美標焊接工藝的評定及覆蓋范圍

李宸葳 陳宏星(天津大港油田集團工程建設有限責任公司，天津 300272)

0 引言

在正式應用于生產設備焊接之前，焊接工藝評定的標準制定工作是焊接企業指導生產設備焊接的重要環節。目前ASME BPVC Section 第IX卷《ASME鍋爐及壓力容器規范》以及API 1104《鋼質管道焊接及驗收》是國外對于站場管線焊接及長輸管道焊接制定焊接工藝評定使用較多的兩部專業技術標準。我國的NB/T 47014《承壓設備焊接工藝評定》是參照ASME BPVC Section 第IX卷《ASME鍋爐及壓力容器規范-焊接和釬焊評定標準》進行了編寫；ASME等專業技術美標歷史悠久，體系嚴謹完善，涵蓋面廣，具有較高的技術權威性，在制定焊接工藝評定方面有著重要的指導意義。因此本文針對此兩部專業技術標準以及制定的生產焊接工藝的評定標準進行了分析。

1 焊接工藝評定的目的及意義

焊接工藝評定是為了嚴格檢驗國家擬定的各種焊接工藝的技術正確性及合理性而組織進行的一種的焊接力學性能試驗通過對焊縫接頭進行的焊接拉伸、彎曲、沖擊等焊接力學性能的試驗，根據焊接工藝試驗的結果選擇正確的工藝和焊材及采用相關的焊接工藝技術和管理措施，是進一步保證工程焊接質量的重要手段和舉措。生產焊接的工藝試驗和評定的內容和目的主要是對實際參與施工的焊接單位施工的能力、焊接工藝及接頭的使用性能以及符合設計工藝要求的重要條件進行評估。根據已經過試驗和評審的相關焊接工藝及評定資料編制相應的焊接工藝評定規程，指導焊接生產項目的焊接，保證其工程質量。

生產焊接工藝評定的基本意義就是從最基本的技術條件下，保證生產焊接的工程質量，并且一份優秀的焊接工藝，對多次的焊接工藝實驗結果的可靠性進行了評定，選定最基本適合的生產焊接工藝及所使用的焊材，完備的焊接工藝技術和管理措施，對焊接工程的質量測算及焊接工程造價也的評定有著非常重要的技術指導意義。

2 焊接的重要變素

當正式生產焊接工藝有重要變素發生變化時，焊接工藝需要重新進行焊接工藝評定。重要變素是從根本上影響焊接焊件力學性能的因素，在API 1104《鋼質管道焊接及驗收》的第5.4章節和ASME BPVC Section 第IX卷的QW-250章節中有明確規定。往往在制定合理的焊接工藝的評定之前，一個甚至多個正式生產焊接重要的變素已經是確定下來的。因此，在這種的情況下，參與實際正式生產焊接的材料制造單位或者是設計施工單位需要根據焊接母材的類型分別選定合適的焊材及接頭的類型，制定合理的母材及焊接工藝的評定。此外，新材料、新工藝、新焊材等各種新型材料必須在正式的生產焊接前做好母材及焊接工藝的評定。

3 焊接工藝評定的覆蓋范圍

在重要變素及母材等已經得到確認的前提下，往往是根據焊接工藝評定選取合理的焊材及通過焊接工藝評定確定焊工的覆蓋范圍。

3.1 根據API 1104制作的焊接工藝評定的覆蓋范圍

API 1104《鋼質管道焊接及驗收》常用于國外長輸鋼制管道焊接；根據API 1104來制作焊接工藝評定，在其他重要變素不變的情況下，選定合理的焊材、合理的焊接接頭形式，來對焊工進行評定和試驗；在評定的結果符合規范要求的前提下，確定焊工焊接的覆蓋范圍。

在重要變素不變的前提下，API 1104的覆蓋范圍如下所述：外徑范圍：管子外徑小于60.3mm；管子外徑從60.3mm至323.9mm；管子外徑大于323.9mm。壁厚范圍：管子公稱壁厚小于4.8mm；管子公稱壁厚從4.8mm至19.1mm；管子公稱壁厚大于19.1mm。

3.2 根據API 1104制作的焊接工藝評定的覆蓋范圍

ASME BPVC Section 第IX卷《ASME鍋爐及壓力容器規范-焊接和釬焊評定標準》是國外場站焊接鋼制管線制定焊接工藝評定常用的一項美標評定規范。同理于長輸管線施工，當需根據此美標制定焊接工藝評定時，其他所有重要因素不變的前提下，通過該焊接工藝評定確定的焊工焊接壁厚范圍如下：

(1)當管線母材壁厚t小于6mm時，評定的最小值為1/2t，最大值為2t；

(2)當管線母材厚度t從6mm至16mm時，評定的最小值為6mm，最大值為2t；

(3)對于單焊道或多焊道，其中任一焊道的厚度大于13mm，厚度的增加超過試件評定厚度的1.1倍；

(4)對于短路過渡性的GMAW，如果評定試件厚度小于13mm，當厚度增加超過評定試件厚度1.1倍時要重評；

(5)其他厚度覆蓋應參考本標準的QW-45。

4 焊接工藝評定組成

一套完整的焊接工藝評定，應包括以下部分：

焊接工藝評定編號：每套焊接工藝評定都應具有其獨一無二的編號；

焊接工藝指導書：包括焊接方法、坡口形式、母材類別或組別、焊材規格型號及焊后熱處理以及相關的技術安全保護措施等；

焊接工藝評定報告：參評的焊接工藝試件的性能試驗結果是否符合標準規范；

焊接工藝評定記錄：參評的焊接工藝試件在進行的焊接過程中的焊接工藝參數；

無損檢測報告：有資質的單位出具的無損檢測報告，并符合相應標準規范要求；

焊接檢驗報告：有資質的單位進行的焊件試件的力學性能試驗報告；

質量證明文件：參評試件的管材質量證明文件以及使用的焊材的質量證明文件；

檢測(檢驗)機構的資質：進行焊接工藝評定的單位資質；

焊工資質：焊接試件的焊工技術資質證明文件(焊工證)；

其他文件：根據具體的設計文件準備，可能包括加工記錄、金相試驗報告、SSC報告、HIC報告、熱處理記錄等。

一份完整的焊接工藝評定所需的文件必須一定要非常齊全，并且重要位置要求具有負責人或相關專業技術人員的簽名或公章和企業公章，甚至是相應的企業資質的證明文件；只有當上述資質證明文件及相關企業資質的證明文件齊全，并加蓋焊接工藝評定的齊縫章，一份完整且合格的焊接工藝評定才算制作順利完成，相關單位才可以根據焊接工藝評定結果制定相關的焊接工藝規程及焊接作業指導書(或者焊接工藝卡)，指導施工單位的人員進行實際生產焊接。

5 實際應用

在尼日爾阿加德姆油田地面建設項目中，設計文件明確要求，站內工藝施工的焊接工藝評定參考ASME BPVC IX進行編制，站外管線施工的焊接工藝評定安裝API 1104進行編制；結合本項目的壓力容器及管線的材質，此兩部標準給予本項目非常重要的指導意義。

5.1 站外管線

根據站外管線的材質及管徑，根據API 1104標準，該項目已經確定采用手工焊和手工半自動焊，以及部分的氬電聯焊；結合尼日爾當地氬氣資源較少，在滿足設計條件的情況下，站外管線部分采用流水線的手工焊和半自動焊，極大的節省了氬氣的使用量，節省項目支出，為降支節能做出重要貢獻。

5.2 站內工藝

根據站內工藝管線的材質及管徑，根據ASME BPVC IX標準，該項目已經確定采用多種焊接工藝。站內工藝管線的管線材質較多，管徑大小較為分散，結合項目特性及焊工個人因素等，根據標準制定約5種焊接工藝，有手工焊、手工半自動焊、全纖維素焊、氬電聯焊以及全氬焊接。多種焊接工藝評定的制定，綜合評審焊工的技能，合理有效的利用焊工分布在站內各個區域，有效的避免了焊材的浪費，從而保證了焊口的質量，在為項目降支節能做出重要貢獻的同時，也為項目穩而有序的進行打下堅實基礎。

6 結語

在正式的生產進行焊接前，一份完整的正式生產焊接工藝評定的資料是非常必要的，且也是非常重要的。對焊接工藝的評定必須以認真、嚴肅的工作態度對資料進行編制，內容應完整和全面，結論也要準確且可靠。通過合理的正式生產焊接工藝的評定，選定合理的焊材，是該工藝在焊接生產過程中重要的技術質量保證。因此，焊接工藝評定人員在編制資料和結論時，通過對各個環節的積累的焊接工藝數據和對資料進行了總結并且認真的分析，提出能夠滿足焊接生產使用的條件和技術要求的各項焊接工藝的數據和資料相應的條件，才算真正完成一份完整的正式生產焊接工藝的評定。因此在完成焊接工藝評定的數據和資料后更應該對資料進行嚴格的審查匯總及整理存檔，評定焊接工藝審查的報告一般應包括的是下列內容：焊接工藝審查的范圍和項目、審查的過程和情況、審查的依據、要點和評定審查結論。

一個企業的建設能力絕不是通過焊接工藝評定來決定的，但能適應各種焊接工藝評定的企業恰恰說明這些企業焊工工藝的水平，更能體現一個企業的建設能力。焊接本身更是我國作為建設大國的一項重要技術，只有將焊接國際化，結合國際上的焊接優點，發揚我國創新精神，才更能發揮焊接的優點。