(高清版)GBT 40740-2021 堆焊工艺评定试验

ICS25.160.10GB/T40740—2021(ISO15614-7:2016,SpecificationandqualificationofweldingPart7:Overlaywelding,MOD)国家标准化管理委员会国家市场监督管理总局发布国家标准化管理委员会IGB/T40740—2021 Ⅲ 1 13术语和定义 14预焊接工艺规程(pWPS) 24.1耐蚀堆焊 24.2耐磨堆焊 25焊接工艺评定试验 2 26.1试件的形状和尺寸 26.2试件的焊接 47试验和检验 47.1试验内容 47.2无损检测 57.3试样的部位及取样 57.4破坏性试验 67.5验收准则 8 98认可范围 8.1概述 8.2与制造商有关的条件 8.3与材料有关的条件 8.4堆焊填充材料 8.5有关焊接工艺 8.6焊接方法的特殊要求 9焊接工艺评定报告(WPQR) 附录A(资料性)本文件与ISO15614-7:2016的技术性差异及其原因 附录B(资料性)钢材分类指南 附录C(资料性)焊接工艺评定报告(WPQR)格式 21ⅢGB/T40740—2021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》的规定本文件使用重新起草法修改采用ISO15614-7:2016《金属材料焊接工艺规程及评定焊接工艺评定试验第7部分：堆焊》。本文件与ISO15614-7:2016相比在结构上有调整，ISO15614-7:2016的附录A调整为附录C。本文件与ISO15614-7:2016相比存在技术性差异，这些差异涉及的条款已通过在其外侧页边空白位置用垂直单线(|)进行了标示。附录A中给出了相应技术差异及其原因一览表。本文件还做了下列编缉性修改： 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。本文件由全国焊接标准化技术委员会(SAC/TC55)提出并归口。石油天然气管材工程技术研究中心)、上海中洲特种合金材料股份有限公司、深圳市驭智装1GB/T40740—2021本文件规定了堆焊工艺评定试验方法。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，注日期的引用文本文件。GB/T2653焊接接头弯曲试验方法(GB/T2653—2008,ISO5173:2000,IDT)GB/T2654焊接接头硬度试验方法(GB/T2654—2008,ISO9015-1:2001,IDT)GB/T18851.1无损检测渗透检测第1部分：总则(GB/T18851.1—2012,ISO3452-1:2008,IDT)GB/T19866焊接工艺规程及评定的一般原则(GB/T19866—2005,ISO15607:2003,IDT)GB/T19867.1电弧焊焊接工艺规程(GB/T19867.1—2005,ISO15609-1:2004,IDT)GB/T19867.2气焊焊接工艺规程(GB/T19867.2—2008,ISO15609-2:2001,IDT)GB/T19867.3电子束焊接工艺规程(GB/T19867.3—2008,ISO15609-3:2004,IDT)GB/T19867.4激光焊接工艺规程(GB/T19867.4—2008,ISO15609-4:2004,IDT)GB/T26951焊缝无损检测磁粉检测(GB/T26951—2011,ISO17638:2003,MOD)GB/T26952焊缝无损检测焊缝磁粉检测验收等级(GB/T26952—2011,ISO23278:2006,MOD)GB/T26953焊缝无损检测焊缝渗透检测验收等级(GB/T26953—2011,ISO23277:2006,MOD)GB/T26955金属材料焊缝破坏性试验焊缝宏观和微观检验(GB/T26955—2011,ISO17639:2003,MOD)GB/T32259焊缝无损检测熔焊接头目视检测(GB/T32259—2015,ISO17637:2003,MOD)GB/T36037埋弧焊和电渣焊用焊剂(GB/T36037—2018,ISO14174:2012,MOD)GB/T39255焊接与切割用保护气体(GB/T39255—2020,ISO14175:2008,MOD)ISO17405无损检测超声检测焊接、轧制和爆炸复合界面检测技术(Non-destructivetesting—Ultrasonictesting—Techniqueoftestingcladdingsproducedbywelding,rollingandexplosion)ISO/TR18491焊接及相关工艺焊接能量的测定指南(Weldingandalliedprocesses—Guidelinesformeasurementofweldingenergies)ISO/TR25901(所有部分)焊接与相关工序术语(Weldingandrelatedprocesses—Vocabulary)GB/T19866、ISO/TR25901(所有部分)界定的以及下列术语和定义适用于本文件。2GB/T40740—20213.14预焊接工艺规程(pWPS)应按照GB/T19867.1、GB/T19867.2、GB/T19867.3或GB/T19867.4编制预焊接工艺规程，并应按照GB/T19867.1、GB/T19867.3或GB/T19867.4编制预焊接工艺规程。并应规定所有工艺5焊接工艺评定试验试件应采用与生产相同的工艺或组合工艺焊接。试件的焊接和试验应符合第6章和第7章的要求。6试件堆焊工艺评定试验应采用如图1和图2所示的试件。试件应具有足够的尺寸或数量以确保进行所有要求的试验(见图1和图2)。试件的厚度和直径应按评定范围选择。盖面层要求至少三道焊缝。3GB/T40740—20213≥150≥250焊接方向不作规定，具体要求可在产品标准中进行说明。4GB/T40740—20211——过渡层(必要时);2——焊接方向；3-—按pWPS的焊层数(见6.1.1——母材厚度。6.2试件的焊接试件的制备和焊接应按照预焊接工艺规程，在其所代表的产品焊接条件下进行。试件的焊接及试验应由考官或考试机构监督。7试验和检验7.1试验内容试验和检验应按表1规定进行。表1试件的试验和检验试件试验种类试验内容备注耐蚀堆焊目视检查超声波检测表面裂纹检测侧弯试验低倍金相检验化学分析Delta铁素体数/铁素体量硬度试验2个试样1个试样1个试样1个试样一组测量点5GB/T40740—2021表1(续)试件试验种类试验内容备注耐磨堆焊目视检查表面裂纹检验低倍金相检验硬度试验1个试样一组测量点b有要求时，按产品标准进行。b渗透检测(PT)或磁粉检测(MT)。非磁性材料做渗透检测。侧弯试验可用两个低倍金相代替。侧弯试验的弯曲方向应与第一层的方向垂直。注：“—”为不检项。表1规定的所有无损检测应在完成规定的焊后热处理之后，试件切割之前进行。7.5.1中规定的验收标准或产品标准的标准应适用。完成所有无损检测并合格后，试样应按图3和图4截取。截取试样时可避开无损检测允许的缺欠部位。1——去除熔敷金属不小于25mm;6GB/T40740—2021a)轴向堆焊b)环向堆焊.一个硬度试样，图4堆焊管的取样部位试验内容应符合表1的规定。产品标准或规程可能要求做附加试验。应按GB/T2654进行载荷为HV10或HV5的维氏硬度试验。产品标准没有其他要求时，硬度测7GB/T40740—2021量点应按图5分布，并应做记录。母材和热影响区的硬度测量结果应符合表3或产品标准的规定。堆对耐磨堆焊而言，至少应做5点硬度测量。3——耐磨或耐蚀堆焊层。耐蚀堆焊的侧弯试样及试验应符合GB/T2653的规定。焊缝金属的延伸率A≥20%时，弯心直径(或内滚直径)应为4t,弯曲角度应为180°。焊缝金属的d=(100×ts)/A—tst,——为弯曲试样的厚度；在焊后或加工后的表面做成分分析时，该表面至熔合线的距离应视为堆焊层的评定厚度。可直接对该表面或从该表面采取的样品(刨削或钻孔)进行化学分析。化学分析样品为钻孔取样时，堆焊层的评定厚度应为熔合线至钻孔顶边的距离。可用钻取的材料进行化学分析。8GB/T40740—20215——加工后的堆焊层总厚度；图6耐蚀堆焊的化学分析取样7.4.6Delta铁素体数/铁素体量有要求时，应按产品标准或规程测定Delta铁素体相/铁素体数。7.5验收准则7.5.1无损检测的验收准则除非另有规定，无损检测应按表2的规定验收。表2无损检测的验收准则无损检测方法耐蚀堆焊耐磨堆焊目视检查不准许有裂纹和其他线状缺陷不准许有线状和面状缺陷不准许有表面气孔允许有2mm以下的表面气孔渗透检测按GB/T26953的验收等级2验收磁粉检测按GB/T26952的验收等级2验收超声波检测按产品标准规定验收9GB/T40740—2021除非另有规定，破坏性试验应按表3规定验收。耐磨堆焊的验收还应规定缺陷的种类和尺寸。破坏性试验耐蚀堆焊耐磨堆焊低倍金相检验不准许有裂纹和其他线状缺陷对线状缺陷作规定准许2mm以下的单个气孔或气孔群硬度试验母材和热影响区的硬度值不超过表4规定值对堆焊层表面的最低硬度值有规定侧弯试验试验过程中，试样不应在任何方向出现大于3mm的缺陷。评估时在试样边角出现的缺陷可以忽略不适用表4母材的最大硬度值要求未经热处理经热处理6“有硬度要求时。b对于R>890MPa的钢，应规定最大值。按合同可以规定更大的限值。如果试件不符合表2规定的无损检测要求，应再焊制一块试件并进行同样的试验。如果这块重新如果试样仅因焊接缺陷而不符合7.4规定的破坏性试验要求，每个不符合项应重新制作两块试样。这些重新制作的试样可取自同一块试件(如果材料足够大的话),或取自一个新焊制的试件。每一个重一个弯曲试样不合格时(见7.4.4),应重新制作两个试样再做弯曲。这两个重新制作试样应满足表3要求。母材或热影响区的单个硬度值超出表4限值时，可重做硬度试验(可在试样的背面或在原试验表面做足够打磨之后)。重做的硬度试验值不应超过表4规定的最大值。GB/T40740—20218认可范围8.2与制造商有关的条件制造商按本文件通过焊接工艺评定试验评定合格的pWPS,在该制造商使用相同的技术和质量控表5规定了认可范围，类组体系之外的母材应单独做焊接工艺评定。表5材料类组的认可范围试件的材料类组认可范围12344,1,2.355°,1,2,3,466°,1,2,3,4,57899“包括同类组和所有下属类组中的钢。表6规定了母材金属厚度的认可范围。表6母材金属厚度的认可范围试件的厚度t认可范围0.5t～2tb激光焊时，该值为12mm。产品标准无规定时按该限值。GB/T40740—2021认可范围包括按相关标准规定相同型号或化学成分相同的填充材料。对耐蚀堆焊而言，7.4.5规定的化学分析应用作评定的认可厚度。要求附加成分分析时，腐蚀条件下的最小厚度应作为认可厚度。试验的厚度。堆焊层厚度认可下限值如下：——耐蚀堆焊，7.4.5和图6中满足规定要求的最小试验厚度。认可范围局限于评定试验所用的焊接方法。认可范围局限于评定试验使用的焊接位置。然而，横焊位置(PC)热输入应按照ISO/TR18491确定。每道热输入的认可范围如下：——对耐蚀和耐磨堆焊而言，第一层和第二层的热输入应当为评定试验时同层的±25%范围内；——后续焊层的最大热输入应为第二层或之后焊层热输入的+25%。第一层焊道最低预热温度应为所有焊层的认可下限，但pWPS规定了免预热的特殊顺序时除外。GB/T18591规定了预热温度的测量。认可的上限值为焊接工艺评定试验中达到的最高道间温度。GB/T18591规定了道间温度的测量。GB/T40740—2021不应增加或取消焊后热处理。l)焊后热处理低于转变温度下限；2)焊后热处理高于转变温度上限(正火温度);4)焊后热处理处于转变温度区间。产品标准或规程可能规定更为严格的焊后热处理要求。用于单纯堆焊。对于耐磨堆焊而言，单层堆焊只适用于单层堆焊。多层堆焊不适用于单层堆焊。多层堆焊可以适用多层堆焊，评定的层数N可以适用堆焊层数最多为(N+4)。对一些耐磨堆焊合金而言，增加堆焊层数可能导致开裂。所以在WPS中是否允许增加4层以上在热输入满足要求的前提下，评定试验用的焊条直径允许每层焊道的焊条直径加或减一个直径焊剂的认可范围按GB/T36037规定的丝/带型号组合确定。对于耐磨堆焊而言，合金焊剂(GB/T36037的3级)的认可范围局限于焊剂牌号和焊丝/焊带的评定试验采用了任何辅助装置(如摆动焊丝)时，评定范围则局限于此。允许增加控制焊接熔池磁焊丝直径或焊带尺寸的认可范围局限于评定所用的直径或尺寸。保护气体的认可局限于评定试验所用的气体成分。保护气体的型号应按GB/T39255规定划分，如：GB/T39255-M21-熔化极气体保护焊(13)允许CO₂成分有10%以下的偏差。非熔化极气体保护焊(14)允许He成分有10%以下的偏差。焊丝系统的认可范围局限在评定试验所用的焊丝系统(如单丝或多丝或摆动等)。GB/T40740—2021——送粉速度的认可范围为评定试验所用送粉速度的±10%;——过渡形式的认可范围局限于评定试验所用的过渡形式；——焊枪孔径的认可范围局限于评定试验所用的孔径。——等离子气体的认可范围局限于评定所用的等离子气体组分；——供粉气体的认可范围局限于评定试验所用的供粉气体型号；——钨极的认可范围局限于评定试验所用的钨极种类和尺寸；——焊枪和工件距离局限于评定所用距离的±10%。——试验所用的燃气，——试验所用的焊炬种类和焊嘴尺寸。9焊接工艺评定报告(WPQR)焊接工艺评定报告表述了每个试件(包括复试试件)的评定结果。报告应包含GB/T19867.1中WPS列出的参数，以及按第7章要求否决项的详细情况。如果未发现否决项或不合格的试验结果，记述该焊接工艺评定试件结果的WPQR应得到认可并由检验员或检验机构签名。焊接工艺评定报告的格式应用来记录焊接工艺及试验结果的详细情况，以便于对数据做统一说明附录C给出了焊接工艺评定报告的典型示例。GB/T40740—2021(资料性)本文件与ISO15614-7:2016的技术性差异及其原因表A.1给出了本文件与ISO15614-7:2016的技术性差异及其原因。表A.1本文件与ISO15614-7:2016的技术性差异及其原因本标准章条编号技术性差异原因1修改了范围适用我国生产技术要求2关于规范性引用文件，本标准做了具有技术性差异的调整，以适应我国的技术条件，调整的情况集中反映在第2章“规范性引用文件”中，具体调整如下：适用我国生产技术要求并符合GB/T1.1的要求——用等同采用国际标准的GB/T——用等同采用国际标准的GB/T——用等同采用国际标准的GB/T——用等同采用国际标准的GB/T——用等同采用国际标准的GB/T——用等同采用国际标准的GB/T——用等同采用国际标准的GB/T——用等同采用国际标准的GB/T——用修改采用国际标准的GB/T——用修改采用国际标准的GB/T——用修改采用国际标准的GB/T——用修改采用国际标准的GB/T——用修改采用国际标准的GB/T——用修改采用国际标准的GB/T——用修改采用国际标准的GB/T2653代替了ISO5173(见7.4.4);2654代替了ISO9015-1(见7.4.3);18851.1代替了ISO3452-1(见7.2);19866代替了ISO15607:2003(见第3章);19867.1代替了ISO15609-1(见4.1、4.2);19867.2代替了ISO15609-2(见4.1);19867.3代替了ISO15609-3(见4.1、4.2);19867.4代替了ISO15609-4(见4.1、4.2);26951代替了ISO26952代替了ISO26953代替了ISO26955代替了ISO32259代替了ISO36037代替了ISO39255代替了ISO17638(见7.2);23278(见表2);23277(见表2);17639(见7.4.2);17637(见7.2);14174(见8.6.2);14175(见8.6.3);——删除了ISO15613、ISO13916:1996、ISO15614-1:20043删除了ISO15614-7:2016中的术语过渡层、隔离层加工工艺、隔离钢、隔离层堆焊、增厚堆焊适用我国生产技术要求并符合GB/T1.1的要求删除了第一段适用我国生产技术要求GB/T40740—2021(资料性)钢材分类指南根据ISO/TR15608的钢材分类见表B.1。表B.1钢材分类体系类别1Rn≤460N/mm²+,且成分为：C≤0.25%Si≤0.60%Mn≤1.8%Mo≤0.70%S≤0.045%P≤0.045%Cu≤0.40%hNi≤0.5%bCr≤0.3%(0.4%铸钢)bNb≤0.06%V≤0.1%bTi≤0.05%Rcn≤275N/mm²的钢275N/mm²<Rn≤360N/mm²的钢Reh>360N/mm²的细晶粒正火钢改进型耐候钢(某一种元素可能超过1类钢的规定值)2Reh>360N/mm²的热控轧处理的细晶粒钢和铸钢360N/mm²<RH≤460N/mm²的热控轧处理的细晶粒钢和铸钢ReH>460N/mm²的热控轧处理的细晶粒钢和铸钢3Ren>360N/mm²的调质钢和沉淀硬化钢(不锈钢除外)360N/mm²<Ren≤690N/mm²的调质钢ReH>690N/mm²的调质钢沉淀硬化钢(不锈钢除外)4Mo≤0.7%且V≤0.1%的低钒Cr-Mo-(Ni)钢4.1Cr≤0.3%且Ni≤0.7%的钢4.2Cr≤0.7%且Ni≤1.5%的钢5Cr≤0.35%的无钒Cr-Mo钢0.75%≤Cr≤1.5%且Mo≤0.7%的钢1.5%<Cr≤3.5%且0.7%<Mo≤1.2%的钢3.5%<Cr≤7.0%且0.4%<Mo≤0.7%的钢7.0%<Cr≤10.0%且0.7%<Mo≤1.2%的钢GB/T40740—2021表B.1钢材分类体系(续)类别6高钒Cr-Mo-(Ni)合金钢0.3%≤Cr≤0.75%,Mo≤0.7%,V≤0.35%的钢0.75%<Cr≤3.5%,0.7%<Mo≤1.2%,V≤0.35%的钢3.5%<Cr≤7.0%,Mo≤0.7%,0.45%≤V≤0.55%的钢7.0%<Cr≤12.5%,0.7%<Mo≤1.2%,V≤0.35%的钢7C≤0.35%,10.5%≤Cr≤30%的铁素体钢、马氏体钢或沉淀硬化不锈钢铁素体不锈钢马氏体不锈钢沉淀硬化不锈钢8Ni≤31%的奥氏体不锈钢Cr≤19%的奥氏体不锈钢Cr>19%的奥氏体不锈钢4.0%<Mn≤12%的含锰奥氏体不锈钢9Ni≤10%的镍合金钢Ni≤3.0%的镍合金钢3.0%<Ni≤8.0%的镍合金钢8.0%<Ni≤10%的镍合金钢奥氏体-铁素体双相不锈钢Ni>4%且Cr≤24%的奥氏体-铁素体不锈钢Ni>4%且Cr>24%的奥氏体-铁素体不锈钢Ni≤4%的奥氏体-铁素体不锈钢0.30%<C≤0.85%,其余成分与1类钢“相同的钢0.30%<C≤0.35%,其余成分与11类钢相同的钢0.35%<C≤0.5%,其余成分与11类钢相同的钢0.5%<C≤0.85%,其余成分与11类钢相同的钢如果材料具有不同的与厚度相关的最小规定屈服强度，确定分组时宜使用最高屈服强度。以实物分析为准，2类钢可考虑作为1类钢。注：ReH——屈服极限。按照钢的产品标准，Ren可用Rpo.2或R₁o.5代替。b当Cr+Mo+Ni+Cu+V≤0.75%时，更高的值也可接受。当Cr+Mo+Ni+Cu+V≤1%时，更高的值也可接受。GB/T40740—2021(资料性)焊接工艺评定报告(WPQR)格式本附录给出了焊接工艺评定报告格式。焊接工艺评定试验报告制造商的WPQR编号：制造