监理过程中焊接工艺评定的审查、分析及应用.doc

监理过程中焊接工艺评定的审查、分析及应用 2014年6月主要内容一、 承压设备焊接工艺评定标准介绍二、 监理过程中焊接工艺评定的审查、分析及应用三、 焊评审核案例第一部分承压设备焊接工艺评定标准介绍承压设备（锅炉、压力容器及压力管道）按执行的标准体系不同，则执行的焊评标准亦不同，如执行中国标准的承压设备的焊评按NB/T47014-2011承压设备焊接工艺评定执行，执行美标的的承压设备的焊评按ASME规范第卷执行，执行欧标的承压设备的焊评按BS EN 288等。在此重点介绍中国焊评标准NB/T47014-2011承压设备焊接工艺评定。(一) 我国锅炉、压力容器及压力管道焊接工艺评定标准（NB/T47014-2011）一、 我国锅炉、压力容器及压力管道焊接工艺评定标准的制定和演变过程我国压力容器焊接工艺评定标准建立要追溯到上世纪七十年代末，随着焊接工艺技术的发展以及对工艺评定认识的加深，评定标准经过了多次修订，其演变过程为： 1980年颁布的JB741-80钢制焊接压力容器技术条件附录二。 1985年颁布的JB3964-85压力容器焊接工艺评定代替JB741-80附录二。 1992年颁布的JB4708-92钢制压力容器焊接工艺评定代替JB3964-85。 1996年颁布蒸汽锅炉安全技术监察规程附录“焊接工艺评定”； 1998年颁布GB 50236-1998现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范； 1999年颁布的GB151-1999管壳式换热器附录B“换热管与管板接头的焊接工艺评定”； 2000年颁布的JB4708-2000钢制压力容器焊接工艺评定代替JB4708-92。 2002年颁布SY/T 0452-2002石油天然气金属管道焊接工艺评定。 2011年颁布的NB/T47014-2011承压设备焊接工艺评定代替JB4708-2000。在NB/T47014-2011发布前我国在锅炉、压力容器和压力管道行业内实施的焊接工艺评定标准是各行业多标准自行。而NB/T47014-2011承压设备焊接工艺评定的发布，统一了压力容器、锅炉、压力管道等三大类承压设备焊接工艺评定的基本要求(不适用于承压设备中的气瓶焊接工艺评定)，使我国在锅炉、压力容器和压力管道行业有了统一的焊评标准。二、 NB/T 47014修订原则及编制基础1. 修订原则是与国际上通用标准接轨并结合中国的法规和国内的实际情况，参照采用ASME锅炉及压力容器规范第卷焊接和钎焊评定标准制定，适用于我国锅炉、压力容器、压力管道三类产品的统一的焊接工艺评定标准。2. 编制基础为以下 已在锅炉、压力容器、压力管道行业实施的焊接工艺评定标准。1) JB4708-2000 钢制压力容器焊接工艺评定。2) JB/T4734-2002 铝制焊接容器附录B。3) JB/T4745-2002 钛制焊接容器附录B。4) JB/T4755-2006 铜制焊接容器附录B。5) JB/T4756-2006 镍及镍合金制焊接容器附录B。6) 蒸汽锅炉安全技术监察规程附录I。7) GB50236-1998现场设备、工艺管道焊接工程施工及验收规范。8) SY/T0452-2002石油天然气金属管道焊接工艺评定。9) ASME规范第卷。10) 现行的材料包括焊接材料标准和性能检测规范。三、 NB/T47014与JB4708-2000相比，修订内容与变化。1. 标准性质不同nJB4708为强制性而NB/T47014为推荐性标准，但要注意的是推荐性标准，一旦被法规、规范或强制性标准所引用就具有强制性。因此NB/T47014-2011被GB150与容规引用，压力容器制造行业就必须强制执行。2. 扩大了应用范围：1) n适用产品范围从压力容器扩大到压力容器、锅炉和压力管道（不适用于气瓶）；2) 适用的材料从钢扩大到铝、钛、铜、镍及其合金；3) 焊接方法除取消了电渣焊外，增加了等离子弧焊、气电立焊、螺柱电弧焊和摩擦焊（共10种焊接方法）；4) 增加了换热管与管板、螺柱电弧焊的评定，取消了对组合焊缝所进行型式试验评定内容；增加了复合材料焊接评定，取消了不锈钢复合钢焊接评定；3. 重新规定了焊接工艺评定的流程：图1焊接工艺规程流程图 程序为：当没有可能使用的焊评时,先拟定预焊接工艺规程（PWPS）（专门为焊接工艺评定所拟定的焊接工艺文件），然后评定PWPS并形成焊接工艺评定报告（PQR），对PWPS进行评价，如果不合格分析原因重新拟定预焊接工艺规程（PWPS）进行评定。然后根据合格的PQR中确定各焊接因素编制产品焊接工艺规程（WPS）。(二) 国外相关焊评标准 目前国际上焊接方面的标准，虽然不断有ISO国际标准出台，但实际使用的还是两大体系的标准，即欧洲标准和泛太平洋地区使用的美国标准；焊接工艺评定也一样，欧洲采用的标准是EN288金属材料的焊接工艺规程及评定。该标准后来被等效采用为EN ISO 1560714，这个标准逐渐被国际认可。但在我国还处于认识阶段。由于我国现行锅炉、压力容器和压力管道行业基本都参照采用了ASME锅炉及压力容器规范，且其权威性和广泛性一直被国际上多数国家所公认，因此在我国应用比较多的还是美国标准ASME锅炉及压力容器规范第卷焊接和钎焊评定标准。一、 美国标准1. 适用范围ASME第卷适用于按照ASME锅炉及压力容器规范和ASME B31压力管道规范所采用的焊接或钎接工艺评定及操作工的技能评定。2. ASME第IX卷的结构分为两篇焊接篇和钎接篇。 每一篇再分章，焊接篇分成五章，钎接篇分成四章，具体如下：1) 一般要求（焊接篇第I章，钎接篇第XI章）：包括位置、各种试验的类型和目的以及合格标准等。2) 工艺评定（焊接篇第II章，钎接篇第XII章）：主要以表格形式列出指定焊接或钎接方法工艺评定的重要变素、附加重要变素和非重要变素的条款号，假如任一重要变素的变化超出了规定范围，则要对工艺进行重新评定，当有冲击韧性要求时，附加重要变素作为重要变素看待；而非重要变素的变化仅需修改工艺规程。3) 技能评定（焊接篇第III章，钎接篇第XIII章）；列出指定焊接和钎接方法技能评定重要变素的条款号，主要以表格形式列出。4) 资料（焊接篇第IV章，钎接篇第XIV章）包括变素的具体描述，以分类的形式列出，分类如接头、母材、填充金属、位置、预热、焊后热处理、气体、电特性和焊接技巧（焊接）。各种变素的应用只提供在焊接篇第II章、钎接篇 第XII章（对于工艺评定）或焊接篇第III章、钎接篇第XIII章（对于技能评定）中有关焊接/钎接方法引用时才使用， 否则就会被错用。此两章包括对母材和填充材料所指定的P-No.、和F-No 、供制造商参考的A-No. 此两章还包括评定的厚度/直径范围/位置范围。此两章给出试件方位、取样方法、试验夹具尺寸的简图。5) QW-470叙述侵蚀方法和侵蚀剂。6) QW/ QB -492给出焊接/钎接术语的定义。3. 关于第V章标准焊接工艺规程（SWPS），1) 该章给出了可以不经过评定而使用的标准焊接工艺规程，但第一次使用的单位在使用前还要焊接一个验证试件进行试验，且仅限于产品卷不要求冲击试验的情况,标准焊接工艺规程适用的母材限于P-No.1和P-No.8 焊接方法限于 SMAW、GTAW和FCAW /GMAW。2) .目前共列出33种不同的SWPS， 需要SWPS的单位，请按第IX卷附录E中你所选中的SWPS编号与AWS联系购买，由于涉及知识产权，必须具有原件。3) 标准焊接工艺规程也是要定期更新的，并不是购买后就永远有效。在2009增补中就对1997前的标准焊接工艺规程进行了更新。4. 第IX卷使用中的注意事项1) WPS的编制和修改: WPS是为制造符合规范要求的产品焊缝而提供指导的，经过评定的焊接工艺文件。WPS的有效性不受规范修改的影响（按本卷1962年或其后任何新版本评定的焊接工艺规程、工艺评定记录和技能评定，也可用于满足ASME锅炉及压力容器规范或ASME B31压力管道规范要求的结构的建造工作。按本卷1962年以前版本评定的WPS、PQR和技能评定，如能满足1962年或其后版本的所有要求，则也可以适用。满足上述要求的WPS和技能评定记录，如为了写进其后版本或增补中的任何变素而进行修订是不必要的）。但要注意有例外，即当原来评定材料的P-No. 或S-No.或组号在新版本中有修改时，则要对WPS进行相应的修改（08增补强调此要求，09增补就出现了对原来P-No.的修改 ）。 2) 一份完整的WPS应述及在WPS中采用的、对每一种焊接方法而言的所有重要变素、非重要变素和当需要时的附加重要变素。 在WPS中应注明QW200.2中所述的支持文件工艺评定记录（PQR）。制造商或承包商也可以在WPS中编进其它可能有助于制造规范焊接结构的资料。3) 用于规范产品焊接的WPS，应当在制造现场便于获得，以供查考，并供授权检验师检查。这与国内没有取得ASME许可证的单位的习惯做法不同，国内大多数单位将WPS作为基本文件，一个WPS只对应一个PQR，然后再按产品要求编制具体焊缝使用的焊接工艺。4) 为适合生产需要，可以变更WPS中的一些非重要变素，而无需重新评定，只要这种变更与焊接方法中的重要变素、非重要变素和当需要时的附加重要变素一样都附有文件。文件可以是WPS的修正页，或代之以新的WPS。 5) WPS的格式 WPS的表达方式，根据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所要求的每一个重要变素、非重要变素和当需要时的附加重要变素都被包括无遗或被提及即可。6) 表格QW482（见非强制性附录B）可作为WPS的一种指南。它包括以下焊接方法所需要的数据：手工电弧焊（SMAW）、埋弧焊（SAW）、熔化极气体保护焊（GMAW）和钨极气体保护焊（GTAW）。这一表格仅是一种引导。7) 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。 综上所述，大致上可以有二种WPS，一种是适用范围很大的，另一种可能只适用某一范围较小的焊缝，前者可以减少文件的数量，但对使用者的文化和技能素质量要求较高；后者则要求有较多的文件，但可以减少使用中的差错，那种WPS更适用，要根据本单位的具体情况来决定。5. NB/T 470141与ASME第卷的区别很多厂家同时具备ASME的资格证书和国内锅炉压力容器的设计和制造许可证书，我们监理的时候也经常会有按ASME标准制造的产品，所以要特别注意。虽然NB/T470142011在编制时参照了ASME很多内容,但是在某些方面是有些区别的。现在,很多企业在同时使用这两个标准,在使用过程中,对于一些细节很有可能互相串用,导致最终焊接工艺评定不能满足应用要求。NB/T 470142011与ASME第卷的区别主要有以下几点：1) 版本适用性ASME第卷对于版本的控制有固定的修订周期,并对旧版本进行焊接工艺评定进行认可。一般情况是在每年的7月份做一次修订,每三年进行升版一次,中间年份使用增补的方式对规范进行修订。我国国内压力容器焊接工艺评定规范没有固定的修订周期,且对旧版本的焊接工艺评定是否认可,要求不明确。从JB/T4708-2000到目前的NB/T47014-2011,跨度11年,升版时间长,且不明确升版周期。在执行过程中,可能会因为监管人员或企业技术人员各自理解不同,而造成要求不一致，所以我们要及时了解有关标准的增补及升版。2) 焊接工艺评定检验ASME第对于焊接工艺评定及焊工考试的要求是分开的，焊接工艺评定是考查焊缝的力学、冲击等性能，焊工考试是考查焊工是否能够按照规范在缺陷限制范围内完成接头的焊接，因此，对于焊接工艺评定接头只规定需要进行相关的理化试验，只要理化试验合格了，该工艺也就满足产品的要求了，末要求产品表面检测及无损检测。NB/T 470142011中第6.4条规定，“试件检验项目：外观质量、无损检测、力学性能和弯曲试验”对于“外观质量和无损检测结果不得有裂纹”。因为裂纹往往是焊接工艺或材料的原因造成的。3) 母材厚度适用范围NB/T 470142011与ASME第卷对于母材厚度的覆盖范围虽然基本一至，但ASME第卷对母材厚度覆盖范围的特殊性规定，描述的更加详细。（如返修、补焊母材厚度覆盖范围，冲击试验对母材厚度的限制等方面）4) 冲击试验ASME第卷未对焊接冲击试验进行要求，是否进行冲击试验是由相关的产品制作标准来规定的。而NB/T 470142011中要求了焊缝冲击试验及热影响区冲击试验，并给出了免除要求。二、欧洲标准欧洲焊接工艺评定标准主要有以下：1. BS EN ISO 4063（焊接及其相关方法名称及代码）；2. BS EN ISO 6947（焊接位置坡度及旋转角度的定义）；3. ISO 8571（焊接及其相关方法名词第1部分：金属材料焊接方法）。1.2 焊接工艺评定标准BS EN 1011（金属弧焊焊接标准，共5个分册）；4. BS EN 288 （焊接工艺评定标准，共9个分册，现基本已被EN ISO 1560714取代）；5. EN ISO 14555（金属材料的电弧螺柱焊）；6. EN ISO 15607（焊接工艺评定通用准则）；7. EN ISO/TR 15608（焊接工艺评定材料分组）；8. EN ISO 15609（金属材料的焊接工艺评定焊接工艺规程WPS）；9. EN ISO 15610（金属材料的焊接工艺评定基于焊材试验的评定）；10. EN ISO 15611（金属材料的焊接工艺评定基于先前焊接经验的评定）；11. EN ISO 15612（金属材料的焊接工艺评定标准焊接工艺）；12. EN ISO 15613（金属材料的焊接工艺评定基于预生产焊接试验的评定）；13. EN ISO 15614（金属材料的焊接工艺评定焊接工艺试验，共13分册）。（三）NB/T47014-2011承压设备焊接工艺评定一、 焊接工艺评定目的1.焊接工艺评定的目的是使 A)焊接接头力学性能符合规定； B)堆焊层化学成分符合规定；2焊接工艺附加评定的目的是使焊接接头附加特性（如焊透、角焊缝厚度）符合规定。二、 焊接工艺评定的要求固定式压力容器安全技术监察规程第4.2.1条焊接工艺评定的要求如下：1) 压力容器产品施焊前，受压元件焊缝、与受压元件相焊的焊缝、熔入永久焊缝内的定位焊缝、受压元件母材表面堆焊与补焊以及上述焊缝的返修焊缝都应当进行焊接工艺评定或者具有经过评定合格的焊接工艺规程(WPS)支持。2) 压力容器的焊接工艺评定应当符合NB/T47014承压设备焊接工艺评定的要求。3) 监检人员应当对焊接工艺评定过程进行监督。4) 焊接工艺评定完成后，焊接工艺评定报告(PQR)和焊接工艺规程(WPS)应当由制造（组焊）单位焊接责任工程师审核，技术负责人批准，经过监检人员签字确认后存入技术档案。5) 焊接工艺评定技术档案应当保存至该工艺评定失效为止，焊接工艺评定试样应当至少保存5年。三、 评定方法及规则1. NB/T470142011中规定了承压设备（锅炉、压力容器和压力管道）五类焊接工艺评定和一类焊接工艺附加评定基本要求：a) 对接焊缝和角焊缝焊接工艺评定；b) 耐蚀堆焊焊接工艺评定；c) 复合金属材料焊接工艺评定；d) 换热管与管板焊接工艺评定和焊接工艺附加评定；e) 螺柱电弧焊工艺评定；2. 评定目的各不相同，评定规则也不一样，在进行焊接工艺评定和附加评定时应分别遵守相应的每一项规定。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（耐蚀堆焊焊缝有规定时要进行化学成份分析）. 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，但当通用焊接工艺评定因素和专用焊接工艺评定因素中的重要因素、补加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、弯曲、冲击）。3. 试件采用规则焊接工艺评定试件分类对象 在说明焊接工艺评定试件分类对象前，首先要说明焊接工艺评定的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。 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。 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。4. 对接焊缝、角焊缝与焊接接头形式关系示例见下图， 从焊接工艺评定试件分类角度出发可以看出：a) 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。b) 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。c) 对接焊缝试件评定合格的焊接工艺可以用于焊件的各种接头的对接焊缝；d) 角焊缝评定合格的焊接工艺可以用于焊件的各种接头的角焊缝。e) 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。5. 上图所示的T形接头是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。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和管材两种，这两种试件在测定焊接接头力学性能上属同一原理，没有什么区别。 NB/T47014-2011承压设备焊接工艺评定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、 术语与定义1. 预焊接工艺规程（pWPS)为进行焊接工艺评定所 拟定的焊接工艺文件。即JB4708-2000中的焊接工艺评定指导书。2. 焊接工艺规程（WPS） 根据合格的焊接工艺评定报告编制的，用于产品施焊的焊接工艺文件。3. 焊接作业指导书（WWI）与制造焊件有关的加工和操作细则性作业文件。焊工施焊时使用的作业指导书，可保证施工时质量的再现性。4. 焊接工艺规程和焊接作业指导书的区分从概念上可以看出，焊接工艺规程是根据合格的焊接工艺评定报告编制的，只保证焊接接头的力学性能和弯曲性能符合NB/T47014的规定，而焊接接头的力学性能和弯曲性能只是焊接质量的一个方面，此外，尚有诸如焊缝外观、焊缝内外缺陷、应力与应变，施工方便、合理性、经济性等一系列涉及到焊接生产、管理质量等众多方面问题，这显然是焊接工艺规程所不具备的，这只有待于焊接作业指导书来完成。编制焊接作业指导书的主要依据之一便是评定合格的焊接工艺规程。5. 焊接工艺附加评定为使焊接接头的附加特性（如换热管和管板的角焊缝厚度）符合规定，对拟定的焊接工艺规程进行验证性试验及结果评价。焊接工艺评定主要是评定的焊接接头的力学性能，但对于一些特殊形式的焊缝如角焊缝、角接接头对接焊缝、组合焊缝及其他无法进行内部质量检测的焊缝，主要靠焊接工艺保证焊接质量，对该类焊缝的焊接工艺进行评定即属于焊接工艺附加评定。五、 评定原则1. 焊接工艺评定一般过程是:根据金属材料的焊接性能，按照设计文件规定和制造工艺拟定预焊接工艺规程，施焊试件和制取试样，测定焊接接头是否符合规定的要求，并形成焊接工艺评定报告对预焊接工艺规程进行评价。即要评定焊接工艺则首先要拟定“预焊接工艺规程（pWPS）”，用“焊接工艺评定报告（PQR）”来证明“预焊接工艺规程（pWPS）”的正确性。在新标准中规定：焊接工艺评定报告必须出具这两份文件。2. 焊接工艺评定条件要求：1) 焊接工艺评定应在本单位进行；2) 焊接工艺评定验证承压设备制造、安装单位拟定焊接工艺规程的正确性；3) 评定承压设备制造、安装单位在限定条件下焊成符合技术规定的焊接接头能力；4) 焊接工艺评定所用设备、仪表应处于正常工作状态，金属材料、焊接材料应符合相应标准，并由本单位操作技能熟练的焊接人员使用本单位设备焊接试件。六、 焊接工艺评定因素及类别划分焊接工艺评定因素如下图1. 通用评定因素每种焊接方法通用的因素包括焊接方法类别、金属材料类别、填充金属类别、热处理类别、试件厚度与焊件厚度的规定。标准对通用评定因素的分类作了详细的规定（P1125页第5.1条），这里不介绍了。只强调下面几点（1）金属材料及分类对金属材料进行分类、分组是为了减少焊接工艺评定数量,这是国际上焊接工艺评定标准通常的作法，是焊接工艺评定规则中的重点内容。NB/T470142011根据金属材料的化学成份、力学性能和焊接性能将压力容器焊接用母材进行分类、分组（分组见标准表1），并规定了不同母材的工艺评定的替代规则。监理人员应当掌握母材分类、分组情况及不同母材工艺评定的替代规则。母材的分类、分组结果不仅直接影响到焊接工艺评定质量与数量，而且与焊件预热、焊后热处理的温度十分密切。从对接焊缝与角焊缝焊接工艺评定的目的出发，焊接工艺评定标准中金属材料的分类主要考虑焊接接头的力学性能前提下也充分考虑到母材化学成分（与耐热、耐腐蚀等性能密切相关），组织状态及焊接性能。NB/T47014把碳素钢、合金钢、高合金钢分为Fe-1至Fe-10H计13类，共152种钢号。(2)焊后热处理及分类1）类别号为Fe-1、 Fe-3、 Fe-4、 Fe-5A、 Fe-5B、 Fe-5C、Fe-6、 Fe-9B、Fe-10I、Fe-10H的材料焊后热处理类别：a)不进行焊后热处理；b)低于下转变温度进行焊后热处理；C)高于上转变温度进行焊后热处理（如正火）d)先在高于上转变温度，而后在低于下转变温度进行焊后热处理（即正火或淬火后回火）；e)在上下转变温度之间进行焊后热处理。焊件在制造过程中,经常受到不同程度的加热，如热卷筒体、加热校圆、消氢、中间热处理、消除焊接应力热处理等。究竟加热到多少温度才当作焊后热处理， NB/T470152011标准4.6.1条规定，对于碳钢、低合金钢的焊件低于490的热过程，高合金钢低于315的热过程，均不作为焊后热处理对待。 2）类别号F为e-7、Fe-8的材料焊后热处理类别：a)不进行焊后热处理；b) 在规定的温度范围内进行焊后热处理（固熔或稳定化热处理）。因为Fe7铁素体金属与奥氏体金属一样有晶间腐蚀，可进行固熔处理和稳定化热处理，所以把它和Fe8奥氏体金属一样对待。而把它不放在Fe-8中是因为Fe7铁素体金属的焊接性能与Fe8奥氏体金属相比，铁素体型不锈钢焊接时有产生脆化和冷裂的倾向，其过热区晶粒急剧长大，热处理也不能使之细化，常温冲击韧性较低。2. 专用评定因素（1）专用焊接工艺评定因素分为重要因素、补加因素和次要因素。a) 重要因素是影响焊接接头力学性能和弯曲性能（冲击韧性除外）的焊接工艺评定因素。b) 补加因素是指影响焊接接头冲击韧性的焊接工艺评定因素。当规定进行冲击试验时，需增加补加因素。c) 次要因素是指对要求测定的力学性能和弯曲性能无明显影响的焊接工艺评定因素。（2）每种焊接方法的专用的焊接工艺评定因素及分类见标准表6。表6中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：a)焊条电弧焊在下列情况下要重新做焊接工艺评定： 预热温度比已评定合格值降低50以上。b)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：i. 改变电流种类或极性；ii. 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，iii. 焊条直径改为大于6mm；iv. 从评定合格的焊接位置改为向上立焊；v. 最高道间温度比经评定记录值高50以上；vi. 增加线能量或单位长度焊道的熔敷金属体积超过评定合格值。vii. 由每面多道焊改为每面单道焊。c)埋弧焊下列情况要重新做焊接工艺评定：i. 焊剂牌号或混合焊剂的混合比改变;ii. 添加或取消附加的填充丝；与评定值比，其体积改变超过10;iii. 预热温度比评定合格值降低50以上；d)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: i. 改变电流种类或极性；ii. 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，iii. 最高道间温度比经评定记录值高50以上；iv. 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;v. 由每面多道焊改为每面单面焊； vi. 机动焊、自动焊时，单丝焊改为多丝焊，或反之。七.焊接工艺评定规则主要包括焊接方法的评定规则、母材的评定规则、填充金属的评定规则、焊后热处理的评定规则、试件厚度与焊件厚度评定规则等。（这部分内容在标准的P3637页，是焊评的核心，在标准中有详细的规定，什么情况下需要重新进行焊接工艺评定，什么情况下不需要重新评定但需重新编制预焊接工艺规程。由于时间的关系且内容比较多，这里就不展开讲了），下面就容易出现问题的焊后热处理的评定规则及试件厚度与焊件厚度评定规则举例介绍一下。1.焊后热处理的评定规则(1) 改变焊后热处理类别，需要重新进行焊接工艺评定。(2) 除气焊、螺柱电弧焊、摩擦焊外，当规定进行冲击试验时，焊后热处理的保温温度或保温时间范围改变后要重新进行焊接工艺评定。试件的焊后热处理应与焊件在制造过程中的焊后热处理基本相同，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%。注：该条款的制订主要考虑在低于下转变温度进行热处理时，主要指的是去应力退火，退火保温时间越长，焊件的抗拉强度越低，因此只有保证试件一定的保温时间，该焊接工艺评定才具有代表性，因此在进行焊接工艺评定时，低于下转变温度的焊后热处理时间应充分考虑不同部件的热处理规范，保温时间尽可能长一些。该条所指的焊后热处理指的是490A1温度区间进行的热处理。（3）.焊接工艺评定试件低于下转变温度焊后热处理最短保温时间的确定：个别单位在作碳钢和低合金钢薄板焊接工艺评定时(试件8mm)，试件焊后消除应力热处理保温时间按JB/T47015表5选取，一般为30分钟（标准20分钟）。但如果产品热处理时间为60分钟（考虑接管等其它厚度）。该焊接工艺评定显然满足不了80%的要求。因为焊评试件焊后消应热处理保温时间应按产品焊后消应热处理保温时间来确定.例.一台单层高压容器，材质为Q345R ，壁厚T28，内径800mm。焊接工艺评定试件焊后消应热处理时间为90分钟，产品热处理工艺要求消除应力热处理时间为90分钟。按GB150 10.4.2条规定“16MnR 厚度不小于园筒内径Di的3%；则该台产品应于成形后进行热处理”。该产品筒节卷制并焊接完工后作了60分钟消除冷作硬化热处理。产品完工后，按照技术要求，作了90分钟焊后消应热处理。则该产品筒节焊缝在制造过程中进行焊后热处理累计保温时间为6090150分钟。而焊接工艺评定的保温时间仅为90分钟，90/150=60%。显然不能满足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%的规定。在该情况下有两种解决办法：免去消除冷作硬化热处理，产品完工后只作90分钟焊后消除应力热处理；如果一定要作消除冷作硬化热处理，则可以先将筒节定位焊后(纵缝施焊前)作消除冷作硬化热处理（焊接工艺评定），去除定位焊点，焊接纵缝。产品完工后再作90分钟焊后消除应力热处理。这样就可满足焊后消除应力热处理时“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%”的要求 2.试件厚度与焊件厚度的评定规则试件厚度与焊件厚度的评定规则在标准作了详细规定见表710 ，我们要对这些规定的内容了解，并且会使用表710，知道什么情况下使用那个表，怎么用。下面举例说明一下四个表的使用。表7 对接焊缝试件厚度与焊件厚度规定 (试件进行拉伸试验和横向弯曲试验)单位为mm试件母材厚度T 适用于焊件母材厚度的有效范围 适用于焊件焊缝金属厚度（t）的有效范围 最小值最大值最小值最大值1.5 T 2T不限2t 1.5T10 1.52T不限 2t 10T2052T不限 2t 20T3852T不限2t（t20) 20T3852T不限2T（t20) 38T1505200a不限2t（t20) 38T1505200a不限200a（t20)15051.33Ta不限2t（t20) 15051.33Ta不限1.33Ta（t20)注:a限于焊条电弧焊、埋弧焊、钨极气体保护焊，熔化极气体保护焊、其余按表9、表10或2T、2t。 b当规定进行冲击试验时，焊接工艺评定合格后，若T6mm时，适用于焊件母材厚度的有效范围最小值为试件厚度T与16mm两者中的较小值；当T6mm时，适用于焊件母材厚度的最小值为T/2。如试件经上转变温度的焊后热处理或奥氏体材料焊后经固溶处理时，仍按表7或表8规定执行。表8 对接焊缝试件厚度与焊件厚度规定 (试件进行拉伸试验和纵向弯曲试验)单位为mm试件母材厚度T 适用于焊件母材厚度的有效范围 适用于焊件焊缝金属厚度（t）的有效范围 最小值最大值最小值最大值1.5T2T不限2t 1.5T101.52T不限2t 1052T不限2t主要是考虑异种钢焊接时，当两侧母材强度差异较大，取横向弯曲试样时，在弯曲试验过程中试件产生位移，造成弯心不在试件的焊缝中心。（表11注2）一表7使用说明如下图所示：焊接工艺评定试件T=24mm，GTAW打底2mm，SMAW填充22mm，材质为Q345R根据表7，该试件母材厚度为24mm，属于20T38，GTAW焊缝金属t=2mm，SMAW焊缝金属t=22mm，该焊接工艺评定为组合评定，需要进行冲击试验。则GTAW焊接方法，适用于焊件母材厚度范围为：最小值16mm，最大值48mm；适用于焊件焊缝金属厚度有效范围为：最小值不限，最大值4mm；SMAW焊接方法，适用于焊件母材厚度范围为：最小值16mm，最大值48mm；适用于焊件焊缝金属厚度有效范围为：最小值不限，最大值48mm当GTAW打底焊为6mm时，则SMAW填充焊18mm则此时，GTAW焊接方法适用8于焊件母材厚度的有效范围为：最小值16mm，最大值48mm；适用于焊件焊缝金属厚度的有效范围为：最小值不限，最大值12mm；SMAW焊接方法适用于焊件母材厚度的有效范围为：最小值16mm，最大值48mm；适用于焊件焊缝金属厚度的有效范围为：最小值不限，最大值36mm。按表7评定不同板厚试件适用厚度范围如下：按照NB/T47014碳素钢和低合金钢试件厚度与焊件厚度的评定规则序号 焊接方法 焊后热处理类别 试件母材厚度 mm 焊件母材厚度覆盖范围mm 1SMAW（或SAW、GTAW） AW428266123881641212245161632620164073816200注意异种钢厚度范围异种钢试件经评定合格的焊接工艺，适用于异种钢焊件母材的厚度范围是不一样的。如：0Gr18Ni9 Q345R 板厚T16mm的焊评试件对于0Gr18Ni9 及 Q345R而言适用于焊件的厚度有效范围是不一样见下表（主要是由于0Gr18Ni9无冲击要求）表9 焊件在所列条件时试件母材厚度与焊件母材厚度规定 单位为 mm序号焊件条件 试件母材厚度T 适用于焊件母材厚度的有效范围 最小值最大值1焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊、钨极气体保护焊和等离子弧焊用于打底焊，当单独评定时 13 按表7、表8或6.1.5.2中相关规定执行 按继续填充焊缝的其余焊接方法的焊接工艺评定结果确定 2部分焊透的对接焊缝试件38不限3 返修焊、补焊38不限4不等厚对接焊缝焊件、用等厚的对接焊缝试件来评定 6（类别号为Fe-8、Ti-1、T i-2、Ni-1、Ni-2、Ni-3 Ni-4、Ni-5的母材，不规定进行冲击试验） 厚边母材厚度不限38（除类别号为Fe-8、Ti-1、T i-2、Ni-1、Ni-2、Ni-3、 Ni-4、Ni-5的母材外） 厚边母材厚度不限二、表9使用说明第1条、 部分焊透的对接焊缝焊件及不等厚对接焊缝焊件上图为20号钢管插入筒体，筒体材料为Q345R，作为举例用来说明试件厚度与焊件厚度之间计算方法，该焊缝为对接焊缝加角焊缝的组合焊缝。 某些单位用下图所示不等厚试件根据表7确定适用于焊件母材厚度范围最小值为10mm，最大值为200mm,这个结论是错误的。用T=40mm试件评定合格的焊接工艺，适用于焊件厚度有效范围，对产品而言，筒体厚度、焊缝金属厚度都在其范围内，唯独管壁厚度在其范围之外，因此，还需用板厚为T=10mm以相同焊接条件再施焊试件，评定合格的焊接工艺，适用于焊件厚度有效范围对产品而言，管壁厚度、焊缝金属厚度都在其范围内，此时用两份焊接工艺指导书（T=40mm，T=10mm）所评定得出的两份焊接工艺评定报告中重要因素、补加因素中相同部分，编制一份产品焊接工艺指导书。可见，如果按照表7的规定，如果覆盖220mm的筒体厚度，必须选择厚度大于150mm的试件进行焊接工艺评定，而按照表9的规定，则只需选用厚度不小于38mm的试件进行评定即可；对于不锈钢、钛及钛合金、镍及镍合金，只需选用厚度不小于6mm的试件即可。适用于焊件厚度有效范围第2条 关于焊接返修、补焊如上图所示，返修焊缝深度为12mm（余高不计）。某厂选用的焊接工艺评定试件母材厚度为12mm，焊缝金属厚度也为12mm，但该试件用于上图所示焊件焊缝返修是不正确的，因为试件母材厚度只有12mm，所覆盖焊件母材厚度上限不能包括80mm。如果选用试件母材厚度为大于38mm,而相同焊接方法的焊缝金属厚度只要覆盖12mm即可（返修不能只考虑返修的焊缝金属厚度，还要考虑返修母材的厚度）。焊缝返修一般情况下不需要重新进行焊接工艺评定，用支持原来焊件的焊接工艺评定一般都能覆盖，如：6mm厚的焊件焊条电弧焊，支持它的焊接工艺评定也为6mm试件，则工艺评定覆盖的母材厚度范围为3-12mm，焊缝金属的厚度覆盖范围为0-12mm，无论该焊件返修厚度为多少，只要焊接方法及焊接工艺重要因素、补加因素不变，该焊接工艺评定均可支持。同样，8mm、10mm、12mm厚的焊件的焊缝返修均可用该工艺评定支持。下列情况下返修应重新进行焊接工艺评定，如下图所示：上图所示焊缝，用埋弧自动焊方法焊接，但返修采用焊条电弧焊，应增加焊条电弧焊的焊接工艺评定进行支持，但同时应注意母材及焊缝金属的覆盖范围。表10 试件在所列焊接条件时试件厚度与焊件厚度规定 单位为mm 序号试件的焊接条件 适用于焊件的最大厚度 母材 焊缝金属1除气焊（OFW）、摩擦焊（FRW）和螺柱电弧焊（SW）外，试件经过上转变温度的焊后热处理 1.1T 按表7、表8中相关规定执行2试件为单道焊或多道焊时，若其中任一焊道的厚度大13mm 1.1T3气焊1T4短路过渡的熔化极气体保护焊，当试件厚度小于13mm 1.1T5短路过渡的熔化极气体保护焊，当试件焊缝金属厚度小于13mm 按表7、表8或6.1.5.2中相关规定执行 1.1t表10条文说明第1条 关于超过上转变温度热处理超过上转变温度热处理在承压设备制造过程中的典型例子为热压成型封头和搪玻璃反应釜搪化过程不少制造厂对拼焊钢板热冲压成型封头的焊接工艺评定，都没有考虑热冲压的热过程，认为热冲压是热加工而不是焊后热处理，这样理解是不正确的。封头热冲压过程类似于正火过程，影响焊接接头的力学性能与弯曲性能，实际就是一次超过钢材上转变温度的焊后热处理。拼焊钢板热冲压封头成型要注意的问题如下：1、拼焊钢板热冲压后，如果是使用的正火状态钢板，冲压封头要重新正火，并提交母材试板。2、如果在专业封头厂进行热冲压，应当由委托单位按评定合格的焊接工艺施焊封头拼缝，如果专业封头厂出售带拼缝的热冲压封头，购买方应当掌握封头拼焊焊接接头的力学性能，并由封头厂提供封头拼焊接头的产品试板。3、热冲压、搪瓷温度都高于钢材上转变温度，适用于焊件的最大厚度为试件厚度的1.1倍，而适用于焊件的最小厚度按NB47014中表7、表8的规定。3. 每种焊接方法专用评定规则(1)当变更任何一个重要因素时，都需重新进行焊接工艺评定。(2)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，增焊冲击韧性用试件进行试验。如：对于焊条电弧焊、埋弧焊等焊接方法，改变电流种类或极性为补加因素，该补加因素发生变化时，按照变化的因素，焊接试件，仅进行冲击韧性试验即可。(3) 当增加或变更次要因素时，不需重新评定，但需重新编制预焊接工艺规程。八 评定方法1. 试件形式：试件分为板状与管状两种，管状指管道和环。(1) 试件形式如见下图。(2) 评定对接焊缝预焊接工艺规程时，采用对接焊缝试件，对接焊缝评定合格的焊接工艺，适用于焊件中的对接焊缝和角焊缝。(3)评定非受压焊件角焊缝预焊接工艺规程时，可仅采用角焊缝试件。2. 板状对接焊缝试件评定合格的焊接工艺，适用于管状焊件对接焊缝，反之亦可。3. 任一角焊缝试件评定合格的焊接工艺，适用于所有形式的焊件角焊缝。4. 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(或焊接工艺)焊接试件，进行组合评定。5. 组合评定合格的焊接工艺用于焊件时，可以采用其中一种或几种焊接方法(或焊接工艺)，但应保证其重要因素、补加因素不变。只需其中任一种焊接方法(或焊接工艺)所评定的试件母材厚度，来确定组合评定试件适用于焊件母材的厚度有效范围。注：1.压力容器上焊缝按其受力性质可分为受压焊缝和受力焊缝,受压焊缝为承受因压力而带来的力作用的焊缝,而受力焊缝则承受非压力(如支撑力、重力等）而产生的力的作用的焊缝。对接焊缝试件评定合格的焊接工艺亦适用于角焊缝，其含义为既适用于受压角焊缝也适用于非受压角焊缝（如受力角焊缝、密封角焊缝、连接角焊缝等）。只有评定非受压角焊缝焊接工艺时，才可仅采用角焊缝试件。2.根据该条文，受压角焊缝的评定既要采用对接焊缝试件，又要采用角焊缝试件，且对接焊缝试件的重要因素和补加因素（当有冲击试验要求时）与产品受压角焊缝一致，角焊缝试件的检验按照6.4.2的要求执行。焊接工艺评定举例如上图所示为简单的卧式容器，其壳体材质为Q345R，纵缝（A1-A5）和环缝（B1-B4）采用双面自动焊，封头拼接后热压成型。封头与筒体连接的最后一条环缝（B5）是焊条电弧焊打底、自动焊焊满。人孔、接管与法兰等焊接采用手工焊。其评定项目如下：1、A、B类纵环对接焊缝的评定对于A1-A4、B1-B4双面自动焊的焊缝要用自动焊的工艺评定。对于B5封闭焊缝要用焊条电弧焊加自动焊的评定来支撑，可以采用两种方法分别焊，也可以采用两种方法组合焊。无论哪种方法，都要注意母材和熔敷金属的厚度覆盖范围，和材料类别、组别之间的替代关系。2、A5封头拼缝尽管A5封头焊缝的焊接工艺与A1A4相同，但由于封头热压时，一般要经过900左右的热作用，已经超过钢材的临界温度，相当于经过了一次超过上转变温度的热处理，因此其热处理种类与A1A4焊缝不同，属于重要因素发生了变化，需要单独进行评定，且其评定适用的母材厚度上限值为1.1T。3、D1人孔与筒体连接的焊接接头的评定该焊缝为要求截面全焊透的角接接头对接焊缝，可用对接焊接接头进行评定，由于人孔接管是卷焊而成，其材质应与筒体相同，属于同种材料焊接，但评定试件厚度应同时覆盖人孔筒节与筒体厚度，如果两侧厚度差别较大，应增加其他厚度评定试件，分别覆盖焊缝两侧母材厚度，即两份焊接工艺评定报告支持一份焊接工艺规程。4、D2D3接管