锅炉元部件的焊接及工艺评定

锅炉元部件的焊接及工艺评定锅炉元部件常用焊接方法焊接材料焊接人员焊接工艺评定焊接缺陷焊接质量检验锅炉监检（制造、安装、维修）对焊接工作监督检查要求第一节锅炉元部件常用焊接方法

一、手工电弧焊定义：利用焊条和工件之间产生的电弧热，将母材熔化，电焊条作为填充材料的一种焊接方法。特点：设备简单、操作灵活，适合于任意空间位置，但生产效率低，劳动强度大，焊接质量的好坏很大程度上取决于焊工技术水平。焊接保护：焊接过程，焊条药皮熔化分解生成气体和熔渣，对熔池金属进行保护。应用范围：在锅炉制造、安装、维修、改造中使用广泛。二、埋弧自动焊

定义：埋弧自动焊是电弧在焊剂层下燃烧的一种电弧焊方法。在焊剂层下，电弧在焊丝末端与焊件之间燃烧，熔化焊丝与母材。特点：生产效率高，焊缝美观，焊接质量好，工人劳动强度低，但设备比较复杂，机动灵活性差，对焊口的坡口精度要求高，应用范围小，适合于长焊缝的焊接。焊接保护：焊剂在电弧热的作用下熔化、蒸发，形成气体，与熔渣对焊缝金属起保护作用。应用范围：主要在锅炉制造厂中锅炉汽包、集箱的纵环缝的焊接，水冷壁管鳍片焊接及锅炉钢架的焊接。

三、气体保护焊

定义：可分为熔化极和非熔化极气体保护焊。熔化极气体保护焊有二氧化碳气体保护焊和熔化极氩弧焊（MIG），非熔化极气体保护焊有钨极惰性气体保护焊（TIG）。TIG是用钨棒作电极，氩气作保护气体和电弧介质，通过钨极与工件间的电弧热，熔化母材和焊丝的焊接方法。TIG特点：工件变形小；可见度好，可全位置焊接；焊缝表面光滑，表面无熔渣，成形美观；适合于非铁金属及其合金焊接。但氩气成本高，焊前对焊件的清理要求严格。焊接保护：氩气应用范围：常用于锅炉受热面管的焊接，管道封底层的焊接。

四、电渣焊

定义：利用电流通过液态熔渣所产生的电阻热作为热源来熔化电极和工件而形成焊缝的一种焊接方法。（焊丝和引弧板之间产生电弧，使焊剂熔化成液态熔渣）特点：适合于焊接大厚度工件并一次焊成；生产效率高，焊接材料消耗少（焊缝不开坡口，焊剂使用比埋弧焊少1/15）；焊缝质量较好，焊缝中气孔、夹渣和冷裂纹缺陷少。但电渣焊由于焊接速度缓慢，焊件在高温区域停留时间较长，热影响区过热段加宽，晶粒粗大，近缝区机械性能有一定程度下降，因此焊后一般要进行正火处理以改善其性能。焊接保护：焊剂溶化成的液态溶渣。应用范围：主要用在壁厚大于30mm锅筒纵焊缝焊接。火力发电厂焊接技术规程（DL/T869-2004）

对承压管道的焊接方法有明确规定部件名称根部焊道其它焊道P≥10MPa、σ≤6mm的锅炉受热面管子TIGTIG/SMAWP≥10MPa、σ＞6mm管子和管件TIGTIG/SMAWP≥4MPa、t≥450℃的管道TIGTIG/SMAW再热蒸汽冷、热段管道及旁路TIGSMAW汽轮机、发电机冷却、润滑系统管道及燃油管道TIGTIG/SMAWP<10MPa、σ≤6mm的中低压锅炉受热面管子TIGTIG/SMAW其它管道（非强制性要求）TIGSMAW《锅炉受压元件焊接技术条件》

（JB/T1613-1993）相关规定额定蒸汽压力P≥9.81MPa的蒸汽锅炉、集箱、管道、管子或其它管件的对接接头，手弧焊时应采用氩弧焊打底或其他能保证焊透的焊接方法，锅筒或集箱上的管接头的连接焊缝应尽量采用氩弧焊打底．第二节焊接材料

焊接材料泛指焊接过程中的消耗性材料，包括电焊条、焊丝、焊剂（用于埋弧自动焊）、各种气体（氩气≥99.99%、氧气99.5%、乙炔气98%、二氧化碳99.8%）、钨棒(铈钨棒WCe-20,含氧化铈20%)等。本节主要介绍电焊条和焊丝。一、电焊条1、组成：由两部分组成：焊芯和药皮。焊芯在焊接过程中主要起填充金属作用，熔敷金属的合金成分主要从焊芯中过渡。药皮成份十分复杂，其主要作用是：稳弧作用；造气保护作用（保护电弧和熔池，防止空气进入熔池）；造渣保护作用（形成熔渣，保护焊缝金属，同时焊缝金属冷却速度减慢，有助于气体逸出，防止气孔产生）；脱氧，去硫、去磷作用；渗合金作用；套筒保护作用（形成熔渣套筒，使熔滴较好向熔池过渡，有利于全位置焊接，减少飞溅）。按照焊条药皮中所含的氧化物不同可分为酸性焊条（含酸性氧化物）、碱性焊条（含碱性氧化物）。酸性焊条药皮含有TiO2、MnO2、FeO、SiO2等氧化物，氧化性强、元素烧损量大，含氧、氮高，机械性能差，同时酸性渣，脱硫、磷能力差，抗裂性能差，但其工艺性好，对油、锈、水不敏感，抗气孔能力强，可用于交直流电源。碱性焊条药皮中含有CaCO3、CaF2、MgCO3等化合物，脱氧、脱硫、脱磷能力强，机械性能和抗裂性较好，对油、锈、水敏感，易产生气孔，又因含CaF2，影响电弧稳定，只能用直流电源施焊。碱性焊条含氢量低，故又称低氢焊条。二、焊条型号的表示方法碳钢焊条（GB/T5117）E××××E-表示焊条，前两位数字××表示熔敷金属抗拉强度最小值（单位kgf/mm2）,第三位数字×表示焊接位置，“0”、“1”表示适用于全位置（平、横、立、仰）焊接，“2”表示适用于平焊和平角焊，“4”表示用于向下立焊。第三位和第四位数字组合，表示焊接电流种类及药皮类型。例如：E5015（J507）σb≥490MPa全位置焊接低氢钠型碱性直流反接E4303（J422）σb≥420MPa全位置焊接钛钙型酸性交流，直流正、反接低合金钢焊条（GB/T5118）

符号E××××-×1-×2符号中短横线前含意同低碳钢焊条，横线后×1表示熔敷金属化学成分分类代号，×2表示附加成分的元素符号。例如：E5515B2（R307）σb≥540MPa全位置焊接低氢钠型碱性直流反接含铬钼元素E5515B2V（R317）σb≥540MPa全位置焊接低氢钠型碱性直流反接含铬钼钒元素

不锈钢焊条（GB/T983）表示符号为E×-×-××-×E-表示焊条，第一位数字×表示熔敷金属中含碳量，“00”表示含C不大于0.04%；“0”表示含C不大于0.10%；“1”表示含C不大于0.15%；“2”表示含C不大于0.20%；“3”表示含C不大于0.45%。第二位数字×表示熔敷金属中含铬量的近似值；第三位数字×表示熔敷金属中含镍量的近似值；第四位数字×表示熔敷金属中其它重量合金元素；第五位数字×表示药皮类型，适用电流种类。例如：E0-19-10Nb-15（A137）（1Cr18Ni9Ti）含碳量不大于0.10%，含Cr量19%左右；含Ni量10%左右；全位置焊接低氢钠型碱性直流反接三、焊条的选用原则

碳钢焊条的选用：按照等强原则，即焊缝与母材强度相近选用。对不同强度级别的母材施焊，应选用强度级别较低的焊条。如：A3钢-E430320GE4315低合金钢焊条的选用：对强度级别较低钢材，按等强原则选用；对强度级别较高的，尤其是要考虑高温性能的应按熔敷金属的化学成分与母材相近为原则。如：16MnRE5015；12CrMoE5515-B1；15CrMoE5515-B2；12Cr1MoVE5515-B2-V；10CrMo910E6015-B3不锈钢焊条的选用：依据熔敷金属的化学成分与母材相近为原则，以满足焊缝的耐腐蚀性能。例如：0Cr18Ni11Nb选用E0-19-10Nb-15（A137）；1Cr18Ni9选用E0-19-10-15。4、焊条的质量管理1）、订货从本单位评定的合格供货方单位进货。2）、验收：包装检验，包装是否符合有关标准，包装是否完好，有无破损、受潮等；质量证明书检验，有无质量证明书，提供的数据是否齐全，是否符合相关规定；外观检验，焊条识别标志是否清晰，药皮是否脱落，药皮是否偏心;成分和性能试验(按供货协议要求)。3）、保管应设有储存库进行存放，储存库应有适宜的温度的湿度，室内温度应在5℃以上，相对湿度不超过60%。焊条的堆放应分类(品种、型号及牌号、批号、规格)，并有明显的标识，应设置货架摆放焊条，货架距地面和墙面间距应大于300mm。4）焊条的烤干焊条的烤干规范参照焊接材料说明书要求确定。一般酸性焊条为75～150℃，烘干时间1～1.5小时；碱性焊条为350～400℃，烘干时间1～2小时,重复烘干次数不得超过3次。5）焊条的可追溯管理焊条验收合格后，根据焊条质保书及其类别、规格和批号编制入库号，并做好记录，入库号与质保书一一对应。在焊条的存放、烤干、发放领用、回收、重复烤干、施工记录等均应做好入库号的传递，保证焊条全过程的可追溯性。6)、焊条的质保期相关规定（1）、焊接材料质量证明书或说明书推荐的期限；（2）、酸性焊接材料及防潮包装密封良好的低氢型焊接材料为两年；（3）、石墨型焊接材料及其他焊接材料为一年。超过质保期的焊接材料，经有关职能部门复验合格后方可使用（外观及工艺性能试验）二、焊丝

分为实芯焊丝和药芯焊丝。实芯焊丝多为冷拨钢丝，药芯焊丝内含药粉。实芯焊丝适用于气焊、埋弧焊、电渣焊和气体保护焊。实芯焊丝牌号表示方法：H×××H表示实芯焊丝，第一位数字×表示焊丝含碳量；第二位数字×表示合金元素符号，含量在符号后用数值表示，当含量小于1%时，后面数字可省略；第三位数字表示焊丝质量品级，符号为E表示高级优质品，含S、P量不大于0.025%。符号为A表示优质品，含S、P量不大于0.030%。不加符号表示含S、P量不大于0.040%。如H08MnAH08CrMoVA等。电力行业常用的氩弧焊丝有TIG-J50（碳钢）、TIG-R10（用于Mo钢）、TIG-R30（用于Cr、Mo钢）、TIG-R31（用于Cr、Mo、V钢）、TIG-R40（10CrMo910钢）。第三节焊接人员

总的要求：蒸规要求：持证上岗，即按«锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则»要求进行考试合格，并取得焊工合格证后，方可从事考试合格项目范围内的焊接工作。一、焊工考试项目表示方法1、«锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则»焊工考试项目表示方法：①-②-③-④/⑤-⑥-⑦①-焊接方法代号。②-试件钢号分类代号。异种钢用×/×表示③-试件形式代号，带衬垫代号加（K）④/⑤-试件焊缝金属厚度/试件外径⑥-焊条类别代号F1钛钙型03，F3J低氢型、碱性（15、16)⑦-焊接要素代号手工钨极氩弧焊02常用的焊接方法及代号

焊接方法代号（管理规则）代号（电力行业标准）手工电弧焊SMAWDs气焊OFWQs钨极气体保护焊GTAWWs（手动）Wz（自动）熔化极气体保护焊GMAWRz（自动）Rb（半自动）药芯焊丝电弧焊FCAWYz（自动）Yb（半自动）埋弧焊SAWMz（自动）电渣焊ESW常用钢材的分类及代号钢号钢材类别代号（管理规则）代号（电力行业标准）Q235、10、20、20g碳素钢ⅠA-Ⅰ16Mn、16MnR、15MnV低合金钢ⅡA-Ⅱ18MnMoNbg低合金钢ⅡA-Ⅲ12CrMo、15CrMo、12Cr1MoV低合金钢ⅡB-Ⅰ（热强钢）12Cr2MoWVTiB12Cr3MoVSiTiB低合金钢ⅡB-ⅡCr5Mo、1Cr5Mo、Cr9Mo1马氏体钢ⅢB-Ⅲ0Cr13、1Cr17铁素体不锈钢ⅢC-Ⅰ1Cr13、2Cr13、马氏体不锈钢ⅢC-Ⅱ0Cr18Ni9、0Cr18Ni91Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢ⅣC-Ⅲ考试项目代号

试件形式及位置代号（管理规则）板材对接平焊1G板材对接横焊2G板材对接立焊3G板材对接仰焊4G管材对接水平转动1G管材对接垂直固定2G管材对接水平固定（向上焊）5G管材对接水平固定（向下焊）5GX管材对接45º固定（向上焊）6G管材对接45º固定（向下焊）6GX管板角接水平转动2FRG管板角接垂直固定平焊2FG管板角接垂直固定仰焊4FG管板角接水平固定5FG管板角接45º固定6FG例如：SMAW-Ⅱ-1G（K）-12-F3JGTAW-Ⅰ-5G-3/60-02和SMAW-Ⅰ-5G（K）-5/60-F3JGTAW-Ⅰ/Ⅱ-5FG-3/60-02和SMAW-Ⅰ/Ⅱ-5FG（K）-F3JF3J可焊F3J、F1、F3二、钢材类别的覆盖、试件焊接位置的适用范围、

试件的厚度适用范围、管材试件的管径适用范围1、钢材类别：Ⅱ可覆Ⅱ+Ⅰ和Ⅰ+Ⅰ；Ⅲ可覆Ⅲ+Ⅱ、Ⅲ+Ⅰ、Ⅱ+Ⅱ、Ⅱ+Ⅰ、Ⅰ+Ⅰ；Ⅳ单考；2、焊件焊接位置试件形式试件代号板材或外径大于600mm管材外径小于或等于600mm管材角焊缝管板角接头板材对接1G平平（管径应不小于76mm）平板材对接2G平、横平、横（管径应不小于76mm）平、横板材对接3G平、立（立向上）平（管径应不小于76mm）平、横、立板材对接4G平、仰平（管径应不小于76mm）平、横、仰管材对接1G平平平管材对接2G平、横平、横平、横管材对接5G平、立、仰平、立、仰平、立、仰管材对接5GX平、立向下、仰平、立向下、仰平、立向下、仰管材对接6G平、横、立、仰平、横、立、仰平、横、立、仰管材对接6GX平、横、立向下、仰平、横、立向下、仰平、横、立向下、仰管板角接2FG平、横2FG管板角接2FRG平、横2FG、2FRG管板角接4FG平、横、仰2FG、4FG管板角接5FG平、横、立、仰5FG、2FRG、2FG管板角接6FG平、横、立、仰所有位置3、试件母材的厚度适用范围焊缝形式试件母材厚度T（mm）适用焊件焊缝金属厚度的最小值适用焊件焊缝金属厚度的最大值对接焊缝＜12不限2T对接焊缝≥12不限不限4、管材试件的管径适用范围（mm）管材试件外径D适用于管材焊件外径范围最小值适用于管材焊件外径范围最大值＜25D不限25≤D＜7625不限≥7676不限5、管板角接试件适用于管板角接头焊件范围（mm）管板角接试件管外径D适用于焊件管外径范围适用于焊件的管壁厚度焊件焊缝金属厚度最小值焊件焊缝金属厚度最大值＜25≥D不限不限S＜12，2SS≥12，不限25≤D＜76≥25不限≥76≥76不限三、锅炉制造、安装单位对焊接人员的要求1、《锅炉安装改造单位监督管理规则》对不同级别的锅炉安装改造单位焊工人员的要求许可级别焊工人数管材合格项目板材合格项目管板合格项目电焊机焊条烘箱1（参数不限）20(10)6G(4人)3G(2人)6FG(3人)7台，其中氩弧焊机4台32（额定出口压力≤2.5MPa）10(5)6G(2人)3G(1人)6FG(2人)4台，其中氩弧焊机2台33（额定出口压力≤1.6MPa的整（组）装锅炉、现场安装、组装铸铁锅炉）4(2)6G(2人)——6FG(1人)2台，其中氩弧焊机1台2注：焊工人数括号内的数字为氩弧焊最少人数；1∽2级安装单位的焊工中，具有Ⅱ类及以上材料试件合格项目的人数不少于25%。2、《锅炉压力容器制造许可条件》对不同级别锅炉制造单位焊工人员的要求

许可级别焊工人数焊接试验室焊接设备A级（参数不限）满足制造需要，一般不少于50人·项应有与制造产品相适应与制造产品相适应的焊接设备，包括自动埋弧焊机、气体保护焊机、手弧焊机等B级（额定蒸汽压力≤2.5MPa）满足制造需要，一般不少于30人·项未规定具有足够的与制造产品相适应的焊接设备，包括自动埋弧焊机、气体保护焊机、手弧焊机等C级（额定蒸汽压力≤0.8MPa且额定蒸发量≤1t/h的蒸汽锅炉；额定出水水小于120℃的热水锅炉）满足制造需要，一般不少于20人·项未规定具有足够的与制造产品相适应的焊接设备，包括自动埋弧焊机、手弧焊机等D级（额定蒸汽压力≤0.1MPa的蒸汽锅炉；额定出水温度小于120℃且额定热功率≤2.8MW的热水锅炉）满足制造需要，一般不少于10人·项未规定具有与制造产品相适应的焊接设备第四节焊接工艺评定

根据《蒸汽锅炉安全技术监察规程》相关条款的规定，对受压元件之间的对接焊接接头；受压元件之间或者受压元件与承载的非受压元件之间连接的要求全焊透的T形接头或角接接头，在焊接之前，应进行焊接工艺评定。焊接工艺评定依据标准为：《蒸汽锅炉安全技术监察规程》附录Ⅰ焊接工艺评定是用以评定施焊单位是否有能力焊出符合产品设计技术条件和有关规程标准所要求的焊接接头，验证施焊单位制订的焊接工艺指导书是否合适。焊接工艺评定是从焊接工艺角度（焊前准备、焊接材料、设备、方法、顺序、操作、焊后热处理等）根据标准所规定焊接试件、检验试样来测定评价焊接接头是否具有所要求的性能。焊接工艺评定的试件应由施焊单位的熟练焊工焊接（不允许外单位的焊工）。

焊接工艺评定程序：提出评定项目、编制焊接工艺评定作业指导书、焊接试样（对接接头试件为板状试件（平焊位）、管状试件（水平转动或水平固定），角焊缝试件为板-板（船形焊）、管-板（管子垂直固定））（同时记录焊接工艺参数）、外观检查、无损探伤、力学性能试验（如果需要应做冲击韧性试验、金相试验）、检验合格、编制焊接工艺评定报告。在影响性能的焊接条件和参数均相同的情况下，板材对接可代适用管材对接，反之亦可。一、焊接工艺评定按影响性能的重要因素分类及划分有效范围1、焊接方法：1）、气焊、手工电弧焊、埋弧焊、钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊、等离子弧焊、电渣焊及其他焊接方法各为一类，不同方法的各种组合为一类。2）、对多种焊接方法或工艺组合的焊缝，可按熔敷金属厚度或母材厚度范围对每一种焊接方法或工艺分别进行评定，也可将焊接方法或工艺组合起来评定。对组合的焊接方法或工艺进行评定后，在产品焊缝中可以省略其中的一种和多种焊接方法或工艺，但保留的每一种焊接方法或工艺的熔敷金属厚度应在已评定的各自有效范围。2、母材钢号

1）、母材钢号的分类：共分为4类分类号种类钢号1碳素钢Q235-A、Q235-B、Q235-C、Q235-D、10、15、20、20G、20R、20g、22g2合金钢（屈服点规定值小于或等于392MPa）12Mng、16Mng、16MnR3合金耐热钢12CrMo、15CrMo、12Cr1MoV4合金耐热钢12Cr2MoWVTiB、12Cr3MoVSiTiB2）、每一类钢种分别进行评定，除2类钢评定可代替2类+1类钢评定外，其余异类钢焊缝均应进行评定。3）、列入国家标准、行业标准但未列入上表的国内钢号，若其化学成分、力学性能和焊接性能与表中某钢号相似，则可免做，若不相似，可另外分类；未列入国家标准、行业标准的钢号，应单独进行工艺评定。4）、国外钢材按每个钢号进行评定，如果该钢材进行过焊接性试验，且化学成分和力学性能与上表某钢号相当，且该钢号已进行过评定，则可免做。3、母材厚度和熔敷金属厚度

1）、对应于已评定的对接焊缝工艺评定试件厚度t，评定的母材厚度有效范围（mm）工艺试件母材厚度t母材厚度有效范围下限值母材厚度有效范围上限值1.5≤t＜81.52t，且不大于12≥80.75t1.5t2）、对应于已评定的每种焊接方法或每种焊接工艺的熔敷金属厚度tw，评定的熔敷金属厚度有效范围（mm）工艺试件的熔敷金属厚度tw评定的熔敷金属厚度有效范围上限值1.5≤tw＜82tw，且不大于12≥81.5tw3）、对角焊缝工艺评定试件厚度计算，板-板角焊缝试件按腹板的厚度；管板角焊缝按管壁厚度。4、焊条：按焊条牌号分类，牌号中除第3位数子外，相同者为一类(J507、J502)。不同类别间不能互相代替（J427、J507）（E4315、E5015）。5、焊丝：焊丝按牌号进行分类，每个牌号各为一类，并按开状如丝、带、折叠等分类。牌号中不带“高”、“特”的焊丝经焊接工艺评定后，除硫、磷外，化学成分相同的“高”、“特”的焊丝可以免做评定。6、焊剂：按焊剂牌号分类，每个牌号各为一类，互相不能代替。使用混合焊剂时，按混合比例分类。7、保护气体：按气体成分分类。若两种或两种以上气体混合时，按气体的组合成分和比例分类。背面保护气体分为加或不加。（含Cr量≥3%或合金总量＞5%）8、衬垫分为使用或不使用。若使用，按材料的钢号分类。9、预热：预热分为实行或不实行。若实行预热，按预热温度的下限分类。评定的预热温度有效范围是比所评定的预热温度降低不超过50℃。10、焊后热处理：焊后热处理分为实行或不实行。若实行焊后热处理，按正火、正火+回火、消除应力热处理等热处理的种类分类。消除应力热处理又按热处理温度下限及单位厚度的保温时间的组合分类。二、对接焊缝工艺试件的评定项目：外观检查、无损探伤检查、力学性能和金相试验。力学性能的试验项目和试验数量见下表：

工艺试件的厚度t(mm)焊接接头拉力试样全焊缝拉力试样面弯试样背弯试样侧弯试样冲击试样1.5≤t＜102/22/10≤t＜202/22注③注⑥t≥202注②//4注⑥注：①管子≤76mm时，可用一整根工艺试件作拉力试样，代替剖管的两个拉力试样。②当锅筒（锅壳）纵缝的母材大于20mm，小于或等于70mm时，取一个全焊缝金属的拉力试样；当母材厚度大于70mm时，取两个拉力试样。③可以用四个横向侧弯试样代替两个面弯和两个背弯试样。④对于异种钢接头，可以用纵向面弯和背弯试样代替横向面弯和背弯试样。⑤当评定组合的焊接方法或焊接工艺的焊缝时，弯曲试样的拉伸面应包括每一种焊接方法和每一种焊接工艺的熔敷金属。⑥当产品焊缝要求做冲击韧性试验时，工艺试件的焊缝和热影响区应分别切取三个试样进行冲击韧性试验。试样上的刻槽应开在焊接接头的侧面上。若为异种钢接头，工艺试件的焊缝和每侧的热影响区各切取三个试样进行冲击韧性试验。三、对接焊缝工艺试件各评定项目的检验方法和合格标准：与产品焊缝相同，且应符合蒸规第五章的有关规定。每个拉力试样和弯曲试样均应达到合格标准，不取平均值。四、角焊缝工艺试件外观检查的检验方法和合格标准：与产品焊缝相同，且应符合蒸规第五章的有关规定。每个断面检查试样上焊缝根部不允许有裂纹、未熔合、未焊透等缺陷。五、对于要求全焊透的角接接头，若采用组合焊缝试件加对接焊缝试件进行评定时，焊接工艺评定的检验项目包括力学性能和角焊缝工艺试件的外观检查和断面检查；若采用与焊接接头的坡口型式和尺寸相同的对接焊缝试件进行评定时，焊接工艺评定的检验项目为外观检查、无损探伤检查和力学性能试验。六、对于要求做冲击韧性试验的产品焊缝，若有下列情况之一时，仍必须重新进行焊接工艺评定：1）、碱性焊条评定合格，改为酸性焊条。2）、已评定位置改为向上立焊位置。3）、最高层间温度高于已评定的层间温度50℃以上。4）、改变电流的种类或极性。5）、焊接线能量超出已评定的范围。6）、若采用摆动焊接，改变摆动幅度、频率和两端停留时间。7）、多道焊改为单道焊。8）、单焊丝改为多焊丝或多焊丝改为单焊丝。七、对于要求做冲击韧性试验的产品焊缝，如果与评定过的某个焊接工艺评定的重要因素方面相同，并且不发生上述情况，可以在后者焊接工艺评定基础上，加焊一个工艺试件，做冲击韧性试验补充评定。第五节焊接缺陷焊接缺陷是指焊接过程中在焊接接头处产生的不符号设计或工艺文件要求的缺陷。产生缺陷的原因有：设计不当；选材不当，材料结合性能不好；焊接工艺不当。本节重点分析的是因焊接工艺不当所造成的焊接缺陷。焊接工艺是指焊接过程中的一套技术规定，包括焊前准备、焊接材料、焊接设备、焊接方法、焊接顺序、焊接操作的选择、焊后热处理。焊接缺陷按其在焊接接头的位置可分为内部缺陷和外部缺陷。另外还有组织与性能的缺陷。一、外部缺陷1、焊缝成形及尺寸及焊接变形不符合要求。如角焊缝，工艺文件要求为凹形焊缝；焊缝的宽度、高度；焊接接头的角变形等（如锅炉的受热面管）。原因：坡口加工尺寸和对口质量；选择的焊接工艺参数；焊接的操作方法（顺序、方向、焊接位置、焊条角度、运条方法）等。2、咬边。咬边是一种危害性较在的缺陷，减少基本金属的有效截面积，更有害的是咬边根部会引起应力集中，产生应力集中裂纹和应力腐蚀裂纹。原因：焊接电流过大、焊接电弧过长、焊条角度不当等均可造成咬边。3、表面裂纹（工作环境温度低、焊条质量不好、焊件装配应力过大、母材焊碳量过高）、表面气孔（焊条未按要求烘干、冷却速度太快气体未逸出，电弧太短）、表面夹渣、弧坑（易产生弧坑裂纹，熄弧时间太短）。表面裂纹常见有焊缝表面的纵裂纹、横裂纹、焊趾裂纹、弧坑裂纹和热影响区表面裂纹。4、焊瘤：在焊接过程中，熔化金属流淌到焊缝之外未熔化的母材上所形成的金属瘤。易出现在手工焊的仰焊、横焊、及垂直焊中，尤其在小径管中，金属瘤影响通流。原因焊接技术水平不高，选择的焊接电流、操作手法不当造成。5、烧穿：焊接过程中，熔化金属自坡口背面流出，形成穿孔的缺陷。焊接电流过大，间隙过大，钝边小、焊接速度慢。6、凹坑：焊后在焊缝表面或焊缝背面形成的低于母材表面的局部低洼部分。7、根部未焊透：对口间隙未被熔化而留下的空隙。主要原因，对口间隙过小、焊接电流小、钝边太厚。二、内部缺陷1、夹渣（夹钨）：夹渣是指焊后残留在焊缝中的熔渣；夹钨指在钨极惰性气体保护焊时进入焊缝中的钨粒。危害：降低焊缝金属的强度。在焊缝金属塑性较差、承受疲劳载荷的情况下，易发展成裂纹。产生原因：坡口边缘清理不干净，存在油污、铁锈等脏物；焊接操作不当，焊接电流过小，焊条药皮形成的熔渣，不能及时排出，压到熔化金属表面以下，形成夹渣。夹钨是焊接电流过大，钨极局部熔化而坠入熔池残留在焊缝中。2、气孔：焊接时熔池中的气泡在熔池金属凝固时未能逸出而残留在焊缝中所形成的空穴。气孔可分为单个气孔、密集性气孔、条虫状气孔、针状气孔。危害：降低焊缝的有效工作断面，造成应力集中，降低焊缝处的强度，降低焊缝的严密性。产生原因：焊条受潮，未按规定烘干，焊条药皮剥落、焊芯生锈；焊接电流过大造成焊条发红，焊条药皮脱落，保护失效；焊接电弧不稳，外界空气进行入熔池而造成。3、未熔合：焊道与母材之间或焊道与焊道之间未完全熔化结合的部分。其危害与裂纹相同，是不允许存在的缺陷。原因：焊接电流过小或焊接电弧偏移和到运条不当，造成母材与焊道、相邻焊道未能充分熔化。尤其在焊接有色金属时，易产生未熔合（高熔点的氧化膜未能熔解）。4、裂纹：在焊接应力及其他致脆因素的共同作用下，焊接接头局部区域的金属原子结合力遭到破坏而形成新的界面所产生的缝隙。根据裂纹产生的温度和时间不同，可分为热裂纹、冷裂纹和再热裂纹。1）、热裂纹产生在液态熔池金属快要结晶成固态时产生。原因是焊接时拉应力和熔池金属中低熔点共晶物共同作用而形成。施焊时选用碱性焊条，提高脱硫能力，尽可能填满弧坑；采取焊前预热措施，合理安排焊接顺序，以减少焊接应力。2）、冷裂纹：是焊接接头冷却到较低温度下产生的焊接裂纹。可能在焊后立即出现，也可能在焊后经过一段时间出现（又叫延迟裂纹）形成冷裂纹基本条件：焊接热影响区组织存在一定的淬硬倾向，焊缝中存在一定数量的扩散氢向热影响扩散并聚集，存在较大的拉应力。施焊时采取的措施：降低氢含量，选择低氢焊接材料，焊条烘干、清除焊接区的污物及油、水、锈等杂物；焊前预热、焊后后热，降低焊接应力，使氢能充分逸出；控制焊接线能量；焊后热处理，改善其金相组织。3）、再热裂纹：焊缝在一定温度范围再次加热而产生的裂纹。主要发生在铬、钼、钒合金钢的焊接中。三、组织与性能的缺陷气焊焊接在焊缝中产生过烧（晶粒之间产生的氧化）和疏松（晶粒之间氧化加晶粒间显微夹渣）组织缺陷，网状铁素体过热组织缺陷等。第六节焊接质量检验目的：是通过不同的方法检查出焊接接头中的缺陷，并且按相应的标准或规定，对焊接接头的质量作出评定。焊接质量检验方法应包括无损检验、破坏性检验和焊接工艺保证条件检验。一、无损检验1、外观检验，通过肉眼或借助低倍放大镜对焊缝外表面进行检查，检查焊缝外表面成形，表面的裂纹、气孔、夹渣、弧坑等外表面缺陷。2、无损探伤：RT、UT、MT、PT。检查焊缝内部和外部缺陷3、表面硬度检验和表面金相检验。可以检查焊接接头的硬度和表面微观组织，分析焊缝的淬硬程度和焊接线能量是否合适。对有应力腐蚀和高温部件，表面金相还可以分析应力腐蚀和高温蠕变情况。4、压力试验：液压试验（水压试验）、气压试验5、致密性试验：气密性试验和煤油渗漏试验。二、破坏性检验1、机械性能试验：包括拉力试验、冲击试验、冷弯试验、硬度试验、断裂韧性试验。拉力试验检验接头的强度（屈服、抗拉、伸长、断面收缩率）冲击试验检验接头的韧性和缺口敏感性。冷弯试验检验接头的塑性，同时检验接头各个区域的塑性差别和暴露焊接缺陷和熔合线的接合质量。硬度试验检验接头组织淬硬倾向和焊后热处理的质量。断裂韧性试验检验接头抵抗缺陷开裂或裂纹扩展的能力。（用于带有缺陷部件的安全评定）。2、金相试验：可以观察分析由于焊接过程中冶金反应所造成的金相组织变化和组织缺陷。金相检验分为宏观金相检验和微观金相检验。宏观检验是用肉眼或低倍放大镜来观察焊接接头的断面组织，包括焊接接头的焊缝、熔合区和热影响区的界限和尺寸及焊接缺陷。微观检验借助显微镜观察接头的显微组织和显微缺陷。3、化学试验：化学元素分析和腐蚀试验。4、焊接性试验（焊接裂纹试验、焊接接头力学性能试验、必要时进行的耐腐蚀试验）。三、焊接工艺保证条件检验1、焊工资格，担当持证合格范围项目的焊接工作。2、焊接工艺评定，按国家有关标准的规定进行焊接工艺评定，且评定合格。3、焊接工艺规范条件检验。根据评定合格的焊接工艺编制焊接工艺文件，检验焊接人员在焊接过程中执行焊接工艺文件中各项规定。4、焊接材料使用条件的检验。焊接材料选用、质保书、保管、烘干、领用、发放、回收等。5、焊接施焊环境的检验。防雨、防雪措施；锅炉制造，环境温度低于0℃，应进行预热，锅炉安装、修理现场焊接时，如环境温度低于0℃，应符合焊接工艺文件的规定（蒸规）。DL/T869规定：做防风、防雨、防雪、防潮措施；允许焊接最低环境温度，A-Ⅰ类-10℃，A-Ⅱ、A-Ⅲ、B-Ⅰ类为0℃，B-Ⅱ、B-Ⅲ类为5℃，C类钢不做规定。四、《蒸汽锅炉安全技术监察规程》对锅炉受压元件的焊接接头质量检查和试验要求1、外观检查：1）、检查焊缝的外形尺寸是否符合设计图样的工艺文件的规定，焊缝的高度是否低于母材表面，焊缝与母材是否平滑过渡；2）、锅筒（锅壳）、炉胆和集箱的纵、环焊缝及封头（管板）的拼接焊缝不允许存在咬边，其余焊缝咬边深度应不超过0.5mm，管子焊缝两侧咬边总长度不超过管子周长的20%，且不超过40mm；3）焊缝表面不允许有裂纹、表面气孔、表面夹渣、弧坑等。2、无损探伤检查：主要是RT、UT部件名称锅炉压力等级无损探伤方法及比例锅筒（锅壳）纵、环对接，封头（管板）、下脚圈拼接、集箱纵向对接P≤0.1MPa（额定蒸汽压力）每条焊缝10%RT（含交叉焊缝）0.1MPa＜P≤0.4MPa每条焊缝25%RT（含交叉焊缝）0.4MPa＜P＜2.5MPa每条焊缝100%RT2.5MPa≤P＜3.8MPa100%RT或100%UT+25%RT（含交叉焊缝）P≥3.8MPa100%UT+25%RT（含交叉焊缝）炉胆的纵、环对接，回燃室对接，炉胆顶的拼接P≤0.1MPa每条焊缝10%RT（含交叉焊缝）P＞0.1MPa每条焊缝25%RT（含交叉焊缝）管板与炉胆、锅壳的角接焊缝P≤1.6MPa管板与锅壳的T形连接焊缝每条100%UT管板与炉胆、回燃室T形连接焊缝50%UT部件名称锅炉压力等级无损探伤方法及比例集箱、管子、管道和其他管件的环焊缝外径大于＞159mm或壁厚≥20mm100%RT或UT外径≤159mm集箱环缝至少25%RT或UT（每条焊缝或总焊缝）P≥9.8MPa管子，外径≤159mm100%RT或UT（制造厂）至少25%RT或UT（安装工地）3.8MPa≤P＜9.8MPa管子，外径≤159mm至少25%RT或UT（制造厂）至少25%RT或UT（安装工地）0.1MPa≤P＜3.8MPa管子，外径≤159mm至少10%RT或UT（制造厂）至少10%RT或UT（安装工地）锅筒集中下降管角接，锅筒和集箱其他管接头角接P≥3.8MPa锅筒集中下降管角接100%RT或UT；锅筒和集箱其他管接头角接10%无损探伤执行标准：1）、对接RTGB3323《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》Ⅱ级合格（P＞0.1MPa）；Ⅲ级合格（P≤0.1MPa）。2）、对接UT当壁厚≤120mm时JB1152《锅炉和钢制压力容器对接焊缝超声波探伤》；当壁厚＞120mm时GB11345《钢焊缝手工超声波探伤方法的探伤结果分级》；管子和管道的对接接头超声波探伤按电力行业标准DL/T820《管道焊接接头超声波检验技术规程》。Ⅰ级合格。3）、集中下降管角接UTJB3144《锅炉大口径管座角焊缝超声波探伤》3、力学性能试验焊制产品检查试件，进行拉力、冷弯和必要的冲击韧性试验。1）、产品检查试件的数量：（1）、每个锅筒（锅壳）的纵、环焊缝各做一块检查试板。（2）、对批量生产的P≤1.6MPa锅炉，在质量稳定的条件下，每10只锅筒（锅壳）做纵、环各一块，不足10只各一块；（3）、当环焊缝的母材和焊接工艺与纵缝相同时可免做（4）、封头、管板的拼接焊缝的母材与锅壳相同时可免做（5）、炉胆、回燃室的材料及焊接工艺与锅壳相同时可免做检查试件；（6）集箱和管道的对接接头，当材料与碳钢时，可免做，当材料为合金金刚时，同钢号、同焊接材料、同焊接工艺、同热处理设备及工艺，每批抽焊接接头的1%做模拟检查试件，且不少于1个；（7）、受热面管子的对接接头，当材料为碳钢时，可免做，当材料为合金金刚时，同钢号、同焊接材料、同焊接工艺、同热处理设备及工艺，每批抽焊接接头的0.5%做模拟检查试件，且不少于1个；（8）P＜0.1MPa的锅炉的锅壳及封头、管板和下脚圈的拼接焊缝，可免做。纵焊检查试板作为产口纵缝的延长部分焊接，环缝检查试件可单独焊接（五同：同材料、同焊接材料、同焊接设备、同焊接工艺、同焊接人员）。2）、拉力试验合格标准：（1）、接头的抗拉强度不低于母材规定值的下限；（2）、全焊缝金属试样的抗拉强度和屈服点不低于母材规定值的下限，如果母材抗拉强度规定值的下限大于490MPa，且焊缝金属的屈服点高于母材规定值，则允许焊缝的抗拉强度比母材规定值的下限低19.6MPa；（3）、全焊缝金属试样的伸长率不小于母材伸长率б5规定值的80%。3）试样的弯曲试验：按GB232《金属弯曲试验方法》规定的方法进行

钢种焊接方式弯轴直径D支点距离弯曲角度º碳素钢、奥氏体钢双面焊3t5.2t180其他合金刚双面焊3t5.2t100碳素钢、奥氏体钢单面焊3t5.2t90其他合金刚单面焊3t5.2t50注：接触焊的接头弯曲角度按双面焊的规定；有衬垫的单面焊接头弯曲角度按双面焊的规定。合格标准：弯曲角度达到规定角度后，试样上任何方向最大缺陷的长度均不大于3mm为合格。试样的棱角开裂不计。4）、冲击韧性试验：试样的形式、尺寸、加工和试验方法应符合GB/T229《金属夏比冲击试验方法》中V形缺口的规定。对P≥3.8MPa或壁温≥450℃的锅筒以及合金钢材料的集箱和对接管道，如壁厚≥12mm（单面焊焊件厚度≥16mm），应从其检查试件上取三个焊接接头的冲击试样。合格标准：三个试样的冲击吸收功平均值不低于母材规定值。如无母材规定值，应不低于27J（试样截面尺寸为10×10mm），并且至多允许有一个试样的冲击吸收功值低于上述指标值，但不低于上述的指标值的70%。5）、试验不合格的复验：力学性能试验有某项不合格时，应取不合格项目双倍试样复验（冲击试验项目再取三个试样复验），或将原检查试件与产品再热处理一次后进行全面复验。若拉力和弯曲每个复验试样的试验结果都合格，六个冲击试样（包括三个初验试样和三个复验试样）冲击吸收功平均值不低于母材规定值，如无母材规定值，应不低于27J（试样截面尺寸为10×10mm），并且至多有二个试样的冲击吸收功值低于上述指标值，而其中低于上述的指标值的70%只有一个，则复验为合格，否则为不合格。4、金相检验和断口检验金相试验：一般低压锅炉的焊件不作金相试验。当焊件的材料为合金钢时，且满足下列条件的焊缝需做金相试验：1）、P≥3.8MPa锅筒的对接焊缝，P≥9.8MPa或壁温≥450℃的集箱、受热面管子和管道的对接焊缝。2）、P≥3.8MPa的锅筒、集箱上管接头的角焊缝。试样的取样数量：1）、锅筒和集箱，每个检查试件取一个；2）、锅炉范围内的管道、受热面管，每个检查试件取一个；3）、锅筒和集箱上管接头的角焊缝，将管接头分为壁厚＞6mm和壁厚≤6mm两种，对每种管接头，每焊200个，焊一个检查试件，做金相试样，不足200个也应焊一个。

金相检验合格标准：没有裂纹、疏松；没有过烧组织；没有淬硬性马氏体组织。在金相检查时发现有裂纹、疏松、过烧缺陷之一的，判焊接接头不合格；发现有淬硬性组织的允许检查试件和产品再热处理一次，然后取双倍试样复试（合格后仍需复试力学性能）。试样复验合格后才合格。断口试验：对额定蒸汽压力P≥3.8MPa锅炉的受热面管子的对接接头应做断口检验。每200个焊接接头抽查一个，不足200个也取一个。100%探伤合格和氩弧焊接（含氩弧打底电焊盖面）的对接接头可免做。缺陷壁厚t≤6mm壁厚t＞6mm裂纹没有没有未熔合没有没有未焊透深度≤15%t且≤1.5mm，总长度≤10%周长深度≤15%t且≤1.5mm，总长度≤10%周长内凹（塌腰）深度≤25%t且≤1.0mm深度≤25%t且≤2.0mm单个气孔≤30%t且≤1.5mm（径向）；≤2.0mm（轴、周向）≤25%t且≤4.0mm（径向）；≤30%t且≤6.0mm（轴、周向）单个夹渣≤25%t（径向）；≤30%（轴、周向）≤20%t且≤4.0mm（径向）；≤25%t且≤4.0mm（轴、周向）密集气孔和夹渣没有每1Cm2面积内气孔及夹渣打不超过5个，并且每1Cm2面积内气孔及夹渣总面积不超过3mm2沿圆周方向气孔和夹渣的总长沿圆周方向10倍壁厚的范围内，气孔和夹渣的累计长度不超过壁厚沿圆周方向10倍壁厚的范围内，气孔和夹渣的累计长度不超过壁厚沿壁厚方向同一直线上各种缺陷总长≤30%t且≤1.5mm≤25%t且≤4.0mm注：不符合时，允许取双倍试样复试，若全部合格，则复验合格，否则代表焊缝不合格。

5、水压试验

应在无损探伤和热处理合格后进行

1）、水压试验试验压力的选择：

（1）、单个锅筒或整装出厂的焊制锅炉，按以下试验压力在制造单位进行水压试验

名称锅炉（锅壳）工作压力P试验压力锅炉本体＜0.8MPa1.5P但不小于0.2MPa锅炉本体0.8∽1.6MPaP+0.4MPa锅炉本体＞1.6MPa1.25P过热器任何压力与锅炉本体试验压力相同可分式省煤器任何压力1.25P+0.5MPa（2）、集箱和其他类似的部件：1.5P进行水压试验，并在试验压力下保持5分钟；小于或等于2.5MPa锅炉无管接头的集箱，可不单独进行水压试验。（3）、对接焊接的受热面管子及其他受