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文档简介
ICS71.120.10;75.180.20;23.020.30CCSG93HG代替HG/T3179-2002Qualificationofsurfacingprocedureandwelderperformanceforhighpressureure2023-12-20发布中华人民共和国工业和信息化部发布ⅠHG/T3179—2023前言 Ⅲ 12规范性引用文件 13术语和定义 14评定要求 24.1评定程序 24.2焊工 24.3评定的因素 25试件及试样制备 45.1试件通用要求 45.2试件基层材料 85.3焊前文件准备 85.4堆焊层的焊接规定 95.5试样制备 96检验、试验方法与结果评定 116.1堆焊评定检验 116.2渗透检测 126.3超声检测 126.4超声测厚 126.5铁素体检测 126.6耐蚀层化学成分 126.7晶间腐蚀倾向试验 136.8选择性腐蚀检验和金相检验 136.9裂纹和焊接缺陷的金相检验 146.10弯曲试验 156.11拉伸试验 157评定报告 167.1焊接工艺评定报告 167.2技能评定报告 16附录A(资料性)焊接数据记录表 17图1工艺评定试件尺寸及取样图 5图2工艺评定及技能评定试件尺寸及取样图 6图3技能评定试件尺寸及取样图 7HG/T3179—2023图4焊条电弧焊堆焊技能评定试件及取样示意图 8图5腐蚀试样取样位置示意图(表面不加工) 10图6腐蚀试样取样位置示意图(表面加工) 10图7堆焊工艺评定拉伸试样 11图8选择性腐蚀部位标记示意图 13图9产品堆焊表面不机加工剥层面确定示意图 14图10产品堆焊表面机加工剥层面确定示意图 14图11裂纹分布示意图 15表1工艺因素表 3表2基层材料选用表 8表3焊接条件表 9表4堆焊评定检验项目 11表5耐蚀层化学成分 13表6缺陷标记符号表 14表7许可裂纹数量表 15表A.1带极堆焊焊接数据记录表 17表A.2焊条电弧焊堆焊焊接数据记录表 18ⅢHG/T3179—2023本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起本文件代替HG/T3179—2002《尿素高压设备堆焊工艺评定和焊工技能评定》,与HG/T3179—2002相比,除结构调整和编辑性修改外,主要技术变化如下:a)更改了范围(见第1章,2002年版的第1章);b)更改了术语和定义(见第3章,2002年版的第3章);c)更改了评定程序(见4.1,2002年版的4.1b)、4.2、4.5);d)删除了焊工资质能力的要求(见2002年版的4.1a)),删除了“若合同有要求时,堆焊评定试验应在授权检验机构代表的监督下进行”的要求(见2002年版的4.1c)),删除了“堆焊工艺评定试验合格,则参与工艺评定试板焊接的焊工其技能评定试验也合格”的要求(见2002年版的4.7),更改了焊接评定试件的焊工要求(见4.2,2002年版的4.6、4.8、4.9);e)更改了工艺评定和技能评定因素的要求(见表1,2002年版的表1);f)合并了工艺评定和技能评定试件及试样制备的要求(见第5章,2002年版的第5章、第6章g)增加了试件的通用要求(见5.1);h)更改了技能评定试验中试件尺寸和多名焊工同时进行时的焊道排布的要求(见5.1.4,2002年版的5.1.4);i)更改了评定试验基层材料选用的要求(见表2,2002年版的表2);j)更改了评定试验焊前文件准备的要求(见5.3,2002年版的5.3);k)更改了铁素体检测的要求(见6.5,2002年版的7.5);l)更改了堆焊工艺评定拉伸试样尺寸的要求(见图7,2002年版的图11);m)更改了检验及结果评价中耐蚀层化学成分的要求(见表5,2002年版的表5);n)增加了堆焊层免做拉伸试验的限制条件的要求(见6.12);o)增加了焊接数据记录表焊后热处理内容的要求(见表A.1)。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国石油和化学工业联合会提出。本文件由全国化工机械与设备标准化技术委员会(SAC/TC429)归口。本文件起草单位:大连金州重型机器集团有限公司、陕西省特种设备检验检测研究院、安徽蕴德工程技术咨询有限公司、天华化工机械及自动化研究设计院有限公司。本文件主要起草人:李玉虎、才红广、王晓桥、战奇、马德金、赫明科、崔淑秋、王泉生、刘静、雷鹏利、杭玉宏。本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为:——1988年首次发布为ZB/TG93007—1988(后调整为HG/T3179—1988),2002年第一次修订;——本次为第二次修订。1HG/T3179—2023尿素高压设备堆焊工艺评定和焊工技能评定本文件规定了尿素高压设备尿素级耐腐蚀超低碳铬镍钼(Cr-Ni-Mo)奥氏体不锈钢(以下简称尿素级不锈钢)堆焊工艺评定和焊工技能评定的术语和定义、评定要求、试件及试样制备、检验、试验方法与结果评定、评定报告。本文件适用于尿素装置中的高压汽提塔、全冷凝反应器或高压冷凝器、高压洗涤器的管板堆焊工艺评定(以下简称“工艺评定”)和堆焊焊工技能评定(以下简称“技能评定”)。当上述设备和尿素合成塔的封头(含高压洗涤器球形管箱)采用堆焊衬里结构时,上述评定也适用于该部件的堆焊。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T25151.1尿素高压设备制造检验方法第1部分:不锈钢带极自动堆焊层超声波检测GB/T25151.2尿素高压设备制造检验方法第2部分:尿素级超低碳铬镍钼奥氏体不锈钢选择性腐蚀检查和金相检查GB/T25151.3尿素高压设备制造检验方法第3部分:尿素级超低碳铬镍钼奥氏体不锈钢晶间腐蚀倾向试验GB/T25151.4尿素高压设备制造检验方法第4部分:尿素级超低碳铬镍钼奥氏体不锈钢晶间腐蚀倾向试验的试样制取GB/T3375焊接术语NB/T47013.5—2015承压设备无损检测第5部分:渗透检测NB/T47014—2011承压设备焊接工艺评定3术语和定义GB/T3375、NB/T47014—2011界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1焊工技能评定welderperformancequalification为验证焊工能否焊出满足规定要求的致密的焊缝而进行的试验过程及结果评价。3.2堆焊层surfacinglayer堆焊层是指用熔化焊复合方法形成的不锈钢衬里层,它包括过渡层和耐蚀层。2HG/T3179—20233.3堆焊评定surfacingqualification堆焊评定是指包括焊接工艺评定和焊工技能评定在内的尿素级不锈钢堆焊评定试验。3.4带极堆焊stripelectrdeoverlaycladding带极堆焊是指使用带状熔化电极进行堆焊的焊接方法,通常根据焊接时使用不同性质的焊剂分为埋弧带极堆焊与电渣带极堆焊。4评定要求4.1评定程序4.1.1用于评定的尿素级不锈钢材料(含换热管、带极堆焊用钢带/焊剂、焊条、氩弧焊丝)应符合相关标准及设计文件的规定,质量证明书齐全,并经复验合格;评定所用设备及仪表应处于完好工作状态,需要检定/校准的,应在检定/校准合格有效期内。除了符合本文件外,当国家安全技术规范、标准、设计文件、工程技术条件或用户另有要求时,应补充到本文件所规定的评定内容中。4.1.2宜在工艺评定合格后进行技能评定,二者也可合并同时进行。当焊工的焊接工艺评定试件合格时,则该焊工的技能评定也合格;也可在技能评定试验完毕后,选择任一合格的技能评定的试验结果,作为焊接工艺评定试验结果。评定程序宜符合下列规定:a)提出堆焊评定任务书;b)编制预堆焊工艺规程;c)提出堆焊评定要点说明书,列出检验项目、试样数量;d)制定堆焊评定进度计划,并加以实施(详细记录试验过程);e)编制堆焊评定报告,审批签字,存档备查。4.1.3除带极堆焊技能评定外,堆焊评定应采取焊条电弧焊堆焊与带极堆焊方法组合进行。4.1.4对工艺评定耐蚀层进行检验后,当出现带极堆焊部分合格,焊条电弧焊堆焊不合格时(或反之只需补做不合格部分的评定,不应重新做完整的组合评定。4.2焊工4.2.1技能评定试验中裂纹和焊接缺陷金相剥层检验未通过时,应重新进行评定:——当不经再次培训直接进行技能评定时,应适当增加堆焊尺寸,足以制取两块裂纹和焊接缺陷的金相剥层检验试样,两块试样均应通过本文件要求的检验。——焊工经过培训后,允许在一个月内重新按本文件的要求进行一套完整的技能评定;再次不合格者或未参加者,经培训后可重新申请评定,但与前次评定的间隔应不少于三个月。4.2.2已评定合格的焊条电弧焊(SMAW)堆焊焊工在三个月内未进行该项施焊,应重新进行技能评定,但经检验机构认可时,可延长三个月。4.2.3已评定合格的带极堆焊(埋弧带极堆焊SAW/电渣带极堆焊ESW)焊机操作工在六个月内未从事不锈钢材料带极堆焊工作,应重新进行技能评定。4.3评定的因素堆焊评定工艺因素分为重要因素和次要因素。堆焊评定的工艺因素除符合表1的规定外,还应符合3HG/T3179—2023NB/T47014—2011的规定。任意一项重要因素的改变,应重新评定;任意一项次要因素的改变,不必重新评定。表1工艺因素表○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○ ○ —○●●●●●●●—○○○ ○○ ○○○○○○○○○○ ○ ●● ○4HG/T3179—2023表1工艺因素表(续)●●焊条电弧焊堆焊与带极堆焊组合评定合格,改为—●●●5试件及试样制备5.1试件通用要求5.1.1对于60mm或75mm宽焊带:当工艺评定单独进行时,工艺评定试件尺寸及取样应符合图1的规定;当技能评定与工艺评定同时进行且需制备管板评定试件时,工艺评定及技能评定试件尺寸及取样应符合图2的规定。HG/T3179—2023图1工艺评定试件尺寸及取样图6HG/T3179—2023图2工艺评定及技能评定试件尺寸及取样图7HG/T3179—2023图2工艺评定及技能评定试件尺寸及取样图(续)5.1.2技能评定试件尺寸(对一名焊工)及焊道排列应符合图3的规定。试件最小厚度为90mm,试件宽度可视考试焊工数量而定。图3技能评定试件尺寸及取样图5.1.3焊条电弧焊堆焊技能评定试件及取样应符合图4的规定。焊条电弧焊堆焊技能评定试件形式有下列两种:——专为焊条电弧焊堆焊技能评定制备的试件,试件及堆焊尺寸应符合图4的规定;8HG/T3179—2023图4焊条电弧焊堆焊技能评定试件及取样示意图——借用带极—焊条电弧焊堆焊工艺评定试件边缘作为焊条电弧焊堆焊技能评定试件,试件及堆焊尺寸应符合图2规定。5.1.4六名焊工同时进行技能评定时,试件尺寸及焊道排布可参照图2和图4确定,单个焊工的堆焊区域最小尺寸为200mm×80mm;当少于或多于六名焊工同时进行技能评定时,试件尺寸及焊道排布可参照图4确定,试件长度应根据焊工数量适当减少或增加,单个焊工的堆焊区域最小尺寸为200mm×80mm。5.2试件基层材料用于评定的基层材料的选用应符合表2的规定。表2基层材料选用表5.3焊前文件准备焊前应准备下列文件:——预堆焊工艺规程,——焊接材料质量证明书,9HG/T3179—2023——试件材料质量证明书,——堆焊数据记录表(见附录A),应记录的内容即焊接条件应符合表3的规定。表3焊接条件表√√√√√√—√√√√ √√√√—√√√ √√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√—√√√5.4堆焊层的焊接规定5.4.1工艺评定试件焊接时或工艺评定与技能评定合并进行时,应按照预焊接工艺规程执行,技能评定试件焊接时应按照评定合格的焊接工艺规程进行焊接。5.4.2带极-焊条电弧焊组合堆焊工艺评定的焊道排列方式应符合图1和图2的规定。5.4.3带极堆焊技能评定焊道排列方式应符合图3的规定,焊条电弧焊堆焊技能评定应符合图2和图4的规定。5.4.4焊条电弧焊堆焊应为直线焊道,不允许摆动,焊条直径应小于5mm。焊道之间搭接量为50%~70%,层间温度应不大于150℃。5.4.5焊条电弧焊堆焊过渡层为一层,耐蚀层应不少于三层,堆焊层表面略高于带极堆焊层。焊条电弧焊堆焊的耐蚀层中,至少最后一层的每一焊道均应断开,且熄弧点和起弧点呈斜线。应以平行四边形的形式分段进行焊接,以一根焊条焊接的焊缝长度为边长,不允许采用连续焊的方式,要求最终合拢焊道与带极焊道搭接相焊。5.4.6带极堆焊时,一层过渡层,一层耐蚀层。此两层的焊道应相互平行且错开约焊道宽度的一半。按图3所示进行操作工技能评定时,过渡层焊三道,然后耐蚀层焊二道,这二道应互相搭接。其中一道必须中途停弧,然后调整焊机,修磨弧坑,再重新起弧。5.4.7堆焊过渡层时,始焊温度应不低于规定的预热温度。5.4.8工艺评定试件过渡层堆焊后,应进行焊后热处理,并作渗透检测和超声测厚,然后堆焊耐蚀层。过渡层焊后是否作超声检测,应按照设计文件确定。5.4.9带极堆焊技能评定时,过渡层焊后可不进行焊后热处理、铁素体测定及渗透检测。5.4.10堆焊评定时,每层焊接均应记录表3规定的焊接条件。5.5试样制备HG/T3179—20235.5.1为减轻重量和便于取样,在截取试样前可将多余基层低合金钢刨去,保留基层厚度应不小于20mm。5.5.2工艺评定试样尺寸、数量及其取样位置应符合图1和图2的规定。5.5.3技能评定试样尺寸、数量及其取样位置应符合图2、图3和图4的规定。带极堆焊技能评定晶间腐蚀倾向试验试样位置应在带极焊道的搭接区,裂纹及焊接缺陷的金相剥层检查的试样位置,应在中途停弧的接头处。5.5.4晶间腐蚀倾向试验试样的制取按GB/T25151.4的规定进行,当产品堆焊表面不经机加工时,腐蚀试样取样位置应符合图5的规定;当产品堆焊表面经机加工时,腐蚀试样取样位置应符合图6的规定。图5腐蚀试样取样位置图(表面不加工)图6腐蚀试样取样位置图(表面加工)5.5.5拉伸试样数量及取样位置应符合图1和图2的规定,拉伸试样尺寸应符合图7的规定。HG/T3179—2023a)拉伸试样焊接前尺寸图7堆焊工艺评定拉伸试样5.5.6弯曲试验试样数量及取样位置应符合图1和图2的规定。试样尺寸应按NB/T47014—2011中7.3.1.2.1b)、7.3.1.2.1c)的规定执行。6检验、试验方法与结果评定6.1堆焊评定检验堆焊评定试件焊接完成后,应对耐蚀层进行无损检测和破坏检验。堆焊评定检验项目应符合表4的规定。表4堆焊评定检验项目√√HG/T3179—2023表4堆焊评定检验项目(续)—√√√ √√√√√√√√ √—6.2渗透检测外观检查合格后,焊接接头应按NB/T47013.5—2015的规定进行渗透检测,合格质量等级为NB/T47013.5-2015规定的Ⅰ级,不应有设计文件不允许的缺陷。6.3超声检测超声检测应按GB/T25151.1的规定进行,检测总面积不少于总堆焊面积的30%。6.4超声测厚超声测厚应按GB/T25151.1的规定进行,堆焊层厚度应从过渡层与基材交界的熔合线算起。6.5铁素体检验铁素体检测应采用铁素体仪进行,耐蚀层铁素体含量应不大于0.6%。6.6耐蚀层化学成分耐蚀层化学成分分析应从距表面最低点3mm以内堆焊层中取样,测定C、Cr、Ni、Mo、Mn、Si、N、S和P等九种化学成分的平均值。化学成分应符合表5的规定。HG/T3179—2023表5耐蚀层化学成分CNSP1.90~2.20~ Cr/Ni=(Cr+Mo+1.5Si)/(Ni+30C+0.5Mn)≤1.20。6.7晶间腐蚀倾向试验晶间腐蚀倾向试验应按照GB/T25151.3的规定进行。对于尿素级022Cr25Ni22Mo2N不锈钢五个周期(每个周期为48h)的平均腐蚀速率应不大于0.164g/(m2·h);对于尿素级022Cr17Ni12Mo2不锈钢应不大于0.541g/(m2·h)。但不应以此值作为评判的标准,最终合格与否取决于选择性腐蚀检查和金相检查的结果。6.8选择性腐蚀检验和金相检验选择性腐蚀检验和金相检验应符合下列规定:a)所有经晶间腐蚀倾向试验后的试样,应作选择性腐蚀检验和金相检验;b)选择性腐蚀检查和金相检验按照GB/T25151.2的规定进行;c)金相检验观察面位置按照GB/T25151.2的规定确定;d)晶间腐蚀倾向试验的试样所有表面进行选择性腐蚀检查;e)如一块试样最大选择性腐蚀值大于6.8f)的规定值时,检查报告应画出腐蚀部位示意图,记录选择性腐蚀最大值和平均值,选择性腐蚀部位标记示意图见图8;a)焊条电弧焊b)图8选择性腐蚀部位标记示意图f)堆焊层熔敷金属的选择性腐蚀最大许可值为:.对于尿素级022Cr17Ni12Mo2材料为200μm;.对于尿素级022Cr25Ni22Mo2N材料为70μm。g)当选择性腐蚀检验超标时,将检验结果提交用户,由用户决定是否可以接受。HG/T3179—20236.9裂纹和焊接缺陷的金相检验6.9.1产品堆焊表面不机加工剥层面确定示意图见图9,产品堆焊表面机加工剥层面确定示意图见图10。裂纹和焊接缺陷的金相检查面为:a)图1至图4所示的Ⅴ、Ⅵ、Ⅴ-1、Ⅵ-1横断面宏观试样上的任一横断面;b)图1至图4所示的Ⅲ、Ⅳ、Ⅲ-1、Ⅳ-1剥层检查试样的0mm面及-1mm、-2mm、-3mm面。关于剥层检查0面的规定是:对于产品堆焊表面不机加工的剥层检查0mm面见图9;即焊态表面不应全部磨削,磨削面积约等于总面积的75%,对于产品堆焊层表面要机加工的剥层检查0mm面见图图9产品堆焊表面不机加工剥层面确定示意图图10产品堆焊表面机加工剥层面确定示意图6.9.2每一剥层检验观察面的制备方法是:采用机加工磨削后,用水磨砂纸加水抛光,最终一遍的砂浸蚀剂应在使用之前配制,浸蚀几秒钟清楚显示出结晶组织后,用水冲洗干净,擦上酒精脱水并吹干。6.9.3浸蚀后的表面用放大(12~25)倍的双目体视显微镜进行观察,对裂纹、夹渣、气孔、金属夹杂物等缺陷的数量及其位置加以标记。缺陷标记符号应符合表6的规定。表6缺陷标记符号表〇△□♂ ┍—每一剥层检验面均应有带毫米测量尺1:1的照片,在照片上应标明下列内容:HG/T3179—2023a)与检验有关的试样总厚度(当试样的四角厚度不等时,分别注明);b)试样编号及其它识别标记;c)裂纹及其它焊接缺陷的数量、位置标记;当存在从一个剥层面延伸到另一个剥层面的裂纹和其它焊接缺陷时,应单独列入表中。6.9.4裂纹和焊接缺陷的金相检查评判条件为:a)从0mm面至-3mm面的每一剥层面,允许的裂纹数量和尺寸应符合表7及下列规定:裂纹数量每10mm长度内最多为3条;每30mm内最多为5条。裂纹最大长度为0.6mm,裂纹和其它焊接缺陷最大深度为1mm;裂纹分布示意图见图11;b)每一剥层面的夹渣和气孔的许可数量分别为3个,最大尺寸为1mm;c)当缺陷超标时,应经买方同意,方可允许。表7许可裂纹数量表AA+AA+A8578图11裂纹分布示意图6.10弯曲试验
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