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EJ/T1027.15-96压水堆核电厂核岛机械设备焊接规范镍基合金耐蚀堆焊工艺评定WeldingcodeformechanicalcomponentsofPWRnuclearislandsWeldingprocedurequalificationofanticorrosionoverlayingwithnickel-basealloy1996-10-24发布1997-02-01实施中国核工业总公司发布附加说明：本标准由中国核工业总公司提出。本标准由全国核能标准化技术委员会归口本标准由上海核工程研究设计院负责起草。本标准起草人：潘成凤。1主题内容与适用范围本标准规定了压水堆核电厂核岛机械设备设计、制造和安装中有关在碳钢或低合金钢上镍基合金耐蚀堆焊的焊接工艺评定技术要求。本标准适用于焊条电弧堆焊、带极埋弧堆焊、熔化极惰性气体保护堆焊、钨极惰性气体保护堆焊等焊接方法。2引用标准GB/T223钢铁及合金化学分析方法GB/T226钢的低倍组织及缺陷酸蚀试验法GB/T2653焊接接头弯曲和压扁试验方法GB/T2654焊接接头及堆焊金属硬度试验方法EJ/T1027.1压水堆核电厂核岛机械设备焊接规范焊接材料的验收EJ/T1027.17压水堆核电厂核岛机械设备焊接规范焊接缺陷补焊的工艺评定EJ/T1027.18压水堆核电厂核岛机械设备焊接规范设备制造车间的技术要求3基本要求3.1焊接工艺评定过程是根据图样和技术规格书的要求，拟定焊接工艺指导书，根据本标准的规定施焊试件，检验试件和试样，测定堆焊层是否具有设备设计所要求的使用性能并提出焊接工艺评定报告。3.2焊接工艺评定报告应包括以下内容：a．制作试件的主要条件（规定的和实际的）；b．无损检验的内容和结果；c．破坏性检验的内容和结果（合格要求和实际结果）；d．母材和焊接材料的验收报告；e．评定的有效范围。13.3工艺评定试件应由本单位技能熟练的有经验的手焊工或焊接操作工施焊。3.4焊接工艺评定应在质检部门或有关人员监督下进行，焊接工艺评定报告应由质保部门签字并备案。4评定的有效范围4.1车间某一车间完成的工艺评定试验，可以扩大到同一制造厂的另一车间（或现场），但必须符合EJ/T1027.18的要求。任何工艺评定不对其它制造厂有效。4.2母材4.2.1钢种评定只对试验中所采用的钢种有效。然而，根据下述原则，制造厂可扩大其有效范围。a．工艺评定对于化学成分（从焊接性角度考虑），冲击韧性与评定接头所采用的母材相近，抗拉强度相同的材料有效。b．在成分相同，但用不同冶炼方法制造的材料（指锻件、轧件）之间允许等效，但对铸件，应单独进行评定。4.2.2形式和尺寸a．板材的堆焊工艺评定对于外径大于或等于500mm的管子堆焊同样有效。b．对于外径500mm的管子或接管堆焊的工艺评定试件，应选用一段待堆焊的管子，平焊位置待堆焊的管子外径可减小到150mm。对这种情况的管子外径d的评定有效范围为：d≥0.5ф外（手工堆焊）d≥0.75ф外（自动堆焊）其评定也同样适用于板材的堆焊。c．根据下述规定，被评定的厚度（T）取决于评定试件的母材厚度（t）：t≤50mm0.75t≤T≤1.5t+3mmt50mmT50mm在t50mm情况下，建议采用t≥90mm的板材。4.3焊接填充材料和保护气体4.3.1工艺评定只适用于与评定试件所采用的同一型号（牌号）的药皮焊条、焊剂、以及相同成分范围的填充金属（焊丝、焊带、光焊条等）。4.3.2除了焊条电弧焊以外，工艺评定只适用于与评定试件所采用的具有完全相同的几何特性的焊接材料的情况。在焊条电弧焊的情况下，评定接头的第一层堆焊应采用实际生产中使用的最大直径的焊条来进行施焊。第二层堆焊所采用的焊条直径应不超过第一层所采用的直径。4.3.3如有下述一种变动，则工艺评定应重新进行：a．添加或取消附加的填充金属；b．保护气体从某种单一气体改变为另一种，或改变为混合气体，反之亦然；c．混合保护气体组成百分比的改变；d．取消保护气体，或保护气体流量与规定的最低流量值相比减少10%或10%以上。4.4焊接方法增加、取消或改变一种焊接方法或改变所采用的条件（手工焊，自动焊）都必须对工艺重新评定。4.5堆焊层数根据堆焊层数（n）的多少，评定的有效范围（N）如下：n=22≤N≤42n≥3n≤N≤n+2（自动焊）n≤N≤n+4（手工焊）4.6焊接位置和焊接方向工艺评定只对相应于评定接头的基本焊接位置有效，并应考虑下述规定：a．所有其它位置包括平焊位置，如果试验结果证明这种借鉴是可行的；b．平焊和向上立焊位置包括了所有同方向的中间焊接位置；c．立焊和仰焊包括了所有中间状态焊接位置；d．平焊和横焊包括了所有回转角度的中间位置；e．水平轴线固定管位置包括了平焊、立焊和仰焊位置；f．垂直轴线固定管位置包括了横焊位置；g．水平轴线固定管和垂直轴线固定管两个位置包括了所有的位置；h．倾斜轴线（45°±5°）固定管位置包括了所有的位置。但是必须指出，由向上立焊改为向下立焊或相反，均需重新评定。4.7堆焊工艺参数4.7.1堆焊工艺参数只在下述各项内容符合于确定工艺的文件时才有效；a．电流类型（直流或交流）和直流电的极性（正接或反接）；b．电参数的范围（I：对于所有情况；U：仅对自动焊）；c．焊接速度V的范围（仅对自动焊）。对于相同的电特性，当预先确定的焊接速度V的范围随着焊带与焊接方向之间的倾斜角度的改变而变化时，以规定的最高速度和最低速度完成的两个试件的评定结果，对所有中间速度的工艺评定也是有效的。4.7.2当出现下述改变之一时，工艺评定试验应重新进行。a．热输入量比评定值增加10%以上，或单位长度内堆焊金属体积比评定值增加10%以上。注：单位长度内堆焊金属体积的增加用“焊丝单位长度内焊道尺寸的增加或焊道长度的减少，或者焊接速度的降低”来表示。b．从单丝焊变为多丝焊，反之亦然。c．关于振幅、频率、占空比规定范围等有关振动的变化。d．自动焊机类型和特性的改变。e．对单根或多根焊丝增加或取消摆动。f．对于埋弧焊，磁控的增加或取消。4.8热处理4.8.1当有下述变化之一时，焊接工艺评定应重新进行。a．降低规定的最低预热温度；b．降低规定的后热处理的最少保温时间；c．提高规定的最高道间温度；d．当采用气体保护时，增加了一道高于50℃的预热工序，而该工序在原工艺中未规定。4.8.2当产品制造过程中所要求进行的消除应力热处理工艺发生下述变化之一时，工艺评定应重新进行。a．热处理条件的改变；b．总的保温时间的增加。5评定试件的实施5.1母材和焊接材料用于评定试件的母材和焊接材料应该是实际生产中所采用的材料或者按等效规定能代3表实际生产中所用的材料，必须按相应技术文件（包括EJ/T1027.1）验收合格。待堆焊表面准备必须符合实际生产要求，并应经过与产品待堆焊表面相同的目视检验和磁粉探伤，在保证无任何缺陷的前提下，方能施焊。5.2评定试件的堆焊5.2.1通常所使用的电源类型必须与实际生产中应用的相同（直流或交流），并具有相类似的静特性（陡降、垂直、平特性等）。5.2.2在评定试验中，应对U、I、V进行记录；a．对于采用自动堆焊方法，连续记录U和I；b．对其它堆焊方法，作定期的测量记录。5.2.3评定试验的记录中，应对熔敷的情况（例如：焊道的重叠情况）有所描绘，以便与产品堆焊层相比较。5.2.4评定时，应记录导电嘴和电弧间的焊带外伸长度和相邻堆焊焊道的搭边量。5.3模拟消除应力热处理评定试件必须经过一次热处理，模拟与评定有关的堆焊层在制造过程中要求进行的消除应力整体热处理。模拟消除应力热处理的保温时间应大于实际生产中累积保温时间的80%。热处理总时间应在一次热处理循环中完成。所有的热循环应作记录。6评定试件的检验6.1无损检验评定试件应经受为产品堆焊而规定的所有无损检验，并达到其合格要求。其表面状态必须与产品堆焊件的最差表面状态相类似。6.2破坏性检验6.2.1取样原则a．所有取样在试件经过整体热处理（如需要时）和规定的无损检验之后进行。b．如果试件是用几种焊接方法焊成的，则试样的取样应尽可能说明每一种焊接方法的特性。c．机械性能试样应取在无损检验表明质量最好的区域，而金相检验的宏观和微观试样必须取在无损检验认为合格的缺陷显示部位。6.2.2检验方法6.2.2.1化学分析化学分析用的金属屑取样是在堆焊层毛面（即从堆焊层的最后堆焊表面）去掉0.5mm后，在深度2mm范围内进行的。应进行分析和满足规定含量要求的元素有碳、硅、硫、磷、锰、镍、铬、钴、铁、铌、钽、钼、铜、钛。分析方法按GB/T223标准进行。6.2.2.2弯曲试验应取四个侧弯试样，其中两个平行于焊接方向，另外两个垂直于焊接方向，或者四个都垂直于焊接方向。弯曲试验按GB/T2653进行，弯曲直径为试样厚度的4倍，弯曲角度为180°。试样宽度应包括堆焊层全部和部分母材，试样尺寸为：长度大于等于200mm，宽度大于等于30mm，厚度大于等于10mm。6.2.2.3金相检验一个试样取自垂直于焊接方向的部位并应涉及第一层和以后几层的几个堆焊焊道，最后一层堆焊层至少取三个焊道间的搭边区。另一个试样取自平行于焊接方向的部位。45a．宏观检验检验方法按GB/T226执行。b．微观检验放大倍数为200倍。6.2.2.4硬度测量硬度变化曲线（垂直于堆焊表面）应包括母材、热影响区，堆焊金属硬度，其中应有一条涉及第一层堆焊层的焊道间的搭边区。硬度测量方法按GB/T2654执行。6.2.3合格要求6.2.3.1化学分析合格要求按有关技术文件规定，但必须满足下述指标（%）FeCoSiNb+TaSP≤11.00≤0.08≤0.651.80/2.50≤0.015≤0.0206.2.3.2弯曲试验在试样拉伸面的堆焊层上，沿任何方面测量，都不得有超过1.5mm的开裂缺陷，熔合线处也不得有超过3mm的开裂缺陷。6.2.3.3金相检验a．宏观检验：不允许存在裂纹、气孔、夹杂物、未熔合、与母材结合不良等缺陷。b．微观检验：不允许存在显微裂纹和堆焊层下裂纹。检验结果应附有放大200倍的金相照片，并注明腐蚀试剂。6.2.3.4硬度测量值热影响区的硬度值不得超过350HV5。7补焊模拟试验7.1必须按EJ/T1027.17标准进行。7.2所选择的缺陷清理区的沟漕必须能代表用于进行下列补焊试验的技术条件所允许的极限条件：a．没有预热的镍基合金补焊；b．在母材补焊之后再补焊镍基合金堆焊层。