jb／t4708-2000__钢制压力容器焊接工艺评定标准释义

jb／t4708-2000__钢制压力容器焊接工艺评定标准释义内容摘要：

力的 80%，所以，对接焊缝试件评定合格的焊接工艺亦适用于焊件角焊接。 板材对接焊缝试件评定合格的焊接工 艺适用于管材的对接焊缝，反之亦可。 管与板角焊缝试件评定合格的焊接工艺适用于板材的角焊缝，反之亦可。 对接焊缝试件与角焊缝试件与焊件 之间 关系与管材直径无关，只与（管壁）厚度有关。 焊接工艺因素分为重要因素、补加因素和次要因素。 重要因素是指影响焊接接头抗拉强度和弯曲性能的焊接工艺因素。 补加因素是指影响焊接接头冲击韧性的焊接工艺因素。 当规定进行冲击试验时，需增加补加因素。 次要因素是指对要求测定的力学性能无明显影响的焊接工艺因素。 焊接接头 的力学性能包括抗拉强度与冲击韧性，而弯曲性能除有力学性能性质 外 ，还表现为工艺性能。 按照制订本标准时的重新评定焊接工艺判断准则，将焊接工艺因素分为重要因素、补加因素和次要因素，详见标准正文。 当规定进行冲 击 试验 时 ，需增加补加因素。 国内压力容器标准或法规中都没有规定在何种情况下要进行冲击试验。 ASME《锅炉压力容器规范》第 VIII 卷第一分卷中根据钢材强度级别及交货状态，最低设计温度和焊接件的控制厚度，绘制了冲击试验豁免曲线，作为焊接接头是否需要规定进行冲击试验的依据。 目前 ， 国内缺少相当数量的工程失效实例脆断分析和对压力容器用钢韧性追踪考察报告，没有规定进行冲击试验的条件。 原劳动部锅炉压力容器安全监察局曾以劳锅局字 [1993]13 号文下发 “ 关于压力容 器 产品焊接试板问题补充 规定 14 的通知 ” ，其中第七条对《压力容器安全技术监察规程》第 71 条 1 款规定产品焊接试板要进行 “ 必要的冲击韧性试验 ”。 所谓必要的是指： ① 《压力容器安全技术监察规程》 、 GB150《钢制压力容器》、压力容器产品专项标准规定要做冲击韧性试验的； ② 压力容器产品设计图样规定要做冲击韧性试验的 ； ③ 按压力容器产品所选用的材料，其材料标准规定要做冲击韧性试验的。 可见该通知中 对 进行冲击韧性试验的条件作了规定。 在国内压力容器法规和标准没有正式规定之前，各评定单位暂以劳锅局字 [1993]13 号文作为确定冲击韧性试验的依据。 各种焊接方法的焊接工艺评定重要因素、补加因素和次要因素 见表 1。 变更或增加补加因素要不要重新评定焊接工艺，要看焊件是否要求冲击试验来决定。 当规定冲击试验时，补加因素当作重要因素对待；当不规定冲击试验时，补加因素当作次要因素对待。 在 表 1 中可以 看到某些焊接条件同时列入补加因素与次要因素中，这是因为当规定冲击试验时，它们是补加因素；当 不规定冲击试验时，它们为次要因素。 1 接头 坡口形式与尺寸对各种焊接方法而言都是次要因素，它的变更对焊接接头力学性能和弯曲性能无明显影响，但坡口形式与尺寸对焊缝抗裂性、生产效率、焊接缺陷、劳动保护却有很重要作用。 2 填充材料 作为焊缝填充金属包括焊条、焊丝、焊剂、填充金属 ，附加填充金属 、熔嘴、附加金属粉等，熔敷焊缝金属成分主要由它们和母材来决定。 ASME《锅炉压力容器规范》第 IX卷中列有工艺评定中焊缝金属成分 的 类别，即 A编号，并有相应的评定规则。 我国的钢材和焊材的合金化体系与美国差别较大。 况且国内压 力容器行业 熟悉焊材牌号程度胜过型号，原机械工业部编制的《焊接材料产品样本》（机械工业出版社， 1997 年）规定的焊条、焊剂和药芯焊丝的牌号对焊接行业、压力容器行业 影响很大，焊材牌号编制 比较切合我国合金体系的实际。 我国焊材基本上与钢材使用性能相适应。 不同牌号焊材性能差别很大，有焊材牌号作为焊接工艺评定因素具有简便特点，但也有局限性，焊材牌号编制方法不是标准。 随着技术与市场经济发展，在焊材牌号前后加上代号或化学成分符号，使牌号复杂化。 将牌号作为焊接工艺评定因素时不考虑阿拉伯数字 后 的代号（耐蚀层堆焊除外）。 （ 1） 我国焊条分类对照如表 1 所示，焊条和药芯焊丝牌号编制方法如下述： ① 碳钢焊条和低合金高强钢焊条牌号表示方法 a)牌号前加 “J” 字表示为碳钢焊条或低合金高强钢焊 条的 类别代号。 15 b)类别代号后头两位数字，表示焊缝金属抗拉强度等级，其系列如表 2。 表 1 国家标准 焊接材料产品样本 GB/T5117－ 1995《碳钢焊条》 碳钢焊条（用 “J” 表示） GB/T5118－ 1995《 低合金钢 焊条》 低合金高强钢焊条（用 “J” 表示） 钼和铬 钼 耐热钢焊条（用 “R” 表示） 低温钢焊条（用 “W” 表示） GB/T983－ 1995《 不锈钢 焊条》 不锈钢焊条（用 “G” 或 “A” 表示） 表 2 牌号 焊缝金属抗拉强度等级， MPa(kgf/mm2)≥ J42 420（ 43） J50 490（ 50） J55 540（ 55） J60 590（ 60） J70 690（ 70） J75 740（ 75） c)类别代号后第三位数字，表示药皮类型和焊接电源 种类 ，见表 3 d)焊条有特殊性能和用途的，则在牌号后面加注起主要作用的元素或代表主要用途的符号，见表 4 表 3 牌号 类及类型 焊接电源种类 0 不属已规定的类 型 不规定 1 氧化钛型 直流或交流 2 氧化钛钙型 直流或交流 3 钛铁矿型 直流或交流 4 氧化铁型 直流或交流 5 纤维素型 直流或交流 6 低氢钾型 直流或交流 7 低氢钠型 直流 8 石墨型 直流或交流 9 盐基型 直流 16 表４ 符号 含义 G 管道焊接（只有 J420G） X 立向下焊 GM 盖面 Z 重力 D 底层焊 H 超低氢 DF 低尘 LMA 耐吸潮 G 具有较高的低温冲击韧性（只有 J506G） RH 高韧性超低氢 GH 具有较高的低温冲击韧性、低氢 R 高韧性 XG 管子用立向下焊 GR 低温高韧性 注：牌号后加起主要作用的化学元素符号略去。 ② 铬和铬钼耐热钢焊条牌号表示方法 a)牌号前加 “ R” 字，表示钼和铬钼耐热钢焊条的类别代号。 b)类别代号后第一位数字，表示焊缝金属主要化学成分等级，按表 5 规定编排 表 5 牌号 焊缝金属主要化学成分等级 R1 含 Mo 量约为 % R2 含 Cr 量约为 %，含 Mo 量约为 % R3 含 Cr 量约为含 1%～ 2%，含 Mo量约为 % R4 含 Cr 量约为含 %， 含 Mo 量约为 1% R5 含 Cr 量约为 5%， 含 Mo 量约为 % R6 含 Cr 量约为 7%， 含 Mo 量约为 1% R7 含 Cr 量约为 9%， 含 Mo 量约为 1% R8 含 Cr 量约为 11%， 含 Mo 量约为 1% c)类别代号后第二位数字，表示同一焊缝金属主要化学成分组成等级中的不 同牌号 ，对同一药皮类型焊条，可有 10 个牌号，按 0、 „9 顺序编排。 d)类别代号后第三位数字，表示药皮类型和焊接电源种类，见表 3。 17 ③ 低温钢焊条牌号表示方法 a)牌号前加 “W” 字， 表示低温钢焊条的类别代号。 b)类别代号后第一、第二 位 数字，表示低温钢焊条工作温度等级，按表 6 编排。 c)类别代号后第三位数字，表示药皮类型和焊接电源种类，见表 3 表 6 牌号 低温温度等级 W70 － 70℃ W90 － 90℃ W10 － 100℃ W19 － 196℃ W25 － 253℃ ④ 不锈钢焊条牌号表示方法 a)牌号前加 “ G” 或 “ A” 字各表示不锈钢焊条的类别代号。 b)类别代号后第一位数字，表示焊缝金属主要化学成分组成等级，按表 7 规定编排。 表 7 牌号 焊缝金属主要化学成分组成等级 G2 含 Cr 量约为 13％ G3 含 Cr 量约为 17％ A0 含 C 量 ≤ ％（超低级） A1 含 Cr 量约为 18％ ,含 Ni 量约为 8％ A2 含 Cr 量约为 18％ ,含 Ni 量约为 12％ A3 含 Cr 量约为 25％ ,含 Ni 量约为 13％ A4 含 Cr 量约为 25％ ,含 Ni 量约为 20％ A5 含 Cr 量约为 16％ ,含 Ni 量约为 25％ A6 含 Cr 量约为 15％ ,含 Ni 量约为 35％ A7 铬锰氮不锈钢 A8 含 Cr 量约为 18％ ,含 Ni 量约为 18％ A9 待 发 展 c)类别代号后第二位数字，表示同一焊缝金属主要化学成分组成等级中的不同牌号。 对同一药皮类型焊条，可有 10 个牌号，按 0、 „ 9 顺序排列。 d)牌号第三位数字，表示药皮类型和焊接电源种类，见表 3。 (2)我国药芯焊丝牌号表示方法如下： 18 a)牌号第一个字母 “ Y” 表示药芯焊丝，第二个字母及后第一、第二、第三位数字与焊条编制方法相同。 b)牌号 “ － ” 后的数字，表示焊接时的保护方法，见表 8。 表 8 牌号 焊接时的保护方法 YJ － 1 气保护 YJ － 2 自保护 YJ － 3 气保护自保护两用 YJ － 4 其他保护形式 c)药芯焊丝有特殊性能和用途时，则在牌号后面加注起主要作用 的 元素或主要用途的字母。 填充金属指气焊或钨极气体保护焊时送入热源（或电弧）熔化成焊缝金属一部分的丝、棒或板边料。 附加的填充金属指埋弧焊或熔化极气体保护焊时除当作电极的熔化金属丝（带）外，伸入电弧熔化成焊缝金属一部分的丝、棒或板边料。 预置填充金属指焊前预先放在坡口内的丝、棒、条或粉，能改变焊缝金属成分。 3 焊接位置 焊接位置也是焊接工艺评定因素，立焊分为向上立焊和向下立焊两种。 向上立焊虽然电流减少，但焊 接速度也降低很多，线能量大大增加，焊接接头冲击韧性可能要变更，故需重新评定。 当没有冲击试验要求时改变焊接位置不需重新评定，故焊接工艺评定试件位置通常位 于 平焊，在 表 1 中接头这一类中取消 单 面焊时的 钢垫板都是次要因素。 有人认为，焊接位置改变、取消 单 面焊时的钢垫板或焊接衬垫，增加了焊接难度，因而要求重新评定。 这个问题的实质是混淆了焊接工艺评定与焊工技能评定这两个概念。 焊接工艺评定的目的在于评定出合格的焊接工艺，焊接接头的使用性能要符合要求 ；焊工考试的目的在于考出合格的焊工，能够焊出没有超标缺陷的焊缝。 应当在焊工技能 考试范围 内 解决的问题不要硬拉到焊接工艺评定中去解决，能不能焊好其他位置的焊缝，能不能焊好取消钢垫板的单面焊是焊工技能问题，不能通过焊接工艺评定去解决，而要通过焊工培训提高操作技能去解决。 4 电特性 表 1 电 特性中单独的变更电流值或电压值只是次要因素，将焊接速度考虑进来 后 的焊接线能量则成了补加因素。 当规定冲击韧性试验时，增加线能量要重新评定焊接工艺，但若经过高于上转变温度的焊后热处理或奥氏体母材经固 溶处理时的 除外。 线能量是指每条焊道的 19 线能量，当规定进行冲击试验时每条焊道的线能量都应严格控制。 各种焊接方法的焊接工艺评定重要因素、补加因素和次要因素见表 1。 a）当变更任何一个重要因素时都需要重新评定焊接工艺。 b)当增加或变更任何一个补加因素时，则可按增加或变更的补加因素增焊冲击韧性试件进行试验。 c)当变更次要因素时不需要重新评定焊接工艺，但需重新编制焊接工艺指导书。 当变更次要因素时，不需要重新评定焊接工艺，而不是不要评定焊接工艺，但需要重新编制 “ 焊接工艺指导书 ”。 例如当重要因素、补加因素不变时，对接焊缝试件评定合格的焊接工艺适用于角焊缝焊件，其含意是，用对接焊缝试件的 “ 焊接工艺评定报告 ” 来重新编制角焊缝焊件的 “ 焊接工艺指导书 ”。 此时，角焊缝焊件的焊接工艺已由对接焊缝试件评定报告评定过了不需要重新评定，更不是不要评定。 依据该份对接焊缝试件 “ 焊接工艺评定报告 ” 还可以编制焊工考试的 “ 焊接工艺指导书 ” 等等。 因此可以看出，依据一份评定合格的 “ 焊接工艺评定报告 ” 可以重新编制出多份焊件的焊接工艺指导书。 当同一条焊缝使用两种或两种以上焊接方法或重要因素、补加因素不同的焊接工艺时，可按每种焊接方法或焊接工艺分别进行评定；亦可使用两种或两种以上焊接方法、焊接工艺焊接试件，进行组合评定。 例如，某压力容器产品纵焊缝拟采用氩弧焊打底，后用焊条电弧焊填充至 1/3 坡口深度，最后用埋弧焊填满坡口，可以用下列方式评定： 1 分别评定 拟定三份焊接工艺指导书在 3个试件上评定（每个试件一种焊接方法）。 2 组合评定 拟定一份焊接工艺指导书（包含三种焊接方法）在 1个试件上评定（三种焊接方法）。 3 混合评定 拟定二份焊接工艺指导书，其中一份指导书中包含两种焊接方法，另一份指导书中只有一种焊接方法。 焊接 2 个试件，其中 1 个试件上有两个焊接方法，另 1个试件上只有一个焊接。