摘要:现如今,根据质量控制原则,对压力容器的焊接工艺进行评估,以确保制造质量。但是,由于过程评价的作用没有得到充分发挥,需要改进和优化,因此文章主要论述了压力容器的焊接工艺评定。进行焊接工艺评定可以有效避免焊接质量事故,确保焊接作业效率。实际上,压力容器的焊接工艺鉴定仍然存在一些缺陷,例如过渡层的焊接。结合具体研究,进行了评价优化分析。
关键词:压力容器;焊接工艺;评定问题
引言
TSG21—2016《固定式压力容器安全技术监察规程》(以下简称《大容规》)规定:压力容器本体焊缝焊接前都应按照NB/T47014—2011《承压设备焊接工艺评定》进行焊接工艺评定或由评定合格的焊接工艺规程来支持,但在实际工作中发现,由于焊接责任师未结合具体产品焊缝形式或对NB/T47014—2011理解不到位,造成焊接工艺评定不覆盖或焊接工艺评定制作不科学。本文结合工作实际,就NB/T47014—2011在压力容器制造应用中的一些问题进行了讨论并给出了相应的解决措施。
1焊接工艺评定试件的分类
《大容量规范》和Nb/t47014-2011对压力容器焊接工艺评定进行了规定,GB/t150-2011将压力容器焊接接头分为a、B、C、D、E类,Nb/t47014-2011将焊接工艺评定样品分为对接焊缝和角焊缝。因此,在确定压力容器焊接接头的焊接工艺评定项目时,首先要确定图纸上的焊接工艺评定项目,依次找出连接的焊接接头类型。对接焊连接的焊接接头应采用对接焊试件,角焊缝既可采用对接焊,也可采用角焊缝。但为了提高焊接工艺评定的利用率,建议在进行焊接工艺评定时进行对焊评定。
2焊接工艺评定常见问题分析
制作焊接工艺评定原则上应从影响评定规则的因素入手,即焊接方法、母材类别、填充金属、热处理、试件厚度与焊件厚度、检验结果入手,根据影响焊接工艺评定的重要因素和补加因素来制作焊接工艺评定。笔者认为在进行焊接工艺评定时,应结合实际产品的需要,选择合适的试件厚度、采用符合要求的最小预热温度、最高层间温度、最大线能量(由于手工焊受焊工操作影响较大,没法利用线能量公式进行精确计算,因此,对于SMAW,同一时间内,记录焊接电流值、电弧电压和焊接速度是十分困难的事情,因而对线能量监督也难以完成,在现场控制SMAW线能量最有效、最简便的方法是测量焊道长度。其原理是:在一定线能量时,当焊条头长度相同,单根焊条所焊的焊道长度变化不大,因此在焊接工艺评定报告中最大线能量焊出几条焊道,测量各条焊道长度,求出平均值,得到相应于该线能量的焊道长度,以后在施焊产品时,控制焊道长度不短于规定长度,则也控制了线能量的增加)、最大的焊接电流,来拟定预焊接工艺规程,以便检验最苛刻的焊接工艺。
3焊接工艺评定的解决措施
3.1换热管与管板的焊接工艺评定
管板管孔的倒角为穿管而加工的工艺倒角,不是焊接坡口(坡口是指根据设计或工艺需要,在焊件待焊部位加工并装备成的一定几何形状的沟槽),因此换热管与管板的焊缝一律认定为角焊缝,故换热管与管板的焊接工艺评定是在保证焊接接头力学性能的基础上,获得角焊缝厚度符合指定技术要求的焊接工艺规程,具体做法是按任意厚度对接焊缝或角焊缝焊接工艺评定和附加评定来进行焊接工艺评定,不考虑管板的厚度,重新评定角焊缝焊接工艺过程的判断准则是焊接工艺因素的改变是否影响角焊缝的厚度;为了保证引用的焊接工艺评定能够覆盖换热管壁厚或管径,应依据NB/T47014—2011附录D4.2.1和4.2.2进行判定;在对焊缝进行宏观检查时,应重点检查焊缝根部是否存在未焊透,必要时进行宏观金相或采用放大镜检查,以确保焊透、无裂纹和未熔合。
3.2焊接工艺评定报告内容及审批程序
编制预焊接工艺规程,应与焊工进行沟通,因不同焊工焊接手法及习惯的不同,直接导致焊道层数的变化,因此应在满足焊接工艺要求的前提下,互相沟通,以确保焊接要求;焊接工艺评定报告中的焊接电流、焊接电压、焊接线能量应是实测值或计算值,而非范围,因此每一焊道的焊接参数应按照最苛刻的条件进行选择,以确保最大的适用范围;组合评定时,应根据每一种焊接方法的焊缝厚度填写焊件焊缝金属厚度的覆盖范围;完成焊接工艺评定报告后,应按照《大容规》4.2.1.1中(4)条规定,提交监督检验人员签字确认;按照焊接工艺评定的过程要求,应按照评定合格的焊接工艺评定报告对预焊接工艺规程进行评价,因此其预焊接工艺评定确认,应在焊接工艺评定报告之后进行。
3.3存档的焊接工艺评定文件应记录清楚
“焊前工艺规程”文件应包括所有一般焊接因素和特殊评定因素中使用的焊接方法、重要因素、辅助因素和次要因素。应注意的是,推荐的表格不包括多种焊接方法的所有焊接工艺评定因素。焊接工艺评定报告是记录评定工艺试验及其检验结果并进行评定的报告。是焊接工艺评定试件所用焊接数据的实际记录。报告由认证机构批准,监理人签字后存档。焊接工艺评定报告支持产品焊接的各种焊接工艺。根据产品设计图纸和合格的焊接工艺评定报告编制焊接工艺规程。WPS中的次要因素已更改,因此无需重新评估。
3.4避免因热处理时间不足造成焊评不能覆盖的问题
《承压设备焊接工艺评定》的6.1.4.2条规定:“试件的焊后热处理应与焊件在制造过程中的焊后热处理基本相同,低于下转变温度进行焊后热处理时,试件的保温时间不得少于焊件在制造过程中累计保温时间的80%”。低于下转变温度的焊后热处理,就是温度低于A1线的热处理,即常说的焊后消除焊接应力热处理(SR)。试件的热处理时间一般按规范中要求的根据材料厚度进行确定。当焊件厚度较厚或焊件焊缝经多次返修并进行低于下转变温度的焊后热处理时,使得焊件热处理时间要比试件的热处理时间长得多,就会出现试件的保温时间少于焊件在制造过程中累计保温时间的80%”,此时试件的焊评不再适用于此焊件,需进行试件热处理保温时间较长的焊评。例如压力容器上的小接管壁厚小于12mm时,可使用6mm试件合格的焊评来支持,但一般6mm厚试件焊评中热处理时间不会太长,当该压力容器进行焊后整体消除应力热处理(SR)时,接管上的焊缝就要与较厚的筒体焊缝一样经过保温时间较长的下转变温度热处理,这时可能造成试焊评中件的热处理时间达不到容器接管的热处理时间的80%,则容器接管焊缝的焊接工艺不能再使用此试件的焊评,而需另做一个保温时间更长的试件焊评。为避免此现象的发生,拟定焊接工艺规程时,对于壁厚小于或等于6mm的工艺评定试件,低于下转变温度焊后热处理保温时间要适当延长,避免因热处理保温时间覆盖不上,一般取保温2~3小时即可,对壁厚大于6mm的试件,保温时间取3~5小时即可。
结语
综上,焊接工程的应用可以被压力容器焊接工艺评价的发指导,从目前的评价实践来看,仍然存在很多问题,因此很难保证评价效果。在实践中,要采取一系列措施和手段来控制评价,保证生产的有效发展。
参考文献
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