锅炉焊接工艺评定-JB4420-89 中华人民共和国机械电子工业部部标准 锅炉焊接工艺评定 JB4420-89 1 主题内容和适用范围 1.1 主题内容 本标准规定了制造固定式锅炉受压元件时对焊接工艺进行评定的方法. 焊接工艺评定的目的在于确定焊接接头的性能是否满足产品设计的要求,以此评定所拟定的焊 接工艺是否合格. 1.2 适用范围 本标准适用于固定式锅炉制造中气焊、手弧焊、埋弧焊、堆焊和螺柱焊的焊接工艺评定. 本标准中的气体保护焊包括用手工、半自动和自动化方法焊接的熔化极和非熔化极气体保护 焊. 2 引用标准 本标准中直接引用和必须配合使用的标准共 34 个: GB 223 钢铁及合金化学分析 GB 226 钢的低倍组织及缺陷酸蚀试验法 GB 230 金属洛氏硬度试验方法 GB 231 金属布氏硬度试验方法 GB 700 普通碳素结构钢技术条件 GB 713 锅炉用碳钢和低合金钢钢板 GB 983 不锈钢焊条 GB 984 堆焊焊条 GB 985 气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸 GB 986 埋弧焊焊缝坡口的基本形式与尺寸 GB 1300 焊接用钢丝 GB 1814 钢材断口检验法 GB 2649 焊接接头机械性能试验取样法 GB 2650 焊接接头冲击试验法 GB 2651 焊接接头拉伸试验法GB 2653 焊接接头弯曲及压扁试验法 GB 3087 低中压锅炉用无缝钢管 GB 3280 不锈钢冷轧钢板 GB 3281 不锈耐酸及耐热钢厚钢板技术条件 GB 3323 钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级 GB 3375 焊接名词术语 GB 4675 焊接性试验 GB 5117 碳钢焊条 GB 5118 低合金钢焊条 GB 5310 高压锅炉用无缝钢管 GB 5676 一般工程用铸造碳钢 JB 741 钢制压力容器焊接技术条件 JB 755 压力容器锻件技术条件 JB 2633 锅炉锻件技术条件 JB 2640 锅炉管道附件承压铸钢件技术条件 JB 3144 锅炉大口径管座角焊缝超声波探伤 JB 3965 钢制压力容器磁粉探伤 YB 28 金属显微组织测定法 ZBY 230 A 型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件 3 评定规则 3.1 焊工要求 焊接工艺评定应由熟练焊工施焊. 3.2 设备和仪器要求 焊接工艺评定所用的设备和检测仪器应定期进行检查和标定,不符要求者不得用于焊接工艺评 定. 3.3 焊接方法 经评定合格的焊接工艺只适用于原评定时所用的焊接方法,当焊接方法改变时焊接工艺应重新 评定. 3.4 焊缝型式 3.4.1 本标准适用的焊缝型式包括: 对接焊缝、角焊缝、堆焊层和螺柱焊焊缝四类,其定义见 GB3375.3.4.2 对接焊缝包括以下两种: a.各种形式坡口的对接接头( 下简称对接接头对接焊缝), 包括除 I 形以外的各种其他形式坡口 (下简称非 I 形坡口) 和 I 形坡口; b.非 I 坡口的 T 形接头( 下简称 T 形接头对接焊缝). 图 1 和图 2 为 T 形接头对接焊缝的实例. 3.4.3 角焊缝包括不要求全焊透的各种 I 形坡口 T 形接头,主要有以下三种( 见图 3): a.板一板角焊缝和管一管角焊缝( 下简称 T 形接头角焊缝); b.管子与管板角焊缝; c.扁钢与光管膜式壁角焊缝( 下简称膜式壁角焊缝). 3.4.4 堆焊层包括耐磨堆焊层和耐腐蚀层两种. 3.4.5 螺柱焊焊缝用于要求承受载荷或要求进行焊接平定的螺柱或其他类似零件. 3.4.6 应根据每种型式焊缝所要求的评定参数、检查项目、试样和合格标准分别进行焊接工艺 评定. 3.5 评定用位置 3.5.1 本标准适用的焊接位置包括: 平焊、横焊、立焊和仰焊四种. 3.5.2 除产品结构和焊接性试验另有专门要求以外,评定时应按表 1 的焊接位置和相应的焊件 位置施焊,该位置称为评定用位置. 3.6 评定用厚度 3.6.1 评定时以试件上某一部分的厚度作为试件厚度,该厚度称为评定用厚度. 3.6.2 评定用厚度为 T 的试件经评定合格后,当其他条件相同时可以不必重评的厚度范围称为 该试件的厚度适用范围. 3.6.3 各种焊缝的评定用厚度规定如下: a.对接接头对接焊缝 按试件厚度 A,如果接头两侧的试件厚度不同,以较薄一侧的厚度作为评 定用厚度; b.T 形接头对接焊缝 按表 2. c.角焊缝 按表 3. d.堆焊层 按堆焊层厚度 H, 见图 4; e.螺柱焊 按螺柱直径 d. 3.7 评定参数 3.7.1 凡影响焊接接头机械性能( 不包括冲击韧性)的焊接条件称为重要参数,凡影响焊接接头冲 击韧性的焊接条件称为附加重要参数.3.7.2 同一评定参数对某一焊接方法或焊接工艺是重要参数,对另一焊接方法或焊接工艺可以 是附加重要参数,也可以是既非重要参数也非附加重要参数. 3.7.3 焊接工艺评定时,应按表 4 的规定采用相应的重要参数和附加重要参数. 3.8 预热和热处理 试件的预热温度和热处理规范应基本上相当于生产焊件的预热温度和热处理规范.试件的保温 时间不少于生产中对其他条件相同焊件所规定总保温时间的 80%,但允许将生产中的多次热处 理循环合并为一次热处理循环. 3.9 合格要求 所拟定的焊接工艺,只有在按本标准第 5 章进行各项检查的结果均符合第 7 章的要求时,才认为 该焊接工艺评定合格. 3.10 焊接工艺评定报告和焊接工艺规程 3.10.1 经评定合格的焊接工艺应有焊接工艺评定报告,作为制订焊接工艺规程的依据和证明文 件.焊接工艺评报告应经施焊单位负责人审批后归档. 焊接工艺评定报告和焊接工艺规程均应编制和审批人员的签字,并填写编制、审批和归档日期. 3.10.2 焊接工艺评定报告的主要内容应包括以下各项: a.报告编号和相应的焊接工艺规程编号; b.焊接方式或焊接工艺名称和自动化程度( 手工、机械化或自动化操作); c.焊缝型式; d.坡口尺寸简图; e.评定参数; f.各焊道的焊接方法、焊接规范和操作方法; g.评定时的环境温度和相对湿度; h.检查项目和检查结果; i.评定用母材和焊接材料的质量证明书编号; j.焊工姓名和钢印号; k.评定结论. 3.10.3 焊接工艺规程的主要内容 a.规程编号和相应的焊拉工艺评定报告编号; b.焊接方式或焊接工艺名称和自动化程度( 手工、机械化或自动化操作); c.焊缝型式、有无衬垫和衬垫材料; d.坡口尺寸简图和焊道分布序号;e.母材的牌号和尺寸范围; f.焊接位置和方向; g.每层的焊接方法、焊接规范及其变化范围和操作方式; h.预热方法、预热温度及其下限和最高层间温度; i.热处理类别、热处理温度及其下限和保温时间; j.焊接设备和检测仪器. 3.11 重评要求 3.11.1 经评定合格的焊接工艺,如果重要参数和附加重要参数的变化均未超过规定的变化范围 时不需重新评定,否则该焊接工艺应予重评. 3.11.2 如果需要将某一没有冲击韧性要求经评定合格的焊接工艺用于焊接有冲击韧性要求的 焊件,可以采用与评定时相同的重要参数并增加相应的附加重要参数焊接冲击试验试件,检查合 格后即认为该焊接工艺评定合格,不需重复进行原评定时的各项检查. 3.11.3 如果需要改变某一经评定合格焊接工艺的附加重要参数,可以采用与原评定时相同的重 要参数和修改后的附加重要参数焊接冲击试验试件,检查合格后即认为该焊接工艺评定合格,不 需重复进行原评定时的各项检查. 3.12 组合焊接 3.12.1 同一接头用一种以上具有不同评定参数的焊接工艺进行焊接,称为组合焊接.每种焊接工 艺可以采用一种或多种焊接方法. 3.12.2 组合焊接时,对根部熔敷金属( 包括打底和封底焊道)的焊接工艺应单独评定,采用厚度不 小于 13mm 的对接接头对接焊缝试件. 根部熔敷金属单独评定用试件熔敷金属厚度适用范围的最大值,除短路过渡型气体保护焊为所 用试件熔敷金属厚度的 1.1 倍外,其他焊接方法均为 1.5 倍. 3.12.3 组合焊接时,对根部以外其他部分熔敷金属的焊接工艺,按试件上每种焊接工艺熔敷金属 的厚度确定该焊接工艺的熔敷金属厚度适用范围.评定时所取的试样中应只包含用该焊接工艺 所熔敷的金属. 3.12.4 组合焊接时,试件的母材厚度适用范围与只采用一种具有相同评定参数的焊接工艺相同. 3.12.5 经评定合格的组合焊接工艺,可以取消其中的任一种或任几种焊接工艺,也可以单独使用 其中的任一种焊接工艺而不必重评,但该焊接工艺的评定参数应当与原评定时相同. 3.13 返修焊和补焊工艺评定 按本标准评定合格的焊接工艺,在重要参数和附加重要参数的变化均未超过规定的变化范围时, 可用于返修焊和补焊,不需重评.4 重要参数和附加重要参数 为减少焊接工艺评定的工作量,本标准了各种焊接方法或焊接工艺对评定参数的具体要求和不 必重评的变化范围. 4.1 气焊、手弧焊、埋弧焊、气体保护焊和电渣焊的重要参数 当焊接接头没有冲击韧性要求时,气焊、手弧焊、埋弧焊、气体保护焊和电渣焊对各项重要参 数(见表 4) 的具体要求见 4.2 至 4.11. 4.2 接头型式 4.2.1 板材和管材对接接头对接焊缝的评定相互适用,不必重评. 4.2.2 I 形和非 I 形坡口的对接接头对接焊缝应分别评定,不能相互取代.任一种非 I 形坡口对接 接头对接焊缝的评定,适用于其他形式非 I 形坡口的对接接头对接焊缝. 4.2.3 对接接头对接焊缝机械性能的检查结果,适用于其他评定参数相同的 T 形接头对接焊缝 机械性能检查. 4.2.4 各种型式 T 型接头对接焊缝的评定不能相互取代. 4.2.5 各种型式角焊缝的评定不能相互取代. 4.2.6 当采用电渣焊时,凡增加或取消非金属或非熔化的熔敷金属成形滑块,均应重评. 4.3 母材类别 4.3.1 板材、管材和锻件的母材类别见表 5.铸件与化学成分相同的板材、管材或锻件的评定不 能相互取代,应按表 6 所规定的母材类别单独评定. 4.3.2 母材类别与原评定时不同应予重评. 4.3.3 当其他条件相同时,同组别母材之间不必重评,同类别中高组别母材的焊接工艺评定适用 于低组别母材. 4.3.4 未列入表 5 和表 6 的国产钢材应予重评,但符合 4.3.5 要求者除外. 4.3.5 凡与表 5 或表 6 某一钢号类同并且符合我国压力容器用钢标准的国产钢材,可不必重评. 4.3.6 凡与表 5 或表 6 中某一钢号等同的国外钢材,只要经焊接性试验证明其焊接性能相近,可 不必重评.焊接性试验应符合 GB4675 和其他有关标准的要求. 4.3.7 由两种类别或两种组别母材组成的种钢焊接接头,即使两种母材的焊接工艺均已各自评 定合格,该异种钢焊接接头的焊接工艺仍应重评. 4.4 厚度 4.4.1 对接接头对接焊缝试件的厚度适用范围如下: a.当采用气焊、短路过渡型气体保护焊和电渣焊以外的其他焊接方法焊接时,如果焊件厚度不 大于 200mm,试件的厚度适用范围按表 7,但本条 b 项所规定的除外,如果焊件厚度大于 200mm并且采用多道焊工艺,表 7 中厚度适用范围的最大值为 1.3T 和 1.3t. b.当单道焊的焊道厚度或多道焊中任一焊道的厚度大于 13mm 时,表 7 中母材厚度适用范围的 最大值为 1.1T. c.当采用气焊时,厚度适用范围的最大值即为所用试件的母材厚度. d.当采用短路过渡型气体保护焊时,母材和熔敷金属度适用范围的最大值分别为所用试件母材 和熔敷金属厚度的 1.1 倍. e.当采用电渣焊时,母材厚度适宜和范围的最大值为所用试件母材厚度的 1,.1 倍. f.当采用气焊以外的其他方法焊接时,如果试件经过高于临界温度的焊后热处理,厚度适用范围 的最大值为所用试件母材厚度的 1.1 倍. 4.4.2 T 形接头对接焊式件的厚度适用范围与对接接头对接焊缝相同. 4.4.3 角焊缝试件的厚度适用范围如下: a.T 形接头 板一板角焊缝的母材厚度适用范围与对接接头对接