NBT47018.4-承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件編制說明

NB/T47018—2017《承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件》編制說明NB/T47018—xxxx《承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件》編制說明NB/T47018—xxxx《承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件》編制說明1概況依據(jù)我國承壓設(shè)備相關(guān)法規(guī)、安全技術(shù)規(guī)范和標準的規(guī)定，結(jié)合我國焊接材料國家標準編制的NB/T47018—2017《承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件》，實施以來取得了良好的效果，對保障承壓設(shè)備的焊接質(zhì)量乃至安全運行起到了關(guān)鍵作用。國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局和國家標準化管理委員會于2018年3月15日發(fā)布了新版GB/T5293—2018《埋弧焊用非合金鋼及細晶粒鋼實心焊絲、藥芯焊絲和焊絲-焊劑組合分類要求》、GB/T12470-2018《埋弧焊用熱強鋼實心焊絲、藥芯焊絲和焊絲-焊劑組合分類要求》、GB/T17854-2018《埋弧焊用不銹鋼焊絲-焊劑組合分類要求》及GB/T36034-2018《埋弧焊用高強鋼實心焊絲、藥芯焊絲和焊絲-焊劑組合分類要求》四項標準，分別代替GB/T5293—1999《埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑》、GB/T12470—2003《埋弧焊用低合金鋼焊絲和焊劑》、GB/T17854—1999《埋弧焊用不銹鋼焊絲和焊劑》，并于2018年10月1日實施。上述三項標準1999或2003年版均是采用AWS美國焊接學會標準編制的，而2018年版則根據(jù)ISO國際標準來編制。埋弧焊材國家標準改版后，采購通則、標準名稱、實芯焊絲型號、焊絲-焊劑組合分類、熔敷金屬化學成分分類、性能指標及檢驗方法等方面都有較大變化。為了使NB/T47018和新版國家標準相適應(yīng)，全國鍋爐壓力容器標準化技術(shù)委員會（以下簡稱“鍋容標委”）于2020年4月向國家能源局提出標準修訂立項申請。國家能源局在2020年9月30日以國能綜通科技〔2020〕106號函正式下達修訂NB/T47018.4—2017、NB/T47018.6—2011、NB/T47018.7—2011和新增NB/T47018.8—xxxx的計劃，計劃編號為“能源20200591～20200593”和“能源20200309”。NB/T47018—2017實施以后，又發(fā)布了TSG11—2020《鍋爐安全技術(shù)規(guī)程》等與承壓設(shè)備焊接密切相關(guān)的國家規(guī)范與標準。在NB/T47018-2018實施過程中，存在著焊接材料型號較少、沖擊韌性指標需要調(diào)整、埋弧焊的焊絲批號與焊劑批號組配檢驗要求較嚴等問題，在NB/T47018—xxxx修改時予以研究解決。為了加快修訂進度，提高修訂版征求意見稿、送審稿質(zhì)量，鍋容標委邀請了承壓設(shè)備設(shè)計院、研究院、設(shè)計院、特種設(shè)備檢測研究院、鍋爐、壓力容器制造等企業(yè)和安裝企業(yè)，以及原NB/T47018—2017起草人，開會討論、研究，會議期間所提意見質(zhì)量較高，也比較容易集中、統(tǒng)一。本標準起草單位：。本標準主要起草人：。2修訂說明2.1修訂背景我國加入WTO以后，采用國際標準制修訂我國相關(guān)標準是大勢所趨。全國焊接標準化技術(shù)委員會已采用國際標準修訂出版了焊條、埋弧焊焊材、氣體保護焊焊材等國家標準。以國家標準為基礎(chǔ)編制的承壓設(shè)備用焊材行業(yè)標準必然也要及時修訂。焊接材料每項國家標準中所列焊材類別也是多種多樣，本標準只是按照承壓設(shè)備標準規(guī)范所列各種金屬材料涉及的焊接材料，編制訂貨技術(shù)條件，只表明滿足該技術(shù)條件的焊材可應(yīng)用于承壓設(shè)備，不能將本標準當作具體承壓設(shè)備焊材選用手冊。本標準中某些焊接材料國內(nèi)暫時不能穩(wěn)定生產(chǎn)，NB/T47018所給出的技術(shù)指標，可供研發(fā)或向外訂貨使用。焊接材料與母材同屬材料，其焊接性能是承壓設(shè)備焊接的基礎(chǔ)。焊接材料生產(chǎn)商或承壓設(shè)備制造單位應(yīng)在焊接材料的焊接工藝性、焊縫金屬對焊接熱輸入的敏感性、焊縫金屬裂紋敏感性、焊縫金屬止裂性能、焊后熱處理工藝規(guī)范對焊縫金屬力學性能的影響、與相應(yīng)母材的匹配性及質(zhì)量的穩(wěn)定性等方面加強研究，更有利于焊材的推廣與應(yīng)用。2.2熔敷金屬沖擊韌性（1）承壓設(shè)備用焊材熔敷金屬的沖擊試驗焊材國家標準中的沖擊試驗合格指標，是適用各行業(yè)最低要求，難以適用于有爆炸危險的承壓設(shè)備。焊材標準中熔敷金屬力學性能試件的施焊時熱輸入較小，除表層外每層均為兩道，沖擊試樣缺口開在兩焊道搭接的回火位置，這樣得到熔敷金屬沖擊試驗數(shù)據(jù)為最佳值，在工業(yè)化大生產(chǎn)條件下很難再現(xiàn)；而目前承壓設(shè)備向高參數(shù)、大型化、輕量化方向發(fā)展，運行工況也越來越惡劣，對焊接接頭沖擊韌性要求越來越高；另鋼板的沖擊韌性合格指標也在不斷提高，作為鋼鐵“針線”的焊材也應(yīng)“水漲船高”，因此有必要提高NB/T47018中熔敷金屬沖擊韌性合格指標。但大家要清醒認識到焊材熔敷金屬沖擊韌性實物水平與母材是有較大的差距，熔敷金屬不可能具備形成母材沖擊韌性的客觀條件。鍋爐通常在高溫下運行，有別于壓力容器，焊接工藝評定上焊接接頭的低溫沖擊功合格指標兩者也不相同，對于同一型號的焊材，鍋爐用焊材熔敷金屬沖擊功高于焊材國家標準，但可適當?shù)陀趬毫θ萜饔煤覆模诒ＷC鍋爐焊接質(zhì)量的前提下，更合理選用焊材，有利于降低鍋爐的制造成本。（2）焊接材料的沖擊韌性合格指標在承壓設(shè)備中材料的沖擊韌性是個重要性能，但要確定焊接材料熔敷金屬的沖擊韌性合格指標，不僅要考慮到相匹配的鋼材，還得考慮實際生產(chǎn)所使用的焊接熱輸入及承壓設(shè)備本身的特點等。TSG11-2020《鍋爐安全技術(shù)規(guī)程》、GB/T150—2011《壓力容器》、GBXXXX《壓力容器——分析設(shè)計》表1碳素鋼和低合金鋼鋼材及焊接接頭沖擊功最低值鋼材標準抗拉強度下限值Rm/MPa3個標準試樣沖擊功平均值KV2/JTSG11GB150GBXXXX≤450≥27≥20≥24＞450～510≥24≥31＞510～570≥31≥34＞570～630≥34≥38＞630～690≥38≥47（LE≥0.53mm）＞690—≥54（LE≥0.53mm）奧氏體不銹鋼焊縫≥31≥34注：對Rm隨厚度增大而降低的鋼材，按該鋼材最小厚度范圍的Rm值確定沖擊功指標。NB/T47014—2011《承壓設(shè)備焊接工藝評定》、NB/T47016—2011《承壓設(shè)備產(chǎn)品焊接試件的力學性能檢驗》標準中的焊接接頭沖擊韌性合格指標也與表1相同。焊接材料熔敷金屬沖擊韌性的合格指標考慮了鋼材及其焊接性、焊接接頭組成，承壓設(shè)備從原材料制成產(chǎn)品并進入服役全過程中各種冷、熱加工作用和焊接材料標準中規(guī)定的試驗方法特點而作出的。為了保證在工業(yè)化大生產(chǎn)的現(xiàn)場條件下產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量的可靠性，NB/T47018確定熔敷金屬沖擊韌性合格指標的原則是從表1規(guī)定出發(fā)，適當增加裕量，并盡量縮小與鋼板或鍛件標準上沖擊韌性合格指標的差距。（3）不銹鋼的沖擊試驗GB/T150.3—2011和GBXXXX中規(guī)定，設(shè)計溫度不低于-196℃的奧氏體型鋼材制壓力容器為常溫容器，并在GB/T150.4—2011和GBXXXX中規(guī)定設(shè)計溫度低于-100℃的鉻鎳奧氏體不銹鋼制壓力容器的焊接工藝評定，應(yīng)進行焊縫金屬的低溫沖擊試驗。本次修訂NB/T47018標準雖未對不銹鋼焊材熔敷金屬沖擊韌性合格指標作出具體規(guī)定，但制造廠應(yīng)視設(shè)備具體情況訂貨時可附加沖擊試驗要求。2.3熔敷金屬的斷后伸長率承壓設(shè)備的焊工考試、焊接工藝評定與產(chǎn)品焊接試件力學性能檢驗，都規(guī)定要進行彎心直徑是試樣厚度4倍的彎曲試驗，NB/T47018便對熔敷金屬拉伸試樣作出斷后伸長率不低于20%的規(guī)定。但在鍋爐安全技術(shù)規(guī)范和標準中都規(guī)定鍋爐受壓元件用鋼板的室溫斷后伸長率應(yīng)當不小于18%，雙相不銹鋼室溫斷后伸長率應(yīng)當不小于16%，承壓設(shè)備用材料有向高強鋼發(fā)展的趨勢，故在修訂版中保留4倍彎曲規(guī)定的同時，也適當降低焊接材料熔敷金屬斷后伸長率的指標，保留了允許加大彎心直徑的條款。2.4熔敷金屬擴散氫含量目前承壓設(shè)備焊接接頭為防止產(chǎn)生冷裂紋，要求熔敷金屬擴散氫含量較低，而甘油吸收部分氫，這樣造成的相對誤差就較大，因此甘油法被淘汰，采用水銀法或熱提取法來測定，但這兩種方法與環(huán)境溫度與濕度有關(guān)，測定時應(yīng)嚴格按標準規(guī)定的溫度與濕度。埋弧焊材國家標準中對熔敷金屬擴散氫含量分了H2、H4、H5、H10、H15五檔。NB/T47018.4修訂時，結(jié)合承壓設(shè)備的特點，將熔敷金屬的強度級別與擴散氫含量聯(lián)系在一起，強度級別越高，焊接殘余應(yīng)力越大，焊接接頭越易產(chǎn)生冷裂紋，因此熔敷金屬擴散氫含量要求值越低。目前國內(nèi)較大的焊材生產(chǎn)商的焊劑、焊絲生產(chǎn)線自動化程度較高，熔敷金屬擴散氫波動較小，參考國外的經(jīng)驗，焊材生產(chǎn)商對中低端的埋弧焊焊材熔敷金屬擴散氫含量不必按批進行測定，只需提出保證值。2.5熔敷金屬焊后熱處理制度焊材熔敷金屬的力學性能與焊后熱處理制度緊密相關(guān)，尤其Cr-Mo熱強鋼焊材必須依靠焊后熱處理來改善熔敷金屬的力學性能。承壓設(shè)備制造標準規(guī)定的焊后熱處理主要從降低焊接接頭殘余應(yīng)力、改善焊縫金屬力學性能及母材回火溫度等方面考慮，而焊材國標上規(guī)定的熱處理僅考慮改善熔敷金屬力學性能，造成焊后熱處理保溫溫度及保溫時間兩者之間有較大差異。采購焊接材料時一定要掌握圖紙技術(shù)要求與建造工藝規(guī)程對焊后熱處理規(guī)定，在采購合同中注明焊接材料力學性能試件焊后狀態(tài)。標注焊后狀態(tài)的焊接材料在標準中都有焊后熱處理保溫溫度與保溫時間規(guī)范，但這種規(guī)范并非承壓設(shè)備產(chǎn)品焊后熱處理規(guī)定。如果要求焊材超出標準規(guī)范進行焊后熱處理，則應(yīng)在合同中另行協(xié)議。2.6焊絲與焊劑埋弧焊與其他焊接方法不同，焊絲與焊劑相組配施焊后形成熔敷金屬，使用單位需要保證的是兩種焊材組配焊接后熔敷金屬力學性能。多年的實踐經(jīng)驗表明埋弧焊焊絲及焊劑宜從同一家生產(chǎn)商采購，由生產(chǎn)商提供的產(chǎn)品質(zhì)量證明書中保證熔敷金屬質(zhì)量，而用戶也應(yīng)使用質(zhì)量證明書中指明批號的焊絲和指明批號的焊劑組配后的施焊產(chǎn)品。但考慮到目前國內(nèi)較大的焊材生產(chǎn)商的焊劑、焊絲生產(chǎn)線自動化程度較高，產(chǎn)品質(zhì)量波動較小，同一焊材生產(chǎn)商生產(chǎn)的中低端埋弧焊焊絲、焊劑批號互換后的質(zhì)量有所保證，據(jù)此修訂時適當降低了批號互換的具體要求。當焊絲、焊劑由制造廠在不同焊材生產(chǎn)商家采購時，質(zhì)量上有所風險，用戶根據(jù)本單位質(zhì)量保證體系規(guī)定進行檢驗，合格后方能使用。3修訂內(nèi)容（1）NB/T47018.4中，規(guī)定了埋弧焊材（焊絲及焊劑）質(zhì)量保證書中寫明焊絲與焊劑批號和檢驗的內(nèi)容，并規(guī)定了批號可互換的條件；對熔敷金屬的P、S含量及沖擊吸收能量合格指標作了一定程度的提高；修訂了埋弧焊熔敷金屬擴散氫含量測定的規(guī)定；在非合金鋼及細晶粒鋼實心焊絲－焊劑組合分類中將原F4××-H×××修改為S43××××-SU×××，將原F48××-H×××修改為S49××××-SU×××，增加了S57××××-SU×××；在熱強鋼焊絲－焊劑組合分類中將原F48××-H×××修改為S49××××-SU×××；在高強鋼焊絲－焊劑組合分類中增加了S59××××-SU×××；在不銹鋼焊絲－焊劑組合分類中增加了SF309L××-S309L、SF309LMo××-S309LMo、SF312××-S312、SF16-8-2××-S16-8-2、SF317L××-S317L、SF347L××-S347L、SF385××-S385、SF2209××-S2209、SF2594××-S2594；對鍋爐用埋弧焊焊材熔敷金屬的沖擊吸收能量合格指標作了區(qū)別于壓力容器用焊材的規(guī)定，并增加了20℃沖擊試驗溫度；增加了熔敷金屬焊后熱處理的規(guī)定；增加了雙相不銹鋼熔敷金屬斷后伸長率的規(guī)定。（2）NB/T47018.6中，按GB/T10858修改了鋁焊絲及填充絲的型號表示方法；刪除了不常用的鋁焊絲及填充絲的型號，增加了SAl5087；刪除了鋁焊絲和填充絲的化學成分原AWS.的要求表格，鋁焊絲及填充絲的型號及化學成分按GB/T10858進行修訂；增加了桶裝焊絲及具體要求；增加了松弛直徑和翹距及具體檢驗要求；修訂了試驗用母材的代號。（3）NB/T47018.7中增加了ERTA7ELI、ERTC4ELI二個型號的鈦焊絲和填充絲，并規(guī)定了其化學成分，增加了ERTA7ELI、ERTA10、ERTC4ELI對應(yīng)的試驗用母材，將熔敷金屬修改為焊縫金屬。4新增標準NB/T47018.8是根據(jù)《鋯制壓力容器》標準需求新增的，屬首次制訂。該標準規(guī)定了鋯制承壓設(shè)備用常用的ERZr-2、ERZr-4二個型號的鋯焊絲和填充絲的化學成分，熔敷金屬力學性能及彎曲性能等合格指標，試驗方法、檢驗規(guī)則及產(chǎn)品標識等。5本標準的特點新修訂的焊材國家標準擺脫了AWS標準體系向ISO靠攏，對我國承壓設(shè)備行業(yè)有較大影響，作為行業(yè)標準NB/T47018理應(yīng)按照國家焊條新版標準進行修訂，這對標準編制與貫徹執(zhí)行也帶來若干新問題。NB/T47018修訂版的主要任務(wù)是將承壓設(shè)備法規(guī)、安全技術(shù)規(guī)范、標準對焊接的要求與焊接材料現(xiàn)行標準有機結(jié)合起來，根據(jù)國內(nèi)實際狀況，有效地協(xié)調(diào)技術(shù)要求，為建造符合規(guī)范的承壓設(shè)備提供優(yōu)質(zhì)、可靠、經(jīng)濟的國產(chǎn)焊材，但也不排斥進口焊材，進口焊材不能低于NB/T47018標準上各項性能指標要求。為此，工作開始便進行焊材國家標準新、舊版本條文對比、承壓設(shè)備規(guī)范對焊接要求與焊材國家標準規(guī)定對比、鋼材與焊材規(guī)定特性（成分類別、強度級別、沖擊試驗）對比，從中找出有用的規(guī)律，謹慎地規(guī)范了本標準的修訂工作。修改版的內(nèi)容，仍保持NB/T47018—2017的主要特點：（1）進一步降低熔敷金屬中硫、磷含量，與鍋爐、壓力容器用鋼或鍛件標準接近；（2）限制熔敷金屬抗拉強度上限，盡可能使熔敷金屬抗拉強度與鍋爐壓力容器用鋼材標準中的抗拉強度在等強范圍內(nèi)；（3）除鍋爐用焊接材料適當降低了熔敷金屬沖擊韌性（但仍高于焊材國家標準），其它焊材均適當提高了熔敷金屬沖擊韌性，以更好地適應(yīng)承壓設(shè)備向高參數(shù)化、輕量化及大型化方向發(fā)展；（4）將擴散氫含量與熔敷金屬強度級別結(jié)合起來，提高熔敷金屬的抗冷裂紋敏感性。（5）強調(diào)了合理的焊后熱處理制度對改善Cr-Mo熱強鋼等焊材熔敷金屬力學性能的重要性。6水平與建議NB/T47018作為國內(nèi)第一部承壓設(shè)備專用焊接材料標準，在國內(nèi)焊接材料行業(yè)中首先倡導并編制采購導則。NB/T47018規(guī)范了承壓設(shè)備用焊接材料生產(chǎn)、使用、經(jīng)銷和采購各基本環(huán)節(jié)，保障了焊接材料質(zhì)量和降低了采購成本。本標準修訂過程中，邀請了設(shè)計單位、安全監(jiān)察單位參加，分別開了視頻會和兩次集中討論會，對各方意見充分討論、研究，達成一致意見。根據(jù)大家意見擴大了承壓設(shè)備用焊接材料的范圍，對焊接材料熔敷金屬沖擊韌性有了新的理念，在本標準中所列焊材型號的沖擊韌性合格指標，比安全技術(shù)規(guī)范和標準規(guī)定合格值有所提高，留有適當裕量。大大提高了承壓設(shè)備的抗脆性破壞能力