承壓設(shè)備產(chǎn)品焊接試件的力學(xué)性能檢驗(yàn)NB

1、承壓設(shè)備產(chǎn)品焊接試件的力學(xué)性能檢驗(yàn)NB/T170161范圍規(guī)定了承壓設(shè)備（鍋爐、壓力容器和壓力管道）產(chǎn)品焊接試件準(zhǔn)備、試樣制備、檢驗(yàn)方法和合格指標(biāo)。適用于鋼制、鋁制、鈦制、銅制和鎳制承壓設(shè)備產(chǎn)品焊接試件的力學(xué)性能檢驗(yàn)。產(chǎn)品焊接試件包含產(chǎn)品焊接試板、產(chǎn)品檢查試件、模擬環(huán)和鑒證環(huán)。3總則3.1產(chǎn)品焊接試件的力學(xué)性能檢驗(yàn)除應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定外，還應(yīng)遵守相關(guān)安全技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計文件的規(guī)定。3.2試件用材料應(yīng)與所代表的承壓設(shè)備元件材料同標(biāo)準(zhǔn)、同代號（牌號、鋼號）、同規(guī)格（限厚度、外徑）、同熱處理狀態(tài)。使用06Cr13Al鋼焊制承壓設(shè)備不進(jìn)行焊后熱處理時，試件母材應(yīng)包括每一爐號的鋼板。3.3承壓設(shè)備產(chǎn)品

2、焊接試件分為板狀試件和管狀試件。管狀指管道和環(huán)。3.4產(chǎn)品焊接試件的設(shè)置a）筒節(jié)縱向接頭的板狀試件應(yīng)置于其焊縫延長部位，與所代表的筒節(jié)同時施焊。b）環(huán)向接頭所用管狀試件或板狀試件，應(yīng)在所代表的承壓設(shè)備元件焊接過程中施焊。3.5試件焊接工藝：3.5.1當(dāng)受檢焊接接頭經(jīng)歷不同的焊接工藝時，試件經(jīng)歷的焊接工藝過程與條件應(yīng)與所代表的焊接接頭相同，應(yīng)選擇使其力學(xué)性能較低的實(shí)際焊接工藝（含焊后熱處理）制備試件。3.5.2焊接試件的焊工應(yīng)是參加該承壓設(shè)備元件焊接的焊工。3.5.3試件按編制的專用焊接工藝文件制備。焊接工藝文件中應(yīng)明確試件代號、工作令號或承壓設(shè)備編號、材料代號。3.5.4試件應(yīng)有施焊記錄。3.

3、6試件焊縫允許焊接返修，返修工藝應(yīng)與所代表的承壓設(shè)備元件焊縫的返修工藝相同。3.7試件經(jīng)外觀檢驗(yàn)和無損檢測后，在無缺欠部位制取試樣。3.8試樣去除焊縫余高前允許對試樣進(jìn)行冷校平。3.9當(dāng)試件采用兩種或兩種以上焊接方法，或重要因素、補(bǔ)加因素不同的焊接工藝時，所有焊接方法或焊接工藝所施焊的焊縫金屬及熱影響區(qū)都應(yīng)受到力學(xué)性能檢驗(yàn)。3.10試件應(yīng)做下列識別標(biāo)記a）試件代號；b）材料標(biāo)記號；c）焊工代號。4試件準(zhǔn)備4.1試件尺寸與數(shù)量以滿足切取所需（包括復(fù)驗(yàn)用）的試樣為宜，試樣也可以直接在焊件上切取。4.2試件尺寸：板狀試件長度大于或等于300mm，寬度大于或等于250mm;管狀試件長度大于或等于250

4、mm。試件尺寸參見圖1、圖2。圖1板狀試件尺寸和試樣位置圖a）不取側(cè)彎試樣時舍、棄拉伸試樣背彎、試樣面彎k試樣全焊縫金屬拉伸試樣備7k、用全焊縫金屬拉伸認(rèn)加山背彎試樣（復(fù)驗(yàn)用）面彎、試樣（復(fù)驗(yàn)用）拉伸x-試樣（復(fù)驗(yàn)用）沖擊、試樣舍、棄舍、棄側(cè)彎X*、試樣拉伸嚴(yán)試樣側(cè)彎X-、試樣全焊縫金屈7丿、拉伸試樣備用全焊縫金屈拉伸試Ff；（復(fù)驗(yàn)肋側(cè)彎7子、試樣（復(fù)驗(yàn)用）拉伸X-、試樣（復(fù)驗(yàn)用）側(cè)彎k、試樣（復(fù)驗(yàn)用）沖擊x-試樣舍棄a）不取側(cè)彎試樣時$250b）取側(cè)彎試樣時唏試樣彎試樣時c）取縱向彎a）拉伸試樣為整管時彎曲試樣位置312尖1b）不要求沖擊試驗(yàn)時C）要求沖擊試驗(yàn)時1一拉伸試樣；2一面彎試樣；3

5、一背彎試樣；4側(cè)彎試樣；5沖擊試樣；*一復(fù)驗(yàn)用試樣；、一鐘點(diǎn)記號，為水平固定位置焊接時的定位標(biāo)記圖2環(huán)狀試件的試樣位置圖5試件力學(xué)性能檢驗(yàn)類別和試樣5.1當(dāng)承壓設(shè)備相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計文件對焊接接頭有沖擊試驗(yàn)要求時，產(chǎn)品焊接試件應(yīng)進(jìn)行沖擊試驗(yàn)。5.2全焊縫金屬拉伸試驗(yàn)只用于鍋爐中承受內(nèi)壓的圓筒產(chǎn)品焊接試件5.3試樣尺寸按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)文件確定允許公差。5.4力學(xué)性能和彎曲性能檢驗(yàn)類別和試樣數(shù)量見表1。拉伸試驗(yàn)彎曲試驗(yàn)沖擊接頭拉伸試驗(yàn)全焊縫金屬拉伸試樣面彎試樣背彎試樣側(cè)彎試樣焊縫區(qū)試樣11111131T1611131123檢驗(yàn)類別和試樣數(shù)量，個表1試件力學(xué)性能檢驗(yàn)類別和試樣數(shù)量管接頭全截面試件

6、作為1個拉伸試樣。)mmvTv20mm時，可以用2個橫向側(cè)彎試樣代替1個面彎試樣和1個背彎試樣。復(fù)合金焊接工藝)完成的試件，取2個側(cè)彎試樣。法制備5mmx10mmx55mm小尺寸沖擊試樣時，免做沖擊試驗(yàn)。5.4.1當(dāng)試件焊縫兩側(cè)的母材之間或焊縫金屬與母材之間的彎曲性能有顯著差別時，可改用縱向彎曲試驗(yàn)代替橫向彎曲試驗(yàn)。5.4.2當(dāng)焊縫兩側(cè)母材的鋼號不同時，每側(cè)熱影響區(qū)都應(yīng)取3個沖擊試樣。5.4.3復(fù)合金屬除設(shè)計文件規(guī)定外，只在基層制取沖擊試樣。5.4.4低碳鋼、Q345R和鉻鎳奧氏體鋼試件允許免做熱影響區(qū)沖擊試驗(yàn)。5.4.4鎂含量超過3%的鋁鎂合金，只取焊縫區(qū)沖擊試樣。5.5試樣位置：5.5.1

7、板狀試件取樣位置按圖1所示，復(fù)驗(yàn)用沖擊試樣位置不變。5.5.2環(huán)狀試件取樣位置按圖2所示。5.6試件兩端舍棄部分長度隨焊接方法和板厚而異，手工焊不小于30mm；機(jī)械焊和自動焊不小于40mm。如有引弧板和引出板時，也可以少舍棄或不舍棄。5.7試樣毛坯采用冷加工法切取，也可用熱加工方法，但應(yīng)去除熱影響區(qū)。5.8試樣經(jīng)檢驗(yàn)合格并劃線后，打上鋼印或永久性的標(biāo)志。6檢驗(yàn)方法和合格指標(biāo)6.1拉伸試驗(yàn)&1.1接頭拉伸試樣6.1.1.1取樣和加工要求a）拉伸試樣應(yīng)包括試件上每一種焊接方法（或焊接工藝）的焊縫金屬和熱影響區(qū)；b）對于復(fù)合金屬，當(dāng)覆層厚度參與復(fù)合板的設(shè)計強(qiáng)度計算時，拉伸試樣包括覆層和基層；當(dāng)覆層厚

8、度不參與復(fù)合板的設(shè)計強(qiáng)度計算時，拉伸試樣則去除覆層及其焊縫金屬；c）試樣的焊縫余高應(yīng)以冷加工法去除，使之與母材齊平。試樣厚度應(yīng)等于或接近試件母材厚度T；d）厚度小于或等于30mm的試件，采用全厚度試樣進(jìn)行試驗(yàn)；e）當(dāng)受試驗(yàn)機(jī)能力限制不能進(jìn)行全厚度的拉伸試驗(yàn)時，則可將試件在厚度方向上均勻分層取樣，等分后制取試樣厚度應(yīng)接近試驗(yàn)機(jī)所能試驗(yàn)的最大厚度。等分后的兩片或多片試樣試驗(yàn)代替一個全厚度試樣的試驗(yàn)；6.1.1.2試樣形式：a）緊湊型板接頭帶肩板形拉伸試樣（見圖3）,適用于所有厚度板狀試件。250或按需要S試樣厚度，mm；W試樣受拉伸平行側(cè)面寬度，大于或等于20mm;hk兩側(cè)焊縫中的最大寬度，mm；

9、h夾持部分長度，根據(jù)試驗(yàn)機(jī)夾具而定，mm。圖3緊湊型板接頭帶肩板形拉伸試樣b）緊湊型管接頭帶肩板形拉伸試樣型式I（見圖4）,適用于外徑大于76mm的所有壁厚環(huán)狀試件。注：為取得圖中寬度為20mm的平行平面，壁厚方向上的加工量應(yīng)最少。圖4緊湊型管接頭帶肩板形拉伸試樣型式IC）緊湊型管接頭帶肩板形拉伸試樣型式11（見圖5）,適用于外徑小于或等于76mm的環(huán)狀試件。l一受拉伸平行側(cè)面長度，等于或大于hk+2S,mm。圖5緊湊型管接頭帶肩板形拉伸試樣型式Ud）管接頭全截面拉伸試樣（見圖6）,適用于外徑小于或等于76mm的環(huán)狀試件。圖6管接頭全截面拉伸試樣6.1.2全焊縫金屬拉伸試樣6.1.2.1取樣和

10、加工要求：圓棒試樣端頭部分的直徑應(yīng)取焊縫橫斷面內(nèi)許可的最大值，圖7圓棒狀拉伸試樣在焊縫金屬內(nèi)位置6.1.2.2全焊縫金屬拉伸試樣按圖8規(guī)定，圖中d部分應(yīng)全部由焊縫金屬組成。0O.5doLq12.O.5dohh按試驗(yàn)機(jī)夾具尺寸定；l0標(biāo)距長度，L=5d圖8圓棒狀全焊縫金屬拉伸試樣6.1.3試驗(yàn)方法拉伸試驗(yàn)按GB/T228規(guī)定的試驗(yàn)方法測定焊接接頭的抗拉強(qiáng)度和全焊縫金屬的抗拉強(qiáng)度、斷后伸長率。6.1.4合格指標(biāo)&1.4.1接頭拉伸試樣a）試樣母材為同一材料代號時，每個（片）試樣的抗拉強(qiáng)度應(yīng)不低于母材抗拉強(qiáng)度最低值。1）鋼質(zhì)母材規(guī)定的抗拉強(qiáng)度最低值等于其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的抗拉強(qiáng)度下限值；2）鋁質(zhì)母材類別為A

11、LT、AL-2AL-5的母材規(guī)定的抗拉強(qiáng)度最低值，等于其退火狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的抗拉強(qiáng)度下限值；類別為AL-3的母材規(guī)定的抗拉強(qiáng)度最低值見表2；表2AL-3類鋁材規(guī)定的抗拉強(qiáng)度最低值牌號及狀態(tài)規(guī)定的6A02（T4焊、T6焊）6061（T4焊、T6焊）m6063（T5焊、T6焊）3）鈦質(zhì)母材規(guī)定的抗拉強(qiáng)度最低值，等于其退火狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的抗拉強(qiáng)度下限值；4）銅質(zhì)母材規(guī)定的抗拉強(qiáng)度最低值，等于其退火狀態(tài)與其他狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的抗拉當(dāng)擠制銅材在標(biāo)準(zhǔn)中沒有給出退火狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的抗拉強(qiáng)度下限值時，可以按原狀態(tài)下標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的抗拉強(qiáng)度下限值的90%確定，或按試驗(yàn)研究結(jié)果確定；5）鎳質(zhì)母材規(guī)定的抗拉強(qiáng)度最低值，等于其退火狀

12、態(tài)（限Ni-1類、Ni-2類）或固溶狀態(tài)（限Ni-3類、Ni-4類、Ni-5類）的母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的抗拉強(qiáng)度下限值；b）試樣母材為兩種金屬材料代號時，每個（片）試樣的抗拉強(qiáng)度應(yīng)不低于兩c）覆層厚度參與復(fù)合板的設(shè)計強(qiáng)度計算的試樣，每個（片）試樣抗拉強(qiáng)度R應(yīng)滿足：TOC o 1-5 h zRtRtml1m22mtt12式中：R.覆材抗拉強(qiáng)度最小值，MPa;mlR2基材抗拉強(qiáng)度最小值，MPa；m2t覆層厚度；t2基層厚度。2d）若規(guī)定使用室溫強(qiáng)度低于母材的焊縫金屬，則每個（片）試樣的抗拉強(qiáng)度應(yīng)不低于焊縫金屬規(guī)定的抗拉強(qiáng)度最低值。e）上述試樣如果斷在焊縫或熔合線以外的母材上，其抗拉強(qiáng)度最低值不低于本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)

13、定的母材抗拉強(qiáng)度最小值的95%,可認(rèn)為試驗(yàn)符合要求。6.1.4.2全焊縫金屬拉伸試驗(yàn)：a)全焊縫金屬拉伸試樣的抗拉強(qiáng)度不低于母材抗拉強(qiáng)度最小值。b)全焊縫金屬拉伸試樣的斷后伸長率不小于20%。6.2彎曲試驗(yàn)6.2.1試驗(yàn)要求彎曲試樣的受拉面應(yīng)包括每一種焊接方法（或焊接工藝）的焊縫金屬和熱影響區(qū)。6.2.2試樣形式和加工a）試樣的焊縫余高應(yīng)采用冷加工法去除，面彎、背彎試樣的拉伸表面應(yīng)齊平,試樣受拉伸表面不應(yīng)有劃痕和損傷。b）面彎和背彎試樣見圖9和表3。表3彎曲試驗(yàn)規(guī)定焊縫兩側(cè)的母材類別試樣厚度s彎心直徑D支承輥之間距離mmmmmm-3與Al-1、Al-2、Al-3、Al-5相焊；35058-1、

14、Al-2、Al-3、Al-5各自焊接或相AlS-3焊絲時；-5;v316S18S+1.5W銅母材用焊條CuT-3、CuT-5和CuT-6；-3、CuS-6和CuS-7焊接時弓AlT、Al-2、Al-5相焊-10v10666T6S898.6S+31080103v108S10S+310100123v1010S12S+3所列類別母材外，伸長率標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值104063二或大于20%的母材類別-v104S6S+3的母材類別按NB/T47014規(guī)定。a）板狀和管狀試件的面彎試樣b）板狀和管狀試件的背彎試樣面彎c）縱向面彎和背彎試樣注1：試樣長度laD+2.5S+100,mm。注2:試樣拉伸面棱角R3mm時，

15、取S=3mm,從試樣受壓面去除多余厚度；當(dāng)T10mm時，取S=10mm,從試樣受壓面去除多余厚度；當(dāng)T100mm管狀試件，試樣寬度B=38mm;當(dāng)管狀試件外徑為50mm100mm時，則B=（S旳）mm，且8mmB38mm;10mmv50mm時，則B=S+mm,且最小為8mm;或25mm,則將試件在圓周方向上四等分取樣。c）橫向側(cè)彎試樣見圖10。12.5/1啟S注1:B一一試樣寬度（此時為試件厚度方向），mm。注2:l為150mm，或按需要。圖10橫向側(cè)彎試樣1）當(dāng)試件厚度T為10mmv38mm時，試樣寬度B接近或等于試件厚度。試樣的厚度分別為3mm俵3中序號為1的母材類別）,或10mm俵3中序

16、號為1以外的母材類別）；2）當(dāng)試件厚度T等于或大于38mm時，允許沿試件厚度方向分層切成寬度為20mm38mm等分的兩片或多片試樣的試驗(yàn)代替一個全厚度側(cè)彎試樣的試驗(yàn)，或者試樣在全寬度下彎曲。623試驗(yàn)方法a）彎曲試驗(yàn)按GB/T2653和表3規(guī)定的試驗(yàn)方法測定焊接接頭的完好性和塑性。b）試樣的焊縫中心應(yīng)對準(zhǔn)彎心軸線。側(cè)kllFJc)彎試驗(yàn)時，若試樣表面存在缺欠，則以缺欠較嚴(yán)重一側(cè)作為拉伸面。彎曲角度應(yīng)以試樣承受載荷時測量為準(zhǔn)。d)A除表3所列的母材外，當(dāng)斷后伸長率標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值下限小于20%時，若按表3序號5規(guī)定的彎曲試驗(yàn)不合格，而其實(shí)測值小于20%，則允許加大彎心直徑重新進(jìn)行試驗(yàn)，此時彎心直徑D等

17、于S（202!（A2A為斷后伸長率的規(guī)定值下限乘以100），支座間距等于彎心直徑加上（2S+3）mm。e）橫向試樣彎曲試驗(yàn)時，焊縫金屬和熱影響區(qū)應(yīng)完全位于試樣的彎曲部分內(nèi)。624合格指標(biāo)試樣彎曲到規(guī)定的角度后，其拉伸面上的焊縫和熱影響區(qū)內(nèi)，沿任何方向不得有單條長度大于3mm的開缺陷，試樣的棱角開缺陷可不計，但由未熔合、夾渣或其他內(nèi)部缺欠引起的棱角開缺陷長度應(yīng)計入。若采用兩片或多片試樣時，每片試樣都應(yīng)符合上述要求。對軋制法、爆炸軋制法、爆炸法生產(chǎn)的復(fù)合金屬材料，側(cè)彎試樣復(fù)合界面未結(jié)合缺陷引起的分層、裂紋，允許重新取樣試驗(yàn)。6.3沖擊試驗(yàn)6.3.1對每一種焊接方法（或焊接工藝）的焊縫區(qū)和熱影響區(qū)都

18、要經(jīng)受夏比V型缺沖擊試驗(yàn)。6.3.2試樣a）試樣取向：試樣縱軸應(yīng)垂直于焊縫軸線，夏比V型缺軸線垂直于母材表面。b）取樣位置:在試件厚度上的取樣位置見圖11。注1：T40mm（調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度鋼T40mm（調(diào)質(zhì)高強(qiáng)度鋼T25mm）時，C2=T/4O注2:雙面焊時，叢焊縫背面的材料表面測量。圖11沖擊試樣位置圖c）缺位置：焊縫區(qū)試樣的缺軸線應(yīng)位于焊縫中心線上。熱影響區(qū)試樣的缺軸線至試樣軸線與熔合線交點(diǎn)的距離k大于零，且應(yīng)盡可能多的通過熱影響區(qū)，詳見圖12。圖12熱影響區(qū)沖擊試樣缺軸線位置6.3.3試樣形式、尺寸和試驗(yàn)方法應(yīng)符合GB/T229的規(guī)定，當(dāng)試件尺寸無法制備標(biāo)準(zhǔn)試樣（寬度為10mm）時，則應(yīng)依次制備寬度為7.4mm或5mm的小尺寸沖擊試樣。6.3.4合格指標(biāo):a）沖擊試驗(yàn)溫度：當(dāng)設(shè)計文件或相關(guān)技術(shù)文件沒有規(guī)定時，不高于承壓設(shè)備的最低設(shè)計金屬溫度；b）鋼質(zhì)焊接接頭每個區(qū)3個試樣為一組的沖擊吸收功平均值，應(yīng)符合設(shè)計文件或相關(guān)技術(shù)文件規(guī)定，且不應(yīng)低于表4中的規(guī)定值，至多允許有一個試樣的沖擊吸收功低于規(guī)定值，