NBT470142011《承压设备焊接工艺评定》标准解析

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1、NB/T47014-2011承压设备焊接工艺评定标准解析一、我国压力容器焊接工艺评定标准的制定和演变过程。我国压力容器焊接工艺评定标准的建立要追溯到七十年代末，随着焊接工艺技术的发展以及对工艺评定认识的加深，该标准经过了多次修订。其演变过程为：（1）1980年颁布的JB741-80钢制焊接压力容器技术条件附录二。（2）1985年颁布的JB3964-85压力容器焊接工艺评定代替JB741-80附录二。（3）1992年颁布的JB4708-92钢制压力容器焊接工艺评定代替JB3964-85。（4）2000年颁布的JB4708-2000钢制压力容器焊接工艺评定代替JB4708-92。（5）2011年颁

2、布的NB/T47014-2011承压设备焊接工艺评定代替JB4708-2000。在2000年颁布JB4708-2000版后，为了对按92版标准评定的项目适用性做出答复，国家质监局于2001年下发了质技监办发【2001】003号文（关于执行JB4708-2000钢制压力容器焊接工艺评定标准的意见），提出了以往按92版做的工艺评定哪些可继续有效，哪些需要补做项目，并要求对继续有效的评定，要按2000版进行转化。在GB713-2008锅炉压力容器用钢板标准发布后，国家质检总局以质检特函【2008】64号文关于GB713-2008实行过渡期安排的通知中，提出了由于钢板钢号的改变，对已进行的工艺评定需进

3、行转换，但如何转换，没有明确规定。二、NB/T47014修订原则修订原则是国际上通用标准接轨并结合中国的法规和国内的实际情况，参照采用ASMEIX制定适用于我国锅炉、压力容器、压力管道三类产品的统一的焊接工艺评定标准。目前国际上焊接方面的标准，虽然不断有IS0国际标准出台，但实际使用的还是两大体系的标准，即欧洲标准和泛太平洋地区使用的美国标准；焊接工艺评定也一样，欧洲采用的标准是EN288金属材料的焊接工艺规程及评定。该标准后来被等效采用为ISO15609金属材料焊接规程及评定，这个标准逐渐被国际认可。但在我国还处于认识阶段。由于我国现行锅炉、压力容器和压力管道行业基本都参照采用了ASMEIX

4、,且其权威性和广泛性一直被国际上多数国家所公认，因此本次标准修订参照ASMEIX。三、NB/T47014编制基础本标准的编制基础有：1. 当前在锅炉、压力容器、压力管道行业实施的焊接工艺评定标准。（1）JB4708-2000钢制压力容器焊接工艺评定。（2）JB/T4734-2002铝制焊接容器附录B。（3）JB/T4745-2002钛制焊接容器附录B。（4）JB/T4755-2006铜制焊接容器附录B。(5) JB/T4756-2006镍及镍合金制焊接容器附录B。(6) 承压锅炉安全技术监察规程附录I。(7) GB50236-1998现场设备、工艺管道焊接工程施工及验收规范。(8) SY/T0

5、452-2002石油天然气金属管道焊接工艺评定。2. ASME规范第IX卷。3. 现行的材料包括焊接材料标准和性能检测规范。四、NB/T47014与JB4708-2000相比，修订内容解析。1.标准性质不同JB4708为强制性而NB/T为推荐性标准，但要注意的是推荐性标准，一旦被法规、规范或强制性标准所引用就具有强制性。因此NB/T47014-2011被GB150或容规引用，压力容器制造行业就必须强制执行。2. 扩大了应用范围：(1) 适用产品范围从压力容器到锅炉和压力管道；(2) 适用的材料从钢到铝、钛、铜、镍；(3) 焊接方法除取消了电渣焊外，增加了等离子弧焊、气电立焊和螺柱电弧焊；(4)

6、 增加了换热管与管板的评定，取消了对组合焊缝所进行型式试评定内容，增加了复合材料焊接评定，取消了不锈钢复合钢焊接评定；3重新规定了焊接工艺评定的流程：程序为：先拟定预焊接工艺规程(PWPS)(专门为焊接工艺评定所拟定的焊接工艺文件），然后评定PWPS并形成焊接工艺评定报告（PQR）,对PWPS进行评价。如果编制产品焊接工艺规程（WPS）,可根据合格的PQR中确定各焊接因素进行。以上可见附录A焊接工艺流程图。4. 对本标准以外的母材和焊材及焊接方法的评定用规范性附录做了原则规定，见附录C。5. 焊接工艺评定因素及分类、分析。（1）NB/T47014对工艺评定因素的分类与ASMEIX在编制型式上有

7、区别，与JB4708也有变化。重要因素影响拉力和弯曲性能ASMEIX：每种焊接方法因素附加重要因素一一影响冲击性能次要因素不影响力学性能通用因素每种焊接方法都适用的评定。NB/T47014:焊接工艺评定要素专用因素除通用因素以外，每种焊接方法的评定因素。新标准中在通用因素中既有重要因素也有附加重要因素，在专用因素有重要、附加和次因素。（2）通用因素的分类及评定规则a）通用因素以焊接方法，金属材料，填充材料和焊后热处理分为四项。其中焊接方法、焊后热处理除内容上有增加外，其评定规则同JB4708和ASMEIX。b）母材的分类分组及评定规则:i）母材分类分组的目的为了减少工艺评定数量。分类主要考虑焊

8、接接头的力学性能，也充分考虑了材料的化学成分和焊接性。其分类原则近似于ASMEIX,而分组的原则与ASMEIX有大的区别。ASMEIX材料分组是以其他规范卷要求有冲击试验的钢质材料，再依据材料特性在类别下进行分组。在NB/T47014中未有此说明。NB/T47014与ASMEIX对钢质材料分类分组的比较见表1.NB/T47014的分类分组与JB4708相比也作了较大的改动,如Q345R在JB4708属II-1，而在NB/T47014中则分为FeT-2组。表1NB/T47014与ASMEIX分类分组对比ASMEIXQW-422NB/T47014表1类别组别分组依据类别组别分组依据P-No.1-1

9、1) obminW415MPa2) CC-Mn,C-Si3) C-Mn-SiFe-1-11) obminW415MPa2) CC-Mn-21) obminW515MPa2) CC-Si,C-MnC-Mn-Si-21) obminW515MPa2) CC-MnC-Mn-Si-31) obminW585MPa2) C-Mn-Cn,C-Mn-SiC-Mn,C-Mn-Si-V-31) obminW550MPa2) C-Mn,Mn-V,Mn-Nb-41) obminW690MPa2) C-Mn-Si-Cr,C-Mn-Si-41) obminW610MPa2) Mn-Cr-Mo-VMn-Ni-Cr-Mo-

10、VP-No.3-11) obminW450MPa2) C-Mo,Cr-MoFe-3-11) obminW450MPa2) C-Mo,Cr-Mo-21) obminW515MPa2) C-Mo,Mn-Mo,Cr-Mo-21) obminW530MPa2) Mn-Mo-31) obminW515MPa2) Mn-Mo,Mn-Mo-Ni,Mn-Mo-V,Ni-Mo-Cr-V-31) obminW620MPa2) Mn-Mo-NbP-No.4-11) obminW515MPa2) 1Cr-0.5Mo,1.25Cr-0.5Mo,1Ni-0.5Cr-0.5Mo,Fe-4-11) obminW490MPa2

11、) 1Cr-0.5Mo,1.25Cr-0.5Mo,1Ni-0.5Cr-0.5Mo,-21) obminW515MPa2) 0.75Cr-0.5Ni-Cu0.75Ni-0.5Cu-Mo-21) obminW490MPa2) lCr-0.3Mo-0.25V1.5Cr-0.3Mo-0.25V-3（钎焊）P-No.55A-11) obminW515MPa2) 3Cr-lMo,2.25Cr-1MoFe-5A1) obminW600MPa2) 2.25Cr-1Mo,3Cr-1Mo-V-Si-Ti5B-11) obminW620MPa2) 5Cr-0.5Mo，9CrTMo5Cr-0.5Mo-Ti,5Cr-l

12、.5Si-0.5MoFe-5B1) obminW590MPa2) 5Cr-0.5Mo5B-21) obminW585MPa2) 9Cr-1Mo-VFe-5C1) obminW585MPa2) 9Cr-1Mo-V5C-11) obminW585MPa2) 2.25Cr-lMo-V2.25Cr-lMo(锻)，3Cr-lMo-V-Ti-B,2.25Cr-1Mo(锻)5C-31) obminW655MPa2) 2.25Cr-lMo,3Cr-1Mo-V-Ti-B5C-41) obminW725MPa2) 2.25Cr-1Mo(铸、锻、板)，3Cr-1Mo-V-Ti-B5C-51) obminW795MP

13、a；2) 2.25Cr-1Mo(锻、板)3Cr-1Mo-V-Ti-BP-No.6-11) obminW485MPa2) 13Cr,12CrFe61) obminW485MPa2) 13Cr-21) obminW450MPa2) 15Cr-31) obminW620MPa2) 13Cr-0.5Mo,13Cr-41) obminW795MPa2) 12.5Cr-2Ni-Si,13Cr-4.5Ni-MoP-No.7-11) obminW415MPa2) 12Cr-lAl,13CrllCr-Ti,18Cr-Ti-CbFe-7-11) obminW410MPa2) 13Cr,13Cr-Al-21) ob

14、minW485MPa2) 17Cr,18Cr-Ti,18Cr-2Mo-21) obminW450MPa2) 17CrP-No.8-11) obminW550MPa2) 18Cr-8Ni-N,18Cr-13Ni-3Mo16Cr-12Ni-2MoFe-8-11) obminW550MPa2) 19Cr-10Ni,18Cr-12Ni-2Mo-Ti,17Cr-13Ni-3Mo-21) obminW600MPa2) 21Cr-llNi-N,25Cr-20Ni20Ni-8Cr,23Cr-12Ni-21) obminW520MPa2) 25Cr-20Ni,25Cr-13Ni-31) obminW690MPa

15、17Cr-4Ni-6Mn2) 22Cr-13Ni-5Mn,21Cr-6Ni-9Mn-41) obminW650MPa2) 20Cr-18Ni-6Mo,19Cr-15.5Ni-4MoP-No.99A-11) obminW485MPa2) 2.5Ni,2.5Ni-1Cu,1.5NiFe-91) obminW600MPa2) 3Ni-Mo-V9B-11) obminW550MPa2) 3.5Ni9C-11) obminW485MPa2) 4.5NiP-No.101) obminW725MPa2) Mn-0.5Ni-V,Mn-VFe-10H1) obminW760MPa2) 25Cr-7Ni-Mo-N

16、1) obminW415MPa2) 1Cr-VFe-10I1) obminW410MPa2) 27Cr-1Mo1) obminW570MPa2) C-Mo-SiP-No.101) obminW760MPa2) 25Cr-6Ni-Mo-N25Cr-8Ni-3Mo-W-Cu-N1) obminW620MPa2) 27Cr-1Mo,25Cr-4Ni-4Mo-Ti27Cr-lMo-Ti,27Cr1) obminW550MPa2) 29Cr-4Mo,29Cr-4Mo-Ti1) obminW585MPa2) 26Cr-3Ni-3Mo,29Cr-4Mo-2Niii）母材的评定规则与JB4708相比，由于一些

17、材料类别组别的变更以及焊接方法的增加，在类别的评定规则中修改和增加的内容有两点：采用SMAW,SAW,GTAW方法对FelFe5A类评定时，高类别号母材评定合格的工艺适用于高类别与低类别母材相焊。除此之外，不同类别母材相焊时需要进行评定。当规定热影响区进行冲击时，两类（组）别相焊，其制定的焊接工艺与各自评定合格的工艺相同，则两类（组）别相焊不需要评定，反之亦然。NB/T47014的母材组别评定规则与JB4708基本相同（ASMEIX、QW403.5有同样内容）。C）填充金属分类及评定规则i）填充金属的分类与JB4708和ASMEX都不同。在JB4708中把焊条、焊丝、焊剂的牌号作为评定因素是不

18、合适的，因为焊材牌号不是标准规定代号，因此同一焊材因生产厂家的不同，可能有若干个不同的牌号，这样会大大增加工艺评定的数量，不符合焊接工艺因素分类的初衷，所以依据牌号作为评定因素，显然不科学。ASMEX对填充金属的分类有两种方式： F-No根据焊条和焊丝使用特性的分类（QW432）。 A-No根据铁基焊缝、熔敷金属化学成分大致范围分类（QW442）。由于我国焊材熔敷金属的合金体系与美国不同，同时也没有统一的焊丝型号分类标准，因此NB/T47014没有参照ASMEX分类方法，主要以JISB8255压力容器焊接工艺评定为基础，依据母材的分类原则，对焊材进行了分类。分别以焊条、气体保护焊丝、埋弧焊丝、

19、焊剂四种情况进行了分类。ii）填充金属的评定原则主要有： 变更类别要进行评定，但高强度级代替低强度级的填充金属焊接Fe-1、Fe-3类母材可不重新评定。 在同类填充金属中，用非低氢性代替低氢性焊条或用冲击合格指标低的金属不满足标准要求代替高的填充金属时作为补加因素进行评定。 Fe-1材料埋弧焊多层焊时，改变焊剂类型（中性、活性）需重新进行评定。中性焊剂指熔敷金属的化学成分与焊丝的化学成分不产生明显变化的焊剂。运用于多道焊。活性焊剂一一指加入少量Mn、Si脱氧剂的焊剂，主要用于单道焊。d）每种焊接方法专用评定因素分类和评定规则NB/T47014所列的12种焊接方法的评定因素与评定规则在ASMEI

20、X中有相同的内容。与JB4708相比，在JB4708所列的焊接方法中，仅在气体类的因素中有二个重要因素不同：即对NB/T47014的材料类别为Fe-10I、Ti1-2、Ni1-5，（取消JB4708训、XH类材料）；取消背面保护气体或改变惰性气体为混合气体。取消尾部气体保护或尾部气体从惰性改变为混合气体或气体流量值比评定$10%。6. 关于焊件的厚度替代范围焊件厚度替代范围NB/T47014与ASMEX相同而与JB4708有很大差别，见表2，表3。从表中可以看出增加了试件母材厚度的分档，扩大了焊件母材的厚度的替代范围。表2按NB/T47014评定厚度替代范围试件厚度（mm）T评定母材厚度范围（

21、mm）评定焊缝最大厚度（mm）*注（2）最小值*注（1）最大值T1.5T2T2t1.5WTW101.52T2t10T2052T2t20WT3852T2t(t20)20WT3852T2T(t$20)38WTW15052002t(t20)38WTW1505200200(t$20)T15051.33T2t(t20)T15051.33T1.33t(t$20)*注（1）焊件有冲击要求时，当T三6mm时，评定母材时的最小厚度为16mm或T取两者最小值；当T540MPa低合T1.5T2T2t金钢1.5WT1500.75T1.33T1.33tT1.5T2T2t1.5WT81.52T2t8WT380.75T2T

22、2t焊件38WTW0.75T2002t(t1500.75T1.33T1.33t材*注料(2)焊件T1.5T2T2t无1.5WT101.52T2t冲击10WT3852T2t要求38WTW52002t(t15051.33T1.33t*注(1)焊缝最小厚度不限(2)当焊后经上转变温度处理，评定母材的最小值按无冲击要求的规定。7. 评定试件的检验要求和结果评价本标准与JB4708比较有以下几点不同；(a) 拉力试验的合格指标除增加有色金属相关内容外，还规定当要求焊缝金属强度可低于母材时，则试件强度不得低于焊缝Rm得最低值。(b) 弯曲试验除一些有色金属在取样尺寸和弯曲直径有特殊规定外,其他同JB470

23、8，具体见6.4.162和表13。.(C)冲击试验试样缺口位置与JB4708比有修改，如图1图1焊缝冲击缺口位置*注：1.NB/T47014,CC2按材料标准执行，当标准无规定时TW40mm,则C10.52mm；T40mm,C2=T/4。JB4708,TW,60mm,则C112mm；T60mm,C2=T/4。*注：2.双面焊C2从后焊面测量。 冲击试验温度。NB/T47014规定为不高于材料标准的冲击试验温度而JB4708为常温冲击。 合格指标对于钢质材料NB/T47014的最低值是按材料的强度级别分别给出合格指标，见表14,而JB4708都为27J。NB/T47014与ASMEIX在评定试件

24、的检验方面最大的差别就是冲击试验的差别，根据ASMEXQW170,焊件评定做不做冲击试验由其他设计制造卷的要求来决定。在X卷中并没有具体规定冲击的取样位置尺寸、试验温度和合格指标等，而是在第训卷第一册UG84进行了规定。8. 关于耐蚀堆焊工艺评定NB/T47014与JB4708比较，增加和修订了以下内容：(a) 增加了管子堆焊试件，并对堆焊位置和取样位置做了规定(b) 修订了一些评定因素，具体有：SMAW和GMAW方法堆焊附加金属的体积超过10%或GTAW、PAW堆焊增加和取消填金属(JB4708没有规定)将变更焊丝(焊带)钢号以及焊剂牌号修改为变更型号或变更国产不锈钢焊丝标准牌号。取消了JB

25、4708首层堆焊焊条直径的因素，增加SMAW首层堆焊电流比评定增10%以上的因素。除PAW方法外取消了其他堆焊方法摆动的因素。9. 关于复合材料的评定NB/T47014取消了不锈钢复合钢焊接工艺评定，增加了复合金属材料的焊接评定，其评定分两种情况： 复合厚度参与设计强度计算，其评定方法和JB4708附录A基本相同。 复层厚度不参与设计强度计算，其评定方法可用基层材料焊接和耐蚀层堆焊两种形式对其进行评定，也可用上述的方法进行评定。10. 关于换热器管和管板的焊接评定该标准附录D的内容与GB151附录B有区别，与ASMEIX的相关内容也不同。在NB/T47014中将管板接头的焊接评定内容分为两部分

26、评定：一是焊接工艺评定即按标准正文进行对接焊缝或角焊缝评定，另一是附加工艺评定其评定内容按附录D。(a)应用附录D的说明(1) 附录D用于强度焊、胀焊并用焊缝。(2) 管板接头焊缝(焊缝基本类型见图2)可当做角焊缝进行评定。4-1jj角焊缝对接焊缝（角接头组）合焊缝L由设计确定图2管板接头基本类型（b）焊接工艺附加评定规则由于母材、填充金属、热处理等因素的评定规则在正文焊接工艺评定已经过评定。因此附加工艺评定规则中未涉及这些内容。附加评定的因素手工电弧焊有8个因素，氩弧焊有11个因素，其中7个因素通用。试件管子规格和焊件管子规格及孔桥宽度的替代范围见表4.表4管子管板评定管子规格替代范围试件b

27、W2.5B2.5bW2.5B50焊件t=b0.15%bt三bD不限D三0.85dD250三0.9B（C）评定方法有两种方式：一是分别评定，其程序是先进行按正文标准进行工艺评定，合格后编制附加评定的工艺卡。按工艺卡进行附加工艺评定；另一方式是合并评定，即在同试件上进行焊接工艺评定和附加评定合并进行，在评定前要编制PWPS和附加工艺评定卡(仅适用角焊缝)。(d) 试件形式和尺寸与GB151附录B基本相同。(e) 检验结果与GB151附录B不同，要求角焊缝厚度测定，其厚度$2/3b。(f) 与ASMEIX相关内容的比较： ASMEXQW193可单独应用，见QW202.6的规定，属于示范模拟型评定。

28、ASMEX评定的变数全面包括了母材、焊材、接头结构等因素,见QW288。 评定的合格标准不同，见QW193.1.3。11关于未列入NB/T47014标准的母材，填充金属和焊接方法的规定。a) 未列入本标准的母材，分为两种情况。(i) 公称成分在本标准表1所列母材范围内，压力容器规范允许使用且已列入相关标准的境内外材料，可直接在本单位文件上归类，否则要进行工艺评定，评定后归类。(ii) 公称成分不在表1所列母材范围内，使用单位要针对该材料制定工艺评定标准进行评定，评定后归类。以上两种情况均需写出母材归类报告加以论证。b) 对未列入本标准的填充金属分两种情况(i)在本标准中(表2表5)有相应类别，

29、生产单位已掌握其焊接特性，可直接列入相应类别，如NC38焊条可直接列入FeT-8。如不掌握其焊接性，就得进行评定。（ii）在本标准中未列入类别的填充金属，使用单位制定评定标准进行评定和分类，以上两情况均需写出填充金属归类报告加以论证。C）对本标准未列入的焊接方法，使用单位评定时要编制该方法焊接工艺评定标准。五、对执行新标准的几点建议。1对过去按JB4708评定的项目的转换。（1）对一些母材的类别调整。如Q345R原为II-1,现标准为Fel-2。（2）需增加填充金属的类别。原评定文件中仅写出了牌号，现需归入类别。如J507应归入FeT-1-2。（3）焊件母材厚度范围要调整。如Q345R试件厚度

30、24mm，原来厚度范围18-48mm，现标准为16-48mm。（4）要增加焊缝金属厚度替代范围。（5）冲击试验温度如没按新标准要求，就需补做。如Q345R原来做的常温冲击，现必须为0C冲击。冲击合格指标也应满足新标准要求。2对评定文件的要求（1）新标准要求编制预焊接工艺规程，而不是焊接工艺指导书（wps）。对管子管板评定还需编制换热管管子管板焊接工艺卡进行附加评定。工艺评定文件有PWPS和PQR，对管子管板评定增加“工艺卡”和附加PQR。（2）未列入标准的母材、填充金属在归类时要写出归类报告。3）对一些特定材料以及未列入标准的焊接方法进行评定时要编制评定标准。3. 焊接工艺评定重要变数选择注意

31、的事项。a）母材厚度：要考虑上下限，下限要注意容器接管的最小厚度，上限要考虑管板等厚元件的最大厚度。b）对一种材料厚度进行合理的分档，使在全部厚度范围做的评定最少。C）如果评定需热处理，在SR处理时，保温时间尽可能长（当允许时）,最好能达到200mm厚度所需时间或更长。d）试件热输入应包括在生产中可能的最大热输入量，但不要求同一热输入来焊全部厚度。e）预热选最低值，层间温度选生产中最高的。f）双面焊最好一面为单道焊，但焊道厚度不超过12mm。4. 对换热器管子与管板的评定。由于新标准与GB151附录B在评定要求和检验结果制定均有差别，已按GB151附录B评定的项目是否继续适用，需有上级主管部门通知。2011年11月5日19