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文檔簡介
1、鋼制壓力容器焊接工藝評定 中國化工裝備協(xié)會,JB/T4709–2000鋼制壓力容器焊接規(guī)程4.焊接工藝評定和焊工4.1施焊下列各類焊縫的焊接工藝必須按JB4708標準評定合格。1.受壓元件焊縫;2.與受壓元件相焊的焊縫;3.熔入永久焊縫內(nèi)的定位焊縫;4.受壓元件母材表面堆焊、補焊;5.上述焊縫的返修焊縫。,前言一.壓力容器焊接工藝評定標準壓力容器焊接工藝評定已有JB4708-2000《
2、鋼制壓力容器焊接工藝評定》、GB151-1999中附錄B“換熱管與管板接頭的焊接工藝評定”、JB/T4734-2002《鋁制焊接容器》和JB/T4745-2002 《 鈦制焊接容器》中關于焊接工藝評定的附錄等。壓力容器的對接焊縫、角焊縫焊接工藝評定,全焊透T形接頭和角接頭的型式試驗,耐蝕層堆焊的焊接工藝評定,換熱管與管板接頭的焊接工藝評定,使用進口鋼材的焊接工藝評,定,有色金屬的焊接工藝評定都分別按上述相關標準進行。有些出口的壓力容器
3、產(chǎn)品或國外承包的工程要求按國外標準執(zhí)行,如按ASME規(guī)范或歐洲標準EN288進行。二.JB4708-2000中對接焊縫焊接工藝評定、角焊縫焊接工藝評定、堆焊層焊接工藝評定判斷準則 由于壓力容器用途廣泛,服役條件復雜,因而焊接接頭的使用性能也是多種多樣的。當某一焊接條件發(fā)生變更時可能引起焊接接頭一種或多種使用性能產(chǎn)生變化,焊接條件與接頭各種使用性能之間對應變化規(guī)律并沒有完全掌握。,目前對焊接條件變更引起焊接接頭力學性能(拉伸、彎曲、沖
4、擊)改變的規(guī)律掌握得比較充分,因而將焊接條件變更是否影響焊接接頭力學性能作為是否需要重新評定焊接工藝的判斷準則,從而制定鋼制壓力容器焊接工藝評定標準,確定評定規(guī)則。焊接接頭的力學性能是壓力容器設計基礎,是基本使用性能,以力學性能作為判斷準則也是恰當?shù)摹!‘敯凑蘸附咏宇^力學性能準則評定焊接工藝時,如果產(chǎn)品有其他使用性能要求,,則由焊接工藝人員按照理論知識和科學試驗結(jié)果來選擇焊接條件并規(guī)定焊接工藝適用范圍。需要重復的是,以焊接接頭力學性能
5、為準則制定的焊接工藝評定標準不是不考慮其他使用性能,而是目前沒有條件制定以各種使用性能作為判斷準則的焊接工藝評定標準。可以這樣講,鋼制壓力容器焊接工藝評定是確保焊接接頭的力學性能符合要求的焊接工藝評定標準(接頭型式試驗件和耐蝕堆焊工藝評定除外) 標準中規(guī)定的評定準則、參數(shù)劃分、,,鋼材分類分組、厚度替代等,都是圍繞焊接接頭力學性能這個準則,例如可以將眾多的奧氏體不銹鋼放在一個組內(nèi),并規(guī)定“某一鋼號母材評定合格的焊接工藝可以用于同組別號
6、的其它鋼號母材”,這是因為,雖然這些不銹鋼焊接接頭的耐腐蝕性能不同,但當重要因素不變時它們的焊接接頭力學性能相同?!『附庸に囋u定試件檢驗項目也只要求檢驗力學性能(拉伸、彎曲、沖擊)。,三.試件采用規(guī)則-焊接工藝評定試件分類對象 在說明焊接工藝評定試件分類對象前, 首先要說明焊接工藝評定的對象是焊縫而不是焊接接頭?! 『缚p形式分為:對接焊縫,角焊縫,塞焊縫,槽焊縫和端接焊縫共五種。 焊接接頭形式分為:對接接頭,T形接頭,十字接頭
7、,搭接接頭,塞焊接頭,槽焊接頭,角接接頭,端接接頭,套管接頭,斜對接接頭,卷邊接頭,鎖底接頭共12種。焊接接頭的使用性能由焊縫的焊接工藝來決定,因此焊接工藝評定試件分類對象是焊縫而不是焊接接頭,在標準中將焊接工藝評定試件形式分為對接焊縫試件和角焊縫試件,并對它們的適用范圍作了規(guī)定。,沒有對塞焊焊縫,槽焊縫和端接焊縫的焊接工藝評定作出規(guī)定。對接焊縫或角焊縫試件評定合格的焊接工藝不適用于塞焊縫,槽焊縫和端接焊縫。對接焊縫試件評定合格的焊接
8、工藝亦適用于角焊縫,這是從力學性能準則出發(fā)的。㈠對接焊縫、角焊縫與焊接接頭形式關系示例見圖1,從焊接工藝評定試件分類角度出發(fā)可以看出:?、艑雍缚p連接的不一定都是對接接頭;角焊縫連接的不一定都是角接頭。,,盡管接頭形式不同,連接它們的焊縫形式是可以相同的。⑵不管焊件接頭形式如何,只要是對接焊縫所連接,則只需采用對接焊縫試件評定焊接工藝;也不管焊件接頭形式如何,只要是角焊縫所連接,則只需采用角焊縫試件評定焊接工藝。⑶對接焊縫試件評定
9、合格的焊接工藝可以用于焊件各種接頭的對接焊縫;,角焊縫評定合格的焊接工藝可以用于焊件各種接頭的角焊縫?! ≡诖_定焊接工藝評定項目時,首先在圖樣上依次尋找各式各樣的焊接接頭是用何種形式的焊縫連接的,只要是對接焊縫連接的焊接接頭就取對接焊縫試件,對接焊縫試件評定合格的焊接工藝亦適用于角焊縫;評定非受壓角焊縫焊接工藝時,可僅采用角焊縫試件。,㈡圖2所示的T形接頭是用對接焊縫和角焊縫組合焊縫連接的,不能稱之為“全焊透的角焊縫”,否則就要犯概念
10、性的錯誤了。如圖2所示的焊接接頭按設計要求分為截面全焊透和截面未全焊透兩種情況。,在進行焊接工藝評定時,只要采用對接焊縫試件進行評定,評定合格的焊接工藝也可適用于組合焊縫中的角焊縫 對接焊縫試件有板材和管材兩種,這兩種試件在測定焊接接頭力學性能上同一原理,沒有什么區(qū)別,標準規(guī)定板材對接焊縫試件評定合格的焊接工藝適用于管材的對接焊縫,反之亦可。,1.范圍 本標準規(guī)定了鋼制壓力容器焊接工藝評定規(guī)則、試驗方法和合格指標?! ”緲?/p>
11、準適用于鋼制壓力容器的氣焊、焊條電弧焊、埋弧焊、熔化極氣體保護焊(MIG)、鎢極氣體保護焊(TIG)、電渣焊、耐蝕堆焊等的焊接工藝評定。 JB4708中有三類焊接工藝評定,評定目的各不相同,評定規(guī)則也不一至,在進行焊接工藝評定時應分別遵守相應的每一項規(guī)定。,①對接焊縫試件評定的目的是為了得到焊接接頭力學性能和彎曲性能符合標準的焊接工藝。?、谛褪皆囼灱脑u定目的是為了得到接頭焊透的焊接工藝。(與產(chǎn)品是否進行熱處理無關)?、鄱押笇釉u
12、定的目的是為了得到堆焊層化學成分符合標準的焊接工藝 2.引用標準22個還應加上“JB/T4747-2002壓力容器用鋼焊條訂貨技術條件”共23個標準?!。℅B150-1998《鋼制壓力容器》第2號修,,改單:制造、檢驗與驗收10.1.2中增加新條文10.1.2.3壓力容器用鋼焊條應符合JB/T4747-2002壓力容器用鋼焊條訂貨技術條件。)3.術語 標準共采用14個定義(術語)其中3.8下轉(zhuǎn)變溫度和3.9上轉(zhuǎn)變溫度術語值得注意
13、:對于奧氏體金屬由于在加熱過程無相變,因此不存在此相變溫度。4.總則 4.1焊接工藝評定應以可靠的鋼材焊接性能為依據(jù),并在產(chǎn)品焊接前完成。 焊接性能:材料在限定的施工條件下,焊接成符,合設計規(guī)定的構(gòu)件,并滿足服役要求的能力。焊接性能受材料、焊接工藝、構(gòu)件類型及使用要求四個因素的影響。4.2焊接工藝評定一般要求是:擬定焊接工藝指導書、施焊試件和制取試樣、檢驗試件和試樣、測定焊接接頭是否具有所要求的使用性能、提出焊接工藝評定報告對擬
14、定的焊接工藝指導書進行評定?!『附庸に囋u定驗證施焊單位擬定的焊接工藝的正確性,并評定施焊單位能力。4.3對于截面全焊透的T形接頭和角接接,頭,當無法檢測內(nèi)部缺陷,而制造單位又沒有足夠的能力確保焊透時,還應增加型式試驗件進行焊接工藝評定,經(jīng)解剖試驗確認方能允許施焊產(chǎn)品。反之亦然。(型式試驗件制作方法應按JB4708-2000標準釋義第十章P43型式試驗評定方法進行。) 4.4 焊接工藝評定所用設備、儀表應處于正常工作狀態(tài),鋼材、焊接
15、材料必須符合相應標準,由本單位技能熟練的焊接人員使用本單位焊接設備焊接試件。,5.對接焊縫、角焊縫焊接工藝評定規(guī)則 焊接接頭的使用性能由焊縫的焊接工藝來決定,因此焊評試件分類對象是焊縫而不是焊接接頭。5.1評定對接焊縫焊接工藝時,采用對接焊縫試件。對接焊縫試件評定合格的焊接工藝適用于角焊縫。評定非受壓角焊縫焊接工藝時,可僅采用角焊縫試件。 如臥式容器支座墊板與殼體的角焊縫屬非受壓角焊縫。,5.1.1板材對接焊縫試件評定合格的焊
16、接工藝適用于管材的對接焊縫,反之亦可?!雍缚p試件有板材和管材兩種,這兩種試件在測定焊接接頭力學性能上同一原理,沒有什么區(qū)別,標準規(guī)定板材對接焊縫試件評定合格的焊接工藝適用于管材的對接焊縫,反之亦可?! ?.1.2管與板角焊縫試件評定合格的焊接工藝適用于板材的角焊縫,反之亦可。 5.2焊接工藝因素分為重要因素、補加因素和次要因素。 5.2.1重要因素是指影響焊接接頭抗拉強度和彎曲性能的焊接工藝因素。 任何一個重要
17、因素變更,抗拉強度和彎曲性能也會受影響,需要重新評定 。,5.2.2補加因素是指影響焊接接頭沖擊韌性的焊接工藝因素。當規(guī)定進行沖擊試驗時,增加或變更任何一個補加因素時 ,則可按增加或變更的補加因素增焊沖擊韌性試件進行試驗。5.2.3次要因素是指對要求測定的力學性能無明顯影響的焊接工藝因素。次要因素改變不需要重新評定焊接工藝,但需重新編寫焊接工藝指導書。,5.3評定規(guī)則 5.3.1焊接方法 5.3.1.1改變焊接方法,需要重新評定
18、 JB4708-2000中焊接方法有氣焊、焊條電弧焊、埋弧焊、熔化極氣體保護焊、鎢極氣體保護焊、電渣焊、耐蝕堆焊?!〔煌附臃椒ǖ暮附訜嵩床煌瑹嵩吹哪芰棵芏炔煌?,焊接熱循環(huán)不同,用不同的焊接方法焊接同一材料時,因其焊接熱過程不同,對焊接接頭的力學性能有明顯的影響,因此改變焊接方法需要重新評定。,5.3.1.2各種焊接方法的焊接工藝評定重要因素、補加因素和次要因素見表1?! ”?總結(jié)了氣焊、焊條電弧焊、埋弧焊、熔化極氣體保護焊、鎢
19、極氣體保護焊、電渣焊等六種焊接方法的焊接工藝評定在不同的焊接條件下各自的重要因素、補加因素和次要因素。 a)當變更任何一個重要因素時都需要重新評定焊接工藝?! )當增加或變更任何一個補加因素時,則可按增加或變更的補加因素增焊沖擊韌性試件進行試驗?! )當變更次要因素時不需要重新評定焊接工藝,但需重新編制焊接工藝指導書。,5.3.1.3當同一焊縫使用兩種或兩種以上焊接方法或重要因素、補加因素不同的焊接工藝時,可按每種焊接方法
20、或焊接工藝分別進行評定;亦可使用兩種或兩種以上焊接方法、焊接工藝焊接試件,進行組合評定。 組合評定合格后用于焊件時,可以采用其中一種或幾種焊接方法、焊接工藝、但應保證其重要因素、補加因素不變,按相關條款確定每種焊接方法或焊接工藝適用于焊件厚度的有效范圍。,例.有一臺壓力容器,殼體材料Q345R,壁厚16mm ,縱縫(A1)和環(huán)縫(B1)采用雙面埋弧焊(H10Mn2、HJ350、有焊劑墊、無自動跟蹤、多道焊、平焊位置);橢圓形封頭
21、與筒體連接的最后一道環(huán)縫(B2)采用雙面焊,焊條電弧焊打底(J507、有襯墊、平焊位置),埋弧焊焊滿(H10Mn2、HJ350、有焊劑墊、無自動跟蹤、多道焊、平焊位置)(焊后不作熱處理),一、單獨評定①A1、B1、 SAW Q345R 16mm NO ?、贐2 SAW Q345R 16mm NO SMAW Q345R 16mm NO,二、組合評定A1、B1、B2SAW +SMAW
22、Q345R 16mm NO注:試件SAW焊縫金屬厚度t=8mm 試件SMAW焊縫金屬厚度t=8mm,各種焊接方法的重要因素、補加因素、次要因素是不同的,重新評定條件也不一樣。JB4708中表1對不同的焊接方法列出了不同的重要因素、補加因素和次要因素。以承壓設備最常用的焊條電弧焊、埋弧焊為例:?、濉?.焊條電弧焊下列情況要重新做焊接工藝評定: ⑴焊條牌號頭兩位數(shù)字改變;,⑵預熱溫度比已評定合格值降低50℃以上。2.
23、焊條電弧焊下列情況要按增加或變更的補加因素增焊沖擊韌性試件進行試驗:?、庞梅堑蜌湫秃笚l代替低氫焊條; ?、聘淖冸娏鞣N類或極性;?、俏唇?jīng)高于上轉(zhuǎn)變溫度的焊后熱處理或奧氏體母材焊后固溶時處理時,焊條直徑改為大于6mm;,⑷從評定合格的焊接位置改為向上立焊;(球罐)?、晌唇?jīng)高于上轉(zhuǎn)變溫度的焊后熱處理或奧氏體母材焊后固溶時處理時,最高層間溫度比已評定記錄值高50℃以上; ⑹增加線能量或單位長度焊道的熔敷金屬體積超過已評定
24、合格值。(當經(jīng)高于上轉(zhuǎn)變溫度的焊后熱處理或奧氏體母材經(jīng)固溶處理時不作為補加因素),㈡1.埋弧焊下列情況要重新做焊接工藝評定:?、藕附z鋼號改變;?、坪竸┡铺柣蚧旌虾竸┑幕旌媳雀淖儭 、翘砑踊蛉∠郊拥奶畛浣饘?; ⑷預熱溫度比評定合格值降低50℃以 上;2.埋弧焊下列情況要按增加或變更的補加因素增焊試件進行沖擊韌性試驗:,⑴最高層間溫度比已評定記錄值高50℃以上;?、聘淖冸娏鞣N類或極性;?、俏唇?jīng)高于上轉(zhuǎn)變溫度的焊后熱處理
25、或奧氏體母材焊后固溶時處理時,最高層間溫度比已評定記錄值高50℃以上; ?、仍黾泳€能量或單位長度焊道的熔敷金屬體積超過已評定合格值; (當經(jīng)高于上轉(zhuǎn)變溫度的焊后熱處理或奧氏體母材經(jīng)固溶處理時不作為補加因素),⑸由每面多道焊改為每面單面焊;單絲焊改為多絲焊或反之。 5.3.2母材 本標準根據(jù)母材的化學成分、力學性能和焊接性能對母材進行分類分組(見表2)。 標準中規(guī)定的評定準則、參數(shù)劃分、鋼材分類分組、厚度替代等,都是圍繞焊接
26、接頭力學性能這個準則。共分為8類15組。,5.3.2.1組別評定規(guī)則 a)當重要因素、補加因素不變時,某一鋼號母材評定合格的焊接工藝可以用于同組別號的其他鋼號母材。 b)組別號為Ⅵ -2母材適用于組別號為Ⅱ-1的母材。(解釋(RH)重要因素與補加因素不變。Ⅵ-2 16MnD 、 16MnDR、 15MnNiDR、20MnMoD),C)在同類別號中,高組別號母材的評定適用于該組別號母材與低組別號母材所組成的焊接接頭。
27、 解釋:當做了20MnMo的焊接工藝評定后, 則Ⅱ-2 中的其它材料可以與Ⅱ-1中的16MnR (Q345R)和 16Mn 焊接,但前題是重要因素與補加因素不變。 d )除 b)、 C)規(guī)定情況外,母材組別號改變時,需重新評定。(解釋Ⅰ-Ⅰ必須作評定),5.3.2.2類別評定規(guī)則 當不同類別號的母材組成焊接接頭時,即使母材各自都已評定合格,其焊接接頭仍需要重評定。但類別號為Ⅱ(或組別號為Ⅵ-1、Ⅵ-2)的同鋼號母材的評定適用
28、于該類別號(或組別號)母材與類別號為Ⅰ的母材組成焊接接頭。 例:①當Ⅶ-1中0Cr18Ni9(06Cr19Ni10)與Ⅱ-1中Q345R相焊接時,即便各自母材都已評定合格,其焊接接頭仍需要重評定;②當已做了Ⅱ類材料中任一鋼材的焊接工藝評定,則該評定適用于所有Ⅱ類材料與Ⅰ-1材料組成的焊接接頭,但其重要因素與補加因素不變。如Q345R與Q345R的評定(用J507焊條),當Q345R與Ⅰ-1材料組成異種鋼焊接接頭時,其焊接條件必須與
29、原評定相同。即其重要因素與補加因素不變(仍用J507焊條等)。 ③當已做了Ⅵ-1類材料中任一鋼材的焊接工藝評定,則該評定適用于所有Ⅵ-1類材料與Ⅰ-1材料組成的焊接接頭,但其重要因素與補加因素不變。④當已做了Ⅵ-2類材料中任一鋼材的焊接工藝評定,則該評定適用于所有Ⅵ-2類材料與Ⅰ-1材料組成的焊接接頭,但其重要因素與補加因素不變。,5.3.2.3未列入表2的鋼號評定規(guī)則 a)已列入國家標準、行業(yè)標準的鋼號,根據(jù)其化學成分、力學性能
30、和焊接性能確定歸入相應的類別、組別中,或另外分類別、組別;未列入國家標準、行業(yè)標準的鋼號應分別進行焊接工藝評定?!)國外鋼材首次使用時應按每個鋼號(按該國標準規(guī)定命名)進行焊接工藝評定。當已掌握該鋼號焊接性能,且其化學成分、力學性能與表2中某鋼號相當,且某鋼號已進行過焊接工藝評定時,該進口鋼材可免做焊接工藝評定??稍诒締挝坏募夹g文件中將此國外鋼材歸入某鋼號所在類別、組別內(nèi)。(看釋義)5.3.3焊后熱處理 5.3.3.1焊后熱處理
31、類別 5.3.3.1.1類別號為Ⅶ的母材分為 a)不進行焊后熱處理 b)進行焊后固熔或穩(wěn)定化熱處理,5.3.3.1.2 除類別號為Ⅶ以外的母材分為: a)不進行焊后熱處理; b)低于下轉(zhuǎn)變溫度進行熱處理; c)高于上轉(zhuǎn)變溫度進行焊后熱處理、 (如正火) d)先在高于上轉(zhuǎn)變溫度,繼之在低于下轉(zhuǎn)變溫度進行熱處理; (即正火或淬火后繼之回火) e)在上下轉(zhuǎn)變溫度之間進行焊后熱處理。,5.3.3.2
32、改變焊后熱處理類別,需要重評定焊接工藝。 焊接接頭經(jīng)不同的的焊后熱處理或類似的熱加工(如碳素鋼和低合金鋼封頭拼接后熱沖壓成型,類似正火),其組織與力學性能都會有明顯變化,所以焊后熱處理類別改變,需要重評定焊接工藝。,5.3.3.3 除氣焊外,規(guī)定進行沖擊試驗時,焊后熱處理的溫度和時間范圍改變后要重新評定焊接工藝。試件的焊后熱處理與焊件在制造過程中的焊后熱處理基本相同,試件加熱溫度范圍不得超過相應標準或技術文件規(guī)定。低于下轉(zhuǎn)變溫
33、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%。 (注:7.2.2.6.3合格指標中明確指出沖擊試驗溫度為常溫;沖擊吸收功平均值應符合圖樣或相關技術文件規(guī)定,且不得小于27J….),舉例:評審中的問題 1.焊接工藝評定試件低于下轉(zhuǎn)變溫度焊后熱處理最短保溫時間的確定: 個別單位在作碳鋼和低合金鋼薄板焊接工藝評定時(試件δ<8mm),試件消除應力熱處理保溫時間按JB/T4709表8選取,一般為30
34、分鐘。但如果產(chǎn)品熱處理時間為60分鐘。該焊接工藝評定顯然滿足不了80%的要求。因為焊評試件焊后消應熱處理保溫時間應按產(chǎn)品焊后熱處理保溫時間來確定.,2.一臺單層高壓容器,材質(zhì)為Q345R ,壁厚T=28,內(nèi)徑=800mm。焊接工藝評定試件焊后消應熱處理時間為90分鐘,產(chǎn)品熱處理工藝要求消除應力熱處理時間為90分鐘。按GB15010.4.2條規(guī)定“16MnR 厚度不小于園筒內(nèi)徑Di的3%;則該臺產(chǎn)品應于成形后進行熱處理”。該產(chǎn)品筒節(jié)卷制
35、并焊接完工后作了60分鐘消除冷作硬化熱處理。產(chǎn)品完工后,按照技術要求,,作了90分鐘焊后消應熱處理。則該產(chǎn)品筒節(jié)焊縫在制造過程中進行焊后熱處理累計保溫時間為150分鐘。而焊接工藝評定的保溫時間僅為90分鐘,90/150=60%,顯然不能滿足低于下轉(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%的規(guī)定。在該情況下有兩種解決辦法:,①免去消除冷作硬化熱處理,而只作焊后熱處理,產(chǎn)品完工后只作90分鐘焊后消除應
36、力熱處理;②如果一定要作消除冷作硬化熱處理,則可以先將筒節(jié)定位焊后(縱縫施焊前)作消除冷作硬化熱處理。產(chǎn)品完工后再作90分鐘焊后消除應力熱處理?!∵@樣就可滿足焊后消除應力熱處理時“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%”的要求,5.3.4 試件厚度與焊件厚度 評定合格的對接焊縫試件的焊接工藝適用于焊件厚度有效范圍: 若試件母材為Ⅳ-2組和標準抗拉強度下限值大于540MPa的強度型低合金鋼按表3、表4;除此之外
37、,按表5、表6規(guī)定。,表3試件母材厚度與焊件母材厚度規(guī)定,表4試件焊縫金屬厚度與焊件焊縫金屬厚度規(guī)定,表5試件母材厚度 與焊件母材厚度規(guī)定(試件進行力學性能試驗和橫向彎曲試驗),表6試件厚度與焊件厚度規(guī)定(試件進行力學性能試驗和縱向彎曲試驗) 主要是考慮異種鋼焊接時,當兩側(cè)母材強度差異較大,取橫向彎曲試樣時,在彎曲試驗過程中試件產(chǎn)生位移,造成彎心不在試件的焊縫中心。(表11注2),5.3.4.1對于焊條電弧焊、埋弧焊。鎢極氣體保護
38、焊、熔化極氣體保護焊,當焊件規(guī)定沖擊試驗時,試件評定合格后當T≥8mm時適用于焊件母材厚度的有效范圍最小值一律為0.75T,如試件經(jīng)高于上轉(zhuǎn)變溫度的焊后熱處理或奧氏體母材焊后固溶時處理時仍按原規(guī)定執(zhí)行1.T=7.5mm、2.N+SR、3.低溫絕熱容器不銹鋼封頭固溶后沖擊 5.3.4.2 當焊件屬于表7所列的情況時,試件評定合格后用于焊件母材厚度的有效范圍最大值按表7規(guī)定。,表7特別情況下試件母材厚度與焊件母材厚度規(guī)定,5.3.4.3
39、當試件符合表8所列的焊接條件時,試件評定合格適用于焊件的最大厚度按表8規(guī)定?! ”? 特殊焊接條件下試件厚度與焊件厚度規(guī)定 mm,5.3.4.4 對接焊縫試件評定合格的焊接工藝用于角焊縫時,焊件厚度的有效范圍不限;角焊縫試件評定合格的焊接工藝用于非受壓角焊縫時,焊件厚度的有效范圍不限。5.3.4.5同一試件上可采用二種或二種以上的焊接方法進行組合評定。組合評定合格后,當作單一焊接方法(或焊接工藝)分別評定來確定適用于焊件母材
40、的厚度有效范圍?!∨e例: 1.對無沖擊試驗要求的組合評定:,① T=44mm (如00C r18Ni9) 焊接方法: GTAW 試件焊縫厚度t1=4mm 焊接方法: SMAW 試件焊縫厚度t2=20mm 焊接方法: SAW 試件焊縫厚度t3=20 mm如圖:t1=4 t2=20 t3=20,根據(jù)組合評定合格后,當作單一焊接方法(或焊接工藝)分別評定來確定適用于焊件母材的厚度有效范圍。(原因是對三種焊接方
41、法的焊縫金屬起作用的是試件母材總厚度44mm,而不是各種焊接方法的焊縫金屬所對應的母材分厚度,所以應當以總厚度作為各種焊接方法適用于焊件母材厚度依據(jù)。),2.對有沖擊試驗要求的組合評定: ?、佟=40mm (如Q345R) 焊接方法: SMAW 試件焊縫厚度20mm 焊接方法: SAW 試件焊縫厚度20 mm (如果試板經(jīng)正火處理),7.試驗要求和結(jié)果評價 7.2對接焊縫試件和試樣的檢
42、驗 7.2.1試件檢驗項目:外觀檢查、無損檢測、力學性能和彎曲性能試驗?!?.2.2力學性能和彎曲性能試驗項目包括拉伸試驗、沖擊試驗(當規(guī)定時)和彎曲試驗?!?.2.2.1力學性能和彎曲性能試驗項目和取樣數(shù)量應符合表11的規(guī)定。 表11 力學性能和彎曲性能試驗項目和取樣 數(shù)量,1)一根管接頭全截面試樣可以代替兩個板形試樣。2)當試件焊縫兩側(cè)的母材之間或焊縫金屬和彎曲性能有顯著差別時,可改用縱向彎曲試驗代替橫向彎曲試驗。
43、縱向彎曲時只取面彎和背彎試樣各2個?! ?)可以用4個橫向側(cè)彎試樣代替2個面彎和 2個背彎試樣。4)當焊縫兩側(cè)母材的鋼號不同時,每側(cè)熱影響區(qū)應取3個沖擊試樣。,5)當無法制備5mm×10mm×55mm小尺寸沖擊試樣時,免做沖擊試驗?! 。ó擳=6㎜時能作沖擊試驗)7.2.2.2當試件采用兩種或兩種以上焊接方法(或焊接工藝)時:a)拉伸試樣和彎曲試樣的受拉面應包括每一種焊接方法(或焊接工藝)的焊
44、縫金屬;b)當規(guī)定做沖擊試驗時,對每一種焊接方法(或焊接工藝)的焊縫區(qū)和熱影響區(qū)都要做沖擊試驗。,注:7.2.2.6.3 合格指標 每個區(qū)3個試樣為一組的常溫的沖擊吸收功平均值應符合圖樣或相關技術文件規(guī)定,且不得小于27J,至多允許一個試樣的吸收功低于規(guī)定值,但不低于規(guī)定值的70%,評審發(fā)現(xiàn)的問題: 1)沖擊試樣橫截面不是正方形,且表面粗糙; 2)彎曲試驗時,板材試樣寬度應為 B=38mm。實際上只有25mm; 3)彎
45、曲試驗時,當T≥20mm應作側(cè)彎; 4)組合評定時最好作側(cè)彎,否則達不到:“彎曲試樣的受拉面應包括每一種焊接方法(或焊接工藝)的焊縫金屬”的要求;(側(cè)彎試樣的厚度T=10mm),5)在進行側(cè)彎時,側(cè)彎試樣的厚度不是標準(JB4708)規(guī)定的10mm,而是14、16或20mm;6)當焊縫兩側(cè)母材的鋼號不同時,沖擊試樣數(shù)量不夠;7)不等厚試件經(jīng)評定合格的焊接工藝,適用于不等厚焊件母材的厚度范圍,應按厚邊對厚邊,薄邊對薄邊分別計算?!?/p>
46、如: Q345R- Q345R不等厚試件,,厚邊板厚為38mm, 薄邊板厚為10mm,經(jīng)評定合格的焊接工藝,適用于不等厚焊件母材的有效范圍(mm):,8)異種鋼試件經(jīng)評定合格的焊接工藝,適用于異種鋼焊件母材的厚度范圍,應按JB4708中相關規(guī)定執(zhí)行。如:0Gr18Ni9 - Q345R 板厚T=16mm,9)殼體與接管對接相焊時,用一個或兩個型式試驗評定代替對接焊縫焊接工藝評定。10)因為壓力容器要求焊后消除應力熱處理,型式
47、試驗也作焊后消除應力熱處理。11)對于熱壓成形的壓力容器封頭焊接工藝評定(N),其焊件母材適用范圍仍為試件厚度的 0.75-2T。此時下限值應按表5確定(5㎜),上限值由表8序號1的除氣焊外,試件經(jīng)上轉(zhuǎn)變溫度的焊后熱處理,即1.1T。12)壓力容器需作焊后消除應力熱處理,其封頭有拼縫(封頭熱壓成形),其封頭拼縫分別用正火(N)和消除應力熱處理(CR)兩個焊接工藝評定來支持。,13)焊接線能量:焊接線能量是焊接工藝評定存在問題最
48、多的。在JB4708焊接工藝評定評定規(guī)則中,單一焊接電流、單一電弧電壓值都是次要因素,他們單獨變更,不需重新評定焊接工藝。而增加線能量則為補加因素。焊接線能量是將電流(I)、電弧電壓(U)和焊接速度(V)有機地聯(lián)系在一起,焊接線能量(q)的計算公式為: q=(I×U)/V(kj/cm) 其中:I單位為安,U為伏,V為厘米/秒,焊接工藝指導書中線能量和焊接工藝評定報告中線能量的關系是: 焊接工藝指導書中應填寫設定的焊接電流
49、范圍,電弧電壓范圍和焊接速度范圍。焊接線能量最大值計算方法是選擇焊接電流、電弧電壓最大值,而焊接速度選擇最小值,在施焊試件時,按照最大焊接線能量。焊接工藝評定報告中焊接電流、電弧電壓和焊接速度則應是施焊試件時焊接電流、電弧電壓和焊接速度的實際測量值?;旧鲜且粋€定值,而不是一個范圍。,有些單位的焊接工藝評定報告上的焊接電流、電弧電壓和焊接速度都只寫一個范圍,這是不正確的?!〖词雇缓附臃椒ㄊ┖冈嚰?,由于打底焊、填充焊和蓋面焊所用焊條
50、(絲)直徑不同,而線能量有所區(qū)別,只要沖擊試樣缺口通過最大線能量焊制焊縫金屬部位,則焊接工藝評定報告中就填寫這個部位的焊接電流、電弧電壓和焊接速度。,2.2000年以前的評定未曾轉(zhuǎn)化。按照質(zhì)技監(jiān)發(fā)(2001)003號:關于執(zhí)行JB4708-2000《鋼制壓力容器焊接工藝評定》標準的意見要求,“繼續(xù)有效的焊接工藝評定項目,其焊接工藝指導書和焊接工藝評定報告應按2000版焊接工藝評定標準進行轉(zhuǎn)化”?! ∞D(zhuǎn)化的含義是:,1)將繼續(xù)有效的焊接
51、工藝評定項目的覆蓋范圍(如厚度、熱處理等)按2000版焊接工藝評定標準執(zhí)行;2)原焊接工藝指導書、焊接工藝評定報告要附在“轉(zhuǎn)化”后的文件后面;3)“轉(zhuǎn)化”后,評定文件表格中各責任人員均按當前質(zhì)保體系人員簽字認可?!≡u審時就曾出現(xiàn)在2000年以前的焊接工藝評定書面上有只一張質(zhì)量保證工程師簽字認可的證明。4)JB/T713-2008標準現(xiàn)己執(zhí)行,……,表示焊接工藝評定已經(jīng)轉(zhuǎn)化,其他的文件一切照常。這肯定是不行的。3.焊接工藝評定文
52、件中至少應有: 1)焊接工藝指導書; 2)焊接工藝評定報告; 3)施焊記錄; 4)外觀檢查報告; 5)無損檢測報告; 6)力學性能(包括沖擊試驗)試驗報告; 7)彎曲性能試驗報告;,8)材料質(zhì)量證明書; 9)焊材合格證; 10)熱處理報告及曲線。4.焊接工藝指導書和焊接工藝評定報告格式應按JB4708附錄B,內(nèi)容填寫最好按4708釋義。,舉例例1.有一臺壓力容器,殼體材料Q345R,壁厚16mm ,縱縫(A1、A2
53、、A3)和環(huán)縫(B1)采用雙面埋弧焊(H10Mn2、HJ350、有焊劑墊、無自動跟蹤、多道焊、平焊位置);橢圓形封頭拼接后熱壓成型;橢圓形封頭與筒體連接的最后一道環(huán)縫(B2)采用雙面焊,焊條電弧焊打底(J507、有襯墊、平焊位置),埋弧焊焊滿(H10Mn2、HJ350、有焊劑墊、無自動跟蹤、多道焊、平焊位置);,圖中接管和管法蘭選用20號鋼,接管尺寸φ108×4mm。接管與殼體的連接(D1、D2)采用管板角接頭(管不開坡口,板
54、開坡口),焊條電弧焊(J507)、無襯墊、全焊透、垂直固定平焊位置?!、耪垎栐搲毫θ萜鞯腁、B、D類焊接接頭應有多少個焊接工藝評定項目??、剖┖负腹邆淠男┖细耥椖??當該壓力容器不需要進行焊后爐內(nèi)整體消除應力熱處理時:,,焊接工藝評定項目和焊工合格項目如下:① A1、A2 SAW Q345R 30mm N 焊工項目: SAW-1G(K)-07/ 09②A3、B1、 SAW Q345R 16mm NO 焊工
55、項目: SAW-1G(K)-07/ 09,③B2 a)SAW 16MnR 16mm NO b)SMAW 16MnR 16mm NO 焊工項目: a)SAW-1G(K)-07/ 09 b)SMAW-Ⅱ- 1G-12-F3J,④D1、2 a)SMAW Q345R 16mm NO b) SMAW Q345R 6mm NO焊工項目: SMAW-Ⅱ- 2FG-12 / 60-F3J,⑵焊工合格項目A1、A2、A
56、3、B1 SAW-1G(K)-07/ 09B2 SMAW-Ⅱ- 1G(K)-12-F3J SAW-1G(K)-07/ 09D SMAW-Ⅱ- 2FG-12 / 60-F3J,例2、該壓力容器需要進行焊后爐內(nèi)整體消除應力熱處理 ⑴焊接工藝評定項目⑵焊工合格項目,① A1、A2 SAW Q345R 30mm N+SR 焊工項目: SAW-1G(K)-07/ 09②A3、B1 SAW Q345R 16m
57、m SR 焊工項目: SAW-1G(K)-07/ 09,③B2 a)SAW Q345R 16mm SR b)SMAW Q345R 16mm SR 焊工項目: a)SAW-1G(K)-07/ 09 b)SMAW-Ⅱ- 1G(K)-12-F3J④D1、2 a)SMAW Q345R 16mm SR b) SMAW Q345R 6mm SR焊工項目: SMAW-Ⅱ- 2FG-12 / 60-F3J,⑵焊工
58、項目A1、A2、A3、B1 SAW-1G(K)-07/ 09B2 SMAW-Ⅱ- 1G(K)-12-F3J SAW-1G(K)-07/ 09D SMAW-Ⅱ- 2FG-12 / 60-F3J,例3、有一臺壓力容器,殼體材料OGr18Ni9、壁厚16mm;接管材料OGr18Ni9、φ30×5(D1處)、 φ18×3 (D2處)。A1、A2、A3和B1采用雙面埋弧焊(HOCr21Ni10、HJ260、有
59、焊劑墊、無自動跟蹤、多道焊、平焊位置);B2采用焊條電弧焊打底,并焊二層(A107、有襯墊、平焊位置),焊縫金屬厚6mm,埋弧焊蓋面(無自動跟蹤、多道焊、平焊位置);,D1、D2采用管板角接頭(管不開坡口,板開坡口),手工鎢極氬弧焊打底(實芯填充絲HOCr21Ni10)、焊條電弧焊焊滿(A107),無襯墊、全焊透、垂直固定平焊位置。 橢圓形封頭,先拼接(A1、A2)后熱壓成型,再經(jīng)焊后固溶處理。⑴請問該壓力容器的A、B、D類焊接
60、接頭應有多少個焊接工藝評定項目?⑵施焊焊工應具備哪些合格項目?,當該奧氏體鋼制壓力容器設計溫度為常溫時,焊接工藝評定試件則不要求按JB4708進行焊縫金屬的低溫夏比沖擊試驗。 ?、佟1、A2 SAW OCr18Ni9 16mm S 焊工項目: SAW-1G(K)-07/ 09②A3、B1 SAW OCr18Ni9 16mm NO 焊工項目: SAW-1G(K)-07/ 09,③B2 a)SAW
61、 OCr18Ni9 16mm NO b)SMAW OCr18Ni9 16mm NO 焊工項目: a)SMAW-Ⅳ- 1G(K)-12-F4J b)SAW-1G(K)-07/ 09,④D a)GTAW OCr18Ni9 10mm NO b) SMAW OCr18Ni9 10mm NO焊工項目:a)GTAW-Ⅳ- 2FG-3 / 18-02 b)SMAW-Ⅳ- 2FG-12 / 18-F4J,⑵焊工項目
62、A1、A2、A3、B1 SAW-1G(K)-07/ 09B2 SMAW-Ⅳ- 1G(K)-12-F4J SAW-1G(K)-07/ 09D a)GTAW -Ⅳ- 2FG-3/ 18-02 b)SMAW-Ⅳ- 2FG-12 / 18-F4J,例4 當例3的壓力容器設計溫度為-196℃時,焊評試件應按照GB150附錄C和JB4708進行焊縫金屬低夏比沖擊試驗。焊接工藝評定項目和焊工合格項目,① A1、A2 SAW O
63、Cr18Ni9 16mm S 焊工項目: SAW-1G(K)-07/ 09②A3、B1 SAW OCr18Ni9 16mm NO 焊工項目: SAW-1G(K)-07/ 09,③B2 a)SAW OCr18Ni9 16mm NO b)SMAW OCr18Ni9 16mm NO 焊工項目: a)SMAW-Ⅳ- 1G(K)-12-F4J b)SAW-1G(K)-07/ 09,④D a)
64、SMAW+GTAW OCr18Ni9 16mm NO b) SMAW OCr18Ni9 6mm NO C) GTAW OCr18Ni9 6mm NO焊工項目:a)GTAW-Ⅳ- 2FG-3/ 18-02 b)SMAW-Ⅳ- 2FG-12/ 18-F4J,⑵焊工項目A1、A2、A3、B1 SAW-1G(K)-07/ 09B2 SMAW-Ⅳ- 1G(K)-12-F4J SAW-1G(K)
65、-07/ 09D GTAW-Ⅳ- 2FG-3 / 18-02SMAW-Ⅳ- 2FG-12 / 18-F4J,小結(jié)⑴由上述4例可以看出,首先要看所擬定的產(chǎn)品焊接工藝中采用了幾種焊接方法,因為改變焊接方法則需重新評定焊接工藝。因此擬定的焊接工藝中,若采用二種或二種以上的焊接方法,則至少應有二種或二種以上的焊接工藝評定支持。⑵其次應確定在擬定的產(chǎn)品焊接工藝中,同一種焊接方法施焊的兩條焊縫是否采用不同的焊后熱處理類別。因為改變焊后熱處
66、理類別,需要重新評定焊接工藝。,因此,同一種焊接方法施焊的兩條焊縫,采用不同類別的焊后熱處理,則需要兩種不同類別焊后熱處理的焊接工藝評定支持⑶當已引用的焊接工藝評定中焊件厚度覆蓋范圍不能包括焊件的厚度時,則需要重新評定焊接工藝。,⑷當焊接工藝評定合格后,確定試件厚度適用于焊件厚度時應注意對應于焊件母材厚度有效范圍,試件焊縫金屬厚度對應于焊件焊縫金屬厚度有效范圍。當焊件由兩塊或多塊母材疊在一起時(如殼體與補強板),確定適用于焊件厚度范圍
67、應單塊板厚度計算。,焊件母材厚度和焊縫金屬厚度①焊件母材厚度分別為δ1、δ2,不能將δ當作母材厚度。②此焊縫為組合焊縫(對接焊縫加角焊縫)。焊縫金屬厚度為δ。,⑸要保證引用的焊接工藝評定的重要因素和補加因素與擬定的產(chǎn)品焊接工藝一致。如果不一致,則應重新評定焊接工藝。⑹審查所有應評定的焊接工藝是否都進行了評定,不得遺漏。⑺焊接工藝評定規(guī)則與焊工考試規(guī)則要求各不相同,切記不可混淆。,(8)焊件材料→焊接方法→熱處理種類→根據(jù)焊件厚
68、度范圍確定試件厚度→選定焊接工藝評定項目;碳鋼和低合金鋼如16MnR: SMAW AW(焊態(tài)、不熱處理) 16MnR(Ⅱ-Ⅰ) → SAW → N(正火處理) GTAW SR(消應處理)
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