張帆，高利慧，馬青軍，蔣紅鵬

(1.天津市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗技術(shù)研究院 天津300192;2.撫順機(jī)械設(shè)備制造有限公司 遼寧 撫順113006)

0 前言

近十年來，隨著中國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、新舊動能轉(zhuǎn)換及制造產(chǎn)品質(zhì)量的提升，中國制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生了深刻變化。因此，焊接這個“工業(yè)裁縫”作為制造業(yè)關(guān)注的焦點，其領(lǐng)域內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)變更也隨之加快。

2016 年發(fā)布的《裝備制造業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和質(zhì)量提升規(guī)劃》，要求對接《中國制造2025》。該規(guī)劃的主要目標(biāo)是:到2020 年，工業(yè)基礎(chǔ)、智能制造、綠色制造等標(biāo)準(zhǔn)體系基本完善。因此，焊接材料行業(yè)迎來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。焊接材料行業(yè)由高速發(fā)展轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)趨向更為合理。與此同時，為了適應(yīng)焊接材料的發(fā)展趨勢，與其相關(guān)的國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)加快更新，2012 年全國焊接標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會組織制修訂了焊條系列國家標(biāo)準(zhǔn)、2018 年制修訂藥芯焊絲、埋弧焊用焊接材料系列標(biāo)準(zhǔn)。2017 年能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NB/T 47018 系列標(biāo)準(zhǔn)的前5 部分進(jìn)行修訂并發(fā)布實施，與2011 年版本相比技術(shù)內(nèi)容變化多，并且該系列標(biāo)準(zhǔn)影響范圍廣，尤其是在壓力容器行業(yè)。為了便于焊接材料生產(chǎn)企業(yè)和使用單位能更好的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，因此對NB/T 47018 系列標(biāo)準(zhǔn)的變化進(jìn)行了淺析，并提出了一些個人思考。

1 標(biāo)準(zhǔn)的修訂情況

1.1 NB/T 47018.1《采購?fù)▌t》

該部分標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍是規(guī)定了焊接材料采購的基本要求、批量標(biāo)識、組批規(guī)則、質(zhì)量證明、復(fù)驗、保管和運輸。與2011 年版本標(biāo)準(zhǔn)相比，主要有以下變化:

(1)規(guī)范性引用文件里面刪除了GB/T 3375—1994《焊接術(shù)語》［1］標(biāo)準(zhǔn)，增加了GB/T 25778—2010《焊接材料采購指南》［2］。

(2)在基本要求里面將“生產(chǎn)商或經(jīng)銷商”改成了“生產(chǎn)商或供貨單位(含經(jīng)銷商)”，這在一定程度上擴(kuò)大了訂貨單位購買焊接材料的渠道，不在僅限于生產(chǎn)商和經(jīng)銷商。

(3)增加了藥芯焊絲的采購指南，提出藥芯焊絲應(yīng)按照NB/T 47018.2 規(guī)定的技術(shù)條件要求編制供貨技術(shù)條件，在訂貨合同中需包含保證藥芯成分、藥芯填充均勻性的具體內(nèi)容及檢驗方法，以及打開真空包裝后的藥芯焊絲控制熔敷金屬中擴(kuò)散氫含量的措施。

新增的這個條款，雖然表明可以采購藥芯焊絲，這也就意味著藥芯焊絲可以應(yīng)用到壓力容器行業(yè)，但是該條款在一定程度上限制了藥芯焊絲在承壓設(shè)備上的使用，原因主要由以下兩點:①要求按照NB/T 47018.2編制供貨技術(shù)條件，但并沒有明確是由生產(chǎn)商、供貨方、使用方還是第三方等哪些機(jī)構(gòu)進(jìn)行編制，也沒有規(guī)定編制好的技術(shù)條件應(yīng)由哪些機(jī)構(gòu)進(jìn)行評估;②條款中要求包含“藥芯填充均勻性的具體檢驗方法”，然而迄今為止，國內(nèi)并沒有相關(guān)的檢驗方法及標(biāo)準(zhǔn)。但是孫靜［3］利用虛擬儀器技術(shù)和LabVIEW 開發(fā)平臺設(shè)計的藥芯焊絲填充率在線測量系統(tǒng)能夠在線實時測量，能在生產(chǎn)線上及時檢測到藥芯焊絲中的藥芯填充率，并對不合格的產(chǎn)品發(fā)出報警，以提高藥芯焊絲的生產(chǎn)質(zhì)量。

(4)增加了訂貨單位要在訂貨技術(shù)條件中注明所采購焊接材料熔敷金屬力學(xué)性能試件的焊后狀態(tài)。

(5)更改組批規(guī)則，提高了不銹鋼焊條、碳鋼焊芯、碳鋼焊絲、碳鋼填充絲、低合金鋼焊芯、低合金鋼焊絲、低合金鋼填充絲、不銹鋼焊芯、不銹鋼焊絲、不銹鋼填充絲、堆焊用不銹鋼焊帶、碳鋼及低合金鋼用焊劑、不銹鋼用焊劑的每批最高限量，這也反應(yīng)了國內(nèi)焊接材料制造水平有了一定的提高。

(6)更改了生產(chǎn)商產(chǎn)品質(zhì)量證明書中的檢驗項目，主要是將焊條藥皮及焊劑含水量檢測改為擴(kuò)散氫含量檢測，增加了彎曲試驗，但也明確表明如果生產(chǎn)商確能保證彎曲性能時，則可以免除彎曲試驗，在質(zhì)量證明書相應(yīng)項目中填寫合格。焊條藥皮及焊劑含水量試驗可以測定藥皮或焊劑中的結(jié)晶水，主要是為了估算焊接材料熔敷金屬中的擴(kuò)散氫含量，雖然焊接過程中擴(kuò)散氫主要來源于焊接材料，但并不是全部，還有一部分來源于母材、保護(hù)氣體、大氣中的水蒸氣等方面。也就是說含水量試驗并不能很好的反應(yīng)出焊接材料熔敷金屬擴(kuò)散氫含量，這里改為擴(kuò)散氫含量檢測更為合理。

NB/T 47018.1《采購?fù)▌t》是一個通用的準(zhǔn)則，其技術(shù)條件適用于該系列所有標(biāo)準(zhǔn)，也就是說該部分的技術(shù)條件變更，會直接影響到該系列標(biāo)準(zhǔn)的使用。存在以下問題，在6 條質(zhì)量證明的表2 承壓設(shè)備用焊接材料的檢驗項目里面焊條化學(xué)成分應(yīng)明確是檢測熔敷金屬的成分，NB/T 47018.1 中表2 的具體內(nèi)容見表1。另外，鎢極氣體保護(hù)焊、熔化極氣體保護(hù)焊、等離子弧焊用焊絲和填充絲里面的NB/T 47018.3 對應(yīng)的檢驗項目里面缺少熔敷金屬擴(kuò)散氫含量檢測，這導(dǎo)致前后標(biāo)準(zhǔn)存在矛盾。

1.2 NB/T 47018.2《鋼焊條》

該部分的適用范圍是鋼焊條的技術(shù)條件、熔敷金屬彎曲試驗和產(chǎn)品標(biāo)識。與2011 年版本標(biāo)準(zhǔn)相比主要有以下變化:

(1)2012 年全國焊接標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會組織制修訂了GB/T 5117—2012《非合金鋼及細(xì)晶粒鋼焊條》［4］、GB/T 5118—2012《熱 強 鋼 焊 條》［5］、GB/T 983—2012《不銹鋼焊條》［6］，于2016 年又修訂了GB/T 32533—2016《高強鋼焊條》［7］。因此為適應(yīng)相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，NB/T 47018.2 適用范圍由“碳鋼焊條、低合金鋼焊條、不銹鋼焊條”變更為“非合金鋼及細(xì)晶粒鋼焊條、熱強鋼焊條、高強鋼焊條和不銹鋼焊條”。但是仍保留了部分上一個版本國家焊條標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品型號，并對技術(shù)要求進(jìn)行了改變。

表1 NB/T 47018.1《采購?fù)▌t》表2 承壓設(shè)備用焊接材料的檢驗項目

(2)修訂了熔敷金屬拉伸試樣斷后伸長率合格指標(biāo)，將“除應(yīng)分別符合GB/T 983，GB/T 5117，GB/T 5118 和GB/T 32533 規(guī)定外，且應(yīng)不小于20%”改為“除應(yīng)分別符合GB/T 983，GB/T 5117，GB/T 5118 和GB/T 32533 規(guī)定外，且應(yīng)不小于18%”。

(3)將“熔敷金屬縱向彎曲試樣”改為“熔敷金屬彎曲試樣”，這意味著熔敷金屬可以使用橫向彎曲進(jìn)行，不再僅局限于縱向彎曲試驗。增加了斷后伸長率A 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定下限小于20%的熔敷金屬，如彎曲試驗不合格且實測值小于20%，則允許加大彎心直徑重新進(jìn)行試驗的條款，這在一定程度上降低了彎曲試驗的要求。

(4)隨著擴(kuò)散氫檢測技術(shù)的發(fā)展，將擴(kuò)散氫含量的測定方法由“甘油法、水銀法或氣相色譜法”改為“水銀法或熱導(dǎo)法”，并根據(jù)焊條的強度等級規(guī)定了擴(kuò)散氫含量的要求值。這明確表明不再使用準(zhǔn)確度低且再現(xiàn)性差的甘油法進(jìn)行試驗，增加了載氣熱提取法。但是馬青軍等人［8］在2016 年的研究表明按照GB/T 3965—2012《熔敷金屬中擴(kuò)散氫測定方法》表2 規(guī)定的400℃，21 min 測定規(guī)范進(jìn)行載氣熱提取法測氫試驗，其數(shù)值要低于水銀法及氣相色譜法，GB/T 3965—2012 中表2 的具體內(nèi)容見表2。2018 年ISO/TC44 國際焊接標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會發(fā)布了ISO 3690:2018 Welding and allied processes-Determination of hydrogen content in arc weld metal，對載氣熱提取法的收集終止條件進(jìn)行了規(guī)定。2018 年中國船級社的《材料與焊接規(guī)范》也明確表明，要證明其試驗程序能保證持續(xù)收集和測定擴(kuò)散氫，直到所有擴(kuò)散氫測出，則可考慮使用載氣熱提取法。

承壓設(shè)備行業(yè)使用最多的焊接材料就是鋼焊條。這部分主要變化是引用了最新的焊條系列國家標(biāo)準(zhǔn)，但是為了適應(yīng)行業(yè)的發(fā)展仍保留了部分2011 年版本國家標(biāo)準(zhǔn)的型號，降低了熔敷金屬試樣斷后伸長率的指標(biāo)，同時更改了彎曲試樣類型。

表2 GB/T 3965—2012 中表2 給定溫度下收集擴(kuò)散氫最短時間

1.3 NB/T 47018.3《氣體保護(hù)電弧焊鋼焊絲和填充絲》

該部分適用范圍是氣體保護(hù)電弧焊鋼焊絲和填充絲的技術(shù)條件、熔敷金屬力學(xué)性能和彎曲試驗、產(chǎn)品標(biāo)識。與2011 年版本標(biāo)準(zhǔn)的相比，主要有以下變化:

(1)在適用范圍中增加了不銹鋼焊絲和填充絲。

(2)增加了焊絲和填充絲熔敷金屬拉伸試驗規(guī)定和力學(xué)性能試件的制備要求。

(3)該部分3.1 條規(guī)定“承壓設(shè)備氣體保護(hù)焊用不銹鋼焊絲和填充絲除應(yīng)符合GB/T 29713 的規(guī)定外，還應(yīng)符合YB/T 5092，NB/T 47018.1 和本部分的規(guī)定”，3.3 條規(guī)定了焊絲化學(xué)成分中的硫、磷含量，這表明其余的化學(xué)成分應(yīng)符合GB/T 29713 及YB/T 5092 相關(guān)要求，但是47018.3 中表1 給出的牌號并不能與YB/T 5092—2016《焊 接 用 不 銹 鋼 絲》［9］相 對 應(yīng)，比 如H08Cr21Ni10Si，H12Cr24Ni13Si 等牌號無法在YB/T 5092—2016 里面找到，這導(dǎo)致很多不銹鋼焊絲的化學(xué)成分無法驗收，也就無法進(jìn)行采購。兩個標(biāo)準(zhǔn)中焊絲牌號的對照見表3。

表3 NB/T 47018.3—2017 中表1 與YB/T 5092—2016 中表1 焊絲牌號對照

該部分還對一些化學(xué)成分的規(guī)定進(jìn)行了修改，但其最大的變化是適用范圍里面加入了不銹鋼焊絲和填充絲，增加了熔敷金屬拉伸試驗和力學(xué)性能試件制備要求。

1.4 NB/T 47018.4《埋弧焊鋼焊絲和焊劑》

該部分適用范圍是埋弧焊鋼焊絲和焊劑的技術(shù)條件、試驗方法與產(chǎn)品標(biāo)識。與2011 年版本標(biāo)準(zhǔn)相比主要有以下變化:

(1)將規(guī)范性引用文件中的“GB/T 5293，GB/T 12470 及GB/T 17854”改成了“GB/T 5293—1999，GB/T 12470—2003 及GB/T 17854—1999”這表明只有這個日期版本的標(biāo)準(zhǔn)適用于本文件，最新版本(包括所有的修改單)并不適用。然而，全國焊接標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會于2018 年組織修訂了5 項埋弧焊用焊接材料國家標(biāo)準(zhǔn)，此次修訂舍棄了美標(biāo)體系，轉(zhuǎn)為采用ISO 體系，所以標(biāo)準(zhǔn)變化很大，重新編制了型號并且將低合金鋼焊絲分為熱強鋼和高強鋼焊絲，還將焊劑獨立為一個新的國家標(biāo)準(zhǔn)。新版國家標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布意味著舊版國家標(biāo)準(zhǔn)廢止，生產(chǎn)廠家應(yīng)依據(jù)新版國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)，但NB/T 47018.4 卻不能對依據(jù)最新國家標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的埋弧焊用焊接材料進(jìn)行驗收。

(2)在焊接材料質(zhì)量保證書規(guī)定中增加了焊劑、焊絲的批號及檢驗要求。

(3)增加了焊絲中硫、磷含量的規(guī)定。該部分未應(yīng)用最新的埋弧焊用焊接材料國家標(biāo)準(zhǔn)，可能引起標(biāo)準(zhǔn)之間的相互沖突，導(dǎo)致埋弧焊用焊接材料的驗收存在阻礙，所以應(yīng)盡快針對最新的國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂或者發(fā)布修改單。

1.5 NB/T 47018.5《堆焊用不銹鋼焊帶和焊劑》

該部分主要規(guī)定了堆焊用不銹鋼堆焊金屬型號、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、包裝和標(biāo)志、產(chǎn)品標(biāo)識。與2011 年版本標(biāo)準(zhǔn)的相比，主要有以下變化:

(1)增加了3 個焊帶型號:EQ317L，EQ2205 和EQ2209。

(2)增加了3 個焊劑/焊帶組合堆焊金屬型號:FX317L-E，F(xiàn)X2205-E 和FX2209-E。

(3)增加了檢驗FX317L-E，F(xiàn)X2205-E 和FX2209-E堆焊金屬化學(xué)成分時使用焊帶的規(guī)定。

(4)增加了質(zhì)量保證書及其檢驗內(nèi)容和批號的使用規(guī)定。

2 結(jié)束語

對NB/T 47018.1-5 系列標(biāo)準(zhǔn)的主要變化進(jìn)行了歸納總結(jié)，針對相應(yīng)的主要變化進(jìn)行了探討。該標(biāo)準(zhǔn)的修訂很大程度上適應(yīng)了國內(nèi)焊接材料、相關(guān)檢測技術(shù)及壓力容器行業(yè)的要求與變化，但存在以下問題:

(1)NB/T 47018.1《采購?fù)▌t》的6 條質(zhì)量證明里面焊條化學(xué)成分應(yīng)明確是檢測熔敷金屬的成分。另外鎢極氣體保護(hù)焊、熔化極氣體保護(hù)焊、等離子弧焊用焊絲和填充絲里面的NB/T 47018.3 對應(yīng)的檢驗項目里面缺少熔敷金屬擴(kuò)散氫含量檢測，這導(dǎo)致前后標(biāo)準(zhǔn)存在矛盾。

(2)應(yīng)充分了解國內(nèi)外藥芯焊絲產(chǎn)品質(zhì)量、制造水平、檢測手段等各方面內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上明確藥芯焊絲是否能應(yīng)用到壓力容器行業(yè)。

(3)一些條款的修訂與相關(guān)的引用標(biāo)準(zhǔn)存在沖突，導(dǎo)致無法對焊接材料進(jìn)行驗收。埋弧焊接材料未引用最新的國家標(biāo)準(zhǔn)，容易引起混亂，應(yīng)盡快針對最新的國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂或者發(fā)布修改單。