承壓設備產品焊接試件的力學性能檢驗NB

1、承壓設備產品焊接試件的力學性能檢驗NB/T170161范圍規(guī)定了承壓設備（鍋爐、壓力容器和壓力管道）產品焊接試件準備、試樣制備、檢驗方法和合格指標。適用于鋼制、鋁制、鈦制、銅制和鎳制承壓設備產品焊接試件的力學性能檢驗。產品焊接試件包含產品焊接試板、產品檢查試件、模擬環(huán)和鑒證環(huán)。3總則3.1產品焊接試件的力學性能檢驗除應符合本標準規(guī)定外，還應遵守相關安全技術規(guī)范、標準和設計文件的規(guī)定。3.2試件用材料應與所代表的承壓設備元件材料同標準、同代號（牌號、鋼號）、同規(guī)格（限厚度、外徑）、同熱處理狀態(tài)。使用06Cr13Al鋼焊制承壓設備不進行焊后熱處理時，試件母材應包括每一爐號的鋼板。3.3承壓設備產品

2、焊接試件分為板狀試件和管狀試件。管狀指管道和環(huán)。3.4產品焊接試件的設置a）筒節(jié)縱向接頭的板狀試件應置于其焊縫延長部位，與所代表的筒節(jié)同時施焊。b）環(huán)向接頭所用管狀試件或板狀試件，應在所代表的承壓設備元件焊接過程中施焊。3.5試件焊接工藝：3.5.1當受檢焊接接頭經歷不同的焊接工藝時，試件經歷的焊接工藝過程與條件應與所代表的焊接接頭相同，應選擇使其力學性能較低的實際焊接工藝（含焊后熱處理）制備試件。3.5.2焊接試件的焊工應是參加該承壓設備元件焊接的焊工。3.5.3試件按編制的專用焊接工藝文件制備。焊接工藝文件中應明確試件代號、工作令號或承壓設備編號、材料代號。3.5.4試件應有施焊記錄。3.

3、6試件焊縫允許焊接返修，返修工藝應與所代表的承壓設備元件焊縫的返修工藝相同。3.7試件經外觀檢驗和無損檢測后，在無缺欠部位制取試樣。3.8試樣去除焊縫余高前允許對試樣進行冷校平。3.9當試件采用兩種或兩種以上焊接方法，或重要因素、補加因素不同的焊接工藝時，所有焊接方法或焊接工藝所施焊的焊縫金屬及熱影響區(qū)都應受到力學性能檢驗。3.10試件應做下列識別標記a）試件代號；b）材料標記號；c）焊工代號。4試件準備4.1試件尺寸與數(shù)量以滿足切取所需（包括復驗用）的試樣為宜，試樣也可以直接在焊件上切取。4.2試件尺寸：板狀試件長度大于或等于300mm，寬度大于或等于250mm;管狀試件長度大于或等于250

4、mm。試件尺寸參見圖1、圖2。圖1板狀試件尺寸和試樣位置圖a）不取側彎試樣時舍、棄拉伸試樣背彎、試樣面彎k試樣全焊縫金屬拉伸試樣備7k、用全焊縫金屬拉伸認加山背彎試樣（復驗用）面彎、試樣（復驗用）拉伸x-試樣（復驗用）沖擊、試樣舍、棄舍、棄側彎X*、試樣拉伸嚴試樣側彎X-、試樣全焊縫金屈7丿、拉伸試樣備用全焊縫金屈拉伸試Ff；（復驗肋側彎7子、試樣（復驗用）拉伸X-、試樣（復驗用）側彎k、試樣（復驗用）沖擊x-試樣舍棄a）不取側彎試樣時$250b）取側彎試樣時唏試樣彎試樣時c）取縱向彎a）拉伸試樣為整管時彎曲試樣位置312尖1b）不要求沖擊試驗時C）要求沖擊試驗時1一拉伸試樣；2一面彎試樣；3

5、一背彎試樣；4側彎試樣；5沖擊試樣；*一復驗用試樣；、一鐘點記號，為水平固定位置焊接時的定位標記圖2環(huán)狀試件的試樣位置圖5試件力學性能檢驗類別和試樣5.1當承壓設備相關法規(guī)、標準和設計文件對焊接接頭有沖擊試驗要求時，產品焊接試件應進行沖擊試驗。5.2全焊縫金屬拉伸試驗只用于鍋爐中承受內壓的圓筒產品焊接試件5.3試樣尺寸按照相關標準或技術文件確定允許公差。5.4力學性能和彎曲性能檢驗類別和試樣數(shù)量見表1。拉伸試驗彎曲試驗沖擊接頭拉伸試驗全焊縫金屬拉伸試樣面彎試樣背彎試樣側彎試樣焊縫區(qū)試樣11111131T1611131123檢驗類別和試樣數(shù)量，個表1試件力學性能檢驗類別和試樣數(shù)量管接頭全截面試件

6、作為1個拉伸試樣。)mmvTv20mm時，可以用2個橫向側彎試樣代替1個面彎試樣和1個背彎試樣。復合金焊接工藝)完成的試件，取2個側彎試樣。法制備5mmx10mmx55mm小尺寸沖擊試樣時，免做沖擊試驗。5.4.1當試件焊縫兩側的母材之間或焊縫金屬與母材之間的彎曲性能有顯著差別時，可改用縱向彎曲試驗代替橫向彎曲試驗。5.4.2當焊縫兩側母材的鋼號不同時，每側熱影響區(qū)都應取3個沖擊試樣。5.4.3復合金屬除設計文件規(guī)定外，只在基層制取沖擊試樣。5.4.4低碳鋼、Q345R和鉻鎳奧氏體鋼試件允許免做熱影響區(qū)沖擊試驗。5.4.4鎂含量超過3%的鋁鎂合金，只取焊縫區(qū)沖擊試樣。5.5試樣位置：5.5.1

7、板狀試件取樣位置按圖1所示，復驗用沖擊試樣位置不變。5.5.2環(huán)狀試件取樣位置按圖2所示。5.6試件兩端舍棄部分長度隨焊接方法和板厚而異，手工焊不小于30mm；機械焊和自動焊不小于40mm。如有引弧板和引出板時，也可以少舍棄或不舍棄。5.7試樣毛坯采用冷加工法切取，也可用熱加工方法，但應去除熱影響區(qū)。5.8試樣經檢驗合格并劃線后，打上鋼印或永久性的標志。6檢驗方法和合格指標6.1拉伸試驗&1.1接頭拉伸試樣6.1.1.1取樣和加工要求a）拉伸試樣應包括試件上每一種焊接方法（或焊接工藝）的焊縫金屬和熱影響區(qū)；b）對于復合金屬，當覆層厚度參與復合板的設計強度計算時，拉伸試樣包括覆層和基層；當覆層厚

8、度不參與復合板的設計強度計算時，拉伸試樣則去除覆層及其焊縫金屬；c）試樣的焊縫余高應以冷加工法去除，使之與母材齊平。試樣厚度應等于或接近試件母材厚度T；d）厚度小于或等于30mm的試件，采用全厚度試樣進行試驗；e）當受試驗機能力限制不能進行全厚度的拉伸試驗時，則可將試件在厚度方向上均勻分層取樣，等分后制取試樣厚度應接近試驗機所能試驗的最大厚度。等分后的兩片或多片試樣試驗代替一個全厚度試樣的試驗；6.1.1.2試樣形式：a）緊湊型板接頭帶肩板形拉伸試樣（見圖3）,適用于所有厚度板狀試件。250或按需要S試樣厚度，mm；W試樣受拉伸平行側面寬度，大于或等于20mm;hk兩側焊縫中的最大寬度，mm；

9、h夾持部分長度，根據(jù)試驗機夾具而定，mm。圖3緊湊型板接頭帶肩板形拉伸試樣b）緊湊型管接頭帶肩板形拉伸試樣型式I（見圖4）,適用于外徑大于76mm的所有壁厚環(huán)狀試件。注：為取得圖中寬度為20mm的平行平面，壁厚方向上的加工量應最少。圖4緊湊型管接頭帶肩板形拉伸試樣型式IC）緊湊型管接頭帶肩板形拉伸試樣型式11（見圖5）,適用于外徑小于或等于76mm的環(huán)狀試件。l一受拉伸平行側面長度，等于或大于hk+2S,mm。圖5緊湊型管接頭帶肩板形拉伸試樣型式Ud）管接頭全截面拉伸試樣（見圖6）,適用于外徑小于或等于76mm的環(huán)狀試件。圖6管接頭全截面拉伸試樣6.1.2全焊縫金屬拉伸試樣6.1.2.1取樣和

10、加工要求：圓棒試樣端頭部分的直徑應取焊縫橫斷面內許可的最大值，圖7圓棒狀拉伸試樣在焊縫金屬內位置6.1.2.2全焊縫金屬拉伸試樣按圖8規(guī)定，圖中d部分應全部由焊縫金屬組成。0O.5doLq12.O.5dohh按試驗機夾具尺寸定；l0標距長度，L=5d圖8圓棒狀全焊縫金屬拉伸試樣6.1.3試驗方法拉伸試驗按GB/T228規(guī)定的試驗方法測定焊接接頭的抗拉強度和全焊縫金屬的抗拉強度、斷后伸長率。6.1.4合格指標&1.4.1接頭拉伸試樣a）試樣母材為同一材料代號時，每個（片）試樣的抗拉強度應不低于母材抗拉強度最低值。1）鋼質母材規(guī)定的抗拉強度最低值等于其標準規(guī)定的抗拉強度下限值；2）鋁質母材類別為A

11、LT、AL-2AL-5的母材規(guī)定的抗拉強度最低值，等于其退火狀態(tài)標準規(guī)定的抗拉強度下限值；類別為AL-3的母材規(guī)定的抗拉強度最低值見表2；表2AL-3類鋁材規(guī)定的抗拉強度最低值牌號及狀態(tài)規(guī)定的6A02（T4焊、T6焊）6061（T4焊、T6焊）m6063（T5焊、T6焊）3）鈦質母材規(guī)定的抗拉強度最低值，等于其退火狀態(tài)標準規(guī)定的抗拉強度下限值；4）銅質母材規(guī)定的抗拉強度最低值，等于其退火狀態(tài)與其他狀態(tài)標準規(guī)定的抗拉當擠制銅材在標準中沒有給出退火狀態(tài)標準規(guī)定的抗拉強度下限值時，可以按原狀態(tài)下標準規(guī)定的抗拉強度下限值的90%確定，或按試驗研究結果確定；5）鎳質母材規(guī)定的抗拉強度最低值，等于其退火狀

12、態(tài)（限Ni-1類、Ni-2類）或固溶狀態(tài)（限Ni-3類、Ni-4類、Ni-5類）的母材標準規(guī)定的抗拉強度下限值；b）試樣母材為兩種金屬材料代號時，每個（片）試樣的抗拉強度應不低于兩c）覆層厚度參與復合板的設計強度計算的試樣，每個（片）試樣抗拉強度R應滿足：TOC o 1-5 h zRtRtml1m22mtt12式中：R.覆材抗拉強度最小值，MPa;mlR2基材抗拉強度最小值，MPa；m2t覆層厚度；t2基層厚度。2d）若規(guī)定使用室溫強度低于母材的焊縫金屬，則每個（片）試樣的抗拉強度應不低于焊縫金屬規(guī)定的抗拉強度最低值。e）上述試樣如果斷在焊縫或熔合線以外的母材上，其抗拉強度最低值不低于本標準規(guī)

13、定的母材抗拉強度最小值的95%,可認為試驗符合要求。6.1.4.2全焊縫金屬拉伸試驗：a)全焊縫金屬拉伸試樣的抗拉強度不低于母材抗拉強度最小值。b)全焊縫金屬拉伸試樣的斷后伸長率不小于20%。6.2彎曲試驗6.2.1試驗要求彎曲試樣的受拉面應包括每一種焊接方法（或焊接工藝）的焊縫金屬和熱影響區(qū)。6.2.2試樣形式和加工a）試樣的焊縫余高應采用冷加工法去除，面彎、背彎試樣的拉伸表面應齊平,試樣受拉伸表面不應有劃痕和損傷。b）面彎和背彎試樣見圖9和表3。表3彎曲試驗規(guī)定焊縫兩側的母材類別試樣厚度s彎心直徑D支承輥之間距離mmmmmm-3與Al-1、Al-2、Al-3、Al-5相焊；35058-1、

14、Al-2、Al-3、Al-5各自焊接或相AlS-3焊絲時；-5;v316S18S+1.5W銅母材用焊條CuT-3、CuT-5和CuT-6；-3、CuS-6和CuS-7焊接時弓AlT、Al-2、Al-5相焊-10v10666T6S898.6S+31080103v108S10S+310100123v1010S12S+3所列類別母材外，伸長率標準規(guī)定值104063二或大于20%的母材類別-v104S6S+3的母材類別按NB/T47014規(guī)定。a）板狀和管狀試件的面彎試樣b）板狀和管狀試件的背彎試樣面彎c）縱向面彎和背彎試樣注1：試樣長度laD+2.5S+100,mm。注2:試樣拉伸面棱角R3mm時，

15、取S=3mm,從試樣受壓面去除多余厚度；當T10mm時，取S=10mm,從試樣受壓面去除多余厚度；當T100mm管狀試件，試樣寬度B=38mm;當管狀試件外徑為50mm100mm時，則B=（S旳）mm，且8mmB38mm;10mmv50mm時，則B=S+mm,且最小為8mm;或25mm,則將試件在圓周方向上四等分取樣。c）橫向側彎試樣見圖10。12.5/1啟S注1:B一一試樣寬度（此時為試件厚度方向），mm。注2:l為150mm，或按需要。圖10橫向側彎試樣1）當試件厚度T為10mmv38mm時，試樣寬度B接近或等于試件厚度。試樣的厚度分別為3mm俵3中序號為1的母材類別）,或10mm俵3中序

16、號為1以外的母材類別）；2）當試件厚度T等于或大于38mm時，允許沿試件厚度方向分層切成寬度為20mm38mm等分的兩片或多片試樣的試驗代替一個全厚度側彎試樣的試驗，或者試樣在全寬度下彎曲。623試驗方法a）彎曲試驗按GB/T2653和表3規(guī)定的試驗方法測定焊接接頭的完好性和塑性。b）試樣的焊縫中心應對準彎心軸線。側kllFJc)彎試驗時，若試樣表面存在缺欠，則以缺欠較嚴重一側作為拉伸面。彎曲角度應以試樣承受載荷時測量為準。d)A除表3所列的母材外，當斷后伸長率標準規(guī)定值下限小于20%時，若按表3序號5規(guī)定的彎曲試驗不合格，而其實測值小于20%，則允許加大彎心直徑重新進行試驗，此時彎心直徑D等

17、于S（202!（A2A為斷后伸長率的規(guī)定值下限乘以100），支座間距等于彎心直徑加上（2S+3）mm。e）橫向試樣彎曲試驗時，焊縫金屬和熱影響區(qū)應完全位于試樣的彎曲部分內。624合格指標試樣彎曲到規(guī)定的角度后，其拉伸面上的焊縫和熱影響區(qū)內，沿任何方向不得有單條長度大于3mm的開缺陷，試樣的棱角開缺陷可不計，但由未熔合、夾渣或其他內部缺欠引起的棱角開缺陷長度應計入。若采用兩片或多片試樣時，每片試樣都應符合上述要求。對軋制法、爆炸軋制法、爆炸法生產的復合金屬材料，側彎試樣復合界面未結合缺陷引起的分層、裂紋，允許重新取樣試驗。6.3沖擊試驗6.3.1對每一種焊接方法（或焊接工藝）的焊縫區(qū)和熱影響區(qū)都

18、要經受夏比V型缺沖擊試驗。6.3.2試樣a）試樣取向：試樣縱軸應垂直于焊縫軸線，夏比V型缺軸線垂直于母材表面。b）取樣位置:在試件厚度上的取樣位置見圖11。注1：T40mm（調質高強度鋼T40mm（調質高強度鋼T25mm）時，C2=T/4O注2:雙面焊時，叢焊縫背面的材料表面測量。圖11沖擊試樣位置圖c）缺位置：焊縫區(qū)試樣的缺軸線應位于焊縫中心線上。熱影響區(qū)試樣的缺軸線至試樣軸線與熔合線交點的距離k大于零，且應盡可能多的通過熱影響區(qū)，詳見圖12。圖12熱影響區(qū)沖擊試樣缺軸線位置6.3.3試樣形式、尺寸和試驗方法應符合GB/T229的規(guī)定，當試件尺寸無法制備標準試樣（寬度為10mm）時，則應依次制備寬度為7.4mm或5mm的小尺寸沖擊試樣。6.3.4合格指標:a）沖擊試驗溫度：當設計文件或相關技術文件沒有規(guī)定時，不高于承壓設備的最低設計金屬溫度；b）鋼質焊接接頭每個區(qū)3個試樣為一組的沖擊吸收功平均值，應符合設計文件或相關技術文件規(guī)定，且不應低于表4中的規(guī)定值，至多允許有一個試樣的沖擊吸收功低于規(guī)定值，