火力发电厂锅炉压力容器焊接工艺评定规程.docx
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火力发电厂锅炉压力容器焊接工艺评定规程
火力发电厂锅炉、压力容器焊接工艺评定规程
1总则
1.1本规程适用于电力系统使用手工电弧焊、气焊、钨极氩弧焊、埋弧焊及其组合方法，制作、安装、检修火力发电厂锅炉、压力容器、承压管道、承重钢结构及焊工技术考核前的焊接工艺评定（以下简称“评定”）。
1.2“评定”是在焊接性试验基础上，在产品制造工艺设计之后进行的生产前工艺验证试验。
“评定”是根据本规程的规定，焊接试件，检验试样，考察焊接接头性能是否符合产品技术条件，以此评定所拟定的焊接工艺是否合格。
2一般要求
2.1“评定”人员的资格
2.1.1主持“评定”工作的人员必须是从事焊接技术工作的工程师或焊接技师。
2.1.2工艺试件的焊制应由理论水平和实际操作技能较高、有丰富经验的焊工担任。
2.1.3对工艺试件进行无损探伤的人员应具有劳动部门颁发的Ⅱ级及以上的资格证书；进行其他检验的人员应由有关部门进行资格认定。
2.1.4对试验结果进行综合评定的人员应是焊接工程师。
2.2钢材、焊接材料
2.2.1“评定”用钢材、焊接材料均应有出厂合格证，并符合相应标准，且与实际焊接生产相类同。
2.2.2在制定“评定”方案前，应确定“评定”用钢材的焊接性能。
2.2.3钢材、焊条和焊丝在使用前如发生怀疑时应进行主要元素的化验。
2.3焊接设备
“评定”用焊接设备应处于正常工作状态，仪表、气体流量计等应合格。
3基本规定
3.1凡未做过“评定”的钢材（符合表2注①、②的除外），必须进行“评定”。
3.2“评定”参数分为重要参数、附加重要参数和次要参数。
重要参数是指影响焊接接头机械性能（冲击韧性除外）的焊接条件。
附加重要参数是指影响焊接接头冲击韧性的焊接条件。
次要参数是指不影响焊接接头机械性能的焊接条件。
各种焊接方法的重要参数、附加重要参数汇总于表1。
3.3已进行过“评定”，但改变第3.3.1条～第3.3.13条中任何一个重要参数的类别或超出规定的适用范围时，均应重新进行“评定”。
3.3.1钢材
3.3.1.1钢材的分类见表2。
3.3.1.2未列入表2的钢材，若其化学成分、机械性能和焊接性能与表2中某钢号相似，可以划入相应的类级中，并报省电力锅炉监察部门备案，否则应另外分类。
3.3.1.3国外钢材按每个钢号进行分类。
对于常用的国外钢材，推荐按附录B（参考件）划分类级，可与国内相应类级的钢材等同对待。
表1各种焊接方法的重要参数和附加重要参数
序号
参
数
类
别
对应条款
摘要
气焊
手工
电弧焊
钨极氩弧焊
埋弧焊
1
重要参数
3.3.1
Φ钢材
△
△
△
△
2
3.3.2
＞母材厚度和焊缝金属厚度
△
△
△
△
3
3.3.3
＞管径
△
△
△
△
4
3.3.4
＞焊接位置
△
△
△
△
5
3.3.6
Φ电焊条
—
△
—
—
6
3.3.6
Φ焊丝
△
—
△
△
7
3.3.7.1
Φ焊剂
—
—
—
△
8
3.3.7.2
Φ焊剂混合比例
—
—
—
△
9
3.3.8
Φ可燃气体
△
—
—
—
10
3.3.9.1
Φ保护气体
—
—
△
—
11
3.3.9.2
＞保护气体的流量
—
—
△
—
12
3.3.9.3
±背面保护气体
—
—
△
—
13
3.3.10
±衬垫
—
△
—
△
14
3.3.10
Φ衬垫材质
—
△
—
△
15
3.3.11.1
±填充金属
△
—
△
—
16
3.3.11.2
±预置填充金属
—
—
△
—
17
3.3.11.2
Φ预置填充金属
—
—
△
—
18
3.3.11.3
±附加填充金属（包括粉末状）
—
—
—
△
19
3.3.11.3
Φ附加填充金属（包括粉末状）
—
—
—
△
20
3.3.12
＞预热
—
△
△
△
21
3.3.13.2
±焊后热处理
△
△
△
△
22
3.3.13.3
Φ焊后热处理
△
△
△
△
23
3.3.13.3
＞焊后热处理的保温时间
△
△
△
△
24
附加重要参数
3.4.1
＞母材厚度
—
△
△
△
25
3.4.2
Φ加热温度与保温时间
—
△
△
△
26
3.4.3
Φ层间温度
—
△
△
△
27
3.4.4
Φ碱性焊条为酸性
—
△
—
—
28
3.4.5
Φ电流的种类或极性
—
△
—
—
29
3.4.6
＞焊接线能量
—
△
△
△
30
3.4.7
Φ摆动幅度、频率
—
△
△
△
31
3.4.8
Φ每面多道焊为单道焊
—
△
△
△
32
3.4.9
Φ单丝焊为多丝焊或反之
—
—
—
△
注：
符号Φ为改变……的类别（或条件）；
符号>为超出……的适用范围；
符号±为添加或取消……；
符号△为该焊接方法的重要（或附加重要）参数。
表2钢材的分类
种类
类别
级别
钢号（技术标准）
低碳钢
Ⅰ
1
A3（GB700）、A3F（GB700）、A3R（YB536）、10（YB231、GB3087）、20（GB699、GB710、GB711、YB231、GB3087）、20R（GB6654）、20g（GB713）、22g（GB713）、25（GB699）、ZG25（GB979）
普低钢
IIA
1
09Mn2V（JB755）、12Mng（GB713）、16Mn（GB1591、YB231、JB755）、16MnR（GB6654）、09Mn2VR（YB536）、16Mng（GB713）
2
15MnV（YB231、GB1591、GB5310）、15MnVg（GB713）、15MnVR（YB536）、20MnMo（JB755）
普低钢
IIB
1
15MnVNR（YB536）、15MnMoV（JB755）
2
20MnMoNb（JB755）、14MnMoVg（GB713）、18MnMoNbg（GB713）、18MnMoNbR（YB536）
低合金
耐热钢
Ⅲ
1
2
12CrMo（GB3077、GB5310）、15CrMo（GB3077、GB5310）、ZG20CrMo（JB755）
3
12CrMoV（GB3077、GB5310）、12Cr1MoV（GB3077、GB5310）、ZG15Cr1Mo1V、ZG20CrMoV
Ⅳ
1
12Cr2MoWVB（GB5310）
2
12Cr3MoVSiTiB（GB5310）
马氏体
热强钢
Ⅴ
Cr5Mo（JB755）、1Cr5Mo（GB1221）
马氏体
不锈钢
Ⅵ
1Cr13（GB1220、GB2270）
铁素体
不锈钢
Ⅶ
0Cr13（GB1220、GB2270）、1Cr17（GB1220）
奥氏体
不锈钢
Ⅷ
1
0Cr18Ni9（GB1220）、1Cr18Ni9（GB1220、GB2270）、0Cr18Ni9Ti（GB1220、GB2270）、1Cr18Ni9Ti（GB1220、GB2270）
2
1Cr23Ni18（GB2270）
注：
①钢材级别按1、2、3、…顺序逐级升高。
同类别号中高级别钢材的“评定”适用于低级别钢材。
②同级别钢材的“评定”可互相替代。
3.3.1.4不同类别钢材组成的焊接接头，即使两者分别进行过“评定”，仍应进行“评定”。
3.3.2母材厚度和焊缝金属厚度
3.3.2.1已进行“评定”的对接接头工艺试件厚度δ，适用于焊件母材厚度的范围见表3。
3.3.2.2采用组合焊接方法（或工艺）进行“评定”时，每种焊接方法（或工艺）的焊缝金属厚度为δw，适用于焊件焊缝金属厚度的范围见表4。
3.3.2.3采用气焊时，适用于焊件母材的最大厚度为工艺试件厚度。
3.3.2.4单道焊或多道焊时，若任一焊道的厚度大于13mm，则适用于焊件母材的最大厚度为1.1δ。
表3试件对焊件母材厚度适用范围mm
试件母材厚度δ
适用于焊件母材厚度的范围
下限值
上限值
1.5≤δ＜8
8≤δ≤130
1.5
0.75δ
2δ，且不大于12
1.5δ
表4试件对焊件焊缝金属厚度适用范围mm
试件焊缝金属厚度
δw
适用于焊件焊缝金属厚度的范围
下限值
上限值
1.5≤δw＜8
8≤δw≤130
1.5
0.75δw
2δw，且不大于12
1.5δw
3.3.2.5相同厚度的对接接头工艺试件所评定的母材厚度适用于该范围内不同厚度母材的焊件。
3.3.2.6除气焊外，若工艺试件经超过临界温度（Ac1）的焊后热处理，则适用于焊件母材的最大厚度为1.1δ。
3.3.2.7若管状对接接头工艺试件的直径小于或等于140mm，壁厚大于或等于20mm，则适用于焊件母材的厚度为工艺试件的厚度。
3.3.2.8采用埋弧焊方法进行双面焊，而每侧为单道焊，且工艺试件厚度超过50mm时，则适用于焊件母材的厚度为工艺试件的厚度。
3.3.2.9已进行“评定”的角焊缝工艺试件的母材厚度和焊缝金属厚度适用于焊件母材厚度和焊缝金属厚度的范围分别与表3和表4相同，试件厚度按下列要求计算：
a.板-板角焊缝试件厚度为图3中腹板的厚度。
b.管板角焊缝试件厚度为管壁厚度。
c.管座角焊缝试件厚度为支管壁厚。
3.3.3管径
对应于已进行“评定”的管状对接接头工艺试件的管子外径D0，适用于焊件管径的范围下限为0.5D0，上限不规定。
3.3.4焊接位置
工艺试件的焊接位置适用于焊件位置的范围见表5。
表5试件对焊件焊接位置适用范围
焊件母材型式
焊件位置
（对接焊及角焊）
试件位置
板状试件
管状试件
板状
全位置
平焊、立焊
平焊、横焊
平焊、仰焊
平焊仅有横向角焊
立焊及仰焊
立焊
横焊
仰焊
平焊
水平及垂直固定管
水平固定管
垂直固定管
水平固定管
水平转动管
管状
全位置
水平固定管及水平转动管
重直固定管及水平转动管
水平转动管
横焊、立焊及仰焊
立焊及仰焊
横焊
平焊
水平及垂直固定管
水平固定管
垂直固定管
水平转动管
注：
①直径小于或等于60mm管子的气焊、钨氩弧焊，除对焊接胡数有特殊要求的焊接位置外，仅对固定位置进行“评定”，评定结果适用于焊件的所有焊接位置。
②在重要参数不变的情况下，板状对接接头的“评定”透用于管状对接接头，反之亦然。
③管子全位置自动焊时，采用管状工艺试件进行“评定”，不能用板状工艺试件代替。
3.3.5焊接方法
3.3.5.1手工电弧焊、气焊、钨极氩弧焊、埋弧焊各为一类。
3.3.5.2当焊件的同一接头使用多种焊接方法（或工艺）焊接时,可按焊缝金属厚度或母材厚的适用范围对每一种焊接方法（或工艺）分别评定，也可以将焊接方法（或工艺）组合起来评定。
组合评定后用于焊件时，可以采用其中的一种或多种焊接方法（或工艺），但每一种焊接方法（或工艺）的焊缝金属厚度应在评定的各自透用范围内。
3.3.6焊条、焊丝
3.3.6.1焊条的娄类见表6。
焊丝的分类见表7。
表6焊条的分类
类别
级别
焊条型号
（GB5117、5118、983）
焊条牌号
Ⅰ
1
2
E43××
E50××
J42×
J50×
ⅡA
1
2
E55××-G
E60××-G
J55×
J60×
ⅡB
1
2
E70××-G
E85××-G
J70×、J75×
J80×、J85×
Ⅲ
1
E50××-A1
R107、R102
2
E55××-B1
E55××-B2
E55××-B2L
R202、R207
R307、R302
3
E55××-B2-V
E55××-B2-VW
E55××-B2-VNb
R317、R312
R327
R337
Ⅳ
1
2
3
E55××-B3-VWB
E60××-B3
E55××-B3-VNb
R340、R347
R407、R402
R417
Ⅴ
1
2
3
E1-5MoV-××
E1-9Mo-××
E2-11MoVNiW-××
R507
R707
R817、R827
Ⅵ
E1-13-××
G202、G207
Ⅶ
E0-17-××
G302、G307
Ⅷ
1
2
3
E0-19-10-××
E0-19-10-Nb-××
E1-23-13-××
E2-26-21-××
A102、A107
A132、A137
A302、A307
A402、A407
Ⅸ
-
Ni307
注：
①焊条级别按1、2、3、…顺序逐级升高。
同类别焊条中，对高级别焊条的“评定”可适用于低级别焊条。
②同级别焊条中，酸性焊条经过“评定”，可免做碱性焊条的“评定”。
表7焊丝的分类
类别
级别
焊丝牌号
气焊、埋弧焊（GB1300、YB/Z11）
氩弧焊
Ⅰ
H08、H08A、H08E、H08Mn、H08MnA、H08MnXtA
TIG-J50
ⅡA
H10Mn2、H10MnSi、H08Mn2Si
ⅡB
H08MnMoA、H08Mn2MoA、H08Mn2MoVA
Ⅲ
1
2
3
H10MoCrA
H08CrMoA、H13CrMoA
H08CrMoVA、H08CrMnSiMoVA
TIG-R10
TIG-R30
TIG-R31
TIG-R33
Ⅳ
1
2
3
H08Cr2MoA
TIG-R34
TIG-R40
TIG-R41
Ⅴ
H1Cr5Mo
TIG-R70
TIG-R82
Ⅵ
H0Cr14、H1Cr13、H2Cr13
Ⅶ
Ⅷ
1
H0Cr19Ni9、H1Cr19Ni9、H0Cr19Ni9Ti、H0Cr19Ni9Nb
2
H1Cr25Ni20
注：
焊丝级别按1、2、3、…顺序逐级升高。
同类别焊丝中，高级别焊丝的“评定”可适用于低级别焊丝。
3.3.6.2未列入表6和表7中的焊条和焊丝，若其化学成分、机械性能和工艺性能与表中某型号、牌号相似，可以划入相应的类级中，并报省电力锅炉监察部门备案，否则应另外分类。
3.3.6.3国外焊条、焊丝按每个型号、牌号分类。
经试验验证其成分和性能与表6或表7中某焊条或焊丝相似时，可划入相应的类级，并报省电力锅炉监察部门备案，与国内焊条、焊丝等同对待。
3.3.7焊剂
3.3.7.1焊剂分类见表8。
3.3.7.2使用混合焊剂时，按混合比例分类。
3.3.8可燃气体
表8焊剂的分类
类别
焊剂牌号
类别
焊剂牌号
Ⅰ
HJ433、SJ301
Ⅴ
HJ172
ⅡA
HJ130、HJ230、HJ330、HJ360、HJ430、HJ431、HJ434、SJ401、SJ501、SJ502
Ⅵ
HJ150、HJ260
ⅡB
HJ250、HJ252、HJ350、HJ351、SJ101
Ⅶ
Ⅲ
HJ251
Ⅷ
HJ151
Ⅳ
Ⅸ
HJ131
按可燃气体的气体类型分类。
3.3.9保护气体
3.3.9.1按保护气体的成分分类。
3.3.9.2保护气体的流量不得超过原评定流量范围的10%。
3.3.9.3添加或取消背面保护气体。
3.3.10衬垫
衬垫分为使用或不使用。
若使用，其材质按表2分类。
3.3.11填充金属
3.3.11.1添加或取消填充金属。
3.3.11.2添加或取消预置填充金属。
若添加则按化学成分分类。
3.3.11.3添加或取消附加填充金属（包括粉末状）。
若添加则按化学成分分类。
3.3.12预热
除气焊外，预热温度比所评定的预热温度范围不得超过50℃。
3.3.13后热、焊后热处理
3.3.13.1易产生延迟裂纹的钢材应后热。
3.3.13.2焊后热处理分为实行或不实行。
3.3.13.3若实行焊后热处理，则：
a.奥氏体不锈钢按固溶热处理和稳定化热处理分类。
b.其他类钢按退火、回火、正火、正火+回火等热处理的种类分类。
在热处理温度下，其累计保温时间不得少于原评定所用时间的80%。
3.4要求做冲击韧性试验的焊件，如与做过的某个“评定”重要参数相同，只是增加或改变下列一个或几个附加重要参数，则可按原“评定”的重要参数，加上增加或改变的焊接条件，焊一个作为补充评定的试件，此试件仅做冲击韧性试验。
3.4.1当焊件母材厚度范围下限超出下列规定范围时，δ<16mm时为δ；δ≥16mm时为0.75δ，且不小于16mm。
3.4.2改变焊后热处理的温度范围和保温时间。
3.4.3最高层间温度比所评定的层间温度高50℃以上。
3.4.4采用碱性焊条的工艺试件评定合格，而改用酸性焊条。
3.4.5改变电流的种类或极性。
3.4.6焊接线能量超出已评定的范围。
3.4.7采用摆动焊接时，改变摆动幅度、频率和两端停留的时间。
3.4.8每层多道焊改为每层单道焊。
3.4.9单丝焊改为多丝焊或反之。
3.5变更次要参数只需修订焊接工艺卡，而不必进行重新“评定”。
3.6“评定”中几个有关问题规定如下：
3.6.1要求全焊透的角焊缝，除做角焊缝的工艺试件的检验项目外，还应焊制对接接头工艺试件进行机械性能检验（机械性能检验可用与角焊缝重要参数相同的对接接头试件的工艺评定代替）。
3.6.2纵向弯曲试验可代替横向弯曲试验。
3.6.3对接接头工艺试件的“评定”报告可用于对接接头、T形接头、角接接头的返修焊和补焊。
此时：
3.6.3.1焊缝金属的最小厚度无要求。
3.6.3.2母材和焊缝金属厚度的上限应符合3.3.2条中相应焊接方法或焊接工艺的要求。
4评定项目及试样制备
4.1评定项目和试样数量如无特殊要求，对接接头的评定项目和试样数量见表9，角接接头、T形接头见表10。
表9对接接头的评定项目和试样数量
接头型式
工艺试件厚度δ
mm
外观检查
无损检验
断口检验
机械性能试验3）、4）（个）
射线
拉伸
面弯
背弯
侧弯
对接
δ＜8
要求
要求
要求5）
22）
2
2
—
8≤δ＜20
2
2
2
注1）
δ≥20
2
注6）
4
注：
1）可用4个侧弯试样代替2个面弯2个背弯试样。
2）对于直径D0≤30mm的管材，可用一整根工艺试件代替剖管的2个拉伸试样。
3）要求做硬度试验时，每个部位至少应测三点，取平均值。
4）要求做冲击韧性试验时，试样数量为：
工艺试件的影响区和焊缝上各取3个；异类钢焊接时，每侧热影响区分别取3个；焊缝取3个。
对于采用组合焊接方法（或工艺）焊接的工艺试件，冲击试样中应包括每种焊接方法（或工艺）的焊缝金属和热影响区。
5）断口检查的试样数量为：
直径D0≤60mm的管材全焊口2件；板材及直径D0>6mm的管材在工艺试件上切取3个。
6）纵向弯曲试验时，取面弯、背弯试样各2个。
表10角接接头、T形接头的评定项目和试样数量
接头型式
外观检验
金相宏观检验（个）
管板、管座角接接头T形接头
要求
4
5
4.2试样的切取
4.2.1板状对接接头工艺试件的试样切取部位见图1。
4.2.2管状对接接头工艺试件的试样切取部位见图2。
4.2.3T形接头工艺试件的试样切取部位见图3，将试件两端各弃去25mm后五等分切开。
4.2.4管板和管座角接接头工艺试件的试样切取见图4。
4.3试样形状及尺寸见附录A（补充件）。
图1板状对接接头试样切取部位
（a）横向弯曲时；（b）纵向弯曲时
*—当进行侧弯试验时，作为侧弯试样；试件尺寸根据实际需要确定
图2管状对接接头试样切取部位
1—拉伸试样；2—面弯试样；3—背弯试样；4—冲击试样；
5—金相试样；6—折断试样；③、⑥、⑨、
—水平固定焊
时的钟点记号；当进行侧弯试验时，2、3试样作为侧弯试样
图3T形接头试样切取部位δ1>δ2
图4角接接头试样的切取
（a）管板角接接头；（b）管座角接接头
5试验方法及评定标准
若产品图纸和技术条件没有规定，则试样的合格标准按本规程执行。
在排除人为因素影响后，按规程的每项试验都达到合格标准，才认为“评定”合格。
5.1工艺试件焊缝外观检查
5.1.1对接接头焊缝余高不应低于母材；T形接头和角接接头焊角高度分别为：
T形接头不小于腹板的厚度，管板角接接头不小于管壁的厚度，管座角接接头不小于支管管壁的厚度。
5.1.2焊缝及热影响区表面无裂纹、气孔、弧坑和夹渣。
5.1.3焊缝咬边深度应不超过0.5mm。
5.2焊缝无损探伤
5.2.1管状试件的射线探伤按SD143《电力建设施工及验收技术规范（钢制承压管道对接焊缝射线检验篇）》的规定进行，焊缝质量不低于Ⅱ级。
板状试件的射线探伤按GB3323《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》的规定进行，焊缝质量不低于Ⅱ级。
5.2.2管状试件的超声波探伤按SDJ67《电力建设施工及验收技术规范（管道焊缝超声波检验篇）》的规定进行，焊缝质量不低于Ⅰ级。
板状试件的超声波探伤按JB1152《锅炉和钢制压力容器对接焊缝超声波探伤》的规定进行，焊缝质量不低于Ⅰ级。
5.2.3同一焊接接头要求进行射线和超声波两种检验时，按各自标准均符合要求者，方认为接头无损检验符合要求。
5.2.4渗透探伤按JB741《钢制焊接压力容器技术条件》的规定进行。
5.3断口检查
5.3.1断口检查时，如试样断于母材，则该试验无效，须另外补做试样，重新折断进行检查。
5.3.2断口检查时，用不大于10倍的放大镜检查焊缝断口。
5.3.3断口检查的合格标准见表11。
5.4拉伸试验
拉伸试验按GB2651《焊接接头拉伸试验法》的规定进行。
其合格标准为：
5.4.1焊接接头的抗拉强度应不低于母材抗拉强度规定值的下限。
5.4.2异种钢材焊接接头的抗拉强度应不
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