焊接工艺评定讲稿.ppt
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1、JB4708-2000钢制压力容器焊接工艺评定,根据压力容器安全技术监察规程第67条要求:压力容器焊接工艺评定的要求台下:1.压力容器产品施焊前,对受压元件之间的对接焊接接头和要求全焊透的T形焊接接头,受压元件与承载的非受压元件之间全焊透的T形或角接焊接接头,以及受压元件的耐腐蚀堆焊都应进行焊接工艺评定。4.1施焊下列各类焊缝的焊接工艺必须按JB4708标准评定合格。(JB/T4709)1.受压元件焊缝;2.与受压元件相焊的焊缝;,3.熔入永久焊缝内的定位焊缝;4.受压元件母材表面堆焊、补焊;5.上述焊缝的返修焊缝。2.钢制压力容器的焊接工艺评定应符合JB4708钢制压力容器焊接工艺评定标准的
2、有关规定。有色金属制压力容器的焊接工艺评定应符合有关标准的要求。,3.焊接工艺评定所用焊接设备、仪表、仪器以及参数调节装置,应定期检定和校验。评定试件应由压力容器制造单位技术熟练的焊接人员(不允许聘用外单位焊工)焊接。4.焊接工艺评定完成后,焊接工艺评定报告和焊接工艺指导书应经制造(组焊)单位焊接责任工程师审核,总工程师批准,并存入技术档案。焊接工艺指导书或焊接工艺卡应发给有关部门和焊工,焊接工艺评定技术档案及焊接工艺评定试样应保存至该工艺评定失效为止。,前言一.压力容器焊接工艺评定标准压力容器焊接工艺评定已有JB47082000钢制压力容器焊接工艺评定、GB1511999中附录B“换热管与管
3、板接头的焊接工艺评定”、JB/T47342002铝制焊接容器和JB/T47452002 钛制焊接容器中关于焊接工艺评定的附录等。压力容器的对接焊缝、角焊缝焊接工艺评定,全焊透T形接头和角接头的型式试验,耐蚀层堆焊的焊接工艺评定,换热管与管板接头的焊接工艺评定,使用进口钢材的焊接工艺评,定,有色金属的焊接工艺评定都分别按上述相关标准进行。有些出口的压力容器产品或国外承包的工程要求按国外标准执行,如按ASME规范或欧洲标准EN288进行。二.JB47082000中对接焊缝、角焊缝焊接工艺评定重新评定判断准则由于压力容器用途广泛,服役条件复杂,因而焊接接头的使用性能也是多种多样的。当某一焊接条件发生
4、变更时可能引起焊接接头一种或多种使用性能产生变化,焊接条件与接头各种使用性能之间对应变化规律并没有完全掌握。,目前对焊接条件变更引起焊接接头力学性能(拉伸、弯曲、冲击)改变的规律掌握得比较充分,因而将焊接条件变更是否影响焊接接头力学性能作为是否需要重新评定焊接工艺的判断准则,从而制定钢制压力容器焊接工艺评定标准,确定评定规则。焊接接头的力学性能是压力容器设计基础,是基本使用性能,以力学性能作为判断准则也是恰当的。当按照焊接接头力学性能准则评定焊接工艺时,如果产品有其他使用性能要求,,则由焊接工艺人员按照理论知识和科学试验结果来选择焊接条件并规定焊接工艺适用范围。需要重复的是,以焊接接头力学性能
5、为准则制定的焊接工艺评定标准不是不考虑其他使用性能,而是目前没有条件制定以各种使用性能作为判断准则的焊接工艺评定标准。可以这样讲,钢制压力容器焊接工艺评定是确保焊接接头的力学性能符合要求的焊接工艺评定标准(接头型式试验件和耐蚀堆焊工艺评定除外)标准中规定的评定准则、参数划分、,钢材分类分组、厚度替代等,都是围绕焊接接头力学性能这个准则,例如可以将众多的奥氏体不锈钢放在一个组内,并规定“某一钢号母材评定合格的焊接工艺可以用于同组别号的其它钢号母材”,这是因为,虽然这些不锈钢焊接接头的耐腐蚀性能不同,但当重要因素不变时它们的焊接接头力学性能相同。焊接工艺评定试件检验项目也只要求检验力学性能(拉伸、
6、弯曲、冲击)。,三.试件采用规则焊接工艺评定试件分类对象首先要说明:焊接工艺评定试件分类对象是焊缝而不是焊接接头。焊缝形式分为:对接焊缝,角焊缝,塞焊缝,槽焊缝和端接焊缝共五种。焊接接头形式分为:对接接头,T形接头,十字接头,搭接接头,塞焊搭接接头、槽焊接头,角接接头,端接接头,套管接头,斜对接接头,卷边接头,锁底接头共12种。,槽焊接头,角接接头,端接接头,套管接头,斜对接接头,卷边接头,锁底接头共12种。焊接接头的使用性能由焊缝的焊接工艺来决定,因此焊接工艺评定试件分类对象是焊缝而不是焊接接头,在标准中将焊接工艺评定试件形式分为对接焊缝试件和角焊缝试件,并对它们的适用范围作了规定。,没有对
7、塞焊缝,槽焊缝和端接焊缝的焊接工艺评定作出规定。对接焊缝或角焊缝试件评定合格的焊接工艺不适用于塞焊缝,槽焊缝和端接焊缝。对接焊缝试件评定合格的焊接工艺亦适用于角焊缝,这是从力学性能准则出发的。对接焊缝、角焊缝与焊接接头形式关系示例见图1,从焊接工艺评定试件分类角度出发可以看出:对接焊缝连接的不一定都是对接接头;角焊缝连接的不一定都是角接头。,尽管接头形式不同,连接它们的焊缝形式是可以相同的。不管焊件接头形式如何,只要是对接焊缝所连接,则只需采用对接焊缝试件评定焊接工艺;也不管焊件接头形式如何,只要是角焊缝所连接,则只需采用角焊缝试件评定焊接工艺。对接焊缝试件评定合格的焊接工艺可以用于焊件各种接
8、头的对接焊缝;,角焊缝评定合格的焊接工艺可以用于焊件各种接头的角焊缝。在确定焊接工艺评定项目时,首先在图样上依次寻找各式各样的焊接接头是用何种形式的焊缝连接的,只要是对接焊缝连接的焊接接头就取对接焊缝试件,对接焊缝试件评定合格的焊接工艺亦适用于角焊缝;评定非受压角焊缝焊接工艺时,可仅采用角焊缝试件。,图2所示的T形接头是用对接焊缝和角焊缝组合焊缝连接的,不能称之为“全焊透的角焊缝”,否则就要犯概念性的错误了。如图2所示的焊接接头按设计要求分为截面全焊透和截面未全焊透两种情况。在进行焊接工艺评定时,只要采用对接焊缝试件进行评定,评定合格的焊接工艺也可适用于组合焊缝中的角焊缝。,对接焊缝试件有板材
9、和管材两种,这两种试件在测定焊接接头力学性能上同一原理,没有什么区别,标准规定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。,四、JB4708-2000钢制压力容器焊接工艺评定 1.范围本标准规定了钢制压力容器焊接工艺评定规则、试验方法和合格指标。本标准适用于钢制压力容器的气焊、焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊(MIG)、钨极气体保护焊(TIG)、耐蚀堆焊等的焊接工艺评定。2.引用标准22个还应加上“JB/T47472002压力容器用钢焊条订货技术条件”共23个标准。(GB1501998钢制压力容器第2号修,改单:制造、检验与验收中增加新条文压力容器用钢焊条应符合JB/
10、T47472002压力容器用钢焊条订货技术条件。)3.术语标准共采用14个定义(术语)其中3.8下转变温度和3.9上转变温度术语值得注意:对于奥氏体金属由于在加热过程无相变,因此不存在此相变温度。4.总则4.1焊接工艺评定应以可靠的钢材焊接性能为依据,并在产品焊接前完成。,4.2焊接工艺评定一般要求是:拟定焊接工艺指导书、施焊试件和制取试样、检验试件和试样、测定焊接接头是否具有所要求的使用性能、提出焊接工艺评定报告对拟定的焊接工艺指导书进行评定。焊接工艺评定验证施焊单位拟定的焊接工艺的正确性,并评定施焊单位能力。4.3对于截面全焊透的T形接头和角接接头,当无法检测内部缺陷,而制造单位又没有足够
11、的能力确保焊透时,还应增加型式试验件进行焊接工艺评定,经解剖试验确认方能允许施焊产品。反之亦然。,(型式试验件制作方法应按JB47082000标准释义第十章P43型式试验评定方法进行。),十、型式试验评定方法10.1型式试验评定目的在于评定出合格的焊接工艺用于截面全焊透的T形接头和角接接头以确保接头根部焊透,同时也要求焊工技能熟练,共同确保产品焊接质量。10.2型式试验件用钢材分为碳素钢和低合金钢、奥氏体高合金钢、铁素体高合金钢三类。改变型式试验件用钢材类别,需重新评定焊接工艺。10.3型式试验件用焊材按焊缝金属分为碳素钢和低合金钢、奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢三类。,改变型式试验件接头根部焊缝
12、金属类别需重新评定焊接工艺。10.4焊接方法分为焊条电弧焊、钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊和埋弧焊。改变打底焊的焊接方法,需重新评定焊接工艺。10.5坡口形式与尺寸发生下列变化时,需重新评定焊接工艺,当双面焊背面作清根处理时3)、4)除外。1)坡口角度减少;2)根部间隙减少;,3)钝边高度增加。10.6打底焊用焊接规范发生下列变化时,需重新评定焊接工艺。1)焊条(丝)直径增加(当焊接电流不随之增加时);2)焊接电流值减少当焊条(丝)直径不随之减少时。10.7型式试验件分为板材试验件和管板试验件。板材试验件如图1所示,管板试验件如图2所示。板材试验件和管板试验件均应制备坡口。,外径小于或等于1
13、60mm的管状件与容器相焊的接头采用管板试验件;板材T形接头,外径大于160的管状件与容器相焊的接头采用板材试验件,也可以用管板试验件。试件和试样的检验 1.检验项目:外观检查,金相检验(宏观)。2.外观检查:试验件接头表面不得有裂纹,未熔合,未焊透。,3.金相检验(宏观)板材试验件试件两端各舍去20,然后沿试验件纵向等分切取5个试样。每块试样取一个面进行金相检验,任意两检验面不得为同一切口的两侧面。管板试验件将试件等分切取4个试样。每块试样取一个面进行金相检验,任意两检验面不得为同一切口的两侧面。10.8合格指标接头焊缝根部应焊透,焊缝金属和热影响区不得有裂纹,未熔合。,4.4焊接工艺评定所
14、用设备、仪表应处于正常工作状态,钢材、焊接材料必须符合相应标准,由本单位技能熟练的焊接人员使用本单位焊接设备焊接试件。,5.对接焊缝、角焊缝焊接工艺评定规则 焊接接头的使用性能由焊缝的焊接工艺来决定,因此焊评试件分类对象是焊缝而不是焊接接头。5.1评定对接焊缝焊接工艺时,采用对接焊缝试件。对接焊缝试件评定合格的焊接工艺适用于角焊缝。评定非受压角焊缝焊接工艺时,可仅采用角焊缝试件。如卧式容器支座垫板与壳体的角焊缝这种非受压角焊缝。,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。5.2焊接工艺因素分为重要因素、补加
15、因素和次要因素。根据焊接工艺因素对焊接接头力学性能的影响不同,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。任何一个重要因素变更,抗拉强度和弯曲性能也会受影响,需要重新评定。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,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。,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。次要因素改变不需要重新评定焊接工艺,但需重新编写焊接工艺指导书。,5.3评定规则焊接方法改变焊接方法,需要重新评定JB47082000中焊接方法有气焊、焊条电弧焊、埋
16、弧焊、熔化极气体保护焊、钨极气体保护焊、电渣焊、耐蚀堆焊。不同焊接方法的焊接热源不同,热源的能量密度不同,焊接热循环不同,用不同的焊接方法焊接同一材料时,因其焊接热过程不同,对焊接接头的力学性能有明显的影响,因此改变焊接方法需要重新评定。,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。表1总结了气焊、焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊、钨极气体保护焊、电渣焊等六种焊接方法的焊接工艺评定在不同的焊接条件下各自的重要因素、补加因素和次要因素。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。
17、,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。当同一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。组合评定合格后用于焊件时,可以采用其中一种或几种焊接方法、焊接工艺、但应保证其重要因素、补加因素不变,按相关条款确定每种焊接方法或焊接工艺适用于焊件厚度的有效范围。,例.有一台压力容器,壳体材料Q345R,壁厚16mm,纵缝(A1)和环缝(B1)采用双面埋弧焊;椭圆形封头与筒体连接的最后一道环缝(B2)采用双面焊,焊条电弧焊打底埋弧焊焊满(容器不
18、作焊后消除应力热处理),一、单独评定A1、B1、SAW Q345R 16mmNO,B21.SAWQ345R 16mmNO 2.SMAW Q345R 16mmNO,二、1.组合评定A1、B1、B2。SAW SMAW Q345R 16mmNO(t指同一焊接方法(或焊接工艺)在试件上所熔敷的焊缝金属厚度。表4注),2.组合评定A1、B1、B2。SAW SMAW Q345R 16mmNO,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,也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。组合评定合格后用于焊件时,可以采用其中
19、一种或几种焊接方法、焊接工艺,但应保证其重要因素、补加因素不变,按相关条款确定每种焊接方法或焊,接工艺适用于焊件厚度的有效范围。各种焊接方法的重要因素、补加因素、次要因素是不同的,重新评定条件也不一样。JB4708中表1对不同的焊接方法列出了不同的重要因素、补加因素和次要因素。以承压设备最常用的焊条电弧焊、埋弧焊为例:1.焊条电弧焊在下列情况下要重新做焊接工艺评定:焊条牌号头两位数字改变;,预热温度比已评定合格值降低50以上。2.焊条电弧焊在下列情况下属于增加或变更了补加因素,需增焊冲击韧性试件进行试验:用非低氢型焊条代替低氢焊条;改变电流种类或极性;未经高于上转变温度的焊后热处理或奥氏体母材
20、焊后固溶时处理时,,焊条直径改为大于6mm;从评定合格的焊接位置改为向上立焊;(球罐)未经高于上转变温度的焊后热处理或奥氏体母材焊后固溶时处理时,最高层间温度比已评定记录值高50以上;增加线能量或单位长度焊道的熔敷金属体积超过已评定合格值。,3.埋弧焊下列情况要重新做焊接工艺评定:焊丝钢号改变;焊剂牌号或混合焊剂的混合比改变添加或取消附加的填充金属;预热温度比评定合格值降低50以上;4.埋弧焊在下列情况下,属于增加或变更补加因素,需要增焊试件进行冲击韧性试验:,最高层间温度比已评定记录值高50以上;改变电流种类或极性;未经高于上转变温度的焊后热处理或奥氏体母材焊后固溶时处理时,最高层间温度比已
21、评定记录值高50以上;增加线能量或单位长度焊道的熔敷金属体积超过已评定合格值;,由每面多道焊改为每面单面焊;单丝焊改为多丝焊或反之。母材本标准根据母材的化学成分、力学性能和焊接性能对母材进行分类分组(见表2)。标准中规定的评定准则、参数划分、钢材分类分组、厚度替代等,都是围绕焊接接头力学性能这个准则。共分为8类15组。,组别评定规则a)当重要因素、补加因素不变时,某一钢号母材评定合格的焊接工艺可以用于同组别号的其他钢号母材。,b)组别号为 2母材适用于组别号为1的母材。解释(RH)重要因素与补加因素不变。注:C)在同类别号中,高组别号母材的评定适用于该组别号母材与低组别号母材所组成的焊接接头。
22、解释:当做了20MnMo的焊接工艺评定后,则2 中的其它材料可以与1中的16MnR(Q345R)和 16Mn焊接,但前题是重要因素与补加因素不变。d)除b)、C)规定情况外,母材组别号改变时,需重新评定。解释必须作焊接工艺评定。,类别评定规则当不同类别号的母材组成焊接接头时,即使母材各自都已评定合格,其焊接接头仍需要重评定。但类别号为(或组别号为1、2)的同钢号母材的评定适用于该类别号(或组别号)母材与类别号为的母材组成焊接接头。,例:当1中1Cr18Ni9Ti(06Cr19Ni10)与1中Q345R相焊接时,即便各自母材都已评定合格,其焊接接头仍需要重评定;当已做了类材料中任一钢材的焊接工艺
23、评定,则该评定适用于所有类材料与1材料组成的焊接接头,但其重要因素与补加因素不变。如Q345R与Q345R的评定(用J507焊条),当Q345R与1材料组成异种钢焊接接头时,其焊接条件必须与原评定相同。如用J507焊条等。即其重要因素与补加因素不变。注:当已做了1类材料中任一钢材的焊接工艺评定,则该评定适用于所有1类材料与1材料组成的焊接接头,但其重要因素与补加因素不变。当已做了2类材料中任一钢材的焊接工艺评定,则该评定适用于所有2类材料与1材料组成的焊接接头,但其重要因素与补加因素不变。,未列入表2的钢号评定规则a)已列入国家标准、行业标准的钢号,根据其化学成分、力学性能和焊接性能确定归入相
24、应的类别、组别中,或另外分类别、组别;未列入国家标准、行业标准的钢号应分别进行焊接工艺评定。b)国外钢材首次使用时应按每个钢号(按该国标准规定命名)进行焊接工艺评定。当已掌握该钢号焊接性能,且其化学成分、力学性能与表2中某钢号相当,且某钢号已进行过焊接工艺评定时,该进口钢材可免做焊接工艺评定。可在本单位的技术文件中将此国外钢材归入某钢号所在类别、组别内。(看释义)焊后热处理焊后热处理类别类别号为的母材分为a)不进行焊后热处理b)进行焊后固熔或稳定化热处理除类别号为以外的母材分为:a)不进行焊后热处理;,b)低于下转变温度进行热处理;c)高于上转变温度进行焊后热处理、(如正火)d)先在高于上转变
25、温度,继之在低于下转变温度进行热处理;(即正火或淬火后继之回火)e)在上下转变温度之间进行焊后热处理。,改变焊后热处理类别,需要重评定焊接工艺。焊接接头经不同的的焊后热处理或类似的热加工(如封头拼接后热冲压成型,类似正火热处理),其组织与力学性能都会有明显变化,所以焊后热处理类别改变,需要重评定焊接工艺。除气焊外,规定进行冲击试验时,焊后热处理的温度和时间范围,改变后要重新评定焊接工艺。试件的焊后热处理与焊件在制造过程中的焊后热处理基本相同,试件加热温度范围不得超过相应标准或技术文件规定。低于下转变温度进行焊后热处理时试件保温时间不得少于焊件在制造过程中累计保温时间的80%。评审过程中发现的的
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