鋼制承壓設(shè)備焊接材料與標(biāo)準(zhǔn)

王 琳

（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究院，江蘇 南京 210008）

1 承壓設(shè)備用焊接材料選用原則

《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第2.12（1）條要求：“用于制造壓力容器受壓元件的焊接材料，應(yīng)當(dāng)保證焊縫金屬的力學(xué)性能高于或者等于母材規(guī)定的限值，當(dāng)需要時，其他性能也不得低于母材的相應(yīng)要求”。因此承壓設(shè)備用焊接材料選用原則是：應(yīng)保證焊縫金屬的力學(xué)性能高于或等于母材規(guī)定的限值，或滿足設(shè)計文件規(guī)定的技術(shù)條件。要滿足此要求，首先應(yīng)保證焊接材料熔敷金屬的力學(xué)性能高于或等于母材規(guī)定的限值，或滿足設(shè)計文件規(guī)定的技術(shù)條件。由于焊接材料基本上只能確定焊縫金屬的性能，不能影響焊接接頭熱影響區(qū)的性能，而對于承壓設(shè)備則要求焊接接頭性能不低于母材、或設(shè)計文件規(guī)定的技術(shù)條件。因此正確選用焊接方法和焊材之后，還需要制定合理的焊接工藝（包括焊接環(huán)境、焊接線能量、預(yù)熱、后熱、焊后熱處理等）才能得到滿意的焊接接頭。

2 我國承壓設(shè)備用焊接材料標(biāo)準(zhǔn)的特點

我國承壓設(shè)備所用焊接材料的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基本齊全，能滿足承壓設(shè)備用焊接材料的基本需求，這為編制承壓設(shè)備用焊接材料的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)N B/T 47018.1-7-2011“承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件”奠定了基礎(chǔ)。

我國承壓設(shè)備所用的焊接材料國家標(biāo)準(zhǔn)中除G B/T 17854-1999“埋弧焊用不銹鋼焊絲和焊劑”國家標(biāo)準(zhǔn)是等效采用日本國家標(biāo)準(zhǔn)外，其余均等效美國國家標(biāo)準(zhǔn)。

焊接材料國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是適用于國內(nèi)各行業(yè)的通用性標(biāo)準(zhǔn)，是對各種用途焊接材料的基本的、通用的要求，代表了我國焊接材料的普遍水平，但并不完全滿足承壓設(shè)備的安全技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求，存在有一定的技術(shù)差距。承壓設(shè)備用焊接材料的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)N B/T 47018.1-7協(xié)調(diào)了焊接材料國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與承壓設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)之間技術(shù)差異，在焊接材料國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上按照我國的實際情況編制出適用于我國承壓設(shè)備用焊接材料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

焊材選用與母材有直接關(guān)系，國內(nèi)承壓設(shè)備所用鋼材（板、管、鍛件）的鋼號不多，因此所用焊材的型號或牌號也有限。

我國的焊接材料國家標(biāo)準(zhǔn)主要由焊接標(biāo)準(zhǔn)化委員會編制，其中的焊絲標(biāo)準(zhǔn)主要由鋼標(biāo)準(zhǔn)化委員會編制，除G B/T 8110-2008“氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲”由焊接標(biāo)準(zhǔn)化委員會編制外，其他的焊絲標(biāo)準(zhǔn)都由鋼標(biāo)準(zhǔn)化委員會編制。

3 鋼焊條標(biāo)準(zhǔn)問題

承壓設(shè)備用鋼焊條涉及到的標(biāo)準(zhǔn)有：G B/T 983-1995“不銹鋼焊條”、G B/T 984-2001“堆焊焊條”，G B/T 5117-1995“碳鋼焊條”、G B/T 5118-1995“低合金鋼焊條”、N B/T 47018.1—2011“承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件第1部分：采購?fù)▌t”、N B/T 47018.2-2011“承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件第2部分：鋼焊條”。

國內(nèi)承壓設(shè)備用碳鋼和低合金鋼焊條除長輸管道打底焊用高纖維素焊條外，基本上采用低氫納型和低氫鉀型藥皮焊條；而不銹鋼則采用E X X X-15、E X X X-16型藥皮焊條，-15為低氫型，-16可為低氫型，也可是鈦型或鈦鈣型藥皮。

碳鋼焊條、鉻鉬鋼焊條和不銹鋼焊條（包括奧氏體、馬氏體、鐵素體）的熔敷金屬化學(xué)成分和性能，各焊材廠牌號間基本相同，主要差異在適用范圍、焊接工藝性能和操作性能。低合金高強度鋼焊條的熔敷金屬化學(xué)成分和性能，各焊材廠牌號間差異較大，焊條的適用范圍、焊接工藝性能和操作性能差異也較大。低溫鋼焊條熔敷金屬的合金體系，國內(nèi)外焊條標(biāo)準(zhǔn)差異較大，國內(nèi)焊條主要用錳、鎳，而國外用鎳之外，還加入微量的鈦、硼元素以提高熔敷金屬的低溫沖擊功。

焊條統(tǒng)一牌號是我國特有的規(guī)定。前機械部于1997年編制最后一版“焊接材料產(chǎn)品樣本”，其中規(guī)定了焊材統(tǒng)一牌號，這得到設(shè)計、制造、檢驗和監(jiān)督等各方認(rèn)可和熟悉。不少大型焊材廠家在此基礎(chǔ)上做一些修改后用于本廠產(chǎn)品；而臺資和外資企業(yè)不用統(tǒng)一牌號，有自已的焊材牌號規(guī)定。

4 氣體保護電弧焊用鋼焊絲和填充

焊絲：指焊接時通過電流，并作為電極使用，用“E”表示；焊絲可用作填充絲。填充絲：指焊接時不通過電流，也不作為電極使用，而利用鎢極與工件之間產(chǎn)生的電弧熱熔化，填充焊縫，用“R”表示。填充絲不可用作焊絲。在國外標(biāo)準(zhǔn)中焊絲和填充絲即使化學(xué)成份相同，其他技術(shù)要求也不一定相同，焊絲和填充絲是區(qū)分開的。

E R表示既可做焊絲又可做為填充絲用，如G B/T 8110中的焊絲型號中就用E R表示。

承壓設(shè)備用氣體保護電弧焊鋼焊絲和填充絲涉及的標(biāo)準(zhǔn)有：G B/T 8110-2008“氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲”，G B/T 14957-1994“熔化焊用鋼絲”，G B/T 3429-2002“焊接用鋼盤條”，Y B/T 5091-1993“惰性氣體保護焊接用不銹鋼棒及鋼絲”，Y B/T 5092-2005“焊接用不銹鋼絲”，N B/T 47018.1—2011“承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件第1部分：采購?fù)▌t”，N B/T 47018.3-2011“承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件第3部分：氣體保護電弧焊鋼焊絲和填充絲”。

氬弧焊用鋼焊絲和填充絲。碳鋼和低合金鋼G B/T 14957-1994“熔化焊用鋼絲”、G B/T 3429-2002“焊接用鋼

盤條”。不銹鋼和耐熱鋼 Y B/T 5092-2005“焊接用不銹鋼絲”、Y B/T 5091-1993“惰性氣體保護焊接用不銹鋼棒及鋼絲”。C O 2氣體保護電弧焊用鋼焊絲和填充絲 G B/T 8110-2008“氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲”、G B/T 3429-2002“焊接用鋼盤條”。 焊接材料標(biāo)準(zhǔn)的制定單位 當(dāng)前焊接材料標(biāo)準(zhǔn)的制定由三個標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會進行，這三個單位都屬于平級單位。

5 關(guān)于承壓設(shè)備用焊接材料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

雖然我國承壓設(shè)備所用焊接材料的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基本齊全，基本能滿足承壓設(shè)備用焊接材料的需求，但并不完全滿足承壓設(shè)備的安全技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求，在技術(shù)要求上存在有一定的差距。主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

我國焊材國家標(biāo)準(zhǔn)大多是等效采用美國國家標(biāo)準(zhǔn)，但卻忽略了另一個美國標(biāo)準(zhǔn)，即A WSA 5.01《填充金屬采購導(dǎo)則》。在A WS A 5.01中規(guī)定了焊材制造廠的質(zhì)量保證體系、原材料規(guī)定、焊材批量級別和檢驗范圍類別，因此僅有焊材標(biāo)準(zhǔn)，沒有《填充金屬采購導(dǎo)則》，是不可能得到所需要的專用焊材的。

焊材批量劃分原始、粗糙，難以反產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。我國焊接材料生產(chǎn)中，焊材是以重量劃分批量，這種劃分方法存在焊芯和焊絲爐批號差異；藥皮和焊劑所用原材料批量之間的差異；藥皮和焊劑每次配料及攪拌的差異。

鑒于以上的理由，鍋爐壓力容器標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會組織編寫了N B/T 47018.1-7-2011“承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件”，并由國家能源局批準(zhǔn)。該行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)了焊接材料國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與承壓設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)之間的技術(shù)差異，在焊接材料國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上按照我國的實際情況編制出適用于我國承壓設(shè)備焊接材料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。如果承壓設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)按照焊材的國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和N B/T 47018.1-7-2011采購焊材，那么所采購的焊材將符合承壓設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求，保證了承壓設(shè)備用焊材的質(zhì)量。