用机械方法去除焊缝余高过程中可能要加工到母材,所以规定拉伸试样厚度应等于或接近试件母材厚度丁,这是符合实际情况的. 拉伸试样形式分为: a)紧凑型板接头带肩板形拉伸试样; b)紧凑型管接头带肩板形拉伸试样; c)管接头全截面拉伸试样. 本标准中拉伸试样与钢材、焊材的拉伸试样不同,其特点是试样受拉伸平行部分很短,通常等于焊缝宽度加12 mm,实质上是焊缝宽度加热影响区宽度,两侧立即以R=25 mm的圆弧过渡到夹持部分,其目的是强迫拉伸试样在焊接接头内(焊缝区、熔合区和热影响区)断裂,以测定焊接接头的抗拉强度σb. 7.2.2.4.4? 合格指标 a)试样母材为同种钢号时,每个试样的抗拉强度应不低于母材钢号标准规定值的下限值. b)试样母材为两种钢号时,每个试样的抗拉强度应不低于两种钢号标准规定值下限的较低值. c)同一厚度方向上的两片或多片试样拉伸试验结果平均值应符合上述要求,且单片试样如果断在焊缝或熔合线以外的母材上,其最低值不得低于母材钢号标准规定值下限的95%(碳素钢)或97%(低合金钢和高合金钢). 本次修订标准时,变更了两片或多片拉伸试样的评定方法和合格指标.厚钢板横截面上拉伸强度不均匀,两片或多片试样的拉伸试验结果不是单片值而是平均值应符合要求,而其单片值,如果断在焊缝或熔合线以外的母材上,其最低值不得低于母材钢号标准规定值下限的95%(碳素钢),或97%(低合金钢和高合金钢). 焊接接头拉伸试验后的屈服点是不定值,没有意义,不必记录. 7.2.2.5? 弯曲试验 7.2.2.5.1? 试样加工要求 试样的焊缝余高应采用机械方法去除,面弯、背弯试样的拉伸表面应齐平. 焊接接头的弯曲试样加工、试验方法与判废指标一直是压力容器标准中争论最多的问题之一,影响弯曲试验结果的因素也十分复杂.弯曲试验比起拉伸、冲击试验来,因为没有实物弯曲开裂数值作参照,因而难以确定弯曲试验的判废指标与试验方法. 压力容器行业在严格执行弯曲试验规定时也十分认真学习对比先进工业国家标准,如美国ASME《锅炉压力容器规范》,普遍的提出下列疑问: ①弯心直径D国内规定为30a(a为试样厚度),美国ASME规定为4a,哪个规定严格?哪个规定合理? ②在同一台设备上同样的服役条件与同样的制造工艺,部分焊缝为双面焊,部分为单面焊,按照国内弯曲试验标准,它们的弯曲试验要求可以大不相同,相差一倍之多,这如何理解? ③同一台设备使用不同钢材,尽管它们的制造工艺与服役条件完全相同,但按国内标准规定它们的焊接接头弯曲试验要求可以不同,又作何解释? 正确认识焊接接头弯曲试验的目的是修订弯曲试验方法的关键,也是消除上述疑问的关键. 焊接接头弯曲试验的目的在于测定焊接接头的完好性(连续性、致密性)和塑性,压力容器工作者希望焊接接头的焊缝区、熔合区和热影响区都在相同伸长率条件下考核其完好性这才是真正合理的,值得注意的是热影响区性能比起焊缝和母材来更难以控制,是焊接接头薄弱面,是弯曲试验检测重点. 原西德标准DIN 50121 T1—1978《金属材料检验? 熔化焊接头和堆焊层的弯曲试验》、美国ASME Ⅸ《焊接和钎接评定》(1995年版)、? 日本JISB 8282一1993《压力容器焊接接头的力学性能试验》都提出焊接接头弯曲试样外表面计算的纤维伸长率δ%的计算公式: 当不同弯心直径时,计算出弯曲试样外表面纤维伸长率δ%如表14.GB 150一1998中所列压力容器用钢板伸长率标准规定值如表15,相应焊接材料熔敖金属伸长率标准规定如表16.对比表14、表15和表16可见:当焊接接头弯曲试验弯心直径为3a时,弯曲试样受拉面最大仲长率为:25%,已经超过绝大部分压力容器用钢板和焊接材料伸长率的规定值下限、若弯曲试验不合格则不能将原因归结到焊接接头完好性不够,而是超过材料本身伸长率,在此情况下进行弯曲试验,已经失去意义. 表14 D/a? ? L? ? 2? ? 2.5? ? 3? ? 4? ? 6 δ%? ? 50? ? 33? ? 29? ? 25? ? 20? ? 14 表15? GB 150中所列钢号伸长率标准定值 伸长率标准规定值,%不小于? ? GB150中所列钢号 17? ? l8MnMoNbR,07MnCrMoVR,l2Cr2MolR 18? ? 15MnVNR,13MnNiMoNbR,15CrM0R14CrlMoR.12Cr2Mo1R 19? ? 15MnVR.15CrMoR 20? ? 16MnR,15MnNiDR,0Crl3A1,0Crl300Crl8Ni5Mo3Si2 2l? ? 16MnR,16MnDR,Q235一A·B·C 22? ? 09Mn2VDR,Q235一A·B·C 23? ? 09MnNiDR Q235一A·B·C 24? ? 20R,Q235一A·B·C 25? ? 20R,Q235一A·B·C 26? ? Q235一A·B·C 35? ? 0Crl9Nn3Mo3,00Crl9Nil3Mo3 37? ? 0Crl8Nil2Mo2Ti 40? ? 0Crl8Ni9,0Crl8Nil0Ti,0Crl7N.12Mo2,00Crl9Nil0,00Crl7Nil4Mo2 注:Q235-A·B·C,20R,16MnR的不同厚度其伸长标准定值不同. 表16? 压力容器常用焊材熔敖金属伸长率标准规定值 伸长率标准定值,%不小于? ? 压力容器常用焊材 15? ? J606,j607,J707,R407 17? ? W707Ni,W907Ni,J557,R207,R307,R317 20? ? J502 22? ? J422,J426,J427,J506,J507,J506RH,J507RH,J507Mow,H08Mn2SiA+CO2,all welding flux 25? ? A132,A137,A212,A242 30? ? A202,A207,A022 弯曲试验的弯心直径为3a时,是否表明比4a要求更严呢?回答是否定的. 因为弯曲试验(特别是横向弯曲试验)要求试样的焊缝区、熔合区和热影响区应全都在试样受弯范围内,在近似相同伸长率条件下进行考核.试验结果表明,随着弯心直径减小,试样受弯范围也相应减少,主要集中在焊缝区受弯,而热影响区受弯程度大大减少,热影响区这个薄弱面在弯曲试验中得不到充分考核,这样减小弯心直径所谓提高弯曲试验要求不过是严在焊缝区、松在热影响区,这对提高焊接接头的弯曲性能,提高压力容器安全性能极为不利,4倍板厚的弯心直径进行弯曲试验时,焊缝区、熔合区和热影响区都在弯曲范围内,其表面伸长率近似相同(约20%)承受弯曲试验考核,这不仅是合理的,也是严格的. 用不同钢材的单面焊、双面焊焊接接头制成的压力容器,无论在制造过程中或在使用过程中都受着同样的弯曲变形过程和弯曲后承压过程,从设计、制造、检验而言,就不应当规定单面焊和双面焊有不同的弯曲试验要求,也不应当规定不同钢材的焊接接头有不同的弯曲试验要求. 在修订标准时,我们参照美国、日本相关标准,在压力容器焊接工艺评定标准中修改弯曲试验方法,规定不区分单面焊还是双面焊,也不区分钢材种类,焊接接头弯曲试验都规定弯心直径为4a,弯曲角度为180°. 弯曲试样受弯时其拉伸面在拉伸过程中极易受到试样表面加工质量影响,因为不同试样母材原始表面缺陷(如咬边、鱼鳞纹等)状况和程度不同,对应力集中敏感性也不一样,因而使弯曲试验不是在同一条件下考核,在较大应力集中的表面缺陷处弯曲试样开裂,掩盖了焊缝内部细小缺陷的实际. 当考核焊工技能时,弯曲试样保留焊缝一侧母材原始表面,似乎有些道理.当考核焊接接头弯曲性能时,再保留焊缝一侧母材原始表面就显然不近情理了.压力容器产品使用时大都保留了焊缝两侧母材原始表面,这种不利因素已被安全系数等设计规定所包容了. 本次修订JB 4708时,对弯曲试样受拉面按照GB/T 232—1988《金属弯曲试验方法》和GB 2657—1989《焊接接头弯曲及压扁试验方法》中对试样表面规定"不得有划痕","不应有横向刀痕或划痕"等要求,规定了弯曲试样的拉伸表面应齐平,在同样表面加工质量条件下对比试样的弯曲性能,才能体现弯曲试验的本意. 7.2.2.5.3? 试验方法 a)弯曲试验按GB/T 232和表12规定的试验方法测定焊接接头的完好性和塑性. b)试样的焊缝中心应对准弯心轴线.侧弯试验时,若试样表面存在缺陷,则以缺陷较严重一侧作为拉伸面. c)弯曲角度应以试样承受载荷时测量为准. d)对于伸长率δ标准或技术文件规定值下限小于20%的母材,若弯曲试验不合格而其实测值δ<20%,则允许加大弯心直径重新按表12进行试验,此时弯心直径等于 S(200-δ)? (δ为伸长率的规定值下限),支座间距离等于弯心直径加上(2S+3)mm. 表12? 弯曲试验尺寸规定 试样厚度 S,mm? ? 弯心直径 D, mm? ? 支座间距离,mm? ? 弯曲角度,(ˉ) <10? ? 4S? ? 6S + 3? ? 180 10? ? 40? ? 63? ? 修订后的标准,弯曲试验不再按钢材类别、单面焊、双面焊区分,一律按弯心直径等于4倍试样厚度、弯曲角度180?.试样在离开试验机后都有回弹,在试样承载时测量弯曲角度表明试样已经具备的弯曲能力,这是合理的. 在1995年版的ASME《锅炉压力容器规范》第Ⅸ卷《焊接和钎接评定》和JIS B8285—1993《压力容器焊接工艺评定试验》中都按钢材伸长率δ%标准规定值下限20%为界,分别规定弯心直径大小.从表15可见列入GB 150钢种也有不少钢号的伸长率标准规定值下限<20%,但供货时一般>20%,故在标准正文7.2.2.5.刘)中做了具体规定,先按D=4S进行弯曲,若不能通过且伸长率实测值占:δ5<20%,则加大弯心直径重新试验. 7.2.2.6? 冲击试验 7.2.2.6.1? 试样 a)试样取向:试样纵轴应垂直于焊缝轴线,缺口轴线垂直于母材表面. b)取样位置:在试件厚度上的取样位置见图12. 焊缝区试样的缺口轴线应位于焊缝中心线上. 热影响区试样的缺口轴线至试样轴线与熔合线交点的距离大于零,且应尽可能多的通过热影响区. 1)T≤60 mm时,t1≈l2 mm; 当丁>60 mm时,t2=T/4. 2)双面焊时,t2从后焊面的钢材表面测量. 图12? 冲击试样位置图 冲击试验测定焊缝和热影响区的韧性.根据GB 6654一1996《压力容器用钢板》规定当钢板厚度>60mm时,在l/4板厚处取冲击试样,测定钢板的韧性,故焊接工艺评定试件的冲击试验也以板厚60 mm为界,对于厚度T>601、IYll的试件在丁/4处制取焊缝和热影响区冲击试样.在JB 4708一1992中就严格规定了热影响区冲击试样缺口轴线位置,我们在不少单位看到热影响区冲击试样缺口轴线没有按JB 4708—1992执行而是自行规定热影响区的缺口轴线与熔合线距离为某一数值而不是尽可能多的通过热影响区,这样试验结果不能反应热影响区韧性特征,应予以纠正. 有人建议热影响区试样的缺口轴线将"应尽可能多的通过热影响区"改为"位于热影响区的宽度中心",我们认为不妥,标准正文图12所示为单面坡口,实际上双面坡口也很多,如图13所示,板厚为20mm、双面焊,小坡口为后焊面,通过作图可以看出,位于热影响区的宽度中心的A线几乎有一半在焊缝区内,按"尽可能多的通过热影响区"原则所作的B线,绝大部分通过热影响区,按B线加工缺口则试验结果较A线更能充分反映热影响区的冲击韧性特征. 图13 7.2.2.6.3? 合格指标 每个区3个试样为一组的常温的冲击吸收功平均值应符合图样或相关技术文件规定,且不得小于27J,至多允许有1个试样的冲击吸收功低于规定值,但不低于规定值的70%. 冲击试样的合格指标作了修改.母材经过焊接热循环的作用变成有复杂组织的热影响区,其性能特别是冲击韧性有变差倾向,对于调质钢而言,焊接热影响区不能进行调质处理,冲击韧性难以与母材相比.焊接工艺评定冲击试样的韧性指标原规定不低于母材标准规定值则较苛刻,现改为"应符合图样或相关技术文件规定,且不得小于27J"较妥,与GB 150附录E产品焊接试板的力学性能检验规定相同. JIS B 8285—1993《压力容器焊接工艺评定试验》中规定焊接接头冲击试验吸收功不得小于表17中的数值,对比表17可见JB 4708对冲击韧性试验合格指标仍比日本规定要严格. 表17 钢材标准拉伸强度σb规定值下限Mpa (kgf/mm2)? ? 吸? 收? 功? 值??3个试样平均值? ? 单个最小值 σb≤450(46)? ? 18? ? 14 450(46)<σb≤520(53)? ? 20? ? 16 σb>520(53)? ? 27? ? 20 由于修改了弯曲、冲击试验的合格指标,所以新版JB 4708也适用于异种钢焊接接头的焊接工艺评定,解决了压力容器行业长期悬而未决的难题. 7.3? 角焊缝试件和试样的检验 7.3.1? 检验项目:外观检查、金相检验(宏观). 外观检查不得有裂纹. 7.3.2? 金相检验(宏观) 角焊缝试件切取金相检验(宏观)试样时应注意避开起弧与收弧处易产生缺陷部位.金相试样尺寸范围只要包括全部焊缝、熔合区和热影响区即可. 7.3.2.2? 合格指标 a)焊缝根部应焊透,焊缝金属和热影响区不得有裂纹、未熔合. b)角焊缝两焊脚之差不宜大于3 mm. 角焊缝根部焊透示意如图14,只要腹板底部直角顶点熔人焊缝则就表示角焊缝焊透(见图14a)),图14b)实线与虚线位置也称角焊缝根部焊透,但此时焊缝已是对接焊缝加角焊缝的组合焊缝了.本标准并不要求角焊缝评定试件:焊透一定如图14b)所示:角焊缝的"焊脚"与"焊脚尺寸"是两个术语,含意不同不能混淆、如图15所示,A为焊脚,B是焊脚尺寸. 7.4? 耐蚀堆焊试件和试样的检验 耐蚀堆焊重新评定焊接工艺的判断准则是堆焊层的化学成分,标准修改后明确了堆焊试件上堆焊层最小宽度.堆焊焊道之间外观质量与焊工技能有关,在堆焊工艺评定试件上并不限定堆焊道数. 对于在基体钢材先堆焊过渡层后再堆焊表面耐蚀层双层堆焊方法而言,耐蚀层堆焊时基体钢材实际上是过渡层金属,基体钢材改变了,过渡层、耐蚀层堆焊应重新评定. JB 4708—2000对堆焊层评定最小厚度规定更明确了,从开始取化学分析试样处到熔合线距离作为堆焊层评定最小厚度. 九、附录A? 不锈钢复合钢焊接工艺评定 "附录A不锈钢复合钢焊接工艺评定"是新增加的,不锈钢复合钢包括不锈钢板与碳素钢、低合金钢板的复合钢板和在碳素钢或低合金钢上堆焊不锈钢而制成的复合钢.不锈钢复合钢的基材和复材应是符合GB 150规定的钢板、锻件或堆焊金属,不锈钢复合钢的技术要求除应符合GB 150和图样规定外还应符合JB 4733的相应规定. A2.1? 试件应以不锈钢复合钢(包括基层和复层)制备. ? 若复层为堆焊金属则其化学成分应在焊件规定的范围内. A2.3? 经评定合格的焊接工艺适用于焊件复层焊缝金属厚度有效范围的最小值,为试件复层焊缝金属厚度. 经评定合格的焊接工艺适用于焊件复层焊缝金属厚度有效范围的最小值原写成"应保证该处化学成分满足设计规定",但如何取样分析?实际操作困难.所以改成"为试件复层焊缝金属厚度"较为实际. A2.5? 力学性能试验的合格指标 a)拉伸试验:每个试样的抗拉强度σb应满足: 式中:σbl——复材抗拉强度标准下限值,MPa; σb2——基材抗拉强度标准下限值,MPa; t1? ——复层厚度; t2? ——基层厚度.? ? ' b)弯曲试验:试样弯曲到规定的角度后,拉伸面上任何方向不得有长度大于3 mm的任一裂纹或缺陷,试样的棱角开裂不计.对轧制法、爆炸轧制法、爆炸法生产的不锈钢复合钢侧弯试样复合界面未结合缺陷引起的分层、裂纹允许重新取样试验. 弯曲试验的合格指标考虑到用轧制或爆炸复合的不锈钢复合钢板在GB 65一1997《不锈钢复合钢板和钢带》与JB 4733中都允许有少量未结合,因而在焊接接头弯曲试样的受拉面上出现复合界面未结合缺陷引起的分层、裂纹则允许重新取样试验. 附录A实际上是"设计时计人复层材料强度时的不锈钢复合钢的焊接工艺评定".当设计时不计人复层材料的强度时的不锈钢复合钢焊接工艺评定可按下列规定执行. (1) 试件以基层用钢材制备,按标准正文规定进行评定. (2) 连接复层(板或堆焊金属)的焊缝按标准正文中"耐蚀堆焊工艺评定规则"评定. (3) 用堆焊法制不锈钢复合钢按标准正文中"耐蚀堆焊工艺评定规定"评定堆焊复层的焊接工艺. 考虑到连接复层的焊缝按"耐蚀堆焊工艺评定规则"评定过程复杂费时,倒不如不分设计时计人与不计人复层强度,全都按附录A进行评定. 十、型式试验评定方法 1 型式试验评定目的在于评定出合格的焊接工艺用于截面全焊透的T形接头和角接接头以确保接头根部焊透,同时也要求焊工技能熟练,共同确保产品焊接质量. 2 型式试验评定规则 (1)型式试验件用钢材分为碳素钢和低合金钢、奥氏体高合金钢、铁索体高合金钢三类. 改变型式试验件钢材类别,需重新评定焊接工艺, (2)型式试验件用焊材按焊缝金属分为碳素钢和低合金钢、奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢三类. 改变型式试验件接头根部焊缝金属类别,需重新评定焊接工艺. (3)焊接方法分为气焊、焊条电弧焊、钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊和埋弧焊. 改变打底焊的焊接方法,需重新评定焊接工艺. (4)坡口形式与尺寸发生下列变化时,需重新评定焊接工艺,当双面焊背面作清根处理时b)、c)除外. a)坡口角度减少; b)根部间隙减少; c)钝边高度增加. (5)打底焊用焊接规范发生下列变化寸,需重新评定焊接工艺. a)焊条(丝)直径增加(当焊接电流不随之增加寸); b)焊接电流值减少[当焊条(丝)直径不随之减少寸]. 3 型式试验件分为板材试验件和管-板试验件 (1)板材试验件如图16听示,管-板试验件如图17所示.板材试验件和管板试验件均应制备坡口. (2)外径小于或等于160 mm的管状件与容器相焊的接头采用管-板试验件;板材T形接头,外径大于160 mm的管状件与容器相焊的接头采用板材试验件,也可以用管—板试验件. 4? 试件和试样的检验 (1) 检验项目:外观检查,金相检验(宏观). (2) 外观检查:试验件接头表面不得有裂纹,未熔合,未焊透. (3) 金相检验(宏观) 图16?图17 ①板材试验件 a) 试件两端各舍去20 mm,然后沿试验件纵向等分切取5个试样. b) 每块试样取一个面进行金相检验,任意两检验面不得为同一切口的两侧面. ②管—板试验件 a) 将试件等分切取4个试样. b) 每块试样取一个面进行金相检验,任意两检验面不得为同一切口的两侧面. ③合格指标 接头焊缝根部应焊透,焊缝金属和热影响区不得有裂纹,未熔合. 十一、焊接工艺评定一般过程 (1) 对于产品上每条需要评定的焊缝,拟定"焊接工艺指导书",内容包括每种焊接方法的重要因素、补加因素和次要因素、 (2) 按照"焊接工艺指导书"和本标准的规定施焊试件、检验和测定试样性能、填写"焊接工艺评定报告",内容主要包括每种焊接方法施焊试件所需控制的重要因素、补加因素数据记录值和各项检测结果,如果评定不合格应修改焊接工艺指导书继续评定,直到评定合格. (3)当规定冲击试验时,焊接工艺指导书上每个重要因素和补加因素都要得到评定,当不规定冲击试验时,焊接工艺指导书上每个重要因素都要得到评定: 正确选用焊接工艺参数可以减少焊接工艺评定数量.例如: ①在同一组别内最好选择规定进行冲击试验的钢号进行评定. ②本单位若需要多种焊接位置,则首选向上立焊评定焊接工艺. ③对于常用钢号,对钢材厚度统一考虑,使每一试件覆盖的厚度范围不重复或少重复. ④充分利用已进行过评定试件覆盖范围用于两种或两种以上焊接方法(或焊接工艺)焊接同一焊缝的焊件. ⑤尽量选用低氢性药皮焊条,选用产品上可能使用的最大直径的焊条. ⑥尽量选用产品上可能使用的线能量最大值. ⑦要求焊后热处理的试件.尽量选用产品上可能使用焊后热处理时间(如返修、环焊缝重复加热等). 焊接工艺指制造焊件所有关的加工方法和实施要求,包括焊接准备,材料选用,焊接方法选定,焊接参数,操作要求. 焊接工艺指导书是用于焊接工艺评定所拟定的焊接工艺. 焊接工艺规程(范)与焊接工艺指导书不同,它是指制造焊件所有关的加工和实践要求的细则文件,可保证由熟练焊工或操作工操作时质量的再现性. (4)经评定合格的"焊接工艺指导书"可以保证获得力学性能符合要求的焊接接头,"焊接工艺指导书"可直接用于生产的前提条件是该单位焊接技术与管理素质都较高,有控制焊接质量的完整措施与方法:"焊接工艺指导书"不针对具体产品也不针对具体焊接接头"焊接工艺指导书"通常不考虑劳动生产率、劳动保护、焊工操作方便、焊接线余应力与变形和焊接缺陷等生产管理因素,并不能有效保证焊接质量的再现性.因此,国内绝大多数压力容器制造厂都综合考虑"焊接工艺指导书"、产品要求、实际生产条件和管理因素编制"焊接工艺规程"(也称焊接工艺卡)用于焊制压力容器. 从以上叙述可以看出"焊接工艺指导书"应用"焊接工艺评定报告"证明其正确性,所以每份"焊接工艺指导书"上必须填写相应"焊接工艺评定报告"编号. 十二、附录B"焊接工艺指导书"和 "焊接工艺评定报告"表格 附录B是"焊接工艺指导书"和"焊接工艺评定报告"表格推荐格式. 设计这两份表格考虑了两方面情况,其一是表格内容要与标准条文相配合,表格内只能列出标准条文所写明内容,不应超出其范围;其二这两份表格供执行JB 4708标准的所有单位一个推荐格式,故其内容力求详尽完整,以便各单位根据实际情况增加或删减某些项目内容时,有所依照,以免漏掉必要内容. 钢制压力容器焊接工艺评定标准中所列两份正式文件"焊接工艺指导书"和"焊接工艺评定报告"集中体现了焊接工艺评定目的、程序和方法,应当正确填写.为了减少焊接工艺评定数量,在实施焊接工艺评定时要充分利用这两份文件和里面的各项内容. 经评定合格的"焊接工艺指导书"和"焊接工艺评定报告"都可以拿出来单独使用,当重要因素、补加因素不变时,可以依据一份"焊接工艺评定报告"编制多份"焊接工艺指导书",此时这些"焊接工艺指导书"已经得到评定.从两份或两份以上"焊接工艺评定报告"中抽取其中重要因素、补加因素相同部分,编制一份"焊接工艺指导书",则该份文件应当承认是评定合格的. 目前焊接工艺评定两份文件中有一个普遍的毛病,就是"焊接工艺指导书"与"焊接工艺评定报告"所记录的内容相同,数值一致.实际上,在"焊接工艺指导书"中所记录的焊接工艺评定因素应是一个在将来焊接生产时可能使用的范围,而"焊接工艺评定报告"所记录的则是应在实际焊接生产时所用的窄小范围.如果严格遵照评定规则,该窄小范围选择得当则可以大大减少焊接工艺评定数量. ? 1 对表Bl"焊接工艺指导书"填写要求说明如下: ? 为简化起见将表B1中各项内容都用数字代号表示,参见附件I: (1)焊接工艺指导书编号方法请各单位制订,原则上要求简单、易懂、易查找和便于计算机管理.注意按同一份"焊接工艺评定报告"同时编制出几份"焊接工艺指导书"时编号如何处理. (2)该份"焊接工艺指导书"经评定合格才能填写,日期为"焊接工艺评定报告"批准日期或更晚. (3)填写对该"焊接工艺指导书"进行评定的"焊接工艺评定报告"的编号,有多少评定报告就都填上.评定报告编号方法应区别指导书编号方法,最好在编号中看出两份文件的联系. (4)填写所用的焊接方法,若是组合评定,则需同时填出所有焊接方法. (5)机械化程度是相应于焊接方法而言,表Bl内"自动""半自动"也包括"机械化"或"半机械化". (6)应填写施焊单位在实际生产中所能遇到的所有坡口形式与尺寸. (7)如实填写. (8)填写本次评定时所使用的坡口形式与尺寸、焊道安排及顺序. (9)可填写坡口加工方法、加工质量及出现的问题等. (10)只要该钢号有类别、组别,则在该项目中填写试件接头两侧母材类别、组别号,而将钢号填人(11)内. (11)当钢号没有类别、组别时才在该项目中填写钢号及相应标准号. (12)填写选用板材试件评定合格后适用于对接焊缝焊件母材厚度范围,按标准正文 5.3.4确定. (13)不论是对接焊缝试件或角焊缝试件评定合格的焊接工艺适用于角焊缝焊件母材厚度不限,此处填"不限". (14)填写选用管材试件评定合格后适用于对接焊缝焊件母材厚度范围,按标准正文 5.3.4确定. (15)从试件上测量对接焊缝厚度(余高不计)按标准正文5.3.4确定其适用范围. 如为组合评定则按各焊接方法或焊接工艺的焊缝厚度分别填写. (16)作为该栏的补充与注释,如返修焊、补焊等. (17)焊材类别填写焊条、焊丝、焊剂等. (18)填焊材所属标准号(国家标准、行业标准),此项不能空白. (19)填焊条、焊丝直径,当可能使用多种直径时,填多种直径,对边料而言填截面尺寸. (20)按国家标准规定填写焊材型号. (21)焊材牌号按《焊接材料产品样本》(1997年,机械工业出版社)填写. (22)填写堆焊层所要求的堆焊金属化学成分. (23)填写该焊接工艺适用的和可能使用的焊接位置.如焊条电弧焊评定试件为平焊,此处可填平焊和可能使用的横焊、仰焊和向下立焊. (24)仅当立焊时才需填此项,按试件实际位置填"向上立焊"或"向下立焊". (25)按产品工艺需要填写或根据"焊接工艺评定报告"降低50℃ (26)按产品工艺需要填写或根据"焊接工艺评定报告"加上50℃ (27)应按标准或技术文件的规定填写焊后热处理的允许温度范围. (28)填写焊后热处理温度下的保温时间,该时间应包含评定适用焊件厚度范围内的各种时间,也可填写焊件的实际保温时间. 如果有多次焊后热处理,则应依次分别填写(27)~(28). (29)填写试件施焊所可能用的电流种类: (30)填写试件施焊所可能用的极性: (21)填写试件施焊时预定焊接电流范围. (32)填写试件施焊寸预定电弧电压范围. (33)填写钨极类型如钍钨极、铈钨极,及填写钨极直径. (34)当采用熔化极气体保护焊时,熔滴的过渡形式,如粗滴过渡、喷射过渡和短路过渡.过渡形式与评定厚度有关. (35)填写钨极气体保护焊喷嘴的直径. (36)按产品实际工艺要求填写. (37)是对(36)的说明,指电极(焊丝)摆动幅度、频率和两端停留时间,按实际工艺要求填写. (38)按实际工艺填写. (39)按实际工艺填写. (40)按产品实际工艺填写一个适当范围. (41)按实际产品工艺填写,此为补加因素,当单道焊时,需要进行评定,而从单道焊变为多道焊时,不需要重新评定. (42)按实际产品工艺填写,注意当有冲击韧性要求时,要进行评定; (43)按实际产品工艺填写,但注意打底层与盖面层不宜锤击. (44)填写其它认为需要指出的技术措施: (45)原则上按焊道分别填写,一般同一焊层中焊接规范参数相同,可按层填写,如果几层的规范参数相同则可填写从第几层到第几层,打底层要单独填写. (46)按实际焊接方法填写,改变焊接方法要重新评定. (47)~(52)相应于各层的具体参数,其中(49)、? (50)所选数值范围可以稍大,(51)可以稍小,不要求与评定报告完全相同,以适应生产需要,由于线能量是补加因素,故IU/V不能超过评定报告相应值的上限,电流类别与极性应与评定报告一致. (53)、(54)签字人要按照本单位压力容器质保体系规定的具有相应职务的人签署,审核为单位焊接责任工程师,批准为质保工程师或总工程师. (55)填写尚未评定、拟定好焊接工艺指导书的批准时间. 2 对表B2"焊接工艺评定报告"的填写要求说明如下: "焊接工艺评定报告"与"焊接工艺指导书"的最大区别在于评定报告是焊接工艺评定的实际记录,要详细记录试件焊接和试验结果的具体数据,任何在试件焊接中未加观察和测量的因素都不能填写. 为简化起见将表B2中各项目都用数字代号表示,详见附件I. (1)评定报告编号要求同指导书编号.两个编号要有区别并有内在联系,以便查询. (2)填写首次评定指导书的编号,以后由于次要因素变更,根据此评定报告再编写的指导书编号不强求填上. (3)填写试件所用焊接方法. (4)相应于(3)的自动化程度(包括机械化). (5)按照实际施焊结果按括号内要求填写,并有实际焊道、焊层示意,所以要边焊边记录. (6)~(12)按实际情况填写. (13)填写试件施焊实际位置. (14)填写试件焊前实测的预热温度,按最低值记,不预热则填写室温. (15)填写焊接过程中实测的层间温度,按下层焊接前的实测值记. (16) ~ (17)填写试件焊后热处理的实际次数和参数.要有热处理记录曲线作为凭证. (18) 按实际情况填写. (19) ~ (21)按实际情况填写. (22) ~ (23)按同一焊接方法(或同一重要因素或补加因素的焊接工艺)实际施焊所记录的数值填写. (24) 按同一焊接方法(或同一重要因素或补加因素的焊接工艺)实际施焊所记录的焊接速度范围填写. (25) 将同一种焊接方法或同一重要因素或补加因素的焊接工艺焊接试件的实际最大线能量记人"其它"项目内. (26) ~ (28) 当该项目内容属于补加因素时,必须予以真实记录填写. (29) ~ (32) 填写评定试件无损检测后有无裂纹,根据无损检测结果在试件准释义上避开缺陷取样,将无损检测报告号附入. (33) ~ (40) 照实填写,不要空白,填写(35)~(38)表明按JB 4708标准进行,便于国内外单位认可.注意拉伸试验中不应填屈服点,断裂部位应在焊接接头范围内,若填写断于母材应当慎重鉴别,不要将热影响区当作母材. (41) ~ (45) 照实填写. (42) 填写面弯、背弯、侧弯. (46) ~ (49) 照实填写,对于异种钢焊接接头要注明哪一侧热影响区,组合评定时要按焊接方法或焊接工艺取样. (50) 填写角焊缝试件根部焊透情况. (51) 填写角焊缝试件焊缝有无未熔合. (52) 填写角焊缝试件焊缝和热影响区有无裂纹. (53) 填写"焊脚差"而不是"焊脚尺寸差". (54) ~ (55) 按标准正文7.4.4.4和图14上的o、6、c照实填写. (56) 填写上列各栏各项所没有包括的内容或特别说明. (57) 内容已写明确,表示本评定所遵照的标准,对该标准负责.此段文字常为大家所忽略. (58) 填写合格与不合格,对试件、试样的检验.只要有一项内容,或一个试样不合格则评定结果便判定不合格. (59) ~ (61) 照实填写. (62) ~ (64) 编制、审核、批准程序不可缺少,签字人员应按质保体系规定应经制造(组焊)单位焊接责任工程师审核,总工程师批准. 10多年来,国内压力容器制造和安装单位进行了大量的压力容器焊接工艺评定实践,积累了丰富经验,各省市和单位,从本地实际出发,加强了压力容器焊接工艺评定管理和程序控制,取得了成效.附录B? 焊接工艺指导书和焊接工艺评定报告表格推荐格式作为提示的附录列在JB 4708中推荐给读者,结合本单位的具体情况,任何能够表述焊接工艺评定标准要求的表格形式都能使用.我们将所收集到的众多各具特色的焊接工艺评定表格中,选择辽宁省于1994年起在全省统一使用的一套表格,作为本标准释义的附件Ⅱ. 这套表格的第一个特点是,适用于多个国家的焊接工艺评定标准和不同订货商对焊接工艺评定提出的不同要求.欧洲和亚洲国家的焊接工艺评定标准,除参照美国ASME《锅炉和压力容器规范》外,还有各自的特点及特殊要求,如要求检验微观金相、硬度、铁素体含量、休伊腐蚀试验、步冷试验等.为此,辽宁省焊接工艺评定表格中列出与此相配套的项目.此时应注意表格中所填写项目内容应与标准中所列规定要求相对应,不要求每项空格都填满;增加检验项目后则会引起焊接工艺评定规则的变更,原规则不完全能适用. 这套表格第二个特点是,具有较强的实用性.国内许多工厂提出焊接工艺评定任务的是编制焊接工艺的工艺人员,完成焊接工艺评定试验并形成焊接工艺评定报告的是试验人员,他们往往不是同一个部门或不是同一个人,本套表格中的"焊接工艺评定指导书"将焊接工艺员拟定的"焊接工艺指导书"(JB 4708附录B)和提出所要求的检验项目及其评判指标两者合为一页,用于传递比较实用.单设一页"焊评试验施焊记录表",适合施焊时作详细记录,包括重要因素和补加因素. 并适用于多种焊接方法的组合评定.该表规定要有焊工、检查员、记录者三人签署,有利于焊接条件真实性的确认.在"力学性能检验记录表"中均要求试验单位出具试验报告,并附在"焊接工艺评定报告"后作为见证件,"试验报告编号",填人相应检验栏目的右上角,便于追踪和确认. 这套表格第三个特点是,适用于电子计算机管理.已于1994年纳人辽宁省"焊接专家系统软件"内,省内已有60余家工厂使用,效果良好.运用"焊接专家系统"可以生成"焊接工艺指导书",确保焊接工艺评定覆盖率为100%. 附件 I 表B1? 焊接接工艺指导书 单位名称?焊接工艺指导书编号? (1) __日期? ? ? (2)? ? 焊接工艺评定报告编号 _____(3)_____焊接方法? (4)? 机械化程度?5)(手工、半自功、自动) 焊接接头:坡口形式?6)衬垫(材料及规格)7)其他?9)简图:(接头形式、坡口形式与尺?层、焊道布置及顺序?8) 母材:类别号? __(10)? 组别号 与类别号?组别号?相焊及标准号?钢? 号(11) ? 与标准号?钢? 号?相焊?厚度范围:母材:对接焊缝?12)角焊缝?13)管子直径、壁厚范围:对接焊缝? (14) ? 角焊缝?焊缝金属厚度范围:? 对接焊缝 (15) ? 角焊缝?其他?16) 焊接材料:焊材类别?17)? ? 焊材标准? ? ? (18)? ? 填充金属尺寸? ? (19)? ? 焊材型号?20)? ? 焊材牌号?21)? ? 其他? ? ? ? ? ? ? ? 耐蚀堆焊金属化学成分(%) (22) C? ? Si? ? Mn? ? P? ? S? ? Cr? ? Ni? ? Mo? ? V? ? Ti? ? Nb 其他: 焊接位置23)? 对接焊缝位置_焊接方向:(向上、向下)(24)角焊缝位置_焊接方向:(向上、向下)? ? 焊后热处理:温度范围(27)? ? 保温时间(h)28)? ? 续表B1 预热:预热 (℃) (允许最低值) _? __(25)__? ? 层间温度(oC)(允许最高值)26)保持预热时间_加热方式 保护气体:气体种类? ? 混合比? ? 流量(L/min)保护气 尾部保护气 背面保护气_ 电特性:电流种类:29)极性:30)焊接电流范围:(A)31)电弧电压(V)32)按所焊位置和厚度,分别列出电流电压范围,记入下表) 焊道/焊层? ? 焊接方法? ? 填充材料? ? 焊接电源? ? 电弧电压(V)? ? 焊接速度(cm/min)? ? 线能量(kj/cm) ? ? ? ? 牌号? ? 直径? ? 极性? ? 电流 (A) (45)? ? (46)47)? ? (48)? ? (49)? ? (50)? ? (51)? ? (52) 钨极类型及直径r: _? ? (33)喷嘴直径 (mm)35)熔滴过渡形式:34)焊丝送进速度 (cm/min) 技术措施:摆动焊或不摆动焊:36)摆动参数:37)焊前清理和层间清理:38)背面清根方法: __ __(39)_____单道焊或多道焊(每面):_? (41)_? ? ? 单丝焊或多丝焊:_? ? _(42)_? _导电嘴至工件距离(mm)40)锤击:43)其他:(44) 编制? ? ? ? 日期? ? ? ? 审核? ? ? ? 日期? ? (53)? ? 批准? ? (54)? ? 日期? ? (55) 注:对每一种母材与焊接材料的组合均需分别填表 表B2 焊接工艺评定报告 单位名称:焊接工艺评定报告编号.1)焊接工艺指导书编号 2_焊接方法:3)_? ? _ 机械化程度:_? (手工, 半自动, 自动)_(4) 接头简图:(坡口形式、尺寸、衬垫、每种焊接方法或焊接工艺敷焊缝金属厚度)(5) 母材:材料标准:钢号.6)类、组别号:_? 与类、组别号: ____相焊厚度:___(7)直径:_____(8)_______其他:____ (9)焊后热处理:热处理温度(16)__? _保温时间 (h)17) ? ? 保护气体:(18)气体种类? ? 混合比? ? 流量 (L/min)保护气体 尾部保护气 背面保护气_ 填充金属:焊材标准:焊材牌号:10)焊材规格:11)焊缝金属厚度;其他:电特性:电流种类:19)极性:20)钨极尺寸:21)焊接电流 (A)22)电弧电压 (V)23)其他: 焊接位置: (13)对接焊缝位置:方向 (向上, 向下)角焊缝位置:方向(向上, 向下)? ? 技术措施: 焊接速度(cm/min)24)摆动或不摆动:26)摆动参数:多道焊或单道焊(每面)27)__? 多丝焊或单丝焊:28)其他:25) 预热: 预热温度(14)层间温度 15)__? _其他; 拉伸试验:试验报告编号:33) 续表B2 试样编号? ? 试样宽度(mm)? ? 试样厚度(mm)? ? 横截面积 (mm2)? ? 断裂载菏 (kN)? ? 抗拉强度 (Mpa)? ? 断裂部位和特征 (34)? ? (35)? ? (36)? ? (374)? ? (38)? ? (39)? ? (40) 弯曲试验?试验报告编号:41) 试样编号? ? 试样类型? ? 试样厚度 (mm)? ? 弯心直径 (mm)? ? 弯曲角度 (o)? ? 试验结果 ? ? (42)? ? (43)? ? (44)45) 冲击试验?试验报告编号. 试样编号? ? 试样尺寸? ? 缺口类型? ? 缺口位置? ? 试验温度 (℃)? ? 冲击吸收功 (J)? ? 备注 46)? ? (48)? ? (47)? ? (49)? ? 续表B2 金相检验(角焊缝):根部: (焊透、未焊透)? (50)? ? 焊缝: (熔合、未熔合)? (51)? 焊缝、热影响:(有裂纹、无裂纹):? (52)? 检验截面? ? I? ? II? ? II? ? IV? ? V 焊脚差(mm) (53) 无损检验:RT:29)UT:30)MT:31)PT:32)其他:耐蚀堆焊金属化学成分(重量 %) (54) C? ? Mn? ? Si? ? P? ? S? ? Cr? ? Ni? ? Mo? ? V? ? Ti? ? Nb 分析表面或取样开始表面至熔合线的距离 (mm)55) 附加说明: (56) 结论: 本评定按JB4708—2000规定焊接试件、检验试样、测定性能,确认试验记录正确(57)评定结果: (合格、不合格) (58) 焊工姓名? ? (59)? ? 焊工代号? ? (60)? ? 施焊日期? ? (61) 编制? ? (62)? ? 日期? ? ? ? 审核? ? (63)? ? 日期? ? ? ? 批准? ? (64)? ? 日期? ? 第三方检验? ? 附件Ⅱ (单位名称)共? 页? 第? 页焊接工艺评定报告? ? 焊评编号(PQR? NO) ? ? 焊接方法? ? ? ? 母? ? 材? ? 钢号? ? 类别、组别号? ? 焊接材料l?厚? 度? ? 直? 径? ? 适用厚度范围? ? 母? ? 材? ? 焊缝金属???? 评定标准? ? 目? 次?1.? ? 焊接工艺评定指导书(任务书)2.? ? 焊评施焊记录表…3.? ? 外观合无损检测记录表…4.? ? 力学性能检测记录表…5.? ? 硬度、金相、角焊缝、焊缝化学成分检验记录表…page( 结论? ? 本评定按_标准规定,焊接试件,检验试样,测定性能,确认试验记录正确.评定结果:? 合格?不合格 编制? ? 审核? ? 监检员? ? 批准? ? 第三方? ? 用户 焊接工艺评定指导书(任务书) (单位名称)共? ? 页第? 页编制? ? ? ? 指导书编号? ? 校对? ? ? ? 评定理由? ? 审核? ? ? ? 要求完成日期? ? 评定标准? ? ? ? 验收机关? ? 母? 材? ? 厚度, mm? ? 尺寸,mm? ? 接头形式简图: 保护气体? ? ? ? 焊接位置? ? ? ? 施焊技术? ? ? ? 预? ? 热? ? ? ? 层间温度? ? ? ? 焊后热处理? ? ? ? 后热处理? ? ? ? 清根方法? ? ? ? 层? ? 焊接方法? ? 焊材牌号? ? 焊材规格? ? 电流种类及极性? ? 电流 (A)? ? 电压 (V)? ? 焊接速度(注)? ? 热输入? ? 钨极直径? ? 喷嘴直径 检验项目、评定指标及试样数量 检验项目? ? 检验标准? ? 评定标准? ? 检验项目? ? 检验标准? ? 评定指标? ? 试样数量 外观检查?拉伸试验? ? 常温 高温 焊缝? 无损检测? ? 射线? ? ? 超声?弯曲试验? ? 面弯 背弯 侧弯? ? ? 渗透? ? ? 磁粉?冲击试验? ? 焊缝热影响区? 焊缝化学成分? 接头硬度检验?铁素体测定? 金相? ? 微观?休伊试验? ? ? 宏观?腐蚀试验? 注;手工焊mm/根; 气体保护焊mm/min; 埋弧焊 m/h (单位名称)共? 页第? 页焊评试验施焊记录表? ? 焊评编号(PQR No). ? ? 焊工r? ? ? ? 钢印? ? ? ? 检验员? ? ? ? 记录者? ? 母材? ? 名称? ? 钢号.? ? 尺寸, mm? ? 炉批号? ? 材质证明? ? 其他 焊? ? 材? ? 牌号? ? 尺寸,mm? ? 炉批号? ? 烘干? ? 材质证明? ? 其他 焊接位置? ? ? ? 接头形式简图: 施焊技术? ? ? ? 预热温度? ? ? ? 层间温度? ? ? ? 焊后热处理? ? ? ? 后热处理? ? ? ? 清根方法? ? ? ? 保护气体? ? ? ? 脉冲频率? ? ? ? 脉宽比, 层? ? 焊接方法? ? 焊材牌号? ? 焊材规格? ? 电流种类及极性? ? 电流(A)? ? 电压 (V)? ? 焊接速度(注)? ? 热输入? ? 钨极直径? ? 喷嘴直径 注:手工焊 mm/ 根; 气体保护焊mm/min;埋弧焊m/h (单位名称)共? ? 页? ? 第? ? 页外观和无损检测记录表? ? 焊评编号(PQR No.) ? ? 表面裂痕? ? ? ? 单面焊根部未焊透? ? 表面气孔? ? ? ? 单面焊根部未熔合? ? 弧? 坑? ? ? ? 单面焊根部凹陷? ? 咬? 边? ? ? ? 焊? ? 脚? ? 焊缝余高? ? ? ? 焊脚差? ? 检验员?年? ? ? 月? ? ? 日?审核人:年? ? ? 月? ? 日RT 无损检测 XT? YT? ? 检测报告编号. 检测标准? ? 片号? ? 等级? ? 结果? ? ? ? 检测标准? ? 片号? ? 等级? ? 结果 备注:检测者:年? ? 月? ? 日? ? ? ? 审核人:年? ? 月? ? 日MT? PT? UT?检测报告编号. 检测标准? ? 检测部位? ? 结果? ? ? ? 检测标准? ? 检测部位? ? 结果 备注:检测者:年? ? 月? ? 日?审核人 年? ? 月? 日 铁素体含量:测量标准:铁素体测量仪:检验员:年? ? 月? 日? ? ? 审核人:年? ? 月? ? 日Year? month? date? ? ? ? Examed:year? month? date 其他: (单位名称)共? ? 页第? 页力学性能检测记录表(单位名称)? ? 焊评编号(PQR No.) ? ? 拉伸试验试验标准号 试验报告编号: 试样号? ? 取样位置? ? 试样? ? 试验温度(℃)? ? σb(MPa)? ? σ,σ0.2(MPa)? ? δ(%)? ? ψ(%)? ? 断裂特点和部位? ? 备注 ? ? ? ? 宽度? ? 厚度? 弯曲试验试验标准号 试验报告号. 试样号? ? 试样型式? ? 试样厚度a (mm)? ? 弯曲直径D=a (mm)? ? 弯曲角 (o)? ? 弯曲结果? ? 备注 冲击试验 试验标准号.试验报告号: 试样号? ? 试验温度 (℃)? ? 试样? ? 缺口? ? 冲击吸收功AKV (J)? ? 侧膨胀值 (mm)? ? 备注 ? ? ? ? Size? ? Direction? ? Loca-tion? ? Type? ? Dire-ction? ? Loca-tion? (单位名称)共? 页? 第? 页 硬度、金相、角焊缝、焊缝化学成分检验记录表? ? 焊评编号(PQR No.) ? ? 硬度测试 HV? HB? ? 测点位置示意图 硬? 度 位置? ? 最大值? ? 最小值? ? 母材? 热影响区? 焊缝? 金相检验记录宏观组织检验照片 1*? ? 微观组织检验照片100* 角焊缝试验切? 面? ? I? ? II? ? III? ? IV? ? V? ? 接头断面示意图: 未焊透? 裂纹? 未熔合? 焊脚差? ? mm? ? mm? ? mm? ? mm? ? mm? ? 其他? 焊? 缝? 金? 属? 化? 学? 成? 分(%) C? ? Si? ? Mn? ? S? ? P? ? Cr? ? Ni? ? Mo? 注:硬度试验,金相微观检验未JB4708不要求的特殊检验项目. 参考文献 (1)[美]ASME Boiler and Pressure Vessel code, Section IX-Welding,1995 Edition (2)[日]JIS B 8285-1993《压力容器焊接工艺评定试验》 (3)[日]JIS B 8282-1993《压力容器焊接接头的力学性能试验》 (4)GB 150-1998《钢制压力容器》 (5)GB/T 3375-1994 《焊接术语》 (6)GB/T 4709-1992 《钢制压力容器焊接规程》 (7)机械工业部编、焊接材料产品样本、机械工业出版社,1997年(8)戈兆文、刘正芝、房务农著、锅炉压力容器焊接工艺评定标准原理,《锅炉压力容器安全》.1990年第五期 (9) 戈兆文,压力容器焊接工艺评定30问,《压力容器》1986年第四期 七、附录A? 不锈钢复合钢焊接规程 A2? 不锈钢复合钢材 ? 不锈钢复合钢材包括两种类型:用爆炸法、轧制法、轧制—爆炸法生产的复合钢板,和用堆焊方法生产的复合钢.附录A适用于这两种类型复合钢材. ? 自70年代以来,国内制造出为数不少热壁加氢反应器,用于石油炼制行业,其内壁大都堆焊了奥氏体不锈钢,可称为堆焊方法生产的不锈钢复合钢,开始时采用日本住友和神钢生产的堆焊焊剂PFB一7FK和FJ—l,堆焊用钢带则用USB一309L和USB一347L.之后,合肥通用机械研究所等单位组织科技攻关,开发并批量生产出国产堆焊焊剂SHD一20l和SJ—15两种牌号,开发并批量生产出堆焊用钢带D309L、D347L和HD309L、HD347L,已用于产品,其性能不低于日本同类产品. A3.1.2? 复层焊缝与基层焊缝之间,以及复层焊缝与基层母材交界处宜采用过渡焊缝. ? 复合钢板焊接的主要问题是过渡焊缝的选用焊材,过渡焊缝金属应保证复层焊缝金属不被基层母材和焊缝所稀释并具有足够的抗裂性和减少碳迁移能力. ? 过渡焊缝的焊接材料可以根据舍夫勒组积图按熔合比估算,求得纯奥氏体或奥氏体加少量一次铁素体组织的焊缝成分,由于基体母材都为珠光体的稀释作用,18—8型焊接材料不可能满足要求,25—20型焊接材料又可能因属于单相奥氏体组织而容易产生热裂纹,所以大都采用25一13型焊接材料,由于焊缝金属容易受到基体母材和焊缝金属的稀释作用,往往在过渡焊缝内形成脆性的马氏体组织对裂纹敏感性较大.为改善稀释作用主要采用含镍量较高的焊材. ? 当焊接、热处理或使用中长时间处于高温时,奥氏体焊缝与珠光体焊缝及母材之间产生碳迁移,在珠光体母材和焊缝一侧形成脱碳层,奥氏体焊缝一侧形成增碳层,而在接头受力时可能引起应变集中,降低了接头的高温持久强度和塑性.为减少碳迁移,可以在奥氏体焊缝中提高镍含量和在珠光体母体和焊缝中增加碳化物形成元素(Cr、Mo、V、Ti等). ? A5.1? 坡口形式 ? 不锈钢复合钢制压力容器坡口应有利于减少过渡焊缝金属的稀释率,常用坡口形式和尺寸见图A1、图A2. ? 图Al中"仅能单面施焊"的坡口当焊接时其/顷序只能是先焊复层,然后焊过渡焊缝,最后焊基层焊缝,而基层焊缝用焊材则与过渡焊缝用焊材相同. A7? 不锈钢复合钢复层修复 ? 不锈钢复合钢复合层修复除标准正文中所列堆焊法外,还可采用嵌条法,即将与复层有相同使用要求的钢板制成嵌条,嵌入去除复层的槽内后与复层及基层焊牢;面积较大的嵌条,可用塞焊法加强嵌条与基层的连接. A8? 焊后热处理 A8.1? 不锈钢复合钢应尽量避免焊后热处理.当需要进行焊后热处理时,应避免复层母材和焊接接头中铬碳化物析出和形成σ相. 不锈钢复合钢焊后热处理与不锈钢一样都应尽量避免,与不锈钢相比,不锈钢复合钢在焊后热处理时还应注意基材和复层材料线膨胀系数不同而带来的附加内应力.石油炼制工业需用的热壁加氢反应器,其内壁大都堆焊奥氏体不锈钢,并经多次焊后热处理,在高温、高压临氢介质和连多硫酸应力腐蚀环境下使用,性能良好. 不锈钢复合钢的焊接接头无损检测,在其他标准中都没有规定,为了完善不锈钢复合钢制压力容器技术要求,将有关无损检测要求叙述如下: (1)? ? 当修复复层用嵌条覆盖在基层焊缝上时,应在嵌条前对基层焊缝进行射线透照检测. (2)? ? 当修复用的堆焊金属覆盖在基层焊缝上时,如基层焊接接头的厚度不小于设计计算值则可在堆焊复层前对基层焊缝进行无损检测. (3)? ? 对需要无损检测的不锈钢复合钢焊缝,一般应在基层焊缝焊完后进行射线透照检测,无损检测合格或焊缝返修合格后再焊接过渡焊缝与复层焊缝.过渡焊缝与复层焊缝焊后应分别进行表面检测,合部焊缝完成后用射线透照检测,检验过渡焊缝与复层焊缝内部质量;也可以在焊缝(包括基层缝、过渡焊缝、复层焊缝)全部焊成后进行一次性射线透照检测. (4)? ? 不锈钢复合钢制压力容器应以复合钢总厚度作为确定射线透照检测的厚度参数. (5)? ? 不锈钢复合钢制压力容器无损检测按JB 4730规定.