在ASME認(rèn)證過程中的工作程序,可按照下列步驟進(jìn)行,。所必須遵循的標(biāo)準(zhǔn)文章中全部列出。
1. 當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙完成以后,,焊接工程師根據(jù)按照ASME規(guī)范編制的“壓力容器質(zhì)量手冊(cè)”的要求編寫焊接接頭識(shí)別卡,。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)明的按照ASME規(guī)范2001版第8.1篇(ASME SEC .Ⅷ DIV. 1 2001 EDITION)分類的A類,B類,,C類,D類焊接接頭,,給每個(gè)接頭編號(hào),,規(guī)定每個(gè)接頭所遵循的焊接工藝指導(dǎo)書(WPS),材料類別號(hào)或者組別號(hào),,以及焊接方法和可行的焊接位置。 2. 焊接工程師按照質(zhì)量手冊(cè)的要求參照焊接接頭識(shí)別卡編寫第零版焊接工藝指導(dǎo)書(WPS Rev. 0),。 2.1 WPS,,以及后來的PQR,WPQ等等所有ASME文件的格式最好對(duì)照ASME規(guī)范2001版第九卷(ASME SEC .Ⅸ)末尾的附錄中的樣表的格式,,WPS當(dāng)中,,必須包括對(duì)所有重要變素的描述,,見QW252-260,。 2.2 WPS當(dāng)中的變素按照ASME規(guī)范2001版第九卷(ASME SEC .Ⅸ 2002 EDITION)QW250的敘述。QW252(OFW)燃料氧氣焊,,QW253(SMAW)焊條電弧焊,,QW254(SAW)埋弧焊,QW255(GMAW and FCAW)氣體保護(hù)焊及藥芯焊絲氣體保護(hù)焊,,QW256(GTAW)鎢極氬弧焊,,QW257(PAW)等離子焊,QW258(ESW)電渣焊,,QW259(EGW)電氣焊,,QW260(EBW)電子束焊。 3. 根據(jù)ASME規(guī)范2001版第8.1篇(ASME SEC .Ⅷ DIV. 1 2001 EDITION)的UW-28的規(guī)定,,對(duì)所遵循的每一項(xiàng)焊接工藝作出工藝評(píng)定(PQR),。 3.1 焊接工藝評(píng)定的材料與設(shè)計(jì)圖紙相同,SA662-C+SA662-C,;SA662-C+SM-400,。SA662-C按照ASME規(guī)范第九卷(ASME SEC .Ⅸ)中QW-420材料的分組,類別屬于P-No.1,,組別屬于Group No.2,,強(qiáng)度等級(jí)C,亦即最小抗拉強(qiáng)度70-90ksi,大約相當(dāng)于485-600Mpa,。鋼號(hào)UNS No.K02007,。SM-400的性能接近20號(hào)鋼。工藝評(píng)定用母材與評(píng)定母材的適用范圍應(yīng)遵循QW-424的規(guī)定,,并體現(xiàn)在WPS中,。焊接工藝評(píng)定是在ASME規(guī)范第九卷(ASME SEC .Ⅸ)QW-200各項(xiàng)條款的指導(dǎo)下進(jìn)行的。 3.2焊接材料的選用,,根據(jù)ASME規(guī)范2001版第8.1篇(ASME SEC .Ⅷ DIV. 1 2001 EDITION)的UCS-67的規(guī)定,,焊接材料的MDMT(低溫沖擊試驗(yàn)溫度)不應(yīng)高于母材的MDMT。在表UCS-66中,,設(shè)計(jì)厚度取0.4375英寸,,材料SA662取曲線B,得出的低溫沖擊試驗(yàn)豁免溫度是 –13華氏度,,由于產(chǎn)品的工作溫度是100攝氏度以上,,所以在焊接工藝評(píng)定中可以不進(jìn)行沖擊試驗(yàn)。但是焊接材料的低溫沖擊試驗(yàn)溫度必須低于材料的豁免溫度,。所用的焊絲AWS A5.18 ER70S-6和ER70S-G的沖擊試驗(yàn)溫度均為-29攝氏度,,大約相當(dāng)于-20華氏度。低于材料的豁免溫度,。符合ASME規(guī)范不進(jìn)行沖擊試驗(yàn)的豁免要求,。 3.3 焊材的分組遵循QW-430,焊絲AWS A5.18 ER70S-6和ER70S-G屬于QW-432.1鋼和合金鋼范疇,屬于F-6組,,同組的還有SFA-5.2釬接填絲,,SFA-5.9不銹鋼焊絲,SFA-5.20藥芯焊絲等,。 3.4 工藝評(píng)定試樣遵循QW-450,,評(píng)定的熔敷金屬厚度分為10mm和20mm兩種。按照ASME規(guī)范第九卷(ASME SEC .Ⅸ)QW-451.1的敘述,,可以分別覆蓋20mm和40mm的厚度范圍,,但是由于采用的焊接方法是短路過渡氣體保護(hù)焊(GMAW),按照QW452.32的敘述,,對(duì)于10mm鋼板,,不足1/2英寸,覆蓋范圍縮小到1.1倍母材厚度,,亦即11mm,。20mm的熔敷金屬雖然超過1/2英寸,按照QW452.1,,QW452.2和QW451.1,可以覆蓋2倍厚度,,即40mm??墒潜竟镜漠a(chǎn)品最厚的焊縫只有20mm,,同時(shí)焊縫厚度超過38mm需要熱處理,會(huì)有新的要求,,所以仍然限制在1.1倍母材厚度22mm,,沒有超出ASME規(guī)范。 3.5 焊接前的預(yù)熱按照ASME規(guī)范第九卷(ASME SEC .Ⅸ)中QW-406的規(guī)定,。同時(shí),,在公司的質(zhì)量手冊(cè)中“壓力容器焊接控制及檢驗(yàn)規(guī)程”也有明確規(guī)定。始焊溫度不低于16攝氏度,。層間溫度不高于250攝氏度,。 3.6 本公司的焊接工藝評(píng)定的試樣,按照ASME規(guī)范第九卷(ASME SEC .Ⅸ)中QW-450的規(guī)定要進(jìn)行拉伸試驗(yàn)和橫向?qū)驈澢囼?yàn),。10mm的試樣為2個(gè)拉伸試樣,,2個(gè)面彎試樣和2個(gè)背彎試樣。20mm的試樣則為4個(gè)側(cè)彎試樣,。試樣的加工符合ASME規(guī)范第九卷(ASME SEC .Ⅸ)中QW-462所給出的形狀和尺寸,。針對(duì)本公司的試樣形狀尺寸,,板的縮截面拉伸試樣遵循QW462.1(a),,管子的縮截面拉伸試樣遵循QW462.1( 和QW462.1©。橫向?qū)驈澢囼?yàn)的試樣遵循QW462.3(a),,側(cè)彎試樣遵循QW462.2,。試樣從所焊接的試板上截取,,取樣的順序遵從ASME規(guī)范第九卷(ASME SEC .Ⅸ)中的QW-463。彎曲試驗(yàn)所使用的夾具尺寸符合QW-466,。 3.7 按照QW-141.1的敘述,,拉伸試樣用于評(píng)定焊縫的極限強(qiáng)度,考察材料和焊材的性能,。按照QW-141.2的敘述,,導(dǎo)向彎曲試樣用于評(píng)定焊縫的完好性和延展性??疾旌傅赖膬?nèi)部質(zhì)量,。亦即焊縫中不應(yīng)存在氣孔,夾渣,,未熔合,,裂縫等缺陷,。拉伸試驗(yàn)按照QW-150進(jìn)行,按照QW-153拉伸試驗(yàn)的合格標(biāo)準(zhǔn)和QW-153.1抗拉強(qiáng)度的敘述,,試樣抗拉強(qiáng)度不應(yīng)小于母材規(guī)定的最小抗拉強(qiáng)度,。實(shí)際的拉伸試樣均未低于焊接母材的強(qiáng)度數(shù)據(jù)。導(dǎo)向彎曲試驗(yàn)按照QW-160進(jìn)行,。彎曲試驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn)按照QW-163,,彎曲后的試樣在凸面上沿任何方向測(cè)量,在焊縫和熱影響區(qū)內(nèi)都不應(yīng)有超過1/8英寸(3.2mm)的開口缺陷,。但在試樣的邊角部位于試驗(yàn)過程中出現(xiàn)的開口缺陷除外,,除非有證據(jù)表明開口缺陷是由于未熔合,夾渣或者其他內(nèi)部缺陷造成的。實(shí)際的彎曲試樣均符合ASME相關(guān)要求,。工藝評(píng)定合格,。 4. 焊接工藝評(píng)定(PQR)的合格,說明第零版焊接工藝指導(dǎo)書可以作為正式受控文件指導(dǎo)生產(chǎn),。第零版焊接工藝指導(dǎo)書升級(jí)為第A版,。亦即WPS Ver. A。WPS包含了重要變素,,附加重要變素以及非重要變素,。當(dāng)重要變素和附加重要變素發(fā)生變化時(shí),按照QW-200.1的要求,,WPS必須重新評(píng)定,。亦即重新制作或者補(bǔ)充制作PQR。如果是非重要變素,,可以不進(jìn)行重評(píng),。但是修改變素的參數(shù)之后仍然要AI簽字。 5. WPS-AGP-01 Ver. A由PQR-AGP-01和PQR-AGP-02支持,。 6. WPS-AGP-02 Ver. A由PQR-AGP-03支持,。 7. WPS-AGTP-01 Ver. A由PQR-AGTP-02支持。 8. 在合格的A版本W(wǎng)PS的支持下,,對(duì)焊工進(jìn)行考核,。亦即進(jìn)行WPQ的工作。焊工的資格評(píng)定表現(xiàn)為焊工技能評(píng)定報(bào)告(WPQ),,WPQ是在ASME規(guī)范第九卷(ASME SEC .Ⅸ)中QW-300的指導(dǎo)下進(jìn)行的,。 9.1 由于PQR的合格,根據(jù)QW-301.2的敘述,,焊接該試件的焊工(其評(píng)定范圍按照QW-304)被認(rèn)為評(píng)定合格,,其評(píng)定的焊接位置按照QW-303。 9.2 按照QW-304的敘述,,P-No.1的材料可以用射線拍片的方法作資格評(píng)定,。由于采用的焊接方法都是短路過渡型氣體保護(hù)焊(GMAW),所以不能用射線檢測(cè)的方法進(jìn)行工藝評(píng)定,。按照QW304.1的敘述,,用目視檢驗(yàn)和力學(xué)性能試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)定。外觀檢驗(yàn)遵循QW-302.4,。評(píng)定所使用的試板厚度為10mm,,按照QW-452技能評(píng)定試驗(yàn)的厚度范圍和試樣表格,要作外觀檢驗(yàn),,1個(gè)面彎試驗(yàn)和1個(gè)背彎試驗(yàn),。當(dāng)試板厚度≥3/4英寸時(shí)為2個(gè)側(cè)彎試樣,。不過,對(duì)于5G(水平固定管),,6G(斜45度管)的資格評(píng)定,按照QW-302.4的規(guī)定,,如果采用力學(xué)性能試驗(yàn)的方法進(jìn)行,,必須作2個(gè)面彎,2個(gè)背彎或者4個(gè)側(cè)彎,。鎢極氬弧焊焊接20號(hào)鋼材料,,其實(shí)也可以采取拍片的方法考取資格。拍片對(duì)焊縫長度有限制,。亦即焊縫總長度必須大于164毫米,。對(duì)于小直徑管,可以焊接多根,,使得焊縫總長度達(dá)到164毫米,。 9.3 正式的評(píng)定之前進(jìn)行了大量的培訓(xùn)。特別是氣體保護(hù)焊,。由于本公司的氣體保護(hù)焊是短路過渡形式,,電弧燃燒是不連續(xù)的,也就是焊接電弧存在瞬間熄滅現(xiàn)象,。每秒鐘大約出現(xiàn)60-100次,。但是焊絲的送進(jìn)是連續(xù)的。氣體保護(hù)焊的這種工藝特性使得它具有很高的熔敷速率,,生產(chǎn)效率很高,。但是同時(shí)也容易出現(xiàn)未熔合和彌散的夾渣。由于缺陷的方向,,有可能使得射線檢測(cè)不能發(fā)現(xiàn)焊縫中的這些缺陷,。但是在力學(xué)性能試驗(yàn)(彎曲試驗(yàn))中這些缺陷作為斷裂源會(huì)擴(kuò)展成為裂縫。從而被發(fā)現(xiàn),。氣體保護(hù)焊的未熔合主要是焊工在擺動(dòng)焊接時(shí)兩端停頓時(shí)間不夠或者擺動(dòng)間距(每次擺動(dòng)周期所前進(jìn)的距離)太大,,熔池液態(tài)金屬對(duì)坡口兩側(cè)的固體金屬浸潤不充分引起的。焊工實(shí)際操作時(shí)必須理解電弧的行為,。通常當(dāng)液態(tài)金屬在坡口兩端出現(xiàn)細(xì)微的波紋并且液面向下凹陷,,就說明浸潤充分,液態(tài)金屬呈現(xiàn)突起狀,,表示浸潤不充分,。當(dāng)然這是一瞬間的情況。彌散的夾渣主要發(fā)生在多層焊接的情況下,。在中間層或者蓋面層焊接之前沒有把焊道清理干凈,。 9. 4 焊工除了操作技術(shù)達(dá)到ASME規(guī)范要求以外,,根據(jù)本公司情況,還必須明確ASME的工作程序,。例如焊接材料的領(lǐng)取,,交回以及所要填寫的表格等等。因?yàn)锳SME的這一套程序與本公司其他產(chǎn)品的程序有所不同,。 9.5 焊工考核不合格,,可以立即重新考試。但是必須焊接2倍的試件,。2個(gè)試件當(dāng)中的1個(gè)不合格,,焊工仍然不合格。也可以重新培訓(xùn),,但是ASME規(guī)范對(duì)培訓(xùn)時(shí)間沒有限制,。取決于焊接工程師的認(rèn)定。 9.6 焊工不同的焊接方法有不同的焊接變素,。見QW-350,。當(dāng)重要變素和附加重要變素發(fā)生變化時(shí),焊工資格要重新評(píng)定,。 GMAW的重要變素是QW-355; GTAW的重要變素是QW-356; 9.7 母材的評(píng)定范圍,,規(guī)定在QW-423.1,對(duì)于本公司采用的SA662材料,,屬于P-No.1,其對(duì)應(yīng)的評(píng)定范圍也在QW-423.1當(dāng)中,。 9.8 按照QW-423.2的敘述,焊工要獲得焊接某一種材料的資格,,可以使用化學(xué)成分相似的材料進(jìn)行考核,。 9.9 焊工在資格評(píng)定時(shí)的實(shí)際焊接位置(例如板的坡口焊接的3G位置)與這個(gè)位置所能覆蓋的焊接位置之間的關(guān)系在QW461.9的表格中。見本文末尾,。各個(gè)位置的圖示見QW460,。 9.10 焊工技能評(píng)定的厚度限制和試樣見QW452。 10 焊接之后的熱處理作業(yè)指導(dǎo)書根據(jù)ASME規(guī)范2001版UCS篇(ASME SEC .Ⅷ DIV. UCS 2001 EDITION)的UCS-56的規(guī)定編寫的,。對(duì)于P-No.1第2組的SA-662材料: 10.1 標(biāo)稱的最低保溫溫度應(yīng)為1000華氏度,,大約相當(dāng)593攝氏度。實(shí)際的保溫溫度為620攝氏度±10 10.2 保溫時(shí)間,,在標(biāo)稱溫度下的保溫時(shí)間每英寸1小時(shí),,但至少為15分鐘。在焊接接頭識(shí)別卡上,,實(shí)際的產(chǎn)品最大焊縫厚度是CW-8的全焊透坡口焊縫與角焊縫的聯(lián)合焊縫,,坡口深度19.1mm,近似于20mm,。按材料的公稱厚度UW-40f(2),,UW-40f(3)的敘述,,焊縫厚度取20mm,相應(yīng)的保溫時(shí)間似乎可以取1小時(shí),。但是熱處理必須在穿管之前,,而CW-8焊縫是在穿管之后焊接的。所以,,保溫時(shí)間應(yīng)該按照穿管之前的焊縫厚度取值,。就是3/8英寸10毫米。按照每英寸1小時(shí)的比例,,保溫時(shí)間t=10/25.4=0.4小時(shí)。不過考慮到保溫時(shí)間稍許長一點(diǎn)可以更加徹底的消除殘余應(yīng)力,。而且由于溫度較低,,甚至沒有達(dá)到碳鋼723℃共析線。不會(huì)對(duì)組織有不良影響,。晶粒的長大也是及其有限的,。所以保溫時(shí)間仍然定為1小時(shí)。 10.3 產(chǎn)品入爐溫度,,按UCS-56(d)(1)的敘述,,爐溫不得超過800華氏度亦即427攝氏度。取300攝氏度,。 10.4 溫度上升速率,,按照UCS-56(d)(2),加熱速率不大于222攝氏度每小時(shí),,取125-140攝氏度每小時(shí),。 10.5 溫度下降速率,隨爐冷卻,。按照UCS-56(d)(5)的敘述,,冷卻速率不得大于278攝氏度每小時(shí),實(shí)際的冷卻速率是80-120攝氏度每小時(shí),。 10.6 出爐溫度,,按照UCS-56(d)(5)的敘述,出爐溫度不高于427攝氏度,。實(shí)際取300攝氏度,。 |
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