NBT47014-2011《承压设备焊接工艺评定》

承压设备焊接相关标准研讨NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》NB/T47018-2011《承压设备用焊接材料订货技术条件》NB/T47015-2011《压力容器焊接规程》NB/T47016-2011《承压设备产品焊接试件的力学性能检验》承压设备焊接相关标准研讨一．概述（一）承压设备焊接系列标准修订概况1．国务院颁发的《特种设备安全监察条例》第十条规定特种设备生产单位，应当依照本条例规定以及国务院特种设备安全监督管理部门制订并公布的安全技术规范（以下简称安全技术规范）的要求，进行生产活动。目前承压设备生产相关的安全技术规范尚未全部制订完毕，现已颁布实施的安全技术监察规程仅有：《固定式压力容器安全技术监察规程》TSGR0004-2009；《超高压容器安全技术监察规程》TSGR0002-2005《简单压力容器安全技术监察规程》TSGR0003-2007《车用气瓶安全技术监察规程》TSGR0009-2009《气瓶附件安全技术监察规程》TSGRF001-2009《压力管道安全技术监察规程工业管道》TSGD0001-2009《安全阀安全技术监察规程》TSGZ6001-2006其余部分仍使用原有行政技术法规，如：《蒸汽锅炉安全技术监察规程》》等。我国现行的《固定式压力容器安全技术监察规程》TSGR0004-2009明确规定：压力容器的设计、制造（含现场组焊）、安装、改造、维修、使用、检验检测，均应当严格执行本规程的规定。国家质检总局和各地质量技术监督部门负责压力容器安全监察工作，监督本规程的执行。2．我国承压设备行业的设计、制造、安装、检验和使用标准大多参照ASME《锅炉压力容器规范》，对欧盟发布的97/23/EC《承压设备指令》以及EN13445《非火焰接触压力容器》则处于刚刚开始认识阶段。因此承压设备焊接系列标准修订过程中，在考虑标准内容与国际接轨方面，主要是从中国实际情况出发参照ASME标准进行的，这里所讲的“中国实际情况”包括：①相关法律、法规、安全技术规范、标准；②承压设备的设计、制造（安装）、维修、检验和监督；③国产金属材料（管、板、带、丝）、锻件、铸件和焊材；④质量管理与工艺实施；⑤与承压设备生产相关人员的理解与接受状况。3．承压设备的焊接质量是焊接相关方面综合作用的结果，而焊接又是一门实践性极强的学科。由于承压设备包括锅炉、压力容器和压力管道，结构和材料各不相同，焊接技术要求有很大差异，各制造、安装单位和焊接人员的实践与经验也各不相同，所以不可能制定出一份通用的承压设备焊接工艺规程。因此全国锅炉压力容器标准化技术委员会焊接标准工作组接受相关行业代表的建议，确定压力容器、工业管道、锅炉与气瓶各自制定相应的焊接规程。但对焊接材料、焊接工艺评定、焊接试验等方面，目前相关标准过于复杂，统一承压设备焊接材料、焊接工艺评定和产品焊接试件的力学性能检验标准，是国家的重要技术管理决策，它对实现承压设备生产与国际接轨，加强承压设备的安全监察，提高承压设备安全可靠性，确保承压设备的制造（安装）焊接质量将起到重要作用。（二）相关术语及其定义1．气焊：利用气体火焰作热源的焊接方法。2．电弧焊：是利用电弧作为热源的熔焊方法，简称弧焊。3．焊条电弧焊：用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。4．埋弧焊：电弧在焊剂层下燃烧进行的焊接方法。5．气体保护焊（气体保护电弧焊）：用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊。按电极特点有钨极气体保护焊和熔化极气体保护焊，按保护气体可分为氩气保护焊、二氧化碳气体保护焊等。6．等离子弧焊：利用等离子弧作为热源的熔焊方法。7．电渣焊：利用电流通过液体熔渣所产生的电阻热进行焊接的方法。根据使用的电极形状可分为丝极、板极和熔嘴等多种电渣焊。8．气电立焊：用于容器纵缝立焊的熔化极气体保护和电渣焊结合的电弧焊方法。9．螺柱焊：将螺柱一端与板件（或管件）表面接触，通电引弧，待接触面熔化后，给螺柱一定压力完成焊接的方法。NB/T47014-20113.17螺柱电弧焊：金属螺柱（或类似零件）的端部与工件表面在电弧和外压力作用下，熔化的两部分互相融合的焊接方法。焊接时不使用填充金属，保护气体、焊剂可用可不用。10．摩擦焊：利用焊件表面相互摩擦所产生的热，使端面达到热塑性状态，热后迅速顶锻，完成焊接的一种压焊方法。11．机械焊（机械化焊接）：焊炬、焊枪或焊钳由机械装备夹持并要求随着观察焊接过程而调整设备控制部分的焊接方法。12．自动焊：用自动焊接装置完成全部焊接操作的焊接方法。13．焊接性能：材料在限定的施工条件下，焊接成符合设计规定的构件，并满足服役要求的能力。焊接性能受材料、焊接工艺、构件类型及使用要求四个因素的影响。14．焊接工艺评定：为验证所拟定的焊件焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果评价。15．焊接工艺附加评定：为使焊接接头附加特性符合规定，对拟定的焊接工艺规程进行验证性试验及结果评价。16．焊接工艺评定报告（PQR）：记载验证性试验及其检验结果，对拟定焊接工艺指导书进行评价的报告。17．预焊接工艺规程（PWPS）：为进行焊接工艺评定所拟定的焊接工艺文件。18．焊接工艺规程（WPS）：根据合格的焊接工艺评定报告编制的、用于产品施焊的焊接工艺文件。19．焊接作业指导书（WWI）与制造焊件有关的加工和操作细则性作业文件。焊工施焊时使用的作业指导书，可保证施工时质量的再现性。20．道间温度（俗称层间温度）：多层多道焊时，在施焊后继焊道（每一次熔敷所形成的一条单道焊缝）之前，其相邻焊道应保持的温度。GB50236-20112.0.8道间温度多道焊缝及相邻母材在施焊下一焊道之前的瞬时温度。21．缺欠：在焊接接头与母材中，无损检测标准允许存在的不连续部位。二．承压设备焊接工艺评定—NB/T47014-2011焊接工艺评定是焊接质量保证体系中重要环节之一。早在2001年3月原全国压力容器标准化技术委员会和原全国锅炉标准化技术委员会的联席会议上，就提出在修订JB4708—2000《钢制压力容器焊接工艺评定》时，要与国际通用标准接轨，并结合中国法规和国内实际情况参照采用ASME《锅炉压力容器规范》，适当吸收欧洲标准中的有关条款，编制适用于锅炉、压力容器和压力管道三类承压设备产品的统一焊接工艺评定标准。并使修改后的标准无论是内容还是格式都是先进、合理的，为被承压设备法规引用做好技术上准备。同时在修订标准时，要树立经济观点，努力提高中国企业竞争力。因而在《固定式压力容器安全技术监察规程》TSGR0004-2009明确规定：压力容器的焊接工艺评定应当符合JB4708的要求。此前，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主要有：（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“铝容器焊接工艺评定”；（3）JB/T4745—2002《钛制焊接容器》附录B“钛容器焊接工艺评定”；（4）JB/T4755—2006《铜制压力容器》附录B“铜制压力容器的焊接工艺评定”；（5）JB/T4756—2006《镍及镍合金制压力容器》附录B“镍及镍合金制压力容器的焊接工艺评定”；（6）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”；（7）GB150—1998《钢制压力容器》附录C“低温压力容器”；（8）《蒸汽锅炉安全技术监察规程》附录Ⅰ“焊接工艺评定”；（9）DL/T868—2004《焊接工艺评定规程》；（10）GB50236—1998《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》；（11）SY/T4103—2006《钢质管道焊接及验收》；（12）SY/T0452—2002《石油天然气金属管道焊接工艺评定》。上述焊接工艺评定标准中，除SY/T4103参照API标准修改制订外，都是参照ASME《锅炉压力容器规范》第Ⅸ卷“焊接和钎接评定”（以下简称ASMEⅨ）制订的。ASMEⅨ的权威性与广泛性一直为世界各国所公认，近年来欧洲标准EN288《金属材料的焊接工艺规程及评定》也被各国所认可，后来发展成为ISO9956《金属材料焊接工艺规程及评定》，现又改为ISO15609。新的承压设备焊接工艺评定标准经国家能源局批准发布实施，标准编号为NB/T47014-2011。与2000年版JB4708相比，修订后的NB/T47014-2011增加了下列内容：a）适用范围从压力容器扩大到包括锅炉与压力管道在内的承压设备；b）适用金属材料从钢扩大到铝、钛、铜、镍；c）焊接方法增加了等离子弧焊、摩擦焊、气电立焊和螺柱焊；d）评定类别增加了复合金属材料、换热管与管板、螺柱电弧焊以及管与板（管）。1范围本标准规定了承压设备（锅炉、压力容器、压力管道）的对接焊缝和角焊缝焊接工艺评定、耐蚀堆焊工艺评定、复合金属材料焊接工艺评定、换热管与管板焊接工艺评定和焊接工艺附加评定以及螺柱电弧焊工艺评定的规则、试验方法和合格指标。本标准适用于气焊、焊条电弧焊、埋弧焊、钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊、电渣焊、等离子弧焊、摩擦焊、气电立焊和螺柱电弧焊等焊接方法不适用于气瓶。4总则4.1承压设备的焊接工艺评定，除遵守本标准规定外，还应符合锅炉、压力容器和压力管道产品相关标准、技术文件的要求。4.2焊接工艺评定一般过程是：根据金属材料的焊接性能，按照设计文件规定和制造工艺拟定预焊接工艺规程，施焊试件和制取试样，检测焊接接头是否符合规定的要求，并形成焊接工艺评定报告对预焊接工艺规程进行评价。4.3焊接工艺评定应在本单位进行。焊接工艺评定所用设备、仪表应处于正常工作状态，金属材料、焊接材料应符合相应标准，由本单位操作技能熟练的焊接人员使用本单位设备焊接试件。4.4评定合格的焊接工艺是指合格的焊接工艺评定报告中，所列通用焊接工艺评定因素和专用焊接工艺评定因素中重要因素、补加因素。4.5焊接工艺规程程序见附录A。5焊接工艺评定因素及类别划分5.1各种焊接方法的通用焊接工艺评定因素及分类5.1.1焊接方法及分类焊接方法的类别为：气焊、焊条电弧焊、埋弧焊、钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊（含药芯焊丝电弧焊）、电渣焊、等离子弧焊、摩擦焊、气电立焊和螺柱电弧焊。5.1.2金属材料及分类根据金属材料的化学成分、力学性能和焊接性能将焊制承压设备用母材进行分类、分组见表1。5.1.3填充金属及分类5.1.3.1填充金属包括焊条、焊丝、填充丝、焊带、焊剂、预置填充金属、金属粉、板极、熔嘴等。5.1.3.2焊条分类见表2；气焊、气体保护焊、等离子弧焊用焊丝和填充丝分类见表3；埋弧焊用焊丝分类见表4；埋弧焊用焊剂分类见表5。5.1.4焊后热处理及分类5.1.4.1类别号为Fe-1、Fe-3、Fe-4、Fe-5A、Fe-5B、Fe-5C、Fe-6、Fe-9B、Fe-10I、Fe-10H的材料焊后热处理类别：a）不进行焊后热处理；b）低于下转变温度进行焊后热处理；c）高于上转变温度进行焊后热处理（如正火）；d）先在高于上转变温度，而后在低于下转变温度进行焊后热处理（即正火或淬火后回火）；e）在上下转变温度之间进行焊后热处理。5.1.4.2除5.1.4.1外，表1中各类别号的材料焊后热处理类别：a）不进行焊后热处理；b）在规定的温度范围内进行焊后热处理。5.2每种焊接方法的专用焊接工艺评定因素及分类。5.2.1专用焊接工艺评定因素分为重要因素、补加因素和次要因素。a）重要因素是指影响焊接接头力学性能和弯曲性能（冲击韧性除外）的焊接工艺评定因素。b）补加因素是指影响焊接接头冲击韧性的焊接工艺评定因素。当规定进行冲击试验时，需增加补加因素。c）次要因素是指对要求测定的力学性能和弯曲性能无明显影响的焊接工艺评定因素。5.2.2每种焊接方法的专用焊接工艺评定因素及分类见表6。6对接焊缝和角焊缝焊接工艺评定6.1各种焊接方法的通用评定规则6.1.1焊接方法的评定规则改变焊接方法，需要重新进行焊接工艺评定。6.1.2母材的评定规则6.1.2.1类别的评定规则（螺柱焊、摩擦焊除外）：a）母材类别号改变，需要重新进行焊接工艺评定；