焊接評定 2011年壓力管道檢驗師培訓課件

1、上海市特種設備監(jiān)督檢驗技術研究院顧福明 工學博士教授級高工,國家高級安全評價師,AWS焊接檢驗師,國際焊接工程師電話:13524522468 EMAIL:gufuming1000@126.com,,焊接評定,主要內(nèi)容,焊接工藝評定焊工資格評定,一、焊接工藝評定,焊接工藝評定的目的焊接工藝評定程序焊接工藝評定的判定準則（替代準則）焊接工藝評定的試驗 焊接工藝評定報告(PQR)和焊接工藝指導書(WPS),多

2、種焊接工藝評定標準共存JB 4708〈鋼制壓力容器焊接工藝評定〉GB 151附錄B〈換熱管與管板接頭的焊接工藝評定〉JB/T 4734附錄B〈鋁容器焊接工藝評定〉JB/T 4745附錄B〈鈦容器焊接工藝評定〉GB 50236〈現(xiàn)場設備工業(yè)管道焊接工程施工及驗收規(guī)范〉SY/T 0452〈石油天然氣金屬管道焊接工藝評定〉DL/T 868〈焊接工藝評定規(guī)程〉石化行業(yè)〈石油化工工程焊接工藝評定〉,焊接工藝評定評定過程中第一個步

3、驟是焊接工藝的完善，這必須在焊工資格評定及產(chǎn)品焊接以前完成，一般情況下，進行焊接工藝評定是顯示以下各項的匹配性：1. 母材2．焊接或釬焊填充金屬3．焊接工藝4．技術措施還必須注意到工藝評定中沒有對評定試驗焊工的技能水平提出要求。許多規(guī)范認為進行工藝評定對施焊的焊工自動進行評定，但是有的規(guī)范工藝評定并不用于判定焊工的能力。,國際上焊接工藝評定的三個途徑： 方法 I：標準模型評定試驗 方法

4、II：工藝評定試驗 方法III：免除評定的接頭工藝美國焊接學會AWS D1.1“鋼結構焊接規(guī)范”中。許多工藝都可以免除評定，在焊接領域是獨一無二的。,免除評定焊接接頭為單面V型坡口對接焊縫，單面焊接，根部加金屬襯墊材料。表中數(shù)據(jù)顯示，根據(jù)不同的焊接方法、厚度及焊接位置，對于規(guī)定的焊接方法，根部的間隙可隨坡口角度變化。如SMAW工藝，根部間隙及坡口角度的組合有三種選擇：根部間隙1/4英寸—45°坡口角度，根

5、部間隙3／8英寸-30°坡口角度，根部間隙1／2英寸-20°坡口角度。在表格右上角插入注明根部間隙及坡口角度的公差的表,為“零件圖用”、“裝配圖用”。,1 焊接工藝評定目的,（1）材料焊接性 工藝焊接性 使用焊接性（2）焊接性能與焊接工藝評定的關系 其解決的問題不同 焊接性能是基礎和前提 進行焊接工藝評定前不一定做焊接性能試驗 焊接工藝評定不允許從外單位“輸入”（

6、包括焊工）（3）焊接工藝評定的目的（功能） 驗證施焊單位擬定的焊接工藝的正確性， 評定施焊單位焊制焊接接頭的使用性能符合設計要求的能力。,需要工藝評定的焊縫 （1）受壓元件焊縫。   （2）與受壓元件相焊的焊縫。   （3）上述焊縫的定位焊縫。   （4）受壓元件母材表面堆焊、補焊。,2 焊接工藝評定程序,3

7、 焊接工藝評定的判定規(guī)則（替代準則）,（1）焊接工藝因素重要因素：影響焊接接頭抗拉強度和彎曲性能。當變更任何一個重要因素是都需要重新評定焊接工藝。補加因素：影響焊接接頭沖擊韌性。當變更時，可按增加或變更的補加因素增焊沖擊韌性試件進行試驗。次要因素：對要求測定的力學性能無明顯影響。當變更時，不需要重新評定焊接工藝，但需重新編制焊接工藝指導書。,AWS一個主要的區(qū)別就是：產(chǎn)品焊縫的每一焊接位置都必須進行工藝評定。ASME和API都使

8、用了焊接工藝評定試驗。ASME第九卷“焊接及釬焊評定”涉及到壓力容器和管路制造中的焊接和釬焊評定。API 1104“管路及相關設施的焊接標準”主要被美國管道工業(yè)在焊接工藝評定和焊工資格評定時使用。,在ASME和API 1104的體系中都確定了一些基本變素。一旦超出了這些規(guī)定的極限，就必須開展另一種工藝評定。這些基本變素包括焊接方法、焊接參數(shù)、母材類型、母材厚度、填充金屬類型及尺寸、焊接工藝措施等。在ASME體系中，這些基本變素必須寫

9、入焊接工藝規(guī)程（WPS）中，必須注明每一變量的范圍。因為如果超出了各個基本變素的極限范圍，可能需要進行大量的評定試驗以確保完全覆蓋。試驗條件記錄于另一份文件——工藝評定報告（PQR）。因此，一份PQR可能對應著一系列的WPS文件，或反之。,ASME工藝評定中有板材和管子兩種形狀的試件。在API中試件總是管子。焊接后按照規(guī)范要求截取試樣和進行破壞性試驗以判定是否合格在ASME體系中，平焊位置的工藝評定可以覆蓋所有位置的評定，API則

10、規(guī)定按工作的不同要求，工藝評定的位置為固定或旋轉，或是兩者均做。但是，這二個位置的任何一個的評定不能覆蓋另—個位置。,（2）焊縫試件分類 板材對接焊縫適用于管材對接焊縫，反之亦然； 管板角接焊縫適用于板材角接焊縫，反之亦然； 對接焊縫適用于角接焊縫。,（3）焊接方法改變焊接方法，需重新評定。（4）焊接因素：接頭（坡口）， 焊接材料（填充材料），

11、 預熱和后熱， 氣體， 電特性， 技術措施， 焊接位置,,,,,試件焊接位置及代號,焊接位置焊接位置改變： 由立向下改為立向上屬補加因素（沖擊） 其他位置改變，為次要因素增加或取消單面焊的鋼墊板或焊接襯墊，為次要因素

12、焊接工藝評定的目的在于評定出合格的工藝，焊接接頭的使用性能要符合要求；焊工考核的目的在于考出合格的焊工，按照已評定合格的焊接工藝能夠焊出沒有超標缺陷的焊縫。,（5）母材,同組母材可以替代Ⅵ-2適用于Ⅱ-1母材同類別中，高組別適用于該組別與低組別組成的異種接頭不同類別組成的異種接頭，即使已分別評定，也需重新評定 但類（組）別 為Ⅱ或Ⅵ-1、 Ⅵ-2適用于該類別與類別Ⅰ的母材組成的異種接頭未歸類的國產(chǎn)材料國外鋼材,（

13、6）熱處理,改變熱處理類別，重新評定.奧氏體不銹鋼的熱處理類別： 不進行焊后熱處理 進行焊后固溶或穩(wěn)定化熱處理其他材料的熱處理類別: 不進行 低于下轉變溫度 高于上轉變溫度 先在高于上轉變，再在低于下轉變溫度 在上下轉變溫度之間,（7）試件的厚度,a.12Cr2Mo和σb >540MPa低合金鋼:b.其他材料,c. 熔敷金屬厚度d. 需進行沖擊試

14、驗，T≥8mm時，適用于母材厚度的有效范圍最小值為0.75Te. 特殊焊接條件下，最大適用厚度為1.1T: 經(jīng)超過上轉變溫度的焊后熱處理； 任一焊道厚度大于13mm； 電渣焊； 短路過渡的熔化極氣保焊，試件厚度小于13mm。f. 對接適用于角焊縫時，厚度不限； 角焊縫適用于非受壓角焊縫時，厚度不限。,4 焊接工藝評定試驗,試驗項目：外觀檢查，無損檢測，力學性能和彎曲性能試驗，金相檢驗（宏觀）

15、注：*可以用4個側彎試樣代替2個面彎和2個背彎試樣制取試樣允許避開試件上的缺陷試樣去除焊縫余高前允許進行冷校平,彎曲試驗： 合格指標：其拉伸面上沿任何方向不得有單條長度大于 3mm的裂紋或缺陷，試樣的棱角開裂不計，但由夾渣或其他缺陷引起的棱角開裂應計入。 執(zhí)行JB4708-2000的意見： 對接雙面焊和堆焊，繼續(xù)有效； 對接單面焊，已達雙面焊彎曲角度的，繼續(xù)有效；

16、對接單面焊，只補做彎曲試驗，合格后有效.,沖擊試驗： 沖擊試驗只有在規(guī)定時才需進行. 沖擊試樣取樣部位,進行附加的試驗來評估焊縫的其它性能,這些試驗為：沖擊試驗、硬度試驗、化學試驗及特殊的應用條件試驗(例：耐腐蝕和耐磨損試驗)。作為檢驗師，可能涉及試驗結果的評定及實際試驗操作。也許檢驗師在評定過程中進行的最重要的工作就是仔細地監(jiān)控焊接過程，以確保依照工藝進行焊接。焊接工藝評定的最后一種方式就是使用模擬試驗。這種方法有時

17、使用于復雜的焊件外形，例如高度拘束和焊接接頭難以靠近有可能引起焊接問題，所以只能通過在模擬接頭上使用試驗焊縫來回答這些問題。模擬試驗可以單獨試驗或與其它常用評定試驗結合使用。這些試驗對制造商很有益。這些有價值的經(jīng)驗能夠通過試驗得到，遠勝于在實際生產(chǎn)中調(diào)整工藝,WPS,PQR,二、焊工資格考試,焊工考試內(nèi)容和方法焊工考試試驗及評定焊工資格管理焊工考試記錄表,焊接工藝評定后，如果焊工不按該工藝進行資格認可，還是無法在生產(chǎn)中使用。進行

18、焊工資格評定試驗以確定是否每位焊工都有熟練的技能并使用這些工藝生產(chǎn)出滿意的焊縫。焊接工藝評定關心的是材料與工藝的匹配性。焊工資格評定也有一些基本變素，包括焊接位置、接頭型式、焊條類型及尺寸、焊接方法、母材類型、母材厚度及某些工藝措施。這些變量直接與焊工的能力有關。規(guī)范一般都規(guī)定了這些變量的限值。,TSG Z6002-2010特種設備焊接作業(yè)人員考核細則,范圍承壓類設備的受壓元件焊縫、與受壓元件相焊的焊縫、受壓元件母材表面堆焊；

19、機電類設備的主要受力構件焊縫、與主要受力構件相焊的焊縫;熔入前兩項焊縫內(nèi)的定位焊縫,1 焊工考核內(nèi)容和方法,（1）考核內(nèi)容：基本知識考試，焊接操作技能考試（2）焊接操作技能考試手工焊焊工，焊機操作工焊接方法，母材，焊接材料，試件形式和位置，焊接要素（3）焊接方法,（4）母材鋼,手工焊：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類，高可代低； 銅和銅合金:同類別可代 鎳和鎳合金:同類別可代,試件母材可以用奧氏體不銹鋼代替鋁和鋁合金:同類別可代鈦和

20、鈦合金:同類別可代,（5）焊接材料：焊條分類，鋼焊絲不分類,其他材料焊絲分類,鋼焊條的替代復雜,銅及銅合金的焊條焊絲覆蓋范圍窄,（6）試件形式和位置,試件焊接位置及代號,試件位置適用范圍,試件厚度適用范圍試件管徑適用范圍,管板角接頭試件,管材角焊縫試件,（7）焊接要素,2 焊工考核試驗及評定,試驗項目： 外觀，射線，彎曲試驗，斷口檢驗，金相檢驗彎曲試驗：不允許避開缺陷取樣；

21、 單個試樣試驗不合格，允許再取一個樣復驗,3 焊工資格管理,（1）項目代號手工焊焊工：方法－鋼號－試件－厚度/外徑－焊條－要素 例：SMAW–FeⅡ–1G–12–Fef3J； GTAW–FeⅠ–5G–3/60–02， SMAW–FeⅠ–5G(K) –5/60–Fef3J；焊機操作工：方法－試件－要素 SAW–1G(K) –07/

22、09（2）管理要求焊工合格證有效期：4年；焊工合格證在各地同等有效；一次考試不合格允許在3個月內(nèi)補考一次；建立焊工業(yè)績檔案，可根據(jù)焊工焊績等情況，提出免考申請；,4 焊工考核記錄表,,AWS D1.1焊工評定,有資格的是指他或她有足夠的技能去進行某種焊接。而證明是支持資格評定的文件。通過評定試驗的焊工是一個有資格的焊工或是持有合格證的焊工。一旦通過資格評定，就得允許焊工在生產(chǎn)中長久施焊，只要不超過評定的位置、厚度、焊條的限

23、制，就可持續(xù)下去。大多數(shù)規(guī)范允許資格評定保持無限期有效，只要焊工繼續(xù)成功地在生產(chǎn)中使用這種工藝。但是，如果焊接檢驗師或其他監(jiān)督人員發(fā)現(xiàn)焊工的技能不能滿足要求，則該焊工有可能需要重新進行評定，或參加進一步培訓。焊工離開一家公司被另一家公司雇傭，證書（評定資料）即終止使用。由于每一家制造商或承包商負責自身的工藝評定及焊工資格評定，所以一般規(guī)范要求每一公司單獨評定焊工資格。,如上所述，焊工資格評定的一般步驟：（1）確認基本變素（2）核查設