焊接工艺评定监理审查要点

焊接评定监理审查要点一、前言焊接工艺评定是指为验证所拟定的焊接工艺参数的正确性而进行的试验过程和结果评价。 其目的为验证所拟定的焊接工艺参数的正确性，并且检验施焊单位综合焊接能力。长输管道及集气场站工程施工之前，施工单位应向监理单位报送焊接工艺评定文件， 通过监理审查认可， 认为能够覆盖实际焊接作业项目时，施工单位才能据此编制焊接作业指导书（规程），指导现场焊接作业。另外，在实际施工过程 中，常会发生工程变更及材料代用等情况，导致现场焊接工艺超出前述通过审查的焊接工艺评定的覆盖范围，这时， 通过分析， 监理人员应明确施工单位是否必须重新进行焊接工艺评定。下文将论述监理过程中监理人员应如何审查焊接工艺评定文件，以及施工中分析和应用焊接工艺评定的具体工作方法。二、监理人员如何审查焊接工艺评定文件1、掌握几个焊接工艺评定标准的区别施工单位应依据相关标准进行焊接工艺评定，具体采用哪个标准， 应按设计要求确定，监理人员在审查施工单位报送的焊接工艺评定文件时应与设计要求对照，确定报送的工艺评定文件所依据的标准是否相符。在油气田建设工程中，工艺评定所依据的标准主要有以下几个：-可编辑修改 -gb50236 -98现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范jb4708-2000 钢制压力容器焊接工艺评定sy/t0452-2002石油天然气金属管道焊接工艺评定sy/t 4103-2006钢质管道焊接及验收长输管道的设计规范主要包括gb502511994输气管道工程设计规范和gb50253 1994输油管道工程设计规范，在 gb50251 现行版和修订版 (稿) 中，焊接工艺评定均采用gb50236。在 gb50253 现行版和修订版 (稿) 中，压力容器焊接工艺评定采用jb4708，而管道的焊接工艺评定则执行gb50236。但在长输管道实际施工中，不少工程项目自主执行了sy/t4103，还有部分工程项目执行了 sy/t0452。经过分析，我认为， jb4708 是参照 asme 锅炉及压力容器规范第九卷焊接和钎焊评定编制修订的，内容详尽，规定科学，替代合理，包含了sy/ t4103 中所有情况， 当补入长输管道用材后，完全可以用于长输管道的焊接工艺 评定； gb50236也是参照asme 第九卷编制修订的，但不如jb4708内容详尽； sy/t 4103 是等效转换api std1104管道焊接及有关设施的焊接而来的，未对材料进行冲击韧性评定， 因而不适用于对冲击性能有要求的长输管道；sy/t0452 适用于陆上石油天然气工程，该标准参照了jb4708 、 gb50236 ， 比 sy/ t4103 更进了一步，明确提出影响冲击韧性的焊接工艺评定因素及评定规则，规定了冲击试验要求及结果评价。通过分析比较可以得出以下两个结论：1） sy/t 4103 不适用于对冲击韧性有要求的工程项目焊接工艺评定；2） 冲击韧性是长输管道及集气管线工程设计时的一项重要性能，应在施工规范中给予保证，此时，可以引用gb50236 、jb4708及 sy/t0452 这三个标准进行焊接工艺评定；2、焊接工艺评定文件完整性的审查一份合格的焊接工艺评定首先应当内容完整，内容欠缺的评定不符合规范要求，并有可能是虚假的，所以，监理人员首先应对评定文件的完整性进行审查。监理人员可以从以下几个方面着手进行审查：1） 焊接工艺评定应由生产单位自身独立完成焊接工艺评定的水平是施焊单位焊接能力的综合体现。 我国标准将焊接工艺评定严格限制在企业同一质量体系内使用。 本着“焊接性能可输入， 工艺评定不可输入” 的原则，焊接工艺评定应由施焊单位自主独立完成， 即施焊单位应自主编制焊接工艺指导书， 并用自已的焊接设备、 焊工完成工艺评定试件的焊接， 一般不得将其它单位的焊接工艺评定直接拿来引用，监理人员审查时应明确这一点，对违反规定随意借用其他施焊单位工艺评定的做法不予认可。但在一定的条件下，工艺评定也可以借用。sy/t0452 中的 2.0.8规定：经业主同意，压力管道施工资质相同的各单位之间，可互相利用按本标准评定合格的焊接工艺评定作为编制焊接工艺指导书（规程） 的依据， 但事先应经评定单位授权许可和本单位焊接责任师的批准。这条规定说明，在依据sy/t0452 进行评定的前提下 ,一个单位要想利用其它单位的工艺评定必须同时具备三个条件：第一， 资质相同即焊接技术能力相当；第二，原评定单位同意；第三，本单位焊接责任工程师同意。2） 焊接工艺评定文件的主要内容一份完整的焊接工艺评定文件主要应包括以下内容：焊接工艺指导书进行焊接工艺评定的目的是验证施焊单位拟定的焊接工艺的正确性，所以， 焊接工艺指导书是焊接工艺评定的基础。指导书应由施焊单位技术人员根据钢材的焊接性能，结合产品特点、制造工艺条件和管理情况编制，表格形式宜采用jb4708附录 b 的表 b1、gb50236附录 a 的表 a.0.2、sy/t0452 附录 a 的表 a.0.1所推荐的表格形式。无损检测报告及理化性能试验报告评定文件中一般应包括无损检测报告及理化性能试验报告。 无损检测是焊接质量保证体系中的重要一环，对试件进行无损检测，保证焊缝内在质量 ,是试件进行理化性能试验的基础。 另外， 工艺评定的目的是检验拟定的焊接工艺， 应将焊工水平的因素排除在外， 在理化试验前先对焊缝进行无损检测， 可以达到这一目的。理化性能试验应委托具备相应资质的专业机构进行， 并出具真实的理化性能试验报告。 试验项目的选择应遵照设计要求， 对于低碳钢及低合金钢， 一般包括拉伸、弯曲及冲击韧性， 对不锈钢， 可能还包括化学成分、 晶间腐蚀敏感性试验。理化性能试验报告是工艺评定的核心依据，监理人员在审查时应对其完整性和真实性进行认真的审查。焊接工艺评定报告在完成理化性能试验报告之后，应编制焊接工艺评定报告，焊接工艺评定报告是整个评定过程的结论性文件，报告表格形式宜采用jb4708附录 b 的表 b2、gb50236附录 a 的表 a.0.1、sy/t0452 附录 b 的表 b.0.1 所推荐的表格形式；3） 焊接工艺评定文件的编、审、批程序应有完整有效监理人员在审查施工单位报送的焊接工艺评定文件时,应要求文件的编、审、批程序完整， 人员签字齐全， 如果委托第三方进行无损检测及理化性能试验，则第三方人员的签字和单位公章都应真实、清晰、有效， 焊接工艺指导书上要注明所依据的焊接工艺评定报告的编号，焊接工艺评定报告上要注明所支持的焊接工 艺指导书的编号，两者应相互呼应，相互支持。3、焊接工艺评定文件的技术性审查监理人员应对焊接工艺评定文件进行技术性审查。虽然这项审查的专业性较强，但主要从以下几个方面进行审查，就基本可以确定其是否可以覆盖工程中的焊接项目。1） 监理人员在审查之前应熟悉设计图纸，掌握必须进行焊接工艺评定的焊缝的分布及具体位置。在油气田工程建设中，哪些焊缝的焊接工艺必须经过评定，gb50251及 gb50236中并没有明确规定， 我认为监理人员可以参照jb/t4709钢制压力容器焊接规程 ，要求施焊单位必须对以下各类焊缝的焊接工艺进行评定：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及补焊；上述焊缝的返修焊缝；在明确以上原则后， 监理人员应在读图时记录设计图纸中规定的管材材质、规格、焊材种类、及焊接方法，这些内容将直接影响对焊接工艺评定文件的审查。2） 在审查焊接工艺评定文件时，首先，审查评定的焊接方法与现场施工的焊接 方法是否一致。施工中常用的焊接方法包括气焊、焊条电弧焊、钨极气体保护焊、药芯焊丝自保护下向焊及其组合，只有焊接方法一致， 评定才适用， 否则不适用。还要注意， 当打底、填充及盖面采用两种不同的焊接方法时，焊接工艺评定可以是一份， 即采用两种焊接方法进行了组合评定；也可以是两份， 即两种焊接方法分别进行了评定，这两种情况都是规范允许的。3） 在审查焊接工艺评定文件时，重点审查母材材质、厚度范围及焊缝金属厚度范围是否能覆盖设计图纸中的焊接项目，此内容的审查细致并且烦琐，应遵照相关标准规定执行，监理人员可从以下几个方面开展审查工作：母材材质是焊接工艺评定中的一个重要方面。在 gb50236 、jb4708 、y/t0452、sy/t 4103 四项标准中，均对母材进行了分类及分组，并规定了不同母材的工艺评定的替代规则。 监理人员应当掌握上述各标准中母材分类、分组情况及不同母材工艺评定的替代规则。 低碳钢及低合金钢的分类是以屈服强度为主要划分依据的，一般的讲， 同类同组的几个钢号的评定可以相互替代，高类别的钢号之间的 评定适用于该类别钢号与较低类别的钢号之间的焊接，这种思想在gb50236 反映的更为明晰一些。 jb4708 内钢材有53 个钢号，分 8 类 15 组，替代关系明确， 完全可以包容sy/t4103 的钢材分组。 sy/t0452 中将 l245、l290、l320、l360、l415、l485 等输油输气管道用钢明确列入，使用起来比较方便。对焊件厚度的适用范围进行审查评定合格的焊接工艺适用于焊件厚度的有效范围，是工艺评定报告另一重要 内容。在施工单位上报的评定报告中，必须按照相关标准， 确定所允许的焊件厚度的有效范围。 关于两者之间的关系，上述四项标准的规定有所不同，监理人员应熟悉标准，并按规定进行审查， 以确定此评定能否覆盖实际的焊接项目。jb4708 将试件厚度分为四种情况，分别规定了适用的焊件厚度范围，特别情况下有十 一种适用范围，而sy/ t4103 将试件划分为3 个 组，改变组别要重新评定。在 这个项目上， jb4708 中的规则可以更科学更合理地代替sy/ t4103 及 gb50236。对焊缝金属的厚度适用范围进行审查焊接工艺评定可以同时用两种或两种以上焊接方法进行组合评定，评定报告应确定每一种焊接方法的焊缝金属厚度的适用范围。当实际焊接施工中， 施工单位只须采用其中一种焊接方法时，监理人员应审核两点：其一， 是焊件厚度要在覆盖范围内，其二，所采用的焊接方法的焊缝金属厚度应在评定的覆盖范围之内。 三、监理人员如何在施工过程中分析应用焊接工艺评定在实际施工过程中， 由于设计变更、 材料变更、 施工组织设计的变更及实际产生的各种各样的问题， 导致原先已通过审核的焊接工艺评定文件不能覆盖变更后的焊接工艺，这时，就须另行增加评定项目。这里，通过施工中的一些典型问题来说明监理人员如何对原先的焊接工艺评定进行分析，并确定是否需要另行增加评定项目。1、在焊接工艺评定中，将所有影响焊接质量的工艺因素分为三个层次，即重要因素、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； 补加因素是指影响焊接接头冲击韧性的焊接工艺因素；次要因素是指对测定的力学性能无明显影响的焊接工艺因素；sy/t0452 规定，当变更任何一个重要因素时， 均应重新进行焊接工艺评定；当设计对冲击性能有要求时，增加或变更任何一个补加因素，应按增加或变更的补加因素焊制冲击性能试 件进行试验； 当变更次要因素时， 可不重新进行焊接工艺评定，但应重新编制焊接工艺指导书（规程）。jb4708也基本也体现了这种思想，gb50236 中未考虑次要因素，但基本上与jb4708- 和 sy/t0452 是一致的；而sy/t 4103 连补加因素都未考虑，也即其根本就未将焊接工艺因素对材料的冲击性能的影响列入议题， 这是这项标准不适用于长输管道及集气场站工程的重要原因。每种焊接方法的重要因素、补加因素及次要因素各不相同，上述各项标准也做了详细规定，例如， jb4708中，对于焊条电弧焊来说， “焊条牌号” 是一项重要因素，“预热温度比已评定合格的降低不小于50以上”也是一项重要因素，当以上两项因素产生时， 应重新要求施工单位进行焊接工艺评定。监理人员掌握焊接工艺因素，掌握其中的重要因素、 补加因素、 次要因素的区别， 对确定是否须另行进行评定是很重要的。2、有一条集气支线，规格 273 8，材质 20 钢，决定采用氩电联焊，施工单位报送了一份氩弧焊与手工电弧焊的组合焊接工艺评定，评定的标准为50236， 焊接工艺评定的试件采用的是t=10mm 钢板，材质q235-b。对这份焊接工艺评定进行审查时，监理人员在审查的过程可以是这样的：1） 审查焊接方法一致性:两者的焊接方法是一致的；2） 工评中所用的试件为板材，而工件为钢管。gb50236中 4.2.2规定，焊接工艺评定试板可采用管材或板材,管材试件评定合格的焊接工艺可用于板材，反之 亦可；3） 审查试件材质与焊件材质: 在 gb50236中表 4.2.3母材分类分组表中规定， q235-b 与 20 钢是同属于类别“ p1”组别“ 1-1”的钢，所以，两者的评定可以相互替代；4） 审查焊接工艺评定母材厚度(及熔敷金属厚度 )的覆盖性 :工评试件厚度为t=10mm，根据 gb50236中 4.2.9中的规定，适用于焊件的厚度范围为下限为0.75t，即 7.5 mm，上限为 1.5t，即 15 mm，而管材的实际厚度为8mm，在覆盖范围内；通过以上分析,如果其他条件是符合的,那么,认可此评定能够通过审核。假设出现设计变更，管材材质变更为为l360,gb50236中， l360 未被列入，我们可以依据 sy/t0452 做出判断，sy/t0452 中，l360 与 16mn、16mnr 等分为一组， 在 gb50236中，16mn、16mnr 已被列为类别p2a 组别 2a-2，据此，将l360 也列在同一组别。通过分析，原先所报焊接工艺评定母材材质不能覆盖l360， 所以，监理人员应该要求施工单位重新报送焊接工艺评定。再假如， 施工单位即将展开场站建设，注醇管线规格dn154 mm，总机关施空总管规格dn1009 mm，材质是相同的，决定采用氩弧焊打底并填充盖面，仍然要用上述报送的焊接工艺评定，针对此种情况，监理人员可做以下分析：对于注醇管线，其母材厚 度为 t=4 mm ，而工艺评定适用于焊件的厚度范围为7.5 mm 至 15 mm，所以， 上述工评不能覆盖， 须重新进行评定； 对于总机关放空总管，其母材厚度为t=9mm，在上述工评覆盖范围内，但还不能急于下结论。因为还要考察一下焊缝金属厚度是否也在工评覆盖范围内。从施工单位报送的焊接工艺评定可知，氩弧焊打底层的焊缝金属厚度，如为 s=3mm，则按 gb50236中表 4.2.9规定，氩弧焊焊缝金属厚度的覆盖范围上限为2s，即为 6mm，即此工评允许氩弧焊焊缝金属厚度最大为 6mm，对于 9 mm 厚的放空管线，显然不能满足要求，通过分析，原先所报焊接工艺评定焊缝金属厚度不能覆盖dn1009 mm 的总机关放空总管，所以，监理人员应该要求施工单位重新报送焊接工艺评定。3、焊材对焊接工艺评定的影响在长输管道及集气场站现场施焊作业中,常用的焊材有焊条、焊丝及保护气 体。焊条牌号的改变会影响到焊接工艺评定。对于低碳钢及低合金钢，这里有两种情况。第一种，当焊条的强度级别改变时，必须重新进行焊接工艺评定；第二种，当要求材料的冲击韧性时，焊条药皮类型由低氢型改变成非低氢型时，必须重新制做冲击试样，进行冲击试验。例如，当用j507代替 j427时，有人认为， 以高代低，可以不用重新进行焊接工艺评定，其实不然，因为，不但要考虑拉伸性能，还必须考虑弯曲性能及冲击韧性，所以，必须按标准要求重新进行焊接工艺评定。如果焊条由j427改为 j422时，由于是低氢型改为非低氢型，所以，监理人员应要求施工单位用j422焊条制做 6 个冲击试样，进行冲击试验，冲击试验如果合格，则这种替代是允许的（当然，从建设程序上讲一定要取得设计变更）。焊丝材料的变更也须重新进行焊接工艺评定，包括焊丝钢号的变更、 实芯焊丝改为药芯焊丝或反之、 添加或取消焊缝金属这三种情况。例如， 当工艺评定采用焊丝牌号为 h08mn2sia，而在施工中，施工单位没有h08mn2sia，而想用另一种 常见药芯焊丝来替代，或者想不用焊丝填充，直接熔化母材焊接，这时，监理人员应要求施工单位重新进行焊接工艺评定。对于钨极气体保护焊， 由单一气体变成混合气体，或混合气体的各组份比例发生改变，应重新进