61、焊接工艺评定指导书

山西西龙池抽水蓄能电站引水系统土建及钢管制作安装标合同编号：XLC/C-CC-06引水压力钢管制作安装焊接工艺评定指导书（自保护全位置自动焊，修改稿）审批：校核：周林，岑仑编制：周林2007.07.17中国水利水电第三工程局制造安装分局2007年7月17日11、编制依据：1.1、山西西龙池抽水蓄能电站《引水系统土建及钢管制作安装标招标文件》（以下简称《招标文件》）。1.2、《压力钢管制造安装及验收规范》（DL5017-93）（以下简称《规范》）。1.3、北京国电《引水系统钢衬装配图（1/3~2/3）》（图号：BJ55S-H4-9-01~03）（以下简称《图纸》）。1.4、北京国电《西龙池抽水蓄能电站引水系统土建及钢管制作安装标技术要求》（以下简称《技术要求》）。1.5、天津金桥焊接材料集团公司JC-29Ni1和JC-30焊丝使用说明书；美国林肯焊丝使用说明书。1.6、日本焊接工艺评定及材料试验JISZ3122和JISZ3040标准。1.7、参考资料1.7.1、北京石油化工学院《BIPT-3型焊接机器人操作使用说明书》（简称《设备说明书》）。1.7.2、新日铁公司准备为西龙池电站提供的钢板的材料技术性能的说明（以下简称《钢材说明》）。1.7.3、《钢制压力容器焊接工艺评定》（JB4708-2000）（以下简称《容观评定》）。1.7.4、《钢制压力容器焊接试板的力学性能检验》（JB4744-2000）（以下简称《容规检验》）。1.7.5《钢制压力容器焊接规程》（JB/T4709-2000）2、评定项目的确定：2.1、拟进行生产性焊接：SUMITEN780钢：钢板厚度选用δ=46～56mm，中平洞进行1～2条安装环缝的焊接。进行1～2条凑合节安装对接焊缝的焊接。SUMITEN510-TMC钢：钢板厚度选用δ=16mm，钢管制造三个管节的环缝。1#井上平段钢管安装3～5个管节的安装环缝；2SUMITEN610-TMC钢：制造安装工程已经完成，没有施工对象，故只做δ=24mm的焊接工艺评定。2.2、评定项目的确定原则根据拟进行生产性焊接的施焊对象：满足《招标文件》《投标文件》《规范》《图纸》和《技术要求》的关于焊接工艺评定、检验项目及合格标准的要求。参阅其它如《容规评定》《容规检验》及钢材、焊材供货商已作焊接性工艺评定结果进行确定。2.3、试板厚度的确定根据拟进行生产性焊接的对象和《规范》要求，确定的试板项目如表2.3，覆盖了所需焊接的施工对象（根据现有可用于试板的钢板的实际情况确定具体厚度）。试板采用45°斜角固定，即指试板和焊缝纵轴线均与地面成45°夹角并固定。表2.3焊接试板评定项目表钢种试板编号板厚覆盖生产钢板厚度备注SUMITEN780ZZ80-15037～50厚度据现有材料定，林肯焊丝SUMITEN610—TMCZZ60-13828～38采用美国林肯焊丝SUMITEN610—TMCZZ60-23828～38天津金桥焊丝SUMITEN510—TMCZZ50-11612～24天津金桥焊丝2.4、试样数量的确定：根据《规范》第6.1.14条、附录D.3.1条及本工程材料覆盖的实际范围，各试板的取样及编号如表2.4所示。表2.4试板检验项目和试样取样数量及编号试板编号VTPTUTRT拉伸面弯背弯侧弯冲击硬度ZZ80-1OOOO801L1,801L2//801C1~4801J1~3801YZZ60-1OOOO601L1,601L2//601C1~4601J1~3601YZZ60-2OOOO602L1,602L2//602C1~4602J1~3602YZZ50-1OOOO501L1,501L2501M501B/501J1~3501Y33、试板的加工与焊接3.1、试板的加工：对接焊缝的试板纵轴线必须垂直于钢板的轧制方向，焊接接头位于试板的中纵向中心。模拟实际的加工方法进行加工，采用氧-乙炔热割，切割完毕后用角向磨光机打磨光滑。加工后的坡口型式见《焊接工艺评定指导书（焊接规范）》。3.2、试板的组装与焊接见《焊接工艺评定指导书（焊接规范）》。指导书编号与试板的编号对应如表3.2所示。焊接时必须严格按指导书进行焊接。表3.2《焊接工艺评定指导书（焊接规范）》与试板编号对照表试板编号材质指导书编号试板数量备注ZZ80-1SUMITEN780ZZ80-11800MPa级ZZ60-1SUMITEN610—TMCZZ60-11600MPa级ZZ60-2SUMITEN610—TMCZZ60-21600MPa级ZZ50-1SUMITEN510—TMCZZ50-11500MPa级3.3、焊接过程记录，焊接过程必须如实进行记录。该记录将做为制定生产焊接边界条件时的依据，必须全面、真实、准确。3.4、焊接操作针对不同的焊接试板，必须按对应的《焊接工艺评定指导书（焊接规范）》规定的参数范围进行焊接，并配合焊接记录人员做好记录，试板开始焊接后应不间断作业完成。3.5、无损检测3.5.1、对于SUMITEN780和SUMITEN610—TMC高强钢，背缝气刨、打磨、清理完毕后做100%的VT和100%干粉MT检查；对于SUMITEN510—TMC钢，背缝气刨、打磨、清理后做100%的VT检查。3.5.2、所有试板的焊接完成后，都必须进行100%的VT检查，焊缝外观应符合《压力钢管制造安装及验收规范》（在DL5017-93）规范中第6.4.1条的规定。3.5.3、全部焊缝表面均应做100%的MT或PT检查，应符合Ⅰ级焊缝表面的质量规定。43.5.4、表面VT、MT（PT）检查合格后，进行100%UT检查，试板的UT检查应按GB11345-89《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果的分级》的标准进行评定，所有对接焊缝均为BⅠ级合格。允许保留的缺陷必须要有准确的特质、大小、位置记录。3.5.5、UT合格后，再进行RT检验。RT检查全部为Ⅱ级全格，但应记录清各缺陷部位，以便取样进行避让。3.6、力学性能试验3.6.1、取样数量和方法均应遵守下列标准：1）GB/T228—1987金属拉伸试验方法；2）GB/T229—1994金属夏比缺口冲击试验方法；3）GB/T232—1988金属弯曲试验方法。3.6.2、破坏性检验在试板上的取样部位见图3.6.23.6.3、试样加工图如图3.6.33.6.4、弯曲试验：按表3.6.4的角度进行弯曲，当达到规定的角度后，拉伸面上不得有大于1.5mm的横裂缝或缺陷，或长度大于3mm的纵裂缝，试样的棱角裂缝不计，但确由焊缝夹渣或其它焊接缺陷引起，由应计算在内。如出现不合格时，按下列情况分别对待：①如试验板上所取试样半数以上弯曲不合格，则认定该试板不合格，必须重新调整焊接工艺参数，拟定新的焊接规范重新进行试板的焊接和取样，试验。②如一次弯曲试样不合格且数量未过半数，则可在原试板备用样坯上取样重新试验，重试合格则认为合格，重试不合格则认为试板不合格，重新编写工艺规程进行试板的焊接。表3.6.4弯曲试验参数表序号钢号试板编号弯曲方向试样厚度（mm）弯曲直径（mm）支座间距（mm）弯曲角度1SUMITEN780ZZ80-1侧弯1066891802SUMITEN610—TMCZZ60-1侧弯1040641803SUMITEN610—TMCZZ60-2侧弯1040641804SUMITEN510—TMCZZ50-1面、背弯16649918053.6.5、冲击试验冲击试验每组三个试样，三个试样的缺口分别开在焊缝中央，半熔化区和热影响区，三个试样的冲击值应低于主材规定的冲击韧性下限值，其中允许有一个稍低，但不得低于下限值的70%。当冲击韧性不合格时，按下列情况分别对待。①三个低于主材的下限值时，判定为不合格，且需要重新调整焊接工艺参数，重点是调整线能量的输入，控制层温，后热温度等，重新进行试板的焊接。②如果其中一个很低，断口在焊缝处且发现断口有气孔、夹渣等焊接缺陷时，应重新在原试板上取样进行重新试验。如果冲击韧性很低，断口在母材且发现主材内有缺陷造成的，为不合格，且及时报告监理工程师，进行论证处理。表3.6.5冲击试验下限值冲击试验试板编号钢种钢板厚度(mm)温度OCV型冲击功Akv（横向）JZZ50-1SUMITEN510-TMC16-20oC,≥24ZZ60-1SUMITEN610-TMC38-20oC≥47ZZ60-2SUMITEN610-TMC38-20oC≥47ZZ80-1SUMITEN78048-200C，-40oC≥473.6.6、拉伸试验的按表3.6.6进行判别和处理：3.6.7、硬度试验硬度试验采用HB硬度。进行如实的记录，因设计无具体的要求，又无标准可以依照，故详细采集数据，根据所采集的数据，将产品焊接接头的硬度控制在一个合适的范围内。3.6.8、金相组织分析：每条焊缝做一个横断面的金相组织分析，该分析应包括熔敷金属、半熔化区、母材三个区域。在三个区内各拍一张金相照片，并说明三个区内的金相组织结构、组成，以及三个区内的金相组织结构、组成的相同点和不同点。6表3.6.6拉伸试验判定表序号钢号断裂时的map断裂情况判定处理方式1≥858未断合格记录拉力值2≥780任何部位合格记录σb值3＜780焊缝但有缺陷不合格原试板上重新取样、试验4SUMITEN780＜780热影响区或焊缝不合格重编规范，重焊试板并报备5≥671未断合格记录拉力值6≥610任何部位合格记录σb7＜610焊缝区、但有缺陷不合格原试板重新取样、试验8SUMITEN610－TMC＜610热影响区或焊缝不合格重编规范、焊试板并报告9≥561未断合格记录拉力值10≥510任何部位合格记录σb11＜510焊缝但存缺陷不合格原试板重新取样、重试12SUMITEN510－TMC＜510热影响区或焊缝不合格重编规范、重焊试板3.6.9、接头的化学成份分析试验1）抽检数量及取样：本次共焊接了四块试板，在每块试板的熔敷金属上各取一组试样进行化学成份分析试验。2）化学成份分析，用电钻取样。其分析的元素种类和合格标准如表3.6.9：表3.6.9钢板的化学成份化学成份（﹪）试板编号CSiMnPSCuNiCrMoVBZZ80-1ZZ60-1///ZZ60-2///ZZ50-1//////注：“/”表示该项目不进行。74.综合评定4.1、根据本评定指导书完成焊接工艺评定的各项试验后，由焊接工程师作出综合评定结论，综合评定报告表按《规范》的附录D的格式。综合评定报告，由评定单位的总工程师批准并加盖单位公章后报送监理工程师审批。按监理工程师的审批意见、工艺评定的实际结果、公司以往的实际焊接经验，编制山西西龙池抽水蓄能电站引水压力钢管的《焊接操作规程》（药芯焊丝自保护全位置自动焊），进行生产性焊接。综合评定报告每个试板一份。4.2、综合评定报告除《规范》附录D的推荐表外，还必须包括（但不限于）以下附件：1）焊接材料证明书2）焊接工艺评定施焊记录表3）焊缝VT、MT（或PT）、UT检验报告4）弯曲、拉伸、冲击试验报告5）硬度测试记录6）金相组织报告及照片7）操作人员培训证8焊接工艺评定指导书（焊接规范）附表1共4份第1份1/2页单位名称：中国水利水电第三工程局制造安装分局焊接工艺评定指导书编号ZZ80-1日期2007.07.04焊接工艺评定报告编号：焊接方法药芯焊丝自保护机械化程度（手工、半自动、自动）自动焊接接头：对接接头坡口形式：非对称X型衬垫（材料及规格）：无简图：（接头形式、坡口形式与尺寸、焊层、焊道布置及顺序）其他：5060±2.5°12345678910112母材：类别号Ⅲ组别号1与类别号Ⅲ组别号1相焊及标准号JIS钢号SUMITEN780与标准号JIS钢号SUMITEN780相焊厚度范围：母材：对接焊缝板对接角焊缝/管子直径、壁厚范围：对接焊缝/角焊缝/其他：/焊接材料：焊材类别药芯焊丝自保护焊材标准AWSAE71T8-K6填充金属尺寸焊材型号PRIMACO2ESW-88P焊材牌号（钢号）其他耐蚀堆焊金属化学成分（%）CSiMnPSCrNiMoVTiNb其它：注：对每一种母材与焊接材料