ISO 15614-92025 金属材料焊接程序的规范和资格 - 焊接程序试验 - 第9部分水下高压湿焊接标准立项发展报告

金属材料焊接程序的规范和资格焊接程序试验第9部分：水下高压湿焊接标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:SpecificationandQualificationofWeldingProceduresforMetallicMaterials—WeldingProcedureTest—Part9:UnderwaterHyperbaricWetWelding摘要随着海洋资源开发、水下基础设施建设和船舶应急抢修等领域的快速发展，水下焊接技术作为海洋工程装备制造与维护的关键工艺手段，其质量保障体系的标准化需求日益迫切。水下高压湿焊接作为水下焊接中应用最广泛、工艺条件最严苛的技术方式之一，长期面临焊接程序规范不统一、质量评定标准缺失等突出问题。国际标准化组织（ISO）于2025年11月5日正式发布ISO15614-9:2025《金属材料焊接程序的规范和资格焊接程序试验第9部分：水下高压湿焊接》，填补了该领域国际标准的空白。本标准在ISO15614系列框架基础上，针对水下高压湿焊接的特殊环境条件，系统规定了焊接程序试验的适用范围、试验要求、合格标准和检验方法，为全球水下焊接工程的质量控制提供了统一的规范化依据。本报告围绕该标准的立项背景、编制原则、技术内容及其行业应用价值展开深入分析，旨在为标准使用者提供系统的理解和实施指南。关键词：水下焊接；高压湿焊接；焊接程序试验；国际标准；ISO15614-9；质量评定；海洋工程Keywords:UnderwaterWelding;HyperbaricWetWelding;WeldingProcedureTest;InternationalStandard;ISO15614-9;QualityAssessment;MarineEngineering一、引言1.1标准立项背景随着全球海洋经济战略的深入推进，海上油气平台建设、海底管线铺设与维护、跨海桥梁建造、港口码头施工以及船舶应急抢修等领域对水下焊接技术的依赖程度日益加深。水下焊接作为海洋工程中不可或缺的连接技术，其质量直接关系到水下结构物的安全性和使用寿命。据统计，全球每年水下焊接作业量以年均8%以上的速度增长，而焊接质量事故率却居高不下，其中焊接程序不规范是导致质量缺陷的首要因素之一。水下焊接按作业环境可划分为湿法焊接、局部干法焊接和高压干法焊接三种基本类型。其中，高压湿焊接因设备机动性强、操作灵活性高、成本相对较低等优势，在浅水至中等水深（一般不大于50米）的维修和抢修作业中得到最为广泛的应用。然而，由于水下高压环境对电弧行为、熔滴过渡、冶金反应及焊缝冷却过程产生显著影响，湿法焊接的工艺窗口比大气环境焊接窄得多，对焊接参数的控制要求极为严格。长期以来，各国对水下高压湿焊接程序的规范和资格认证缺乏统一的标准框架，导致同一焊接工艺在不同国家或不同项目中需重复进行试验验证，既增加了工程成本，也制约了国际间的技术交流与合作。1.2标准编制必要性在ISO15614-9:2025发布之前，水下焊接程序试验的相关要求分散于各国标准或行业规范中，如挪威船级社（DNV）的DNVGL-ST-0356、美国海军军用规范（MIL-STD）以及部分石油天然气行业的企业标准，但缺乏统一的国际共识。这种分散化的标准状态带来了三方面突出问题：一是不同标准之间的技术指标存在显著差异，同一焊接程序在不同标准体系下的评定结论可能截然不同；二是多数现有标准侧重于能力验证，而对焊接工艺在高压湿环境下的特殊影响因素考虑不足；三是缺乏与现代焊接管理体系中数字化质量追溯要求的有效衔接。在此背景下，国际标准化组织ISO/TC44（焊接及相关工艺技术委员会）经过多年的技术论证和征询意见，于2025年正式发布了ISO15614-9:2025。该标准作为ISO15614《金属材料焊接程序的规范和资格》系列标准的第9部分，与ISO15614-1至第8部分形成有机整体，构建起覆盖常规焊接方法、管状接头焊接、铸件焊接、耐蚀堆焊及水下焊接等各类场景的完整标准体系。二、标准编制依据与原则2.1编制依据ISO15614-9:2025的编制严格遵循了国际标准化组织的标准制定程序和技术工作规则，其技术依据主要包括以下几个方面：（1）ISO15614系列标准的总体框架。该系列标准规定了金属材料焊接程序试验的基本原理和方法要求。作为第9部分，本标准在术语定义、试验方法选择、合格指标框架等方面与系列标准的其他部分保持高度一致，确保标准体系的连续性和可操作性。（2）水下焊接环境特征的技术分析。标准编制过程中系统考虑了静水压力对电弧稳定性的影响、水的冷却作用对焊接热循环的改变、氢致裂纹倾向的加剧、水下能见度对焊工操作的限制以及水流对熔池保护的干扰等关键因素，从而确定了差异化的试验方法和合格指标。（3）国际相关标准和行业优秀实践。编制工作组充分参考了ISO15618系列（水下焊工资格考试）、ANSI/AWSD3.6（水下焊接规范）、DNVGL-ST-0356（水下焊接认证）以及IIW（国际焊接学会）相关技术文件，在吸收各方经验基础上形成了具有广泛共识的技术方案。2.2编制原则本标准的制定遵循以下几项基本原则：（1）协调一致性原则。确保与ISO15614系列已发布部分的技术框架、术语定义和评定准则相协调，实现标准的可组合性和可互换性。（2）科学合理性原则。充分反映水下高压湿焊接的物理本质和工艺特征，科学设定试验条件和合格指标，避免过度保守或过度宽松。（3）可操作性原则。所有试验要求和检验方法均需在实际工程中可执行，试验数量合理，检验项目明确，避免歧义和不必要的成本负担。（4）国际通用性原则。兼顾不同国家和地区的技术发展水平、产业实践和法规要求，确保标准在全球范围内的适用性和接受度。三、标准主要技术内容3.1适用范围ISO15614-9:2025规定了金属材料水下高压湿焊接程序试验的一般要求和试验方法。该标准适用于通过焊接程序试验来评定水下高压湿焊接工艺的合理性，涵盖的焊接方法包括水下湿法焊条电弧焊（SMAW）、水下湿法药芯焊丝焊（FCAW）以及在该环境下使用的其他经认可的电弧焊方法。标准规定的适用母材范围涵盖碳钢、碳锰钢、低合金钢及与之相匹配的不锈钢等常用海洋工程结构材料。值得注意的是，该标准将"高压"（Hyperbaric）定义为高于标准大气压的压力环境，即当焊接作业发生在水面以下超过一定深度时，环境压力随水深线性增加。标准明确了适用的最大水深范围通常不超过50米，对于超过该水深限值的高压干法焊接，则参照ISO15614-9中关于高压干法焊接的相关内容或适用其他专门标准。3.2规范性引用文件本标准引用了多项ISO标准，包括但不仅限于：ISO15614-1（钢及镍合金电弧焊焊接程序试验）、ISO4136（金属材料焊缝破坏性试验——横向拉伸试验）、ISO5173（焊缝破坏性试验——弯曲试验）、ISO9016（焊缝破坏性试验——冲击试验）、ISO5817（钢、镍及钛合金熔化焊接头缺欠质量分级）、ISO17639（焊接破坏性试验——宏观和微观检验）以及ISO15618系列（水下焊工资格考试）等。3.3术语和定义标准对水下高压湿焊接领域的关键术语进行了明确界定，包括"湿焊接"（wetwelding，焊件直接与水接触的环境中进行的焊接）、"高压环境"（hyperbaricenvironment，环境压力大于0.1MPa）、"焊接程序试验"（weldingproceduretest，通过制作和检验代表性试件来评定焊接工艺合理性的试验方法）以及"焊接程序规范"（WeldingProcedureSpecification,WPS）等。这些定义的统一为国际间技术交流和工程验收提供了共同语言。3.4焊接程序试验要求标准对焊接程序试验的实施提出了系统性要求，主要包括以下方面：（1）试验条件。标准要求所有焊接程序试验应在与实际工程相同或更苛刻的环境条件下进行，即必须在相应的水深（静水压力）条件下完成焊接。试验用水的水质、温度范围应记录并在WPS中注明。母材的钢种、厚度范围、接头形式以及焊接位置等因素应与实际工程应用相匹配或覆盖。（2）焊接参数的确定与记录。标准明确了焊接参数（包括焊接电流、电弧电压、焊接速度、送丝速度、极性等）应在试验过程中实时监测和记录。对于水下湿焊接，还须记录水深、环境压力、水温等环境参数。（3）试件制备。试件的尺寸和数量应符合标准中的具体规定，确保试验结果具有代表性和统计学意义。通常要求进行对接接头和T型接头的焊接试验。（4）试验项目与合格指标。标准要求对焊接试件进行包括目视检测、射线检测或超声波检测等无损检测，以及拉伸试验、弯曲试验、冲击试验和硬度试验等破坏性试验。合格指标依据ISO5817相应缺欠质量等级（通常为C级）和ISO15614-1中的具体数值要求。对于水下湿焊接由于冷却速度快导致的硬度升高和冲击韧性下降问题，标准给出了明确的上限要求。3.5焊缝质量评定ISO15614-9:2025对水下高压湿焊接接头的质量评定规定了明确的技术指标。在无损检测方面，焊缝内部缺欠的允许等级通常参照ISO5817中的C级或B级要求，具体取决于应用场合。在力学性能方面，标准规定的拉伸试验、弯曲试验和冲击试验的合格标准与ISO15614-1保持一致，但针对湿焊接的特点对冲击试验温度提出了更为明确的要求。硬度试验则要求焊缝和热影响区的最大硬度不得超过标准规定的限值（通常为HV10≤380），以控制氢致裂纹风险。四、国内外发展现状与趋势分析4.1国外相关标准与行业实践在国际层面，ISO15614-9:2025的发布标志着水下焊接程序试验标准化迈入了新阶段。在此之前，美国AWSD3.6M《水下焊接规范》是国际上应用最广的水下焊接技术标准，其将水下焊接分为A、B、O三类质量等级，其中A级要求最严。挪威DNVGL-ST-0356则在海洋工程领域具有广泛影响。但这些标准多为行业规范或船级社认证标准，与ISO国际标准体系在术语框架和认证逻辑上存在差异。ISO15614-9:2025的发布为国际范围的水下焊接工程提供了一个中立、统一的技术基准，有助于消除技术壁垒。在水下焊接技术本身的发展方面，摩擦叠焊、水下搅拌摩擦焊、湿法FCAW自动焊等新技术正不断涌现，并在跨海管道修复、海上风电基础维护等新兴领域得到应用。ISO15614-9:2025的模块化结构设计为未来纳入这些新方法预留了空间。4.2国内发展现状我国在水下焊接技术研究和工程应用方面起步较晚，但发展迅速。近年来，随着我国海洋工程装备制造业的崛起和深海资源开发战略的实施，水下焊接技术受到了政府、高校和企业的高度重视。在标准层面，我国现行GB/T19868系列标准虽已等同采用ISO15614系列多数部分，但在水下焊接程序试验方面的国家标准仍较为薄弱。ISO15614-9:2025的发布将为国家标准的制修订提供重要参考，推动我国水下焊接技术标准与国际接轨。目前，国内正在针对水下高压湿焊接开展系统性研究，特别是在焊接材料和专用设备的国产化方面取得了较大进展。多家高校和科研机构在该领域发表了大量学术论文并积累了丰富试验数据，为后续国家标准的制定奠定了良好技术基础。4.3技术发展趋势未来水下焊接程序试验标准的发展将呈现以下趋势：一是向数字化方向升级，焊接参数实时采集与大数据分析相结合，实现焊接工艺的智能化评定和管理；二是向深水方向延伸，随着深海油气和矿产资源的开发，高压干法焊接和湿法焊接的水深适用范围将不断扩大；三是向新材料方向拓展，高强度钢、耐蚀合金和复合材料在水下结构中的应用对焊接程序评定提出了新的要求；四是与结构健康监测和全寿命周期管理相结合，焊接程序评定数据将成为结构完整性管理的基础信息。五、标准实施的行业影响与应用前景5.1应用领域ISO15614-9:2025在多个行业领域具有广泛的应用前景。在海洋石油天然气领域，水下焊接程序试验是海上平台结构维修和海底管道抢修的必要环节；在船舶工程领域，船体水下应急修复和锚链等附件的更换需要符合标准要求的水下焊接工艺；在水利水电领域，大坝闸门水下检修和水工钢结构修复同样可参照本标准实施质量管控；在海上风电领域，随着海上风电场规模的扩大，基础结构的水下检测和维护焊接需求正在快速增长。5.2标准实施建议为保证本标准在工程实践中的有效实施，建议各相关单位重点关注以下事项：一是加强标准宣贯和人员培训，特别是对水下焊工和焊接检验人员进行系统化标准培训；二是建立完善的水下焊接程序管理体系，将WPS的编制、评定和管理纳入企业的质量管理体系；三是注重焊接数据的积累和反馈，将工程实践中的焊接质量数据用于持续优化焊接工艺和标准指标；四是加强与船级社、第三方检验机构的沟通协调，确保标准的有效执行。六、标准主要起草单位介绍本标准由国际标准化组织ISO/TC44"焊接及相关工艺技术委员会"（Weldingandalliedprocesses）归口管理，该技术委员会是国际标准化组织中负责焊接领域标准制定的核心机构，秘书处由德国工业标准协会（DIN）承担。ISO/TC44下设多个分技术委员会和工作组，其中SC10"焊接人员资格评定"和WG15"焊接程序规范"是直接参与本标准起草工作的技术组织。在本标准的制定过程中，来自挪威船级社、法国道达尔能源公司、美国爱迪生焊接研究所、意大利船级社（RINA）、日本焊接协会、巴西石油公司等机构的专家发挥了核心作用，贡献了来自海洋工程、能源开发、船舶检验等不同应用领域的丰富技术经验和工程实践数据。同时，各国标准化机构和企业通过ISO成员国投票机制参与了标准的各阶段审查和意见反馈，保证了标准的广泛共识和适用性。七、结论与展望ISO15614-9:2025《金属材料焊接程序的规范和资格焊接程序试验第9部分：水下高压湿焊接》的正式发布，是国际水下焊接标准化进程中的一座重要里程碑。该标准系统解决了水下高压湿焊接程序试验缺乏统一国际规范的问题，填补了ISO15614系列标准在水下焊接应用领域的空白，为全球水下焊接工程的质量控制提供了权威依据。本标准的实施将对海洋工程、船舶修造、水利水电和海上风电等行业产生深远影响，有助于提升水下焊接工程的质量一致性和安全可靠性，降低因焊接缺陷导致的结构失效风险，促进水下焊接技术的健康发展和国际合作交流。展望未来，随着海洋工程向深远海方向发展和水下焊接技术的持续进步，ISO15614-9的应用范围将不断扩大，后续修订中应重点关注更深水域的焊接工艺评定需求、新型焊接方法的纳入以及焊接过程数字化监控与评定技术的融合。同时，建议国内相关标准化技术委员会加快将该标准转化为国家标准（GB/T）的工作进程，尽快将标准与国际接轨，为我国海洋工程产业参与国际竞争提供标准引领和技术支撑。参考文献[1]ISO15614-9:2025,Specificationandqualificationofweldingproceduresformetallicmaterials—Weldingproceduretest—Part9:Underwaterhyperbaricwetwelding[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2025.[2]ISO15614-1:2017,Specificationandqualificationofweldingproceduresformetallicmaterials—Weldingproceduretest—Part1:Arcandgasweldingofsteelsandarcweldingofn