中外焊接工艺评定方法以及焊接工艺规程和焊接工艺评定.pdf

化工装备 18 中外焊接工艺评定方法以及焊接工艺规程和焊接工艺评定 的标准体系 朱海鹰 辛忠智 辛忠仁 中国化工装备协会 北京 100011 杨智茗 四川省新德机械有限公司 成都 610207 摘 要 本文阐述了中外五种焊接工艺评定的方法和标准 对焊接工艺规程和焊接工艺评定的国 家标准和国际标准体系进行综合分析对比 明确了我国压力容器焊接工艺评定方法类别 关键词 焊接工艺评定 焊接工艺规程 中外标准 压力容器 1 焊接工艺评定以及相关术语介绍 1 1 焊接工艺评定 按照JB4708 钢制压力容器焊接工艺评 定 焊接工艺评定是 为使焊接接头的基本 使用性能符合规定 对所拟定的焊接工艺规程 WPS 进行验证性试验和结果评价 按照GB T3375 焊接术语 焊接工艺评 定是 在新产品 新材料投产前 为制定焊接工 艺规程 通过对焊接方法 焊接材料 焊接参数 等进行选择和调整的一系列工艺试验 以确定获 得标准规定焊接质量的正确工艺 1 2 焊接工艺规程 WPS 按照JB4708 焊接工艺规程 焊接工艺指 导书 是 为验证性试验所拟定的 经评定合格 的 用于指导产品施焊的焊接工艺文件 按照GB T3375 焊接工艺规程是 根据焊 接工艺评定报告 并结合实践经验而制定的直接 指导生产的技术细节文件 它包括对焊接接头 母材 焊接材料 焊接位置 预热 电特性 操 作技术等内容进行详细的规定 以保证焊接质量 的再现 1 3 焊接工艺预规程 PWPS 按照GB T19866 焊接工艺规程及评定的一 般原则 焊接工艺预规程是 待评定的焊接工 艺规程 1 4 焊接工艺评定报告 PQR 按照JB4708 焊接工艺评定报告 PQR 是 记载验证性试验及其检验结果 对拟定的焊 接工艺规程进行评价的报告 按照GB T19866 焊接工艺评定报告 PQR 是 在焊接工艺评定过程中 记录有关 试验数据和结果的文件 2 焊接工艺评定方法分类 在GB T19866 焊接工艺规程及评定的一般 原则 中 将焊接工艺评定方法分为五大类 这 五大类方法是 2 1 基于焊接工艺评定试验 该方法规定了如何通过标准试件的焊接和检 验评定焊接工艺 当焊接接头的性能对使用具有关键影响时 应采用此方法进行焊接工艺评定 GB T19869 1 钢 镍及镍合金的焊接工艺 评定试验方法 规定了钢 镍及镍合金的焊接工 艺评定试验方法 2 2 基于试验焊接材料的工艺评定 该方法规定了如何通过焊接材料试验评定焊 接工艺 这种评定方法适用于焊接过程中不会明显降 低热影响区性能的那些母材 GB T19868 1 基于试验焊接材料的工艺评 技术应用与发展 化工装备 19 定 规定了采用焊接材料试验的评定方法 该方 法适用于钢的电弧焊 等离子弧焊和气焊 铝及 铝合金的熔化极惰性气体保护电弧焊 钨极惰性 气体保护电弧焊和等离子弧焊 2 3 基于焊接经验的工艺评定 该方法规定了如何通过以前的焊接经验和展 示以前合格的焊接能力评定焊接工艺 制造商可以通过参照以前的经验评定焊接工 艺 其条件是有真实可信的文件证实以前曾令人 满意地焊制了相同种类的接头和材料 只有从以前经验中获知焊接工艺确实可靠 时 才可用此方法 GB T19868 2 基于焊接经验的工艺评定 规定了利用焊接经验进行评定的方法 该方法原 则上适用于金属材料的焊接 2 4 基于标准焊接工艺规程的工艺评定 该方法规定了如何使用标准焊接工艺规程评 定焊接工艺 如果所有参数范围都处于某个标准焊接工艺 规程允许范围之内 制造商编制的预焊接工艺规 程 PWPS 则可认为已评定合格 标准焊接工艺规程应按照相关标准进行焊接 工艺评定试验 然后以WPS或PWPS的形式颁布 为规程 标准焊接工艺规程的颁布和修改应经过 原考评考官或考试机构的同意 标准焊接工艺规程的应用也受使用者条件的 约束 GB T19868 3 基于标准焊接规程的工艺评 定 规定了利用标准焊接工艺规程进行评定的方 法 该方法适用于钢 铝及铝合金 铜及铜合 金 镍及镍合金的焊接 2 5 基于预生产焊接试验的工艺评定 该方法规定了如何使用预生产焊接试验评定 焊接工艺 该方法仅对某些焊缝性能在很大程度上依靠 某些条件 如尺寸 拘束度 热传导效应等 的 焊接工艺时 这种方法是可靠的评定方法 当标准试件的形状和尺寸无法代表实际的焊 接接头 如薄壁管与壳体的焊缝 时 可使用预 生产焊接试验进行评定 在此情况下 应制作一 个或多个特殊试件以模似生产接头的主要特征 试验应在生产之前并按照生产条件进行 试件的试验和检验应按照有关标准进行 而 且可以按接头性质用特殊试验补充或替代 GB T19868 4 基于预生产焊接试验的工艺 评定 规定了利用预生产焊接试验进行评定的方 法 该方法适用于金属材料的熔化焊和电阻焊 3 焊接工艺评定方法分类表 焊接工艺评定方法分类表见表1 4 焊接工艺规程和焊接工艺评定的标准体系 4 1 焊接工艺规程和焊接工艺评定的国家标 表1 焊接工艺评定方法分类表 序号焊接工艺评定方法应用说明 1 基于焊接工艺评定试验 应用广泛 但当焊接工艺试验与实际焊接接头的形状 拘束度和可比性不相符时 不适用 2基于焊接材料试验的工艺评定 仅限于被评定的焊接工艺使用的焊接材料 焊接材料试验应包括生产中使用的母 材 有关材料和其他参数的更多限制由GB T19868 1 规定 3基于焊接经验的工艺评定 限于以前用过的焊接工艺 该工艺的大量焊缝在项目 接头和材料方面与现有工件 相似 具体要求见GB T19868 2 4基于标准焊接工艺规程的工艺评定 与焊接工艺试验的评定相似 限定范围内见GB T19868 3 5基于预生产焊接试验的工艺评定 原则上可以经常使用 但要求制造商准备符合生产条件下的试件 适合于批量生 产 具体要求见GB T19868 4 技术应用与发展 化工装备 20 准体系 焊接工艺规程和焊接工艺评定涉及到的国家 标准有 4 1 1 GB T3375 94 焊接术语 4 1 2 GB T5185 2005焊接及相关工艺方法代号 4 1 3 GB T19866焊接工艺规程及评定的一 般原则 4 1 4 GB T19867 1电弧焊焊接工艺规程 4 1 5 GB T19867 2 2008气焊焊接工艺规程 4 1 6 GB T19867 3 2008电子束焊焊接工艺规程 4 1 7 GB T19867 4 2008激光焊焊接工艺规程 4 1 8 GB T19869 1 2005 钢 镍及镍合金的 焊接工艺评定试验 4 1 9 GB T19868 1 2005 基于试验焊接材料 的工艺评定 4 1 10 GB T19868 2 2005基于焊接经验的工 艺评定 4 1 11 GB T19868 3 2005基于标准焊接规程 的工艺评定 4 1 12 GB T19868 4 2005基于预生产焊接试 验的工艺评定 焊接工艺规程和焊接工艺评定的国家标准体 系见表2 表2 焊接工艺规程和焊接工艺评定的国家标准体系 方法电弧焊气焊电子束焊激光焊电阻焊 螺柱焊摩擦焊 一般原则GB T19866 分类指南GB T19867 1GB T19867 2GB T19867 3 WPSGB T19867 1GB T19867 2GB T19867 3GB T19867 4 试验焊材GB T19868 1 以前的焊 接经验 GB T19868 2 标准焊接 工艺规程 GB T19868 3 预生产焊 接试验 GB T19868 4 焊接工艺 评定试验 GB T19869 1 4 2 焊接工艺规程和焊接工艺评定的国际标 准体系 4 2 1 表3 提供了焊接工艺规程和焊接工艺评 定的国际标准体系 这些标准将陆续颁布实施 并根据情况及时转化为我国的国家标准 4 2 2 相关国际标准 1 ISO15607 2003焊接工艺规程及评定的 一般原则 GB T19866 2005 焊接工艺规程及评定的一 般原则是等同采用ISO15607 编制 2 ISO15608 2005 用于焊接的金属材料 的分类指南 GB T19867 1 GB T19867 2 和GB T19867 3 中的金属材料分类采用ISO15608 的分类方法 3 ISO15609 1 2004 金属材料电弧焊焊 接工艺规程 GB T19867 1 2005 电弧焊焊接工艺规程是 等同采用ISO15609 1 编制 技术应用与发展 化工装备 21 表3 焊接工艺规程和焊接工艺评定的国际标准体系 方法电弧焊气焊电子束焊激光焊电阻焊螺柱焊摩擦焊 一般原则ISO15607 分类指南ISO TR15608 不适用ISO TR15608 WPSISO15609 1ISO15609 2ISO15609 3ISO15609 4ISO15609 5ISO14555ISO15620 试验焊材ISO15610不适用 以前的焊 ISO15611 ISO15611ISO15611 接经验ISO14555ISO15620 标准焊接 ISO15612 工艺规程 预生产焊 ISO15613 ISO15613ISO15613 接试验ISO14555ISO15620 焊接工艺ISO15614ISO15614 ISO15614 7 11 ISO15614 12 13 ISO14555ISO15620 评定试验 1 10 1 3 6 7 4 ISO15609 2 2001 金属材料气焊焊接 工艺规程 GB T19867 2 2008 气焊焊接工艺规程是等 同采用ISO15609 2 编制 5 ISO15609 3 2000 金属材料电子束焊 焊接工艺规程 GB T19867 3 2008 电子束焊焊接工艺规程 是等同采用ISO15609 3 编制 6 ISO15609 4 2000 金属材料激光焊焊 接工艺规程 GB T19867 4 2008 激光焊焊接工艺规程是 等同采用ISO15609 4 编制 7 ISO15609 5 2001 金属材料摩擦焊焊 接工艺规程 8 ISO15610 2003 基于试验焊接材料的 工艺评定 GB T19868 1 2005 基于试验焊接材料的工 艺评定是等同采用ISO15610 编制的 9 ISO15611 2003基于焊接经验的工艺 评定 GB T19868 2 2005 基于焊接经验的工艺评 定是等同采用ISO15611 编制的 10 ISO15612 2003基于标准焊接规程 的工艺评定 GB T19868 3 2005 基于标准焊接规程的工 艺评定是等同采用ISO15612 编制的 11 ISO15613 2004基于预生产焊接试验 的工艺评定 GB T19868 4 2005 基于预生产焊接试验的 工艺评定是等同采用ISO15613 编制的 12 ISO15614 1 2003金属材料焊接工艺 规程及评定 焊接工艺评定试验 第1部分 钢 的电弧焊和气焊 镍及镍合金的电弧焊 GB T19869 1 2005 钢 镍及镍合金的焊接 工艺评定试验是等同采用ISO15614 1 编制的 13 ISO15614 2 2000金属材料焊接工艺 规程及评定 焊接工艺评定试验 第2部分 铝 和铝合金的电弧焊 14 ISO15614 3金属材料焊接工艺规程及 评定 焊接工艺评定试验 第3部分 铸铁的电 弧焊焊接工艺试验 15 ISO15614 4 2000金属材料焊接工艺 规程及评定 焊接工艺评定试验 第4部分 铝 和铝合金的电弧焊 技术应用与发展 化工装备 22 16 ISO15614 5 2000金属材料焊接工艺 规程及评定 焊接工艺评定试验 第5部分 钛 和锆及其合金的电弧焊 17 ISO15614 6 2000金属材料焊接工艺 规程及评定 焊接工艺评定试验 第6部分 铜 和铜合金 18 ISO15614 8 2002金属材料焊接工艺 规程及评定 焊接工艺评定试验 第8 部分 管 和管 管板接头焊接 19 ISO15614 11 2002 金属材料焊接工 艺规程及评定 焊接工艺评定试验 第11部分 电子和激光束焊接 20 ISO15614 12 2000 金属材料焊接工 艺规程及评定 焊接工艺评定试验 第12部分 点焊 缝焊和凸焊 21 ISO15614 13 2002 金属材料焊接工 艺规程及评定 焊接工艺评定试验 第13部分 电阻对焊和闪光焊 22 ISO15620 2000焊接 金属材料的 摩擦焊 23 ISO14555 1998焊接 金属材料的 电弧螺柱焊 5 国家标准有关焊接工艺规程的编制 评 定和使用 国家标准有关焊接工艺规程的编制 评定和 使用见表4 6 国家标准有关焊接工艺规程编制和评定流 程 国家标准有关焊接工艺规程编制和评定流程 见图1 7 说明 7 1 综上所述 按照国家标准和国际标准 焊接工艺评定的方法共分为五类 基于焊接工艺 评定试验 基于试验焊接材料的工艺评定 基于 焊接经验的工艺评定 基于标准焊接规程的工艺 评定 基于预生产焊接试验的工艺评定 7 2 压力容器焊接工艺评定专业标准 表4 国家标准有关焊接工艺规程的编制 评定和使用 活动 结果 制定预焊接工艺规程PWPS 选用其中一种方法做评定以有关评定标准为基础的PQR 包括有效范围 编制焊接工艺以PWPS 为基础的WPS 或焊接作业指导书 生产实施WPS 或焊接作业指导书及焊接工艺卡 JB4708 是采用了GB T19866 2005 焊接工 艺规程及评定的一般原则 中基于焊接工艺评定 试验的评定方法 7 3 因为各种焊接方法的焊接工艺规程标准 是编制产品焊接工艺 WPS 的基础 因此各种 焊接方法的焊接工艺规程标准也就成为焊接工艺 评定的基础标准 要进行焊接工艺评定之前 掌 握和熟悉各种焊接方法的焊接工艺规程标准是焊 接技术人员的首要工作 7 4 焊接工艺评定国家标准中的专业标准 是 GB T19866 2005 焊接工艺规程及评定的一 般原则以及GB T19869 1 2005钢 镍及镍合金的 焊接工艺评定试验 GB T19868 1 2005 基于试 验焊接材料的工艺评定 GB T19868 2 2005 基 于焊接经验的工艺评定 GB T19868 3 2005 基 于标准焊接规程的工艺评定 GB T19868 4 2005 基于预生产焊接试验的工艺评定 基础标准是 GB T19867 1 2005 电弧焊焊 接工艺规程 7 5 焊接工艺评定国际标准中的专业标准 技术应用与发展 化工装备 23 图1 国家标准有关焊接工艺规程编制和评定流程图 是 ISO15607 2003焊接工艺规程及评定的一 般原则和ISO15614 1 2003 金属材料焊接工艺 规程及评定 焊接工艺评定试验 第1部分 钢的电弧焊和气焊 镍及镍合金的电弧焊等以 及ISO15610 2003基于试验焊接材料的工艺 评定 ISO15611 2003基于焊接经验的工艺评 定 ISO15612 2003 基于标准焊接规程的工艺 评定 ISO15613 2004 基于预生产焊接试验的 工艺评定 基础标准是 ISO15609 1 2004 金属材料 电弧焊焊接工艺规程 ISO15609 2 2001 金属 材料气焊焊接工艺规程 ISO15609 3 2000 金 属材料电子束焊焊接工艺规程 ISO15609 4 2000金属材料激光焊焊接工艺规程 ISO15609 5 2001金属材料摩擦焊焊接工艺规程 7 6 压力容器焊接工艺评定的专业标准是 GB T19866 2005 焊接工艺规程及评定的一般原 则和JB4708 钢制压力容器焊接工艺评定 基础标准是 JB T4709钢制压力容器焊接 规程 压力容器焊接工艺评定标准体系中专业标准 和基础标准是缺一不可的 基础标准用于编制焊 接工艺规程 WPS 而专业标准用于对拟定的 焊接工艺规程 WPS 进行验证性试验和结果评 价 7 7 虽然有JB T4709 压力容器焊接规程 标准 且适用于电弧焊 气焊和螺柱焊等焊接方 法 但仍缺乏压力容器焊接工艺评定的基础标 准 如激光焊 电阻焊 摩擦焊等焊接方法的焊 下转第33页 技术应用与发展 化工装备 33 6 3 4 安装锁紧螺母 6 3 5 用扭矩扳手组合件 拧紧接管 力矩为 8N m 6 3 6 用扭矩扳手组合件 拧紧管帽 力矩为 5N m 7 结语 采用上述方法圆满完成了海水淡化项目过滤 器的制造 达到了设计要求的各项技术指标 按澳洲标准设计的过滤器的制造填补了国内 空白 为承接同类设备提供了技术支持 参考文献 1 Australian Standard Pressure vessels AS1210 1997 2 Australian Standard Pressure equipment Manufacture AS 4458 1997 3 Australiand Standard Fine grained weldable steel plates for pressure equipment AS 1548 2008 4 ASME锅炉及压力容器规范 VIII 第一册 5 ASME 锅炉及压力容器规范 第II 卷A 篇 Domestic Fabrication of Filter According to Australian Standard Gao Li Shanghai Xianda Mersen Process Equipment Co Ltd Shanghai 201411 Abstract This article expatiates on the fabrication of the filter which the material header forming welding structure and the critical components produced according on Australian standard and the design and drawing requirements abroad introduces the special requirements of Australian standard comparing with ASME standard Keywords filter Australian standard substitute material header forming welding structure critical component fabrication 上接第23页 接工艺规程 不能完全满足压力容器焊接工艺评 定的需要 相比之下 在焊接工艺评定标准体系 中 国际标准比国内标准体系要健全 7 8 值得注意的是 目前 焊接工艺评定国 家标准均是等同采用相应的国际标准转化而