监理过程中焊接工艺评定的审查、分析及应用.doc

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监理过程中焊接工艺评定的审查、分析及应用

2014年6月

主要内容

一、承压设备焊接工艺评定标准介绍

二、监理过程中焊接工艺评定的审查、分析及应用

三、焊评审核案例

第一部分《承压设备焊接工艺评定》标准介绍

承压设备（锅炉、压力容器及压力管道）按执行的标准体系不同，则执行的焊评标准亦不同，如执行中国标准的承压设备的焊评按NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》执行，执行美标的的承压设备的焊评按ASME规范第Ⅸ卷执行，执行欧标的承压设备的焊评按BSEN288等。

在此重点介绍中国焊评标准NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》。

（一）我国锅炉、压力容器及压力管道焊接工艺评定标准（NB/T47014-2011）

一、我国锅炉、压力容器及压力管道焊接工艺评定标准的制定和演变过程

我国压力容器焊接工艺评定标准建立要追溯到上世纪七十年代末，随着焊接工艺技术的发展以及对工艺评定认识的加深，评定标准经过了多次修订，其演变过程为：

Ø1980年颁布的JB741-80《钢制焊接压力容器技术条件》附录二。

Ø1985年颁布的JB3964-85《压力容器焊接工艺评定》代替JB741-80附录二。

Ø1992年颁布的JB4708-92《钢制压力容器焊接工艺评定》代替JB3964-85。

Ø1996年颁布《蒸汽锅炉安全技术监察规程》附录Ⅰ“焊接工艺评定”；

Ø1998年颁布GB50236-1998《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》；

Ø1999年颁布的GB151-1999《管壳式换热器》附录B“换热管与管板接头的焊接工艺评定”；

Ø2000年颁布的JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》代替JB4708-92。

Ø2002年颁布SY/T0452-2002《石油天然气金属管道焊接工艺评定》。

Ø2011年颁布的NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》代替JB4708-2000。

在NB/T47014-2011发布前我国在锅炉、压力容器和压力管道行业内实施的焊接工艺评定标准是各行业多标准自行。

而NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》的发布，统一了压力容器、锅炉、压力管道等三大类承压设备焊接工艺评定的基本要求（不适用于承压设备中的气瓶焊接工艺评定），使我国在锅炉、压力容器和压力管道行业有了统一的焊评标准。

二、NB/T47014修订原则及编制基础

1.修订原则是与国际上通用标准接轨并结合中国的法规和国内的实际情况，参照采用ASME《锅炉及压力容器规范》第Ⅸ卷《焊接和钎焊评定标准》制定，适用于我国锅炉、压力容器、压力管道三类产品的统一的焊接工艺评定标准。

2.编制基础为以下已在锅炉、压力容器、压力管道行业实施的焊接工艺评定标准。

1）JB4708-2000《钢制压力容器焊接工艺评定》。

2）JB/T4734-2002《铝制焊接容器》附录B。

3）JB/T4745-2002《钛制焊接容器》附录B。

4）JB/T4755-2006《铜制焊接容器》附录B。

5）JB/T4756-2006《镍及镍合金制焊接容器》附录B。

6）《蒸汽锅炉安全技术监察规程》附录I。

7）GB50236-1998《现场设备、工艺管道焊接工程施工及验收规范》。

8）SY/T0452-2002《石油天然气金属管道焊接工艺评定》。

9）ASME规范第Ⅸ卷。

10）现行的材料包括焊接材料标准和性能检测规范。

三、NB/T47014与JB4708-2000相比，修订内容与变化。

1.标准性质不同

nJB4708为强制性而NB/T47014为推荐性标准，但要注意的是推荐性标准，一旦被法规、规范或强制性标准所引用就具有强制性。

因此NB/T47014-2011被GB150与《容规》引用，压力容器制造行业就必须强制执行。

2.扩大了应用范围：

1）n适用产品范围从压力容器扩大到压力容器、锅炉和压力管道（不适用于气瓶）；

2）适用的材料从钢扩大到铝、钛、铜、镍及其合金；

3）焊接方法除取消了电渣焊外，增加了等离子弧焊、气电立焊、螺柱电弧焊和摩擦焊（共10种焊接方法）；

4）增加了换热管与管板、螺柱电弧焊的评定，取消了对组合焊缝所进行型式试验评定内容；增加了复合材料焊接评定，取消了不锈钢复合钢焊接评定；

3.重新规定了焊接工艺评定的流程：

图1焊接工艺规程流程图

Ø程序为：

当没有可能使用的焊评时,先拟定预焊接工艺规程（PWPS）（专门为焊接工艺评定所拟定的焊接工艺文件），然后评定PWPS并形成焊接工艺评定报告（PQR），对PWPS进行评价，如果不合格分析原因重新拟定预焊接工艺规程（PWPS）进行评定。

然后根据合格的PQR中确定各焊接因素编制产品焊接工艺规程（WPS）。

（二）国外相关焊评标准

目前国际上焊接方面的标准，虽然不断有ISO国际标准出台，但实际使用的还是两大体系的标准，即欧洲标准和泛太平洋地区使用的美国标准；焊接工艺评定也一样，欧洲采用的标准是EN288《金属材料的焊接工艺规程及评定》。

该标准后来被等效采用为ENISO15607～14，这个标准逐渐被国际认可。

但在我国还处于认识阶段。

由于我国现行锅炉、压力容器和压力管道行业基本都参照采用了ASME《锅炉及压力容器规范》，且其权威性和广泛性一直被国际上多数国家所公认，因此在我国应用比较多的还是美国标准ASME《锅炉及压力容器规范》第Ⅸ卷《焊接和钎焊评定标准》。

一、美国标准

1.适用范围

ASME第Ⅸ卷适用于按照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接工艺评定及操作工的技能评定。

2.ASME第IX卷的结构

分为两篇—焊接篇和钎接篇。

每一篇再分章，焊接篇分成五章，钎接篇分成四章，具体如下：

1）一般要求（焊接篇第I章，钎接篇第XI章）：

包括位置、各种试验的类型和目的以及合格标准等。

2）工艺评定（焊接篇第II章，钎接篇第XII章）：

主要以表格形式列出指定焊接或钎接方法工艺评定的重要变素、附加重要变素和非重要变素的条款号，假如任一重要变素的变化超出了规定范围，则要对工艺进行重新评定，当有冲击韧性要求时，附加重要变素作为重要变素看待；而非重要变素的变化仅需修改工艺规程。

3）技能评定（焊接篇第III章，钎接篇第XIII章）；列出指定焊接和钎接方法技能评定重要变素的条款号，主要以表格形式列出。

4）资料（焊接篇第IV章，钎接篇第XIV章）包括变素的具体描述，以分类的形式列出，分类如接头、母材、填充金属、位置、预热、焊后热处理、气体、电特性和焊接技巧（焊接）。

各种变素的应用只提供在焊接篇第II章、钎接篇第XII章（对于工艺评定）或焊接篇第III章、钎接篇第XIII章（对于技能评定）中有关焊接/钎接方法引用时才使用，否则就会被错用。

此两章包括对母材和填充材料所指定的P-No.、和F-No、供制造商参考的A-No.

此两章还包括评定的厚度/直径范围/位置范围。

此两章给出试件方位、取样方法、试验夹具尺寸的简图。

5）QW-470叙述侵蚀方法和侵蚀剂。

6）QW/QB-492给出焊接/钎接术语的定义。

3.关于第V章《标准焊接工艺规程》（SWPS），

1）该章给出了可以不经过评定而使用的标准焊接工艺规程，但第一次使用的单位在使用前还要焊接一个验证试件进行试验，且仅限于产品卷不要求冲击试验的情况,《标准焊接工艺规程》适用的母材限于P-No.1和P-No.8焊接方法限于SMAW、GTAW和FCAW/GMAW。

2）.目前共列出33种不同的SWPS，需要《SWPS》的单位，请按第IX卷附录E中你所选中的《SWPS》编号与AWS联系购买，由于涉及知识产权，必须具有原件。

3）《标准焊接工艺规程》也是要定期更新的，并不是购买后就永远有效。

在2009增补中就对1997前的《标准焊接工艺规程》进行了更新。

4.第IX卷使用中的注意事项

1）WPS的编制和修改:

WPS是为制造符合规范要求的产品焊缝而提供指导的，经过评定的焊接工艺文件。

WPS的有效性不受规范修改的影响（按本卷1962年或其后任何新版本评定的焊接工艺规程、工艺评定记录和技能评定，也可用于满足ASME锅炉及压力容器规范或ASMEB31压力管道规范要求的结构的建造工作。

按本卷1962年以前版本评定的WPS、PQR和技能评定，如能满足1962年或其后版本的所有要求，则也可以适用。

满足上述要求的WPS和技能评定记录，如为了写进其后版本或增补中的任何变素而进行修订是不必要的）。

但要注意有例外，即当原来评定材料的P-No.或S-No.或组号在新版本中有修改时，则要对WPS进行相应的修改（08增补强调此要求，09增补就出现了对原来P-No.的修改）。

2）一份完整的WPS应述及在WPS中采用的、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。

在WPS中应注明QW—200.2中所述的支持文件——工艺评定记录（PQR）。

制造商或承包商也可以在WPS中编进其它可能有助于制造规范焊接结构的资料。

3）用于规范产品焊接的WPS，应当在制造现场便于获得，以供查考，并供授权检验师检查。

这与国内没有取得ASME许可证的单位的习惯做法不同，国内大多数单位将WPS作为基本文件，一个WPS只对应一个PQR，然后再按产品要求编制具体焊缝使用的焊接工艺。

4）为适合生产需要，可以变更WPS中的一些非重要变素，而无需重新评定，只要这种变更与焊接方法中的重要变素、非重要变素和当需要时的附加重要变素一样都附有文件。

文件可以是WPS的修正页，或代之以新的WPS。

5）WPS的格式WPS的表达方式，根据制造商或承包商的需要，可以是文字式的，或表格式的，只要QW-250至QW-280所要求的每一个重要变素、非重要变素和当需要时的附加重要变素都被包括无遗或被提及即可。

6）表格QW—482（见非强制性附录B）可作为WPS的一种指南。

它包括以下焊接方法所需要的数据：

手工电弧焊（SMAW）、埋弧焊（SAW）、熔化极气体保护焊（GMAW）和钨极气体保护焊（GTAW）。

这一表格仅是一种引导。

7）一件WPS可能要求多件PQR支持。

反之，一件PQR也可能支持多件WPS。

综上所述，大致上可以有二种WPS，一种是适用范围很大的，另一种可能只适用某一范围较小的焊缝，前者可以减少文件的数量，但对使用者的文化和技能素质量要求较高；后者则要求有较多的文件，但可以减少使用中的差错，那种WPS更适用，要根据本单位的具体情况来决定。

5.NB/T470141与ASME第Ⅸ卷的区别

很多厂家同时具备ASME的资格证书和国内锅炉压力容器的设计和制造许可证书，我们监理的时候也经常会有按ASME标准制造的产品，所以要特别注意。

虽然NB/T47014—2011在编制时参照了ASME很多内容,但是在某些方面是有些区别的。

现在,很多企业在同时使用这两个标准,在使用过程中,对于一些细节很有可能互相串用,导致最终焊接工艺评定不能满足应用要求。

NB/T47014—2011与ASME第Ⅸ卷的区别主要有以下几点：

1）版本适用性

ASME第Ⅸ卷对于版本的控制有固定的修订周期,并对旧版本进行焊接工艺评定进行认可。

一般情况是在每年的7月份做一次修订,每三年进行升版一次,中间年份使用增补的方式对规范进行修订。

我国国内压力容器焊接工艺评定规范没有固定的修订周期,且对旧版本的焊接工艺评定是否认可,要求不明确。

从JB/T4708-2000到目前的NB/T47014