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9.10修改版最新的标准最新的标准隐藏http://wenku.baidu.com/view/7f469fbcc77da26925c5b
080.html\l#窗体顶端窗体底端中美锅炉压力容器焊接标准对比全国锅炉压力容器标准化技术委员会合肥通用机械研究院戈兆文二0一一年九月__日大连1中美锅炉压力容器焊接标准对比全国锅炉压力容器标准化技术委员会戈兆文合肥通用机械研究院
1.前言
1.1国内锅炉压力容器制造、__企业简况据国家质检总局特种设备安全监察局统计公布的,2009年特种设备制造、__企业数量见表1表1全国承压设备制造__企业(家)锅炉有许可证的制造企业许可证设备(元)件制造企业__改造维修企业12691053763680压力容器3693气瓶129压力管道404732823186至2010年底为止,国内取得美国A__E制造认证钢印共有502家企业国内承压设备制造、__等企业数量最多的省份依次为江苏、辽宁、山东、四川全国承压设备制造、__企业将近1万家
1.2国内锅炉压力容器用焊接标准2011年7月1日国家能源局公布了四项承压设备焊接标准,并规定2011年10月1日实施,它们是NB/T47014-2011(JB/T4708)《承压设备焊接工艺评定》NB/T47015-2011(JB/T4709)《压力容器焊接规程》NB/T47016-2011(JB/T4744)《承压设备用产品焊接试件力学性能检验》NB/T47018-2011(JB/T4747)《承压设备用焊接材料订货技术条件》国家质量监督检验检疫总局于2010年11月4日颁布了特种设备安全技术规范TSGZ6002-2010《特种设备焊接操作人员考核细则》以上一个特种设备安全技术规范,三个行业标准都是参照A__E《锅炉压力容器规范》编制的,主要参照了A__E《锅炉压力容器规范》中德的相关篇章第Ⅰ卷动力锅炉建造规则第Ⅱ卷C篇--焊条、焊丝及填充材料标准第Ⅷ卷压力容器建造规则第Ⅸ卷焊接和钎接评定
1.3制订中国行业标准需要考虑的问题
1.
3.1从中国的实际情况出发,参照采用国外先进工业国家标准中国的实际情况
(1)中国的法律、法规、安全技术规范;
(2)锅炉、压力容器、压力管道的设计、制造、__、维修、检验和监督;
(3)基本材料、母材与焊材;
(4)质量管理与工艺实施状况;
(5)相关人员的理解能力与接受能力
1.
3.2标准是各方协调结果我国标准法规定,标准必需服从于法规特种设备安全技术规范如《固定式压力容器安全技术规程》、《特种设备焊接操作人员考核细则》都是上位法,在编制行业标准、产品标准时都不能违背上位法中的规定例如JB4708-2000中规定焊接材料的牌号改变,要____焊接工艺,就是在当时有效的《蒸气锅炉安全技术监察规程》中规定的又如压力容器焊后返修要不要重新进行焊后热处理,亦是如此什么是协调?协调就是妥协有一个经过协调大家都遵守的标准,要比争认不止、无法统一,__决定不了的混乱状况,要好得多所以,学习、理解标准,不能完全从技术角度出发,要综合考虑到标准的管理功能、法律效用、经济作用等等社会作用例焊后返修的重新焊后热处理规定
1.返修次数限制;
2.重新焊后热处理的规2定;都是遵照协调原则确定
1.
3.3对A__E《锅炉压力容器规范》中条文与术语的理解A)既要有深厚的专业知识,也要精通英文B)几个重要的概念
①焊缝与焊接接头
②焊后热处理时的钢板厚度与焊缝金属厚度
③WPS是《焊接工艺规程》,还是《焊接作业指导书》《预焊接工艺规程》
④焊接接头抗拉强度合格指标“母材标准规定值的下限值”,还是焊接工艺评定标准规定的“抗拉强度最低值”;
⑤产品焊接“试件”还是“试板”;
⑥什么是焊接工艺评定?什么是承压设备的焊接工艺评定;
⑦什么是角焊缝;
⑧什么是“焊接工艺规程”?什么是“焊接工艺指导书”?
2.中、美承压设备用焊接材料标准对比
2.1中、美焊接材料标准对比见表2~表4表2中外焊条国家标准对照表中国美国__欧洲、德国备注GB/T5117—1995碳钢AWSA
5.1—1991碳钢手JISZ3211—1991低碳EN499—1994碳钢及细焊条工电弧焊焊条钢焊条JISZ3212—1990,__度钢焊条GB/T5118—1995低合AWS金钢焊条A
5.5—1996低合钢焊条铬钼耐热钢焊条钢用焊条GB/T983—1995不锈钢AWSA
5.4—1992耐蚀铬JISZ3221—19__不锈EN1600—1997不锈钢焊条钢及铬镍钢焊条钢焊条及耐热钢焊条EN499—1994碳钢及细EN1599—1997耐热钢EN757—1997__度钢JISZ3214—1999耐候晶粒钢焊条金钢焊条JISZ3223—1993钼及焊条JISZ3241—1999低温焊条晶粒钢焊条GB/T5117等效采用AWSA
5.1GB/T5118等效采用AWSA
5.5GB/T983等效采用AWSA
5.4GB/T984—2001堆焊焊AWSA
5.13—1980堆焊JISZ3251—1991硬质DIN8555—
1.2—1978条用焊丝及焊条堆焊焊条堆焊用焊接填充材料GB/T3670—1995铜及AWSA
5.6—1984铜及铜JISZ3231—19__铜及DIN1733T1—1979铜及铜合金焊条合金焊条铜合金焊条铜合金焊接填充材料GB/T3669—2001铝及AWSA
5.3—1991铝及铝铝合金焊条合金焊条DIN7871—1975铝及铝合金焊条GB/T10044—2002铸铁AWSA
5.15—1990铸铁JISZ3252—1992铸铁DIN8573T1—1978铸铁焊条及焊丝用填充丝及焊条焊条焊接用填充材料3GB/T13814—1992镍及AWSA
5.11—1997镍及JISZ3224—1999镍及DIN1736—1980镍及镍GB/T13814—1992等效采用AWS镍合金焊条镍合金焊条镍合金焊条合金焊接填充材料A
5.11—__NB/T
47018.2—2011钢焊条全国锅炉压力容器标准化技术委员会__编制表3中外焊丝国家标准对照表中国美国__欧洲备注AWSA
5.18—1993碳钢用JISZ3312—1999碳钢及气保焊焊丝和填充丝GB/T14957—1994熔化焊用钢丝GB/T14958—1994气体保护焊用钢丝(已废止)GB/T8110—1995气保焊用碳钢、低合金钢焊丝__钢__G焊接用实芯焊EN440—1994碳钢气保焊
①GB/T8110—1995等效EN1668—1997碳钢及细采用了AWSA
5.18和AWS
②GB/T14957其中部分焊AWSA
5.28—1996低合金丝丝__G焊接用实芯焊丝钢用气保焊焊丝和填充JISZ3325—1999低温钢焊丝和填充丝JISZ3316—1999低碳钢晶粒钢TIG焊焊丝和填充A
5.28和低合金钢用TIG焊丝及丝焊棒JISZ3317—1999钼及铬钼钢__G焊接用实芯焊丝保焊焊丝EN12070—1999耐热钢气丝用于气体保护焊YB/T5092—2005焊接用AWSA
5.9—1993不锈钢焊JISZ3321—1999焊接用不锈钢丝丝和填充丝不锈钢焊丝和填充丝EN12072—1999不锈钢和耐热钢气保焊焊丝和填充丝GB/T15620—1995镍及镍AWSA
5.14—1997镍及镍JISZ3334—1999镍及镍DIN1736—1985镍及镍合GB/T15620—1995参照采合金焊丝合金焊丝合金焊丝和焊棒焊丝用AWSA
5.14GB/T9460—1988铜及铜AWSA
5.7—1984铜及铜合JISZ3341—1993铜及铜DIN1733—1988铜及铜合合金焊丝金焊丝合金焊丝金焊丝GB10858-2008等效采用GB/T10858—19__铝及铝AWSA
5.10—1999铝及铝JISZ3232—1990铝及铝DIN1732—1988铝及铝合ISO18273:2004焊接材料合金焊丝合金焊丝和填充丝合金焊丝和填充丝金焊丝和填充丝—铝和铝合金实心焊丝和填充丝规程JB/T4745—2002附录D压力容器用钛及钛合金焊丝NB/T
47018.3—2011气体保护电弧焊钢焊丝AWSA
5.16—1990钛和钛合金焊丝和填充丝JB/T4745—2002附录D等效采用AWSA
5.16—1990全国锅炉压力容器标准化技术委员会__编制4表4中外埋弧焊焊材国家标准对照表中国美国__欧洲备注GB/T5293—1999埋弧焊AWSA
5.17—1997碳钢用JISZ3351—1999碳钢和EN756—碳钢及低合金钢GB/T5293—1999等效采用碳钢焊丝和焊剂埋弧焊焊丝和焊剂低合金钢埋弧焊焊丝埋弧焊焊丝用AWSA
5.17—19__GB/T12470—2003中除焊EN760—埋弧焊用焊剂丝外,其它基本与AWSA
5.23相同GB/T12470—2003埋弧焊AWSA
5.23—1990低合金JISZ3352—1988碳钢和用低合金钢焊丝和焊剂GB/T17854—1999埋弧焊用不锈钢焊丝和焊剂NB/T
47018.4—2011埋弧焊钢焊丝和焊剂AWSA
5.2—1992碳钢和低合金钢氧—可燃气焊接填充丝AWSA
5.25—1997电渣焊用碳钢和低合金钢焊丝和焊剂AWSA
5.26—1997碳钢和低合金钢气电焊焊丝AWSA
5.30—1979可熔化嵌条AWSA
5.8—1992钎焊和熔钎焊钎料AWSA
5.31—1992钎焊和熔钎焊钎剂钢用埋弧焊焊丝和焊剂低合金钢埋弧焊焊剂JISZ3324—1999不锈钢DIN8556—1986不锈钢用GB/T17854—1999等效采埋弧焊用实芯焊丝和焊剂焊接材料用JISZ3324—1988全国锅炉压力容器标准化技术委员会__编制
2.2我国焊接材料国家标准特点
2.
2.1我国承压设备所用焊接材料(焊条、气保焊焊丝、埋弧焊焊丝及焊剂)所遵照的国家标准,与美相比,基本是齐全的,这为编制承压设备焊接材料行业标准奠定了基础
2.
2.2我国碳钢、低合金钢、不锈钢焊条国家标准和镍及镍合金焊条国家标准都是等效采用美国国家标准进行编制的我国埋弧焊用碳钢、低合金钢焊丝和焊剂国家标准参照采用了美国国家标准,而埋弧焊用不锈钢焊丝和焊剂国家标准则是参照采用__国家标准实际上,这三个埋弧焊国家标准中的焊丝都是符合中国国家标准GB/T
14957、GB/T3429和YB/T5092规定的,其余技术条件才与美国国家标准相同
2.
2.3焊丝国家标准分两种情况一是GB/T
14957、GB/T14958和YB/T5092是冶金系统编制的,市场可以充分供应;一是GB/T8110为焊接标准化委员会等效采用了美国国家标准而编出的,在标准中没有看到GB/T
14957、GB/T14958与GB/T8110之间的对应关系而承压设备制造厂目前也只选用了GB/T8110中ER49-1,ER50-6等少数几个型号焊丝由全国钢标准化技术委员会归口的《GB/T3429--2002焊接用钢盘条》是国产焊丝标准的基础,这份标准包括了碳钢和低合金钢,但不包括不锈钢,已经将GB/T8110中全部焊丝型号几乎都纳入其中
2.
2.4与美国材料国家标准相比,我国焊材标准还存在若干不足我国三个焊丝国家标准所列焊丝都是通用性的、同时适用于若干焊接方法,缺少各焊接方法专用(如气焊、埋弧焊、电渣焊、钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊和气电立焊)的焊丝标准
52.
2.5我国焊材国家标准中,大多等效采用了美国国家标准,在等效采用美国国家标准时却忽视了另一个美国标准即《AWSA
5.01填充金属采购导则》,在AWSA
5.01中规定了焊材制造厂的质量保证体系、原材料规定、批量类别以及试验深度只有焊材标准,没有《填充材料采购导则》,得不到你所需要的专用焊接材料目前,我国尚无焊接材料采购方面的规则,对于超出国家标准规定以外的焊材选用,往往由设计人员在图样上说明,或承压设备制造厂的工艺人员提出技术要求,最后由供应部门采购,如果采用国外焊材,往往只写某某厂牌号,如此对待焊材采购往往造成降低焊材内在质量的恶果
2.3中、美焊接材料比较
2.
3.1中、美焊条比较特点
(1)碳钢焊条、铬钼耐热钢焊条和不锈钢(含铁素体、马氏体、奥氏体不锈钢)焊条的熔敷金属化学成分及性能,在各国标准间、各厂牌号间基本相同主要差异表现在适用范围、焊接工艺性能及操作性能而低合金__度钢焊条的熔敷金属化学成分及性能,在各国标准间,各厂牌号间,差异较大,焊条的适用范围、操作性能及焊接工艺性能差异也同样较大提高低合金__度钢熔敷金属强度的合金元素主要是锰、钼、镍低温钢用焊条熔敷金属合金体系国内外焊条标准差异较大,我国焊条主要用锰、镍,国外焊条除了用镍以外,还加入微量的钛、硼元素以获得低温韧性
(2)我国承压设备常用焊条,除长输管道打底焊时,常用高纤维素型药皮焊条外基本上都采用低氢钠和低氢钾型药皮焊条,而不锈钢焊条则为EXXX-
15、EXXX-16型药皮类型,“-15”通常为碱性,“-16”可以是碱__皮的,也可以是钛型或钛钙__皮美国用于锅炉压力容器和压力管道用焊条除与我国有相同的药皮类型外,还大量采用了铁粉低氢型药皮、高二氧化钛型、高氧化铁型,及氧化铁、二氧化钛混合型药皮欧洲用于承压设备的焊条基本上都是碱__皮,不锈钢焊条也有用钛型药皮
(3)__焊条国家标准JISZ3211,JISZ3223,JISZ3221中都对焊条熔敷金属规定了弯曲试验,弯曲试验的试样尺寸,压头直径及弯曲角度与A__E第九篇《焊接与钎焊评定》很接近,笔者认为,弯曲是要求熔敷金属在一定伸长率下不出现超标的开裂缺陷,这对于确保熔敷金属的致密性是非常必要的在中国、美国和欧洲焊条国家标准中都没有规定要做弯曲试验我国JB/T4747---2002《承压设备用钢焊条订货技术条件》中也做了弯曲试验规定在中国、__、美国和欧洲标准中,只有欧洲焊条标准EN499和EN757中规定了熔敷金属抗拉强度的范围,既规定了熔敷金属抗拉强度的下限值,又限制了上限值我国在JB/T4747-2002中也对压力容器用钢焊条熔敷金属抗拉强度上、下限做了规定,熔敷金属抗拉强度值与GB/T5117-
1995、GB/T5118-1995下限值之差不应超100MPa其中直径不大于
2.5mm的耐热型低合金钢焊条熔敷金属抗拉强度值与GB/T5118--1995规定下限值之差允许不超过120MPa
(4)中、美、日、欧四国(地区)奥氏体不锈钢焊条国家标准中,都没有规定其熔敷金属的低温冲击韧性,我们查看了__神户制钢所焊接公司、奥地利伯乐公司、瑞典伊萨公司的产品样本、这些工厂的奥氏体不锈钢焊条夏比V型缺口低温冲击试验都用冲击吸收功来表达韧性指标
2.
3.2中、美气体保护焊焊丝比较基本看法
(1)尽管各国气保焊焊丝标准不同,但对于Cr-Mo耐热钢和不锈钢来讲,他们的主要合金元素的配比规律相同,熔敷金属的抗拉强度是接近的
(2)GB/T8110等效采用了美国标准,但标准中所规定焊丝型号与我国合金体系有较大差距,与GB/T8110型号相对应的牌号焊丝很少,氩弧焊时国内工厂大都选用__标准焊丝,很少选用GB/T8110中型号的焊丝
(3)除GB/T8110外,我国气体保护焊焊丝大多是从通用性焊丝标准GB/T14957中选用的,该标准中的焊丝可以适用于气体保护焊,也适用于埋弧焊、电渣焊或等离子焊,甚至焊条的焊芯美国气体保护焊焊丝标准也可以作为通用性焊丝标准
(4)通用性焊丝标准中用于气体保护焊焊丝,都只规定了焊丝化学成分,并不保证熔敷金属的力学性能与化学成分,这给选用焊丝带来困难,也很难测定焊丝的焊接性能
62.
3.3中、外埋弧焊焊材对比特点在各国埋弧焊焊材标准中,碳钢埋弧焊熔敷金属力学性能,合金体系相差不大;不锈钢埋弧焊熔敷金属力学性能和合金体系可以说基本相同;而低合金钢埋弧焊熔敷金属的力学性能、合金体系以及其使用性能,差距甚远因此,进行埋弧焊焊材对比时,我们以低合金钢用埋弧焊焊材作为典型中国、美国、__和欧洲埋弧焊焊接材料标准特点
(1)美国、__和欧洲埋弧焊焊接材料标准中的焊丝,都是埋弧焊专用焊丝基本都包含碳钢、钼钢、含镍低温钢、低合金__度钢焊丝我国没有埋弧焊专用焊丝标准,只有通用性焊丝标准GB/T14957--1994《熔化焊用钢丝》
(2)在美国、__低合金钢和不锈钢埋弧焊焊材标准中,不仅规定了焊丝的化学成分,而且同时规定了埋弧焊后熔敷金属化学成分范围这就表明,在焊丝-焊剂型号中显示了熔敷金属的拉伸、冲击性能,而熔敷金属的化学成分又影现出使用性能(耐热、低温、耐腐蚀),这样,熔敷金属性能表现就全面了可惜,我国埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂标准中,不能列出熔敷金属化学成分范围,比起美、日国家标准来,是一个很大差距
(3)当埋弧焊焊丝确定以后,则埋弧焊用焊剂成分则成为影响埋弧焊焊接工艺性能、熔敷金属成分与性能的重要因素在__和欧洲焊剂国家标准中都规定了焊剂组成及特性,而中国和美国埋弧焊焊接国家标准中也在附录中说明了焊接类型分为中性焊剂、活性焊剂和合金焊剂三种,只是定性的做了说明,没有定量的划分并特地建立了“焊剂中性指数”概念,用来表示焊丝--焊接组合焊接碳钢时,与焊缝金属中的Mn、Si含量有关的指数
2.4承压设备的焊接及对焊材要求
2.
4.1承压设备法规与标准的规定
2.
4.
1.1《固定式压力容器安全技术监察规程》中规定,常规设计方法的安全系数见表5表5常规设计方法的安全系数材料室温下的(板、锻件、管)抗拉强度Rm设计温度下的屈服强度RteL(Rtp
0.2)(注1)ns≥
1.5ns≥
1.5ns≥
1.5ns≥
1.5ns≥
1.5ns≥
1.5设计温度下持久强度极限平均值RtD(注2)nd≥
1.5nd≥
1.5nd≥
1.5nd≥
1.5--设计温度下蠕变极限平均值(每1000小时蠕变率为
0.01%的)Rtnnn≥
1.0nn≥
1.0nn≥
1.0nn≥
1.0---碳素钢和低合金钢高合金钢钛及钛合金镍及镍合金铝及铝合金铜及铜合金nb≥
2.7nb≥
2.7nb≥
3.0nb≥
3.0nb≥
4.0nb≥
3.0注1对于奥氏体不锈钢材料,如果标准中规定了Rtp
1.0,则可以选用该值计算其许用应力;注2根据设计寿命选用
1.0×105h、
1.5×105h、
2.0×105h等持久强度极限值GB150-1998中规定,常规设计方法的安全系数见表6表6GB150-1998中规定的安全系数材料碳素钢、低合金钢高合金钢许用应力取下列各值中的最小值,MPa?????b、s、s、D、n
3.
01.
61.
61.
51.0??
0.2)?
0.2)??(?(?b、s、s1Dn
3.
01.
51.
51.
51.071对奥氏体高合金钢制受压元件,当设计温度低于蠕变范围,且允许有微量的永久变形时,可适当提高许用应力至
0.9?S(?
0.2),但不超过量永久变形就产生泄露或故障的场合从表6与表7对比可见,设计标准降低强度计算的安全系数,必须要求提高制造压力容器母材与焊材的质量指标美国《A__E锅炉压力容器规范》中强度计算安全系数为
3.
52.
4.
1.2GB713--2008《锅炉压力容器用钢板》代替GB713--1997《锅炉用钢板》与GB6654--1996《压力容器用钢板》,GB713--2008中各钢号主要性能指标大大提高如表7表7GB713--2008各钢号主要性能表GB/T713--1997GB6654--199620g20R16Mng、19Mng、16MnR15MnNbR18M__oNbR13MnNiCrMoNbg13MnNiCrMoNbR15CrMog15CrMoR14Cr1MoR12Cr2Mo1R12Cr1MoVRGB/T713-2008牌号Q245RaQ345RaQ370R18M__oNbR13MnNiMoR15CrMoR14Cr1MoR12Cr2Mo1R12Cr1MoVR化学成分,%P≤
0.025≤
0.025≤
0.025≤
0.020≤
0.020≤
0.025≤
0.020≤
0.020≤
0.025S≤
0.015≤
0.015≤
0.015≤
0.010≤
0.010≤
0.010≤
0.010≤
0.010≤
0.010抗拉强度,MPa380~520470~640520~630570~720570~720440~590510~680520~680430~590力学性能温度,℃00-200020202020V型冲击功,J≥31≥34≥34≥41≥41≥31≥34≥34≥34?
0.2)(?s此规定不适用于法兰或其他有微
1.5从表7可见,GB713-2008特点是
(1)减低杂质P与S含量
(2)抗拉强度规定了上、下限值
(3)夏比V形缺口冲击功提高锅炉压力容器常用钢号及相匹配的焊材性能如表8所示,对比表7与表8可见,目前焊材国家标准技术性能指标明显不如钢材
(1)焊条A熔敷金属杂质S.P含量指标高;B熔敷金属抗拉强度规定值只有下限、没有上限;C熔敷金属夏比V形缺口冲击吸收功规定值不足;D带“G”焊条不规定熔敷金属杂质S、P含量,也不规定熔敷金属夏比冲击吸收功指标;E熔敷金属不规定弯曲试验
(2)埋弧焊焊材A)埋弧焊焊材熔敷金属不保证化学成分,当然更不保证杂质S、P含量;B)熔敷金属不规定弯曲试验8表8锅炉压力容器常用钢号及相匹配的焊材性能GB713常用钢材牌号相匹配的焊条型号PS抗拉强度MPaQ245RE4315≤
0.040≤
0.035Q345RE5015≤
0.040≤
0.035Q370RE5515G18M__oNbRE6015D1≤
0.035不规定不规定≤
0.03513MnNiMoRE6015D1≤
0.035≤
0.03515CrMogE5515B2≤
0.035≤
0.03514Cr1MoRE5515B2≤
0.035≤
0.03512Cr2Mo1RE6015B3≤
0.035≤
0.03512Cr1MoVRE5515B2-V≤
0.035≤
0.03516MnDRGB353109MnNiDRGB353107MnCrMoVRGB191__E6015G不规定不规定≥540不规定无型号E5015不规定不规定≥540不规定≥540常温≥27F48P0H08CrMoVA不规定不规定480~6600≥27≥590常温≥27≥540常温≥27≥540常温≥27≥590-30≥27≥590-30≥27F62A2H08Mn2MoVAF62A2H08Mn2MoVAF48P2H08CrMoA不规定不规定480~6600≥27不规定不规定620~760-20≥27不规定不规定620~760-20≥27≥540不规定≥490-30≥27F5A2-H10Mn2不规定不规定480~650-20≥27≥420-30温度℃冲击功J≥27F4A2-H08MnA不规定不规定焊条(GB/T
5117、GB/T5118)化学成,%力学性能相匹配的焊材型号PS抗拉强度MPa415~550-20温度℃冲击功J≥27埋弧焊焊材(GB/T
5293、GB/T12470)化学成分,%力学性能
2.
4.2承压设备对焊接材料的技术要求钢制承压设备焊接材料对熔敷金属主要有下列要求9
(1)进一步降低低硫、磷含量接近GB713标准规定值;
(2)限制抗拉强度上限;
(3)冲击试样夏比V型缺口冲击功与GB713标准规定值相当;
(4)拉伸试样断后伸长率A≥20%
(5)弯曲试验,弯心直径等于4倍试样厚度,180°;
(6)扩散氢含量较低
2.5焊材国家标准不能符合承压设备技术条件目前,我国承压设备所使用的焊接材料国家标准和行业标准主要有GB/T983-1995不锈钢焊条GB/T5117-1995碳钢焊条GB/T5118-1995GB/T5293-1999GB/T8110-2008GB/T12470-2003GB/T14957-1994GB/T14958-1994GB/T17854-1999GB/T5092-2008求
2.
5.1焊接材料标准只是对焊材通用性基本要求,若用于承压设备则带来隐患
(1)熔敷金属中硫、磷含量规定普遍高于承压设备用钢材
(2)熔敷金属抗拉强度最大值无限制,造成焊接接头塑性与韧性匹配失调以焊接Q345R为例,与其匹配焊条的的黄金搭档为E5015型焊条(牌号为J507),某厂采购36批E5015型焊条其熔敷金属抗拉强度统计如表9表9E50XX型焊条熔敷金属抗拉强度实测值MPa520≤σ<540b540≤σ<590b590≤σ<640bE60XX640≤σ<683b1某厂36批E50XX型焊条抗拉强度统计表批数比例低合金钢焊条埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂熔化焊用钢丝气体保护焊用钢丝埋弧焊用不锈钢焊丝和焊剂焊接用不锈钢丝认真分析对比承压设备法规、规章、标准与焊接材料标准内容,我们认为现行焊接材料国家标准难以满足承压设备的要实际达到的型号级别E50XX822%E50XX
2158.3%
6716.9%
19.7%
2.8%
(3)焊材熔敷金属不规定弯曲试验,难以显示内部微小缺陷
2.
5.2承压备用焊材的合金体系要从中国实际情况出发,不能等效采用国外标准
(1)焊材标准可以等效美国标准,但合金体系不能等效在美国焊材标准中,凡不是美国合金体系内的焊材所相应的型号都标有”G“字,对待“G”的焊材其熔敷金属磷、硫含量不规定,冲击试验不要求,熔敷金属化学成分中一般只规定一个元素成分,由于中国焊材标准等效采用了美国国家标准,因而也将带“G焊材规定全部照搬过来,使得符合我国资源特点、冶金水平,使用良好的低合金钢焊材也都得加上“G”,如E5016-G(J506RH)、E5015-GW
606、J507RH、E5516-GJ556RH、E6015-GJ607RH,按照国家标准规定带“G”焊条三个不保(硫磷含量不规定,冲击韧性不规定,所有化学成分不规定),谁敢在承压设备10上使用
(2)焊材国家标准中对焊缝咬边、未熔合要求大大低于承压设备设计、制造标准承压设备法规、标准和焊材国家标准对焊缝未熔合规定见表10
①②③焊缝咬边焊缝未熔合熔敷金属冲击韧性表10法规、标准名称蒸汽锅炉安全技术监察规程压力容器安全技术监察规程(1999年)锅炉压力容器管道焊工考试与管理里规则GB50236-1998现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范GB150-1998《钢制压力容器》JB4708-2000《钢制压力容器焊接工业评定》JB/T5117-1995《碳钢焊条》角焊缝试件不允许出现未熔合焊缝根部未熔合的总长度不大于焊缝总长度的20%,当未熔合的深度不大于最小焊脚的25%时,连续未熔合的长度不应大于25mmGB/T5118-1995《低合金钢焊条》焊缝根部未熔合的总长度应大于焊缝总长度的20%,连续未熔合的长度不大于25mm
2.
5.3焊接材料生产管理不能满足承压设备用焊材要求
(1)批量过大、控制不当焊材按各种同一批原料作为划分焊材批号严格来讲是做不到的,每种型号的焊条药皮(焊剂、药芯中的药粉)都由10余种原材料组配而成,很难保证同一批号焊条药皮中的各种原材料都是同一批号,绝大部分焊材厂缺少检验药皮(焊剂配方、药芯中药粉)配方组合后,各组份的正确性与均匀性的有效手段
(2)焊材生产厂中焊材存放与销售周转过程中储存条件差
2.6焊接材料采购导则没有采购导则的焊材国家标准是不完整的,购来的焊材质量是最起码、最基本的要求、难以满足承压设备多元化技术要求,焊接材料质量的稳定性、均匀性得不到保证我国等效采用了多个美国焊接材料国家标准,唯独没有采用AWSA
5.01填充金属采购导则,也没有编制焊材采购标准,使人误解为焊材国家标准是最高技术要求,按国家标准采购的焊接材料性能的稳定性与均匀性都得到保证,其实并非如此
2.
6.1焊接材料的批量划分焊接材料的质量是由产品质量证明书保证的,质量证明书是按批检验的因此,批量划分方法则成为焊接材料质量可靠性、稳定性和均匀性的关键
2.
6.
1.1我国焊接材料批量是按重量划分的,见表11表11焊材标准GB/T983-1995GB/T5117-1995焊材国标中批量规定每批规定方法同一批号焊芯,同一批号主要涂料原料,以同样涂料配方,同样制造工艺同一批号焊芯,同一批号主要涂料原料,以同样涂料配方,同样制造工艺批量(吨)≤10≤50EXX03-X≤50GB/T5118-1995同一批号焊芯,同一批号主要涂料原料,以同样涂料配方,同样制造工艺EXX13-X≤50其余≤30GB/T8110-2008同一炉号、同一形状、同一尺寸、同一交货状态ER50-X≤20011法规、标准对焊缝未熔合的要求焊缝未熔合的规定JB4730-1994规定Ⅱ级片不允许有未熔合GB3323规定二级片、___都不允许有未熔合ER49-1≤200其余≤30GB/T14957YB/T5092GB/T5293-1999同一牌号、同一炉号(或同一生产批号)、同一形状、同一尺寸、同一交货状态同一牌号、同一炉号、同一尺寸、同一交货状态焊丝:同一炉号、同一形状、同一尺寸、同一交货状态焊剂同一批原材料、同一配方、同一制造工艺焊丝:同一炉号、同一形状、同一尺寸、同一交货状态焊剂同一批原材料、同一配方、同一制造工艺焊丝:同一牌号、同一炉号、同一尺寸、同一交货状态焊剂同一批原材料、同一配方、同一制造工艺不规定不规定焊剂≤60GB/T12470-2003焊剂≤60GB/T17854-99焊剂≤
102.
6.
1.2美国AWSA
5.01的批量划分方法
(1)焊接材料批量划分组元
①焊芯、焊带、焊丝和填充丝A)单一炉号焊芯、焊带、焊丝和填充丝由同一炉号的金属锭轧制成;B)组合炉号化学成分在标准所要求范围内德两个或多个单一炉号的金属锭组合后轧制成焊芯、焊带、焊丝和填充丝;
②药皮A)单一湿混料;B)组合湿混料在焊芯涂敷药皮前后要进行充分试验(包括化学分析)证明所用组合湿混料与单一湿混料相当
③焊剂A烧结焊剂I单一湿混料;Ii组合湿混料烧结前后要进行充分试验(包括化学分析),证明所用组合湿混料与单一湿混料相当B熔炼焊剂I单一炉料;Ii组合炉料焊接熔炼前后要进行充分试验(包括化学分析)证明所有组合炉料与单一炉料相当
(2)焊接材料批量级别
①焊条A)T1级按焊材厂质量保证大纲规定的焊条质量;B)T2级焊材厂连续24小时内生产的焊条质量(不超过45000kg)C)T3级焊条厂连续24小时内生产的焊条质量(不超过45000kg)但所用药皮与焊芯规定如下ⅰ药皮单一湿混料或组合湿混料ⅱ焊芯焊材厂采用单一炉号或组合炉号材料连续24小时内生产的焊芯质量(不超过45000kg)D)T4级焊材厂采用组合湿混料和单一炉号焊芯生产的焊条质量;E)T5级焊材厂采用单一湿混料和单一炉号焊芯生产的焊条质量
②焊芯、焊带、焊丝和填充丝A)S1级按焊材厂质量保证大纲规定的质量B)S2级焊材厂用单一炉号或组合炉号材料在一个周期内所生产的质量(不超过45000kg)C)S3级焊材厂用单一炉号或组合炉号的材料,连续24小时内所生产的质量(不超过45000kg)D)S4级焊材厂用单一炉号的材料在一个周期内所生产的质量
③埋弧焊焊剂A)G1级焊材厂质量保证大纲规定的质量B)G2级焊材厂用单一湿混料或单一炉料在一个周期内所生产的质量
2.
6.2对比中、美两国焊接材料划分方法可以看出12
(1)焊丝中国三个焊丝标准中都规定同一炉号组成一批号,但不规定每批__,美国采购导则中规定焊丝可以由单一炉号组成,也可以由组成炉号组成,根据炉号组合和焊丝生产量而将焊丝份为四个等级
(2)焊条中国三个焊条国家标准都规定A焊芯为同一批号,不是同一炉号,可以是多个炉号组成一个炉号;B药皮为同一批号主要涂料原料,不是所有涂料原料;也没有明确组合配料药皮涂料涂敷前后要进行包括化学分析在内的充分试验,以证明组分相同而美国焊材采购导则国家标准中A)焊芯明确划分为单一炉号和组合炉号两种情况;B)药皮明确划分为单一湿混料和组合湿混料两种情况;C)根据焊芯与药皮不同划分后组合以及焊条产量,而将焊条批量分5个等级
(3)焊剂中国三个焊剂标准都规定了应为同一批原材料、同一配方和同一制造工艺组成一个批量,其重量也作了规定据我们了解,每个牌号的焊剂配方中都有近10种原材料,每次配方都选用同一批原材料的可能性不大美国焊材采购导则中明确规定区分单一湿混料,与组合湿混料两种而且规定组合湿混料(炉料)在烧结(熔炼)前后都要进行包括化学分析在内的充分试验,证明组合湿混料(炉料)与单一湿料(炉料)相当
2.
6.3检验范围类别规定检验范围类别的目的是为了在保证焊材质量基础上,根据不同需求及焊材厂质量稳定性,减少产品出厂检验项目
(1)焊材厂应当保证出厂产品符合标准的规定或采购合同要求
(2)焊材厂按照确定的检验范围类别进行产品出厂检验,并在产品质量证明书中填写检验项目的结果及数据,不在检验范围内的项目应保证合格
(3)焊材检验范围类别划分如表12,由采购方选择检验范围类别当采购方不指定检验范围类别时,焊材厂则按J3类检验表12检验范围类别代码检验项目批量级别焊材检验范围类别说明
(1)化学分析元素按标准规定J1化学分析采购方指定
(2)用组合炉号来划分批量组元的有色金属材料,应提供符合批量各炉号的化学成分证明J2J3J4按表13规定按焊材厂规定按标准规定采购方指定焊材厂指定采购方指定用组合炉号来划分批量组元的有色金属材料应提供符合批量各炉号的化学成证明用组合炉号来划分批量组元的有色金属材料应提供符合批量各炉号的化学成证明
(1)焊材厂提供12个月的焊材在线生产按JB/T4747规定检验J5按标准规定焊材厂指定合格报告
(2)用组合炉号来划分批量组元的有色金属材料应提供符合批量各炉号的化学成证明按标准规定和订J6货合同规定的附加检验项目采购方指定订货合同中规定附加检验项目同时,还应指明试验方法和合格指标13表13材料类别焊材类型化学分析拉伸试验冲击试验焊条射线检测药皮含水量(限低氢型药皮焊条)碳钢检验类别为J3的检验项目低合金钢化学分析拉伸试验冲击试验射线检测化学分析高合金钢堆焊铝合铝合金钛和钛合金药皮含水量(限低氢型药皮焊条)化学分析GTAW、G__W、PAW用焊丝和填充丝化学分析拉伸试验射线检测化学分析拉伸试验射线检测-射线检测平板堆焊试验(限填充丝)化学分析SAW、ESW用焊丝-焊剂焊带-焊剂化学分析拉伸试验冲击试验射线检测化学分析拉伸试验冲击试验射线检测化学分析射线检测化学分析弯曲试验–
2.7NB/T47018-2011《承压设备用焊接材料技术条件》简介《承压设备用焊接材料交货技术条件》份7个部分---第1部分采购通则---第2部分钢焊条;---第3部分气体保护电弧焊钢焊丝和填充丝;---第4部分埋弧焊钢焊丝和焊剂;---第5部分堆焊用不锈钢焊带和焊剂;---第6部分铝及铝合金焊丝和填充丝;---第7部分钛及钛合金焊丝和填充丝
2.
7.1焊接材料批量划分单元A)焊芯、焊带、焊丝和填充丝的批量单元为单一炉号和组合炉号组合炉号的盘条只允许有一个焊接接头无接头盘条只需在一端取样化学分析,而有接头的盘条应从两端取样化学分析B)药皮的批量单元分为单一湿混料和组合湿混料在焊芯涂敷组合湿混料前后应进行试验(包括化学分析)证明所用组合湿混料与单一湿混料相当C)烧结焊剂的批量单元分为单一湿混料和组合湿混料组合湿混料烧结前后应进行试验(包括化学分析)证明所用组合湿混料与单一湿混料相当D)熔炼焊剂的批量单元分为单一炉料和组合炉料组合炉料的焊剂熔炼前后应进行试验(包括化学分析)证明所用组合炉料和单一炉料相当
2.
7.2焊接材料批量A)焊条焊接材料生产商采用组合湿混料和单一炉号焊芯,用同样的制造工艺制成,每批最高__见表14B)焊芯、焊带、焊丝和填充丝14焊接材料生产商用单一炉号、同一形状、同一规格、同一交货状态的材料在一个生产周期内制成,每批最高__见表14C)焊剂焊接材料生产商用单一湿混料(或组合湿混料)、单一炉料(或组合炉料)在一个生产周期内制成,每批最高__见表14表14焊接材料类别碳钢焊条低合金钢焊条不锈钢焊条碳钢焊芯、焊丝、填充丝低合金钢焊芯、焊丝、填充丝不锈钢焊芯、焊丝、填充丝堆焊用不锈钢焊带(厚度等于或小于
0.5mm)铝及铝合金焊丝、填充丝钛及钛合金焊丝、填充丝碳钢、低合金钢用焊剂不锈钢用焊剂
2.
7.3质量证明书
①焊接材料生产商应当保证出厂产品符合本标准的规定或采购合同要求
②焊接材料生产商在产品质量证明书中检验项目应不少于表15的规定,并填写实际检验结果,其余项目应保证合格
③当采购方对承压设备用焊接材料有附加技术要求时,应在订货合同中提出,并同时规定试验方法和合格指标表15承压设备用焊接材料的检验项目焊接材料类型材料类别碳钢低合金钢不锈钢堆焊铝合铝合金钛和钛合金焊条JB/T
4747.2化学分析拉伸试验冲击试验射线检测药皮含水量(限低氢型药皮焊条)GTAW、G__W、PAW用焊丝和填充丝JB/T
4747.3化学分析a冲击试验射线检测JB/T
4747.2化学分析拉伸试验冲击试验射线检测药皮含水量(限低氢型药皮焊条)JB/T
4747.3化学分析a冲击试验射线检测JB/T
4747.6化学分析射线检测平板堆焊试验(限填充丝)SAW、ESW用焊丝-焊剂焊带-焊剂JB/T
4747.4化学分析拉伸试验冲击试验射线检测ba各类焊材每批最高__每批最高__5000030000_____3000020000_____5000_____100030000_____kgJB/T
4747.2化学分析拉伸试验射线检测---JB/T
4747.7化学分析射线检测aJB/T
4747.4化学分析拉伸试验冲击试验射线检测bJB/T
4747.4化学分析射线检测bJB/T
4747.5化学分析b--15焊剂含水量注a对焊丝b对熔敷金属焊剂含水量表16NB/T47018中焊材与相应钢材性能对比表GB713-2008中钢号抗拉强度MPaV型缺口冲击功JNB/T4701中相匹配焊材型号(上行为焊条,下行为埋弧焊焊材)Q245R380~520470~640520~630570~7200℃,≥31JE4315420~540-30℃,≥54J-20℃,≥34J-30℃,≥54J-20℃,≥34J-30℃,≥54J抗拉强度MPaV型缺口冲击功JF4A2-H08MnAQ345R0℃,≥34JE5015415~535490~610F5A2-H10Mn2Q370R-20℃,≥34JE5515-G480~600540~660590~710620~74018M__oNbR0℃,≥41JE6015-D1-30℃,≥54J-20℃,≥34J-30℃,≥54J-20℃,≥34J室温,≥47J0℃,≥34J室温,≥47室温,≥54J室温,≥47J0℃,≥34JF6A2-H08Mn2MoVA13MnNiMoR570~7200℃,≥41JE6015-D1590~710620~740F6A2-H08Mn2MoVA15CrMog440~59020℃,≥31JE5515-B2540~660480~600F48P0-H08CrMoA14Cr1MoR12Cr2Mo1R12Cr1MoVR510~680520~680430~59020℃,≥34J20℃,≥34J20℃,≥34JE5515-B2E6015-B3E5515-B2-V540~660590~710540~660F48P0-H08CrMoA
2.
7.4NB/T47018中焊条、埋弧焊焊材与相应钢材性能对比480~600焊接结构中,选用焊材的基本原则之一是等强匹配,所谓“等强”就是焊缝金属的抗拉强度与母材抗拉强度的差值不超过母材抗拉强度的10%,这样才能做到良好的韧性匹配与塑性匹配承压设备用焊接材料熔敷金属抗拉强度标准值下限与国标相同,上限值与下限值之差不超过120MPa,可以做到焊材熔敷金属抗拉强度范围基本在各常用钢材抗拉强度上下限之间,从而有效地保证焊接接头有着良好的强度匹配、韧性匹配与塑性匹配,有效地增加承压设备内在质量焊材熔敷金属抗拉强度与锅炉压力容器用钢板抗拉强度对比见表16承压设备失效的主要原因往往不是强度不足,而是韧性与塑性储备不足所致焊缝金属的韧性与焊接工艺关系密切,也很敏感在我国暂时还没有规定冲击试验准则的情况下,适当提高材料的冲击韧性验收指标是非常值得的在焊接材料熔敷金属冲击韧性不低于相匹配母材前提下,参与本标准的编制焊材生产厂,主动将冲击试验合格指标提高一步,而成为本标准中技术条款焊材熔敷金属V型缺口冲击功与锅炉压力容器用钢板对比见表16,NB/T47018中对焊材熔敷金属V型缺口冲击功规定值已经比原焊材国家标准提高了不少
2.8承压设备用焊接材料生产商应具备下列条件
(1)规模生产规模足够大,产品类别多,分销商遍布全国;
(2)管理__结构齐全,质量保证体系有效运转;
(3)技术技术水平国内领先,专业人才充分;16
(4)原材料定点供应,渠道通畅;
(5)设备生产焊条、焊剂的厂家应具有用于湿混料、炉料成分分析仪器(如X射线萤光分析仪)和先进的混合、搅拌装置等设备;生产焊条、焊丝、填充丝及焊带的厂家应具有直读光谱仪;
(6)质量产品质量连续12个月合格
3.中、美钢制压力容器焊接规程标准对比
3.1我国压力容器行业中经常使用JB/T4709压力容器焊接规程标准早在1973年便出版了JB/Z105-1973,以后1992年,2002年两次修订成为《钢制压力容器焊接规程》2011年经国家能源局公布为NB/T47015-2011,《压力容器焊接规程》,该标准的特点A)只规定压力容器焊接时,哪些是允许做的,哪些是不允许做的但不规定压力容器焊接工艺规程,即不规定压力容器焊接工艺程序,世界上压力容器多种多样,各制造厂的设备、工艺、管理也是千差万别,不可能都按照同一个工艺程序进行B)焊接规程是实践性极强的学科,比如焊接变形是焊制压力容器经常遇到的问题,我们只能提出防止变形措施,焊接变形要求,但不能提出预防变形统一程序,要求全行业执行,BN/T47015-2011中特别规定“凡通过试验研究或实践有效的成果,经相关各方认可并列入企业标准,可用于压力容器焊接
3.2中、美压力容器焊接规程比较锅炉行业、压力管道行业都提出,要编制本行业的焊接规程,突出本行业焊接特点,故NB/T47015只限于用于压力容器行业,与前两版相同,NB/T47015也参照采用了A__EⅧ卷,根据国内实际情况,经过协调得出新的版本
3.
2.1需要进行焊接工艺评定和焊工考试的焊缝
3.
2.
1.1施焊下列各类焊缝的焊接工艺应按NB/T47014评定合格:A受压元件焊缝;B与受压元件相焊的焊缝;C上述焊缝的定位焊缝D受压元件母材表面堆焊、补焊
3.
2.
1.2施焊下列各类焊缝的焊工应按TSGZ6002规定考核合格A)受压元件焊缝;B)与受压元件相焊的焊缝;C)融入上述永久焊缝内的定位焊缝;D)受压元件母材表面堆焊、补焊NB/T47015中的规定与A__EⅧ相同
3.
2.2预热
3.
2.
2.1JB/T4709-2000中预热温度见表17,它是根据国内各厂经验综合而成的,NB/T47015中的预热温度则参照了A__EⅧ-1中非强制性附录R预热,见表18使用该表中时应注意按NB/T47014中对钢材的分类规定,而推荐了最低预热温度,当工程实际使用时预热温度还要考虑到焊件厚度,结构的拘束度和环境温度而有所提高在表18中原A__EⅧ附录R规定P-N01组别
1.
2.3“对规定的最高含碳量超过
0.3%且接头厚度超过25mm的材料,预热温度为80℃”,对含碳量的规定不符合中国标准规定,而改为抗拉强度下限值≥490MPa的材料表17常用钢号推荐的预热温度钢号20G2020R20g厚度,mm30~50预热温度,℃≥50≥100≥150≥50>50~100>10016MnD09MnR16MnDR09MnNiDR15MnNiDR16Mn16MnR15MnVR15MnNbR30~50≥30≥100≥15017>5020M__o20M__oD08MnNiCrMoVD07MnCrMoVR07MnNiCrMoVDR任意厚度≥10016~30≥60≥80≥100≥150≥180>30~40>40~50任意厚度13MnNiMoNbR18MnNiMoNbR20M__oNb12CrMo15CrMo12CrMoG15CrMoR15CrMoG12Cr1MoV12Cr1MoVG14Cr1MoR14Cr1Mo12Cr2Mo12Cr2Mo112Cr2MoG12Cr2Mo1R1Cr5Mo任意厚度≥200≥150>10>6≥150任意厚度≥250表18常用钢材推荐的最低预热温度钢材类别Fe-1预热条件
①规定的抗拉强度下限值大于或等于490MPa,且接头厚度大于25mm
②除
①外的其他材料Fe-2Fe-3
①规定的抗拉强度下限值大于490MPa,或接头厚度大于16mm
②除
①外的其他材料Fe-4
①规定的抗拉强度下限值大于410MPa,或接头厚度大于13mm
②除
①外的其他材料Fe-5AFe-5B-1
①规定的抗拉强度下限值大于410MPa
②规定最低铬含量大于
6.0%且接头厚度大于13mm
③除
①、
②外的其他材料Fe-6Fe-7Fe-8Fe-9B注钢材类别按NB/T
470143.
2.3焊后热处理
3.
2.
3.1根据A__EⅧ中的规定,对碳钢、低合金钢、高合金钢规定了焊后热处理温度界限碳素钢和低合金钢低于490℃的热过程,高合金钢低于315℃的热过程,均___焊后热处理对待
3.
2.
3.2焊后热处理规范A)JB4708-2000中常用钢号焊后热处理推荐温度(见表19)主要从保证钢材焊接接头最佳力学性能出发而规定的,,而NB/T47015中焊后热处理温度(见表20)则与A__EⅧ-1中UCS篇《碳钢和低合金钢建造压力容器》的规定相同,表20只规定了焊后热处理允许最低温度,根据焊件不同需求(如力学性能、高温性能、腐蚀性能、消除应力)而有所调整,值得注意的是,当焊后热处理温度低于表20规定温度时,需要延长体温时间,见表2118150200不预热不预热150最低预热温度8015801512015200B)局部焊后热处理的保温范围有了新的规定,2007年版A__EⅧ-1中已作了修改,即“均温带的最小宽度为焊缝最大宽度两侧各加δpwHT或50mm,取其两者较值以前则规定”焊缝每侧加热带宽度不得小于容器厚度的2倍,有关焊后热处理的均温度,加热带、绝热带的关系如图1所示我们理解为,在均温区范围内的任一点温度在保温时间范围内,均应达到规定的范围而加热区间的范围则需要根据工件厚度,结构、加热方式和绝热状况自行确定C)保温时间在焊后热处理过程中,在被热处理区域内,所有测量点的温度都达到保温温度的规定区间下限值开始,当其中任一测量点的温度下降到规定下限值的结束
3.
2.
3.3确定焊后热处理的保温时间参数是焊缝金属厚度,而不是钢板厚度,这一观念已被新版GB150所接受表19常用钢号焊后热处理规范表20焊后热处理推荐规范19钢质母材类别1)Fe-12)Fe-2Fe-32Fe-4Fe-5133Fe-5B-27Fe64Fe-746Fe8Fe-9B2Fe10HFe-10I6Fe-5BFe-5C最低保温温度,℃600-600650680730(最高保温温度775℃)760730见600注5)见600注5)在相应焊后热处理厚度下,最短保温试≤50mmбPWHT25≤最少为15min125mmбPWHT25,бPWHT25≤,最25mmбPWHT25最最少为15min少为30min最少为30min;>50mm~125mm>125mmбPWHT25>25mm1+件,h2+бPWHT255+>5+125mm2+少为15minбPWHT25бPWHT—50100бPWHT—125100бPWHT—125100бPWHT—5025бPWHT—251001)钢质母材类别按NB/T47014规定2)Fe-
1、Fe-3类别的钢质母材,当不能按本表规定的最低保温温度进行焊后热处理时,可按表6的规定降低保温温度,延长保温时间;Fe-9B类别的钢质母材保温温度不得超过635℃,当不能按本表规定的最低保温温度进行焊后热处理时,可按表6的规定降低保温温度(最多允许降低55℃),延长保温时间3)Fe-5A类、Fe-5B-1组的钢质母材,当不能按本表规定的最低保温温度进行焊后热处理时,最低保温温度可降低30℃,降低最低保温温度焊后热处理最短保温时间
①当бPWHT≤50mm时,为4h与(4×бPWHT25)h中的较大值;
②当бPWHT>50mm时,为表6中最短保温时间的4倍4)Fe-
6、Fe-7中的06Cr13AI型不锈钢,当同时具备下列时,无需进行焊后处理
①②③④钢材中碳含量不大于
0.08%;用能产生铬镍奥氏体熔敷金属或非空寂淬硬的镍-铬-铁熔敷金属的焊条施焊;焊接接头母材厚度大于10mm,或母材厚度为10mm~38mm且保持230℃预热温度;焊接接头100%射线透照检测5)Fe-
8、Fe-10H类钢质母材焊接接头既不要求,也不禁止采用焊后热处理6)焊件温度高于或等于650℃时,冷却速度不应大于55℃/h,低于650℃后迅速冷却,冷却速度应足以防止脆化7)Fe-5B-2类焊后热处理保温温度与焊缝金属成分密切相关,表中所列数值尚需调整表21焊后热处理温度低于规定最低保温温度时的保温时间
203.
2.
3.4重新进行焊后热处理的规定图1局部焊后热处理各带示意图A)A__EⅧ中对于首次焊后热处理的厚度规定,同样也适用于经焊接返接后要不要重新进行焊后热处理,在新版GB150中规定返修深度小于钢材厚度δ5的1/5,且不大于13mm时,可不再进行焊后热处理,为与新版GB150统一,NB/T47015也作了修改B)不重新进行焊后热处理的焊接返修技术要求也与A__EⅧ相同1)返修焊缝坡口,要进行表面无损检测,确认无缺陷;2)采用低氢型药皮焊条;3)Fe-1类钢材,预热温度高于或等于100℃Fe-3类钢材,与人温度高于或等于180℃,道间温度不超过230℃;4)焊道最大宽度为焊芯直径的4倍;5)对于Fe-3类钢,则需采用半焊道加回火焊道技术进行焊接返修
①②③④⑤⑥⑦采用最大直径为
3.2mm的焊条在坡口表面上堆焊一层;在焊第二层之前,要将坡口表面层上的堆焊金属磨去一半厚度;采用最大直径为4mm的焊条继续施焊;在返修焊缝表面施焊回火焊道;返修焊缝及回火焊道完成后进行后热200℃~260℃保温4h;磨去回火焊道余高,使之与母材表面齐平;返修焊缝冷却到常温后进行表面无损检测,对于Fe-3类钢材,应在焊后至少48h才允许进行检测返修焊缝厚度大于10mm时应进行射线检测4中美锅炉压力容器焊接工艺评定标准对比国际标准ISO15607:2003《金属材料焊接工艺规程及评定--一般原则》是由一系列标准所组成其中由焊接方法为主的评定标准有10项,由金属材料类别为主的评定标准为6项特定条件(管-板、水下焊接)为主的评定有3项,焊接工艺评定方法有5中系列如下ISO15607ISO15609-1金属材料焊接工艺规程及评定----一般原则金属材料焊接工艺规程及评定----焊接工艺规程-----第一部分弧焊21ISO15609-2ISO15609-3ISO15609-4ISO15610ISO15611ISO15612ISO15613ISO15614-1焊ISO15614-2ISO15614-3ISO15614-4ISO15614-5ISO15614-6ISO15614-7ISO15614-8ISO15614-10ISO15614-11金属材料焊接工艺规程及评定----焊接工艺规程-----第二部分气焊金属材料焊接工艺规程及评定----焊接工艺规程-----第三部分电子束焊接金属材料焊接工艺规程及评定----焊接工艺规程-----第四部分激光焊接金属材料焊接工艺规程及评定----基于试验焊接材料的评定金属材料焊接工艺规程及评定----基于焊接经验的评定金属材料焊接工艺规程及评定----基于标准焊接规程的评定金属材料焊接工艺规程及评定----基于预生产焊接试验的评定金属材料焊接工艺规程及评定----焊接工艺评定试验---第一部分钢弧焊和气焊、镍及镍合金的弧金属材料焊接工艺规程及评定----焊接工艺评定试验---第二部分铝及铝合金的弧焊金属材料焊接工艺规程及评定----焊接工艺评定试验---第四部分铸铁的熔化焊金属材料焊接工艺规程及评定----焊接工艺评定试验---第四部分铸铝的__焊金属材料焊接工艺规程及评定----焊接工艺评定试验---第五部分钛、锆及其合金的弧焊金属材料焊接工艺规程及评定----焊接工艺评定试验---第六部分铜及铜合金的弧焊金属材料焊接工艺规程及评定----焊接工艺评定试验---第七部分堆焊金属材料焊接工艺规程及评定----焊接工艺评定试验---第八部分管-管板接头的焊接金属材料焊接工艺规程及评定----焊接工艺评定试验---第十部分高气压干法焊接金属材料焊接工艺规程及评定----焊接工艺评定试验---第十一部分电子束及激光焊接
4.
1.1焊工技能评定国际标准ISO9606-1焊工考试---熔化焊---第一部分钢ISO9606-2焊工考试---熔化焊---第二部分铝及铝合金ISO9606-3焊工考试---熔化焊---第三部分铜及铜合金ISO9606-4焊工考试---熔化焊---第四部分镍及镍合金ISO9606-5焊工考试---熔化焊---第五部分钛及钛合金、锆及锆合金ISO14732焊工人员---金属材料全机械及自动化焊接、熔化焊及电阻焊设备操__的考试
4.
1.2承压设备焊接工艺评定焊接工艺规程流程图22我国已经等效国际焊接工艺评定标准,中国标准为GB/T19866-2005《焊接工艺规程及评定的一般原则》,五种评定方法标准为GB/T
19868.2基于焊接经验的工艺评定GB/T
19868.3基于标准焊接规程的工艺评定GB/T
19868.4基于预生产焊接试验的工艺评定GB/T
19869.1钢、镍及镍合金的焊接工艺评定试验五种焊接工艺评定方法的应用范围见表22表22评定方法焊接工艺规程的流程如下示意图图
2234.2“焊接工艺评定”术语为验证所拟定的焊接工艺正确性而进行的试验过程及结果评价在NB/T47014中,焊接工艺评定是指为使焊接接头的力学性能、弯曲性能或堆焊层的化学成分符合规定,对预焊接工艺规程进行验证性试验和结构评定
4.3NB/T47018性质NB/T47018只是承压设备(锅炉、压力容器、压力管道)焊接工艺评定的通用性,基础性标准,承压设备的焊接工艺评定,除遵守本标准的规定外,还应符合锅炉、压力容器和压力管道产品相关标准、技术文件的要求,如压力容器产品中低温容器、调质钢、多层结构产品
4.4NB/T47014与A__EⅨ对比
4.
4.1焊接方法NB/T47014和A__EⅨ中的焊接方法如表23所示表23中、美承压设备焊接工艺评定中的焊接方法序号1焊接方法氧-燃料气焊NB/T47014√A__EⅨ√2423456789101112131415焊条电弧焊埋弧焊熔化板气体保护焊钨板气体保护焊等离子弧焊电渣焊气电立焊电子束焊螺柱焊摩操焊电阻焊激光焊闪光焊堆焊√√√√√限堆焊√√√√√√√√√√√√√√√√限耐蚀堆焊√
4.
4.2金属材料及分类NB/T47014与A__EⅨ中金属材料及分类对比见表24表24JB4708与A__EⅨ分类分组对比
252627284.
4.
2.1分类原则NB/T47014主要从金属材料化学成分、力学性能与焊接性能出发,力图按A__EⅨQW-422原则对国产材料进行分类
4.
4.
2.2分组原则承压设备究竟在什么情况下规定要进行冲击试验,国内规定与A__E《锅炉压力容器规范》规定不同,A__EⅧ篇中规定,根据钢材使用温度、钢材温度、强度级别和交货状态确定,若符合UG-84C4中图UG-84-1规定,则要求进行冲击韧性试验,否则可以豁免冲击,国内对压力容器冲击试验要求则由标准、图样式或钢材本身有无冲击试验来决定,可以说几乎所有钢材压力容器都要求进行冲击试验,因此,国内承压设备焊接工艺评定标准中母材分类后,分组原则不能与A__EⅨ相同,在NB/T47014中金属材料分组则按照强度级别、化学成分进行划分由于NB/T47014与A__EⅨ对钢材分组原则不同,因此在焊接工艺评定规则组别替代、复盖和省略的规定也不一样
4.
4.3填充金属分类NB/T47014中对填充金属分类与A__EⅨ完全不同,特别是对于钢质填充金属,A__EⅨ中对填充金属评定规则如下在
(1)F-No既是当焊接工艺评定时,对焊条与焊丝的分组,如对钢质焊条基本上按药皮类别划分组别,所有碳钢、低合金钢、不锈钢、焊条都可以为同一F-No;对于钢质焊丝,所有焊丝(不同钢材类别、用途、实芯、药芯)都放在同一F-No中.
(2)A-No将铁基熔敷金属按6大元素划分为12类,见表
25.表25焊接工艺评定用钢质焊缝熔敷金属化学成分分类
(3)埋弧焊按标准规定的型号,或非标准规定的焊剂、焊丝牌号29
(4)有无填充金属或附加填充金属NB/T47014则认为,既然本标准中对接焊缝与角焊缝____工艺的判断准则是焊接接头的力学性能,那么填充金属分类也应当与母材分类原则相同,按照填充金属的化学成分、力学性能与焊接性能进行分类,NB/T47014参照的本标准、JI__8285《压力容器焊接工艺评定》的规定,对填充材料分类做出规定,并相应规定了焊接工艺评定规则
4.
4.4焊后热处理及分类NB/T47014参照A__EⅨ规定,对焊后热处理做了分类,除了只规定了低于下转变温度的焊后热处理外,评定规则也与A__EⅨ基本相同
4.
4.5试件厚度与焊件厚度的评定规则NB/T47014参照了A__EⅨ相关规定,试件厚度与焊件厚度的评定规则基本相同
4.
4.6各种焊接方法的专用评定规则NB/T47014参照了A__EⅨ相关规定,各种焊接方法的专用评定规则基本相同
4.
4.7耐蚀堆焊工艺评定耐蚀堆工艺评定与A__EⅨ规定基本相同
4.
4.8换热器与管板焊接工艺评定与焊接工艺附加评定
4.
4.
8.1GB151-1999《管壳式换热器》附录B换热器与管板接头的焊接工艺评定中存在两个问题
(1)换热器与管板的焊接接头首先要保证力学性能;
(2)换热器与管板的焊脚是由设计决定的,焊脚长度取决于抗剪切力大小GB151-1999正文
5.
8.3图34和表33中已经规定了L1和L3尺寸如图
3、25所示焊接工艺评定应当保证而不是表保证H≥
1.4如图
4.图3表25图
4304.
4.
8.2A__EⅨ在2007年版中增加了管子与管板专用焊接工艺评定QW-193NB/T47014参照了QW-193编制了附录D换《热管和管板焊接工艺评定和焊接工艺评定附加评定》
4.
4.
8.3A__EⅨ
(2007)年版中说明按QW-193-1进行模拟接头评定合格指标是焊缝横截面应符合设计要求的最小泄漏通道尺寸;而NB/T47014附录D的合格是每个角焊缝的厚度都应大于或等于2/3D,如图5所示,从而才有可能保证要求换热管与管板焊脚长度大于设计规定4.
4.9对接焊缝试件力学性性能试验合格指标4.4.9.1拉伸试验拉伸试样的抗拉强度应不低于本标准规定的母材抗拉强度最低值,而不是JB4708中的“其标准规定的抗拉强度下限值”这与A__EⅨ规定相同4.4.9.2冲击试验
(1)冲击试验温度应不高于钢材标准规定冲击试验温度,而不是JB4708中的“常温”
(2)冲击试验合格指标为《固定式压力容器安全技术监察规程》中,表
2.1碳素钢和低合金钢(钢板、钢管和钢锻件)冲击功,这种规定方法与A__EⅨ中“应符合指定做冲击试验的有关卷要求”相同表5试件接头焊后的结构与形式示列图表26钢材及奥氏体不锈钢焊缝冲击功最低值材料类别碳钢和低合金钢钢材标准抗拉强度下限值Rm(MPa)3个标准试样冲击功平均值KV2(J)≤450>450~510>510~570>570~630>630~690奥氏体不锈钢焊缝≥20≥24≥31≥34≥38≥3131。