ASME工藝評(píng)定基本要求

1、ASME 焊接文件的編制以及焊工的考核過(guò)程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(xiě)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 版第篇(ASME SEO DIV. 1 2001 EDITION)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(shū)(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(xiě)第零版焊接工藝指導(dǎo)書(shū) (WPS Rev. 0。)2.1 WP以及后來(lái)的PQRWPQ等等所有ASME文件的格式最好對(duì)照A

2、SME 規(guī)范2001版第九卷(ASME SEC.)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(jiàn)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勺敘述。QW252(OFW)1 料氧氣焊，QW253(SMAW星條電弧焊， QW254(SAWg弧焊，QW255(GMAW and FCAW%體保護(hù)焊及藥芯焊絲氣體保護(hù) 焊，QW256(GTAW鴨極僦弧焊,QW257(PAW殍離子焊，QW258(ESW電渣焊， QW259(EGW更氣焊，QW260(EBW禺子束焊。3.根據(jù) ASME

3、規(guī)范 2001 版第篇(ASME SEC.W 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照 ASME規(guī)范第九卷(ASME SECD.)中 QW-420材料 的分組，類別屬于，組別屬于 Group ,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 。 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

4、，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.DQQW 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版第篇(ASME SEO DIV. 1 2001 EDITION的UCS-671勺規(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 ER70S-僑口 ER

5、70S-G勺沖擊試驗(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 ER70S-僑口 ER70S-GS于鋼和合 金鋼范疇，屬于F-6組，同組的還有釬接填絲，不銹鋼焊絲，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范第九卷(ASME SEC. )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(guò)渡氣體保護(hù)焊 (GMAW),按照的 敘述， 對(duì)于 10mm 鋼板， 不足 1/2

6、 英寸， 覆蓋范圍縮小到倍母材厚度， 亦即 11mm。 20mm 的熔敷金屬雖然超過(guò)1/2英寸， 按照，和，可以覆蓋2 倍厚度，即40mm。可是本公司的產(chǎn)品最厚的焊縫只有 20mm,同時(shí)焊縫厚度超過(guò) 38mm需要熱處 理，會(huì)有新的要求，所以仍然限制在倍母材厚度 22mm,沒(méi)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 SEQX)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 SECK) 中QW-

7、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 SEQX)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(a),管子的縮截面拉伸試樣遵循(b)和(c)。橫向?qū)驈澢囼?yàn)的試樣遵循(a),側(cè)彎試樣遵循。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 SEGX)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

8、能。按照的敘述，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(guò) 1/8 英寸的開(kāi)口缺陷。 但在試樣的邊角部位于試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的開(kāi)口缺陷除外，除非有證據(jù)表明開(kāi)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AS

9、ME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(shuō)明第零版焊接工藝指導(dǎo)書(shū)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(shū)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。5WPS-AGP-01 Ver.屈 PQR-AGP-0訴口 PQR-AGP-0技持6. WPS-AGP-02 Ver. A PQR-AGP-0咬持。7. WPS-AGTP-01 Ver. A

10、 PQR-AGTP-0歿持。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 SEQX）中QW-300的指導(dǎo)下進(jìn)行的。9. 1 由于 PQR 的合格，根據(jù)的敘述，焊接該試件的焊工（其評(píng)定范圍按照QW-304腋認(rèn)為評(píng)定合格，其評(píng)定的焊接位置按照QW-303。10. 2 按照 QW-304 的敘述，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(guò)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

11、檢驗(yàn)遵循。 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A 34英寸時(shí)為2個(gè)側(cè)彎試樣。不過(guò)，對(duì)于5G（水平固定管），6G侏45度管）的資格 評(píng)定，按照的規(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(zhǎng)度有限制。亦即焊縫總長(zhǎng)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(zhǎng)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

12、是短路過(guò)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(rùn)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

13、面向下凹陷，就說(shuō)明浸潤(rùn)充分，液態(tài)金屬呈現(xiàn)突起狀，表示浸潤(rùn)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(méi)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(xiě)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。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(méi)有限制。取決于焊接工程師的認(rèn)定。焊工不同的焊接方法有不同的焊接變素。見(jiàn)QW-

14、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;母材的評(píng)定范圍，規(guī)定在，對(duì)于本公司采用的SA662材料，屬于，其對(duì)應(yīng)的 評(píng)定范圍也在當(dāng)中。按照的敘述，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)系在的表格中。見(jiàn)本文末尾。各個(gè)位置的圖示見(jiàn)QW460。9 10 焊工技能評(píng)定的厚度限制和試樣見(jiàn)QW452。10焊接之后的熱處理作業(yè)指導(dǎo)書(shū)根據(jù) ASME范2001版UCS!(ASME SEC

15、.mDIV. UCS 2001 EDITION)UCS-5即勺規(guī)定編寫(xiě)白對(duì)于第 2組的SA-662材料： 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攝氏度士 10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，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

16、焊縫厚度取值。就是38英寸10毫米。按照每英寸1小時(shí)的比例，保溫時(shí)間t=10/=小時(shí)。不過(guò)考慮到保溫時(shí)間稍許長(zhǎng)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(méi)有達(dá)到碳鋼723c共析線。不會(huì)對(duì)組織有不良影響。晶粒的長(zhǎng)大也是及其有限的。所以保溫時(shí)間仍然定為1小時(shí)。產(chǎn)品入爐溫度，按UCS-56(d)(1的敘述，爐溫不得超過(guò)800華氏度亦即427 攝氏度。取300攝氏度。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)。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)。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。評(píng)定試驗(yàn)實(shí)際覆蓋的范圍焊接件焊接位置坡口焊接填角焊接板和外徑大于24英寸610mm 管小于24英寸610mm的管板和管板坡口焊接1GFFF2GF, HF, HF, H3GF, VF, VF, H, V4GF, OFF, H, O3G, 4GF, V, OFALL2G, 3G,4GALLF, HALLSpecialpositionSP FSP FSP F板填角焊接1FF2FF, H3FF, H