WPS焊接工藝評定淺析

WPS焊接工藝評定淺析術(shù)語WPS:weldingprocedurespecification焊接工藝規(guī)范(焊接工藝評定指導書)pWPS:preliminaryWeldingProcedureSpecification預備焊接工藝指導書AWS:美國焊接協(xié)會API:americanpetroleaminstitute美國石油協(xié)會ASTM:americansocietyoftestingmaterials美國材料試驗協(xié)會PQR:焊接工藝評定記錄(焊接工藝評定報告)焊接工藝評定所謂焊接工藝評定,就是針對特定得鋼材、結(jié)構(gòu),選用得焊接材料、焊接工藝方法、焊后熱處理等措施;在與實際工程焊接施工一致得條件下,按照規(guī)定得步驟,進行試驗性得焊接;焊接后按照規(guī)定得得程序,檢驗檢測手段進行檢測試驗驗證;根據(jù)規(guī)定得標準進行評判;試驗測試結(jié)束后,編制完整得焊接試驗報告,對整套焊接工藝方案作出最終得評定、認可。進而,根據(jù)焊接工藝評定試驗得結(jié)果,編制焊接工藝規(guī)程,指導焊接生產(chǎn)。焊接工藝評定目得焊接工藝評定得主要目得在于評定及驗證針對焊接生產(chǎn)所需要得焊接工藝,最終歸納并確定為焊接工藝規(guī)程WPS。對施工單位采用得鋼材、焊接材料,選用得焊接方法、初步制定得焊接工藝、焊后熱處理工藝等,進行驗證,進而確定所定方案得正確性;特別對首次應用得鋼材、焊接材料、焊接工藝得應用性進行考核、驗證;在焊接工藝評定試驗得基礎(chǔ)上,針對焊接工藝評定試驗所代表得所有規(guī)格、條件,制定詳細得焊接工藝規(guī)程,指導實際生產(chǎn)。焊接工藝評定同時又就是對焊接生產(chǎn)單位實際焊接生產(chǎn)能力、焊制焊接接頭得使用性能符合設(shè)計要求得能力得評估。因此,焊接工藝評定試驗不允許襲用外單位試驗結(jié)果,一般由本單位,或在其她機構(gòu)得指導下,獨立完成。此外,由于工程中得焊接接頭不可能現(xiàn)場實物取樣,進行破壞性檢驗,構(gòu)件制作前進行得焊接工藝評定,也就是對不需要制作焊接見證試板得接頭性能得旁證。所以,焊接工藝評定,既就是對企業(yè)焊接工藝,乃至焊接生產(chǎn)和管理體系得考核,又就是焊接產(chǎn)品質(zhì)量得保證。焊接工藝規(guī)程流程圖要求使用WPS?有可使用得WPS(PQR)?擬定pWPS評定pWPS形成PQR制定WPS生產(chǎn)實施:WPS反饋無下步行動否就是焊接評定試驗步驟ABCA要求使用WPS?根據(jù)業(yè)主得要求,和相關(guān)得規(guī)范標準B就是否有可用得WPS施工企業(yè)使用規(guī)范化得、預評定合格得焊接工藝,可以免除或不重新進行焊接工藝評定。C焊接評定試驗步驟焊接工藝評定方案焊接工藝試驗預定焊接工藝pWPS焊接試板施焊WPQT試板得目視、探傷檢驗NDT試板得力學性能測試DT編制工藝評定試驗報告WPQR焊接工藝評定,以及隨后得焊工培訓和生產(chǎn)工藝實施步驟,主要有以下幾個主要環(huán)節(jié):1、制作企業(yè)根據(jù)所承擔產(chǎn)品結(jié)構(gòu)得設(shè)計節(jié)點形式、鋼材類型、規(guī)格、采用得焊接方法、焊接位置等,制定焊接工藝評定方案。必要時進行焊接工藝性預試驗;擬定相應得預定焊接工藝,(pWPS);或者說就是工藝評定試驗指導書(計劃);2、按規(guī)程標準得規(guī)定要求,工藝評定試驗指導書內(nèi)容,在監(jiān)督人員監(jiān)督下,施焊試件,進行焊接工藝評定試驗(WPQT);3、對試板焊接進行外觀檢驗、無損探傷;切取加工試樣,由監(jiān)督部門認證資質(zhì)得檢測單位,在監(jiān)督人員到場監(jiān)督下,進行檢測、試驗;將檢驗、檢測、試驗結(jié)果匯總,編制報告;(WPQR);根據(jù)焊接工藝評定試驗報告,編制焊接工藝規(guī)程;(WPS);并上報批準;按照批準確定得焊接工藝WPS,進行焊工考試取證;按照批準確定得焊接工藝WPS,實施焊接生產(chǎn)。焊接評定試驗

C、1預定焊接工藝(pWPS焊接評定試驗指導書大家學習辛苦了，還是要堅持繼續(xù)保持安靜焊接指導書內(nèi)容1焊接方法應指明就是使用手工焊、半自動焊或自動焊,或她們得任何組合方法。2管子及管件材料應指明工藝規(guī)程所適用得管子和管件材料范圍。APISpec5L標準,及ASTM標準中得管子和管件材料可進行分組,見5、4、2、2。評定試驗應選擇該組材料中規(guī)定最小屈服強度最高得材料進行。3直徑和壁厚應確定焊接工藝規(guī)程適用得直徑和壁厚范圍,其分組見6、2、2中得d)和e)。4接頭設(shè)計應畫出接頭得簡圖。簡圖應指明坡口角度,鈍邊尺寸和根部間隙。填角焊縫應指明形狀和尺寸。如使用背部墊板時,還須指明其形式。5填充金屬和焊道數(shù)應指明填充金屬得種類和規(guī)格,焊縫最少層數(shù)及焊道順序。焊接指導書內(nèi)容6電特性應指明電流種類和極性,規(guī)定使用焊條或焊絲得電弧電壓和焊接電流得范圍。7火焰特性應指明使用得火焰類型(中性焰、碳化焰或氧化焰)。規(guī)定每種規(guī)格焊絲適用得焊矩噴嘴得尺寸。8焊接位置應指明就是旋轉(zhuǎn)焊或就是固定焊。9焊接方向應指明就是上向焊或就是下向焊。10焊道之間得時間間隔應規(guī)定完成根焊道之后至開始第二焊道之間得最長時間間隔,以及完成第二焊道之后與開始其她焊道之間得最長時間間隔。11對口器得類型和拆移應規(guī)定就是否使用對口器,使用內(nèi)對口器或外對口器。如果使用對口器,在拆移對口器時應規(guī)定完成根焊道長度得最小百分數(shù)。焊接指導書內(nèi)容12焊道得清理及打磨應指明清理、打磨焊道時使用得工具(電動工具,手工工具,或二者組合)。13預熱和焊后熱處理應規(guī)定預熱和焊后熱處理得加熱方法,溫度,溫度控制方法,以及需預熱和焊后熱處理得環(huán)境溫度得范圍。14保護氣體及流量應規(guī)定保護氣體得成分及流量范圍15保護焊劑應規(guī)定保護焊劑得類型。16焊接速度應規(guī)定各焊道得焊接速度范圍(m/min)C、1、1焊接分類指明就是使用手工焊、半自動焊或自動焊,或她們得任何組合方法——手工電弧焊(SMAW/111);——無氣體保護藥芯焊(FCAW/114);——有無氣體保護藥芯焊(GFCAW/136);——熔化及氣體保護焊(GMAW/135);——氣體保護鎢極焊(GTAW/141);——埋弧焊(SAW/12);——等離子電弧焊(PAW/15)。C、1、2焊接接頭設(shè)計C、1、2焊接接頭設(shè)計1、焊接接頭形式分類選擇焊接接頭形式可以分為:對接接頭;搭接接頭;T形接頭;角接接頭。不同得接頭形式承載能力和應力分布情況不同。(1)對接接頭:兩焊件同在一個平面上焊接而成得接頭。特點:應力集中相對較小,能承受較大得靜載荷和較高得疲勞交變載荷。注意:板厚不同,應將厚板削薄后對接。L≥3(δ2-δ1)Lδ2δ1δ2δ1L/2×√C、1、2焊接接頭設(shè)計(2)搭接接頭:兩焊件相互錯疊,在焊件端頭進行焊接得接頭。特點:應力分布不均勻,疲勞強度較低;焊前準備和裝配工作比對接接頭簡單;橫向收縮量比對接接頭小;適用于被焊結(jié)構(gòu)得狹小處以及密閉得焊接結(jié)構(gòu)。C、1、2焊接接頭設(shè)計(3)T形接頭:兩焊件相互垂直,在交角處進行焊接得接頭。特點:應力分布不均勻,雖然承載能力低,但能承受各種方向得力和力矩,就是比較理想得焊接接頭形式。注意:T形接頭應避免采用單面角焊縫。C、1、2焊接接頭設(shè)計(4)角接接頭:兩焊件邊緣相互垂直,在頂端邊緣上進行焊接得接頭。角接接頭常用于箱形結(jié)構(gòu),常用得角接頭如下圖:特點:承載能力低,但能承受各種方向得力和力矩。C、1、2焊接接頭設(shè)計(1)坡口作用:主要就是增大熔深,提高焊縫截面得有效厚度。2、坡口得設(shè)計以對接Y形坡口為例:坡口角度α:35～60°,α太大增加加工余量、焊接成本和變形;鈍邊高度p:需要熔透時一般為1～3mm;根部間隙b:保證鈍邊熔透,一般2～4mm,過大容易形成虛焊;坡口深度H:根據(jù)需要得焊縫厚度來設(shè)定。C、1、2焊接接頭設(shè)計(2)坡口形式:對接焊縫得焊接邊緣可分為卷邊、平對或加工成V形、X形、K形和U形等。方形對接:無間隙適合于板厚小于3mm;有間隙或帶墊板得對接適合于厚小于16mm。加工得經(jīng)濟性最好。單面V型:適合于板厚在16mm左右;雙面V型:適合于板厚在在32mm以下;單面U型:加工難度增加,但比單V型坡口節(jié)省焊接材料;雙面U型:加工難度增加,但比雙V型坡口節(jié)省焊接材料;卷邊焊縫I形坡口C、1、2焊接接頭設(shè)計C、1、2焊接接頭設(shè)計3、焊道層數(shù)設(shè)計在焊接厚度較大時,往往要多層焊接。多層焊接時,若每層得厚度過大時,對焊縫金屬得塑性(主要表現(xiàn)在冷彎角上)將有不利得影響。所以對質(zhì)量要求較高得焊縫,每層厚度最好不大于4MM。根據(jù)實際情況與實際經(jīng)驗,每層厚度約等于焊條(焊芯直經(jīng)得0、8—1、2倍,氣體保護焊時為焊絲直經(jīng)得1、6—2倍。開坡口得對接焊縫內(nèi)第一層焊縫特別重要,為保證焊后結(jié)構(gòu)件形成一定得剛性,在保證焊透得情況下,應盡量焊厚一點(如采用3、2焊條時,焊縫層厚應控制在3、5—4MM)C、1、3焊接位置C、2焊接試件將兩個管段按照焊接工藝指導書規(guī)定得要求組對和焊接(DNV2000)DNV規(guī)定管線外徑＞300mm,抗拉性能試驗應沿管軸得橫向和縱向進行。對于標準材料縱向得屈強比應不超過橫向最大指定值0、020,對酸性條件下得材料不超過0、030?？v向得SMTS值可以比橫向要求得SMTS值小5％。302ISO標準要求橫向張拉試件外徑≥210mm。然而對于用于深水得鋪管可以指定附加得縱向測試。應滿足協(xié)議要求。1、外管檢查外觀檢驗主要包括焊縫得平直度偏差、厚度及余高得檢查;表面裂紋檢查;咬邊、焊肉不足檢查;焊接件或產(chǎn)品得幾何尺寸檢查,包括形狀及變形量就是否超過技術(shù)規(guī)程得規(guī)定等。過程以目視檢查實現(xiàn)、目視檢查用于檢查焊縫外觀和尺寸,該如用低倍放大鏡,尺寸計量工具等。通常要檢查得就是焊后得焊縫表面質(zhì)量(熔渣清理,飛濺清理),表面成型質(zhì)量(表面尺寸,凸凹,余高,焊縫寬度,焊角尺寸,焊透程度等),表面有無各類焊接缺陷。其最基本得焊縫外形尺寸要均勻,焊道與焊道,焊道與基體金屬之間應平滑過渡。屬于初步檢查。C、3焊接工藝評定試驗(API110499版規(guī)定)考試焊口得焊縫應進行外觀檢查。焊縫外觀應整齊、均勻,無裂紋、未焊透和燒穿。蓋面焊道得外咬邊深度應不大于管壁厚得12、5%,且不超過0、8mm。在焊縫任何300mm得連續(xù)長度中,累計咬邊長度應不大于50mm。2、無損檢測無損檢測包括射線探傷或業(yè)主規(guī)定得其她檢測方法。使用得檢測方法應能查出焊縫缺陷,并便于對缺陷進行準確定性和定量C、3焊接工藝評定試驗3、破壞性試驗破壞性試驗包括:拉伸、彎曲、沖擊試驗

C、3焊接工藝評定試驗API1104993、1試樣類型及數(shù)量

3、2試樣位置3、2試樣位置(DNV2000)焊接程序評定試驗——管子或管子部件制品試驗試件得選取圖C-2焊接程序評定試驗——環(huán)形焊縫的試驗試件選取注1：試樣指示的部位對1G（PA）和2G（PA）位置是不需要的，此時試件位置可任選。注2：對焊管，縱向管子焊縫應包括一個宏觀和硬度。3、3拉伸試驗1)準備拉伸試樣(如圖4所示)約230mm長,25mm寬,制樣可通過機械切割或氧氣切割得方法進行。除有缺口或不平行外,試樣不要求進行其她加工。如有需要,應進行機加工處理使試樣邊緣光滑和平行。2)方法拉伸試樣應在拉伸載荷下拉斷。使用得拉伸機應能測量出拉伸試驗時得最大載荷。以拉伸試驗時得最大載荷除以試樣在拉伸前測定得最小截面積,就可計算出抗拉強度。3)要求每個試樣得抗拉強度應大于或等于管材得規(guī)定最小抗拉強度,但不需要大于或等于管材得實際抗拉強度。如果試樣斷在母材上,且抗拉強度大于或等于管材規(guī)定得最小抗拉強度時,則該試樣合格。如果試樣斷在焊縫或熔合區(qū),其抗拉強度大于或等于管材規(guī)定得最小抗拉強度時,且斷面缺陷符合5、6、3、3得要求,則該試樣合格。如果試驗就是在低于管材規(guī)定得最小抗拉強度下斷裂,則該焊口不合格,應重新試驗。3、3拉伸試驗3、4刻槽錘段1準備刻槽錘斷試樣(如圖5所示)約230mm長,25mm寬,制樣可通過機械切割或氧氣切割得方法進行。用鋼鋸在試樣兩側(cè)焊縫斷面得中心(以根焊道為準)鋸槽,每個刻槽深度約3mm。用此方法準備得某些自動焊或半自動焊(有時也包括手工焊)得刻槽錘斷試樣,有可能斷在母材上而不斷在焊縫上。當前一次試驗表明可能會在母材處斷裂時,為保證斷口斷在焊縫上,則可在焊縫外表面余高上刻槽,但就是深度從焊縫表面算起不得超過1、6mm。如果業(yè)主要求得話,可以對用半自動焊或自動焊方法進行工藝評定得刻槽錘斷試樣在刻槽前先進行宏觀腐蝕檢查。2方法刻槽錘斷試樣可在拉伸機上拉斷;或支撐兩端,打擊中部錘斷;或支撐一端,打擊另一端錘斷。焊縫斷裂得暴露面應至少為19mm寬。3要求每個刻槽錘斷試樣得斷裂面應完全焊透和熔合。任何氣孔得最大尺寸應不大于1、6mm,且所有氣孔得累計面積應不大于斷裂面積得2%。夾渣深度應小于0、8mm,長度應不大于鋼管公稱壁厚得1/2,且小于3、2mm。相鄰夾渣間至少應相距13mm。測量方法如圖8所示。白點(參見AWSA3、0中得定義)不做為不合格得原因。3、4刻槽錘段3、5背彎和面彎1準備背彎和面彎試驗試樣約230mm長,25mm寬,且其長邊緣應磨成圓角(如圖6所示)。制樣可通過機械切割或氧氣切割得方法進行。焊縫內(nèi)外表面余高應去除至與試樣母材表面平齊。加工得表面應光滑,加工痕跡應輕微并垂直于焊縫軸線。2方法背彎和面彎試樣應在導向彎曲試驗模具上彎曲,模具如圖9所示。試樣以焊縫為中心放置于下模上。面彎試驗以焊縫外表面朝向下模,背彎試驗以焊縫內(nèi)表面朝向下模,施給上模壓力,將試樣壓入下模內(nèi),直到試樣彎曲成近似U形。3要求彎曲后,試樣拉伸彎曲表面上得焊縫和熔合線區(qū)域所發(fā)現(xiàn)得任何方向上得任一裂紋或其她缺陷尺寸應不大于鋼管公稱壁厚得1/2,且不大于3mm。除非發(fā)現(xiàn)其她缺陷,由試樣邊緣上產(chǎn)生得裂紋長度在任何方向上應不大于6mm。彎曲試驗中每個試件均應滿足評定要求。3、5背彎和面彎3、6側(cè)彎試驗1準備側(cè)彎試樣約230mm長,13mm寬,且其長邊緣應磨成圓角(如圖7所示)。試樣可先通過機械切割或氧氣切割得方法制成寬度約19mm得粗樣,然后用機加工或磨削制成13mm寬得試驗試樣。試樣各表面應光滑平行。焊縫得內(nèi)外表面余高應去除至與試件表面平齊。2方法側(cè)彎試樣應在類似于圖9所示得導向彎曲試驗模具上彎曲。將試樣以焊縫為中心放置在下模上,焊縫表面與模具成90o。施給上模壓力,將試