壓力容器產(chǎn)品焊接試件及母材試件制備的條件及要求研究院設(shè)備室肖志會(huì)

2012年1月篇首語(yǔ)為滿足我公司現(xiàn)階段壓力容器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及材料的特殊性以及壓力容器標(biāo)準(zhǔn)部分修改后的要求，并保證我公司制造的壓力容器產(chǎn)品試件及母材試件更加規(guī)范和統(tǒng)一，現(xiàn)將有關(guān)產(chǎn)品焊接試件及母材試件制備條件及要求做一總結(jié)歸納。

目錄一.產(chǎn)品焊接試件1．常用標(biāo)準(zhǔn)需制備產(chǎn)品焊接試件的條件2．產(chǎn)品焊接試件數(shù)量要求3.產(chǎn)品焊接試件的制備要求4．產(chǎn)品焊接試件需檢查項(xiàng)目及要求二．母材試件1.需要制備母材熱處理試件的條件2.母材試件制備要求一、產(chǎn)品焊接試件按照GB150-1998及TSGR0004-2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定，壓力容器產(chǎn)品焊接試件基本分為：縱縫產(chǎn)品焊接試件、接管與殼體產(chǎn)品焊接試件、B類焊接接頭鑒證環(huán)（含環(huán)縫產(chǎn)品焊接試件和鍛焊容器鑒證環(huán)）。制備產(chǎn)品試件的目的：是通過檢驗(yàn)試件焊接接頭的力學(xué)性能來考核產(chǎn)品焊接接頭的力學(xué)性能是否合格。制備產(chǎn)品焊接試件的主要要求是試件對(duì)產(chǎn)品焊接接頭的代表性。一、產(chǎn)品焊接試件1．常用標(biāo)準(zhǔn)需制備產(chǎn)品焊接試件的條件。

1.1《固容規(guī)》要求需制備產(chǎn)品焊接試件的條件1）碳鋼、低合金鋼制低溫壓力容器2）材料標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值大于或者等于540Mpa的低合金鋼制壓力容器.3）需經(jīng)過熱處理改善或者恢復(fù)力學(xué)性能的鋼制壓力容器4）設(shè)計(jì)圖樣注明盛裝毒性為極度或者高度危害介質(zhì)的壓力容器。5）設(shè)計(jì)圖樣或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求制造產(chǎn)品焊接試件的壓力容器。一、產(chǎn)品焊接試件一、產(chǎn)品焊接試件1.2〈GB150〉第10章要求制備產(chǎn)品焊接試件的條件（滿足其一需按臺(tái)制備產(chǎn)品焊接試件）.1）鋼材厚度大于20mm的15MnVR，15MnNbR2）鋼材標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值>540Mpa，6~8mm15MnVR除外。3）Cr-Mo低合金鋼4）當(dāng)設(shè)計(jì)溫度小于-10℃時(shí)，鋼材厚度大于12mm的Q245R；鋼材厚度大于20mm的Q345R5）當(dāng)設(shè)計(jì)溫度小于0℃，大于等于-10℃時(shí)，鋼材厚度大于25mm的Q245R；鋼材厚度大于38mm的Q345R.6）制作容器的鋼板凡需經(jīng)熱處理以達(dá)到設(shè)計(jì)要求的材料力學(xué)性能指標(biāo)者；7）圖樣注明盛裝毒性為極度危害或高度危害介質(zhì)的容器。一、產(chǎn)品焊接試件按照GB150.4-2011凡符合以下條件之一的、有A類縱向焊接接頭的容器，應(yīng)逐臺(tái)制備產(chǎn)品焊接試件：a）盛裝毒性為極度或高度危害介質(zhì)的容器；b）材料標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度Rm≥540MPa的低合金鋼制容器；c）低溫壓力容器；d）制造過程中，通過熱處理改善或者恢復(fù)材料性能的鋼制容器；e）設(shè)計(jì)文件要求制備產(chǎn)品焊接試件的容器。一、產(chǎn)品焊接試件1.3．鍛焊壓力容器或該設(shè)備沒有A類焊接接頭時(shí)（按照GB150需圖樣有規(guī)定，否則也不需制備）需按GB150第10章或工程標(biāo)準(zhǔn)要求制備B類焊接接頭鑒證環(huán)。**B類焊接接頭鑒證環(huán)是為適應(yīng)鍛焊容器的發(fā)展，在GB150-1998版中就已增加此項(xiàng)要求，由于缺乏足夠的經(jīng)驗(yàn)，具體要求由設(shè)計(jì)者在圖樣或相關(guān)工程標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定。且在原JB4744-2000標(biāo)準(zhǔn)中提出了鍛焊容器B類焊接接頭鑒證環(huán)力學(xué)性能的檢驗(yàn)也可參照本標(biāo)準(zhǔn)的要求。(現(xiàn)新發(fā)行標(biāo)準(zhǔn)NB/T47016-2011標(biāo)準(zhǔn)中已包含鑒證環(huán))——這是B類焊接接頭鑒證環(huán)提出原因。

一、產(chǎn)品焊接試件1)按照GB150制造的壓力容器，如果沒有A類焊接接頭或?yàn)殄懞笁毫θ萜鞯娜缭O(shè)計(jì)圖樣上沒有規(guī)定制備鑒證環(huán)的可不制備。2)鑒證環(huán)：設(shè)備沒有A類焊接接頭、鍛焊壓力容器，或者B類焊接接頭的焊接工藝與A類焊接接頭的焊接工藝不同，且B類焊接接頭要求較高,制造單位對(duì)B類焊接接頭的焊接缺乏足夠經(jīng)驗(yàn)時(shí)，設(shè)計(jì)院會(huì)提出制備B類焊接接頭鑒證環(huán).

1.4．按設(shè)計(jì)要求或工程標(biāo)準(zhǔn)要求制備接管與殼體產(chǎn)品焊接試件(一般由設(shè)計(jì)院提出)。2．產(chǎn)品焊接試件數(shù)量要求每臺(tái)壓力容器制備產(chǎn)品焊接試件的數(shù)量，根據(jù)壓力容器的材料、厚度、結(jié)構(gòu)、焊接工藝及設(shè)計(jì)圖樣及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求確定。2.1.縱向焊接接頭產(chǎn)品焊接試件數(shù)量1)一臺(tái)設(shè)備，如果殼體為多種材料，應(yīng)按照每種材料分別制備產(chǎn)品焊接試件。2)一臺(tái)設(shè)備，如果材料相同，殼體厚度不同（如塔器、換熱器），雖然采用相同的焊接工藝，但不能覆蓋的，需按照不同厚度制備產(chǎn)品焊接試件。（由容器工藝員與焊接工藝員商定）3)一臺(tái)設(shè)備,如果材料相同，厚度相同，熱處理狀態(tài)相同，采用的焊接方法不同，應(yīng)按照不同焊接方法分別制備產(chǎn)品焊接試件。一、產(chǎn)品焊接試件4)一臺(tái)設(shè)備，材料相同，厚度相同，焊接方法相同，而熱處理狀態(tài)不同，應(yīng)分別按照不同的熱處理狀態(tài)制造產(chǎn)品焊接試件。5)多臺(tái)（多個(gè)位號(hào)）重疊設(shè)備（如換熱器、塔器），需按每個(gè)位號(hào)的材料、厚度、結(jié)構(gòu)、焊接工藝等分別制備產(chǎn)品焊接試件。6)按照設(shè)計(jì)圖樣或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的數(shù)量制作產(chǎn)品焊接試件.7)多層包扎壓力容器產(chǎn)品焊接試件應(yīng)包括內(nèi)筒焊接試件和層板焊接試件各一組。8)按照HG3129-1998《整體多層夾緊式高壓容器》制造的高壓容器內(nèi)筒應(yīng)制備一組產(chǎn)品焊接試件.9)按照GB12337標(biāo)準(zhǔn)要求每臺(tái)球罐應(yīng)制備三組產(chǎn)品焊接試件，焊接方法為橫焊、立焊、平焊及仰焊。10)低溫壓力容器逐臺(tái)制作產(chǎn)品焊接試件.

一、產(chǎn)品焊接試件一、產(chǎn)品焊接試件2.2.B類焊接接頭鑒證環(huán)對(duì)于B類焊接接頭鑒證環(huán),目前我們常用標(biāo)準(zhǔn)（GB150，固容規(guī)等）對(duì)于需制備的數(shù)量沒有做要求，除非圖樣有規(guī)定，如果設(shè)計(jì)圖紙沒有數(shù)量要求，根據(jù)A類焊接接頭試板制備要求制備B類焊接接頭鑒證環(huán),大概歸納幾類：1）換熱器類：2）單層容器：

2.3．按設(shè)計(jì)要求或工程標(biāo)準(zhǔn)要求的數(shù)量制備接管與殼體產(chǎn)品焊接試件。（目前壓力容器制造相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)此類焊接接頭試件沒有要求）一、產(chǎn)品焊接試件

3.產(chǎn)品焊接試件的制備要求3.1.縱向焊接接頭產(chǎn)品焊接試件制備要求1）產(chǎn)品焊接試件應(yīng)當(dāng)在筒體縱向焊縫的延長(zhǎng)部位與筒體同時(shí)施焊（球形壓力容器和鍛焊壓力容器除外）.2）試件的原材料必須是合格，并且與壓力容器用材具有相同標(biāo)準(zhǔn)、相同牌號(hào)、相同厚度和相同熱處理狀態(tài)。3）試件應(yīng)當(dāng)由施焊該壓力容器的焊工采用與施焊壓力容器相同的條件、相同的焊接工藝進(jìn)行施焊。4）應(yīng)選擇使產(chǎn)品焊接接頭試件力學(xué)性能較低的實(shí)際焊接工藝（含焊后熱處理）制備產(chǎn)品焊接試件?！@樣更具有真實(shí)性和代表性。5）設(shè)備需進(jìn)行熱處理的，試件一般應(yīng)當(dāng)隨壓力容器一起熱處理，否則應(yīng)當(dāng)采取措施保證試件按照與壓力容器相同的工藝進(jìn)行熱處理。一、產(chǎn)品焊接試件6）試件應(yīng)有施焊記錄.7）試件應(yīng)進(jìn)行100%RT檢測(cè)。3.2．B類焊接接頭鑒證環(huán)制備要求。1)鑒證環(huán)應(yīng)在所代表的元件焊接過程中施焊。2)鑒證環(huán)材料要求同3.1款第（2）條，但是如果鑒證環(huán)為鍛件，則應(yīng)與所代表產(chǎn)品鍛件級(jí)別相同。3)由于鑒證環(huán)無法與殼體環(huán)焊縫同時(shí)施焊，一般情況下，鑒證環(huán)單獨(dú)焊接，但需與所代表的產(chǎn)品采用相同的焊接工藝，如設(shè)備需熱處理，鑒證環(huán)也需與設(shè)備同爐熱處理。4)當(dāng)鑒證環(huán)為異種鋼焊接時(shí)，力學(xué)性能應(yīng)滿足性能低的材料要求。一、產(chǎn)品焊接試件

4．產(chǎn)品焊接試件需檢查項(xiàng)目及要求

4.1原則：

1)試樣的種類、數(shù)量、截取與制備按照設(shè)計(jì)圖樣和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

2)力學(xué)性能檢驗(yàn)的試驗(yàn)方法、試驗(yàn)溫度、合格指標(biāo)及其復(fù)驗(yàn)要求按照設(shè)計(jì)圖樣和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。(復(fù)驗(yàn)針對(duì)不合格項(xiàng)目在原試件上取樣復(fù)驗(yàn))3)當(dāng)試件被判為不合格時(shí)，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定處理。(GB150-1998及NB/T47016-2011中有要求）

4.2.常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目及要求：

1)拉伸試驗(yàn)（一組）——檢驗(yàn)焊縫金屬和熱影響區(qū)抗拉強(qiáng)度、(T>16mm全焊縫金屬的抗拉強(qiáng)度只檢測(cè)焊縫處）、斷后伸長(zhǎng)率（針對(duì)全焊縫金屬抗拉強(qiáng)度，原來標(biāo)準(zhǔn)JB/T4744只要求抗拉強(qiáng)度），驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)按照試件鋼材標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)圖樣要求。一、產(chǎn)品焊接試件2)沖擊試驗(yàn)——檢驗(yàn)焊縫區(qū)及熱影響區(qū)處沖擊韌性,如設(shè)計(jì)圖樣或工程標(biāo)準(zhǔn)要求整個(gè)焊接接頭均進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，那么就應(yīng)包括：焊縫、母材、熱影響區(qū)。熱影響區(qū)是焊接接頭的最薄弱部分，所以新標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度了熱影響區(qū)的沖擊要求。3)彎曲試驗(yàn)——按照NB/T47016-2011標(biāo)準(zhǔn)要求制備彎曲試件，彎曲試驗(yàn)的受拉面應(yīng)包括焊縫金屬和熱影響區(qū)。當(dāng)試件焊縫兩側(cè)的母材之間或焊縫金屬與母材之間的彎曲性能有差別時(shí)，可改用縱向彎曲試驗(yàn)代替橫向彎曲試驗(yàn)。原JB4744標(biāo)準(zhǔn)要求彎心直徑為4a(a---為試樣厚度),而NB/T47016標(biāo)準(zhǔn)要求的試樣彎心直徑根據(jù)母材類別來確定。對(duì)軋制法、爆炸軋制法、爆炸生產(chǎn)的復(fù)合金屬材料，側(cè)彎試樣復(fù)合界面未結(jié)合缺陷引起的分層、裂紋,允許重新取樣試驗(yàn)。一、產(chǎn)品焊接試件4.3特殊檢驗(yàn)要求1)H2S應(yīng)力腐蝕環(huán)境的焊接接頭（包括焊縫、熱影響區(qū)及母材）應(yīng)進(jìn)行硬度檢測(cè)。試件上的硬度檢測(cè)應(yīng)在橫截面上測(cè)定，一般距表面1.5mm處。2)晶腐試驗(yàn)：《固容規(guī)》——包括焊接接頭和母材晶腐試驗(yàn)3)2.25Cr-1Mo、2.25Cr-1Mo-V、2.25Cr-1Mo-0.5V、3Cr-1Mo等抗氫鋼材料，還應(yīng)增加階梯冷卻試驗(yàn)(即步冷試驗(yàn))要求，(模擬最大熱處理部分和階梯冷卻試驗(yàn)用試件單獨(dú)進(jìn)行熱處理)4)金相組織檢測(cè)應(yīng)在產(chǎn)品試板上切取試件。二、母材試件壓力容器母材熱處理試件（這里不包括緊固件試件）一般指壓力容器封頭、錐體等需經(jīng)熱作，熱作時(shí)破壞了原材料供貨狀態(tài)，這樣的封頭或錐體需制備母材熱處理試件。1.需要制備母材熱處理試件的條件1）當(dāng)要求材料的使用熱處理狀態(tài)與供貨熱處理狀態(tài)一致時(shí)，在制造過程中若破壞了供貨的熱處理狀態(tài)，需要重新進(jìn)行熱處理的.2）在制造過程中，需要經(jīng)過熱處理改善材料力學(xué)性能的.2．母材試件制備要求1