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  • 低合金钢耐热钢焊接工艺评定

    作者:admin发表时间:2022-05-31

      低合金钢耐热钢焊接工艺评定 第一节、焊接工艺评定 一、焊接工艺评定概念 焊接工艺评定工作是整个焊接工作的前期准备。焊接工艺评定工作是验证所拟定的焊件及有关产品的焊接工艺的正确性而进行的试 验过程和结果评价。它包括焊前准备、焊接、试验及其结果评价的过程。焊接工艺评定也是生产实践中的一个重要过程,这个过程有前提、 有目的、有结果、有限制范围。所以焊接工艺评定要按照所拟定的焊接工艺方案进行焊前准备、焊接试件、检验试件、测定试件的焊接接 头是否具有所要求的使用性能的各项技术指标,最后将全过程积累的各项焊接工艺因素、焊接数据和试验结果整理成具有结论性、推荐性 的资料,形成“焊接工艺评定报告”。 二、焊接工艺评定的意义 焊接工艺评定是保证锅炉、压力容器和压力管道焊接质量的一个重要环节。焊接工艺评定是锅炉、压力容器和压力管道焊接之前技 术准备工作中一项不可缺少的重要内容,是国家质量技术监督机构进行工程审验中必检的项目,是保证焊接工艺正确和合理的必经途径, 是保证焊件的质量,焊接接头的各项性能必须符合产品技术条件和相应的标准要求的重要保证,因此,必须通过相应的实验即焊接工艺评 定加以验证焊接工艺正确性和合理性,焊接工艺评定和还能够在保证焊接接头质量的前提下尽可能提高焊接生产效率和最大限度的降低生 产成本,获取最大的经济效益。 三、焊接工艺评定目的 焊接工艺评定的目的是: (1)是锅炉、压力容器和压力管道及设备制造、安装、检修等生产过程和焊工培训教学应遵循的技术文件。 (2)是焊接质量管理所要执行的关键环节或重要措施。 (3)是反映一个单位施焊能力和技术水平高低的重要标志。 (4)是行业和国家相关的规程所做规定的必须进行的项目。 四、焊接工艺评定的历史和发展 80 年代以后,电力系统高温、高压机组不断涌现,尤其近年来超临界、超超临界机组的不断出现,新钢种、新材料的不断出现;国 家和行业的标准如《蒸汽锅炉安全监察规程》、《压力容器安全监察规程》和《电力工业锅炉压力容器监察规程》等规程都严格规定要进 行焊接工艺评定;而在机组的安装、设备的检修实际工作中也都不同程度出现了由于焊接工艺不当影响焊接质量,并造成了一定的损失。 在这种形势下,为了适应电力工业焊接技术发展要求,出版了第一本电力行业的焊接工艺评定规程《火力发电厂锅炉、压力容器焊接工艺 评定规程》,规程编号为 SD340-89。 SD340-89 出版后,我们电力行业的焊接工作者做了大量的基础工作,当时的东北电管局和华北电管局等地都由上级主管部门专项 拨款,按照这一规程进行了系统的、规范的焊接工艺评定,做到了材质按级按类覆盖、规格尺寸按壁厚和管径分别覆盖、规范参数按大小 线能量覆盖和焊接方法的覆盖,完善了电力工业的焊接工艺、焊接技术管理的基础工作,彻底扭转了过去只注重焊工技艺操作水平的外观 和无损探伤合格,不管其焊接热输入量的大小和焊接工艺影响焊接质量、焊接接头性能,认识到整体的焊接工艺实施才是保证焊接质量、 满足使用要求的重要条件。 该规程实施十几年来,我们电力行业焊接工作者积累了丰富的经验,对焊接工艺评定的涵义、内容以及实施的工作程序有了更深一 层的理解。火力发电厂超临界、超超临界机组不断发展,原有的低碳钢的水冷壁、低合金钢的过热器、再热器、联箱以及蒸汽管道已经满 足不了要求,越来越多的高合金钢的新材料 T23、T91、P91、 T92、P92、T122、P122、E911、E122、NF12、TP347HFG、super304H、 HR3C、NF707 等钢材的出现使焊接工艺评定工作的难度也越来越大,,对焊接工艺评定可靠性的要求越来越高,材料的焊接制约着超临

      界、超超临界机组材料的使用和发展,每一种新材料的出现必须首先要经过我们的焊接工艺评定合格才能应用机组设备中。由此看出焊接 工艺评定合格与否制约着高合金钢技术的发展和超超临界机组的发展。 第二节、焊接工艺评定工作规则 一、进行焊接工艺评定工作的依据 如何正确的理解焊接工艺评定的实质、内容、试验程序、检验过程、结果评定及适用范围,合理合法执行相关标准进行焊接工艺评 定, 必须清楚进行焊接工艺评定工作的依据。首先应以《蒸汽锅炉安全技术监察规程》、《压力容器安全技术监察规程》、《电力工业 锅炉压力容器监察规程》DL612—1996、电力行业《焊接工艺评定规程》 DL/T 869—2004 等规程作为焊接工艺评定工作的主要依据,在 焊接工艺评定过程中还要始终严格执行其他各有关规程。其主要规程有:GB50236—98 和一些行业标准 JB4708—2000、电力行业《焊 接技术规程》 DL/T 868—2004 以及一些相关检验规程和其他焊接技术规程等,这些规程分别对焊接工艺评定工作都做了具体的要求,对 指导各企业正确实施焊接工艺评定起到了重要作用。 二、焊接工艺评定的适用范围 焊接工艺评定的适用范围是: (1)焊接工艺评定适用于锅炉、管道、压力容器和承重钢结构等钢制设备的制作、安装、检修的焊接工作以及焊工培训和焊工技术 考核,在这些工作实施前都要进行的焊接工艺评定,来确定所拟订的焊接工艺的正确性。 (2)焊接工艺评定适用于焊条电弧焊、钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊、药芯焊丝电弧焊、气焊、埋弧焊等焊接方法。 (3)从事制造、安装或检修工作的企业。 (4)焊接工艺评定是具有针对性的,各种产品的技术条件要求是不同的,如果产品是压力容器,则其工艺评定的试验结果应该符合 压力容器的技术条件标准的要求;如果产品是承重钢结构,则其工艺评定试验结果应该符合该承重钢结构的技术条件的标准要求等,焊接 工艺评定工作就是以满足产品的技术条件作为焊接工艺评定试验合格标准的首要要求, 三、焊接工艺评定特点 焊接工艺评定的特点是: (1)焊接工艺评定是解决任一钢材在具体条件下的焊接工艺问题,而不是选择最佳工艺参数,具有一定的范围,供大多数人接受。 (2)焊接工艺评定是解决在具体工艺条件下的使用性能问题,但不能解决消除应力、减少变形、防止焊接缺陷产生等涉及到的整体 质量问题。 (3)焊接工艺评定要以原材料的焊接性能为基础,通过焊接工艺评定可靠的技术条件试验,去指导生产,避免了把实际产品当试验 件的弊病。 (4)焊接工艺评定试验过程中应该排除人为因素,不要把焊接工艺评定与焊工技能评定混为一谈。主持焊接工艺评定工作的人员应 该有能力分辨出产生缺陷的原因是焊接工艺问题还是焊工的技能问题,如果是技能问题应通过焊工培训来解决。 (5)现有的焊接工艺评定规程所规定需要进行的试验,主要是焊接接头的常温力学试验。即通过了外观检验、无损检测和常温力学 试验,一般认为就通过了焊接工艺试验。对于电力行业高温、高压管道的新钢种这个结果是不完全可靠,还要考虑接头的高温持久试验、 蠕变试验、应力腐蚀等试验。 四、焊接工艺评定条件 (1)电力工业发电设备中需以焊接方法实现联接的任何钢材,均应进行焊接工艺评定。

      (2)评定前应了解其钢材的焊接性。钢材技术参数、焊接裂纹敏感性等。 (3)所有应用的各种焊接材料均应进行焊接工艺评定。 (5)所有应用的焊接方法均应进行焊接工艺评定。 (6)影响焊接接头力学性能的焊接条件和影响焊接线能量的工艺规范参数均应进行焊接工艺评定。 五、焊接工艺评定解决的问题 焊接工艺评定可以解决的问题是: (1)验证施焊单位是否具有焊接工艺评定的能力以及所拟定的焊接工艺方案是否正确,能否达到产品技术条件所要求的质量标准, 是焊接工艺实行的可靠依据。 (2)根据焊接工艺评定报告制订焊接作业指导书指导实际焊接工作。 六、焊接工艺评定的规定 (1)焊接工艺评定应以规程或技术标准的规定为依据进行。 (2)焊接工艺评定的钢材和所选定的焊接材料应有可靠的质量证明资料和焊接性评价资料。 (3)焊接工艺评定应在焊接性评价资料的基础上,制订评定工艺方案之后,于正式施焊产品之前所进行的工作。 (4)所用的设备、器具和测定仪器等应处于正常工作状态和检定周期内。 (5)焊接工艺评定试件的焊制,应由本单位技术熟练的焊工担任,并应进行测量记录。 (6)参与焊接工艺评定的人员其资质条件应符合有关规程的要求。 (7)工艺评定试验的合格标准应符合产品技术条件的规定。若产品技术条件没有规定合格标准,则试验包括力学试验、弯曲试验及 产品技术条件规定的其他试验,其合格标准按规程执行。 (8)焊接工艺评定全过程的技术资料积累,应完整齐全。 第三节、焊接工艺评定的程序 焊接工艺评定的程序是:编制和下达焊接工艺评定任务书—编制焊接工艺评定方案—焊制试件和检验试件—编制焊接工艺评定报 告—根据焊接工艺评定报告编制焊接作业指导书(或称焊接工艺卡) 一、编制和下达焊接工艺评定任务书 任务书的主要作用是下达评定任务,因此,其主要的内容应为:评定目的、评定指标、评定项目和承担评定任务的部门及人员的 资质条件等。 (一)评定指标的确定 根据规程和钢材的理论基础知识(焊接性)等,确定各项技术指标。按照《焊接工艺评定规程》 DL/T869 的规定,要求焊缝金属的 化学成分和力学性能(强度、塑性、韧性等指标)应与母材相当或不低于母材相应规定值的下限。 (二)评定项目的确定

      根据工程的实际工作情况要求,按规程适用范围做好项目的相关覆盖,确定好评定项目。 焊接工艺评定的项目确定应从以下几方面来考虑: 1.钢材 焊接工程应用的钢材品种和规格繁多,如每种均进行“评定”,不但复杂且数量很多,为减少评定数量,且又能取得可靠的工艺, 将钢材按其化学成分、冶金性能、焊后热处理条件、力学性能、规格、设计和使用条件等因素综合考虑.划分成类级别进行评定。按规程 要求可以进行替代覆盖。 (1) 钢材类级别划分 电力工业火力发电厂常用钢材按类级别划分,它们的划分方法是:按用途划分成 A、B、C 等三个类别,而级别则以力学性能、化学 成分和组织类型综合划分为 I、Ⅱ、Ⅲ三个级别。几个规程钢材类别划法已统一,具体是: 1)碳素钢及普通低合金钢为一类,代号为“A”。其级别为: 碳素钢(含碳量≤0.35%)代号为:A I。 普通低合金钢(6 s≤400MPa)代号为:AⅡ。 普通低合金钢(6 s400MPa)代号为 AⅢ。 2)热强钢及合金结构钢为一类,代号为“B”。其级别为: 珠光体钢代号为:B I 贝氏体钢代号为:BII 马氏体钢代号为:BⅢ 3)不锈钢为一类,代号为;“C”。其级别为: 马氏体不锈钢代号为:C I 铁素体不锈钢代号为:CⅡ 奥氏体不锈钢代号为:CⅢ (2)钢材类级别在“评定”中的基本规定 1)首次应用的钢材,必须进行“评定”。 2)“评定”用的钢材与实际(工程)应用的钢材应相同。 3)同类同级,但不同牌号钢材的“评定”工艺,可以相互替代。 4)同类别中,高级别钢材的“评定”工艺适用于低级别钢材,反之不可。 5)高类别“评定”合格的工艺,在一定条件下可以替代低类别钢材,但其工艺必须以代替钢材类级别的评定条件和工艺参数施焊,否 则不可。

      6)对 B 类马氏体钢和不锈钢,由于其合金含量比较前述钢材已经达到几倍关系,因此,简单的替代关系不再适用。 7)常用的国外钢材,根据化学成分按国内钢材类级划分,可与国内相应类级的钢材同等对待。划分不上的要进行工艺评定. (3)异种钢的划分 异种钢焊接接头的含义是: 异种钢焊接接头钢材组合基本上分为两大类:一类为金属组织类型相同化学成份不同,如低碳钢与低合金钢的焊接接头, 它们均属珠光体组织类型,且物理性能差别较小,仅是化学成分不同;另一类为金属组织类型和化学成分都不相同而物理性能差别 较大,如低合金珠光体钢与高合金马氏体钢或奥氏体不锈钢的焊接接头。 异种钢焊接接头的主要特征是:其形成的焊接接头存在着化学成分、金相组织、力学性能和焊接残余应力分布等的不均匀性,而焊 接过程就需针对这些问题,采取必要的工艺措施加以解决。 DL/T752-2001《火力发电厂异种钢焊接技术规程》中对异种钢接头是根据钢材供货金相组织形态划分的,以电力工业常用钢材及 其钢材组合形式,分为 3 类 6 组: 1)A 类异种钢接头 焊接接头一侧为奥氏体钢,另一侧为其它组织钢材。具体类型有:AM、AB、AP 等 3 组。 2)M 类异种钢接头 焊接接头的一侧为马氏体钢,另一侧为其它组织钢材,具体类型有:MB、MP 等 2 组。 3)B 类异种钢接头 焊接接头的一侧为贝氏体钢。另一侧为珠光体铜。具体类型有:BP 只一组。 2.评定试件厚度 (1)对接焊缝适用于焊件厚度 1)评定试件厚度为 1.5≤δ8(mm)时,适用于焊件厚度的范围规定是:下限值为 1.5mm,上限值为 2δ,且不大于 12mm。 2)评定试件厚度为 8≤δ≤40(mm)时,适用于焊件厚度的范围规定是:下限值 0.75 δ,上限值 1.5δ。评定试件当厚度大于 40mm, 上限值不限。 (2)角接焊缝适用于焊件厚度 已进行评定的角接接头厚度 δ,适用于焊件厚度的范围与对接接头厚度规定相同,但试件厚度按下列规定计算: 1)板一板角焊缝试件厚度为腹板的厚度。 2)管板角焊缝试件厚度为管壁厚度。 3)管座角焊缝试件厚度为支管壁厚度。 此外,埋弧焊双面焊、小径厚壁等要仔细查规程,按规程执行。

      3.焊接方法 各种焊接方法应单独“评定”,不得互相代替。 采取一种以上焊接方法组合形式的“评定”,其中每种焊接方法可单独“评定”,亦可组合“评定”。应用时每种焊接方法的焊缝金属厚度, 应在各自“评定”的适用范围内。例如:采用氩弧焊焊接根层(厚度 3mm),焊条电弧焊填充和盖面工艺(厚度共 8mm)进行焊接工艺评定(其 他条件)。这属于 2 种焊接方法组合评定。则评定合格的焊接工艺除组合工艺有效外,还适用于: (1)氩弧焊单独焊接 评定焊缝金属厚度为 3mm,其适用厚度范围为(1.5~6)mm。 (2)焊条电弧焊单独焊接 评定焊缝金属厚度为 8mm,其适用厚度范围为(6~12)mm。 上述 Ds/Ws 焊缝焊接工艺也可单独进行氩弧焊、焊条电弧焊焊接工艺评定合格后,组合使用。 气焊焊接方法的“评定”,适用于焊件的最大厚度与“评定”试件厚度相同。 4.试件的类型 (1)板状试件“评定”合格的工艺适用于管状试件,反之亦可。但要考虑各种焊接位置。例:板平立仰可以代替水平固定管,板垂直 可以代替垂直管。 (2)对接试件的“评定”,适用于角接试件。 (3)全焊透试件的“评定”,适用于非全焊透试件。 (4)板状角焊缝试件评定合格的焊接工艺,适用于管与板或管与管的角焊缝,反之亦可。 5.焊接材料 (1) 焊条、焊丝、焊剂等焊接材料,随着焊接过程的进行要熔化,并以填充金属形式熔入焊缝金属中,是焊缝金属的主要组成部 分,选定和改变它们对焊接接头的焊缝金属性能有极大影响,但是它们品种繁多,给“评定”带来很大困难。为减少评定数量,合理进行“评 定”,因此,焊接材料的选择与钢材的选用原则一样,按类级别划分,(规程有表可查)以利于“评定”工作进行。 (2) 对于国外的焊条、焊丝和焊剂,可在应用前查询有关资料或经试验验证,确认符合要求后方可使用。其化学成分、力学性能 与国内焊材表中某种相近。可划入相应类级别中,与国内焊材等同对待。未列入焊材表中的焊条、焊丝和焊剂,如化学成份、力学性能、 工艺特性与表中某种相近,可划入相应类级中,可以应用。不能划入者,应另行“评定”。 (3)各类别的焊条、焊丝应分别评定。同类别而不同级别者,高级别的评定可适用于低级别;在同级别焊条中,经酸性焊条评定者, 可免做碱性焊条评定。 (4)填充金属由实芯焊丝改变为药芯焊丝,或反之。 (5)改变可燃气体或保护气体种类, 取消背面保护气体。 (6)异种钢焊接的材料选择应该遵照 DL/T752 的规定原则 。 (7)对于国外材料,尤其是高合金钢用焊接材料,应该充分掌握该材料的基本性能,一些重要的与产品使用性能直接相关的指标应 该通过试验取得验证后才能使用。

      6.管子试件直径 一般规程中对管子直径的“评定”没有严格规定,电力工业中因各种管子规格繁多,考虑到工艺上差异较大故作出如下规定: (1)当“评定”试件管子外径 Do≤60mm、采用氩弧焊焊接方法时,其工艺适用于焊件管子的外径不规定。 2)其它管径的“评定”,适用于焊件管子外径的范围为:下限 0.5D0,上限不规定。 7.试件的焊接位置 电力工业针对行业特点,对“评定”的焊接位置和适用范围做了专门规定,(见规程上表)有如下情况时,还应遵循下列规定: (1)在立焊位中,当根层焊道从上向焊改为下向焊或反之,应重新评定。 (2)直径由≤60mm 管子的气焊、钨极氩弧焊,除对焊接工艺参数有特殊要求外,一般仅对水平管进 行“评定”,即可适用于焊件的 所有焊接位置。 (3)管子全位置自动焊时,必须采用管状试件进行“评定”,不可用板状试件“评定”替代。 8.预热与层间温度 评定试件预热温度超过拟订的参数时,应该重新评定: (1)评定试件预热温度降低超过 50℃; (2)有冲击韧性要求的焊件,层间温度提高超过 50℃。 9.焊后热处理 (1)中间需要进行检验和不能一次将试件焊完,要进行后热处理。 (2)焊后热处理和焊接操作完成间隔一定时间再焊后热处理的间隔时间应严格按照各类钢材的热处理规范要求进行并符合 DL/T 819 和 DL/T 868 的规定。 如 P91 马氏体钢要求焊接工作完成后,待焊缝冷却至 100℃后奥氏体全部转变为马氏体再升温进行焊后热处理。 10.焊接规范参数和操作技术 当焊接规范参数和操作技术出现变化时,应按其参数类型重新评定或变更工艺指导书。 (1)气焊时,火焰性质的改变; (2)自动焊时,改变导电咀到工件间的距离; (3)焊接速度变化范围比评定值大 10%; (4)从单面焊改变为双面焊 ; (5)从手工焊改为自动 (6)多道焊改变为单道焊, 等等。 可以根据以上几个方面要求或其它特殊条件综合考虑来如何确定焊接工艺评定的项目。

      二、编制焊接工艺评定方案 以低合金耐热钢 10CrMo910 Φ273×28 和 高合金耐热钢 P91 Φ325×30 钢为例介绍编制工艺评定方案的方法。 (1)编制工艺评定方案的基础要求 1)复核焊条、钢材材质单 复核焊条、钢材材质单,其技术指标应符合相关标准的规定,必要时进行化学成分、机械性能复验。 2)判断钢材焊接性 ①低合金耐热钢 10CrMo910 Φ273×28 的焊接性可以采用斜 Y 型焊接冷裂纹试验方法直接判断钢材焊接性,也可采用国际焊接协会 推荐的碳当量公式间接判断钢材焊接性。在有可靠的钢材焊接性评价资料的基础上,确认该钢材的焊接性能,以便确定焊接时的其他工艺 参数和预热、热处理规范。 国际焊接协会推荐的碳当量公式为: Cqe=CMn/6Si/6Cr/5Mo/5V/5Ni/15Cu/15 用碳当量公式来计算时,应以当次炉批号的材质单的化学成分来计算。 ②P91 高合金钢采用插销冷裂纹试验和斜 Y 型焊接冷裂纹试验判断钢材焊接性,确定焊接时的其他工艺参数。其碳当量公式不适合 P91 高合金耐热钢判断钢材的焊接性。 3)了解钢材焊接特点 了解钢材焊接特点,焊接时针对钢材焊接特点来确定工艺要求。 ①低合金耐热钢 10CrMo910 的焊接特点是:具有一定的淬硬倾向容易产生焊接冷裂纹。 ②高合金钢 P91 焊接特点是:容易产生焊接冷裂纹、焊缝韧性低、热影响区软化及Ⅳ型裂纹。 (2)工艺条件的确定 1)选择焊接材料和确定焊接方法。 ①低合金耐热钢 10CrMo910 一般焊丝选择 TIG-R40 ,焊条选择 E6015-B3 ;焊接方法选择氩弧焊打底其余焊条电弧焊。 ②高合金钢 P91 焊丝、焊条有很多国家生产,通过生产实际应用采用德国的蒂森焊丝、焊条效果很好;焊接方法选择氩弧焊打底其 余焊条电弧焊。 2)设计接头型式、坡口尺寸。 接头型式和坡口尺寸的设计原则是:在保证融合良好的情况下,填充金属越少越好。一般采用双 V 型或综合型。 3)确定焊接线能量和其它焊接参数。 焊接线能量:由焊接能源输入给单位长度焊缝上热能称为焊接线能量。主要参数有:焊接电压 U;焊接电流 I 和焊接速度 V。 焊接线能量与焊接方法有关,焊接方法不同焊接线能量大小不同,氩弧焊小,次之焊条电弧焊,埋弧焊最大。焊接线能量影响焊接 头的冲击韧性。

      在工艺评定中如何确定焊接线能量,我们可以根据焊接 CCT 曲线合理都推断出最佳焊接线能量也就是最佳的焊接工艺参数,通过 CCT 曲线,如果提高焊接热输入量,加大焊接线 的冷却时间可以提高接头的抗冷裂性,但对于某些合金 钢,过高的热输入量可明显降低接头的冲击韧性、强度、硬度和蠕变强度。 ①以 10CrMo910 钢为例,根据其化学成分可以估算出其碳当量,焊接性较差,在一定的应力下容易产生冷裂纹。 对 10CrMo910 钢我们希望得到的组织为贝氏体加少量马氏体。在 10CrMo910 钢 CCT 曲线上可以看到,符合这一条件的冷却曲线 秒之间,此时出现的贝氏体含量 10%到 98%,其余为马氏体组织。冷却速度过快, t8/5 时间过短,容易形成过多的马氏体组织,应力大,容易产生焊接裂纹;其热影响区硬度值在此区间内为 380HV~420HV.金相组织比较均 匀细小,综合性能较好,则我们可以根据相关的线算图上求得 Emax=46KJ/cm, Emin=14KJ/cm。 根据实际焊接情况: 水平固定焊接选用 E=33KJ/cm 垂直固定焊接选用 E=22KJ/cm。 评定时,水平固定焊接选用 Emax=38KJ/cm, Emin=30KJ/cm 垂直固定焊接选用 Emax=25KJ/cm, Emin=20KJ/cm 在评定时,Emax 和 Emin 合格,在这个范围之内就合格。 根据 E=IU/V 公式,再计算焊接速度, V=IU/E U:焊接电压 I:焊接电流 保证焊接质量金属融化(根据焊条直径选择) 我们能计算出最慢的速度和最快的速度。 V:焊接速度等于焊接长度/焊接时间,它是控制焊接线能量关键指标,用焊接的长度长短来控制焊接每一层的焊缝厚度,焊接长度 愈短,焊缝愈厚,焊接线能量就大。反之,焊接长度愈长,焊缝愈薄,焊接线能量就小。所以,用焊接速度——焊接长度——焊缝厚度来 控制焊接线能量具有可操作性,要求每位焊接工程师在进行焊接工艺评定方案时,给出焊接每一层或每一道的焊缝厚度,新的焊接工艺规 程在工艺参数上就是这样规定的, ② P91 等高合金钢更要严加控制焊接线 钢工艺规范范围,必须采用小焊接线能量才能保证冲击韧性。 4)确定焊接规范参数: ①焊道和焊层的确定。 10CrMo910 钢壁厚 28mm,大约要焊接 7~8 层左右,对于 P91 钢大约焊接 9 层。 ②焊接电流、焊接电压确定。焊接电流大小保证熔合良好,不产生未焊透,未熔合,夹渣等缺陷。 ③焊接速度即单层焊道厚度的确定。 焊接工程师最后给到焊工应该是给到一根焊条焊接的长度,做试验来确定。一根焊条焊接的长,线能量就小,一根焊条焊接的短, 线)确定焊接位置。板可以代替管,管可以代替板。 6)确定焊接过程保护方式。 10CrMo910 钢不用内壁充氩。

      7)操作技术施焊过程的要求。 8)预热、层间温度、后热和焊后热处理规范及要求。 预热温度的确定可以根据: ①被焊钢材的含碳量和合金含量 ②焊件的结构形状和接头的拘束度 ③焊接材料的扩散氢含量 ④焊件和周围的环境温度 ⑤其中理论公式有日本有伊藤公式,它与碳当量、扩散氢含量和壁厚有关。 Pw=PcmH/60δ/600 Pcm=CMn/20Si/30Cr/20Mo/15V/10Cu/205B (%) H:扩散氢含量,低氢型焊条大约 3ml/100g δ:壁厚 层间温度不应高出预热温度。层间温度直接影响冲击韧性。 焊后热处理规范也可以参照厂家提供的资料和规程规定。 P91 钢焊接完成后,要进行后热处理。 通常焊接低合金热强钢充分注意了预热温度和层间温度不得低于工艺评定规定的温度,但对其上限一般未予充分的注意和限制,认 为预热温度和层间温度高一些对防止裂纹会更安全些。但是,预热温度和层间温度高增加了 1100 度粗晶区的停留时间,降低接头的冲击 韧性。对于 P91 这类新型热强钢来说应必须严格限制其预热温度和层间温度不能超过工艺评定规定的温度,过高的预热温度和层间温度不 仅对防止裂纹来说没有必要,反而有可能使焊缝韧性和接头蠕变强度达不到要求。 这就需要我们焊接工程技术人员制定焊接工艺评定方案时要充分注意到与以往常规不相同的这一点。 (3)试件的检验项目要求 以任务书的评定目的为准,以使用条件应达到的标准来确定检验项目,一般均强调进行力学性能试验。电力工业针对发电设备的工 况条件对检验项目做出了具体规定。 (4)资质 参与编制、审核和批准工艺方案的人员资质条件,必须与规程规定相符。 三、焊制试件和试件检验 (1)焊制试件必须在有效的监督下,严格按工艺评定方案的要求及规定进行。 (2)施焊过程中对每一步骤都应有专人认真记录,应配备能保存记录数据的参数记录仪记录,记录要妥善保存,以备审定。

      (3)检验项目必须齐全,按有关规程要求进行。 主要检验项目有: 1)焊缝外观检查 焊缝金属的余高不应低于母材,咬边的深度和长度不超过标准,焊缝表面没有裂纹、未熔合、夹渣、弧坑和气孔。 2)焊缝的无损探伤检查: 管状试件的射线 的规定进行,焊缝质量不低于Ⅱ级标准。 无损探伤检验与焊接接头力学性能是没有关联的,但“评定”中对焊接缺陷状况的了解却很必要,同时也考虑到在切取试片时应予避 开,为此列入检验项目中是应该的。而断口检查主要目的是检查焊缝金属断面宏观焊接缺陷,属于焊工操作技能测定范围,不能直接用于 测定力学性能,故取消。 3)拉伸试验 (尺寸试样) ①试样的余高以机械方法去除,与母材平齐。 ②试件的厚度:厚度小于 30mm 时可用全厚度试件,厚度大于 30mm 时可加工成两片或多片试样。 ③每个试样的抗拉强度不低于母材的下限。 ④异种钢试样的抗拉强度不低于较低一侧母材下限。 ⑤两片或多片试样进行拉伸试验,每组试样的平均值不超过母材规定值的下限。 4)弯曲试验 ①弯曲试样可分为横向面弯(背),纵向面弯(背),横向侧弯。 ②T 小于 10 时, T=t;T 大于 t 时, t=10。试样的宽度:40、20、10(单位:mm)。 ③试样的余高以机械方法去除,保持母材原始表面,咬边和焊根缺口不允许去除。 ④横向侧弯表面存在缺陷应以较严重一测为拉伸面。 ⑤影响弯曲试验的三个主要因素是:试样的宽与厚之比、弯曲角度和弯轴直径。SD340-89 规程的弯曲试验方法和相关的规定未与 材料本身延伸率相对应,因此,试样弯曲外表面伸长程度对部分钢材已超过了伸长率规定的下限值,故不尽合理。 为使弯曲试验对塑性测定更趋于合理,新规程做了如下规定:弯曲试验方法按 GB/T232 金属弯曲试验方法进行。 弯曲试验条件规定为: 试样厚度≤10,弯轴直径(D)4t。支座间距(Lmm)6t3,弯曲角度 180 度。 对于标准和技术条件规定延伸率下限值小于 20%的钢材,若弯曲试验不合格,而实测值延伸率20%,则允许加大弯轴直径进行试 验,弯曲到规定角度后,每片试样的拉伸面上,在焊缝和热影响区内任何方向上都不得有长度超过 3mm 的开裂缺陷,棱角上的裂纹除外, 但由于夹渣缺陷所造成的开裂应计入。 5)冲击试验

      对承压、承重部件只要具备做冲击试样条件者,均应进行冲试验,因此,当满足下列条件时要做: ①当焊件厚度如不足取样(5×10×55mm)时,则可不做。 ②当焊件厚度≥16mm 时,需做冲击试验, 10×10×55mm. ③评定合格标准:三个试样平均值不应低于相关技术文件规定的下限,其中一个不得低于规定值的 70%。 6)金相检验 管板角接,同一切口不得有两个检验面。 7)硬度试验 焊缝和热影响区的 硬度不应低于硬度值的 90%,不超过母材布氏硬度加 100HB,且不超过下列规定: 合金总含量小于 3%时,硬度小于等于 270HB 合金总含量等于 3~10 时,硬度小于等于 300HB 合金总含量大于 10 时, 硬度小于等于 350HB

      P91 钢 220~240 为最佳 (4)以上试样的制备、切取和评定按有关标准进行。 (5)检验后必须由具备相应资质条件的人员出具正式报告。 (6)检验程序和要求必须符合规程规定。四、编制焊接工艺评定报告 焊接工艺评定报告是其企业技术储备的重要资料。这些技术储备重要资料要以技术档案资料方式保存在企业的档案之内。当单位预 计或遇到需要完成的焊接工程时,应该首先从自己的技术档案查询。如果没有这一工程任务所必须具备的焊接工艺评定文件,或虽然有近 似的焊接工艺评定文件,然而根据本标准发现其适用范围与将面临的焊接工程不符合/或不可覆盖,单位应该安排进行焊接工艺评定工作。 焊接工艺评定报告是工艺评定最后的成果,是评定全过程的总结,是焊接技术文件的重要组成部分,是指导焊接工作的基本文件。 根据试件焊制时的各项数据和检验的各项原始报告和记录,由负责评定工作的焊接工程师做出综合评定结论并填写 《焊接工艺评定报告》 。 焊接工艺评定报告必须以认真、严肃的态度进行编制,内容应全面和完整,结论应准确、可靠,不得任意编造、弄虚作假,综合评 定结论是工艺评定过程所取得的各项数据的汇总和对评定的总体评价以及指导焊接工作的依据,因此,编写综合评定结论时,必须通过对 评定各环节所积累的数据和资料进行认真分析、归纳和总结,提出满足使用条件要求的各项工艺数据和相应条件。 完成评定后资料应汇总,评定资料应建档保存。 焊接工艺评定审查报告焊接工艺评定报告编制之后,应进行审核,除自己初审之外还应组织专门审核会,对全部资料、评定试件、评定 试样、评定结论进行审查,还要编制审查工艺评定报告,批准后方可应用于实际焊接工作中。 评定审查报告应包括的内容: 审查范围和项目、审查过程情况、审查的依据、要点和结论。 完整的焊接工艺评定资料应包括:评定任务下达指令书、评定任务书、评定编号法、焊接性评价资料(或焊接工艺设计资料)、评 定工艺方案、焊制试件过程的详细记录、评定各项检查、检验和试验的原始报告、评定工艺报告、评定审查报告等。

      五、根据焊接工艺评定报告编制焊接作业指导书 焊接作业指导书是指导实际焊接工作的文件之一,是焊工实际施焊时不可缺少的技术依据,结合施焊工程或焊工培训需要,按工程 或培训项目,分项编制《焊接工艺指导书》。对于受监督的重要焊接结构,每一份焊接工艺指导书必须有相应的焊接工艺评定报告作为支 持,根据已评定合格的焊接工艺评定报告来编制焊接工艺指导书。 编写方法和注意的问题: (1)应以焊接工艺评定资料为依据,以实际施焊项目需要为目的进行编制。 (2)编制中可根据一份评定报告编制多份作业指导书,也可以根据多份评定报告编制一份作业指导书,视具体需要确定。 (3)焊接作业指导书应按部件类型、项目、规格、焊接位置等编写,应简捷明了,不宜过繁。 (4)《焊接工艺指导书》的编制,必须由应用部门焊接专业工程师主持进行。焊接作业指导书仅限于编制部门应用,其它单位如 需用时,应根据本单位具体情况重新编写,不得直接引用。 (5)《焊接工艺指导书》应在工程施焊或焊工培训考核之前发给焊工,并进行详细技术交底。以要求其在实际工作中认真执行。

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