1、标准化第46卷 第1期2023年1月焊管WELDED PIPE AND TUBEVol.46 No.1Jan.2023焊管焊接工艺评定标准对比分析甘正红1，宋文杰1，宋文盛1，赵虎2，邢艳亮3，张坤鹏4（1.江苏德创制管有限公司，江苏 兴化 225700；2.江苏港程锅炉有限公司，江苏 张家港 215600；3.河北省特种设备监督检验研究院唐山分院，河北 唐山063000；4.番禺珠江钢管（连云港）有限公司，江苏 连云港 222006）摘 要：为了准确开展焊管焊接工艺评定，从母材分类、评定厚度、坡口形式、试件形式、焊接热输入、焊接电特性、焊接材料、保护气体、预热、焊后热处理、焊接技术措施、试样
2、检测与试验、工艺规程与工艺评定记录等方面对国内外焊管常用焊接工艺评定标准和规范进行了详细对比，探讨了各标准和规范之间的差异，重点分析了各标准中变素的认可范围以及焊管焊接工艺评定中存在的问题，可为焊管制造企业的焊接工艺人员进行焊接工艺评定提供参考和借鉴。关键词：焊管；焊接工艺评定；标准；焊接工艺规程；焊接工艺评定记录；变素；对比分析中图分类号：TG441 文献标识码：B DOI:10.19291/ki.1001-3938.2023.01.008Comparison and Analysis of Welding Procedure Qualification Standard for Welde
3、d PipeGAN Zhenghong1,SONG Wenjie1,SONG Wensheng1,ZHAO Hu2,XING Yanliang3,ZHANG Kunpeng4(1.Jiangsu Dechuang Manufacturing Pipe Co.,Ltd.,Xinghua 225700,Jiangsu,China;2.Jiangsu Gangcheng Boiler Co.,Ltd.,Zhangjiagang 215600,Jiangsu,China;3.Hebei Special Equipment and Inspection Institute Tangshan Branch
4、,Tangshan 063000,Hebei,China;4.Panyu Chu Kong Steel Pipe(lianyungang)Co.,Ltd.,Lianyungang 222006,Jiangsu,China)Abstract:In order to accurately evaluate the welding procedure of welded pipe,the common welding procedure evaluation standards and specifications for welded pipe at home and abroad are com
5、pared in detail from the aspects of base metal classification,evaluation thickness,groove form,specimen form,welding heat input,welding electrical properties,welding materials,protective gas,preheating,post welding heat treatment,welding technical measures,sample detection and test,process specifica
6、tion and process evaluation record,etc.The differences among various standards and specifications are discussed,and the recognition scope of variables in standards and the problems existing in the welding procedure qualification of welded pipe are emphatically analyzed,which can provide references f
7、or the welding process personnel of welded pipe manufacturing enterprises to carry out the welding procedure qualification.Key words:welded pipe;welding procedure qualification;standard;welding procedure specification;welding procedure qualification record;welding variables;comparison and analysis焊管
8、焊接工艺评定是为验证拟定焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果评价，焊接工艺通常由焊管制造厂制定，评定记录在购方需要时应提交，因此焊接工艺评定过程必须严谨。然而，有些焊管厂的焊接工艺人员对焊接工艺评定流程不够熟悉，对工艺评定标准理解不够透彻，易造成焊接工艺评定数据丢失或不准确，甚至焊接工艺评定记录内容不全面、不完整，结论不准确，导致焊接工艺评定不能充分覆盖焊管产品的焊接。焊管的主要用途一般有两类，一类是作为承压类特种设备使用，如石油化工天然气管道、锅炉和压力容器等；另一类是作为钢结构使用，如高层建筑、体育场馆、桥梁、海洋结构、电力杆塔等。焊管的用途不同，其生产用钢板或钢带的 42第1期甘正红等
9、：焊管焊接工艺评定标准对比分析HAN GUAN 化学成分和强度的要求也不同，焊接工艺和评定要求也不一致。焊接工艺评定中的因素包括重要因素（重要变素）、补加因素（附加重要变素）和次要因素（非重要变素），假如任一重要因素的变化超出了认可范围，则要对工艺进行重新评定，而不同标准在焊接工艺评定过程中重要因素又有所不同，如果在评定中不加注意会出现不能覆盖的问题。本研究对焊管不同焊接工艺评定标准的差异和特点进行了对比分析，以期帮助焊接工艺人员理解和使用标准。1国内外焊管焊接工艺评定常用标准目前国内外焊管常用的焊接工艺评定标准和规范见表1。2焊管焊接工艺规程与焊接工艺评定记录的关系2.1焊接工艺规程焊接工艺
10、规程（WPS），是指对特定焊接接头采用的材料、焊接方法、操作和各种参数的规定。WPS文件规定了焊接的所有要素，是直接指导焊工从事焊接工作的指令性文件，任何焊接工作只有按WPS的规定进行，才有可能保证产品的焊接质量。2.2焊接工艺评定记录焊接工艺评定记录（PQR），是焊接工艺评定后期的一个结果记录，是记录焊接试件的真实条件，用于验证和评定焊接工艺方案的正确性。评定记录不直接指导生产，是焊接工艺卡的支持文件，同一焊接工艺评定记录可作为几份焊接工艺卡的依据，最终由单位技术负责人、监理或购方代表签字认可。PQR是通过焊接工艺评定试验（WPQT）得来的，其目的在于：对拟出的预焊接工艺规程（PWPS）进行
11、检验，确定是否具有可操作性、合理性；焊接材料选用是否正确、焊接工艺参数是否合适；证明工厂的设备、人员等技术状态的良好性，有能力从事技术规范和标准要求的焊接工艺，能获得合乎标准要求的焊接质量。2.3WPS与PQR的关系母材与焊材的焊接性能是焊接工艺评定的基础，WPS必须经过WPQT证实其正确性和合理性，经过WPQT这一过程产生的PQR，是原则性的文件，所有内容一经认可，即具有法定效力，用于指导编制焊接用WPS，然后根据WPS转换编制具体的焊接工艺卡，用于焊管焊接，所有的焊接要素不能超出WPS的范围，否则监理或购方代表可以不接受该工艺，焊管不能生产或需重新评定。WPQR文件中需要将母材质保书、焊材
12、质保书、检验报告等资料作为附件资料。3焊接工艺评定的目的和程序焊接工艺评定的目的是考察不同焊管材料在拟定的焊接工艺下焊接接头的性能，以及焊接工艺因素变更后焊接接头性能变化情况。焊接工艺评定必须在焊管生产前完成，也就是说必须保证用于焊管制造的焊接工艺是经过评定并且正确的。焊接工艺评定的程序一般可分为以下步骤：提出工艺评定项目、编制预焊接工艺规程、焊接试板（管）进行检验及性能试验、编写工艺评定表1国内外现行有效的焊接工艺评定主要标准规范序号123456标准编号ASME IX2021NB/T 470142011AWS D1.1/D1.1M2020GB/T 506612011CCS2021ISO 15
13、614-1：2017标准名称焊接、钎接和粘接评定承压设备焊接工艺评定钢结构焊接规范钢结构焊接规范材料与焊接规范金属材料焊接工艺规程及评定焊接工艺评定试验第一部分 钢的弧焊和气焊以及镍和镍合金的弧焊注：ISO 15614-1：2017中等级1是基于ASME卷IX的要求，等级2是基于本标准前一版本要求，本研究以等级2进行分析对比。432023年 第 46 卷焊 管记录、编制焊接工艺规程或焊接工艺卡以指导焊管现场焊接等。4焊接工艺评定因素（认可范围）4.1工艺评定因素的设定焊 管 焊 接 方 法 主 要 采 用 焊 条 电 弧 焊（SMAW）、埋弧焊（SAW）、熔化极气体保护焊（GMAW和FCAW）
14、及其组合，本研究主要针对各标准中以上焊接方法的工艺评定因素进行对比分析。焊接工艺评定因素主要有母材、坡口、焊接材料、焊接热输入、预热和热处理、保护气体、电特性、技术措施等，工艺评定因素又可认为是焊接工艺评定的认可范围。焊接工艺评定的重要因素是指影响焊接接头抗拉强度和弯曲性能的焊接工艺因素；补加因素是指影响焊接接头冲击韧性的焊接工艺因素，当规定进行冲击试验时，需要增加补加因素；次要因素是指对要求测定的力学性能无明显影响的焊接工艺因素。当变更任何一个重要因素时，都需要重新评定；当增加或变更任何一个补加因素时，则可按增加或变更的补加因素增焊冲击韧性试板（管）进行试验；当变更次要因素时不需要重新评定，
15、但需要重新编制焊接工艺规程。工艺评定因素性质的确定为焊接工艺因素改变是否重新进行焊接工艺评定提供了准则，这样就可以避免每个焊接工艺参数的改变都要重新评定，从而减少不必要的工作，而不同标准中的重要因素要求又有所不同，需要认真分析对待。因此在进行焊管焊接工艺评定时，应充分考虑选用标准下焊接工艺评定的认可范围，以适当减少评定的数量和充分覆盖焊管产品的焊接。4.2母材类别作为工艺评定中的重要因素，不同标准对母材进行了不同的分类分组，主要依据是钢板的化学成分、力学性能和焊接性能。母材分组是为了减少焊接工艺评定的数量。一般标准均规定，改变焊管母材的分组需重新进行评定。GB/T 50661和CCS标准对焊管
16、母材常用的Q+T和TMCP交货状态的材料严格规定了覆盖要求，要特别注意。各标准对母材的分类及具体覆盖范围见表2。表2母材的分类及评定覆盖范围标准编号ASME IXNB/T 47014AWS D1.1GB/T 50661CCSISO 15614.1材料分组母材在表QW-422中给出。对焊管采用材料标准如A387、A572、A515、A516、A517、A671、A672、A691、API 5L等给出了不同的类别号（P-No.）和/或组号（S-No.）。根据金属材料的化学成分、力学性能和焊接性能对母材进行分类。GB/T 97112017标准中的钢级L245L555在类别Fe-1中，组别分别在Fe-1-1Fe-1-4中。根据母材强度级别分为四个组别。标准中表6.8给出了采用PQR评定的表5.3和表6.9所列及未列的钢材。标准中表4对母材按照屈服强度级别分为I、II、III、IV类钢材。根据材料强度分成不同的等级，常用焊管的牌号有AH32、DH36、EH36、DH690、EH690等。按照ISO15608对材料的化学成分和力学性能进行分类；如一个母材属于两组或两分组，应归较低分组。评定的母材覆
