E备焊接材料技术条件与ASME II C篇(戈兆文).doc

承压设备用焊接材料技术条件与ASME II C篇戈兆文全国锅炉压力容器标准化技术委员会 合肥通用机械研究院 二九年十月 天津15目 录1 承压设备特点(1)2 承压设备用焊接材料标准(4)3 承压设备的焊接及对焊材要求(4)4 焊材国家标准不能符合承压设备技术条件(1)5 焊接材料采购导则(2)6 制订JB/T 4747承压设备用焊接材料交货技术条件的思考(4)7 JB/T 4747承压设备用焊接材料交货技术条件介绍(2)8 钢质承压设备用焊接材料技术指标的现实性(4)承压设备用焊接材料技术条件与ASME II C篇中华人民共和国国务院于2003年3月11日公布了国务院令第373号特种设备安全监察条例，2009年1月24日又以国务院令第549号公布了国务院关于修改特种设备安全监察条例的决定。特种设备包含锅炉、压力容器（含气瓶，下同）、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施和场（厂）内专用机动车辆。锅炉、压力容器和压力管道合称承压设备。1 承压设备特点1.1 承压设备概况承压设备是量大面广、涉及生命安全、危险性较高的特种设备。截至2008年底，全国在用特种设备统计见表1，全国特种设备制造、安装企业许可证数量统计见表2。表1 全国特种设备在用数量类 别分 类数 量锅 炉电站锅炉0.93万台工业锅炉35.02万台生活锅炉21.86万台压力容器固定式反应容器17.15万台换热容器64.84万台分离容器48.74万台储存容器58.59万台移动式罐 车25008辆氧 舱3797台气 瓶无缝气瓶1009.38万只焊接气瓶44.25万只液化石油气钢瓶11688.57万只溶解乙炔气瓶374.85万只特种气瓶111.38万只压力管道长输管道6.69万km公用管道 7.18万km工业管道19.45万km集输管道30万km电 梯115.31万台起重机械118.28万台客运索道793条大型游乐设施1.47万台(套)场内机动车辆32.56万辆表2 全国特种设备制造、安装许可证企业统计种 类分 类数 量锅 炉制造证企业1555个安装、改造维修证企业3888个压力容器和气瓶制造证企业3855个安装、改造维修证企业525个压力管道元件制造证企业3906个安装、改造维修证企业3398个电 梯制造证企业503个安装、改造维修证企业4880个起重机械制造证企业2958个安装、改造维修证企业3217个客运索道制造证企业21个安装、改造维修证企业19个游乐设施制造证企业218个安装、改造维修证企业95个场内机动车辆制造证企业265个安装、改造维修证企业15个1.2 承压设备行业特点1.2.1 涉及生命安全、危险性较高（1）1978年吉林球罐爆炸事故,起裂点是从0.7mm深的咬边开始。（2）某长输管道源头，天燃气净化厂低温分离器爆炸设备图片见图1、图2，在焊缝中发现了制造时裂纹。（3）市6000m3液氨球罐接管开裂，引出全市大疏散预案。图1 低温分离器爆炸后部分图2 低温分离器爆炸后残片1.2.2 政府设有健全的安全监察系统（1）全国现有特种设备安全监察机构及其人员情况 全国共有安全监察机构3012个，其中：国家质量监督检验检疫总局直属1个；省级32个；地（市）级457个；县（市）级2522个。专管监察机构2081个，其中：国家级1个；省级32个；地（市）级450个；县（市）级1598个。兼管机构931个，其中：地（市）级7个；县（市）级924个。 现有监察人员共有9363人，其中：国家局直属21人，省级219人；地（市）级2071人；县（市）级7052人。其中按文化程度分类大专以上学历占总人数的92.4%。（2）全国质监系统现有检验单位及其人员情况全国特种设备综合检验单位共有334个，派出综合检验机构214个；现有职工总数21144人。1.2.3 全国检验机构情况国家局直属特检单位1个，省级检验单位39个，派出检验单位80个；地（市）级检验单位294个，派出检验单位134个；自检检验单位103个，派出检验单位2个；行业部门检验单位90个，派出检验单位18个；型式试验机构27个，无损检测机构205个，派出检验单位1个；气瓶检验机构1754个，派出检验单位54个。1.2.4 有较完整的法规体系及标准体系（1）法规体系，举例如下：国务院令2003373号特种设备安全监察条例质技监局国发1999154号压力容器安全技术监察规程劳部发1993370号超高压容器安全监察规程（试行）劳部发1994262号液化气体汽车罐车安全监察规程质技监局锅发1999218号医用氧舱安全管理规程质技监局锅发2000250号气瓶安全监察规程劳锅字19924号溶解乙炔气瓶安全监察规程国质检锅2002109号锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则劳部发1996140号压力管道安全管理与监察规定劳锅字19903号在用压力容器检验规程劳人锅19854号进出口锅炉压力容器监督管理办法（试行）国家质检总局第22号令锅炉压力容器制造监督管理办法劳部发1996276号蒸汽锅炉安全技术监察规程劳锅字19918号热水锅炉安全技术监察规程标准体系，举例如下：GB 1501998钢制压力容器GB 1511999管壳式换热器GB 5100钢制焊接气瓶GB/T 20801压力管道规范 工业管道JB/T 4709钢制压力容器焊接规程JB/T 1613锅炉受压元件 焊接技术条件GB 123371998钢制球形储罐GB 502361998现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范JB/T 4745钛制焊接容器JB/T 4734铝制焊接容器HG 20584钢制化工容器制造技术要求SH 3524石油化工钢制塔、容器现场组焊施工工艺标准SH 3525石油化工低温钢焊接规程1.2.5 国家质量监督检验检疫总局于2004年1月公布的关于公布特种设备目录的通知国质检锅200431号中就已将“特种设备用焊接材料”列入其中。锅炉用钢板、锅炉用钢管也同时列入。2 承压设备用焊接材料标准2.1 国内外焊接材料标准对照国内外焊接材料标准对照见表3表5。2.2 我国焊接材料国家标准特点2.2.1 我国承压设备所用焊接材料（焊条、气保焊焊丝、埋弧焊焊丝及焊剂）所遵照的国家标准，与其他国家（地区）相比，基本是齐全的，这为编制承压设备焊接材料行业标准奠定了基础。表3 中外焊条国家标准对照表中国美国日本欧洲、德国备注GB/T 51171995碳钢焊条AWS A5.11991碳钢手工电弧焊焊条JIS Z32111991低碳钢焊条EN 4991994碳钢及细晶粒钢焊条GB/T 5117等效采用AWS A5.1GB/T 51181995低合金钢焊条AWS A5.51996低合金钢焊条JIS Z32121990，高强度钢焊条JIS Z32141999耐候钢焊条JIS Z32231993钼及铬钼耐热钢焊条JIS Z32411999低温钢用焊条 EN 4991994碳钢及细晶粒钢焊条EN 15991997耐热钢焊条EN 7571997高强度钢焊条GB/T 5118等效采用AWS A5.5GB/T 9831995不锈钢焊条AWS A5.41992耐蚀铬钢及铬镍钢焊条JIS Z32211989不锈钢焊条EN 16001997不锈钢及耐热钢焊条GB/T 983等效采用AWS A5.4 GB/T 9842001堆焊焊条AWS A5.131980堆焊用焊丝及焊条JIS Z32511991硬质堆焊焊条DIN 85551.21978堆焊用焊接填充材料GB/T 36701995铜及铜合金焊条AWS A5.61984铜及铜合金焊条JIS Z32311989铜及铜合金焊条DIN 1733T11979铜及铜合金焊接填充材料GB/T 36692001铝及铝合金焊条AWS A5.31991铝及铝合金焊条DIN 78711975铝及铝合金焊条GB/T 100442002铸铁焊条及焊丝AWS A5.151990铸铁用填充丝及焊条JIS Z32521992铸铁焊条DIN 8573T11978铸铁焊接用填充材料GB/T 138141992镍及镍合金焊条AWS A5.111997镍及镍合金焊条JIS Z32241999镍及镍合金焊条DIN 17361980镍及镍合金焊接填充材料GB/T 138141992等效采用AWS A5.1189JB/T 4747.1承压设备钢焊条技术条件全国锅炉压力容器标准化技术委员会正组织编制 5表4 中外焊丝国家标准对照表6中国美国日本欧洲备注GB/T149571994熔化焊用钢丝GB/T149581994气体保护焊用钢丝（已废止）GB/T81102008气保焊用碳钢、低合金钢焊丝AWS A5.181993碳钢用气保焊焊丝和填充丝AWS A5.281996低合金钢用气保焊焊丝和填充丝JIS Z33121999碳钢及高强钢MAG焊接用实芯焊丝JIS Z33251999低温钢MAG焊接用实芯焊丝JIS Z33161999低碳钢和低合金钢用TIG焊丝及焊棒JIS Z33171999钼及铬钼钢MAG焊接用实芯焊丝EN 4401994碳钢气保焊焊丝和填充丝EN 16681997碳钢及细晶粒钢TIG焊焊丝和填充丝EN 120701999耐热钢气保焊焊丝GB/T 81102008等效采用了AWS A5.182005和AWS A5.282005GB/T 14957其中部分焊丝用于气体保护焊YB/T 50922005焊接用不锈钢丝AWS A5.91993不锈钢焊丝和填充丝JIS Z33211999焊接用不锈钢焊丝和填充丝EN 120721999不锈钢和耐热钢气保焊焊丝和填充丝GB/T 156201995镍及镍合金焊丝AWS A5.141997镍及镍合金焊丝JIS Z33341999镍及镍合金焊丝和焊棒DIN 17361985镍及镍合焊丝GB/T 156201995参照采用AWS A5.14GB/T 94601988铜及铜合金焊丝AWS A5.71984铜及铜合金焊丝JIS Z33411993铜及铜合金焊丝DIN 17331988铜及铜合金焊丝GB/T 108582008铝及铝合金焊丝AWS A5.101999铝及铝合金焊丝和填充丝JIS Z32321990铝及铝合金焊丝和填充丝DIN 17321988铝及铝合金焊丝和填充丝GB/T 108582008等效采用ISO 18273：2004焊接材料-铝和铝合金实心焊丝和填充丝规程JB/T 47452002附录D压力容器用钛及钛合金焊丝AWS A5.161990钛和钛合金焊丝和填充丝JB/T 47452002附录D等效采用AWS A5.161990JB/T 4747.2承压设备用气体保护电弧焊钢焊丝技术条件全国锅炉压力容器标准化技术委员会正组织编制表5 中外埋弧焊焊材国家标准对照表中国美国日本欧洲备注GB/T 52931999埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂AWS A5.171997碳钢用埋弧焊焊丝和焊剂JIS Z33511999碳钢和低合金钢埋弧焊焊丝EN 756碳钢及低合金钢埋弧焊焊丝GB/T 52931999等效采用AWS A5.171989GB/T 124702003埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂AWS A5.231990低合金钢用埋弧焊焊丝和焊剂JIS Z33521988碳钢和低合金钢埋弧焊焊剂EN 760埋弧焊用焊剂GB/T 124702003中除焊丝外，其它基本与AWS A5.23相同GB/T 178541999埋弧焊用不锈钢焊丝和焊剂JIS Z33241999不锈钢埋弧焊用实芯焊丝和焊剂DIN85561986不锈钢用焊接材料GB/T 178541999等效采用JIS Z33241988JB/T 4747.3承压设备用埋弧焊钢焊丝和焊剂技术条件全国锅炉压力容器标准化技术委员会正组织编制AWS A5.21992碳钢和低合金钢氧可燃气焊接填充丝AWS A5.251997电渣焊用碳钢和低合金钢焊丝和焊剂AWS A5.261997碳钢和低合金钢气电焊焊丝AWS A5.301979可熔化嵌条AWS A5.81992钎焊和熔钎焊钎料AWS A5.311992钎焊和熔钎焊钎剂72.2.2 我国碳钢、低合金钢、不锈钢焊条国家标准和镍及镍及镍合金焊条国家标准都是等效采用美国国家标准进行编制的。我国埋弧焊用碳钢、低合金钢焊丝和焊剂国家标准参照采用了美国国家标准，而埋弧焊用不锈钢焊丝和焊剂国家标准则是参照采用日本国家标准。实际上，这三个埋弧焊国家标准中的焊丝都是符合中国国家标准GB/T 14957、GB/T 3429和YB/T 5092规定的，其余技术条件才与美国、日本国家标准相同。2.2.3 焊丝国家标准分两种情况，一是GB/T 14957、GB/T 14958和YB/T 5092是冶金系统编制的，市场可以充分供应；一是GB/T 8110为焊接标准化委员会等效采用了美国国家标准而编出的，在标准中没有看到GB/T 14957、GB/T 14958与GB/T 8110之间的对应关系。而承压设备制造厂目前也只选用了GB/T 8110中ER 49-1，ER 50-6等少数几个型号焊丝。由全国钢标准化技术委员会归口的GB/T 34292002焊接用钢盘条是国产焊丝标准的基础，这份标准包括了碳钢和低合金钢，但不包括不锈钢，已经将GB/T 8110中全部焊丝型号几乎都纳入其中。由焊接标准化技术委员会归口的焊丝标准与由钢标准化技术委员会归口的钢丝标准实质都是一个：钢焊丝。由归口不同而带来钢焊丝标准不协调，不统一，不一致，至少给承压设备用钢焊丝相关标准带来很大障碍。2.2.4 与美国、日本焊材国家标准相比，我国焊材标准还存在若干不足：我国三个焊丝国家标准所列焊丝都是通用性的，同时适用于若干焊接方法，缺少各焊接方法专用（如气焊、埋弧焊、电渣焊、钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊和气电立焊）的焊丝标准。日本气体保护焊用焊丝国家标准分为TIG（钨极气体保护焊，保护气为惰性气体）用焊丝标准和MAG（熔化极气体保护焊、气体分为CO2，或Ar+5%CO2、Ar+2%O2）用焊丝标准，我国GB/T 8110标准也是气体保护焊用焊丝标准，但没有严格分清TIG与MAG两种用途。在美国和日本焊材标准中都将焊丝和填充丝分开。焊丝和填充丝都作为焊缝的填充金属。焊丝是指焊接时通过焊接电流，并作为电极使用；而填充丝指焊接时不通过焊接电流也不作为电极使用，而利用钨极与工件之间产生的电弧热而熔化，焊丝和填充丝的化学成分即使相同，其他技术要求也不一定相同。焊丝可以当作填充丝，但填充丝却不一定能当焊丝使用。我国现行标准中都没有区分焊丝与填充丝这两个概念，这个现象要改变。国内目前尚无可熔化嵌条（consumable insent）标准，可熔化嵌条即焊前嵌入对接焊缝坡口间隙内，待施焊时与坡口根部同时熔合，作为填充金属成为焊缝的一部分，采用可熔化嵌条，有利于单面焊根部焊透和背面成形。2.2.5 我国焊材国家标准中，不少是等效采用了美国国家标准，在等效采用美国国家标准时却忽视了另一个美国标准即AWS A5.01 填充金属采购导则，在AWS A5.01中规定了焊材制造厂的质量保证体系、原材料规定、批量类别以及试验深度。只有焊材标准，没有填充材料采购导则，得不到你所需要的专用焊接材料。目前，我国尚无焊接材料采购方面的规则，对于超出国家标准规定以外的焊材选用，往往由设计人员在图样上说明，或承压设备制造厂的工艺人员提出技术要求，最后由供应部门采购，如果采用国外焊材，往往只写某某厂牌号，如此对待焊材采购往往造成降低焊材内在质量的恶果。2.3 中、外焊接材料比较2.3.1 中、外焊条比较特点（1）碳钢焊条、铬钼耐热钢焊条和不锈钢（含铁素体、马氏体、奥氏体不锈钢）焊条的熔敷金属化学成分及性能，在各国标准间、各厂牌号间基本相同。主要差异表现在适用范围、焊接工艺性能及操作性能。而低合金高强度钢焊条的熔敷金属化学成分及性能，在各国标准间、各厂牌号间，差异较大，焊条的适用范围、操作性能及焊接工艺性能差异也同样较大。提高低合金高强度钢熔敷金属强度的合金元素主要是锰、钼、镍。低温钢用焊条熔敷金属合金体系国内外焊条标准差异较大，我国焊条主要用锰、镍，国外焊条除了用镍以外，还加入微量的钛、硼元素以获得低温韧性。（2）我国承压设备常用焊条，除长输管道打底焊时，常用高纤维素型药皮焊条外基本上都采用低氢钠型和低氢钾型药皮焊条，而不锈钢焊条则为EXXX-15、EXXX-16型药皮类型，“15”通常为碱性，“16”可以是碱性药皮的，也可以是钛型或钛钙性药皮。美国用于锅炉压力容器和压力管道用焊条除与我国有相同的药皮类型外，还大量采用了铁粉低氢型药皮、高二氧化钛型、高氧化铁型，及氧化铁、二氧化钛混合型药皮。欧洲用于承压设备的焊条基本上都用碱性药皮，不锈钢焊条也有用钛型药皮。焊条的药皮类型决定了焊条操作性能、焊接工艺性能、渗合金、焊缝金属抗裂性以及使用的焊接电源等等一系列重要特性。采用何种药皮类型焊条主要与钢材焊接性、承压设备服役要求、结构特点以及焊接环境，有着十分密切关系，相比之下，我国承压设备用焊条药皮类型较少，应注意发展铁粉低氢型以提高熔敷金属效率，开发低氢型向下立焊用焊条以适应长输管道的发展。（3）我们将2003年版的神钢焊接材料于册中所列出的79个焊条牌号，按其药皮类型进行分类统计，同时将国内规模、品种、质量都为上乘的某焊接材料股份有限公司2004年版的焊接材料样本中所列出154个焊条牌号，也同样进行分类统计，对比分析后可以看出： “神钢”焊条中，各种低氢型药皮焊条牌号数量占总量的67%，而交直流两用的低氢型药皮焊条牌号（DXXX16）数量占总量的61%，在神钢焊接材料手册中用于承压设备的焊条牌号中，DXX16焊条牌号占了绝大部分。DXX16是交直流两用低氢型药皮焊条，在产品样本中例值大都使用交流施焊，熔敷金属的冲击韧性维持一个比较高的水平，DXX16焊条焊接工艺性好，焊工欢迎。估计DXX16药皮中氟化钙含量较低，有利于环保，使用交流电源焊接可以节省能源。 国内某焊接材料股份有限公司的焊条中，各种低氢型药皮焊条牌号数量占总量的82%，而交直流两用的低氢型药皮焊条牌号（EXX16或EXXX-16）数量占总量的31%，比起“神钢”焊条来，数量上差距很大。国内交直流两用焊条使用较少，当使用交流施焊时，熔敷金属冲击韧性往往不及使用直流电源，焊接工艺性能也较差。国内某焊接材料股份有限公司所列压力容器用焊条，几乎都是低氢型药皮，其中交直流两用低氢型药皮焊条只占33%左右。（4）日本焊条国家标准JIS Z3211，JIS Z3212，JIS Z3223，JIS Z3221中都对焊条熔敷金属规定了弯曲试验，弯曲试验的试样尺寸，压头直径及弯曲角度与ASME第九篇焊接与钎焊评定很接近，笔者认为，弯曲是要求熔敷金属在一定伸长率下不出现超标的开裂缺陷，这对于确保熔敷金属的致密性是非常必要的。在中国、美国和欧洲焊条国家标准中都没有规定要做弯曲试验。我国JB/T 47472002承压设备用钢焊条订货技术条件中也做了弯曲试验规定。在中国、日本、美国和欧洲标准中，只有欧洲焊条标准EN499和EN757中规定了熔敷金属抗拉强度的范围，既规定了熔敷金属抗拉强度的下限值，又限制了上限值。我国在JB/T 47472002中也对压力容器用钢焊条熔敷金属抗拉强度上、下限做了规定，熔敷金属抗拉强度值与GB/T 51171995、GB/T 51181995下限值之差不应超过100MPa。其中直径不大于2.5mm的耐热型低合金钢焊条熔敷金属抗拉强度值与GB/T 51181995规定下限值之差允许不超过120MPa。JB/T 4747对熔敷金属抗拉强度控制在相应钢板抗拉强度上下限范围内。与欧洲标准相比，JB/T 4747对抗拉强度上下限控制更严格。对熔敷金属抗拉强度上下限作出规定的目的是控制焊接接头强度匹配、塑性匹配和韧性匹配。（5）中、美、日、欧四国（地区）奥氏体不锈钢焊条国家标准中，都没有规定其熔敷金属的低温冲击韧性，我们查看了日本神户制钢所焊接公司、奥地利伯乐公司、瑞典伊萨公司的产品样本、这些工厂的奥氏体不锈钢焊条夏比V型缺口低温冲击试验都用冲击吸收功来表达韧性指标。我国GB 15098中附录C低温压力容器中对奥氏体不锈钢材料、焊接工艺评定试验和产品焊接试板的低温夏比V型缺口冲击试验都要求用冲击吸收功来表达，这与我国奥氏体不锈钢母材和焊材低温冲击试验检验规定是一致的，规定奥氏体钢焊缝金属夏比V型缺口低温冲击试验结果用试样的侧向膨胀量表达，不符合国内实际情况。2.3.2 中、外气体保护焊焊丝比较基本看法：（1）尽管各国气保焊焊丝标准不同，但对于Cr-Mo耐热钢和不锈钢来讲，他们的主要合金元素的配比规律相同，熔敷金属的抗拉强度是接近的。（2）GB/T 8110等效采用了美国标准，但标准中所规定焊丝型号与我国合金体系有较大差距，与GB/T 8110型号相对应的牌号焊丝很少，氩弧焊时国内工厂大都选用日本标准焊丝，很少选用GB/T 8110中型号的焊丝。日本神钢焊材公司虽然也参照了美国AWS A5.18、AWS 5.28中少量的焊丝型号，但还是自我开发出14个TIG焊丝牌号。（3）除GB/T 8110外，我国气体保护焊焊丝大多是从通用性焊丝标准GB/T 14957中选用的，该标准中的焊丝可以适用于气体保护焊，也适用于埋弧焊、电渣焊或等离子焊，甚至焊条的焊芯。美国气体保护焊焊丝标准也可以作为通用性焊丝标准。而日本、欧洲气保焊焊丝不仅分为TIG、MAG两类，而且各类中焊丝成分与所用气体种类（Ar气，CO2、混合气）有关，专业性非常强，这更能确保熔敷金属性能。（4）通用性焊丝标准中用于气体保护焊焊丝，都只规定了焊丝化学成分，并不保证熔敷金属的力学性能与化学成分，这给选用焊丝带来困难，也很难测定焊丝的焊接性能。（5）我国现有气体保护焊丝标准中品种少、类别少，从生产实践需求出发，还缺少下列气保焊丝类别：40kg级碳钢用气保焊丝（Ar气与CO2气分别用）等于和大于60kg级的低合金高强度钢用惰性气体保护焊焊丝；低温用气保焊焊丝，特别是55kg级的；耐热钢用Cr-Mo钢焊丝，特别是Cr含量5%的耐热钢焊丝。2.3.3 中、外埋弧焊焊材对比特点与焊条电弧焊、气体保护焊不同，埋弧焊的焊接材料包括焊剂与焊丝，因此埋弧焊焊材标准内容包含焊丝、焊剂和他们熔化后的熔敷金属三方面。熔敷金属的性能主要由焊丝和焊剂决定的，因而，中、美、日三国埋弧焊焊丝与焊剂型号表达方法中都将焊丝列出，这意味着，只有用指定焊丝进行埋弧焊后，才能得到具有标准规定性能的熔敷金属。中国、美国的焊丝焊剂型号都以熔敷金属的拉伸性能、冲击性能作为标志。在各国埋弧焊焊材标准中，碳钢埋弧焊熔敷金属力学性能，合金体系相差不大；不锈钢埋弧焊熔敷金属力学性能和合金体系可以说基本相同；而低合金钢埋弧焊熔敷金属的力学性能、合金体系以及其使用性能，差距甚远。因此，进行埋弧焊焊材对比时，我们以低合金钢用埋弧焊焊材作为典型。中国、美国、日本和欧洲埋弧焊焊接材料标准特点：（1）美国、日本和欧洲埋弧焊焊接材料标准中的焊丝，都是埋弧焊专用焊丝。基本都包含碳钢、钼钢、铬钼钢，含镍低温钢、低合金高强度钢焊丝。我国没有埋弧焊专用焊丝标准，只有通用性焊丝标准GB/T 149571994熔化焊用钢丝，在GB/T 124702003埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂中说得更明确，GB/T 3429焊接用钢盘条中的牌号都可以当作埋弧焊用焊丝。无论GB/T 14957还是GB/T 3429里面的焊丝钢号类别都不完整，主要缺少：含钼钢焊丝、熔敷金属强度级别大于60的低合金高强度钢焊丝，含镍低温钢焊丝，含铬量大于或等于1.25%的铬钼钢焊丝。（2）在美国、日本低合金钢和不锈钢埋弧焊焊材标准中，不仅规定了焊丝的化学成分，而且同时规定了埋弧焊后熔敷金属化学成分范围。这就表明，在焊丝焊剂型号中显示了熔敷金属的拉伸、冲击性能，而熔敷金属的化学成分又影现出使用性能（耐热、低温、耐腐蚀），这样，熔敷金属性能表现就全面了。可惜，我国埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂标准中，不能列出熔敷金属化学成分范围，比起美、日国家标准来，是一个很大差距。（3）我国与美国埋弧焊焊材标准中，都是将焊丝和焊剂放在同一个标准中，而日本和欧洲标准则将埋弧焊焊丝和焊剂分别制定标准，如JIS Z 3351-1999碳钢和低合金钢埋弧焊用焊丝、JIS Z 3352-1988碳钢和低合金钢埋弧焊焊剂；EN 756-2004碳钢和低合金钢埋弧焊焊丝、EN 760-1996埋弧焊焊剂，日本还编制出JIS Z 3183-碳钢、低合金钢埋弧焊熔敷金属性能及分类，规定了焊丝-焊剂统一型号，规定了在指定焊丝条件下熔敷金属力学性能和化学成分范围。（4）当埋弧焊焊丝确定以后，则埋弧焊用焊剂成分则成为影响埋弧焊焊接工艺性能、熔敷金属成分与性能的重要因素。在日本和欧洲焊剂国家标准中都规定了焊剂组成及特性，而中国和美国埋弧焊剂国家标准中也在附录中说明了焊剂类型分为中性焊剂、活性焊剂和合金焊剂三种，只是定性的做了说明，没有定量的划分。并特地建立了“焊剂中性指数”概念，用来表示焊丝焊剂组合焊接碳钢时，与焊缝金属中Mn、Si含量有关的指数。焊接材料产品样本中规定了国产埋弧焊剂统一牌号，对各种牌号埋弧焊剂中的主要组成MnO、SiO2和CaF2含量分别作了规定，埋弧焊剂中的MnO，SiO2和CaF2和以及其它氧化物CaO、Al2O3、MgO、TiO2、FeO、ZrO2、BaO等所形成的熔渣对焊接过程产生巨大影响：熔渣的酸碱性，焊缝合金成分的烧损和渗合金，焊缝金属中氧含量与氢含量、焊缝金属韧性与塑性、脱渣性、溶渣导电性，焊缝成形性能，适用电源种类及极性、电弧稳定性、焊缝金属的韧性以及抗裂性等等，因此笔者建议在埋弧焊剂国家标准中，增添焊剂主要组成规定。3 承压设备的焊接及对焊材要求3.1 承压设备法规与标准的规定3.1.1 固定式压力容器安全技术监察规程（报批稿）中规定，常规设计方法的安全系数见表6。表6 常规设计方法的安全系数材料（板、锻件、管）室温下的抗拉强度Rm设计温度下的屈服强度（）（注1）设计温度下持久强度极限平均值（注2）设计温度下蠕变极限平均值（每1000小时蠕变率为0.01%的）碳素钢和低合金钢nb2.7ns1.5nd1.5nn1.0高合金钢nb2.7ns1.5nd1.5nn1.0钛及钛合金nb3.0ns1.5nd1.5nn1.0镍及镍合金nb3.0ns1.5nd1.5nn1.0铝及铝合金nb4.0ns1.5铜及铜合金nb3.0ns1.5注1：对于奥氏体不锈钢材料，如果标准中规定了，则可以用该值计算其许用应力；注2：根据设计寿命选用1.0105h、1.5105h 、2.0105h等持久强度极限值。GB 1501998中规定，常规设计方法的安全系数见表7。表7 GB 1501998中规定的安全系数材料许用应力取下列各值中的最小值，MPa碳素钢、低合金钢 高合金钢 1） 1）对奥氏体高合金钢制受压元件，当设计温度低于蠕变范围，且允许有微量的永久变形时，可适当提高许用应力至，但不超过。此规定不适用于法兰或其他有微量永久变形就产生泄漏或故障的场合。从表6与表7对比可见，设计标准降低强度计算的安全系数，必然要求提高制造压力容器母材与焊材的质量指标。美国ASME锅炉压力容器规范中强度计算安全系数为3.5。3.1.2 GB 7132008锅炉压力容器用钢板代替GB 7131997锅炉用钢板与GB 66541996压力容器用钢板，GB 7132008中各钢号主要性能指标大大提高如表8。表8 GB 7132008各钢号主要性能表GB/T 7131997GB 66541996牌号GB/T 7132008牌号化学成份，%力 学 性 能PS抗拉强度，MPa温度，V型冲击功，J20g20RQ245Ra0.0250.01538052003116Mng、19Mng、16MnRQ345Ra0.0250.01547064003415MnNbRQ370R0.0250.015520630203418MnMoNbR18MnMoNbR0.0200.01057072004113MnNiCrMoNbg13MnNiCrMoNbR13MnNiMoR0.0200.01057072004115CrMog15CrMoR15CrMoR0.0250.010440590203114Cr1MoR14Cr1MoR0.0200.010510680203412Cr2Mo1R12Cr2Mo1R0.0200.010520680203412Cr1MoVg12Cr1MoVR0.0250.0104305902034从表8可见，GB 7132008特点是：（1）降低杂志P与S含量；（2）抗拉强度规定了上、下限值；（3）夏比V形缺口冲击功提高。锅炉压力容器常用钢号及相匹配的焊材性能如表9所示。对比表8与表9可见，目前焊材国家标准技术性能指标明显不如钢材：（1）焊条a）熔敷金属杂质S、P含量指标高；b）熔敷金属抗拉强度规定值只有下限、没有上限；c）熔敷金属夏比V形缺口冲击吸收功规定值不足；d）带“G”焊条不规定熔敷金属杂质S、P含量，也不规定熔敷金属夏比冲击吸收功指标；e）熔敷金属不规定弯曲试验。（2）埋弧焊焊材a）埋弧焊焊材熔敷金属不保证化学成分，当然更不保证杂质S、P含量；b）熔敷金属不规定弯曲试验。14表9 锅炉压力容器常用钢号及相匹配的焊材性能GB 713常用钢材牌号焊条（GB/T 5117、GB/T 5118）埋弧焊焊材（GB/T 5293、GB/T 12470）相匹配的焊条型号化学成分，%力学性能相匹配的焊材型号化学成分，%力学性能PS抗拉强度 MPa温度冲击功JPS抗拉强度 MPa温度冲击功JQ245RE43150.0400.035420-3027F4A2-H08MnA不规定不规定415550-2027Q345RE50150.0400.035490-3027F5A2-H10Mn2不规定不规定480650-2027Q370RE5515-G不规定不规定540不规定18MnMoNbRE6015-D10.0350.035590-3027F62A2-H08Mn2MoVA不规定不规定620760-202713MnNiMoRE6015-D10.0350.035590-3027F62A2-H08Mn2MoVA不规定不规定620760-202715CrMoRE5515-B20.0350.035540常温27F48P0-H08CrMoA不规定不规定48066002714Cr1MoRE5515-B20.0.350.035540常温2712Cr2Mo1RE6015-B30.0350.035590常温2712Cr1MoVRE5515-B2-V0.0350.035540常温27F48P0-H08CrMoVA不规定不规定48066002716MnDR（GB 3531）E5015-G不规定不规定540不规定09MnNiDR（GB 3531）无型号07MnCrMoVR（GB 19189）E6015-G不规定不规定540不规定3.2 承压设备对焊接材料的技术要求钢制承压设备焊接材料对熔敷金属主要有下列要求：（1）进一步降低低硫、磷含量接近GB 713标准规定值；（2）限制抗拉强度上限；（3）冲击试样夏比V型缺口冲击功与GB 713标准规定值相当；（4）拉伸试样断后伸长率A20%；（5）弯曲试验，弯心直径等于4倍试样厚度，180；（6）扩散氢含量较低。3.3 承压设备用焊材供货要求（1）承压设备制造厂的实际情况是在签订供货合同后，才去市场采购焊材，因此要求供货期较短，要及时；（2）由于承压设备制造厂，大多从供应商手中购买焊材，因此，焊材质量保证书真实性一定要充分保证；（3）在承压设备制造（安装）企业中的焊接材料保证体系中都要求按JB/T 3223焊接材料质量管理规程中规定保管焊材，因此，焊材供应商也必须具备JB/T 3223中的焊材存放条件。4 焊材国家标准不能符合承压设备技术条件目前，我国承压设备所使用的焊接材料国家标准和行业标准主要有：GB/T 9831995不锈钢焊条GB/T 51171995碳钢焊条GB/T 51181995低合金钢焊条GB/T 52931999埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂GB/T 81102008气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝GB/T 124702003埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂GB/T 149571994熔化焊用钢丝GB/T 149581994气体保护焊用钢丝GB/T 178541999埋弧焊用不锈钢焊丝和焊剂YB/T 50922005焊接用不锈钢丝 认真分析对比承压设备法规、规章、标准与焊接材料标准内容，我们认为现行焊接材料国家标准难以满足设备的要求。4.1 焊接材料标准只是对焊材通用性基本要求，若用于承压设备则带来隐患 上述焊接材料国家标准和行业标准都是焊接材料通用性的标准，是对各种用途焊接材料的基本要求，按上述国家标准和行业标准选取用焊接材料焊制承压设备，就等于将承压设备的焊接要求与普通钢结构、农机、工程机械、建筑、矿山机械、水利设施的焊接要求相提并论，实际上降低了承压设备焊缝金属质量要求，给承压设备的安全可靠使用埋下了终身隐患，目前焊接材料标准规定了与承压设备对焊接材料技术要求主要差距如下：4.1.1 熔敷金属中硫、磷含量规定普遍高于承压设备用钢材“压力容器安全技术监察规程”第11条规定，压力容器专用钢材的磷含量（熔炼分析）不应大于0.030%，硫含量不应大于0.020%，我国焊接材料标准中所有焊材熔敷金属磷、硫含量规定都低于承压设备对钢材要求。焊缝金属为铸造组织，而钢材为轧制锻造组织、结构致密，焊缝金属中硫、磷偏高，其性能低于母材，使承压设备焊缝性能难以达到设计要求，使其在服役过程中容易在焊缝处提前失效，造成整个设备不能使用。4.1.2 熔敷金属抗拉强度最大值无限制，造成焊接接头塑性与韧性匹配失调承压设备用钢材专用标准主要有：GB 7132008锅炉压力容器用钢板GB 64792000高压化肥设备用无缝钢管GB 30871999低中压锅炉用无缝钢管GB 99481988石油裂化用无缝钢管这些承压设备用钢材都对其拉伸强度的最低值与最高值作了限定，为的是使某一强度级别的钢材也同时具备足够的塑性与韧性。而焊条国家标准中只规定熔敷金属抗拉强度的最低值，不限定最高值，因而给焊接接头的力学性能匹配带来先天障碍。以焊接钢材16MnR（现为Q345R）为例，与其匹配焊条的黄金搭挡为E5015型焊条（牌号为J507），某厂采购36批E5015型焊条，其熔敷金属抗拉强度统计如表10，可见，制造厂愿望是为50kg级16MnR配备50kg级焊条，事实上焊条厂提供的合格焊条J507中却有78%为55kg，近20%焊条60kg，最高值达683MPa，焊缝金属强度超过母材强度则为超强匹配，会引起焊接接头塑性下降，脆性转变温度提高，造成韧性储备不足。表10 某厂36批E50XX型焊条抗拉强度统计表E50XX型焊条熔敷金属抗拉强度实测值MPa实际达到的型号级别批数比例526b540E50XX822%540b590E50XX2158.3%590b640E60XX6716.9%19.7%640b68312.8%4.1.3 焊材熔敷金属不规定弯曲试验，难以显示内部微小缺陷我国承压设备行业必须执行的“锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则”、焊接工艺评定标准、产品焊接试板力学性能检验标准都规定了焊接接头要求进行弯曲试验，但所有用于承压设备的焊接材料标准都不要求进行弯曲试验，弯曲试验的目的是考核焊材熔敷金属的塑性与致密性，用以显示内部微小缺陷。焊材标准都不保证焊材的弯曲性能，那么承压设备焊接接头弯曲性能又有谁来保证呢？4.2 承压设备用焊材的合金体系要从中国实际情况出发，不能等效采用国外标准4.2.1 焊材标准可以等效美国标准，但合金体系不能等效我国焊材国家标准中绝大多数是焊接标准化机构起草的，多数钢焊丝标准则由冶金系统编制。焊接标准化机构所编制的钢焊材标准中，除GB/T 17854参照JIS标准外，余皆等效采用美国国家标准ANSI/AWS，所谓等效采用即在焊材熔敷金属化学成分、力学性能、型号分类及试验方法等技术内容与美国标准完全一致。标准可以等效，但中国的矿产资源不能等效美国，由矿产资源、冶金水平以及国民经济需求而决定的钢材合金体系不能等效。中、美两国钢材合金体系差别较大，特别在强度型和低温型低合金钢范围内的差别更大，在美国焊材标准中，凡不是美国合金体系内的焊材所相应的型号都标有“G”字，对带“G”的焊材其熔敷金属磷、硫含量不规定，冲击试验不要求，熔敷金属化学成分中一般只规定一个元素成分，由于中国焊材标准等效采用了美国国家标准，因而也将带“G”焊材规定全部照搬过来，使得符合我国资源特点、冶金水平，使用良好的低合金钢焊材也都得加上“G”，如E5016-G（J506RH）、E5015-G（W606、J507RH）、E5516-G（J556RH）、E6015-G（J607RH），按照国家标准规定带“G”焊条三不保（硫磷含量不规定，冲击韧性不规定，所有化学成分不规定），谁敢在承压设备上使用。4.2.2 焊材国家标准中对焊缝咬边、未熔合要求大大低于承压设备设计、制造标准我国承压设备安全技术监察规程和承压设备设计、制造、检验标准都对焊接接头提出若干严格具体要求，这也是对焊接材料的要求，对照承压设备法规与标准规定，焊材国家标准尚有不少技术要求达不到，而承压设备又不能降低规定，这就给焊接生产带来严重困难，举例如下:（1）焊缝咬边“锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则”、承压设备的设计和制造标准都规定焊缝咬边不允许大于0.5mm，但焊条国家标准中出厂合格焊条，咬边却允许不大于1mm，要用可能