SHT3527《石油化工不锈钢复合钢焊接规程》解析题要.docx

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SHT3527《石油化工不锈钢复合钢焊接规程》解析题要

SHT35272021《石油化工不锈钢复合钢焊接规程》解析题要

《石油化工不锈钢复合钢焊接规程》

解读题要

目次

背景概要

前言

1范畴

2规范性引用文件

3材料

3.1一样规定

3.2钢材

3.3焊接材料

4焊接工艺评定和焊工考试

4.1焊接工艺评定

4.2焊工考试

5焊前预备

5.1坡口加工及检查

5.2组对与定位焊接

6焊接

6.1一样规定

6.2预热

6.3焊接工艺

6.4焊接检验

6.5焊缝返修

6.6焊后热处理

附录A（资料性附录）常用不锈钢复合钢板复层的化学成分和力学性能

用词说明（见规程正本）

附：

条文说明（见规程正本）

前言

本规程是依照国家进展和改革委员会办公厅《2006年行业标准项目打算》（发改办工业【2006】1093号），由中国石油化工集团公司组织中国石化第四建设公司和海洋石油工程股份对SH3527-1999《石油化工不锈钢复合钢焊接规程》进行修订而成。

本规程共分6章和1个资料性附录。

本规程与SH3527-1999《石油化工不锈钢复合钢焊接规程》（上一版本）相比，要紧变化如下：

---------调整了规程的编写结构；

---------增加了复层为奥氏体-铁素体双相不锈钢复合钢复合钢焊接的有关规定；

---------对不锈钢复合钢焊接的工艺评定及焊工考试进行了补充规定；

--------增加了焊接时引弧板及熄弧板的有关规定。

本规程以黑体字标志的条文为强制性条文，应严格执行。

背景概要：

容器设备盛装具有各种化学腐蚀性介质时，必定对容器壁壳产生腐蚀阻碍，严峻至发生腐蚀破坏，引发安全事故，涉及生命安全与造成国家财产毁损。

自20世纪五十年代以耒，对具有各种化学腐蚀性介质的容器设备，往往采取内壳衬防腐层衬里的方法解决，其耐蚀及抗磨蚀成效较差、质量不易保证，工期长、后期修理苦恼，使用寿命不长。

到八十年代以耒，国内外开发了具有耐蚀性能的不锈钢复层与碳钢或低合金钢为基层的不锈钢复合钢板，解决了以往人工制作防腐耐磨衬里层的种种弊短，保证了工程质量，并具有良好的防腐耐磨性能。

20世纪九十年代我国石化行业在总结制造体会与使用成效的基础上，编制公布了SH/T3527-1999《石油化工不锈钢复合钢焊接规程》，经历了十年多的进展与实践，通过了调研及认真审核，制定、公布了新的SH/T3527-2009《石油化工不锈钢复合钢焊接规程》，以适应我国石油化工业快速进展的需要。

并由工业和信息化部2009.12.4日公布，2010.6.1实施。

本讲座题要仅供解析之用。

《石油化工不锈钢复合钢复合钢焊接规程》解读

1范畴

本规程规定了不锈钢复合钢焊接材料、焊接工艺评定、焊工考试、焊接工艺、焊接检验和焊后热处理的要求。

本规程适用于石油化工建设和扩展项目的不锈钢复合钢设备和管道采纳焊条电弧焊（SMAW）、钨极气体爱护焊（GTAW）、熔化极气体爱护焊（GMAW）和埋弧焊（SAW）等方法的焊接施工。

★★★适用于不锈钢复合钢设备和不锈钢复合钢管道的焊接：

SMAW（焊条电弧焊）、GTAW（钨极气体爱护焊）、GMAW（熔化极气体爱护焊）、SAW（埋弧焊）等方法的焊接施工。

★★★本规程内容规定了不锈钢复合钢焊接有关的六项内容：

焊接材料、焊接工艺评定、焊工考试、焊接工艺、焊接检验、焊后热处理等。

★★★不锈钢是指主加元素Cr的含量能使钢处于钝化状态，又具有不锈特性的钢。

为此不锈钢Cr的含量应高干12%，现在钢的表面迅速能形成致密的Cr2O3氧化膜，其耐蚀性发生突变性提高。

不锈钢中还加入了Ni、Mo等其它元素，也提高了其耐腐蚀性能。

★★★在本规程中所提及的有关不锈钢复合钢板的复层材料，其不锈钢的分类是按其元素组织类型划分的；

★★★不锈钢复合钢的复层材料，其不锈钢品种应包括：

奥氏体不锈钢：

应用广泛，Cr、Ni含量较高，在氧化性中性及弱还原性介质中有良好的耐蚀作用。

如1Cr19Ni9、0Cr18Ni9；

铁素体型不锈钢：

应用较为广泛，要紧用于腐蚀环境不十分苛刻的环境场合。

如1Cr17、0Cr27Mo、Cr25Ti；

奥氏体-铁素体不锈钢：

其奥氏体铁素体各占50%的不锈钢，其屈服性能好，抗点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀及腐蚀疲劳性能高于一般不锈钢。

如304、304L、316、316L、00Cr18Ni12Mo、0Cr26Ni5Mo2等；

马氏体不锈钢：

如Cr13型马氏体不锈钢，并添加了Ni、Mo元素形成新的马氏体不锈钢（在不锈钢复合钢的复层材料中不常见）。

如06Cr13Al、06Cr13、ZG0Cr13Ni14Mo等。

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2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本规程的引用而成为本规程的条款。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用本规程，然而，鼓舞依照本规程达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版适用于本规程。

GB2653焊接接头弯曲及压扁试验方法

GB/T228金属材料室温拉伸试验方法

GB/T229金属夏比缺口冲击试验方法（改名）

GB/T4842氩

GB/T5117碳钢焊条

GB/T5118低合金钢焊条

GB/T5293碳素钢埋弧焊用焊剂

GB/T8110气体爱护电弧焊用碳钢.低合金钢焊丝

GB/T8165不锈钢复合钢板和钢带

GB/T983不锈钢焊条

GB/T14957熔化焊用钢丝

GB/T12470埋弧焊用低合金钢焊丝与焊剂

GB/T17854埋弧焊用不锈钢焊丝与焊剂

GB/T50484石油化工建设工程施工安全技术规范

JB4708钢制压力容器焊接工艺评定

JB/T4730.2承压设备无损检测第2部分：

射线检测

JB/T4730.3承压设备无损检测第3部分：

超声检测

JB/T4730.4承压设备无损检测第4部分：

磁粉检测

JB/T4730.5承压设备无损检测第5部分：

渗透检测

JB4733压力容器用爆炸不锈钢复合钢板改为NB/T47002.1《压力容器用爆炸焊接复合钢板》

JB/T4747压力容器用刚焊条订货技术条件

YB/T5092焊接用不锈钢丝

国质检锅【2002】109号锅炉压力容器压力管道焊工考试与治理规则

3材料

3.1一样规定

3.1.1不锈钢复合钢和焊接材料应具有出厂质量证明文件。

3.1.2当材料有下列情形之一时，不得使用：

a）质量证明文件特性数据不符合产品标准及订货技术条件或对其有异议；

b）实物标识与质量证明文件标识不符；

c）要求复验的材料未经复验或复验不合格。

★★★3.1.1-3.1.2是强制性条款，强调质量证明文件的重要性，应是材料制造厂家的质量证明书原件。

3.2钢材

3.2.1不锈钢复合钢板应符合GB/T8165《不锈钢复合钢板和钢带》或NB/T47002.1《压力容器用爆炸焊接复合钢板》的要求。

常用不锈钢复合钢板复层的化学成分和力学性能参见本规程附录A。

3.2.2不锈钢复合钢板质量证明文件应包括钢号.炉批号.规格.化学成分.力学性能.供货状态.标准号及合同中规定的附加技术条件。

3.2.3不锈钢复合钢板体会收合格后应作上标识，按不同材质.规格分别放置，且复层不得与碳素钢及低合金钢接触。

3.2.4进口不锈钢复合钢板尚应符合合同规定的标准和技术条件。

解析：

★★★

★★★压力容器用不锈钢复合钢板应当按照相应引用标准的规定选用，同时符合以下要求：

（1）复合钢板复合界面的结合剪切强度，不锈钢－钢复合板不小于210MPa，镍－钢复合板不小于210MPa，钛－钢复合板不小于140MPa，铜－钢复合板不小于100MPa。

（2）复合钢板基层材料的使用状态符合有关引用标准的规定。

（3）碳素钢和低合金钢基层材料（包括钢板和钢锻件）按照基层材料标准的规定进行冲击试验，冲击功合格指标符合基层材料标准或者订货合同的规定。

（4）复合钢板执行标准：

《压力容器用爆炸不锈钢复合钢板》；其材料的冲击值指标应符合标准要求

★★★对不锈钢复合钢板实施强制性条件，方允使用。

3.1.1不锈钢复合钢和焊接材料应具有出厂证明文件

3.1.2当材料有下列情形之一时，不得使用：

a.质量证明文件特性参数不符合产品标准及订货技术条件或对其有异议；

b.实物标识与质量证明文件标识不符；

c.要求复验的材料未经复验或复验不合格。

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★★★GB150-2010中对不锈钢-钢复合板的规定要求（摘要）

4.3复合钢板

4.3.1不锈钢-钢复合板

4.3.1.1不锈钢-钢复合板的技术要求应符合NB/T47002.1的规定，其基材和覆材应符合本标准的有关规定。

不锈钢-钢复合板应在热处理后交货，其交货状态应符合本标准对基材的规定。

不锈钢钢复合板的使用温度范畴应同时符合本标准对基材和覆材使用温度范畴的规定。

设计单位应在设计文件中规定复合板的级别。

4.3.1.2设计单位也可选用其他复合钢板标准，但其技术要求和使用温度范畴应符合4.3.1.1的规定，其中复合界面的结合剪切强度应不小于210MPa。

4.3.2镍-钢复合板

4.3.2.1镍-钢复合板的技术要求按NB/T47002.2的规定，其基材应符合本标准的有关规定，覆材按NB/T47002.2的规定。

镍-钢复合板应在热处理后交货，其交货状态应符合本标准对基材的规定。

镍—钢复合板的使用范畴应同时符合基材和覆材使用范畴的规定，其中基材的使用温度应符合本标准的规定，覆材的使用温度范畴应符合JB/T4756的规定。

设计单位应在设计文件中规定复合板的级别。

4.3.2.2设计单位也可选用其他复合钢板标准，但其技术要求和使用温度范畴应符合4.3.2.1的规定，其中复合界面的结合剪切强度应不小于210MPa。

4.3.3钛-钢复合板

4.3.3.1钛-钢复合板的技术要求应符合NB/T47002.3的规定，其基材应符合本标准的有关规定，覆材按NB/T47002.3的规定。

钛-钢复合板应在热处理后交货，其交货状态应符合本标准对基材的规定。

钛—钢复合板的使用温度下限按本标准对基材的规定，使用温度上限为350℃。

设计单位应在设计文件中规定复合板的级别。

4.3.3.2设计单位也可选用其他复合钢板标准，但其技术要求和使用温度范畴应符合4.3.3.1的规定，其中复合界面的结合剪切强度应不小于140MPa。

4.3.4铜-钢复合板

4.3.4.1铜-钢复合板的技术要求应符合NB/T47002.4的规定（以下从略）

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3.3焊接材料

3.3.1不锈钢复合钢所使用的焊接材料质量证明文件包括标准号.牌号.规格.批号.熔敷金属的化学成分.力学性能应符合下列标准和合同技术条件的规定：

a）焊条应符合GB/T983、GB/T5117和GB/T5118的规定；

b）气体爱护焊用的焊丝应符合YB/T5092、GB/T8110和GB/T14957的规定；

c）埋弧焊用钢丝与焊剂应符合GB/T5293.GB/T12470和GB/T17854的规定；

d）用于承压设备的焊接材料还应符合JB/T4747的规定；

e）订货合同规定的技术条件。

★★★不锈钢复合钢的基层焊接材料和复层焊接材料选用与焊接相应单一材料的焊材相同；过渡层焊接材料选用应考虑保证复层焊缝所需的Mo、Ni、Ti等专门合金成分含量。

★★★焊接材料验收

焊接材料的产品质量证明文件应包括下列内容：

a）焊接材料的标准号；

b）焊条的型号、牌号、规格及批号，熔敷金属化学成分；

c）焊丝钢号、炉（批）号、规格、重量、化学成分；

d）熔敷金属力学性能、机械性能检验结果；

e）制造厂名称及生产日期；

f）检验部门与检验人员签章。

★★★焊条包装箱应标明型号、牌号、规格、批号、净重及制造厂名称和生产日期。

★★★焊丝标牌应标明钢号、炉（批）号、规格、重量及制造厂名称和生产日期。

★★★焊剂包装应标明型号、标准号、规格、批号、净重及制造厂名称和生产日期。

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3.3.2焊接用的氩气纯度应符合GB/T4842《氩》的规定；焊接用的二氧化碳气体纯度应不低于99.55%,含水量应不大于0.005%。

3.3.3焊条.焊丝和焊剂等焊接材料应存放在库房内，库内温度不应低于5℃，相对湿度不超过60%，并应符合下列规定：

a）库房应建立焊接材料领取、发放和回收制度；

b）焊材库应通风，库房内不得存放有害气体或有腐蚀性介质；

c）焊接材料应放在架子上，架子离地面高度和离墙面距离均不小于300㎜；

d）焊接材料应按种类、牌号、批号、规格和入库时刻分别摆放，并有明显的标牌；

e）库内应设温度、湿度测量设施，进行温度和湿度操纵。

解析：

★★★关于焊接材料的规定

★★★使用期限的起止期界定：

生产日期起---到使用日止。

★★★焊接材料的使用期限：

焊接材料的规定期限应在焊接材料质量证明书或说明书上注明，并应符合以下规定：

a）酸性焊接材料及防潮包装密封良好的低氢型焊接材料的规定期限一样为两年；

b）石墨型焊接材料及其他焊接材料的规定期限一样为一年。

c）应按焊接材料说明书的要求对焊条、焊剂和药芯焊丝进行烘干，焊丝使用前应按规定进行除油、除锈及清洗处理。

d）使用过程中应注意保持焊接材料的识别标记，以免错用。

★★★焊材保管烘烤发放与使用

焊接材料保管应遵守JB/T3223-1996《焊接材料质量治理规程》，JB4747-****《承压设备焊接材料技术条仵》。

使用的焊接材料应保证焊缝金属力学性能不低于母材的相关性能要求。

焊接材料贮存使用要求：

焊接材料的储存应保持适宜的温度及湿度，焊接材料库应保持干燥、清洁，室内的相对湿度应不超过60%。

库存期超过规定期限的焊条、焊剂及药芯焊丝，应经复验合格后方可使用。

*******

3.3.4基层焊接材料按下列原则选用：

a）相同强度等级的碳素钢、低合金钢相焊的焊接材料应保证焊缝金属的力学性能高于或等于相应母材标准规定下限值；

b）不同强度等级钢号的碳素钢、低合金钢相焊的焊接材料应保证焊缝金属的抗拉强度高于或等于强度较低一侧母材标准规定下限值，且不超过强度较高一侧母材标准规定的上限值；

c）铬钼耐热钢相同钢号相焊的焊接材料除应保证焊缝金属力学性能高于或等于相应母材标准规定的下限值外，且应保证焊缝金属中的铬、钼含量不低于母材标准规定的下限值；

d）常用不锈钢复合钢基层焊接材料也可按表1选用。

3.3.5复层钢材选用焊接材料应保证焊缝金属的耐腐蚀性能，当有力学性能要求时，还应保证力学性能，并按下列原则选用：

a）奥氏体不锈钢的焊接材料应保证熔敷金属的要紧合金元素的含量不低于复层材料标准规定的下限值；

b）关于有抗晶间腐蚀要求的焊接接头，应采纳熔敷金属中含有稳固化元素Nb、Ti或保证熔敷金属中含碳量小于或等于0.04%的焊条或含碳量小于或等于0.03%的焊丝；

c）奥氏体不锈钢的电弧焊宜采纳钛钙型酸性焊条；

d）异种奥氏体不锈钢的焊接材料应保证熔敷金属Cr、Ni含量不低于合金含量较低一侧复层材料标准规定的下限值；

e）马氏体或铁素体不锈钢的焊接材料可选用与复层材料金相组织相同的焊接材料，也可选用奥氏体焊接材料；

f）奥氏体与铁素体或马氏体异种不锈钢的焊接材料，其熔敷金属中Cr、Ni含量宜不低于奥氏体一侧标准规定值的下限值；

g）奥氏体-铁素体双相不锈钢的焊接材料除设计文件另有规定外，熔敷金属铁素体相比例宜操纵在35%～60%范畴，爱护气体宜选用1%～2%的氮气和98%～99%的氩气混合气体；

h）常用不锈钢复合钢复层焊接材料也按表2和表3选用。

★★★复层为铁素体或马氏体不锈钢材质时，其焊接材料可选用奥氏体系列的焊材。

3.3.6过渡层焊接材料按下列原则选用：

a）不锈钢复合过渡层焊条宜选择25%Cr-13%Ni型或25%Cr-20%Ni型；

b）对复层含钼的不锈钢复合钢，过渡层焊接材料应宜采纳25%Cr-13%Ni-Mo型焊条；

c）常用不锈钢复合钢同种复层材质过渡层焊接材料可按表2选用；

d）常用不锈复合钢异种复合材质过渡层焊接材料可按表3选用。

★★★表2和表3耒源系参用美国和日本有关不锈钢复合钢焊接技术资料、标准。

表1常用不锈钢得合钢基层焊接材料

表2同种复层材质过渡层及复层焊接材料

表3异种复层材质过渡层及复层焊接材料

4焊接工艺评定和焊工考试

4.1焊接工艺评定

★★★按不锈钢复合钢设计时两种强度运算情形进行焊接工艺评定

4.1.1复层厚度包括在强度运算内时，按JB4708的规定进行焊接工艺评定。

4.1.2复层厚度不包括在强度运算内时，可采纳不锈钢复合钢板试件进行焊接工艺评定，也可采纳基层材料进行基层焊缝和耐蚀层堆焊组合评定。

4.1.3采纳复合钢板试件进行焊接评定应符合下列规定：

a）工艺评定试验采纳的焊接方法，基层及复层材料的类加号和组别号等应与实际产品相同，材料的分类分组方法执行JB4708的规定；

b）试件按复合钢板总厚度制备，评定合格的焊接工艺适用的焊件厚度有效范畴，应按试件基层和复层厚度分别运算，并按JB4708的规定执行；但连接复层的焊缝金属最小厚度应依照JB4708进行化学成分分析确定；

c）试件经外观检查和无损检测后进行试样加工；有热处理要求的试件，热处理之后进行加工；其试样的种类和数量应按表4确定；

★★★4.1.2、4.1.3、4.1.4.参照ASME第Ⅷ卷、第Ⅸ卷制定的；焊评的适用范畴仍按JB4708确定；组合评定时，基层焊缝和复层焊缝可单独分别进行评定。

表4对接接头试样种类和数量

d）拉伸试样应以复合钢总厚度为准制备，试样应用机械方法去除焊缝余高，使之与母材平齐，并应符合下列规定；

1）试样型式及尺寸见图1，试样被测段宽度W不小于25mm；

见图1不锈钢复合钢板的拉伸试样

注：

S——试样厚度，mm；

W——试件受拉伸平行侧面宽度,mm；

m——焊缝最大宽度，mm；

h——试样夹持部分长度，依照试验机具而定,mm。

2）拉伸试验应按GB/T228的规定测定焊接接头的抗拉强度，每个试样的抗拉强度Rm应符合公式

（1）的要求：

Rm≥Rm1t1+Rm2t2……………………………………………………

（1）

t1+t2

式中：

Rml——复层抗拉强度标准下限值，Mpa；

Rm2——基层抗拉强度标准下限值，Mpa；

t1——复层厚度，mm；

t2——基层厚度,mm；

e）弯曲试样应以不锈钢复合钢板的总厚度制备，弯曲试样应用机械方法去除焊缝余高，试样拉伸面应平齐，全保留焊缝两侧中至少一侧的母材原始表面，加工刀痕应与试样的纵轴平行，并符合下列规定：

1）面弯、背弯试样的型式和尺寸见图2，试样长度L按公式

（2）运算：

L=D+2.5S+100 ………………………………………………………

（2）

式中：

D——弯轴直径，mm；

S——试样厚度，mm。

见图2面弯、背弯试样图

2）弯曲试样的型式和尺寸见图3，试样长度L按公式（3）运算：

L=D+105………………………………………………………………（3）

3）弯曲试验应按GB2653和表5的要求测定接头的致密性和塑性；

见图3侧弯试样图

表5弯曲试验要求

4）合格标准为：

——面弯、背弯试样弯曲到规定的角度后，在受拉面焊缝、熔合线及热阻碍区内任何方向不得有大于3mm开口缺陷；

——侧弯试样弯曲到规定的角度后，在试样受拉面上复合层焊层任何方向不得有大于1.5mm的开口缺陷，熔合线及受拉面其他部位的焊缝，熔合线及热阻碍任何方向不得有大于3mm的开口缺陷；

——当轧制法、爆炸法生产的复合钢板试样复合界面开裂和非焊接缺陷引起的试样棱角开裂尺寸大于或等于3mm时，承诺从原焊接试板上另取试样重新进行试验。

f）冲击试样应在基层上取样，并符合下列规定：

1）试样纵轴线垂直于焊缝轴线，缺口轴线垂直于母材表面，取样位置靠近基层外表面1mm～2mm。

焊缝区试样的缺口轴线位于焊缝中心线上，热阻碍区试样的缺口轴线至试样纵轴线与熔合线交点的距离S大于零，且尽可能多的通过热阻碍区（图4）；

——T≤40mm时，t1约为0.5mm～2mm；

——T>40mm时，t2=T/4；

图4冲击试样取样位置图

2）试样型式、尺寸和试验方法应符合GB/T229的规定；

3）合格标准为每个区（焊缝区、热阻碍区）三个试样的冲击功平均值不低于母材标准规定值，且只承诺有一个试样的冲击功低于规定值，但不低于规定值的70%。

4.1.4采纳组合评定时应符合下列规定：

1）基层焊缝单独进行评定，按JB4708规定执行；

2）复层、过渡层焊缝按JB4708耐蚀层堆焊评定要求进行评定。

★★★4.1.4.参照ASME第Ⅷ卷、第Ⅸ卷制定的；焊评的适用范畴仍按JB4708确定；组合评定时，基层焊缝和复层焊缝可单独分别进行评定。

4.1.5法兰（面）堆焊及复合管堆焊按JB4708中耐蚀层堆焊评定要求进行评定。

4.1.6不锈钢接管与不锈钢复合钢壳体焊接时，应采纳过渡层焊接材料作为充金属，其焊接工艺应按JB4708异种钢材进行焊接工艺评定。

4.1.7设计文件有耐腐蚀性能或化学成分等专门检验要求时，应通过工艺评定增加相应的试验项目。

4.2焊工考试

4.2.1凡参加不锈钢复合钢板焊接的焊工必须进行考试，合格后方可承担焊接作业。

4.2.2焊工考试应执行国质检锅（2002）109号文《锅炉压力容器压力管道焊工考试与治理规则》（2002.4.18实施）的有关规定，并按下述原则之一进行考试：

★★★从事不锈钢复合钢板焊接的焊工采取以下两种方法考试合格均可从事焊接作业。

a）焊接复合钢板基层部分的焊工应按对接接头焊缝进行考试取得资格，焊接过渡及复层部分的焊工应按耐蚀层堆焊进行考试；

b）不锈钢接管与不锈复合钢壳体焊接的焊工应采纳过渡层焊接材料作为填充金属。

4.2.3焊工也可采纳不锈钢复合钢试件进行考试，先焊基层焊缝，然后在基层焊缝表面进行耐蚀层堆焊，试件经外观检验和无损检测合格后，取二件侧弯试样进行性能检验，试样尺寸、试验方法、合格标准应执行本规程4.1.3条的规定。

4.2.4采纳不锈钢复合钢试件考试合格的焊工，也同时取得基层焊缝和耐蚀层堆焊的资格。

5焊前预备

5.1坡口加工及检查

5.1.1焊接施工的坡口形式及尺寸应依照填充金属量少、熔合比小、便于操作等原则，按设计文件规定或图5选用，也可自选设计。

★★★给出了十种不锈钢复合钢常用坡口形式

图5不锈钢复合钢常用坡口形式（见原文本图5）