NB-T47014承压设备焊接工艺评定讲稿

焊接工艺评定2012年10月主要内容一、承压设备焊接工艺评定二、案例固定式压力容器安全技术监察规程第4.2.1条焊接工艺评定压力容器焊接工艺评定的要求如下：(1)压力容器产品施焊前，受压元件焊缝、与受压元件相焊的焊缝、熔入永久焊缝内的定位焊缝、受压元件母材表面堆焊与补焊以及上述焊缝的返修焊缝都应当进行焊接工艺评定或者具有经过评定合格的焊接工艺规程(WPS)支持。(2)压力容器的焊接工艺评定应当符合NB/T47014《承压设备焊接工艺评定》的要求。(3)监检人员应当对焊接工艺评定过程进行监督。(四)焊接工艺评定完成后，焊接工艺评定报告(PQR)和焊接工艺规程(WPS)应当由制造（组焊）单位焊接责任工程师审核，技术负责人批准，经过监检人员签字确认后存入技术档案。(五)焊接工艺评定技术档案应当保存至该工艺评定失效为止，焊接工艺评定试样应当至少保存5年。三、NB/T47014－2011承压设备焊接工艺评定的适用范围3.4焊接工艺评定和焊工3.4.1施焊下列各类焊缝的焊接工艺应按NB/T47014评定合格：（1）受压元件焊缝；（2）与受压元件相焊的焊缝；（3）上述焊缝的定位焊缝；注：不熔入和熔入永久焊缝的定位焊缝都应做焊接工艺评定)（4）受压元件母材表面堆焊、补焊；一.承压设备焊接工艺评定标准以后承压设备的对接焊缝、角焊缝焊接工艺评定，耐蚀层堆焊的焊接工艺评定，换热管与管板接头的焊接工艺评定，承压管道焊接工艺评定，有色金属的焊接工艺评定都要求按NB/T47014－2011标准进行。而出口的压力容器产品或国外承包的工程则要求按国外标准执行，如按ASME规范或EN288进行。二.NB/T47014－2011中规定了承压设备（锅炉、压力容器和压力管道）五类焊接工艺评定和一类焊接工艺附加评定基本要求：1.对接焊缝和角焊缝焊接工艺评定；2.耐蚀堆焊焊接工艺评定；3.复合金属材料焊接工艺评定；4.换热管与管板焊接工艺评定和焊接工艺附加评定；5.螺柱电弧焊工艺评定；标准中规定的评定准则、参数划分、钢材分类分组、厚度替代等，都是围绕焊接接头力学性能这个准则.例如可以将众多的奥氏体不锈钢放在一个组内，并规定“某一钢号母材评定合格的焊接工艺可以用于同组别号的其它钢号母材”，这是因为：虽然这些不锈钢焊接接头的耐腐蚀性能不同，但当通用焊接工艺评定因素和专用焊接工艺评定因素中的重要因素、补加因素不变时它们的焊接接头力学性能相同。焊接工艺评定试件检验项目也只要求检验力学性能（拉伸、弯曲、冲击）。三.试件采用规则－焊接工艺评定试件分类对象在说明焊接工艺评定试件分类对象前，首先要说明焊接工艺评定的对象是焊缝而不是焊接接头。焊缝形式分为：对接焊缝，角焊缝，塞焊缝，槽焊缝和端接焊缝共五种。焊接接头形式分为：对接接头，T形接头，十字接头，搭接接头，塞焊接头槽焊接头，角接接头，端接接头，套管接头，斜对接接头，卷边接头，锁底接头共12种。焊接接头的使用性能由焊缝的焊接工艺来决定，因此焊接工艺评定试件分类对象是焊缝而不是焊接接头，在标准中将焊接工艺评定试件形式分为对接焊缝试件和角焊缝试件，并对它们的适用范围作了规定。没有对塞焊焊缝，槽焊缝和端接焊缝的焊接工艺评定作出规定。(可以自己参照本标准编写)对接焊缝或角焊缝试件评定合格的焊接工艺不适用于塞焊缝，槽焊缝和端接焊缝。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。㈠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：⑴对接焊缝连接的不一定都是对接接头；角焊缝连接的不一定都是角接头。尽管接头形式不同，连接它们的焊缝形式是可以相同的。⑵不管焊件接头形式如何，只要是对接焊缝所连接，则只需采用对接焊缝试件评定焊接工艺；也不管焊件接头形式如何，只要是角焊缝所连接，则只需采用角焊缝试件评定焊接工艺。⑶对接焊缝试件评定合格的焊接工艺可以用于焊件的各种接头的对接焊缝；角焊缝评定合格的焊接工艺可以用于焊件的各种接头的角焊缝。在确定焊接工艺评定项目时，首先在图样上依次寻找各式各样的焊接接头是用何种形式的焊缝连接的，只要是对接焊缝连接的焊接接头就取对接焊缝试件,对接焊缝试件评定合格的焊接工艺亦适用于角焊缝；评定非受压角焊缝焊接工艺时，可仅采用角焊缝试件。㈡图2所示的T形接头是对接焊缝和角焊缝组合焊缝连接的，不能称之为“全焊透的角焊缝”，否则就要犯概念性的错误。如图2所示的焊接接头按设计要求分为截面全焊透和截面未全焊透两种情况。在进行焊接工艺评定时，只要采用对接焊缝试件进行评定，评定合格的焊接工艺也可适用于组合焊缝中的角焊缝对接焊缝试件有板材和管材两种，这两种试件在测定焊接接头力学性能上属同一原理，没有什么区别。NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》标准规定板材对接焊缝试件评定合格的焊接工艺适用于管材的对接焊缝，反之亦可。1.范围本标准规定了承压设备（锅炉、压力容器、压力管道）的对接焊缝和角焊缝焊接工艺评定、耐蚀堆焊工艺评定、复合金属材料焊接工艺评定、换热管与管板焊接工艺评定和焊接工艺附加评定以及螺柱电弧焊工艺评定的规则、试验方法和合格指标。本标准适用于气焊(OFW)、焊条电弧焊(SMAW)、埋弧焊(SAW)、钨极气体保护焊(GTAW)、熔化极气体保护焊(FCAW)、电渣焊(ESW)、等离子弧焊(PAW)、摩擦焊(FRW)、气电立焊(EGW)和螺柱电弧焊(SRW)等焊接方法。NB/T47014－2011标准中有五类焊接工艺评定和一类附加评定，评定目的各不相同，评定规则也不一样，在进行焊接工艺评定和附加评定时应分别遵守相应的每一项规定。NB/T47014－2011标准中，焊接工艺评定的目的是使1）焊接接头力学性能符合规定；2）堆焊层化学成分符合规定；3）焊接工艺附加评定的目的是使焊接接头附加特性（如焊透、角焊缝厚度）符合规定。2.规范性引用文件：共引用86项标准，其中部分标准已经更新了版本及名称。对于未曾引用国内标准的材料、国外的标准的材料和在国内生产的国外的标准的材料，则应按《固定式压力容器安全技术监察规程》1.9条的规定和附录B:母材、填充金属和焊接方法的补充规定执行。1.9不符合本规程时的特殊处理规定采用新材料、新技术、新工艺以及有特殊使用要求的压力容器，不符合本规程要求时，相关单位应当将有关的设计、研究、试验等依据、数据、结果及其检验检测报告等技术资料报国家质量监督检验检疫总局(以下简称国家质检总局)，由国家质检总局委托有关的技术组织或者技术机构进行技术评审。技术评审的结果经过国家质检总局批准后，采用新材料、新技术、新工艺的压力容器方可进行试制、试用。3.术语与定义本标准共采用16个定义（术语）其中3.12下转变温度和3.13上转变温度术语值得注意：对于奥氏体金属由于在加热过程无相变，因此不存在此相变温度。上转变温度：加热期间完成奥氏体转变的相变温度。下转变温度：加热期间开始形成奥氏体的相变温度。面弯：弯曲试样受拉面为焊缝正面的弯曲。具有较大焊缝宽度的面为正面，当两面焊缝宽度相等则先完成盖面层焊缝一侧为正面。背弯：弯曲试样受拉面为焊缝背面的弯曲。侧弯：弯曲试样受拉面为焊缝横截面的弯曲。缺欠：在焊接接头与母材中，无损检测标准允许存在的不连续部位。焊后热处理：能改变焊接接头的组织和性能或焊接残余应力的热过程。4总则4.1焊接工艺评定一般过程是:根据金属材料的焊接性能，按照设计文件规定和制造工艺拟定预焊接工艺规程，施焊试件和制取试样，测定焊接接头是否符合规定的要求，并形成焊接工艺评定报告对预焊接工艺规程进行评价。即要评定焊接工艺则首先要拟定“预焊接工艺规程（pWPS）”，用“焊接工艺评定报告（PQR）”来证明“预焊接工艺规程（pWPS）”的正确性。在新标准中规定：焊接工艺评定报告必须出具这两份文件。4.2焊接工艺评定条件要求：1）焊接工艺评定应在本单位进行；2）焊接工艺评定验证承压设备制造、安装单位拟定焊接工艺规程的正确性；3）并评定承压设备制造、安装单位在限定条件下焊成符合技术规定的焊接接头能力；4）焊接工艺评定所用设备、仪表应处于正常工作状态，金属材料、焊接材料应符合相应标准，并由本单位操作技能熟练的焊接人员使用本单位设备焊接试件。4.3焊接工艺评定及焊接工艺规程程序见下图所示。压力容器焊接工艺规程流程图5.焊接工艺评定因素及类别划分5.1各种焊接方法的通用焊接工艺评定因素及分类5.1.1焊接方法用分类焊接方法的类别为：气焊（OFW）、焊条电弧焊（SMAW）、埋弧焊（SAW）、钨极气体保护焊（GTAW）、熔化极气体保护焊（含药芯焊丝电弧焊）（GMAW、FCAW）、电渣焊（ESW）、等离子弧焊（PAW）、磨擦焊（FRW）、气电立焊（EGW）和螺柱电弧焊（SW）。(10)5.1.2金属材料及分类根据金属材料的化学成份、力学性能和焊接性能将焊制承压设备用母材进行分类、分组见表1焊接工艺评定中金属材料分类、分组从来都是焊接工艺评定规则中的重点内容。NB/T47014－2011根据金属材料的化学成份、力学性能和焊接性能将压力容器焊接用母材进行分类、分组。母材的分类、分组结果不仅直接影响到焊接工艺评定质量与数量，而且与焊件预热、焊后热处理的温度十分密切。从对接焊缝与角焊缝焊接工艺评定的目的出发，焊接工艺评定标准中金属材料的分类主要考虑焊接接头的力学性能前提下也充分考虑到母材化学成分（与耐热、耐腐蚀等性能密切相关），组织状态及焊接性能。具体说来是将压力容器焊接用金属材料划分为十四类，其中铁基材料划分为十类。对母材进行分类、分组是为了减少焊接工艺评定数量,这是国际上焊接工艺评定标准通常的作法。我国的焊接工艺评定标准基本上是参照美国ASMEⅨQW-422对母材进行分类，分组的。（美国是按材料有无冲击试验分类、分组）5.1.3填充金属及分类填充金属包括焊条、焊丝、填充丝、焊带焊剂、预置填充金属、金属粉、板极、熔嘴等。焊条分类见表2；气焊、气体保护焊、等离子弧焊用焊丝分类见表3；埋弧焊用焊丝分类见表4；埋弧焊用焊剂见表5。1、填充金属是指在焊接过程中，对参与组成焊缝金属的焊接材料的通称。填充金属包括焊条、焊丝、填充丝、焊带、焊剂、预置填充金属、金属粉、板极、熔咀等。2、在NB/T47014表2至表5中已列出填充金属的分类及类别。表2是“焊条分类”；表3是“气焊、气体保护焊、等离子弧焊用焊丝和填充丝分类”；表4是“埋弧焊用焊丝分类”；表5是埋弧焊用焊剂分类”。3、填充金属分类原则（1）焊条与焊丝分类，遵照标准中母材分类原则，力图使熔敷金属分类与母材分类相同。主要是考虑熔敷金属的力学性能，也充分考虑其化学成分。（2）埋弧焊焊材包括焊丝和焊剂，对焊丝和焊剂都进行分类。埋弧焊用焊丝和焊剂的分类原则仍是遵照标准中母材分类原则，力图使熔敷金属分类与母材分类相同。由于不锈钢埋弧焊焊剂主要是起保护作用，因此不锈钢埋弧焊焊剂仅分为熔炼焊剂和烧结焊剂两类。5.1.4焊后热处理及分类5.1.4.1类别号为Fe-1、Fe-3、Fe-4、Fe-5A、Fe-5B、Fe-5C、Fe-6、Fe-9B、Fe-10I、Fe-10H的材料焊后热处理类别：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，而后在低于下转变温度进行焊后热处理（即正火或淬火后回火）；e)在上下转变温度之间进行焊后热处理。焊件在制造过程中,经常受到不同程度的加热，如热卷筒体、加热校圆、消氢、中间热处理、消除焊接应力热处理等。究竟加热到多少温度才当作焊后热处理，NB/T47015－2011标准4.6.1条规定，对于碳钢、低合金钢的焊件低于490℃的热过程，高合金钢低于315℃的热过程，均不作为焊后热处理对待。5.1.4.2除5.1.4.1外，表1中各类别号的材料焊后热处理类别(Fe-7、Fe-8)：a)不进行焊后热处理；b