胡廣澤
(山東核電設(shè)備制造有限公司,山東 海陽 265118)
2011年10月1日,國家能源局正式頒布了NB/T47014-2011《承壓設(shè)備焊接工藝評定》,取代了之前的機械部所發(fā)布的JB/T4708。其新的規(guī)范在很大程度上借鑒了ASME第Ⅸ卷,但其中又有很多不同點?,F(xiàn)在,很多企業(yè)在同時使用這兩個標(biāo)準(zhǔn),在使用過程中,對于一些細(xì)節(jié)很有可能互相串用,導(dǎo)致最終焊接工藝評定不能滿足應(yīng)用要求。
ASME第Ⅸ卷對于版本的控制有固定的修訂周期,并對舊版本進行焊接工藝評定進行認(rèn)可。一般情況是在每年的7月份做一次修訂,每三年進行升版一次,中間年份使用增補的方式對規(guī)范進行修訂。我國國內(nèi)壓力容器焊接工藝評定規(guī)范沒有固定的修訂周期,且對舊版本的焊接工藝評定是否認(rèn)可,要求不明確。從JB/T4708-2000到目前的NB/T47014-2011,跨度11年,升版時間長,且不明確升版周期。在執(zhí)行過程中,可能會因為監(jiān)管人員或企業(yè)技術(shù)人員各自理解不同,而造成要求不一致。
ASME第Ⅸ卷對于焊接工藝評定及焊工考試的要求是分開的,焊接工藝評定是考察的焊縫接頭的力學(xué)、沖擊等性能,焊工考試是考察焊工是否能夠按照規(guī)范在缺陷限制范圍內(nèi)完成接頭的焊接。因此,對于焊接工藝評定接頭,只規(guī)定了需要進行相關(guān)的理化試驗,只要理化試驗合格了,該工藝也就滿足產(chǎn)品要求了,未要求焊縫表面檢測及體積檢測。
NB/T 47014-2011中第6.4條規(guī)定:“試件檢驗項目:外觀檢查、無損檢測、力學(xué)性能和彎曲試驗?!睂τ凇巴庥^檢查和無損檢測結(jié)果不得有裂紋。”因為,裂紋往往是由焊接工藝或材料的原因造成的。
ASME第Ⅸ卷與NB/T47014中對于母材厚度的覆蓋范圍要求基本是一致的。(可能是由于公英制轉(zhuǎn)換原因,數(shù)值不同。)但對于一些母材厚度覆蓋范圍的特殊性規(guī)定,ASME規(guī)范描述更加的明確。
3.1.1 返修、補焊母材厚度覆蓋范圍
焊接返修、補焊的母材厚度范圍,在ASME第Ⅸ卷QW-202.3中進行了明確規(guī)定:坡口焊縫評定合格的焊接工藝可用于焊縫返修及補焊。對于角焊縫返修,金屬厚度與母材厚度不做限制;對于其它類型的焊接修補應(yīng)滿足QW-451的覆蓋范圍,對于試件厚度大于38mm的焊接工藝評定,母材覆蓋的上限不做限制。
但在NB/T 47014中,只是在表9中,規(guī)定了使用大于等于38mm的母材進行的焊接工藝評定,產(chǎn)品返修、補焊母材的最大厚度不做限制。但對于小于38mm的情況,未進行明確的規(guī)定。
3.1.2 沖擊試驗對母材厚度的限制
對于有沖擊試驗的焊接工藝評定,母材厚度的覆蓋范圍在ASME第Ⅸ卷及NB/T47014中的描述是一致的。“若T≥6mm時,適用于焊件母材厚度的有效范圍最小值為試件厚度T與16mm兩者中的較小值;當(dāng)T<6mm時,適用于焊件母材厚度的最小值為T/2。”
但在ASME規(guī)范第Ⅸ卷中,是否進行沖擊試驗,是由相關(guān)的產(chǎn)品制作標(biāo)準(zhǔn)中提出的,第Ⅸ卷本身未進行規(guī)定。而NB/T 47014中,要求了焊縫沖擊試驗及熱影響區(qū)沖擊試驗,并給出了免除要求。表11中注釋(5)“當(dāng)無法制備5mm*10mm*55mm小尺寸沖擊試樣時,免做沖擊試驗?!?/p>
ASME第Ⅸ卷和NB/T47014所接受的材料都是按照各自國家標(biāo)準(zhǔn)所生產(chǎn)的材料(ASME接受了一小部分其它國家的材料),因此在使用未被標(biāo)準(zhǔn)所接受的材料進行焊接工藝評定時,兩種規(guī)范都分別做了相關(guān)規(guī)定。
ASME第Ⅸ卷中規(guī)定,進行焊接工藝評定的母材若沒有在表QW-422中列出且沒有相應(yīng)的UNS NO.將它歸類到某一P-NO.下時,屬于未列材料范圍,評定范圍按照QW-424規(guī)定進行,要求如下:
在NB/T47014附錄B中,同樣對規(guī)范以外材料的焊接工藝評定進行了規(guī)定,要求按照“母材歸類報告”的結(jié)果將未列材料歸于表1中所列類別和組別內(nèi)。母材歸類報告至少應(yīng)包括:
1)母材相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)條件;
2)母材的冶煉方法、熱處理狀態(tài)、制品形態(tài)、技術(shù)要求及產(chǎn)品合格證明書;
3)母材的焊接性能:
(1)焊接性能分析;
(2)焊接性能:工藝焊接性能,使用焊接性能。
4)焊接方法、焊接材料和焊接工藝;
5)母材的使用業(yè)績及其來源;
6)各項結(jié)論、數(shù)據(jù)及來源;
7)母材歸類、歸組陳述;
8)結(jié)論:該母材歸入類別、組別,及其母材規(guī)定的抗拉強度最低值。
母材歸類報告完成后,進行存檔備查。對于沒有進行歸類的材料“應(yīng)按照每個金屬材料代號(依照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定命名)分別進行焊接工藝評定。
可以看出這兩種規(guī)范對與未列材料進行了不同要求的規(guī)定,從長遠(yuǎn)來看,NB/T47014的規(guī)定更加方便,通過對“母材歸類報告”的積累,焊接工藝評定數(shù)量也將逐漸減少。但“母材歸類報告”的要求不明確,例如,“母材的焊接性能”需要做哪些具體的試驗?試驗標(biāo)準(zhǔn)是什么?等。若能將每一項試驗內(nèi)容進行更具體的明確,統(tǒng)一格式,統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),將更加有利于標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
ASME第Ⅸ卷中未對焊接工藝評定沖擊試驗進行要求,判定評定是否需要進行沖擊試驗由相關(guān)的制作標(biāo)準(zhǔn)來確定。如ASME第Ⅲ卷、ASME第Ⅷ卷等。例如,用于核電核一級設(shè)備制作的ASME第Ⅲ卷NB分卷,在NB-4335中規(guī)定,只有當(dāng)焊縫接頭厚度超過16mm,且接頭處母材需要按照NB分卷的要求進行沖擊試驗時,焊接工藝評定才需要進行焊縫的沖擊試驗,若在這一條件下按照NB-4600進行了焊后熱處理,熱影響區(qū)的沖擊試驗也同樣是免除。因為ASME規(guī)范認(rèn)為焊后熱處理是可以改善接頭的沖擊性能。
NB/T 47014-2011中對焊接工藝評定的沖擊試驗是比較籠統(tǒng)的,表11注釋(5)中規(guī)定,只有當(dāng)無法制備5*10*55的沖擊試樣時,才免做沖擊試驗。焊接工藝評定是為了保證產(chǎn)品焊接接頭的各項性能,如此規(guī)定,變成了沖擊試驗是根據(jù)承制商選用的試板來確定。假設(shè),有一容器壁厚為10mm,在進行焊接工藝評定時,若選用了5mm的試板進行焊接工藝評定,由于無法制備小沖擊試樣,可免做,母材的厚度可覆蓋至10mm;若選用8mm試板進行焊接工藝評定,則需要進行沖擊試驗,母材覆蓋范圍為8~16mm。由此以來,針對同一個產(chǎn)品出現(xiàn)了兩種不同的要求。
ASME第Ⅸ卷除了使用焊接材料的標(biāo)準(zhǔn)號(SFA-NO.)及自身特性進行控制外,對于鐵基焊接材料按照化學(xué)成分進行了分類,使用ANO.進行控制。在這種控制措施下,同一牌號的焊接材料,有可能因為不同的A-NO.號,而需要重新進行焊接評定。因此在采購該類焊接材料時,應(yīng)控制這兩種化學(xué)成分的含量,否則焊接工藝評定則有可能無法覆蓋產(chǎn)品的焊接。
NB/T47014-2011中按照母材的分類,對焊接材料進行分類控制,不同于ASME規(guī)范的規(guī)定。這一點,在NB/T47014-2011的編制說明中,說明了原因。“因為中國合金體系與美國差別較大,中國材料難以對照A-編號?!薄敖?jīng)過對比,我們認(rèn)為JIS B8285《壓力容器焊接工藝評定》依據(jù)母材分類原則對焊材進行分類。其操作性強,適用于對國內(nèi)外各種焊材分類?!?/p>
通過以上對比、分析可見,雖然NB/T47014-2011是參考ASME第Ⅸ卷進行編制的,但是NB/T 47014結(jié)合了我國的國情進行不同程度的改版。隨著中國制造業(yè)走向國際,為適應(yīng)國際制造業(yè)的要求,根據(jù)NB/T47014的統(tǒng)計,截止到2010年10月底,我國共有482家企業(yè)取得了ASME各類鋼印。這也說明ASME規(guī)范在我國制造業(yè)也有著廣泛的應(yīng)用要求,這就需要我們國內(nèi)的制造企業(yè)在實施和使用ASME和中國國標(biāo)體系時,應(yīng)引起真夠重視,加強對比分析,切忌混用,避免給工程施工帶來不必要的麻煩。
[1]ASME Sect.Ⅸ Welding and Brazing Qualifications[S].
[2]ASME Ⅲ Division1-Subsection NB Class 1 Components Rules For Construction of Nuclear Facility Components[S].
[3]NB/T47014-2011承壓設(shè)備焊接工藝評定[S].
[4]ISBN 7-111-09859-5 焊接工程師手冊[M].機械工業(yè)出版社,2002,1.