WPS焊接工藝評定淺析演示文稿

WPS焊接工藝評定淺析演示文稿目前一頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點優(yōu)選WPS焊接工藝評定淺析目前二頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點術(shù)語WPS：weldingprocedurespecification焊接工藝規(guī)范（焊接工藝評定指導(dǎo)書）pWPS：preliminaryWeldingProcedureSpecification預(yù)備焊接工藝指導(dǎo)書AWS:美國焊接協(xié)會API：americanpetroleaminstitute美國石油協(xié)會ASTM:americansocietyoftestingmaterials美國材料試驗協(xié)會PQR:焊接工藝評定記錄（焊接工藝評定報告）目前三頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點焊接工藝評定所謂焊接工藝評定，是針對特定的鋼材、結(jié)構(gòu)，選用的焊接材料、焊接工藝方法、焊后熱處理等措施；在與實際工程焊接施工一致的條件下，按照規(guī)定的步驟，進(jìn)行試驗性的焊接；焊接后按照規(guī)定的的程序，檢驗檢測手段進(jìn)行檢測試驗驗證；根據(jù)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評判；試驗測試結(jié)束后，編制完整的焊接試驗報告，對整套焊接工藝方案作出最終的評定、認(rèn)可。進(jìn)而，根據(jù)焊接工藝評定試驗的結(jié)果，編制焊接工藝規(guī)程，指導(dǎo)焊接生產(chǎn)。目前四頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點焊接工藝評定目的焊接工藝評定的主要目的在于評定及驗證針對焊接生產(chǎn)所需要的焊接工藝，最終歸納并確定為焊接工藝規(guī)程WPS。對施工單位采用的鋼材、焊接材料，選用的焊接方法、初步制定的焊接工藝、焊后熱處理工藝等，進(jìn)行驗證，進(jìn)而確定所定方案的正確性；特別對首次應(yīng)用的鋼材、焊接材料、焊接工藝的應(yīng)用性進(jìn)行考核、驗證；在焊接工藝評定試驗的基礎(chǔ)上，針對焊接工藝評定試驗所代表的所有規(guī)格、條件，制定詳細(xì)的焊接工藝規(guī)程，指導(dǎo)實際生產(chǎn)。焊接工藝評定同時又是對焊接生產(chǎn)單位實際焊接生產(chǎn)能力、焊制焊接接頭的使用性能符合設(shè)計要求的能力的評估。因此，焊接工藝評定試驗不允許襲用外單位試驗結(jié)果，一般由本單位，或在其他機(jī)構(gòu)的指導(dǎo)下，獨(dú)立完成。此外，由于工程中的焊接接頭不可能現(xiàn)場實物取樣，進(jìn)行破壞性檢驗，構(gòu)件制作前進(jìn)行的焊接工藝評定，也是對不需要制作焊接見證試板的接頭性能的旁證。所以，焊接工藝評定，既是對企業(yè)焊接工藝，乃至焊接生產(chǎn)和管理體系的考核，又是焊接產(chǎn)品質(zhì)量的保證。目前五頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點焊接工藝規(guī)程流程圖要求使用WPS?有可使用的WPS(PQR)?擬定pWPS評定pWPS形成PQR制定WPS生產(chǎn)實施：WPS反饋無下步行動否是焊接評定試驗步驟ABC目前六頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點A要求使用WPS?根據(jù)業(yè)主的要求,和相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)目前七頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點B是否有可用的WPS施工企業(yè)使用規(guī)范化的、預(yù)評定合格的焊接工藝，可以免除或不重新進(jìn)行焊接工藝評定。目前八頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點C焊接評定試驗步驟焊接工藝評定方案焊接工藝試驗預(yù)定焊接工藝pWPS焊接試板施焊WPQT試板的目視、探傷檢驗NDT試板的力學(xué)性能測試DT編制工藝評定試驗報告WPQR目前九頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點

焊接工藝評定，以及隨后的焊工培訓(xùn)和生產(chǎn)工藝實施步驟，主要有以下幾個主要環(huán)節(jié)：1、制作企業(yè)根據(jù)所承擔(dān)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計節(jié)點形式、鋼材類型、規(guī)格、采用的焊接方法、焊接位置等，制定焊接工藝評定方案。必要時進(jìn)行焊接工藝性預(yù)試驗；擬定相應(yīng)的預(yù)定焊接工藝，（pWPS)；或者說是工藝評定試驗指導(dǎo)書（計劃）；2、按規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定要求，工藝評定試驗指導(dǎo)書內(nèi)容，在監(jiān)督人員監(jiān)督下，施焊試件，進(jìn)行焊接工藝評定試驗（WPQT）；3、對試板焊接進(jìn)行外觀檢驗、無損探傷；切取加工試樣，由監(jiān)督部門認(rèn)證資質(zhì)的檢測單位，在監(jiān)督人員到場監(jiān)督下，進(jìn)行檢測、試驗；將檢驗、檢測、試驗結(jié)果匯總，編制報告；（WPQR）；根據(jù)焊接工藝評定試驗報告，編制焊接工藝規(guī)程；（WPS）；并上報批準(zhǔn)；按照批準(zhǔn)確定的焊接工藝WPS，進(jìn)行焊工考試取證；按照批準(zhǔn)確定的焊接工藝WPS，實施焊接生產(chǎn)。焊接評定試驗?zāi)壳笆揬總數(shù)四十五頁\編于十七點

C.1預(yù)定焊接工藝(pWPS焊接評定試驗指導(dǎo)書目前十一頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點焊接指導(dǎo)書內(nèi)容1焊接方法應(yīng)指明是使用手工焊、半自動焊或自動焊，或它們的任何組合方法。2管子及管件材料應(yīng)指明工藝規(guī)程所適用的管子和管件材料范圍。APISpec5L標(biāo)準(zhǔn)，及ASTM標(biāo)準(zhǔn)中的管子和管件材料可進(jìn)行分組，見5.4.2.2。評定試驗應(yīng)選擇該組材料中規(guī)定最小屈服強(qiáng)度最高的材料進(jìn)行。3直徑和壁厚應(yīng)確定焊接工藝規(guī)程適用的直徑和壁厚范圍，其分組見6.2.2中的d）和e）。4接頭設(shè)計應(yīng)畫出接頭的簡圖。簡圖應(yīng)指明坡口角度，鈍邊尺寸和根部間隙。填角焊縫應(yīng)指明形狀和尺寸。如使用背部墊板時，還須指明其形式。5填充金屬和焊道數(shù)應(yīng)指明填充金屬的種類和規(guī)格，焊縫最少層數(shù)及焊道順序。目前十二頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點焊接指導(dǎo)書內(nèi)容6電特性應(yīng)指明電流種類和極性，規(guī)定使用焊條或焊絲的電弧電壓和焊接電流的范圍。7火焰特性應(yīng)指明使用的火焰類型(中性焰、碳化焰或氧化焰)。規(guī)定每種規(guī)格焊絲適用的焊矩噴嘴的尺寸。8焊接位置應(yīng)指明是旋轉(zhuǎn)焊或是固定焊。9焊接方向應(yīng)指明是上向焊或是下向焊。10焊道之間的時間間隔應(yīng)規(guī)定完成根焊道之后至開始第二焊道之間的最長時間間隔，以及完成第二焊道之后與開始其他焊道之間的最長時間間隔。11對口器的類型和拆移應(yīng)規(guī)定是否使用對口器，使用內(nèi)對口器或外對口器。如果使用對口器，在拆移對口器時應(yīng)規(guī)定完成根焊道長度的最小百分?jǐn)?shù)。目前十三頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點焊接指導(dǎo)書內(nèi)容12焊道的清理及打磨應(yīng)指明清理、打磨焊道時使用的工具（電動工具，手工工具，或二者組合）。13預(yù)熱和焊后熱處理應(yīng)規(guī)定預(yù)熱和焊后熱處理的加熱方法，溫度，溫度控制方法，以及需預(yù)熱和焊后熱處理的環(huán)境溫度的范圍。14保護(hù)氣體及流量應(yīng)規(guī)定保護(hù)氣體的成分及流量范圍15保護(hù)焊劑應(yīng)規(guī)定保護(hù)焊劑的類型。16焊接速度應(yīng)規(guī)定各焊道的焊接速度范圍（m/min）目前十四頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點C.1.1焊接分類指明是使用手工焊、半自動焊或自動焊，或它們的任何組合方法——手工電弧焊（SMAW/111）；——無氣體保護(hù)藥芯焊（FCAW/114）；——有無氣體保護(hù)藥芯焊（GFCAW/136）；——熔化及氣體保護(hù)焊（GMAW/135）；——?dú)怏w保護(hù)鎢極焊（GTAW/141）；——埋弧焊（SAW/12）；——等離子電弧焊（PAW/15）。目前十五頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點C.1.2焊接接頭設(shè)計目前十六頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點C.1.2焊接接頭設(shè)計1.焊接接頭形式分類選擇焊接接頭形式可以分為：對接接頭；搭接接頭；T形接頭；角接接頭。不同的接頭形式承載能力和應(yīng)力分布情況不同。目前十七頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點(1)對接接頭：兩焊件同在一個平面上焊接而成的接頭。特點：應(yīng)力集中相對較小，能承受較大的靜載荷和較高的疲勞交變載荷。注意：板厚不同,應(yīng)將厚板削薄后對接。L≥3（δ2-δ1）Lδ2δ1δ2δ1L/2×√C.1.2焊接接頭設(shè)計目前十八頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點(2)搭接接頭：兩焊件相互錯疊，在焊件端頭進(jìn)行焊接的接頭。特點：應(yīng)力分布不均勻，疲勞強(qiáng)度較低；焊前準(zhǔn)備和裝配工作比對接接頭簡單；橫向收縮量比對接接頭??；適用于被焊結(jié)構(gòu)的狹小處以及密閉的焊接結(jié)構(gòu)。C.1.2焊接接頭設(shè)計目前十九頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點(3)T形接頭：兩焊件相互垂直，在交角處進(jìn)行焊接的接頭。特點：應(yīng)力分布不均勻，雖然承載能力低，但能承受各種方向的力和力矩，是比較理想的焊接接頭形式。注意：T形接頭應(yīng)避免采用單面角焊縫。C.1.2焊接接頭設(shè)計目前二十頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點(4)角接接頭：兩焊件邊緣相互垂直，在頂端邊緣上進(jìn)行焊接的接頭。角接接頭常用于箱形結(jié)構(gòu)，常用的角接頭如下圖：特點：承載能力低，但能承受各種方向的力和力矩。C.1.2焊接接頭設(shè)計目前二十一頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點(1)坡口作用：主要是增大熔深，提高焊縫截面的有效厚度。2、坡口的設(shè)計以對接Y形坡口為例：坡口角度α：35～60°，α太大增加加工余量、焊接成本和變形；鈍邊高度p：需要熔透時一般為1～3mm；根部間隙b：保證鈍邊熔透，一般2～4mm，過大容易形成虛焊；坡口深度H：根據(jù)需要的焊縫厚度來設(shè)定。C.1.2焊接接頭設(shè)計目前二十二頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點(2)坡口形式：對接焊縫的焊接邊緣可分為卷邊、平對或加工成V形、X形、K形和U形等。方形對接：無間隙適合于板厚小于3mm；有間隙或帶墊板的對接適合于厚小于16mm。加工的經(jīng)濟(jì)性最好。單面V型：適合于板厚在16mm左右；雙面V型：適合于板厚在在32mm以下；單面U型：加工難度增加，但比單V型坡口節(jié)省焊接材料；雙面U型：加工難度增加，但比雙V型坡口節(jié)省焊接材料；卷邊焊縫I形坡口C.1.2焊接接頭設(shè)計目前二十三頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點C.1.2焊接接頭設(shè)計3.焊道層數(shù)設(shè)計在焊接厚度較大時，往往要多層焊接。多層焊接時，若每層的厚度過大時，對焊縫金屬的塑性（主要表現(xiàn)在冷彎角上）將有不利的影響。所以對質(zhì)量要求較高的焊縫，每層厚度最好不大于4MM。根據(jù)實際情況與實際經(jīng)驗，每層厚度約等于焊條（焊芯直經(jīng)的0.8—1.2倍，氣體保護(hù)焊時為焊絲直經(jīng)的1.6—2倍。開坡口的對接焊縫內(nèi)第一層焊縫特別重要，為保證焊后結(jié)構(gòu)件形成一定的剛性，在保證焊透的情況下，應(yīng)盡量焊厚一點（如采用3.2焊條時，焊縫層厚應(yīng)控制在3.5—4MM）目前二十四頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點C.1.3焊接位置目前二十五頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點C.2焊接試件將兩個管段按照焊接工藝指導(dǎo)書規(guī)定的要求組對和焊接(DNV2000)DNV規(guī)定管線外徑＞300mm，抗拉性能試驗應(yīng)沿管軸的橫向和縱向進(jìn)行。對于標(biāo)準(zhǔn)材料縱向的屈強(qiáng)比應(yīng)不超過橫向最大指定值0.020，對酸性條件下的材料不超過0.030?？v向的SMTS值可以比橫向要求的SMTS值小5％。302ISO標(biāo)準(zhǔn)要求橫向張拉試件外徑≥210mm。然而對于用于深水的鋪管可以指定附加的縱向測試。應(yīng)滿足協(xié)議要求。目前二十六頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點1、外管檢查外觀檢驗主要包括焊縫的平直度偏差、厚度及余高的檢查；表面裂紋檢查；咬邊、焊肉不足檢查；焊接件或產(chǎn)品的幾何尺寸檢查，包括形狀及變形量是否超過技術(shù)規(guī)程的規(guī)定等。過程以目視檢查實現(xiàn).目視檢查用于檢查焊縫外觀和尺寸，該如用低倍放大鏡，尺寸計量工具等。通常要檢查的是焊后的焊縫表面質(zhì)量（熔渣清理，飛濺清理），表面成型質(zhì)量（表面尺寸，凸凹，余高，焊縫寬度，焊角尺寸，焊透程度等），表面有無各類焊接缺陷。其最基本的焊縫外形尺寸要均勻，焊道與焊道，焊道與基體金屬之間應(yīng)平滑過渡。屬于初步檢查。C.3焊接工藝評定試驗（API110499版規(guī)定）考試焊口的焊縫應(yīng)進(jìn)行外觀檢查。焊縫外觀應(yīng)整齊、均勻，無裂紋、未焊透和燒穿。蓋面焊道的外咬邊深度應(yīng)不大于管壁厚的12.5%，且不超過0.8mm。在焊縫任何300mm的連續(xù)長度中，累計咬邊長度應(yīng)不大于50mm。目前二十七頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點2、無損檢測無損檢測包括射線探傷或業(yè)主規(guī)定的其他檢測方法。使用的檢測方法應(yīng)能查出焊縫缺陷，并便于對缺陷進(jìn)行準(zhǔn)確定性和定量C.3焊接工藝評定試驗?zāi)壳岸隧揬總數(shù)四十五頁\編于十七點3、破壞性試驗破壞性試驗包括：拉伸、彎曲、沖擊試驗

C.3焊接工藝評定試驗API1104993.1試樣類型及數(shù)量

目前二十九頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點3.2試樣位置目前三十頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點3.2試樣位置目前三十一頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點(DNV2000)焊接程序評定試驗——管子或管子部件制品試驗試件的選取圖C-2焊接程序評定試驗——環(huán)形焊縫的試驗試件選取注1：試樣指示的部位對1G（PA）和2G（PA）位置是不需要的，此時試件位置可任選。注2：對焊管，縱向管子焊縫應(yīng)包括一個宏觀和硬度。目前三十二頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點3.3拉伸試驗1）準(zhǔn)備拉伸試樣（如圖4所示）約230mm長，25mm寬，制樣可通過機(jī)械切割或氧氣切割的方法進(jìn)行。除有缺口或不平行外，試樣不要求進(jìn)行其他加工。如有需要，應(yīng)進(jìn)行機(jī)加工處理使試樣邊緣光滑和平行。2）方法拉伸試樣應(yīng)在拉伸載荷下拉斷。使用的拉伸機(jī)應(yīng)能測量出拉伸試驗時的最大載荷。以拉伸試驗時的最大載荷除以試樣在拉伸前測定的最小截面積，就可計算出抗拉強(qiáng)度。3）要求每個試樣的抗拉強(qiáng)度應(yīng)大于或等于管材的規(guī)定最小抗拉強(qiáng)度，但不需要大于或等于管材的實際抗拉強(qiáng)度。如果試樣斷在母材上，且抗拉強(qiáng)度大于或等于管材規(guī)定的最小抗拉強(qiáng)度時，則該試樣合格。如果試樣斷在焊縫或熔合區(qū)，其抗拉強(qiáng)度大于或等于管材規(guī)定的最小抗拉強(qiáng)度時，且斷面缺陷符合5.6.3.3的要求，則該試樣合格。如果試驗是在低于管材規(guī)定的最小抗拉強(qiáng)度下斷裂，則該焊口不合格，應(yīng)重新試驗。目前三十三頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點3.3拉伸試驗?zāi)壳叭捻揬總數(shù)四十五頁\編于十七點3.4刻槽錘段1準(zhǔn)備刻槽錘斷試樣（如圖5所示）約230mm長，25mm寬，制樣可通過機(jī)械切割或氧氣切割的方法進(jìn)行。用鋼鋸在試樣兩側(cè)焊縫斷面的中心（以根焊道為準(zhǔn)）鋸槽，每個刻槽深度約3mm。用此方法準(zhǔn)備的某些自動焊或半自動焊（有時也包括手工焊）的刻槽錘斷試樣，有可能斷在母材上而不斷在焊縫上。當(dāng)前一次試驗表明可能會在母材處斷裂時，為保證斷口斷在焊縫上，則可在焊縫外表面余高上刻槽，但是深度從焊縫表面算起不得超過1.6mm。如果業(yè)主要求的話，可以對用半自動焊或自動焊方法進(jìn)行工藝評定的刻槽錘斷試樣在刻槽前先進(jìn)行宏觀腐蝕檢查。2方法刻槽錘斷試樣可在拉伸機(jī)上拉斷；或支撐兩端，打擊中部錘斷；或支撐一端，打擊另一端錘斷。焊縫斷裂的暴露面應(yīng)至少為19mm寬。3要求每個刻槽錘斷試樣的斷裂面應(yīng)完全焊透和熔合。任何氣孔的最大尺寸應(yīng)不大于1.6mm，且所有氣孔的累計面積應(yīng)不大于斷裂面積的2%。夾渣深度應(yīng)小于0.8mm，長度應(yīng)不大于鋼管公稱壁厚的1/2，且小于3.2mm。相鄰?qiáng)A渣間至少應(yīng)相距13mm。測量方法如圖8所示。白點（參見AWSA3.0中的定義）不做為不合格的原因。目前三十五頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點3.4刻槽錘段目前三十六頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點3.5背彎和面彎1準(zhǔn)備背彎和面彎試驗試樣約230mm長，25mm寬，且其長邊緣應(yīng)磨成圓角（如圖6所示）。制樣可通過機(jī)械切割或氧氣切割的方法進(jìn)行。焊縫內(nèi)外表面余高應(yīng)去除至與試樣母材表面平齊。加工的表面應(yīng)光滑，加工痕跡應(yīng)輕微并垂直于焊縫軸線。2方法背彎和面彎試樣應(yīng)在導(dǎo)向彎曲試驗?zāi)＞呱蠌澢?，模具如圖9所示。試樣以焊縫為中心放置于下模上。面彎試驗以焊縫外表面朝向下模，背彎試驗以焊縫內(nèi)表面朝向下模，施給上模壓力，將試樣壓入下模內(nèi)，直到試樣彎曲成近似U形。3要求彎曲后，試樣拉伸彎曲表面上的焊縫和熔合線區(qū)域所發(fā)現(xiàn)的任何方向上的任一裂紋或其他缺陷尺寸應(yīng)不大于鋼管公稱壁厚的1/2，且不大于3mm。除非發(fā)現(xiàn)其他缺陷，由試樣邊緣上產(chǎn)生的裂紋長度在任何方向上應(yīng)不大于6mm。彎曲試驗中每個試件均應(yīng)滿足評定要求。目前三十七頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點3.5背彎和面彎目前三十八頁\總數(shù)四十五頁\編于十七點3.6側(cè)彎試驗1準(zhǔn)備側(cè)彎試樣約230mm長，13mm寬，且其長邊緣應(yīng)磨成圓角（如圖7所示）。試樣可先通過機(jī)械切割或氧氣切割的方法制成寬度約19mm的粗樣，然后用機(jī)加工或磨削制成13mm寬的試驗試樣。試樣各表面應(yīng)光滑平行。焊縫的內(nèi)外表面余高應(yīng)去除至與試件表面平齊。2方法側(cè)彎試樣應(yīng)在類似于圖9所示的導(dǎo)向彎曲試驗?zāi)＞呱蠌澢⒃嚇右院缚p為中心放置在下模上,焊縫表面與模具成90o。施給上模壓力，將試樣壓入下模內(nèi)，直到試樣彎曲成近似U形。3要求曲后，試樣拉伸彎曲表面上的焊縫和熔合線區(qū)域所發(fā)現(xiàn)的任何