焊評的幾個問題

1、鋼制固定式壓力容器焊接 工藝評定的幾個問題一、 有關(guān)鍋爐焊接工藝評定 鍋爐的焊接工藝評定主要是遵照 1996 版蒸 汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程 （以下簡稱“鍋 規(guī)”）第71條和附錄I焊接工藝評定的有關(guān) 規(guī)定。鍋爐的焊接工藝評定有以下特點：1 、“鍋規(guī)” 第 71 條要求：“鍋爐產(chǎn)品焊接前， 焊接單位應(yīng)按附錄I的規(guī)定對下列焊接接 頭進行焊接工藝評定： 1.受壓元件之間的對 接焊接接頭； 2.受壓元件之間或者受壓元件 與非受壓元件之間連接的要求焊透的T接頭?！睆囊陨弦罂梢钥闯觥板佉?guī)”要求焊接 工藝評定的對象是焊接接頭，而不是焊縫。2、“鍋規(guī)”正文中無焊接工藝評定試樣保存 的要求。而容規(guī)對此有具體的規(guī)

2、定。3、試件母材厚度 t 和熔敷金屬厚度適用于焊 件厚度 T 和熔敷金屬厚度的范圍1）、鍋規(guī)附錄I試件母材 厚度t適用于焊件母材 厚度的有效范圍T適用于焊件焊縫 金屬厚度的有效 范圍最小值最大值最小值最大值1.5W t v 81.52t，且不大于1202t,且不 大于12t 80.75 t1.5 t01.5 t2） JB4708 （當焊件規(guī)定進行沖擊試驗時）試件母材 厚度t適用于焊件母材 厚度的有效范圍T適用于焊件焊縫 金屬厚度的有效 范圍最小值最大值最小值最大值1.5W t v 81.52t02tt 80.75 t2 t02t4、無碳鋼、低合金鋼和高合金鋼焊后熱處 理類別分類（JB4708的

3、條有相應(yīng)規(guī)定）5、產(chǎn)品焊縫要求金相檢驗時，工藝評定試 件應(yīng)切取一個金相試樣進行金相檢驗。（鍋規(guī)第106條要求當焊件材料為合金鋼， 且工作壓力3.8MPa的鍋筒、集箱及工作 壓力9.8MPa受熱面管的對接焊縫和角焊 縫應(yīng)進行金相檢驗。）6、鍋規(guī)附錄I第12條要求：當鍋筒縱縫母 材厚度大于20 mm,小于70mm時，工藝評 定試件還應(yīng)切取一個全焊縫金屬拉力試件（除取二件橫向拉力試件外）。7、鍋規(guī)附錄I第14條要求：對接焊縫工藝評定試件各評定項目的檢驗方法及合格標準應(yīng)與產(chǎn)品焊縫相同，且符合鍋規(guī)第五章有 關(guān)規(guī)定；鍋規(guī)第五章 受壓元件的焊接第103 條要求：從產(chǎn)品檢查試件上取三個焊接接頭 的沖擊試樣，三

4、個試樣的常溫沖擊吸收功平 均值應(yīng)不低于母材規(guī)定值。以 Q345R 為例：0C A 二 34J鍋規(guī)附錄I要求：工藝評定試件三個試樣的 常溫沖擊吸收功平均值應(yīng)不低于 34J;而JB4708要求：工藝評定試件沖擊吸收功平均值應(yīng)不低于27J。&鍋規(guī)附錄I第15條要求：對于要求全焊 透的角接接頭，采用組合焊縫試件加對接焊 縫試件和角焊縫工藝試件進行評定。而 JB4708 的 條 :對接焊縫評定合格的 焊接工藝用于角焊縫焊件時 ,焊件厚度的有 效范圍不限。9、鍋規(guī)附錄I第18條要求：必要時對焊接 工藝評定試件進行熔敷金屬化學(xué)成份分析， 對焊接接頭的硬度進行測定。10、鍋規(guī)附錄U焊接接頭拉力和彎曲試件中第

5、1 條要求：當板厚大于 30mm 時，可制取 一個或幾個試樣進行拉力試驗， 每個試樣的 厚度一般為30mm，且這些試樣必須包括焊 接接頭的整個厚度。而 JB4708-2000 已無此規(guī)定，已取消了此規(guī) 定。當一片拉力試樣用切刀切成二片或幾片 時，切口部分不計，可不參加拉力試驗。11 、鍋規(guī)和 JB4708 在焊接工藝評定焊接 接頭彎曲試樣的彎心直徑和合格指標方面 有較大差異鍋規(guī)第 101 條的表 5-1 規(guī)定了彎曲試樣 的彎心直徑和合格指標，見下表：t :試樣厚度鋼種彎軸直徑彎曲角度雙 面 焊碳素鋼、奧氏 體鋼3t180 C其他合金鋼3t100 C單 面 焊碳素鋼、奧氏 體鋼3t90 C其他合

6、金鋼3t50 C從上表可以看出，鍋規(guī)關(guān)于彎曲試樣的彎心 直徑和合格指標的要求與鍋爐壓力容器壓 力管道焊工考試規(guī)則關(guān)于彎曲試樣的彎心 直徑和合格指標的要求一致。JB4708的,關(guān)于彎曲試驗的試驗方 法的表12規(guī)定：試件厚度S，mm彎心直徑D，mm彎曲角度，()v 104S180104012、與JB4708-2000相比，“鍋規(guī)”和鍋規(guī)附錄I焊接工藝評定的內(nèi)容較粗，缺少細節(jié)上的規(guī)定，不便操作，且因理解上的不一致， 易引起爭論。女口 JB4708-2000的5.333要求: 低于下轉(zhuǎn)變溫度進行焊后熱處理時試件保 溫時間不得少于焊件在制造過程中累計保溫時間的80%。而鍋規(guī)無此規(guī)定。13、JB4708-

7、2000標準基本上是按美國ASME鍋爐壓力容器規(guī)范第八卷編制的， 而鍋規(guī)附錄I焊接工藝評定基本上是按照 德國AD壓力容器規(guī)范編制的。每個國 家的焊接工藝評定標準都有一定的差異，這是正常的現(xiàn)象，首先是因為各國的資源不同，材料標準就各不相同。二、關(guān)于焊接工藝評定的對象安全技 術(shù)規(guī)范 及標準1999 版容規(guī)2009 版容規(guī)JB4708-20001996 版鍋規(guī)評定對 象對接接 頭、角接 接頭對接焊 縫、角焊 縫對接焊 縫、角焊 縫對接接 頭、角接 接頭1、1999版容規(guī)第67條：壓力容器產(chǎn)品 施焊前，對受壓元件之間的對接焊接接頭和 要求全焊透的T形焊接接頭,受壓元件與承 載的非受壓元件之間全焊透的

8、T形或角接焊 接接頭,以及受壓元件的耐蝕堆焊層應(yīng)進行 焊接工藝評定。2、2009版容規(guī)第 條款：壓力 容器產(chǎn)品施焊前，受壓元件焊縫、與受壓元 件相焊的焊縫、熔入永久焊縫內(nèi)的定位焊縫、受壓元件母材表面堆焊與補焊以及上述 焊縫的返修焊縫都應(yīng)當進行焊接工藝評定 或者有經(jīng)評定合格的焊接工藝支持。3、JB4708-2000第5章：對接焊縫、角焊縫評定規(guī)則。JB4709-2000第4章的4.1條： 施焊下列各類焊縫的焊接工藝必須按JB4708標準評定合格：a）受壓元件焊縫；b）與受壓元件相焊的焊縫；C）熔入永久焊縫內(nèi)的定位焊縫；d）受壓元件母材表面堆焊、補焊；e）上述焊縫的返修焊縫。4、1996版鍋規(guī)第7

9、1條要求：“鍋爐產(chǎn) 品焊接前，焊接單位應(yīng)按附錄I的規(guī)定對下 列焊接接頭進行焊接工藝評定：1受壓元件之間的對接焊接接頭；2受壓元件之間或者 受壓元件與非受壓元件之間連接的要求Z 透的T 接頭。”從以上表述可以看出，1999版容規(guī)和 1996版鍋規(guī)對哪些焊接接頭需要進行 焊接工藝評定的要求是含混不清的，是不 明確的。要特別注意：焊接工藝評定的對象是焊縫，而不是焊接接頭。從以上討論中可以看出：當前我國壓力 容器和鍋爐的焊接工藝評定要求在評定規(guī) 則、評定細節(jié)和合格標準方面都存在較大的 差異，在壓力容器和鍋爐的焊接工藝評定未 統(tǒng)一之前，壓力容器的焊接工藝評定必須按 照 JB4708 ，而鍋爐的焊接工藝評

10、定則應(yīng)按照 鍋規(guī)附錄I的要求進行，切不可混用。三、 焊接工藝評定試件常溫沖擊和低溫沖 擊試驗的選擇 在選擇焊接工藝評定時有一個原則 就是盡量加大焊評的覆蓋范圍， 減少焊評的 數(shù)量，如擬定 WPS 時，可選用立向上焊位 置（見 JB4708 表 1）；擬定 WPS 時， 選用 非低氫型焊材（見 JB4708 表 1）；充分利用 母材類別、組別評定規(guī)則：如類別號為口的 同鋼號母材的評定適用于該類別號母材與 類別號為I的母材組成的焊接接頭（見JB4708 ）等。哪么在擬定 WPS 時，可否選用焊接工 藝評定試件的低溫沖擊試驗代替焊接工 藝評定試件的常溫沖擊試驗 ?如 Q345R 的 焊接工藝評定，米

11、用-20 C的低溫沖擊試驗 代替常溫沖擊試驗。應(yīng)當說在 JB4708 標 準中是找不到此方面的依據(jù)的。用低溫沖 擊試驗代替常溫沖擊試驗并未做為焊接 條件列入 JB4708 表 1 之中。如果在做焊 接工藝評定時，Q345R做-20 C低溫沖擊試 驗 , 且合格指標按照常溫沖擊試驗的合格 指標判定 , 則該焊接工藝評定試件的低 溫沖擊試驗可代替常溫沖擊試驗。對于設(shè)計溫度低于和等于-20 C的鋼制固 定式低溫壓力容器，由于其設(shè)計、制造、檢 驗和驗收按照GB150附錄C，因此其母材力 學(xué)性能試件（以下簡稱母材試件） 、 焊接工 藝評定試件 （以下簡稱焊評試件） 、產(chǎn)品焊 接試板試件（以下簡稱產(chǎn)品試件

12、）的沖擊試 驗溫度均按設(shè)計溫度確定， 且均低于或等于 -20 C。而對于設(shè)計溫度-20 C的鋼制固定式 壓力容器，焊接工藝評定試件的沖擊試驗 溫度為常溫。1 、 什么是低溫沖擊試驗？1） 首先應(yīng)明確鋼制低溫壓力容器的概 念按照新容規(guī)和 GB150，鋼制低溫壓 力容器指設(shè)計溫度低于和等于-20 C的壓力容器。其設(shè)計、制造、檢驗和驗收 按照GB150附錄C。對于鋼制低溫壓力 容器 ，其母材力學(xué)性能試件（以下簡稱 母材試件）、 焊接工藝評定試件 （以下 簡稱焊評試件） 、產(chǎn)品焊接試板試件 （以 下簡稱產(chǎn)品試件）的沖擊試驗溫度均按 設(shè)計溫度確定，且均低于或等于 -20 C。2）應(yīng)明確母材力學(xué)性能試件、

13、 焊接工藝 評定試件 、產(chǎn)品焊接試件的常溫沖擊試驗和 低溫沖擊試驗的溫度界限按照舊容規(guī)第 78 條和 GB150 的 條，母材和產(chǎn)品焊接試板的低溫沖擊試驗溫 度是指低于0C的試驗溫度。因此對于容 規(guī)和 GB150 管轄范圍內(nèi)的壓力容器，母 材試件、焊評試件、產(chǎn)品試件的沖擊試驗溫度低于0C就叫低溫沖擊試驗，而大于或等 于0C的都屬于常溫沖擊試驗。按照GB/T229金屬夏比缺口沖擊試驗 方法“室溫沖擊試驗應(yīng)在1035 C進行，對 試驗溫度要求嚴格的試驗應(yīng)在20 2 C進行”。因此設(shè)計溫度大于或等于 0 C的壓力容 器，焊接工藝評定試件的沖擊試驗溫度為常 溫，做常溫沖擊試驗。試驗溫度一般為 1035

14、C，當然做0C沖擊也是可以的。對于設(shè)計溫度低于和等于-20 C的低溫壓力容器，焊接工藝評定試件的沖擊試驗溫 度按設(shè)計溫度確定，且均低于或等于 -20C， 做低溫沖擊試驗。對于設(shè)計溫度低于0 C高于-20 C的鋼制壓力容器的母材力學(xué)性能試件和產(chǎn)品 焊接試件的沖擊試驗溫度和合格指標根據(jù) 其設(shè)計溫度、 鋼號、母材厚度并按照 容規(guī)78 條和 GB150 確定。而對于設(shè)計溫度低于0 C高于-20 C的鋼制壓力容器的 焊接工藝評定試件的沖 擊試驗溫度和合格指標如何處理，筆者認為 可做 常溫沖擊試驗 ，也可與母材力學(xué)性能試 件和產(chǎn)品焊接試件的沖擊試驗溫度和合格 指標一致。 因為目前所有的產(chǎn)品標準和設(shè)計 文件

15、中都要求焊接工藝評定按照 GB4708 執(zhí) 行，而 GB4708（P24 僅要求做常溫 沖擊試驗；而 GB150 附錄 C 中又僅規(guī)定低 溫壓力容器（設(shè)計溫度-20 C）的低溫沖擊 試驗及合格指標。 以上兩個標準中均未涉及 到設(shè)計溫度低于 0 C高于-20 C的鋼制壓力 容器的焊接工藝評定試件的沖擊試驗溫度 和合格指標如何處理。 因此做 常溫沖擊試驗 是有標準依據(jù)的。該問題在移動式壓力容器的標準中也 常見的。女口 GB/T19905-2005 “液化氣體運輸 車”等，該標準適用于設(shè)計溫度-50 C的鋼 制罐體。如一臺設(shè)計溫度為+50 C的液氨汽車罐車，該標準要求：罐體鋼板每批抽二張 鋼板進行夏

16、比（ V 型缺口）低溫沖擊試驗， 試驗溫度按設(shè)計溫度選取，且不得高于 -20C,低溫沖擊功合格指標符合 GB150該 標準要求：產(chǎn)品焊接試板也要進行夏比（ V 型缺口）低溫沖擊試驗,試驗溫度按設(shè)計溫 度選取，且不得高于-20 C,低溫沖擊功合格 指標符合JB4744。也就是說這臺液氨汽車罐 車，鋼板復(fù)驗和產(chǎn)品焊接試板都要做 -20 C低 溫沖擊試驗。該標準要求：罐體施焊前，應(yīng)按 JB4708 進行焊接工藝評定。 焊接工藝評定是做常溫 沖擊試驗還是低溫沖擊試驗， 標準未予以說 明。而 JB4708 標準只規(guī)定做常溫沖擊試驗 及合格指標。 所以筆者認為按照該標準要求 用 JB4708 進行焊接工藝

17、評定，做常溫沖擊 試驗也是有標準根據(jù)的。 鋼板復(fù)驗沖擊試驗 溫度、產(chǎn)品焊接試板沖擊試驗溫度與焊接工 藝評定沖擊試驗溫度出現(xiàn)不一致的原因是 標準制定時考慮不周造成的。2、焊接工藝評定試件的低溫沖擊試驗不 能代替焊接工藝評定試件的常溫沖擊試驗。 因為無理論上的根據(jù)。在 JB4708 的第 5 章 “對接焊縫、角焊縫焊接工藝評定規(guī)則”和 表 1 “各種焊接方法的焊接工藝評定因素” 中未將焊接工藝評定試件的沖擊試驗溫度 作為焊接條件。因此焊接工藝評定試件的低 溫沖擊試驗不能代替焊接工藝評定試件的 常溫沖擊試驗。3、焊接工藝評定試件低溫沖擊試驗合格 指標與常溫沖擊試驗合格指標要求不同例如：當用 Q345

18、R 鋼板做設(shè)計溫度為常 溫（如設(shè)計溫度為+50 C的液氨儲罐）的壓 力容器殼體時 ,焊接工藝評定試件常溫沖擊 吸收功三個試樣的平均值為大于等于 27J （按照 JB4708 的 條）；而當用Q345R鋼板做設(shè)計溫度為-20C的 低溫壓力容器的殼體時 ,焊接工藝評定試件 低溫沖擊吸收功三個試樣的平均值為大于 等于 20（J 按照 GB150 附錄 C 的 條）。4、在 JB4744 的 8.3 條試驗方法（關(guān)于產(chǎn) 品焊接試板沖擊試驗的試驗方法）規(guī)定：根 據(jù)圖樣要求進行常溫或低溫沖擊， 其試驗方 法按 GB/T229的有關(guān)規(guī)定，若低溫沖擊試 驗合格，可免做常溫沖擊。此條僅限于產(chǎn)品焊接試板的規(guī)定不能

19、 機械套用于焊接工藝評定。5、有個別單位認為對于 Q345R的焊接工 藝評定試件做-21C的低溫沖擊試驗就可覆 蓋大于等于-20 C的焊接工藝評定（在重要 因素和補加重要因素不變條件下），這種認 識更是錯誤的。因為 GB150規(guī)定Q345R的 溫度使用范圍是在：-20Ct475Co做-21 C 的低溫沖擊已超出了 Q345R的使用范圍， 已變得毫無意義。四、常用焊接術(shù)語1、 原稱 埋弧自動焊-埋弧焊 saW ；Submerged arc weldi ng2、原稱 半自動埋弧焊-手工埋弧焊；3、 手工電弧焊焊條電弧焊SMAW |;Shielded metel arc welding4、取消了半自動焊的提法-擴大了手工 焊的范圍；5、氣體保護電弧焊gas shielded arc welding6、 熔化極惰性氣體保護電弧焊（MIG ）metel inert-gas arc welding7、鎢極惰性氣體保護電弧焊（TIG ）tangsten inert-gas arc welding&活性氣體保護電弧焊（MAG）metel active-gas arc weldingplasma arc welding12、線能量 heat input熔焊時，由焊接熱源輸入給單位長度焊縫 上的能量（J/cm）。