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對NB/T470714—2011《承壓設(shè)備焊接工藝評定》若干問題的看法

發(fā)布時間：2018-01-12  點擊次數(shù)：人次  分享：

技術(shù)標準與研究報告不同，標準是參與各方協(xié)調(diào)的產(chǎn)物。焊接工藝評定標準不僅要保證承壓設(shè)備的安全性、質(zhì)量的可靠性，還要能夠適應(yīng)國內(nèi)企業(yè)工業(yè)化大生產(chǎn)現(xiàn)實。標準一旦頒布實施，不管各方有什么看法，都必須共同遵守，不能固執(zhí)自信，按自己的意見去執(zhí)行。由于各人的經(jīng)歷與知識方面的差異，對標準條文可能有不同理解，屬正?，F(xiàn)象，但最終解釋權(quán)歸屬全國鍋爐壓力容器標準化技術(shù)委員會（SAC/TC262）。

標準沒有必要也不可能對其范圍內(nèi)的所有方面做出詳細規(guī)定，全國鍋爐壓力容器標準化技術(shù)委員會針對某具體產(chǎn)品或條文進行解釋、回復(fù)，可以視為是一個補充，且具有與標準相同的效力。標準的使用單位也可以參照國內(nèi)外標準或?qū)嵺`經(jīng)驗或試驗研究，編制企業(yè)標準作為標準的補充，但技術(shù)要求不得低于國家或行業(yè)標準。

標準是一個整體，應(yīng)從標準全局出發(fā)，掌握標準中的某一條款。例如NB/T47014若干條款中都有“不需要重新評定焊接工藝”的條文。究竟是否需要重新評定焊接工藝，還得遵守其6.1條各種焊接方法的通用評定規(guī)則和其6.2條各種焊接方法專用的評定規(guī)則等綜合確定。

承壓設(shè)備焊接工藝評定若干問題的理解

（一）很多鋼廠在推廣介紹鋼材時，都強調(diào)用某種焊接方法按NB/T47014規(guī)定進行了焊接工藝評定，來證明鋼材焊接性能良好。筆者對上述做法的理解：鋼廠進行了所謂的焊接工藝評定，而證明鋼材完全可以滿足承壓設(shè)備的規(guī)定，這完全是概念性錯誤，誤導(dǎo)了鋼材使用單位。承壓設(shè)備焊接工藝評定標準NB/T47014，僅是產(chǎn)品施焊前的驗證性試驗。

對于鋼廠來講，既沒有具體承壓設(shè)備產(chǎn)品，也不知道設(shè)計要求，更不了解制造工藝，究竟依據(jù)哪個生產(chǎn)過程擬定焊接工藝進行評定呢？鋼廠所出示的焊接工藝評定，實際上是一次“焊接工藝試驗”，其結(jié)果只能表明使用某種焊接方法，在某種焊接工藝參數(shù)條件下，焊出的試件焊接接頭的拉伸、彎曲和沖擊韌性，卻不能說明鋼材的焊接性及其對焊接的適應(yīng)性。

比如07MnMoVR鋼屬于高強度高韌性低裂紋敏感性鋼，焊接時甚至不用預(yù)熱都不會產(chǎn)生裂紋，當用焊條電弧焊，線能量不超過40kJ/cm時，焊接性能非常好，焊接熱影響區(qū)沖擊韌性也很高。但當采用埋弧焊等大線能量焊接方法施焊時就容易產(chǎn)生再熱裂紋，焊后熱處理溫度超過600℃也容易產(chǎn)生再熱裂紋。

當鋼廠只出示使用焊條電弧焊，不經(jīng)焊后熱處理的焊接試件力學(xué)性能試驗報告，代替鋼材的焊接性去推廣介紹07MnMoVR，用以證明07MnMoVR鋼的焊接性能優(yōu)越性，豈不是誤導(dǎo)使用單位，是十分有害的。NB/T47014—2011中4.2條指出金屬材料的焊接性能是焊接工藝評定的基礎(chǔ)，筆者認為國內(nèi)鋼材（鋼板、管材及鍛件）生產(chǎn)企業(yè)，還沒有從鋼材的焊接性出發(fā)研究改進冶煉、軋制技術(shù)生產(chǎn)鋼材。

不少鋼材生產(chǎn)廠缺少焊接技術(shù)人員，缺乏必要的焊接性研究裝置，不花力氣研究鋼材對焊接的適應(yīng)性，使鋼材不僅有良好的工藝焊接性，還有滿意的使用性能。而是用簡單的焊條電弧焊方法，挑選較佳的焊接工藝參數(shù)焊接試件并提供焊接接頭的力學(xué)性能數(shù)據(jù)，來代替鋼材焊接性是造成誤導(dǎo)消費者的根本原因。

（二）針對NB/T47014—2011第6.1.2.2條組別評定規(guī)則（螺柱焊、摩擦焊除外）同類別下對母材評定規(guī)則是否進一步限制，即與其6.1.2.1條是“和”的關(guān)系還是“或”的關(guān)系。舉例：當對熱影響區(qū)規(guī)定沖擊試驗時，其他條件（焊材、工藝參數(shù)、熱處理等）相同時：

(1) 12CrlMoVR（Fe-4-2）與Q345R（Fe-1-2）評定合格，是否適用15CrMoR（Fe-4-1）與Q354R（Fe-1-2）之間焊焊接；

(2) 12CrlMoVR（Fe-4-2）與Q345R（Fe-1-2）評定合格，是否適用12CrlMoVR（Fe-4-2）與Q245R（Fe-1-1）之間焊接。

筆者理解：第6.1.2.1條規(guī)定的是母材類別的評定規(guī)則；6.1.2.2條規(guī)定的是母材組別的評定規(guī)則，在執(zhí)行NB/T47014時，這兩條規(guī)則都要遵守。當重要因素、補加因素不變時12CrlMoVR與Q345R評定合格的焊接工藝，適用于15CrMoR與Q345R之間焊接，同樣12CrlMoVR與Q345R評定合格的焊接工藝，適用于12CrlMoVR與Q245R之間焊接。

（三）針對某廠已經(jīng)用J507焊條焊接Q345R+Q245R對接焊縫試件，評定焊接工藝合格（項目代號PQR1401），如果改用J427焊條，PQR1401能否適用于施焊Q345R+Q245R焊件的問題。

筆者理解：不能適用。這是因為改用J427焊條，則符合6.1.3.1條a）變更填充金屬類別號，需要重新進行焊接工藝評定的規(guī)定。有人認為Q345R+Q245R既可以使用J507（FeT-1-2）焊條，亦可以使用J427（FeT-1-1）焊條，因此使用J507焊條焊接Q345R+Q245R試件，評定出合格的焊接工藝，后改用J427J焊條雖然變更焊條類別，其余焊接工藝參數(shù)仍可以適用于Q345R+Q245R焊件。

我們不同意這種看法。焊接工藝評定的目的是指使焊接接頭的力學(xué)性能（拉伸、彎曲、沖擊）符合規(guī)定的要求。當用低強度級別的J427焊條替代J507焊條時，焊縫金屬沖擊韌性有可能變差，所以要重新評定焊接工藝，掌握焊接接頭的力學(xué)性能。

（四）Q345R對接焊縫試件焊接工藝評定合格后，當焊接Q245R焊件時，是否還需要進行焊接工藝評定。筆者理解：根據(jù)NB/T47014—2011中6.1.2.2條a）與d）的規(guī)定，Q345R對接焊縫試件評定合格的焊接工藝，適用于Q245R焊件。應(yīng)當注意的是標準中是講的“評定合格的焊接工藝”適用，也就是重要因素與補加因素不能變更，填充金屬類別也不能變更。簡單講，對于所提問題按6.1.2.2條a）、d）規(guī)定，不要求重新評定；按6.1.3.1條a）規(guī)定因為不變更填充金屬類別，也不要求重新評定。標準本身沒有矛盾。

（五）某廠已有用J507焊條焊接Q345R對接焊縫的焊接工藝評定合格項目（代號為PQR1402）?，F(xiàn)要用J427焊條施焊Q345R+Q245R焊件，按NB/T47014中6.1.2.2條d）規(guī)定，可以使用PQR1402評定合格的焊接工藝，這樣做是否符合NB/T47014的規(guī)定。

筆者理解：不符合NB/T47014的規(guī)定。6.1.2.2條d）雖然有“組別號為Fe-1-2的母材評定合格的焊接工藝，適用于組別號為Fe-1-1的母材”條文，但6.1.3.1中還有“變更填充金屬類別號”的條文，所以改用J427焊條，施焊Q345R+Q245R焊件需要新評定焊接工藝。有人認為使用J427焊條施焊Q345R+Q245R已經(jīng)實踐證明是可以焊接的，為什么還要進行工藝評定呢？筆者經(jīng)驗或別人實踐證明是可以焊接的，并不代表了已經(jīng)掌握了在某種工藝條件下焊接接頭的力學(xué)性能數(shù)據(jù)。“可以焊接”與“掌握了焊接接頭的力學(xué)性能”是兩個概念，前者是母材的“焊接性能”而后者則是“焊接工藝評定”，當掌握了母材焊接性能時，并不代表掌握了在某種焊接工藝參數(shù)條件下焊接接頭拉伸、彎曲與沖擊韌性等力學(xué)性能[3]，所以要重新進行焊接工藝評定。

（六） 當熱影響區(qū)未規(guī)定沖擊試驗時，20MnMo（Fe-3-2）與20MnMo（Fe-3-2）評定合格的焊接工藝，根據(jù)6.1.2.1條b）款，可以用于20MnMo（Fe-3-2）與Q345（Fe-1-2），但如果熱影響區(qū)規(guī)定進行沖擊試驗時，則不能用于20MnMo與Q345R，這樣理解是否正確。

因為當規(guī)定進行熱影響區(qū)沖擊試驗時，組別變?yōu)楦郊又匾蛩?。筆者認為：不能這樣理解。NB/T47008—2010《承壓設(shè)備用碳素鋼和合金鋼鍛件》中規(guī)定20MnMo要進行沖擊試驗，根據(jù)原勞動部鍋爐壓力容器安全監(jiān)察局勞鍋局字[1993]13號文的要求，焊接工藝評定也要求對20MnMo的熱影響區(qū)進行沖擊試驗。

所以，所提出命題假設(shè)不正確。再者，NB/T47014雖然參照采用了ASMEIX，但NB/T47014中表1內(nèi)鋼材組別劃分原則與ASMEIX完全不同。在ASMEIX中組別劃分依據(jù)是沖擊韌性要求，而NB/T47014中Fe-1、Fe-3類母材組別是按照強度級別劃分。在NB/T47014中組別號變更不會是補加因素。按NB/T47014中6.1.2.1條b）、c）規(guī)定20MnMo與20MnMo評定合格的焊接工藝，當其他重要因素、補加因素不變時，適用于20MnMo與Q345R之間焊接。

（七） NB/T47014第6.1.5.3條表9中不等厚對接焊縫焊件，用等厚對接焊縫試件來評定，那么厚邊母材厚度上限不限。但有專家認為應(yīng)和表7聯(lián)合使用，“不限”不是無限定即上限應(yīng)為200mm，大于150mm情況應(yīng)按表7要求上限為1.33T。針對表９中所述“厚邊母材不限”是否有上限規(guī)定。筆者認為：當產(chǎn)品焊件為不等厚對接焊縫，則用等厚的對接焊縫試件來評定，適用于焊件母材厚度的有效范圍NB/T47014表９的規(guī)定。如圖1中，當試件厚件為38mm時，評定合格的焊接工藝適用于焊件母材最小厚度為16mm，母材最大厚度為500mm。

（八） 采用SMAW焊接方法焊接厚度為40mm的Q345R平板對接焊縫試件，是否需要作焊前預(yù)熱，如果需要預(yù)熱，其焊接工藝評定適用范圍如何確定。筆者理解：試件的預(yù)熱溫度可參照NB/T47015—2011《壓力容器焊接規(guī)程》標準，還應(yīng)當考慮焊接環(huán)境溫度。在NB/T47014表６中規(guī)定，當焊條電弧焊時“預(yù)熱溫度比已評定合格值降低50℃以上”則作為重要因素，需要重新評定焊接工藝。

（九）對于不等厚母材對接焊縫焊件，如何正確進行焊接工藝評定，是采用能夠覆蓋不等厚母材焊件的等厚母材對接焊縫試件來評定（不等厚焊件焊接接頭厚度按GB/T150.4—2011中6.2.1條款，或按NB/T47015—2011中的4.6.2條款確定），還是采用分別能覆蓋薄邊和厚邊的兩個等厚對接焊縫試件來評定。筆者理解：承壓設(shè)備焊接工藝評定是評定焊縫的焊接工藝，焊接工藝正確與否的標志是焊接接頭的力學(xué)性能。

焊接工藝評定試件分類對象是焊縫而不是焊接接頭。所說的兩種方法都可以使用，當用一個等厚試件不能覆蓋不等厚焊件兩邊母材厚度時，則需要用兩個不同厚度的等厚試件，分別能夠覆蓋薄邊和厚邊，但要注意兩個問題：（1）GB154.4—2011中6.2.1條款規(guī)定與本題無關(guān)；NB/T47015—2011中的4.6.2.5條規(guī)定的焊后熱處理厚度（δpwHT）也與焊接工藝評定的母材厚度覆蓋無關(guān)；

（2）采用第二種方法進行焊接工藝評定合格后，當編制用于焊件的焊接工藝規(guī)程（WPS）時，應(yīng)取自兩份焊接工藝評定報告（PQR）中重要因素和補加因素的共同部分。不等厚母材對接焊縫焊件焊接接頭的性能是由焊接接頭的焊接工藝決定的，既然該焊接工藝已經(jīng)能覆蓋這兩個厚度的焊接工藝評定所證明，能符合NB/T47014的規(guī)定，這就是依據(jù)。

（十）受壓元件之間雙面焊的定位焊縫（通常原定位焊縫均被清除掉），以及銘牌座與殼體之間的定位焊縫，是否需要作焊接工藝評定，如果需要則與NB/T47015—2011中3.4.1條c）、GB150.4—2011及“固容規(guī)”的有關(guān)規(guī)定不一致。筆者理解：受壓元件的定位焊縫、與受壓元件相焊的定位焊縫（不管熔入或不熔入永久焊縫內(nèi)）都需按NB/T47014評定合格。這在NB/T47015—2011中3.4.1條c）、GB150.4—2011中7.2.1、TSGR0004—2009中4.2.1（1）中都有“與受壓元件相焊的焊縫”應(yīng)經(jīng)焊接工藝評定的條文，定位焊縫都與受壓元件相焊，當然要遵守上列安全技術(shù)規(guī)范與標準的規(guī)定。NB/T47015的規(guī)定與GB150.4及“固容規(guī)”完全一致。

（十一） T=18mm的Q345R焊接工藝評定試件，經(jīng)正火加回火處理后其覆蓋焊件的厚度范圍。筆者認為：按NB/T47014—2011表10的規(guī)定，T=18mm的Q345R試件經(jīng)正火+回火處理后，適用于焊件母材的最大厚度為18mm×1.1=20mm，最小厚度為5mm；適用于焊件焊縫金屬最大厚度為36mm，最小厚度不限。

（十二） 焊后熱處理的焊接工藝評定報告中，焊后熱處理的溫度是一個定值，用到實際生產(chǎn)的產(chǎn)品中的焊后熱處理工藝溫度是寫范圍還是寫定值。筆者認為：NB/T47015—2011規(guī)定，焊后熱處理“在保溫溫度時，除另有規(guī)定外，各測溫點的溫度允許在熱處理工藝規(guī)定溫度的±20℃內(nèi)波動，如Q345R焊接工藝評定報告焊后熱處理溫度為620℃，當用于實際生產(chǎn)的產(chǎn)品中焊件焊后熱處理工藝溫度范圍允許在600℃~640℃范圍內(nèi)。

（十三）針對是否可以用時間長的焊后熱處理工藝評定覆蓋時間短的焊件的問題。筆者認為：嚴格來講應(yīng)當這樣提出問題，即其他重要因素、補加因素不變，當焊后熱處理時，是否可以將保溫時間長的焊接工藝評定合格項目用于保溫時間短的產(chǎn)品焊件。關(guān)于焊后熱處理保溫時間的覆蓋范圍，應(yīng)按NB/T47014中6.1.4.2條執(zhí)行，即試件的焊后熱處理應(yīng)與焊件在制造過程中焊后熱處理基本相同，低于下轉(zhuǎn)變溫度進行焊后熱處理時，試件保溫時間不得少于焊件在制造過程中累計時間的80%。在NB/T47014中，沒有“用時間長的焊后熱處理工藝評定覆蓋時間短的焊件”的規(guī)定。

（十四）板厚為≤6mm組合評定的對接焊縫試件，一定要作側(cè)彎試驗？筆者認為不應(yīng)進行側(cè)彎試驗，因為NB/T47014—2011中6.4.1.6.2條b）已明確規(guī)定取側(cè)彎試樣的前提條件是T≥10mm、板厚＜10mm的只能取橫向彎曲。筆者認為：在NB/T47014—2011表11的注釋3）指出：當試件厚度T≥10mm時，可以用4個側(cè)彎試樣代替2個面彎和2個背彎試樣。組合評定時，應(yīng)進行側(cè)彎試驗，并在圖9中規(guī)定了橫向側(cè)彎樣圖。

對于組合試件，為了考核不同焊接方法與不同焊接工藝的焊縫之間熔合情況，規(guī)定進行側(cè)彎試驗是必要的。圖9只規(guī)定了大量使用的典型側(cè)彎試樣，6.4.1.6.2條b）并沒有“明確規(guī)定取側(cè)彎試樣的前提條件是T≥10mm，板厚＜10mm的只能去橫向彎曲?！碑擳＜10mm需要進行側(cè)彎曲試驗時，可按NB/T47014—2011表7規(guī)定，在1.5mm~10mm范圍內(nèi)選用試件厚度，適用焊件母材厚度的有效范圍為1.5~2T；或者按GB232《金屬彎曲試驗方法》、GB/T2653《焊接接頭彎曲及壓扁試驗方法》及NB/T47014的基本原則，自己設(shè)計彎曲試樣，可以將側(cè)彎試樣并列同時進行彎曲試驗。

（十五） 在無輥筒彎曲裝置的情況下，做不銹鋼與碳鋼焊接工藝評定彎曲試驗時，應(yīng)當做縱向彎曲還是橫向彎曲更為合理。筆者認為：焊接工藝評定試件的縱向彎曲與橫向彎曲是等同的。當試件焊縫兩側(cè)的母材之間、或焊縫金屬和母材之間的彎曲性能有顯著差別時，可以用縱向彎曲試驗代替橫向彎曲試驗。無論是縱向彎曲還是橫向彎曲，試樣在彎曲試驗前、后，試樣的焊縫中心應(yīng)對準彎心軸線，才算正確。

（十六）焊接工藝規(guī)程（WPS）和焊接作業(yè)指導(dǎo)書（WWI）的區(qū)別，操作人員依據(jù)是WPS還是WWI。筆者認為：在NB/T47014—2011中“3術(shù)語與定義”中已給“焊接工藝規(guī)程（WPS）”和“焊接作業(yè)指導(dǎo)書（WWI）”下了明確定義，在附錄A中明確表示生產(chǎn)實施中依據(jù)WPS或WWI，這不是個人的意見，而是開會討論最后統(tǒng)一的意見。早在GB/T3375—94《焊接術(shù)語》中就給“焊接工藝規(guī)程（WPS）”下了定義：制造焊件所有關(guān)的加工和實踐要求的細則文件，可保證熟練焊工或操作工操作時質(zhì)量的再現(xiàn)性。這個定義在焊接界影響很深，普遍使用。

國內(nèi)標準中最早在GB/T19866—2005/ISO15607:2003出現(xiàn)了“工作指令（workinstruction）”術(shù)語，其定義為：“適合在車間直接使用，經(jīng)過簡化的焊接工藝規(guī)程。”為了掌握“工作指令”內(nèi)涵，曾多次深入詢問過資深專業(yè)翻譯，并要求在中國焊件制造企業(yè)中找出與“工作指令”相當?shù)哪撤N工藝文件，但都失望了。TSGR0004—2009中出現(xiàn)了“焊接作業(yè)指導(dǎo)書”術(shù)語，但無官方解釋。TSGR0004—2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》釋義中說明抄摘如下“焊接作業(yè)指導(dǎo)書即與制造焊件有關(guān)的加工和操作細則性作業(yè)文件。焊工在施焊時使用的作業(yè)指導(dǎo)書，可保證施工時質(zhì)量的再現(xiàn)性。英文：weldingworkinstruction，簡寫WWI或者WI。

以前成為焊接工藝卡、焊接工藝規(guī)程等”[4]。在編制NB/T47014—2011時，就出現(xiàn)了兩個問題：其一，焊接工藝評定時的WPS與焊件產(chǎn)品制造的WPS如何區(qū)分；其二，WPS與WWI如何區(qū)分，有關(guān)各方經(jīng)過慎重的、科學(xué)的、深入的討論統(tǒng)一了意見：分別給PWPS、WPS、WWI作出定義，刊印在NB/T47014正文中，評定時的WPS變?yōu)镻WPS，產(chǎn)品焊件使用WPS；焊接產(chǎn)品時使用WPS或WWI。以上說明可見，WPS與WWI的定義實質(zhì)上相同，WWI的定義與“固容規(guī)”釋義中的說明也高度相近。有人認為，“WWI是通用的操作細則性文件”、是“指導(dǎo)焊件在制作過程中應(yīng)遵守的工藝守則，不涉及產(chǎn)品，是通用的工藝文件”、“操作者根據(jù)WWI無法實施?！边@都是違背事實的斷言，沒有依據(jù)。

（十七） 預(yù)焊接工藝規(guī)程中的批準日期，是擬制時，即焊接試件前的日期，還是評定合格后的日期。筆者認為：預(yù)焊接工藝規(guī)程的批準日期，就是NB/T47014表F.1中最后一行日期，是編制預(yù)焊接工藝規(guī)程的批準日期。

三、結(jié)束語

1）鋼材的焊接性是綜合性焊接系統(tǒng)試驗，涉及面很廣，鋼廠的焊接工藝評定只是一次“焊接工藝試驗”，不能證明鋼材焊接性良好。

2）對接焊縫和角焊縫的焊接工藝評定在NB/T47014標準中細分為若干條評定規(guī)則，其適用于焊件的范圍應(yīng)按標準一一對應(yīng)，需全部覆蓋，缺一不可。

3）當組合評定對接焊縫試件較薄時，也應(yīng)進行側(cè)彎試驗。焊接工藝評定中縱向彎曲與橫向彎曲試驗是等同的。

4）焊接工藝規(guī)程（WPS）與焊接作業(yè)指導(dǎo)書（WWI）實質(zhì)上是相同的。

文章摘自：焊接技術(shù)

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