HGT3178-2002尿素高压设备耐腐蚀不锈钢管子--管权的焊接工艺评定和焊工技能评定.pdf 19页

'ICS71.120.10;75.180.20;23.020.30G93备案号:10957-2002H中华人民共和国化工行业标准HG%T3178-2002代替HG/T3178-1988尿素高压设备耐腐蚀不锈钢管子一管板的焊接工艺评定和焊工技能评定_Weldingprocedurequalificationandwelderperformancequalificationofcorrosionresistantstainlesssteeltube-tubesheetjointsforhighpressureureaequipments2002-09-28发布2003-06-01实施中华少味民共和国国家经济贸易委员会A*F HG/T3178-2002前言本标准代替推荐性化工行业标准HG/T3178-1988《尿素高压设备耐腐蚀不锈钢管子一管板的焊接工艺评定和焊工技能评定》。本标准根据多年实施HG/T3178-1988取得的经验，结合近年来国内外工程公司的标准、规范，对HG/T3187-1988修订而成。本标准与HG/T3178-1988的主要技术差异:—增加了《定义》及相应条文。—增加了近年来在尿素高压设备中成功应用的三种换热管规格，即:019.05X2.11,026.5X2,027X3.5.—提高了选择性腐蚀试验的验收标准。—对焊接变素明确了量化考核指标。—熔敷金属化学成分略有变化。本标准的附录A为资料性附录。本标准由原国家石油和化学工业局政策法规司提出。本标准由化学工业机械设备标准化技术委员会归口。本标准起草单位:大连冰山集团金州重型机器有限公司。本标准主要起草人:郭传江、刘晓书。参加起草人有:刘静、曲孟盛、杨占波、蔡萍。本标准1988年首次发布为化工专业标准ZB/TG93007-1988,1997年调整为推荐性化工行业标准，并重新编号为HG/T3187-1988. HG/T3178-2002尿素高压设备耐腐蚀不锈钢管子一管板的焊接工艺评定和焊工技能评定范围本标准规定了尿素高压设备(主要指二氧化碳汽提塔、高压冷凝器、高压洗涤器)耐腐蚀超低碳Cr-Ni-M。奥氏体不锈钢(以下简称“尿素级不锈钢”)管子一管板的焊接工艺评定和焊工技能评定的基本原则、试验方法、检验要求。通过焊接工艺评定或焊工技能评定，焊接设备和焊接材料也同时证明满足使用要求。本标准仅适用于钨极填丝氢弧焊(GTAW)及焊条电弧焊(SMAW，一般仅用于设备维修)。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。HG/T3172尿素高压设备制造检验方法尿素级超低碳铬镍钥奥氏体不锈钢晶间腐蚀倾向试验的试样制取HG/T3173尿素高压设备制造检验方法尿素级超低碳铬镍钥奥氏体不锈钢晶间腐蚀倾向试验HG/T3174尿素高压设备制造检验方法尿素级超低碳铬镍钥奥氏体不锈钢的选择性腐蚀检查和金相检查HG/T3179尿素高压设备堆焊工艺评定及焊工技能评定JB4730压力容器无损检测3术语下述术语适用于本标准。3.1焊接工艺评定Weldingprocedurequalification为验证所拟定的焊件焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果评价。3.2焊工技能评定Welderperformancequalification为验证焊工能否焊出满足规定要求的致密的焊缝而进行的试验过程及结果评价。3.3试件Testpiece按照预定的焊接工艺制成的用于焊接工艺和/或焊工技能评定试验的焊件。试件包括母材和焊接接头两部分。3.4焊接接头Weldedjoint由两个或两个以上零件要用焊接组合或已经焊合的接点。检验接头性能应考虑焊缝、熔合区、热影响区甚至母材等不同部位的相互影响。 HG/T3178-20023.5焊缝Weld焊件经焊接后所形成的结合部分。4材料4.1尿素级不锈钢材料用于评定的尿素级不锈钢材料(含换热管、带极堆焊用钢带/焊剂、焊条、氢弧焊丝)应符合有关的国家标准、行业标准、工程标准及图样规定，质量证明书合格齐全，并经复验合格。4.2碳钢材料用于评定的基层碳钢材料按表1选用。表1碳钢材料选用表产品基材在常温下的屈服强度试板材料>392MPa与产品相同<392MP.任何类型碳钢5一般要求5.1程序管子一管板焊接工艺评定和焊工技能评定，一般应在尿素高压设备堆焊评定合格后进行。若同时进行，则评定的有效性应以堆焊评定合格为前提。焊接工艺评定合格后进行焊工技能评定，也可以在焊工技能评定试验完毕后，选择一名合格的焊工技能评定的试验结果，作为焊接工艺评定。评定的程序一般为:a)提出焊接评定的任务书。b)编制评定用焊接工艺规程。c)制订焊接评定计划口d)试验，并做详细记录。e)填写焊接评定试验报告。5.2焊工5.2.1焊接评定试板的焊工，必须经锅炉压力容器不锈钢材料焊工资格考试合格，具有较好的焊接操作技能，并且具有焊接尿素级不锈钢的基本知识。对于初次参加尿素级不锈钢焊接的焊工，应进行必要的理论和专业知识培训并通过考试。5.2.2焊工技能评定不合格者，允许在一个月内参加补考一次。补考不合格或未参加补考者，经短期培训后可重新申请评定，但与前次评定的间隔至少为三个月。5.2.3焊工技能评定试验完毕后，可选择一名合格的焊工的技能评定，作为焊接工艺评定(即根据技能评定的结果，出具焊接工艺评定报告)。也可以分别进行焊接工艺评定和焊工技能评定，此时应先进行焊接工艺评定，合格后进行焊工技能评定。5.3授权检验如果合同有要求时，评定试验应在合同要求的检验机构代表监督下进行6评定的变素6.1焊接工艺评定的变素当出现下述情况之一时需要重新进行工艺评定:勺cs> HG/T3178-2002a)焊接方法及其组合的改变。b)焊接材料的牌号、类型、规格的改变。c)焊接位置的改变。d)管板耐腐蚀层堆焊工艺或堆焊材料的改变。e)比已评定合格的最高层间温度超过20℃以上。f)管子一管板接头型式的改变，包括管子公称尺寸、公称管间距由大变小、坡口型式、管子伸出高度等。但管子伸出高度低于评定试验时的伸出高度时，不必重新评定。9)管子材料类型的改变。h)电流种类(交流/直流)或极性(直流正接/反接)的改变。i)电流和/或电压范围的改变超过士10%.1)保护气体类型的改变和/或任一组成成分的变化超过士5%ek)保护气体流量比评定合格的范围的下限值降低10%或降低2L/min(取两者中的较大值)以上时。1)焊枪喷嘴尺寸或结构型式的改变。m)焊接速度的改变(一般是计每根管子的焊接时间)超过士100aon)焊接层数或分段焊接的方向、顺序的改变。0)没有完整的焊接工艺评定报告。6.2焊工技能评定的变素当出现下述情况之一时需要重新进行焊工技能评定:a)焊接工艺方法及其组合的改变。b)焊接材料的牌号、类型、尺寸的改变。c)焊接位置的改变。d)比已评定合格的最高层间温度超过20℃以上。e)管子一管板接头型式的改变，包括管子公称尺寸、公称管间距由大变小、坡口型式、管子伸出高度等。但管子伸出高度低于评定试验时的伸出高度时，不必重新评定。f)电流种类(交流/直流)或极性(直流正接/反接)。g)电流和/或电压范围的改变超过士10%0h)保护体类型的改变和/或任一组成成分的变化超过士5%0i)保护气体流量比评定合格的范围的下限值降低10%或降低2L/min(取两者中的较大值)以上时或取消保护气体。J)焊枪喷嘴尺寸或结构型式的改变。k)焊接速度的改变(一般是计每根管子的焊接时间)超过士10%,1)焊接层数或分段焊接的方向、顺序的改变m)评定合格的焊工中断评定合格项目焊接三个月或三个月以上时，应重新进行焊工技能评定但是，在检验机构的代表认可时，可以延长三个月。n)当用户或其代表有要求时。0)没有完整的焊工技能评定报告。6.3其他除了满足本标准之外，若用户和/或图纸、技术条件另有要求，也应该补充到本标准所规定的评定内容中。7试件制备7.1堆焊试板按HG/T3179制备的堆焊试板，一部分作为堆焊工艺评定用，待堆焊评定合格后，另一部分作为c}>3 HG/T3178-2002管子一管板的焊接工艺评定及焊工技能评定用，试板尺寸可视评定数量和内容酌情增大，或者再单独堆焊试板，试板按图1制备。-7s.-26-2s.-7s.单位为毫来8手工堆焊m}m管子一管板焊接评定试板360】图1堆焊试板7.2管子一管板评定管子一管板焊接工艺评定和焊工技能评定的试板见图2，管子数量至少七根。试板分A,B两种型式。对于焊接工艺评定，A型试板适用于管子与带极和/或焊条电弧堆焊的管板焊接，B型试板适用于管子与带极堆焊的管板焊接。A型试板评定合格后，B型试板免评。对于焊接技能评定，可任选A型或B型试板。7.3模拟管4(9) HG/T3178-2002耐蚀层过渡层基层换热管I一横截面(即沿管子中轴线的纵向截面)检查试样;H一平行截面(即沿垂直管子中轴线的横向截面)试样;班一晶间腐蚀倾向试验试样图2管子一管板评定试板高压二氧化碳汽提塔上管板的焊接工艺评定和焊工技能评定，试板边缘应增设至少六根模拟管(或称障碍管)，见图2中虚线所示。评定时，模拟管可以不必焊接，但需要进行点固，伸出高度与其他管相同。7.4焊接焊接时应严格按焊接工艺规程执行，如果采用多层焊，控制层间温度小于等于1000Ce7.5热处理管子一管板接头不允许进行焊后热处理。7.6试样截取管子一管板试样按图2所示截取，为减少试件及试样质量，可在管子一管板焊后，将部分碳钢加工去掉，使剩余碳钢厚度大于等于20mm,8检验与评定8.1试板堆焊 HG/T3178-2002堆焊过程中及完工后的试板检验，按HG/T3179的要求进行。如果产品上管板堆焊后需要进行机加工(比如为了使堆焊表面平齐)，则堆焊试板也要按相同的工艺进行加工。8.2管子一管板接头8.2.1渗透检测管子一管板焊接完成后，按JB4730的要求进行渗透检测，工级合格。8.2.2化学成分熔敷金属的化学成分分析，应该在焊缝上取样分析C,Cr,Ni,Mo,Mn,Si和N等七种元素。化学成分的要求见表2e表2熔救合属的化学成分要求质量分数(%)元素类型CCrNiMoMnSiN25-22-2型0.040>24.00>21.001.90^-2.70妻3.000.500.20316L改良型0.045>17.00)14.002.20--3.00)3.001.0注:表中单个值为最大值.8.2.3铁素体含量测定管子一管板接头应进行铁素体含量测定，包括焊缝表面及管板耐腐蚀堆焊层的表面。铁素体含量的测定，应采用经校正和检定的铁素体测量仪。接头铁素体含量不得超过。.600,8.2.4焊接缺陷的检验8.2.4.1检验的内容a)裂纹。b)夹渣。C)金属氧化物夹杂(仅在手工钨极惰性气体保护焊时产生，这种缺陷一般表现为细线型，是由于焊接时，焊丝的前端或熔池表面失去气体保护形成的氧化膜，夹杂在焊缝中，特别是在起弧与熄弧的瞬间)。d)气孔。e)管壁未熔合。f)焊道间未熔合。9)管壁熔深。h)管壁烧穿。i)根部(第一层)熔透情况。J)管子一管板接头焊缝的计算厚度。k)管壁咬肉。U夹钨(仅在手工钨极惰性气体保护焊时)。m)金属夹杂物(铁铬化合物，仅在手工电弧焊时)。8.2.4.2检验部位8.2.4.2.1横截面(即沿管子中轴线的纵向截面)，见图2中试样I及图3e8.2.4.2.2平行截面(即沿垂直管子中轴线的横向截面)，见图2中试样m及图4。在一2mm,-3mm,-4mm"""⋯等每一平行截面上，直到有50%以上的接头焊缝(按焊缝长度累计)已经松脱为止。该项检验有时也称做(管子一管板接头的)逐层刨削试验。66cio> HG/T3178-2002换热管ommlmm加m骊m伽m细m图3横截面图4平行截面8.2.4.3试样表面的加工8.2.4.3.1表面的加工采用带有水冷的磨削或精刨(铣)后再磨削的方法。在磨削时应尽可能减少对焊接试样的热影响，然后用碳化硅水磨砂纸(18。号一600号)由粗到细逐次研磨。对于第一平行截面(即。mm截面)的加工，不需要全部加工至所有管子焊缝的顶端，只需要30%的管子焊缝顶端(按焊缝长度累计)被加工到即可。加工方法可先用铣床加工掉管子伸出部分，使剩余伸出量为1mm左右，然后进行磨削。8.2.4.3.2试样的浸蚀应连续进行(一般只需4s-6s)，直至焊道和管子材料清晰可见。浸蚀剂应在使用前即时配制，浸蚀剂的成分比应为(体积比):HNO,(650o)，HCl(36%)，H2O2(30%)=1:2:la8.2.4.4试样的检验8.2.4.4.1采用双目体视显微镜(放大倍数为20-25倍)拍摄横截面和每个平行截面照片(拍照比例为1，1-1，1.5)，照片必须能够清晰显示出:a)对于平行截面应表示出与检验面有关的试样总厚度。如果四个角的厚度差大于1mm，则应将试样的每个面上每个角的厚度列成表。b)对于平行截面试样号或其他清晰的识别号见图5，在试样一侧加工出不同数量的沟槽作为标记，防止混淆。C)所有焊接缺陷用不同的符号表示在试样上，按不同类型标上顺序号，对缺陷尺寸测量后列表记录。d)照片的比例必须用和试样检验面一起照相的刻度尺(毫米刻度)表示。%n`CF1`A掣IAOB图5试样标记—沟榴8.2.4.4.2横截面焊缝尺寸的检验应测量图3的四个焊缝断面尺寸，并编号列表记录。必要时要对晶间腐蚀倾向试验试样的焊缝断面尺寸进行测量。需要测量的尺寸分别见图6和图7。注意，多层焊时，应分别测量每一层焊接时的管壁熔深P1,P2o(1)7 xG/T3178-2002a-焊缝的腰高(即焊喉尺寸);a-焊缝的腰高(即焊喉尺寸);h-焊缝高度P-管壁熔深h-焊缝高度;P一管壁熔深图6单层焊图7多层焊不同类型的焊接缺陷表示方法见表30表3焊接缺陷表示符号缺陷名称符号备注裂纹O夹渣△O两种焊接方法组合焊时金属氧化物夹杂△仅手工钨极氮弧焊气孔口熔化缺陷6夹钨C仅手工钨极氢弧焊时管壁熔深过大r-t管壁烧穿r}管子松脱焊·暑VT4-金属夹杂物厂仅在手工电弧焊时产生，不作为缺陷8.2.4.5焊接缺陷检验报告所有的焊接缺陷、标记、数据应列人每一个被检验平面和横截面的汇总表，记录表的形式参见附录A中表A.1、表A.2。对于平行截面，在报告中还应注明由一个截面贯穿到下一个截面的焊接缺陷。8.2.5焊接缺陷检验的验收标准8.2.5.1横截面8.2.5.1.1对于GTAW，腰高a大于等于3mm。对于SMAW，腰高a大于等于4mm。对于R(12) HG/T3178-2002GTAW/SMAW，腰高a大于等于4mm,8.2-5.1.2管壁熔深P(多层焊时取P1,P2...⋯中的最大值)大于管子公称壁厚t的75%(即tP小于等于。.25t)时，为熔深过大，合格与否由买方或其指定的第三方决定。双方有争议时，根据8.2.5.2之规定进行逐层刨削试验来判断是否合格。tP小于等于0.3t时，应记录四截面的管壁熔深。8.2.5.2平行截面8.2-5.2.1缺陷定义:a)裂纹，长度大于0.6mm,b)夹渣，长度大于0.6mm,c)金属氧化物夹杂，长度大于。.6mm,d)夹钨，长度大于1.5mm,e)气孔，长度大于0.6mm,f)管壁熔深过大，见8.2.5.1.2,9)熔化缺陷(包括未熔合及熔深过小)，长度大于2.0mm,注如果在某一截面某处标明为管子松脱，但是在下一截面的同一位置如果不是松脱而是致密的焊缝，则该处仍应视为熔化缺陷。8.2.5.2.20mm截面和一1mm截面都不得有任何缺陷。8.2.5.2.3-2mm,-3mm......等截面各种焊接缺陷的评判要求见表4、表5,表4缺陷的验收标准允许的缺陷数量缺陷类型备注SMAW或缺陷最大尺寸GTAWGTAW/SMAWm们1堆焊焊道和/或焊缝210.61.缺陷数量的计量以4条完整的管子管上的裂纹板焊缝为计算基准.热影响区裂纹460.62.缺陷连续从一个截面穿透到下一截面一是不允许的，同时，如果已经标明不同符号和弧坑裂纹00记号的缺陷是在同一位置(例如，-2mm截气孔440.6面标记为△，-3mm截面标记为口，且两个一缺陷在同一位置上)，则应视为一个连续性的条虫状孔穴00缺陷，试样判废熔化缺陷3323.缺陷不允许集中在一个区域.4.管壁熔深不允许太不规则.夹渣330.65.如果超过允许存在的缺陷数量或最大管壁烧穿00尺寸，试样判为不合格.(131 HG/T3178-2002表5夹钨的验收标准缺陷的允许值序号缺陷的位置备注尺寸mm最多数量每个截面1如果超过允许存在1>1.0-(I.5的缺陷数量或最大尺一2mm一一5mm截面累计2寸，试样判为不合格每根管子12>0.4-<-I.0每个截面2焊缝上一2mm一一5mm截面累计3每根管子23>0.3--<0.4每个截面4一2mm一一5mm截面累计84100又每一侧的最大值和平均值记录如果最大值(40p.，则没有必要填写平均值1,3侧镇2001-簇70lam2,4,5侧簇70pm镇70p.最大值焊材为25-22-2型簇70p.6侧焊材)为316L改良型镇200/AM焊材为25-22-2型(70y-7一10侧焊材为316L改良型《2001-照片的要求超出范围的每一点都要拍照对于1侧或3侧，局部选择性腐蚀超出范围时，经5.3要求的代表同意超出许可的范围后，可以认为通过试验在所有其他情况下，需同5.3要求的代表协商决定 HG/T3178-2002表12焊接缺陷的检查内容及评定检查部位:整个截面检查部位及内容检查内容:气孔、夹渣、裂纹、未焊透、管壁熔深过大等缺陷试样状态按HG/T3174用酸液浸蚀过的倍数>25X但06簇0.6>0.6镇0.6>0.60mm一1mm一2mm一3mm一4mm一5mm一6mm横截面结论试验室检验检验机构代表检验签字:签字:日期日期:(19) HG/T3178-2002A.2横截面尺寸及焊缝缺陷汇总表横截面尺寸及焊缝缺陷汇总表参见表A.2.表A.2横截面尺寸及焊缝缺陷汇总表项目编号:试验报告编号高压管子一管板连接焊部门:试样:管子直径:&1-12-2P%1-2三才}昌r试样号位置mamhmP,Pi备注A.3晶间腐蚀倾向试验及选择性腐蚀检查报告表晶间腐蚀倾向试验及选择性腐蚀检查报告表见表A.3, HG/T3178一2002表A.3晶间腐蚀倾向试验及选择性腐蚀检查报告衰项目编号:管子外径X壁厚:试验报告编号:管子材料:部门:堆焊层材料管子焊接材料:晶间腐蚀倾向试验腐蚀量，拜m/48h试样总表面积硝酸溶液容量周期，48h编号cm艺cm3l2345平均要求20cm2一35cm2浓度:65%选择性腐蚀，拜m管子材料焊缝堆焊金属试样l2345(HAZ)67(HAZ)89l0编号一}}一}一—最大值—}l}{}一一}}一}!一}一}一}!一}"一}}二，二{}}一}一}一}一一}一}一}—丁月巨--{一}一}一}要求簇(簇簇《(簇(((注试样草图:长X宽叹巴2一9~。!:0t签字日期(21)'