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(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，結(jié)合我國焊接材料國家標(biāo)準(zhǔn)編制的NB/T47018—2017《承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件》，實(shí)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(yùn)行起到了關(guān)鍵作用。國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局和國家標(biāo)準(zhǔn)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(xì)晶粒鋼實(shí)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(qiáng)鋼實(shí)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(qiáng)鋼實(shí)心焊絲、藥芯焊絲和焊絲-焊劑組合分類要求》四項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，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(shí)施。上述三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)1999或2003年版均是采用AWS美國焊接學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)編制的，而2018年版則根據(jù)ISO國際標(biāo)準(zhǔn)來編制。埋弧焊材國家標(biāo)準(zhǔn)改版后，采購?fù)▌t、標(biāo)準(zhǔn)名稱、實(shí)芯焊絲型號、焊絲-焊劑組合分類、熔敷金屬化學(xué)成分分類、性能指標(biāo)及檢驗(yàn)方法等方面都有較大變化。為了使NB/T47018和新版國家標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)，全國鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會（以下簡稱“鍋容標(biāo)委”）于2020年4月向國家能源局提出標(biāo)準(zhǔn)修訂立項(xiàng)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(dá)修訂NB/T47018.4—2017、NB/T47018.6—2011、NB/T47018.7—2011和新增NB/T47018.8—xxxx的計(jì)劃，計(jì)劃編號為“能源20200591～20200593”和“能源20200309”。NB/T47018—2017實(shí)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(biāo)準(zhǔn)。在NB/T47018-2018實(shí)施過程中，存在著焊接材料型號較少、沖擊韌性指標(biāo)需要調(diào)整、埋弧焊的焊絲批號與焊劑批號組配檢驗(yàn)要求較嚴(yán)等問題，在NB/T47018—xxxx修改時(shí)予以研究解決。為了加快修訂進(jìn)度，提高修訂版征求意見稿、送審稿質(zhì)量，鍋容標(biāo)委邀請了承壓設(shè)備設(shè)計(jì)院、研究院、設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)起草單位：。本標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)制修訂我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是大勢所趨。全國焊接標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會已采用國際標(biāo)準(zhǔn)修訂出版了焊條、埋弧焊焊材、氣體保護(hù)焊焊材等國家標(biāo)準(zhǔn)。以國家標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)編制的承壓設(shè)備用焊材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)必然也要及時(shí)修訂。焊接材料每項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)中所列焊材類別也是多種多樣，本標(biāo)準(zhǔn)只是按照承壓設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)當(dāng)作具體承壓設(shè)備焊材選用手冊。本標(biāo)準(zhǔn)中某些焊接材料國內(nèi)暫時(shí)不能穩(wěn)定生產(chǎn)，NB/T47018所給出的技術(shù)指標(biāo)，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(xué)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(qiáng)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(yàn)焊材國家標(biāo)準(zhǔn)中的沖擊試驗(yàn)合格指標(biāo)，是適用各行業(yè)最低要求，難以適用于有爆炸危險(xiǎn)的承壓設(shè)備。焊材標(biāo)準(zhǔn)中熔敷金屬力學(xué)性能試件的施焊時(shí)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(yàn)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(yùn)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(biāo)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(biāo)。但大家要清醒認(rèn)識到焊材熔敷金屬沖擊韌性實(shí)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(yùn)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)，但可適當(dāng)?shù)陀趬毫θ萜饔煤覆?，在保證鍋爐焊接質(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(biāo)在承壓設(shè)備中材料的沖擊韌性是個(gè)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(biāo)，不僅要考慮到相匹配的鋼材，還得考慮實(shí)際生產(chǎn)所使用的焊接熱輸入及承壓設(shè)備本身的特點(diǎn)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(jì)》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(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限值Rm/MPa3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)。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(xué)性能檢驗(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)中的焊接接頭沖擊韌性合格指標(biāo)也與表1相同。焊接材料熔敷金屬沖擊韌性的合格指標(biāo)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(jìn)入服役全過程中各種冷、熱加工作用和焊接材料標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的試驗(yàn)方法特點(diǎn)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(biāo)的原則是從表1規(guī)定出發(fā)，適當(dāng)增加裕量，并盡量縮小與鋼板或鍛件標(biāo)準(zhǔn)上沖擊韌性合格指標(biāo)的差距。（3）不銹鋼的沖擊試驗(yàn)GB/T150.3—2011和GBXXXX中規(guī)定，設(shè)計(jì)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(jì)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(jìn)行焊縫金屬的低溫沖擊試驗(yàn)。本次修訂NB/T47018標(biāo)準(zhǔn)雖未對不銹鋼焊材熔敷金屬沖擊韌性合格指標(biāo)作出具體規(guī)定，但制造廠應(yīng)視設(shè)備具體情況訂貨時(shí)可附加沖擊試驗(yàn)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(xué)性能檢驗(yàn)，都規(guī)定要進(jìn)行彎心直徑是試樣厚度4倍的彎曲試驗(yàn)，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(biāo)準(zhǔn)中都規(guī)定鍋爐受壓元件用鋼板的室溫?cái)嗪笊扉L率應(yīng)當(dāng)不小于18%，雙相不銹鋼室溫?cái)嗪笊扉L率應(yīng)當(dāng)不小于16%，承壓設(shè)備用材料有向高強(qiáng)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(shí)，也適當(dāng)降低焊接材料熔敷金屬斷后伸長率的指標(biāo)，保留了允許加大彎心直徑的條款。2.4熔敷金屬擴(kuò)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(kuò)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(shí)應(yīng)嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫度與濕度。埋弧焊材國家標(biāo)準(zhǔn)中對熔敷金屬擴(kuò)散氫含量分了H2、H4、H5、H10、H15五檔。NB/T47018.4修訂時(shí)，結(jié)合承壓設(shè)備的特點(diǎn)，將熔敷金屬的強(qiáng)度級別與擴(kuò)散氫含量聯(lián)系在一起，強(qiáng)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(kuò)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(dòng)化程度較高，熔敷金屬擴(kuò)散氫波動(dòng)較小，參考國外的經(jīng)驗(yàn)，焊材生產(chǎn)商對中低端的埋弧焊焊材熔敷金屬擴(kuò)散氫含量不必按批進(jìn)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(xué)性能與焊后熱處理制度緊密相關(guān)，尤其Cr-Mo熱強(qiáng)鋼焊材必須依靠焊后熱處理來改善熔敷金屬的力學(xué)性能。承壓設(shè)備制造標(biāo)準(zhǔn)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(xué)性能及母材回火溫度等方面考慮，而焊材國標(biāo)上規(guī)定的熱處理僅考慮改善熔敷金屬力學(xué)性能，造成焊后熱處理保溫溫度及保溫時(shí)間兩者之間有較大差異。采購焊接材料時(shí)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(xué)性能試件焊后狀態(tài)。標(biāo)注焊后狀態(tài)的焊接材料在標(biāo)準(zhǔn)中都有焊后熱處理保溫溫度與保溫時(shí)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)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(xué)性能。多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)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(dòng)化程度較高，產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)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(shí)適當(dāng)降低了批號互換的具體要求。當(dāng)焊絲、焊劑由制造廠在不同焊材生產(chǎn)商家采購時(shí)，質(zhì)量上有所風(fēng)險(xiǎn)，用戶根據(jù)本單位質(zhì)量保證體系規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)，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(yàn)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(biāo)作了一定程度的提高；修訂了埋弧焊熔敷金屬擴(kuò)散氫含量測定的規(guī)定；在非合金鋼及細(xì)晶粒鋼實(shí)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(qiáng)鋼焊絲－焊劑組合分類中將原F48××-H×××修改為S49××××-SU×××；在高強(qiáng)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(biāo)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(yàn)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(xué)成分原AWS.的要求表格，鋁焊絲及填充絲的型號及化學(xué)成分按GB/T10858進(jìn)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(yàn)要求；修訂了試驗(yàn)用母材的代號。（3）NB/T47018.7中增加了ERTA7ELI、ERTC4ELI二個(gè)型號的鈦焊絲和填充絲，并規(guī)定了其化學(xué)成分，增加了ERTA7ELI、ERTA10、ERTC4ELI對應(yīng)的試驗(yàn)用母材，將熔敷金屬修改為焊縫金屬。4新增標(biāo)準(zhǔn)NB/T47018.8是根據(jù)《鋯制壓力容器》標(biāo)準(zhǔn)需求新增的，屬首次制訂。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鋯制承壓設(shè)備用常用的ERZr-2、ERZr-4二個(gè)型號的鋯焊絲和填充絲的化學(xué)成分，熔敷金屬力學(xué)性能及彎曲性能等合格指標(biāo)，試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則及產(chǎn)品標(biāo)識等。5本標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)新修訂的焊材國家標(biāo)準(zhǔn)擺脫了AWS標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)NB/T47018理應(yīng)按照國家焊條新版標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂，這對標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)對焊接的要求與焊接材料現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)結(jié)合起來，根據(jù)國內(nèi)實(shí)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(jì)的國產(chǎn)焊材，但也不排斥進(jìn)口焊材，進(jìn)口焊材不能低于NB/T47018標(biāo)準(zhǔn)上各項(xiàng)性能指標(biāo)要求。為此，工作開始便進(jìn)行焊材國家標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對比、鋼材與焊材規(guī)定特性（成分類別、強(qiáng)度級別、沖擊試驗(yàn)）對比，從中找出有用的規(guī)律，謹(jǐn)慎地規(guī)范了本標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作。修改版的內(nèi)容，仍保持NB/T47018—2017的主要特點(diǎn)：（1）進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)接近；（2）限制熔敷金屬抗拉強(qiáng)度上限，盡可能使熔敷金屬抗拉強(qiáng)度與鍋爐壓力容器用鋼材標(biāo)準(zhǔn)中的抗拉強(qiáng)度在等強(qiáng)范圍內(nèi)；（3）除鍋爐用焊接材料適當(dāng)降低了熔敷金屬沖擊韌性（但仍高于焊材國家標(biāo)準(zhǔn)），其它焊材均適當(dāng)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(kuò)散氫含量與熔敷金屬強(qiáng)度級別結(jié)合起來，提高熔敷金屬的抗冷裂紋敏感性。（5）強(qiáng)調(diào)了合理的焊后熱處理制度對改善Cr-Mo熱強(qiáng)鋼等焊材熔敷金屬力學(xué)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(biāo)準(zhǔn)，在國內(nèi)焊接材料行業(yè)中首先倡導(dǎo)并編制采購導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)修訂過程中，邀請了設(shè)計(jì)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(dá)成一致意見。根據(jù)大家意見擴(kuò)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(biāo)準(zhǔn)中所列焊材型號的沖擊韌性合格指標(biāo)，比安全技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定合格值有所提高，留有適當(dāng)裕量。大大提高了承壓設(shè)備的抗脆性破壞能力