ASME焊接文件的編制以及焊工的考核過程

1、ASME焊接文件的編制以及焊工的考核過程作為一名焊接工程師，在ASME認(rèn)證過程中的工作程序,可按照下列步驟進(jìn)行。所必須遵循的標(biāo)準(zhǔn)文章中全部列出。1 當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙完成以后，焊接工程師根據(jù)按照ASME規(guī)范編制的“壓力容器質(zhì)量手冊(cè)”的要求編寫焊接接頭識(shí)別卡。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)明的按照ASME規(guī)范2001版第8。1篇(ASME SEC . DIV. 1 2001 EDITION）分類的A類，B類，C類，D類焊接接頭，給每個(gè)接頭編號(hào)，規(guī)定每個(gè)接頭所遵循的焊接工藝指導(dǎo)書（WPS），材料類別號(hào)或者組別號(hào)，以及焊接方法和可行的焊接位置.2 焊接工程師按照質(zhì)量手冊(cè)的要求參照焊接接頭識(shí)別卡編寫第零版焊接工藝指導(dǎo)書（

2、WPS Rev。 0）。21 WPS，以及后來的PQR，WPQ等等所有ASME文件的格式最好對(duì)照ASME規(guī)范2001版第九卷(ASME SEC 。）末尾的附錄中的樣表的格式，WPS當(dāng)中,必須包括對(duì)所有重要變素的描述,見QW252-260。22 WPS當(dāng)中的變素按照ASME規(guī)范2001版第九卷(ASME SEC 。 2002 EDITION)QW250的敘述。QW252(OFW）燃料氧氣焊，QW253（SMAW)焊條電弧焊，QW254（SAW）埋弧焊，QW255（GMAW and FCAW）氣體保護(hù)焊及藥芯焊絲氣體保護(hù)焊，QW256(GTAW)鎢極氬弧焊，QW257(PAW)等離子焊，QW258

3、(ESW)電渣焊,QW259(EGW）電氣焊，QW260（EBW）電子束焊。3 根據(jù)ASME規(guī)范2001版第8.1篇（ASME SEC 。 DIV。 1 2001 EDITION）的UW28的規(guī)定,對(duì)所遵循的每一項(xiàng)焊接工藝作出工藝評(píng)定(PQR）。31 焊接工藝評(píng)定的材料與設(shè)計(jì)圖紙相同，SA662C+SA662-C；SA662-C+SM400.SA662C按照ASME規(guī)范第九卷（ASME SEC .)中QW420材料的分組，類別屬于PNo.1，組別屬于Group No.2，強(qiáng)度等級(jí)C，亦即最小抗拉強(qiáng)度70-90ksi，大約相當(dāng)于485-600Mpa.鋼號(hào)UNS No.K02007。SM-400的

4、性能接近20號(hào)鋼。工藝評(píng)定用母材與評(píng)定母材的適用范圍應(yīng)遵循QW-424的規(guī)定,并體現(xiàn)在WPS中。焊接工藝評(píng)定是在ASME規(guī)范第九卷（ASME SEC .）QW200各項(xiàng)條款的指導(dǎo)下進(jìn)行的。32焊接材料的選用，根據(jù)ASME規(guī)范2001版第8.1篇(ASME SEC . DIV. 1 2001 EDITION）的UCS-67的規(guī)定，焊接材料的MDMT(低溫沖擊試驗(yàn)溫度)不應(yīng)高于母材的MDMT。在表UCS-66中，設(shè)計(jì)厚度取0。4375英寸，材料SA662取曲線B，得出的低溫沖擊試驗(yàn)豁免溫度是 13華氏度，由于產(chǎn)品的工作溫度是100攝氏度以上，所以在焊接工藝評(píng)定中可以不進(jìn)行沖擊試驗(yàn)。但是焊接材料的低

5、溫沖擊試驗(yàn)溫度必須低于材料的豁免溫度。所用的焊絲AWS A5.18 ER70S-6和ER70S-G的沖擊試驗(yàn)溫度均為-29攝氏度,大約相當(dāng)于20華氏度。低于材料的豁免溫度。符合ASME規(guī)范不進(jìn)行沖擊試驗(yàn)的豁免要求.33 焊材的分組遵循QW430，焊絲AWS A5.18 ER70S-6和ER70SG屬于QW432。1鋼和合金鋼范疇，屬于F6組，同組的還有SFA5.2釬接填絲，SFA5.9不銹鋼焊絲，SFA5。20藥芯焊絲等.34 工藝評(píng)定試樣遵循QW-450，評(píng)定的熔敷金屬厚度分為10mm和20mm兩種。按照ASME規(guī)范第九卷(ASME SEC .）QW-451.1的敘述，可以分別覆蓋20mm和

6、40mm的厚度范圍，但是由于采用的焊接方法是短路過渡氣體保護(hù)焊（GMAW），按照QW452.32的敘述，對(duì)于10mm鋼板，不足1/2英寸,覆蓋范圍縮小到1.1倍母材厚度，亦即11mm。20mm的熔敷金屬雖然超過1/2英寸,按照QW452.1，QW452。2和QW451.1，可以覆蓋2倍厚度，即40mm.可是本公司的產(chǎn)品最厚的焊縫只有20mm，同時(shí)焊縫厚度超過38mm需要熱處理，會(huì)有新的要求，所以仍然限制在1。1倍母材厚度22mm,沒有超出ASME規(guī)范。35 焊接前的預(yù)熱按照ASME規(guī)范第九卷（ASME SEC 。)中QW406的規(guī)定.同時(shí)，在公司的質(zhì)量手冊(cè)中“壓力容器焊接控制及檢驗(yàn)規(guī)程”也有明

7、確規(guī)定。始焊溫度不低于16攝氏度。層間溫度不高于250攝氏度.36 本公司的焊接工藝評(píng)定的試樣，按照ASME規(guī)范第九卷(ASME SEC .)中QW450的規(guī)定要進(jìn)行拉伸試驗(yàn)和橫向?qū)驈澢囼?yàn)。10mm的試樣為2個(gè)拉伸試樣,2個(gè)面彎試樣和2個(gè)背彎試樣。20mm的試樣則為4個(gè)側(cè)彎試樣.試樣的加工符合ASME規(guī)范第九卷（ASME SEC .)中QW462所給出的形狀和尺寸。針對(duì)本公司的試樣形狀尺寸，板的縮截面拉伸試樣遵循QW462。1（a），管子的縮截面拉伸試樣遵循QW462.1(和QW462.1?。橫向?qū)驈澢囼?yàn)的試樣遵循QW462.3(a），側(cè)彎試樣遵循QW462.2。試樣從所焊接的試板上截

8、取，取樣的順序遵從ASME規(guī)范第九卷(ASME SEC .）中的QW463。彎曲試驗(yàn)所使用的夾具尺寸符合QW466.37 按照QW141.1的敘述，拉伸試樣用于評(píng)定焊縫的極限強(qiáng)度，考察材料和焊材的性能。按照QW141。2的敘述，導(dǎo)向彎曲試樣用于評(píng)定焊縫的完好性和延展性?？疾旌傅赖膬?nèi)部質(zhì)量。亦即焊縫中不應(yīng)存在氣孔，夾渣,未熔合，裂縫等缺陷。拉伸試驗(yàn)按照QW150進(jìn)行，按照QW-153拉伸試驗(yàn)的合格標(biāo)準(zhǔn)和QW153。1抗拉強(qiáng)度的敘述，試樣抗拉強(qiáng)度不應(yīng)小于母材規(guī)定的最小抗拉強(qiáng)度。實(shí)際的拉伸試樣均未低于焊接母材的強(qiáng)度數(shù)據(jù)。導(dǎo)向彎曲試驗(yàn)按照QW-160進(jìn)行。彎曲試驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn)按照QW-163，彎曲后的試樣

9、在凸面上沿任何方向測(cè)量，在焊縫和熱影響區(qū)內(nèi)都不應(yīng)有超過1/8英寸(3。2mm）的開口缺陷。但在試樣的邊角部位于試驗(yàn)過程中出現(xiàn)的開口缺陷除外，除非有證據(jù)表明開口缺陷是由于未熔合,夾渣或者其他內(nèi)部缺陷造成的.實(shí)際的彎曲試樣均符合ASME相關(guān)要求.工藝評(píng)定合格。4 焊接工藝評(píng)定(PQR）的合格，說明第零版焊接工藝指導(dǎo)書可以作為正式受控文件指導(dǎo)生產(chǎn)。第零版焊接工藝指導(dǎo)書升級(jí)為第A版.亦即WPS Ver. A.WPS包含了重要變素，附加重要變素以及非重要變素。當(dāng)重要變素和附加重要變素發(fā)生變化時(shí)，按照QW200.1的要求，WPS必須重新評(píng)定。亦即重新制作或者補(bǔ)充制作PQR。如果是非重要變素，可以不進(jìn)行重評(píng)

10、。但是修改變素的參數(shù)之后仍然要AI簽字。5 WPS-AGP01 Ver。 A由PQR-AGP01和PQRAGP02支持。6 WPSAGP02 Ver。 A由PQRAGP03支持。7 WPSAGTP-01 Ver。 A由PQR-AGTP-02支持。8 在合格的A版本W(wǎng)PS的支持下,對(duì)焊工進(jìn)行考核.亦即進(jìn)行WPQ的工作。焊工的資格評(píng)定表現(xiàn)為焊工技能評(píng)定報(bào)告（WPQ)，WPQ是在ASME規(guī)范第九卷（ASME SEC 。)中QW300的指導(dǎo)下進(jìn)行的。91 由于PQR的合格,根據(jù)QW-301。2的敘述，焊接該試件的焊工(其評(píng)定范圍按照QW-304）被認(rèn)為評(píng)定合格,其評(píng)定的焊接位置按照QW-303。92

11、按照QW-304的敘述,PNo.1的材料可以用射線拍片的方法作資格評(píng)定。由于采用的焊接方法都是短路過渡型氣體保護(hù)焊（GMAW)，所以不能用射線檢測(cè)的方法進(jìn)行工藝評(píng)定。按照QW304.1的敘述，用目視檢驗(yàn)和力學(xué)性能試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)定。外觀檢驗(yàn)遵循QW302.4.評(píng)定所使用的試板厚度為10mm，按照QW-452技能評(píng)定試驗(yàn)的厚度范圍和試樣表格,要作外觀檢驗(yàn)，1個(gè)面彎試驗(yàn)和1個(gè)背彎試驗(yàn).當(dāng)試板厚度3/4英寸時(shí)為2個(gè)側(cè)彎試樣。不過，對(duì)于5G(水平固定管),6G（斜45度管)的資格評(píng)定，按照QW302。4的規(guī)定，如果采用力學(xué)性能試驗(yàn)的方法進(jìn)行，必須作2個(gè)面彎，2個(gè)背彎或者4個(gè)側(cè)彎。鎢極氬弧焊焊接20號(hào)鋼材料，

12、其實(shí)也可以采取拍片的方法考取資格。拍片對(duì)焊縫長(zhǎng)度有限制。亦即焊縫總長(zhǎng)度必須大于164毫米。對(duì)于小直徑管,可以焊接多根，使得焊縫總長(zhǎng)度達(dá)到164毫米。93 正式的評(píng)定之前進(jìn)行了大量的培訓(xùn)。特別是氣體保護(hù)焊。由于本公司的氣體保護(hù)焊是短路過渡形式，電弧燃燒是不連續(xù)的，也就是焊接電弧存在瞬間熄滅現(xiàn)象。每秒鐘大約出現(xiàn)60100次.但是焊絲的送進(jìn)是連續(xù)的。氣體保護(hù)焊的這種工藝特性使得它具有很高的熔敷速率,生產(chǎn)效率很高。但是同時(shí)也容易出現(xiàn)未熔合和彌散的夾渣。由于缺陷的方向，有可能使得射線檢測(cè)不能發(fā)現(xiàn)焊縫中的這些缺陷。但是在力學(xué)性能試驗(yàn)(彎曲試驗(yàn)）中這些缺陷作為斷裂源會(huì)擴(kuò)展成為裂縫。從而被發(fā)現(xiàn)。氣體保護(hù)焊的未

13、熔合主要是焊工在擺動(dòng)焊接時(shí)兩端停頓時(shí)間不夠或者擺動(dòng)間距（每次擺動(dòng)周期所前進(jìn)的距離)太大，熔池液態(tài)金屬對(duì)坡口兩側(cè)的固體金屬浸潤(rùn)不充分引起的.焊工實(shí)際操作時(shí)必須理解電弧的行為。通常當(dāng)液態(tài)金屬在坡口兩端出現(xiàn)細(xì)微的波紋并且液面向下凹陷，就說明浸潤(rùn)充分，液態(tài)金屬呈現(xiàn)突起狀，表示浸潤(rùn)不充分。當(dāng)然這是一瞬間的情況。彌散的夾渣主要發(fā)生在多層焊接的情況下。在中間層或者蓋面層焊接之前沒有把焊道清理干凈。9. 4 焊工除了操作技術(shù)達(dá)到ASME規(guī)范要求以外，根據(jù)本公司情況，還必須明確ASME的工作程序.例如焊接材料的領(lǐng)取，交回以及所要填寫的表格等等。因?yàn)锳SME的這一套程序與本公司其他產(chǎn)品的程序有所不同.9.5 焊工

14、考核不合格，可以立即重新考試.但是必須焊接2倍的試件。2個(gè)試件當(dāng)中的1個(gè)不合格，焊工仍然不合格。也可以重新培訓(xùn)，但是ASME規(guī)范對(duì)培訓(xùn)時(shí)間沒有限制。取決于焊接工程師的認(rèn)定。9。6 焊工不同的焊接方法有不同的焊接變素。見QW350.當(dāng)重要變素和附加重要變素發(fā)生變化時(shí)，焊工資格要重新評(píng)定。GMAW的重要變素是QW355;GTAW的重要變素是QW-356;9.7 母材的評(píng)定范圍,規(guī)定在QW423。1，對(duì)于本公司采用的SA662材料，屬于PNo。1，其對(duì)應(yīng)的評(píng)定范圍也在QW-423.1當(dāng)中。9。8 按照QW423.2的敘述，焊工要獲得焊接某一種材料的資格，可以使用化學(xué)成分相似的材料進(jìn)行考核.99 焊工

15、在資格評(píng)定時(shí)的實(shí)際焊接位置(例如板的坡口焊接的3G位置）與這個(gè)位置所能覆蓋的焊接位置之間的關(guān)系在QW461.9的表格中。見本文末尾。各個(gè)位置的圖示見QW460。910 焊工技能評(píng)定的厚度限制和試樣見QW452。10 焊接之后的熱處理作業(yè)指導(dǎo)書根據(jù)ASME規(guī)范2001版UCS篇(ASME SEC . DIV. UCS 2001 EDITION）的UCS-56的規(guī)定編寫的。對(duì)于PNo.1第2組的SA662材料：10.1 標(biāo)稱的最低保溫溫度應(yīng)為1000華氏度，大約相當(dāng)593攝氏度。實(shí)際的保溫溫度為620攝氏度±1010.2 保溫時(shí)間,在標(biāo)稱溫度下的保溫時(shí)間每英寸1小時(shí)，但至少為15分鐘。在焊接接頭識(shí)別卡上，實(shí)際的產(chǎn)品最大焊縫厚度是CW-8的全焊透坡口焊縫與角焊縫的聯(lián)合焊縫，坡口深度19。1mm，近似于20mm。按材料的公稱厚度UW40f(2），UW40f（3）的敘述，焊縫厚度取20mm，相應(yīng)的保溫時(shí)間似乎可以取1小時(shí).但是熱處理必須在穿管之前，而CW-8焊縫是在穿管之后焊接的。所以,保溫時(shí)間應(yīng)該按照穿管之前的焊縫厚度取值。就是3/8英寸10毫米。按照每英寸1小時(shí)的比例，保溫時(shí)間t=10/25。4=0。4小時(shí)。不過考慮到保溫時(shí)間稍許長(zhǎng)一點(diǎn)可以更加徹底的消除殘余應(yīng)力.而且由于溫度較低，甚至沒有達(dá)到碳鋼723共析線。不會(huì)對(duì)組織有不良影響。晶粒的長(zhǎng)大也是及其有限的。所