ASME_第Ⅸ卷焊接工艺评定,焊工技能评定-77.ppt

ASME第 卷焊接工艺评定焊工技能评定 TimothyChen 陈登汉BureauVeritasI FSH 目录 ASME的总体介绍ASME第 卷1 第 卷的内容及结构 2 焊接工艺评定 含焊接工艺规程WPS 3 焊工 焊机操作工资格评定 ASME的总体介绍 中国通过ASME认证的厂家截止2011 4 7 ASME持证厂家524家 证书777份 台湾地区43家 证书101份 2010年我国大陆地区ASME持证厂商总数502家 比2009年同比增长17 8 其中 新增86家 更名16家 取消或暂停资格10家 共持有19类736份证书 其中新增106份 2010年全球ASME持证厂商共计6180家 排名前10位的有 美国3029家 中国大陆502家 韩国375家 加拿大326家 意大利234家 德国207家 印度166家 墨西哥124家 日本和英国均为83家 中石协ASME规范产品协作网 ASME的总体介绍 ASME的含义及规范用途1 ASMETheAmericanSocietyofMechanicalEngineer美国机械工程师协会2 BPVCTheBoilerandPressureVesselCommittee锅炉及压力容器委员会3 ASME锅炉及压力容器规范用途BPVC为锅炉 压力容器 移动容器和核设施部件的建造过程中以及核设施和移动容器的在役检查中 控制压力完整性 整体结构安全的规则 建造 包括材料 设计 制造 检验 试验 检查 认证和泄压在内的一个含义广泛的名词 ASME的总体介绍 ASME所有卷目录 ASME的总体介绍 以上12卷ASME锅炉压力容器规范标准分为以下4大类 1 建造部分 共6卷 其中包括 第 卷 动力锅炉 第 卷 核设施部件建造规则 第 卷 采暖锅炉建造规则 第 卷 压力容器建造规则 第 卷 纤维增强塑料压力容器建造规则 第 卷 运输罐的建造和连续使用规则 2 通用部分 共3卷第 卷 材料 第 卷 无损检测 第 卷 焊接和钎接评定标准 3 运行部分 共2卷第 卷 采暖锅炉维护和运行推荐规则 第 卷动力锅炉维护推荐指南 4 检验部分 共1卷第 卷核电站部件运行中检测标准 ASME的总体介绍 ASME钢印类型 ASME的总体介绍 ASME钢印分类 使用 应用规范 ASME第 卷 用途及结构 ASME第 卷的用途是关于焊工 焊机操作工 钎焊工和钎机操作工的评定 以及按照ASME锅炉及压力容器规范和ASMEB31压力管道规范所采用的焊接或钎焊工艺的评定 是一个通用规范 除锅炉及压力容器外 也被广泛应用于其他工业焊接产品 焊接工艺规程 WPS 和工艺评定记录 PQR 的目的是决定焊件具有要求的使用性能 工艺评定试验在于测定焊件或钎焊件的性能 应由技术熟练的工人执行焊接及操作 焊工技能评定 WPQ 的目的 是测定他们熔敷优质焊缝的能力 焊机操作工技能评定 WPQ 的目的是测定他们操作焊机机械部分的能力 ASME第 卷 结构 ASME第 卷的基本结构ASME第 卷的编写方式不同于一般标准 按照标准内容的类别进行 共分两篇 焊接篇和钎焊篇 焊接篇分五章 钎焊分四章 本次培训 仅是焊接篇 焊接篇的结构1 一般要求 第 章 QW100 190 包括 总则 焊接位置 试验位置 试验检测的类型和目的及合格标准 2 焊接工艺评定 第 章 QW200 290 包括 总则 试件的准备 焊接变素 回火焊道等 以表格的形式列出指定焊接方法 工艺评定的重要参数 附加重要参数 和非重要参数的相关条款号 生产中工艺的任一重要参数超出评定的覆盖范围 则该工艺需要重新评定 当有冲击韧性要求时 附加重要参数作为重要参数看待 非重要参数的变化 仅需修改工艺规程 不需要重新评定 3 焊接技能评定 第 章 QW300 380 包括 总则 试件类型 评定方法 资格管理 以表格的形式列出重要变素 超出覆盖范围的 需要重新评定 4 焊接资料 第 章 QW400 490 包括所有变素的含义 母材P 号 焊材F 号 焊材A 号 覆盖范围和试样 图解 浸蚀方法和浸蚀剂 定义等 5 标准的焊接工艺规程 SWPS 产品卷有关SWPS的任何要求优先与第 卷 当产品产品卷WPS有冲击要求时 则不许使用SWPS ASME第 卷 关键术语 PWPSPriorWeldingProcessSpecificationPQRProcedureQualificationRecordWPSWeldingProcessSpecificationWPQWelderPerformanceQualification变素P号 F号资料 焊接工艺评定 总则1 焊接工艺规程WPS 1 1目的 是用于为焊工或焊机操作工按规范要求制造产品提供指导的书面文件 它们应是按规范规定进行过评定 得到PQR支持的文件 或是规范允许的标准焊接工艺规程 1 2WPS的内容 一份完整的WPS应述及在WPS中所采用的 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 需要得到PQR的支持 可以是一份或多份PQR支持一个WPS 1 3WPS的变更 产品焊接需要 可对WPS进行变更 仅变更非重要参数 WPS无须重评 当变更重要参数或附加重要参数 适用时 WPS需要重评 1 4WPS的格式 格式不限 可以文字 表格等 但必须提及每个重要参数 非重要参数 附加重要参数 适用时 可采用非强制性附录B 1 5WPS的可得性 应在焊接现场得到 便于焊工使用及备查 可能问题 WPS没有体现所有要求的变数 WPS没有PQR支持 WPS现场得不到 焊接工艺评定 2 工艺评定记录 PQR 2 1PQR是工艺评定试件焊接时所用焊接变素的实际记录 它同时尚有试样的试验结果 记载下来的变素一般应在实际焊接生产所用焊接变素的窄小范围之内 2 2PQR的内容 记录重要参数及需要时的附加重要参数 非重要参数记录与否 不强制 所有被记录的 应是实际焊接的参数 不得记录没有控制的参数 不希望是变数使用全范围或极限值 2 3谁负责工艺评定 制造商或承包商 不得使用别公司的评定 或转由别公司代做 2 4PQR的更改 仅限编辑上的 例如P 号 F 号 A 号描述上修正 或根据ASME标准的更新而修改等 2 5PQR的格式 QW483 非强制性附录B 焊接工艺评定 3 制造商或承包商的责任1 根据焊缝 列举焊接参数 记录在WPS中 2 对WPS进行工艺评定 并在制造商或承包商的监督下进行 3 焊接工艺评定的焊工 应是本公司的及经验丰富的 4 不得转包其他公司进行工艺评定的焊接 但加工 试验部分可以转包 5 组织中有两个或多个公司 能够对同一个工艺评定进行有效控制 应在质量体系及质量程序文件中说明 则不需要重评 焊接工艺评定 4 焊接变素1 重要变素 工艺评定中的重要变素是指影响焊缝力学性能 缺口韧性除外 的焊接条件的某一变化 指定焊接方法已评定合格的焊接工艺中任一重要变素的改变超出规定时 要求对该工艺进行重新评定 2 附加重要变素 工艺评定中的附加重要变素是指影响焊缝缺口韧性的焊接条件的某一变化 如果一种焊接工艺已经过评定 除缺口韧性外 其它各项要求均能满足 则此时仅需按同一工艺 采用同样的重要变素 但增加所需的各种附加重要变素 增做一个试件 其长度足够切取缺口韧性试样即可 如果一种焊接工艺已经过评定 且满足包括缺口韧性在内的所有要求 但其中有一个或多个附加重要变素有所改变 则此时仅需按同一工艺 采用新的附加重要变素 增做一个试件 其长度足够切取缺口韧性试样即可 如过去评定的焊接工艺 其焊缝金属的缺口韧性值是合格的 则根据需要 仅需从热影响区切取缺口韧性试样供做试验 3 非重要变素 工艺评定中的非重要变素是指不影响焊缝力学性能的焊接条件的变化 非重要变素的改变不要求对该工艺进行重新评定 而仅需对WPS进行修改而已 焊接工艺评定 5 1以SMAW为例 对接 角接 焊接工艺评定 5 1以SMAW为例 对接 角接 焊接工艺评定 5 1以SMAW为例 对接 角接变素前面的符号含义 增加 取消 大于 小于 改变 向上 向下 焊接位置 改变 左焊法 右焊法焊接变素 QW 402接头 焊接工艺评定 5 1以SMAW为例 对接 角接QW403 母材 取消了403 13 P No 5 9 10QW 403 8厚度 除QW202 4 b 允许外 母材厚度变化超过QW 451 1的评定范围 QW 202 4 b 对于非QW202 4 a 所列材料 P 8 P 41等 不同母材厚度的接头 其较薄一侧母材厚度应在QW 451 1的评定范围内 较厚一侧母材厚度也应在QW 451 1的评定范围内 但如评定试件厚度为38mm或更厚时 则较厚一侧母材最大厚度不限 因而不同母材厚度的接头可能要一个以上的评定 焊接工艺评定 5 1以SMAW为例 对接 角接 QW403 8 厚度 焊接工艺评定 5 1以SMAW为例 对接 角接 QW403 9 焊道厚度QW 403 9 对单道或多道焊 当任一焊道厚度大约13mm 评定的最大厚度为试件厚度的1 1倍 不能按QW451 15 1以SMAW为例 对接 角接 QW403 11 P 号的覆盖QW 403 11 对于WPS中规定的母材 工艺评定应采用符合QW 424要求的母材 焊接工艺评定 QW 403 11 对于WPS中规定的母材 工艺评定应采用符合QW 424要求的母材 焊接工艺评定 5 1以SMAW为例 对接 角接QW404 填充金属QW 404 4 F No 的改变或改变为QW 432表中未列出的任何其它填充金属 焊接工艺评定 QW404 4 QW432 焊接工艺评定 F 号的确定方法 F No 焊条主要决定于药皮类型和适用范围 F No 1 EXX20 高氧化铁药皮 位置限为平焊 位置为横焊时 限角焊缝 电流为交流或直流正接 即工件接正极 EXX22 高氧化铁药皮 仅用于单道焊 位置限为平焊和横焊 电流为交流或直流正接 EXX24 铁粉 二氧化钛药皮 位置限为平焊 位置为横焊时 限角焊缝 电流为交流或直流 EXX27 高氧化铁 铁粉药皮 位置限为平焊 位置为横焊时 限角焊缝 电流为交流或直流正接 EXX28 低氢钾 铁粉药皮 位置限为平焊 位置为横焊时 限角焊缝 电流为交流或直流正接 F No 2 EXX12 高二氧化钛钠药皮 全焊接位置 电流为交流或直流正接 EXX13 高二氧化钛钾药皮 全焊接位置 交流或直流正或反接 EXX14 二氧化钛 铁粉药皮 全焊接位置 交流或直流正或反接 EXX19 氧化铁 二氧化钛钾药皮 全焊接位置 交流或直流正或反接 焊接工艺评定 F 号的确定方法F No 3 EXX10 高纤维素钠药皮 全焊接位置 电流为直流反接 EXX11 高纤维素钾药皮 全焊接位置 电流为交流或直流反接 F No 4 EXX15 低氢钠药皮 全焊接位置 直流反接 EXX16 低氢钾药皮 全焊接位置 交流或直流反接 EXX18 低氢钾 铁粉药皮 全焊接位置 交流或直流反接 EXX18M 低氢 铁粉药皮 全焊接位置 直流反接 EXX48 低氢钾 铁粉药皮 焊接位置不限 包括立向下 EXX17 焊条药皮为EXX16的变型 用大量的Si取代Ti 全焊接位置 但焊条直径小于4 8mm的 不适用于立 仰焊位置 交流或直流正接 F No 5 为奥氏体和双相钢焊条 包括EXX15 EXX16 EXX17 注意在AWS标准的不锈钢焊条中凡是属于F No 5的没有酸性药皮焊条 不锈钢酸性焊条药皮焊条纳入F No 1 EXXX X 25 EXXX X 26F No 6 全部焊丝 焊棒 要注意 在ASME和AWS中 焊丝和焊剂的牌号是连在一起不可分割的 这与国内以往的体系不同 其他特殊F No 例如F 72 F 71 耐硬层堆焊 焊接工艺评定 QW404 5A 号QW 404 5 铁基金属熔敷焊缝金属的化学成分 从 从QW 442中某一A No 改变为另一A No 但对A No 1的评定也适用于A No 2 反之亦然 焊接工艺评定 QW404 30熔敷金属厚度的改变QW 404 30 熔敷金属厚度的变化超过QW 451的范围 焊接工艺评定 5 1以SMAW为例 对接 角接QW405焊接位置 没有重要参数 坡口焊缝可覆盖角焊缝 位置图参见QW461 事例如下 焊接工艺评定 5 1以SMAW为例 对接 角接QW405焊接位置 板角焊 焊接工艺评定 5 1以SMAW为例 对接 角接QW405焊接位置 管角焊 焊接工艺评定 5 1以SMAW为例 对接 角接QW406 预热 QW 406 1 评定过的预热温度降低100 55 以上 在WPS中应规定 开始 焊接的最低温度 QW407 焊后热处理QW 407 1 焊后热处理条件的改变 对P 1toP 6 P 9toP 15F 不做PWHT PWHT在低于下转变温度进行 如SR处理 PWHT在高于上转变温度进行 如正火 淬火或退火 PWHT先在高于上转变温度进行 继之在低于下转变温度进行 如正火 回火或淬火 回火 PWHT在高于上 下转变温度之间进行 如不完全退火 对其他材料 不做PWHT 热处理在特殊的温度区间 QW 407 4 工艺评定试件PWHT温度高于上转变温度时 则评定产品焊缝最大厚度为试件厚度的1 1倍 焊接工艺评定 5 1以SMAW为例 对接 角接QW409电特性 没有重要参数 但有附加重要参数热输入和电流和极性 QW410焊接技巧 QW410 64热过程的使用QW 410 64对于采用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5 8in 16mm 者 如坡口的制备在制造中采用热过程方法 则试件的坡口制备亦应采用此法 坡口制备应包括采用热过程方法做背面清根 背面开槽或清除不良焊缝金属 Ni Cr Mo V Ni Cr Mo Cr Mo V Ni Cr Si等材料 焊接工艺评定 5 1以SMAW为例 对接 角接评定考虑问题重点 1 焊接接头的选择 无重要参数 但要考虑经济性 及覆盖范围 对接可覆盖角接 双面焊较经济 便于控制变形 2 母材的选择 材料类型和厚度是重要参数 为减少评定的工作量 现在及将来 选择合适的材料类型和厚度 3 填充材料 考虑母材及产品的焊接位置 考虑产品间适用性 尽可能少品种 另外选择符合品牌的焊材 例如符合国标 ASME AWS的标准的材料 4 焊接位置 非重要参数 但要求焊工的操作性 有冲击要求时 可考虑在立焊上取冲击试样 5 预热 根据母材情况 选择合适的温度 不宜偏高 6 焊后热处理 慎重考虑 要兼顾其他卷的要求 可考虑一次焊接 同时做 7 电特性 焊接技巧 基本无重要参数 除QW410 64 但要注意热输入 电流 极性 单道 多道 焊接工艺评定 5 1以SMAW为例 对接 角接焊接试板的准备 对接 板 长度 保证要有足够的取样要求 宽度 要考虑拉伸机及冷弯机 一般 长350mm 宽 250 装配后 焊后试验 无损检测 非强制 同类型材料 横向力学性能试验 按QW451 1 一般2拉 4弯 厚度 10mm 2面 2背 厚度 10mm 4侧 有冲击要求时 按其他卷的要求 一般两组冲击 焊缝 热影响区 异种钢 横向力学性能试验 同上 但要注意冷弯 冷弯可考虑纵向力学性能试验 2面 2背 焊接工艺评定 5 1以SMAW为例 对接 角接焊接试板的准备 角接 板 长度 保证要有足够的取样要求 一般 长 300mm 宽 150mm 高 150mm 焊后试验 无损检测 非强制 宏观试验 按QW451 3 一般5截面宏观 焊接工艺评定 5 1以SMAW为例 对接 角接试样尺寸及合格标准 板 对接 拉伸试样 焊接工艺评定 5 1以SMAW为例 对接 角接试样尺寸及合格标准 板 对接 拉伸合格标准 1 拉伸试验 板厚度不大于25mm或管子直径不大于76mm的 采用全截面试样 对于管子厚度不大于25mm的采用全壁厚试样 对于板或管子厚度大于25mm的 可采用全截面或全壁厚试样 也可采用尽可能少的多个试样 但此时全厚度的多个试样按一个计算 拉伸试验合格标准 QW 153 a 母材的规定最小抗拉强度 b 如母材是由两种规定最小抗拉强度不同的材料构成 则取较小值 c 焊缝金属的规定最小抗拉强度 此条适用于有关卷允许使用室温强度低于母材的焊缝金属 d 如果试样断在焊缝界面以外的母材上 只要强度低于母材规定最小抗拉强度的量不超过5 可认为试验满足要求 e 对复合铝材 有特殊规定 QW 153e 焊接工艺评定 5 1以SMAW为例 对接 角接试样尺寸及合格标准 板 对接 冷弯试样 侧弯 宽度10mm 厚度大于10mm 焊接工艺评定 5 1以SMAW为例 对接 角接试样尺寸及合格标准 板 对接 冷弯试样 面 背弯 横向 宽度38mm 厚度小于等于10mm 焊接工艺评定 5 1以SMAW为例 对接 角接试样尺寸及合格标准 板 对接 冷弯试样 面 背弯 纵向 宽度38mm 厚度小于等于10mm 焊接工艺评定 5 1以SMAW为例 对接 角接试样尺寸及合格标准 板 对接 冷弯合格标准 1 试验后弯曲试样的焊缝和热影响区应全部在试样受弯范围内 2 导向弯曲试样在弯曲后的凸面上沿任何方向测量 在焊缝和热影响区内都不得有超过3 2mm的开口缺陷 但在试样的边角部位于试验中出现的开口缺陷除外 除非有确切的证据表明它们是由于未熔合 夹渣或其它内部缺陷所造成时方应予以考虑 焊接工艺评定 5 1以SMAW为例 对接 角接试样尺寸及合格标准 板 角接 宏观试样 5个试样 焊接工艺评定 5 1以SMAW为例 对接 角接试样尺寸及合格标准 板 角接 宏观合格标准 1 肉眼检查横截面 焊缝 热影响区完全熔合 无裂纹 2 焊脚长度差不大于3mm 焊接工艺评定 5 2SMAW 堆焊 变素 焊接工艺评定 SMAW 堆焊 覆盖范围 试验等 焊接工艺评定 SMAW 堆焊 覆盖范围 试验等 焊接工艺评定 SMAW 堆焊 化学分析试样准备合格标准 按WPS 焊接工艺评定 SMAW 堆焊 PTPT合格标准 QW195 2或WPS 焊接工艺评定 SMAW 堆焊 宏观宏观合格标准 5倍放大镜检查 基材和热影响区有无裂纹 未熔合和其它线性缺陷 堆焊层和基材应满足WPS要求 SMAW 堆焊 硬度加工到WPS规定的最小厚度 打3个硬度 符合WPS要求 焊接工艺评定 练习SMAW 材料CA6NM 铸造板材 厚度40mm 焊条SFA5 4E410NiMo 16 Y形坡口 背部清根双面焊 预热温度大于100 层间温度小于200 焊后热处理590 620 10小时 针对上述评定编制一份WPS 焊工 焊机操作工技能评定 焊工 焊机操作工考试记录 WPQ 考试目的 考核焊工 焊机操作工焊接优质焊缝的能力 考试方法 按QW350 QW360的变素进行 可焊接试板 也可考核首次焊接产品 按评定合格的WPS或SWPS进行 但WPS中的预热 热处理可不做 责任 制造商或承包商负责 WPQ格式 非强制 QW484A QW484B 焊工 焊机操作工技能评定 以SMAW为例 重要变素 焊工 焊机操作工技能评定 以SMAW为例 技能评定重要变素 QW 353 QW 402 4 单面焊坡口焊缝衬垫的取消 双面焊坡口焊缝按有衬垫考虑 QW 403 16 管子直径的改变超过QW 452所评定的范围对于管子坡口焊缝的技能评定 当试件Do73mm 评定最小直径为73mm评定的最大直径不限 可适用于坡口焊缝和角焊缝 焊工 焊机操作工技能评定 以SMAW为例 技能评定重要变素 QW 353 QW 403 16 管子直径的改变超过QW 452所评定的范围 焊工 焊机操作工技能评定 以SMAW为例 技能评定重要变素 QW 353 QW 403 18 母材评定的范围按QW 423的规定 覆盖范围 包括未指定P 号 但有相似化学成分的材料 未指定P 号材料 符合国家或国际标准材料 与指定的P 号材料具有 相似的力学性能和化学成分 可考虑为相同P 号材料 但在WPQ中要注明标准号 对于铁基金属材料 可使用任何一种母材进行评定 焊工 焊机操作工技能评定 以SMAW为例 技能评定重要变素 QW 353 QW 404 15 焊条的F No 按QW 433的规定 对F No 4及以下F No 焊条的评定 取得该F No 及较低F No 的资格 但通过某一无衬垫试件技能评定的焊工 只取得该无衬垫或有衬垫及较低F No 有衬垫的资格 通过某一F No 有衬垫试件技能评定的焊工 只取得该F No 有衬垫及较低F No 有衬垫的资格 通过F No 5焊条技能评定的焊工 只取得该F No 5和F No 1的资格 焊工 焊机操作工技能评定 以SMAW为例 技能评定重要变素 QW 353 QW 404 15 焊条的F No 按QW 433的规定 焊丝等 焊工 焊机操作工技能评定 以SMAW为例 技能评定重要变素 QW 353 QW 405 1 评定的焊接位置按QW 461 9 焊工 焊机操作工技能评定 以SMAW为例 技能评定重要变素 QW 353 QW 405 1 评定的焊接位置按QW 461 9 焊工 焊机操作工技能评定 以SMAW为例 技能评定重要变素 QW 353 QW 405 1 评定的焊接位置按QW 461 9 焊工 焊机操作工技能评定 以SMAW为例 技能评定重要变素 QW 353 QW 405 3 对任何一道立焊缝的焊接方向 从向上焊改为向下焊 或反之 则需重评 但盖面焊道除外 如第二面焊接前清根到露出优良的焊缝金属 则根部焊道的方向为向上或向下均可 焊工 焊机操作工技能评定 以SMAW为例 技能评定重要变素 QW 353 QW 404 30 熔敷焊缝金属厚度的变化超过QW 452的范围 对于坡口焊缝 如试件厚度 13mm 则评定的最大厚度为2t 如试件厚度 13mm 则评定的最大厚度不限 但当使用纵向弯曲试验进行技能评定时 则评定的最大厚度为2t 焊工 焊机操作工技能评定 技能评定要点 为了尽量减少重复的技能评定 应注意下列各项 1 要考虑在产品中焊接的位置 原则上不进行1G位置的评定 2 如有全位置的管子焊接 则最好在6G位置进行评定 3 如使用板材进行评定 则其厚度应选择13mm或更厚的 4 考虑到要焊接接管 补强圈的焊工 如壳体可以在转动位置焊接 则应在2G位置进行管子评定 其管子直径应为产品接管的最小直径 使用坡口焊缝评定 而厚度可用其它坡口焊缝评定的厚度来支持 5 原则上不单独进行F位置的评定 因为任何坡口焊缝的评定都可用于角焊缝