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文檔簡介
ASME壓力容器建造規(guī)范中的焊接要求和實(shí)踐
第一部分
-----簡介第IX卷;介紹產(chǎn)品卷和支持卷的關(guān)系及ASME壓力容器建造規(guī)范中的焊接要求和實(shí)踐并述及與我國標(biāo)準(zhǔn)的差別趙孟顯e-mail:zmxian@163.com一、第IX卷簡介
1、ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范第IX卷的內(nèi)容
ASME第IX卷的內(nèi)容:是關(guān)于焊工、焊機(jī)操作工、釬接工、釬機(jī)操作工的評(píng)定,以及按照ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范和ASMEB31壓力管道規(guī)范所采用的焊接或釬接工藝評(píng)定及操作工的技能評(píng)定。
。第IX卷建立焊接和釬接的基本準(zhǔn)則,在編制焊接和釬接工藝評(píng)定及技能評(píng)定的要求時(shí)是應(yīng)當(dāng)遵守的。焊接工藝規(guī)程(WPS)和工藝評(píng)定記錄(PQR)的目的是決定結(jié)構(gòu)中焊件具有要求的使用性能。執(zhí)行焊接工藝評(píng)定的焊工和焊機(jī)操作工應(yīng)當(dāng)是技術(shù)熟練的工人。
我們這里主要介紹ASME第IX卷的焊接部分
2、第IX卷的結(jié)構(gòu)分為兩篇—焊接篇和釬接篇。每一篇再分章,焊接篇分成五章,釬接篇分成四章:
1)
一般要求(焊接篇第I章,釬接篇第XI章):包括位置、各種試驗(yàn)的類型和目的以及合格標(biāo)準(zhǔn)等。
2)
工藝評(píng)定(焊接篇第II章,釬接篇第XII章):主要以表格形式列出指定焊接或釬接方法工藝評(píng)定的重要變素、附加重要變素和非重要變素的條款號(hào),假如任一重要變素的變化超出了規(guī)定范圍,則要對(duì)工藝進(jìn)行重新評(píng)定,當(dāng)有沖擊韌性要求時(shí),附加重要變素作為重要變素看待;而非重要變素的變化僅需修改工藝規(guī)程。
3)技能評(píng)定(焊接篇第III章,釬接篇第XIII章);列出指定焊接和釬接方法技能評(píng)定重要變素的條款號(hào),主要以表格形式列出。
4)
資料(焊接篇第IV章,釬接篇第XIV章)包括變素的具體描述,以分類的形式列出,分類如接頭、母材、填充金屬、位置、預(yù)熱、焊后熱處理、氣體、電特性和技巧(焊接)。各種變素的應(yīng)用只提供在焊接篇第II章、釬接篇第XII章(對(duì)于工藝評(píng)定)或焊接篇第III章、釬接篇第XIII
章(對(duì)于技能評(píng)定)中有關(guān)焊接/釬接方法引用時(shí)才使用,否則就會(huì)被錯(cuò)用。此兩章包括對(duì)母材和填充材料所指定的P-No.、和F-No、供制造者參考的A-No.及非強(qiáng)制性的S-No.(主要用于壓力管道和壓力容器規(guī)范案例選用的材料)。此兩章還包括評(píng)定的厚度/直徑范圍/位置范圍。此兩章給出試件方位、取樣方法、試驗(yàn)夾具尺寸的簡圖。
QW-470敘述侵蝕方法和侵蝕劑。
QW/QB-492給出焊接/釬接術(shù)語的定義。焊接篇還有第V章《標(biāo)準(zhǔn)焊接工藝規(guī)程》(SWPS),該章給出了可以不經(jīng)過評(píng)定而使用的標(biāo)準(zhǔn)焊接工藝規(guī)程,但第一次使用的單位在使用前還要焊接一個(gè)驗(yàn)證試件進(jìn)行試驗(yàn),且僅限于產(chǎn)品卷不要求沖擊試驗(yàn)的情況,《標(biāo)準(zhǔn)焊接工藝規(guī)程》適用的母材限于P-No.1、S-No.1、P-No.8和
S-No.8,焊接方法限于SMAW、GTAW和FCAW/GMAW,目前共列出33種不同的SWPS。需要《SWPS》的單位,請(qǐng)按第IX卷附錄E中你所選中的《SWPS》編號(hào)與
AWS聯(lián)系購買,由于涉及知識(shí)產(chǎn)權(quán),必須具有原件。
《標(biāo)準(zhǔn)焊接工藝規(guī)程》也是要定期更新的,并不是購買后就永遠(yuǎn)有效。在2009增補(bǔ)中就對(duì)1997前的《標(biāo)準(zhǔn)焊接工藝規(guī)程》進(jìn)行了更新。
3、
第IX卷中使用的焊接方法:
焊接方法包括OFW(氧-燃料氣焊)、SMAW(手工電弧焊)、SAW(埋弧焊)GMAW(熔化極氣體保護(hù)焊)、
FCAW(藥芯焊絲弧焊)、GTAW(鎢極氣體保護(hù)焊)、
PAW(等離子弧焊)ESW(電渣焊)、EGW(氣電立焊)、EBW(電子束焊)、FRW(摩擦焊)、LBW(激光焊)、RW(電阻焊)、RSW(電阻點(diǎn)焊)、RSEW(電阻縫焊)和閃光焊,對(duì)于這些焊接方法都規(guī)定了工藝評(píng)定和技能評(píng)定的各類變素。還對(duì)下列幾種焊接工藝規(guī)定了專門的工藝評(píng)定和技能評(píng)定的各類變素:螺柱焊、耐蝕層堆焊、表面加硬層金屬堆焊、管子與管板的焊接和回火焊道焊接,這些工藝所允許使用的焊接方法請(qǐng)見QW-252~QW-264、QW-288和QW-290。
要注意的是在產(chǎn)品卷中所規(guī)定的焊接方法不完全與第IX
卷一致。
4、第IX卷中用代號(hào)介紹(ASMEBPV規(guī)范的其它產(chǎn)品卷也用)
P-No.—為母材指定P-No.是為了減少焊接和釬接工藝評(píng)定的數(shù)量,而對(duì)具有沖擊韌性要求的鐵基金屬母材,在P-No.下再指定組號(hào)。這種分組是根據(jù)母材的特性,例如成分、焊接性、可釬接性和力學(xué)性能等進(jìn)行類比來進(jìn)行。這種分組并不意味著對(duì)于評(píng)定試驗(yàn)中所采用某一母材可以不加區(qū)別地用別的一些母材來代替,而不從冶金性能、焊后熱處理、設(shè)計(jì)、力學(xué)性能和使用要求等觀點(diǎn)來考慮其適配性,具體的分類分組見
QW/QB-422。(目前對(duì)于鐵基材料,P-No.從P-No.1~P-No.11,其中沒有
P-No.2,但是P-No.5和P-No.9又分成A、B、C三個(gè),P-No.10又分成A、B、
C、H、I、K六個(gè),P-No.11又分成A、B二個(gè),因此共有20個(gè)P-No.。要特別注意P-No.5A與P-No.5B或P-No.5C是不同的P-No.,其它的A、B、C等分類也是一樣)
S-No.—用于ASME壓力管道及壓力容器規(guī)范案例中選用,但未列入
ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范材料標(biāo)準(zhǔn)的材料,對(duì)其指定了S-No.和組號(hào)。其作用類似于P-No.和組號(hào)(QW/QB-422)。(2009增補(bǔ)已經(jīng)全部取消了S-No.和組號(hào),將其轉(zhuǎn)換成了P-No.和組號(hào))。
F-No.—是對(duì)焊條和焊絲根據(jù)其所有特性的分類,它基本上能決定焊工采用給定焊條能否焊出滿意的焊縫的能力。分組的目的在于減少焊接工藝評(píng)定和技能評(píng)定的數(shù)量(QW-432)。
A-No.—工藝評(píng)定用鐵基焊縫金屬化學(xué)成分的大致分類,分組的目的在于減少焊接工藝評(píng)定的數(shù)量(QW-442)。鋼及鋼合金的焊條的F-No.(F-No.1~F-No.5),主要決定于焊條藥皮類型和適用范圍。分成5類如下:
F-No.1:EXX20(高氧化鐵藥皮;位置限為平焊,位置為橫焊時(shí),限角焊縫;
電流為交流或直流正接,即工件接正極)
EXX22(高氧化鐵藥皮;僅用于單道焊,位置限為平焊和橫焊;
電流為交流或直流正接)
EXX24(鐵粉、二氧化鈦藥皮;位置限為平焊,位置為橫焊時(shí),限角焊縫;電流為交流或直流)
EXX27(高氧化鐵+鐵粉藥皮;位置限為平焊,位置為橫焊時(shí),限角焊縫;電流為交流或直流正接)
EXX28(低氫鉀+鐵粉藥皮;位置限為平焊,位置為橫焊時(shí),限角焊縫;電流為交流或直流正接)F-No.2:EXX12(高二氧化鈦鈉藥皮;全焊接位置;電流為交流或直流正接)
EXX13(高二氧化鈦鉀藥皮;全焊接位置;交流或直流正或反接)
EXX14(二氧化鈦+鐵粉藥皮;全焊接位置;交流或直流正或反接)
EXX19(氧化鐵+二氧化鈦鉀藥皮;全焊接位置;交流或直流正或反接)F-No.3:EXX10(高纖維素鈉藥皮;全焊接位置;電流為直流反接)
EXX11(高纖維素鉀藥皮;全焊接位置;電流為交流或直流反接)F-No.4:EXX15(低氫鈉藥皮;全焊接位置;直流反接)
EXX16(低氫鉀藥皮;全焊接位置;交流或直流反接)
EXX18(低氫鉀、鐵粉藥皮;全焊接位置;交流或直流反接)
EXX18M(低氫、鐵粉藥皮,全焊接位置;直流反接)
EXX48(低氫鉀、鐵粉藥皮;焊接位置不限,包括立向下)
EXX17(焊條藥皮為EXX16的變型,用大量的Si取代Ti;全焊接位置,
但焊條直徑小于4.8mm的,不適用于立/仰焊位置;交流或直流正接)
請(qǐng)注意大多數(shù)焊條都含有鐵粉,鐵粉含量高時(shí),則不適用于全位置.
F-No.5:為奧氏體和雙相鋼焊條,包括EXX15、EXX16、EXX17。
注意在AWS標(biāo)準(zhǔn)的不銹鋼焊條中凡是屬于F-No.5的沒有酸性藥皮焊條。不銹鋼酸性焊條藥皮焊條納入F-No.1,EXXX(X)-25、EXXX(X)-26
F-No.6:鐵基金屬及其合金的焊絲、焊棒(不包括表面加硬層金屬堆焊)
。
(要注意,在ASME和AWS中,焊絲和焊劑的牌號(hào)是連在一起不可分割的。這與國內(nèi)以往的體系不同).其它合金的焊條及焊絲的F-No.如下:
F-No.21~25:鋁及鋁合金的焊條及焊絲。
F-No.31~37:銅及銅合金的焊條及焊絲。
F-No.41~46:鎳及鎳合金的焊條及焊絲
F-No.51~56:鈦及鈦合金的焊條及焊絲。
F-No.61:鎬及鎬合金的焊絲。
F-No.71~72:表面加硬層金屬堆焊的焊條及焊絲。5、第IX卷焊接的一般要求
1)一般概念
(1)
焊接工藝規(guī)程(WPS):是用于為焊工或焊機(jī)操作工按規(guī)范要求制造產(chǎn)品提供指導(dǎo)的書面文件。它們應(yīng)是按規(guī)范規(guī)定進(jìn)行過評(píng)定,得到PQR支持的文件;或是規(guī)范允許的AWS的標(biāo)準(zhǔn)焊接工藝規(guī)程。
WPS的推薦表格見QW-482,它適用于SMAW、SAW、GMAW、FCAW和GTAW。(但要注意該推薦表格并沒有包含上述焊接方法的全部三類變素,因此使用時(shí)一定要注意在每類變素下都有一欄“其它”,要把沒有包含的變素填寫進(jìn)去)。一份完整的WPS應(yīng)述及在WPS中所采用的、對(duì)每一種焊接方法而言的所有重要變素、非重要變素和當(dāng)需要時(shí)的附加重要變素。(目前的問題往往是變素沒有列全)
(2)
重要變素—工藝評(píng)定中的重要變素是指影響焊縫力學(xué)性能(缺口韌性除外)的焊接條件的某一變化。指定焊接方法已評(píng)定合格的焊接工藝中任一重要變素的改變超出規(guī)定時(shí),要求對(duì)該工藝進(jìn)行重新評(píng)定。技能評(píng)定中的重要變素是指影響焊工熔敷優(yōu)質(zhì)焊縫金屬能力的焊接條件的某一變化。已評(píng)定合格的焊工施焊工件時(shí),當(dāng)任一重要變素的改變超出評(píng)定范圍時(shí),要求對(duì)該焊工資格進(jìn)行重新評(píng)定。
(3)
附加重要變素—工藝評(píng)定中的附加重要變素是指影響焊縫缺口韌性的焊接條件的某一變化。如果一種焊接工藝已經(jīng)過評(píng)定,除缺口韌性外,其它各項(xiàng)要求均能滿足,則此時(shí)僅需按同一工藝,采用同樣的重要變素,但增加所需的各種附加重要變素,增做一個(gè)試件,其長度足夠切取缺口韌性試樣即可。如果一種焊接工藝已經(jīng)過評(píng)定,且滿足包括缺口韌性在內(nèi)的所有要求,但其中有一個(gè)或多個(gè)附加重要變素有所改變,則此時(shí)僅需按同一工藝,采用新的附加重要變素,增做一個(gè)試件,其長度足夠切取缺口韌性試樣即可。如過去評(píng)定的焊接工藝,其焊縫金屬的缺口韌性值是合格的,則根據(jù)需要,僅需從熱影響區(qū)切取缺口韌性試樣供做試驗(yàn)。
(4)
非重要變素—工藝評(píng)定中的非重要變素是指不影響焊縫力學(xué)性能的焊接條件的變化。非重要變素的改變不要求對(duì)該工藝進(jìn)行重新評(píng)定,而僅需對(duì)WPS進(jìn)行修改而已。一份WPS可以有多份PQR,反之一份PQR也可以支持多份WPS
(QW-200)。
(5)工藝評(píng)定記錄(PQR):是工藝評(píng)定試件焊接時(shí)所用焊接變素的實(shí)際記錄,它同時(shí)尚有試樣的試驗(yàn)結(jié)果。記載下來的變素一般應(yīng)在實(shí)際焊接生產(chǎn)所用焊接變素的窄小范圍之內(nèi)。
一份完整的PQR,對(duì)每一種焊接方法,應(yīng)記載下用于試件焊接時(shí)的全部重要變素,試件焊接時(shí)的非重要變素和其它變素記載與否,視制造者的選擇而定。所有被記載下來的變素,都應(yīng)當(dāng)是用于試件焊接時(shí)的實(shí)際變素(包括變素的范圍)。不得記載焊接時(shí)不予控制的變素。在做焊接工藝評(píng)定時(shí),不希望使用生產(chǎn)所用變素的全范圍,或其極限值,除非由于某一特定的重要變素或當(dāng)需要時(shí)的附加重要變素的原因而需要這樣做時(shí)。制造商要對(duì)PQR進(jìn)行確認(rèn)。這項(xiàng)工作不允許轉(zhuǎn)包給別人去做,其目的是制造商對(duì)試件焊接時(shí)變素記錄真實(shí)性的確認(rèn),是對(duì)力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果符合第IX卷要求的確認(rèn)。
PQR原則上不允許修改,但允許對(duì)其進(jìn)行編輯上的更改或補(bǔ)充,編輯上的更改是指諸如母材或填充金屬的P-No.、F-No.或A-No.的誤用;補(bǔ)充是指諸如由于規(guī)范的修改而引起的變化。
PQR的推薦表格見QW-483,它要求至少包括焊接時(shí)實(shí)際采用的全部變素。
2)焊接方位
(1)
坡口焊縫焊接位置:(板)(QW-121)
1G—平焊位置:板處于水平面內(nèi),焊縫金屬在板的上方熔敷。允許焊縫軸線傾斜15o,焊縫面轉(zhuǎn)角±30o。
2G—橫焊位置:板處于垂直平面內(nèi),焊縫軸線是水平的。允許焊縫軸線傾斜15o,焊縫面轉(zhuǎn)角+60o、-10o。
3G—立焊位置:板處于垂直平面內(nèi),焊縫軸線是垂直的。允許焊縫軸線傾斜10o時(shí),焊縫面轉(zhuǎn)角360o;允許焊縫軸線傾斜10o~75o時(shí),焊縫面轉(zhuǎn)角±80o。
4G—仰焊位置:板處于水平面內(nèi),焊縫金屬從板的下方向上熔敷。允許焊縫軸線傾斜10o時(shí),焊縫面轉(zhuǎn)角±80o。詳見QW-461.1、461.3圖示。
要注意與國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)不同,其包括的范圍涉及360o,因此實(shí)際上不存在“特殊位置”
(2)
坡口焊縫焊接位置(管子):(QW-122)
1G—平焊位置:管子軸線水平,焊接時(shí)管子不動(dòng),焊縫金屬從上面熔敷。
2G—橫焊位置:管子軸線垂直,焊縫軸線處于水平面內(nèi),焊接時(shí)管子不轉(zhuǎn)動(dòng)。
5G—多位置:管子軸線水平放置,焊縫坡口在垂直面內(nèi),焊接時(shí)管子不轉(zhuǎn)動(dòng)。
6G—多位置:管子軸線與水平面成45o傾斜角,焊接時(shí)管子不轉(zhuǎn)動(dòng)。詳見QW-461.4圖示,
(3)
角焊縫焊接位置(板)
:
(QW-131)
1F—平焊位置:平板所處位置應(yīng)使熔敷焊縫軸線是水平的,而焊縫厚度是垂直的。
2F—橫焊位置:平板所處位置應(yīng)使熔敷焊縫軸線是水平的,并且位于水平板的上面,靠著垂直板面。
3F—立焊位置:平板所處位置應(yīng)使熔敷焊縫的軸線是垂直的。
4F—仰焊位置:平板所處位置應(yīng)使熔敷焊縫軸線是水平的,并且位于水平板的下面,靠著垂直板面。詳見QW-461.5圖示。
(4)
角焊縫焊接位置:(管子)(QW-132)
1F—平焊位置:管子軸線與水平面成45o傾斜角,焊接時(shí)管子旋轉(zhuǎn),焊縫金屬從上面熔敷。在熔敷處焊縫軸線是水平的,而焊縫厚度是垂直的。
2F—橫焊位置:管子軸線是垂直的,熔敷焊縫位于水平面上,并與垂直表面相連。焊接時(shí)焊縫軸線是水平的,管子不轉(zhuǎn)動(dòng)。
2FR—橫焊位置:管子軸線是水平的,熔敷焊縫的軸線在垂直面上,焊接時(shí)管子轉(zhuǎn)動(dòng)。
4F—仰焊位置:管子軸線是垂直的,焊縫被熔敷位于一個(gè)管子的下端面,并與另一個(gè)管子的垂直圓柱面相連。焊接時(shí)焊縫軸線是水平的,管子不轉(zhuǎn)動(dòng)。
5F—多位置:管子軸線是水平的,熔敷焊縫的軸線在垂直面上,焊接時(shí)管子轉(zhuǎn)動(dòng)。詳見QW-461.6圖示。
要注意的是2F被很多人看成平焊位置,因?yàn)閲鴥?nèi)標(biāo)準(zhǔn)就是這樣規(guī)定的,這是最可能造成分派焊工焊接容器上的接管、補(bǔ)強(qiáng)圈等角焊縫焊接時(shí)錯(cuò)誤地使用只有1G或1F資格的焊工施焊,這是不允許的。也就是說,施焊容器上的接管和補(bǔ)強(qiáng)圈,至少要有2G或2F(不包含坡口部分時(shí))資格的焊工;如果接管和補(bǔ)強(qiáng)圈直徑大到使焊縫處于爬坡位置,而又不能使殼體轉(zhuǎn)動(dòng)到平位置,則可能還要3G資格的焊工。
3)試驗(yàn)和檢驗(yàn)的類型和目的(QW-140)(1)力學(xué)性能試驗(yàn)(QW-141)
①拉伸試驗(yàn):板厚度不大于25mm或管子直徑不大于76mm的,采用全截面試樣;對(duì)于管子厚度不大于25mm的采用全壁厚試樣;對(duì)于板或管子厚度大于25mm的,可采用全截面或全壁厚試樣,也可采用盡可能少的多個(gè)試樣,但此時(shí)全厚度的多個(gè)試樣按一個(gè)計(jì)算。
——拉伸試驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn)(QW-153)
a)母材的規(guī)定最低抗拉強(qiáng)度;
b)如母材是由兩種規(guī)定最低抗拉強(qiáng)度不同的材料構(gòu)成,則取較小值;
c)焊縫金屬的規(guī)定最低抗拉強(qiáng)度,此條適用于有關(guān)卷允許使用室溫強(qiáng)度低于母材的焊縫金屬;
d)如果試樣斷在焊縫界面以外的母材上,只要強(qiáng)度低于母材規(guī)定最低抗拉強(qiáng)度的量不超過5%,可認(rèn)為試驗(yàn)滿足要求。
②導(dǎo)向彎曲試驗(yàn):分為橫向面彎、橫向背彎、橫向側(cè)彎以及縱向面彎、縱向背彎5種,根據(jù)試樣的尺寸和材料性能而定,橫向面彎和背彎用于試件厚度10mm以下,要求全截面試樣;橫向側(cè)彎用于試件厚度10mm或以上,當(dāng)不能制備全截面試樣時(shí),全截面的多個(gè)試樣按一個(gè)計(jì)算;縱向面彎和縱向背彎用于當(dāng)焊縫金屬與母材之間彎曲性能顯著不同的情況下。
——導(dǎo)向彎曲試驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)后彎曲試樣的焊縫和熱影響區(qū)應(yīng)全部在試樣受彎范圍內(nèi)。導(dǎo)向彎曲試樣在彎曲后的凸面上沿任何方向測(cè)量,在焊縫和熱影響區(qū)內(nèi)都不得有超過3mm的開口缺陷。但在試樣的邊角部位于試驗(yàn)中出現(xiàn)的開口缺陷除外,除非有確切的證據(jù)表明它們是由于未熔合、夾渣或其它內(nèi)部缺陷所造成時(shí)方應(yīng)予以考慮。拉伸試驗(yàn)和導(dǎo)向彎曲試驗(yàn)用于坡口焊縫工藝評(píng)定,進(jìn)行了板材坡口焊縫的工藝評(píng)定,在重要變素和當(dāng)需要時(shí),附近重要變素完全相同的情況下,適用于板材、管子的坡口焊縫和角焊縫。注意評(píng)定的厚度范圍在QW-451.1表中和表下的注中有附加限制。所需的試驗(yàn)項(xiàng)目和數(shù)量見表QW-451.1、451.2。導(dǎo)向彎曲試驗(yàn)用于坡口焊縫技能評(píng)定,通過了板材坡口焊縫的技能評(píng)定的焊工,在重要變素范圍內(nèi)只能焊接管子外徑73mm及以上的管子和板材,但當(dāng)通過管子外徑小于25mm坡口焊縫的技能評(píng)定的焊工,除了坡口厚度限制外,可以在重要變素范圍內(nèi)焊接任何直徑的管子和板材的坡口焊縫和角焊縫。所需的試驗(yàn)項(xiàng)目和數(shù)量見表QW-452.1~452.3。
③角焊縫試驗(yàn):工藝評(píng)定角焊縫試驗(yàn)的試件及取樣見QW-462.4(a)(板)和QW-462.4(d)(管子),技能評(píng)定的角焊縫試驗(yàn)的試件及取樣見QW-462.4(b)(板)和QW-462.4(c)(管子)。角焊縫試驗(yàn)的合格標(biāo)準(zhǔn)見QW-183(宏觀檢驗(yàn),工藝評(píng)定)或QW-182(斷裂試驗(yàn),技能評(píng)定)。
板材或管子角焊縫的工藝評(píng)定均可在在重要變素和當(dāng)需要時(shí),附近重要變素完全相同的情況下,適用于全部板材、管子的角焊縫,而不受直徑和焊縫尺寸的限制,所需的試驗(yàn)項(xiàng)目和數(shù)量及評(píng)定厚度見QW-451.3。通過板材角焊縫的技能評(píng)定的焊工,在重要變素范圍內(nèi)只能焊接管子外徑73mm及以上的管子和板材,但當(dāng)通過管子外徑小于25mm角焊縫的技能評(píng)定的焊工,可以在重要變素范圍內(nèi)焊接等于或大于評(píng)定用管子直徑和板材的角焊縫。所需的試驗(yàn)項(xiàng)目和數(shù)量及評(píng)定厚度見表QW-452.4~452.5。由于板材或管子角焊縫的工藝評(píng)定和技能評(píng)定只能用于板材、管子的角焊縫,從減少評(píng)定數(shù)量的觀點(diǎn)來說,不建議進(jìn)行此類評(píng)定。
④缺口韌性試驗(yàn):按產(chǎn)品規(guī)范的要求進(jìn)行,可包括焊縫和熱影響區(qū)的夏比V缺口試驗(yàn)和落錘試驗(yàn)。對(duì)于5G和6G位置的試樣取樣位置按QW-463.1(f)的規(guī)定,其余全部按有關(guān)產(chǎn)品規(guī)范的要求進(jìn)行。
⑤其它試驗(yàn)和檢驗(yàn)
a)射線透照檢測(cè):工藝評(píng)定不要求進(jìn)行射線透照檢測(cè)。在焊工和焊接操作工的技能評(píng)定中,除了特殊焊接方法(表面堆焊、復(fù)合材料和襯里接頭的焊接及電阻焊)外,都可以使用射線透照檢測(cè)代替力學(xué)性能試驗(yàn),具體規(guī)定見QW-304(焊工)和QW-305(焊接操作工)。但一旦選擇使用射線透照檢測(cè)進(jìn)行技能評(píng)定,則當(dāng)初次評(píng)定失敗而進(jìn)行復(fù)試時(shí),仍必須使用射線透照檢測(cè)進(jìn)行技能評(píng)定復(fù)試。射線透照檢測(cè)的方法按ASME規(guī)范第V卷第II章,其合格標(biāo)準(zhǔn)按QW-191.2.2。(QW-191)
b)滲透檢測(cè):用于耐蝕層堆焊的工藝評(píng)定試驗(yàn)。其合格標(biāo)準(zhǔn)按QW-195.2.(QW-195)
c)外觀檢測(cè):用于焊工和焊接操作工的技能評(píng)定試件的檢驗(yàn)。要求全焊透和全熔合(QW-194)
d)金相檢測(cè):用于電阻焊縫試驗(yàn)(QW-196)。
e)宏觀檢測(cè):主要用于角焊縫的工藝評(píng)定(QW-181、183及螺柱焊試驗(yàn)(QW-192.4)和激光焊試驗(yàn)(QW-197、QW-198)。
f)扭轉(zhuǎn)試驗(yàn):用于螺柱焊試驗(yàn)(QW-192.3)。
g)彎曲和錘擊試驗(yàn):用于螺柱焊試驗(yàn)(QW-192.2)。
h)剝離試驗(yàn):用于點(diǎn)焊和凸焊試驗(yàn)(QW-196.2.2)激光焊試驗(yàn)(QW-197.2.2)。
i)切片試驗(yàn):用于閃光焊試驗(yàn)(QW-199.1.3)。還有一些專門為某一工藝規(guī)定的試驗(yàn)方法,如電阻縫焊和管子與管板的焊接
。
6、第IX卷的焊接工藝評(píng)定
1)以SMAW的工藝評(píng)定為例,其變素包括(QW-253):
(1)重要變素:(注意條文可能與原文不同,但含意相同,為易于理解)
a)QW-403.8:母材厚度變化超過QW-451.1的評(píng)定范圍,但QW-202.4(b)允許除外(即:對(duì)于不同母材厚度的接頭,其較薄一側(cè)母材厚度應(yīng)在QW-451.1的評(píng)定范圍內(nèi),較厚一側(cè)母材厚度也應(yīng)在QW-451.1的評(píng)定范圍內(nèi),但如評(píng)定試件厚度為38mm或更厚時(shí),則較厚一側(cè)母材最大厚度不限。因而不同母材厚度的接頭可能要一個(gè)以上的評(píng)定)。
b)QW-403.9:當(dāng)任一焊道厚度大約13mm,評(píng)定的最大厚度為試件厚度的1.1倍。
c)QW-403.11:對(duì)于WPS中規(guī)定的母材,工藝評(píng)定應(yīng)采用符合QW-424要求的母材。(用一張表來表示,簡單說,評(píng)定要使用與產(chǎn)品母材有相同的P-No.的材料)
d)QW-
403.13從一種P-No.5改變?yōu)榱硪环NP-No.5(亦即從P-No.5A改變?yōu)镻-No.5B或P-No.5C),反之亦然。從P-No.9A改變?yōu)镻-No.9B,但反之則否。從一種P-No.10改變?yōu)槿魏瘟硪环NP-No.10(亦即從P-No.10A改變?yōu)镻-No.10B或P-No.10C等),反之亦然。(2009增補(bǔ)已取消該條款,即說明從2010年1月開始,每一種P-No.的A、B、C…分類都要單獨(dú)作為一個(gè)P-No.來對(duì)待,沒有例外。)
在這里規(guī)定,P-No.9B的評(píng)定似乎可以用于P-No.9A。其它的A、B、C…分類則不行,沒有提到P-No.11的A、B分類。實(shí)際上P-No.的評(píng)定范圍見QW-424.1的規(guī)定比較清楚。
e)QW--404.4:F-No.的改變或改變?yōu)镼W-432表中未列出的任何其它填充金屬。
f)QW-404.5:鐵基金屬熔敷焊縫金屬的化學(xué)成分,從,從QW-442中某一A-No.改變?yōu)榱硪籄-No.。但對(duì)A-No.1的評(píng)定也適用于A-No.2,反之亦然。(注意焊縫金屬化學(xué)成分可以焊材制造廠的質(zhì)量證明書為依據(jù))
g)QW-404.30:熔敷焊縫金屬厚度的變化超過QW-451的范圍。
h)QW-406.1:評(píng)定過的預(yù)熱溫度降低55℃以上,在WPS中應(yīng)規(guī)定(開始)焊接的最低溫度。
i)QW-407.1:焊后熱處理?xiàng)l件的改變:不做PWHT;
PWHT在低于下轉(zhuǎn)變溫度進(jìn)行;(如SR處理)
PWHT在高于上轉(zhuǎn)變溫度進(jìn)行;(如正火、淬火或退火)
PWHT先在高于上轉(zhuǎn)變溫度進(jìn)行,繼之在低于下轉(zhuǎn)變溫度進(jìn)行;(如正火+回火或淬火+回火)
PWHT在高于上、下轉(zhuǎn)變溫度之間進(jìn)行。(如不完全退火)(不適用于不銹鋼和非鐵基金屬,對(duì)此另有規(guī)定。09增補(bǔ)已經(jīng)對(duì)此作出修改,使之更清楚)
j)QW-407.4:工藝評(píng)定試件PWHT溫度高于上轉(zhuǎn)變溫度時(shí),則評(píng)定產(chǎn)品焊縫最大厚度為試件厚度的1.1倍。
k)QW-410.64
對(duì)于采用P-No.11A和P-No.11B母材制造的容器或容器的零部件,其厚度小于16mm者,如坡口的制備在制造中采用熱過程方法,則試件的坡口制備亦應(yīng)采用此法。坡口制備應(yīng)包括采用熱過程方法做背面清根、背面開槽或清除不良焊縫金屬。(原來QW-213的規(guī)定)
(2)SMAW的附加重要變素:
a)QW-403.5:焊接工藝評(píng)定應(yīng)使用與產(chǎn)品焊接相同的母材(包括型號(hào)和等級(jí));或?qū)τ阼F基材料,使用與產(chǎn)品焊接有相同P-No.和組號(hào)的母材(見QW/QB-422所列);或?qū)τ诜氰F基材料,使用與產(chǎn)品焊接有相同P-No.和UNSNo.的母材(見QW/QB-422所列)。對(duì)于在QW/QB-422中所列的鐵基材料,應(yīng)對(duì)每種不同P-No.和組號(hào)的組合進(jìn)行工藝評(píng)定,即使這二種母材各自已分別進(jìn)行過工藝評(píng)定,┅
b)QW-403.6:評(píng)定的母材最小厚度為試件厚度T或16mm,取兩者中較小值。但如試件厚度小于6mm,則評(píng)定的最小厚度為1/2T。但當(dāng)被評(píng)定的WPS需經(jīng)高于上轉(zhuǎn)變溫度的PWHT時(shí),不受本條款約束。
c)QW-404.7:焊條公稱直徑變化大于6mm時(shí)。但當(dāng)被評(píng)定的WPS需經(jīng)高于上轉(zhuǎn)變溫度的PWHT時(shí),不受本條款約束。
d)QW-404.12:SFA標(biāo)準(zhǔn)中焊條型號(hào)的改變或改變到非SFA標(biāo)準(zhǔn)中的焊條。(有一些例外,如擴(kuò)散氫等級(jí)、低氫型藥皮類型等)
e)QW-405.2:從任一焊接位置改變?yōu)樯掀潞傅奈恢?。在上坡焊時(shí),從無擺動(dòng)的直道焊改變?yōu)閿[動(dòng)焊。但當(dāng)被評(píng)定的WPS需經(jīng)高于上轉(zhuǎn)變溫度的PWHT時(shí),不受本條款約束。
f)QW-406.3:最大層間溫度比PQR記錄值高55℃以上。但當(dāng)被評(píng)定的WPS需經(jīng)高于上轉(zhuǎn)變溫度的PWHT時(shí),不受本條款約束。
g)QW-407.2:PWHT溫度和時(shí)間區(qū)間的變化。工藝評(píng)定試件的PWHT應(yīng)當(dāng)和焊縫在產(chǎn)品中受到的熱處理基本上相當(dāng),在熱處理溫度下累計(jì)時(shí)間不得少于產(chǎn)品所用時(shí)間的80%,但可在一次熱循環(huán)中完成。
h)QW-409.1:熱輸入的增加,或單位長度內(nèi)熔敷焊縫金屬體積的增加超過評(píng)定值。增加量的計(jì)算:熱輸入(J/mm)=伏特x安培x60/焊接速度(mm/min.)
i)QW-409.4:交流變?yōu)橹绷?,或反之;在采用直流焊接時(shí),從電極接負(fù)極(正極性)改為電極接正(反極性),或反之。
j)QW-410.9:每面多道焊改為每面單道焊,但當(dāng)被評(píng)定的WPS需經(jīng)高于上轉(zhuǎn)變溫度的PWHT時(shí),不受本條款約束。
(3)SMAW的非重要變素:
a)QW-402.1:坡口形式的改變。
b)QW-402.4:單面焊坡口焊縫襯墊的取消。雙面焊坡口焊縫按有襯墊考慮。
c)QW-402.10:規(guī)定的坡口根部間距的改變。
d)QW-402.11:增加或取消非金屬的或非熔化的金屬成型塊。
e)QW-404.6:WPS中指定的一種或幾種焊條公稱直徑的改變。
f)QW-404.33:SFA標(biāo)準(zhǔn)填充金屬型號(hào)的改變或?qū)τ诜茿WS填充金屬型號(hào),其制造廠商品名稱的改變。當(dāng)焊條有尾綴,(如表示防潮、超低氫等)且已規(guī)定于WPS中時(shí),則只能使用該種填充金屬。
g)QW-405.1:對(duì)已經(jīng)過評(píng)定的焊接位置增加其它的焊接位置。
h)QW-405.3:對(duì)任何一道立焊縫的焊接方向,從向上焊改為向下焊,或反之,則需重評(píng),但蓋面焊道除外;如第二面焊接前清根到露出優(yōu)良的焊縫金屬,則根部焊道的方向?yàn)橄蛏匣蛳蛳戮伞?/p>
i)QW-406.2:當(dāng)焊接完成,在未進(jìn)行所需的PWHT前,預(yù)熱保持時(shí)間的變化或降低后熱溫度。
j)QW-409.4:交流變?yōu)橹绷?,或反之;在采用直流焊接時(shí),從電極接負(fù)極(正極性)改為電極接正(反極性),或反之。
k)QW-409.8:電流范圍的改變,或除SMAW和GTAW外電壓范圍的改變??捎盟徒z速度范圍的改變代替電流范圍的改變。
l)QW-410.1:從直進(jìn)焊法改為橫向擺動(dòng)焊法或反之。
m)QW-410.5:焊前清理和層間清理方法的改變。
n)QW-410.6:背面清根方法的改變。
o)QW-410.9:每面多道焊改為每面單道焊。
p)QW-410.25:從手工焊或半自動(dòng)焊改為機(jī)動(dòng)焊或自動(dòng)焊,或反之。(這一條不通,本來說的是手工電弧焊,何來半自動(dòng)焊、機(jī)動(dòng)焊或自動(dòng)焊?)
q)QW-410.26:對(duì)焊縫錘擊的有無。
2)
變素分析
(1)重要變素:
對(duì)于常用的焊接方法,包括SMAW、SAW、GMAW/FCAW、GTAW而言,其下列重要變素都是相同的:
QW-403.8、QW-403.9、QW-403.11、QW-403.13(2009增補(bǔ)已取消該條款)
,是關(guān)于母材厚度的評(píng)定范圍和母材P-No的評(píng)定范圍;
QW-404.4、QW-404.5是關(guān)于F-No和A-No的評(píng)定范圍、
QW-404.30是關(guān)于焊縫金屬厚度的評(píng)定范圍;
QW-406.1是關(guān)于預(yù)熱溫度的評(píng)定范圍;
QW-407.1和QW-407.4是關(guān)于焊后熱處理?xiàng)l件和高于上轉(zhuǎn)變溫度時(shí)的評(píng)定范圍;
QW-410.64是關(guān)于采用P-No.11A和P-No.11B母材其厚度小于5/8in.者,如坡口的制備在制造中采用熱過程方法的評(píng)定要求。當(dāng)然,對(duì)于SAW、GMAW/FCAW、GTAW而言,由于其工藝的特點(diǎn),在QW-404中,凡是涉及焊絲/焊劑/填充金屬的成分/型號(hào)/制品形式/填加與否等可能影響焊縫力學(xué)性能(缺口韌性除外)變化的條件也是重要變素。
GMAW/FCAW還包括保護(hù)氣體的條件。也就是說,第Ⅸ卷認(rèn)為上述焊接方法影響焊縫力學(xué)性能(缺口韌性除外)變化的條件主要是指母材的P-No及厚度;焊接材料(填充金屬)的F-No和
A-No及其形式和填加方式;PWHT的采用與否及其溫度范圍,當(dāng)高于上轉(zhuǎn)變溫度時(shí),其評(píng)定的產(chǎn)品焊縫最大厚度范圍縮小到試件厚度的1.1倍。
(2)附加重要變素
對(duì)于常用的焊接工藝,包括SMAW、SAW、GMAW/FCAW、GTAW而言,其下列附加重要變素也都是相同的:
QW-403.5是關(guān)于母材在P-No下再分組,按組評(píng)定的范圍;
QW-403.6是母材最小厚度評(píng)定范圍的下限進(jìn)一步縮小,為T或16mm中的較小值;
QW-404中一些條款,涉及SFANo和填充金屬直徑、數(shù)量/焊劑類型的變化時(shí)的評(píng)定范圍,如QW-404.7、QW-404.12、QW-404.35等;
QW-405.2是關(guān)于焊縫位置涉及上坡焊時(shí)的評(píng)定范圍(SAW無);
QW-406.3是關(guān)于最大層間溫度的評(píng)定范圍;
QW-407.2是關(guān)于焊后SR熱處理時(shí)累計(jì)保溫時(shí)間的評(píng)定范圍;
QW-409.1是關(guān)于焊接熱輸入量要按上限評(píng)定的規(guī)定;
QW-409.4是關(guān)于電流種類和極性改變時(shí)的評(píng)定范圍;
QW-410.9是關(guān)于每面多道焊改變?yōu)槊棵鎲蔚篮笗r(shí)要重評(píng)的規(guī)定;
QW-410.10是關(guān)于單絲與多絲變化的評(píng)定范圍(SMAW無)。也就是說,第Ⅸ卷認(rèn)為上述焊接方法影響焊縫缺口韌性變化的條件主要是指母材的P-No下的組號(hào);填充金屬的SFANo及其直徑和數(shù)量等;焊后SR熱處理時(shí)累計(jì)保溫時(shí)間的影響;電流種類和極性的影響;焊接熱輸入量的增加;層間溫度的增加;每面多道焊改變?yōu)槊棵鎲蔚篮福粏谓z與多絲的變化(后三條實(shí)際也是熱輸入量的變化)等。
7、第IX卷使用中的注意事項(xiàng)
1)WPS的編制和修改:
(1)WPS是為制造符合規(guī)范要求的產(chǎn)品焊縫而提供指導(dǎo)的,經(jīng)過評(píng)定的焊接工藝文件。WPS的有效性不受規(guī)范修改的影響(按本卷1962年或其后任何新版本評(píng)定的焊接工藝規(guī)程、工藝評(píng)定記錄和技能評(píng)定,也可用于滿足ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范或ASMEB31壓力管道規(guī)范要求的結(jié)構(gòu)的建造工作。按本卷1962年以前版本評(píng)定的WPS、PQR和技能評(píng)定,如能滿足1962年或其后版本的所有要求,則也可以適用。滿足上述要求的WPS和技能評(píng)定記錄,如為了寫進(jìn)其后版本或增補(bǔ)中的任何變素而進(jìn)行修訂是不必要的)。但要注意有例外,即當(dāng)原來評(píng)定材料的P-No.或S-No.或組號(hào)在新版本中有修改時(shí),則要對(duì)WPS進(jìn)行相應(yīng)的修改(08增補(bǔ)強(qiáng)調(diào)此要求,09增補(bǔ)就出現(xiàn)了對(duì)原來P-No.的修改
)。
(2)一份完整的WPS應(yīng)述及在WPS中采用的、對(duì)每一種焊接方法而言的所有重要變素、非重要變素和當(dāng)需要時(shí)的附加重要變素。在WPS中應(yīng)注明QW—200.2中所述的支持文件——工藝評(píng)定記錄(PQR)。制造商或承包商也可以在WPS中編進(jìn)其它可能有助于制造規(guī)范焊接結(jié)構(gòu)的資料。(3)用于規(guī)范產(chǎn)品焊接的WPS,應(yīng)當(dāng)在制造現(xiàn)場(chǎng)便于獲得,以供查考,并供授權(quán)檢驗(yàn)師檢查。這與國內(nèi)沒有取得ASME許可證的單位的習(xí)慣做法不同,國內(nèi)大多數(shù)單位將WPS作為基本文件,一個(gè)WPS只對(duì)應(yīng)一個(gè)PQR,然后再按產(chǎn)品要求編制具體焊縫使用的焊接工藝。
(4)為適合生產(chǎn)需要,可以變更WPS中的一些非重要變素,而無需重新評(píng)定,只要這種變更與焊接方法中的重要變素、非重要變素和當(dāng)需要時(shí)的附加重要變素一樣都附有文件。文件可以是WPS的修正頁,或代之以新的WPS。
(5)WPS的格式WPS的表達(dá)方式,根據(jù)制造商或承包商的需要,可以是文字式的,或表格式的,只要QW—250至QW—280所要求的每一個(gè)重要變素、非重要變素和當(dāng)需要時(shí)的附加重要變素都被包括無遺或被提及即可。表格QW—482(見非強(qiáng)制性附錄B)可作為WPS的一種指南。它包括以下焊接方法所需要的數(shù)據(jù):手工電弧焊(SMAW)、埋弧焊(SAW)、熔化極氣體保護(hù)焊(GMAW)和鎢極氣體保護(hù)焊(GTAW)。這一表格僅是一種引導(dǎo)。
(6)一件WPS可能要求多件PQR支持。反之,一件PQR也可能支持多件WPS。
綜上所述,大致上可以有二種WPS,一種是適用范圍很大的,另一種可能只適用某一范圍較小的焊縫,前者可以減少文件的數(shù)量,但對(duì)使用者的文化和技能素質(zhì)量要求較高;后者則要求有較多的文件,但可以減少使用中的差錯(cuò),那種WPS更適用,要根據(jù)本單位的具體情況來決定。
2)關(guān)于決定評(píng)定厚度T(母材)或t(熔敷焊縫金屬)上、下限的步驟(07版有修改)
(1)關(guān)于決定評(píng)定厚度T(母材)或t(熔敷焊縫金屬)上限的步驟:
①如單焊道厚度t大于13mm,或短路過渡的GMAW或PWHT溫度高于Ac3,
則T/t評(píng)定的最大厚度為試件厚度的1.1倍。如否,則按QW-451.1,即如:
②如試件厚度T小于38mm,T/t評(píng)定的最大厚度為2T或2t;
③如試件厚度T等于或大于38mm,但小于等于150mm,并焊滿,對(duì)于
SMAW、SAW、GTAW、和GMAW的多道焊,T/t評(píng)定的最大厚度為200mm;當(dāng)t為小于19mm,t評(píng)定的最大厚度為2t;
④上述焊接方法如試件厚度T大于150mm,并焊滿,T/t評(píng)定的最大厚度為厚度為1.33T或1.33t.
綜合以上因素,首先要決定你要求的某一P-No.母材最大厚度是多少?或者說你今后在產(chǎn)品中可能遇到的某一P-No.母材最大厚度是多少?排除1.1倍的情況,如產(chǎn)品可能遇到的母材最大厚度不超過150mm,對(duì)于SMAW、SAW、GTAW、和GMAW的多道焊,選擇試件厚度T等于38mm是最經(jīng)濟(jì)的,可以覆蓋到最大厚度為200mm的工件。如果母材最大厚度不需要到76mm,則可以選擇最大厚度的一半作為試件厚度來覆蓋該厚度。至于熔敷焊縫金屬的厚度上限,可以也按此要求和實(shí)際需要來考慮。
(2)關(guān)于決定評(píng)定母材厚度下限的步驟:
①如有沖擊韌性要求,則評(píng)定的母材最小厚度為試件厚度T或16mm,取兩者中較小值。但如試件厚度小于6mm,則評(píng)定的最小厚度為1/2T(QW-403.6)。但當(dāng)被評(píng)定的WPS需經(jīng)高于上轉(zhuǎn)變溫度的PWHT時(shí),不受本條款約束;
②如無沖擊韌性要求,當(dāng)試件厚度小于1.5mm,則評(píng)定的最小厚度為T;當(dāng)試件厚度為1.5~10mm,則評(píng)定的最小厚度為1.5mm;當(dāng)試件厚度大于10mm,則評(píng)定的最小厚度為5mm.(QW-451.1)。對(duì)熔敷焊縫金屬厚度t無評(píng)定的最小厚度的限制,只有上限的限制。
3)壓力容器焊接工藝評(píng)定重要變素選擇注意事項(xiàng):(1)母材厚度:要考慮上、下限,下限要特別考慮容器上接管的最小厚度。上限則要特別考慮管板等厚元件的最大厚度。不要僅僅從單一產(chǎn)品考慮,以盡量減少評(píng)定。(2)即使當(dāng)時(shí)產(chǎn)品不要求沖擊韌性,也盡量選擇同組材料中有沖擊韌性要求的母材作為評(píng)定試件,如母材不要求沖擊韌性,也可僅對(duì)焊縫金屬進(jìn)行沖擊韌性試驗(yàn),而且要按可能允許的最低溫度進(jìn)行沖擊韌性試驗(yàn),以使評(píng)定適用的范圍盡可能大。(3)一般不使用管子作為評(píng)定試件,因?yàn)槿颖容^困難,除非產(chǎn)品規(guī)范有特殊要求(如B31.3的高壓管道中K328.2規(guī)定:“對(duì)管子的評(píng)定也評(píng)定了板材,但對(duì)板材的評(píng)定不能說評(píng)定了管子”);并且盡量避免使用S-No.的材料,因?yàn)镻-No.的材料評(píng)定后可適用于相同S-No.的材料,而反過來不行。(4)關(guān)于PWHT,在SR處理時(shí)的保溫時(shí)間應(yīng)該可能長,建議在該鋼材強(qiáng)度允許情況下,至少為正常規(guī)范規(guī)定保溫時(shí)間的4倍或200mm厚度需要的保溫時(shí)間,甚至更長。(5)試件焊接的熱輸入應(yīng)該包括在生產(chǎn)中可能的最大熱輸入量。如產(chǎn)品可能有立焊位置,則最好在立焊位置評(píng)定。但不要求使用同一熱輸入量來焊接試件的全部厚度。(6)預(yù)熱溫度要選擇最低的,而層間溫度則要選擇生產(chǎn)中最高的。(7)雙面焊時(shí),最好使其中一面為單道焊,但厚度不要超過12mm。(8)采用手工電弧焊進(jìn)行評(píng)定時(shí),要使部分焊道的焊條為生產(chǎn)中可能使用的最大直徑焊條,并且使用與產(chǎn)品使用相同F(xiàn)-No.的焊條。
以上的注意事項(xiàng)都是為了使評(píng)定覆蓋的范圍盡可能的大,盡量減少不必要的重復(fù)評(píng)定,以最經(jīng)濟(jì)的做法來滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。
8、與國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的比較:
1)GB3375-94《焊接術(shù)語》中,焊接方法的定義中有“手工焊”、“機(jī)械化焊接”和“自動(dòng)焊”的定義,沒有“半自動(dòng)焊”的定義,對(duì)于具體的焊接方法,沒有給出定義。目前國內(nèi)大多數(shù)工廠都習(xí)慣把一般的“SAW”叫做“自動(dòng)焊”,這在ASME中是完全不適用的。
2)GB3375-94《焊接術(shù)語》有關(guān)焊接位置的定義中,平、橫、立、仰的焊縫傾角和轉(zhuǎn)角都很嚴(yán)格,沒有規(guī)定公差,那就意味著有很多特殊位置;而第Ⅸ卷的四種位置加起來可以覆蓋360度。
3)焊條藥皮類型,除了低氫焊條外,基本上不一樣,雖然AWS也有二氧化鈦藥皮,但在AWS的焊條中大都加了大量的鐵粉,特別注意提高生產(chǎn)率。而國內(nèi)的焊條藥皮類型多,但常用的且不多。加鐵粉的更少;
4)試樣的制備和合格標(biāo)準(zhǔn)有所不同,特別是沖擊試驗(yàn),在Ⅷ-1中有詳細(xì)規(guī)定,而且一般容器使用碳鋼和低合金鋼材料按Ⅷ-1制造時(shí),大都不要求沖擊;如要求沖擊,對(duì)母材、焊縫和熱影響區(qū)有不同的要求。而且沖擊試驗(yàn)的溫度不高于MDMT,與國內(nèi)要求進(jìn)行大量常溫沖擊的情況不同。
5)在去年南京的焊博會(huì)上,JB-4708的主要編寫者發(fā)表了題為“承壓設(shè)備焊接標(biāo)準(zhǔn)與ASME鍋爐壓力容器規(guī)范”一文,介紹了即將發(fā)布的新版JB-4708(以下簡稱“前者”)的主要觀點(diǎn),現(xiàn)試就該文表達(dá)的內(nèi)容與第IX卷(以下簡稱“后者”)作一比較:
(1)目前最大問題是國內(nèi)鋼材標(biāo)準(zhǔn)與美國材料學(xué)會(huì)的鋼材標(biāo)準(zhǔn)不是同一體系,而前者在標(biāo)準(zhǔn)的材料分類分組上拋棄了原標(biāo)準(zhǔn)的分類分組,而大動(dòng)手術(shù),采取與后者類似的分類分組號(hào),這樣做存在二大問題:首先,與原標(biāo)準(zhǔn)缺乏繼承性,這是標(biāo)準(zhǔn)改版需要特別注意的,也是標(biāo)準(zhǔn)使用者最不愿意見到的:企業(yè)原來已經(jīng)完成的大量評(píng)定文件和正在使用的焊接工藝怎么辦?如果要修改,勢(shì)必造成大量浪費(fèi),不修改又容易引起混亂。其次,這樣做意義不大,編寫者也承認(rèn)二者沒有“等同關(guān)系”和“替代關(guān)系”,那么這樣做意義何在?而且做的并不徹底:如將其中的P-No.5A、B、C合并成一個(gè)分類,將P-No.9A、B、C和P-No.10的A、B、C、H、I、J、K合并成一個(gè)分類,相當(dāng)于將原來的3個(gè)或10個(gè)P-No.合并成一個(gè)“Fe-No.”,與編制者“力圖按ASME第IX卷QW-422的原則對(duì)國產(chǎn)材料進(jìn)行分類分組”的意圖相違背。
后者特別注意這一點(diǎn),在第I章中特別說明按1962年或其后任何新版本的評(píng)定結(jié)果至今仍然有效,材料分類分組至今也很少有變化
,所以少了P-No.2,因?yàn)檫@類材料后來取消了。
(2)前者規(guī)定的材料品種遠(yuǎn)比后者少,而且不包括“鎬及鎬合金”,而鎬合金的容器在國內(nèi)已經(jīng)有公司在進(jìn)行生產(chǎn)。后者規(guī)定的材料品種多,尤其在P-No.10A、B、C、H、I、J、K中,用熱處理強(qiáng)化的鋼材很多,對(duì)于生產(chǎn)高壓和超高壓容器很重要,當(dāng)然這是國內(nèi)鋼材標(biāo)準(zhǔn)的問題。
(3)前者沒有規(guī)定非重要變素,也就是沒有規(guī)定對(duì)于一個(gè)焊接工藝來說雖然不是重要變素,且是必不可少的一些焊接變素,因此前者的WPS是一個(gè)不完整的WPS。它規(guī)定WPS是“焊接工藝指導(dǎo)書”,使用時(shí)必須另行編制焊接工藝文件,這可能符合目前按國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)檢察部門監(jiān)督生產(chǎn)容器的要求和企業(yè)的習(xí)慣,但且增加了焊接工程師的工作量。后者的WPS是“焊接工藝規(guī)程”,由于包括了全部非重要變素,以手工電弧焊為例,它包括了坡口設(shè)計(jì)、坡口根部間距、是否使用非金屬的或非熔化的金屬成型塊、焊條公稱直徑的改變、SFA標(biāo)準(zhǔn)填充金屬型號(hào)的改變或?qū)τ诜茿WS填充金屬型號(hào),其制造廠商品名稱的改變、焊條是否有尾綴(如表示防潮、超低氫等)要求、焊接位置的變化、立焊縫的焊接方向的變化、預(yù)熱保持時(shí)間的變化或降低后熱溫度、交流還是直流、在采用直流焊接時(shí),電極極性、電流范圍的改變、是直進(jìn)焊法還是橫向擺動(dòng)焊法、焊前清理和層間清理方法、背面清根方法、每面多道焊還是每面單道焊等。我想作為一個(gè)焊接工藝應(yīng)該已經(jīng)足夠了,就我在美國、日本和法國的幾十家壓力容器生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)按ASME規(guī)范的壓力容器所見,在生產(chǎn)車間工人使用的焊接工藝就是WPS,最多再增加一個(gè)輔助的焊接工藝:焊縫分布圖,說明某條焊縫使用的WPS編號(hào),有的小企業(yè)還將其直接標(biāo)在施工圖上。國內(nèi)按ASME生產(chǎn)壓力容器的企業(yè)同樣使用WPS,這是不需要討論的。
(4)前者將工藝評(píng)定分成二類:“焊接工藝評(píng)定”和“焊接工藝附加評(píng)定”(將“WPS”一詞同時(shí)翻譯成二個(gè)名詞,將來也不利于對(duì)外交流),這是一個(gè)新的概念,將耐蝕層堆焊和換熱管與管板評(píng)定等劃到第II類評(píng)定,認(rèn)為第II類評(píng)定是在“重要因素(就是后者的重要變素,只是規(guī)定的稱謂不同)”及“補(bǔ)加因素”范圍內(nèi)評(píng)定“次要因素”,不需要進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)。評(píng)定“次要因素”是該標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)創(chuàng)造,我還從來沒有見到哪個(gè)焊接評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)提出要評(píng)定“次要因素”,而且對(duì)于第II類評(píng)定是要在獲得第I類評(píng)定合格的“焊接工藝指導(dǎo)書”后再獲得“焊接工藝規(guī)程”,我不知道這是否意味著進(jìn)行耐蝕層堆焊或進(jìn)行換熱管與管板焊接要有二類評(píng)定來支持?后者沒有那么復(fù)雜,對(duì)于耐蝕層堆焊和換熱管與管板評(píng)定雖然單獨(dú)規(guī)定了重要變素,但只要求進(jìn)行一類評(píng)定,同時(shí)耐蝕層堆焊也要求進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn),即側(cè)彎試驗(yàn);而管子與管板評(píng)定可以在產(chǎn)品卷沒有規(guī)定的情況下,選擇坡口焊縫評(píng)定或換熱管與管板評(píng)定二類之一即可,不需要同時(shí)進(jìn)行二類評(píng)定。
(5)前者對(duì)殼體與接管連接的焊縫要求二類評(píng)定都做,即“焊接工藝評(píng)定”加“焊接工藝附加評(píng)定”。后者只要求進(jìn)行坡口焊縫評(píng)定即可。
(5)前者的評(píng)定對(duì)于鋼制壓力容器,基本都要求進(jìn)行常溫沖擊試驗(yàn),有時(shí)附加低溫沖擊試驗(yàn)。后者的評(píng)定對(duì)于按VIII-1卷的常用鋼材生產(chǎn)容器時(shí),基本都不要求進(jìn)行常溫沖擊試驗(yàn),有部分要求進(jìn)行沖擊試驗(yàn)的,其沖擊溫度按MDMT來決定,大都是低溫沖擊試驗(yàn)。
(6)二者評(píng)定后覆蓋的厚度范圍不同,但該文沒有介紹,從上一版來看,前者評(píng)定后覆蓋的厚度范圍要比后者的小。以上只是筆者個(gè)人的看法,不一定準(zhǔn)確。也可能是筆者沒有充分理解編寫者的意圖.總之,這是二個(gè)不同的標(biāo)準(zhǔn),不可能互相替代。按國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)容器時(shí),使用JB-4708進(jìn)行評(píng)定;按ASME規(guī)范生產(chǎn)壓力容器時(shí),使用第IX卷和產(chǎn)品卷的附加規(guī)定,而且產(chǎn)品卷的規(guī)定要優(yōu)先于第IX卷。不可以用一個(gè)評(píng)定來同時(shí)滿足二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
6)國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)更新太慢。
9、第IX卷的焊工技能評(píng)定
1)以SMAW技能評(píng)定為例,其重要變素如下(QW-353):
(1)QW-402.4:單面焊坡口焊縫襯墊的取消。雙面焊坡口焊縫按有襯墊考慮。
(2)QW-403.16:管子直徑的改變超過QW-452所評(píng)定的范圍。
(對(duì)于管子坡口焊縫的技能評(píng)定:
——當(dāng)試件Do<25mm,評(píng)定最小直徑為試件外徑;
——當(dāng)試件Do為25~73mm,評(píng)定最小直徑為25mm;
——當(dāng)試件Do>73mm,評(píng)定最小直徑為73mm;
——評(píng)定的最大直徑不限,可適用于坡口焊縫和角焊縫;
——當(dāng)在小直徑管的試件上進(jìn)行角焊縫技能評(píng)定時(shí),評(píng)定最小直徑同上,但只能取得焊接管子和板材角焊縫的資格。
——當(dāng)在厚度5mm或以上的平板T型角焊縫試件上進(jìn)行技能評(píng)定時(shí),只能取得焊接直徑73mm以上管子和板材角焊縫的資格)。
(3)QW-403.18:母材評(píng)定的范圍按QW-423的規(guī)定(對(duì)于鐵基金屬材料,可使用任何一種母材進(jìn)行評(píng)定)。
(4)QW-404.15:焊條的F-No.按QW-433的規(guī)定:對(duì)F-No.4及以下F-No.焊條的評(píng)定,取得該F-No.及較低F-No.的資格;但通過某一F-No.無襯墊試件技能評(píng)定的焊工,只取得該F-No.無襯墊或有襯墊及較低F-No.有襯墊的資格;通過某一F-No.有襯墊試件技能評(píng)定的焊工,只取得該F-No.有襯墊及較低F-No.有襯墊的資格;通過F-No.5焊條技能評(píng)定的焊工,只取得該F-No.5和F-No.1的資格。
(5)QW-404.30:熔敷焊縫金屬厚度的變化超過QW-452的范圍:
QW-452技能評(píng)定試驗(yàn)的厚度范圍和試樣
接頭類型焊接試件的厚度
mm評(píng)定的焊縫金屬厚度mm側(cè)彎面彎背彎坡口≤10
2t
1
1坡口
>10
2t
2
(1)
(1)坡口≥13不限
2
QW-452.3管子坡口焊縫評(píng)定的直徑范圍
試件的外徑
mm評(píng)定的外徑mm最小最大
<25試件的外徑
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