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gb150.1-2011宣贯


GB150.4-2011 宣贯内容
一、本标准历次修订情况 二、本标准修订过程 三、本标准修订背景 四、主要修订依据及参考资料 五、GB150.4 修订的主要变化 六、GB150.4-2011 主要变化和释义 本部分共分 13 个章节,主要针对与 GB150-1998 相比,将《固定式压力容器 安全技术监察规程》和相关标准的一些要求进行讲释。 七、讲析资料补充 1、承压

设备对焊接材料使用的技术要求 2、介绍冷切割或热切割的几种加工方法 3、对要求控制线能量的焊接接头,其焊接工艺要求 4、GB150.4 标准对焊接工艺评定的基本要求 5、原按 JB4708-2000 完成的焊评怎么办 6、改善材料力学性能热处理与消除应力热处理具有不同要求 7、如何判断材料的再热裂纹倾向 8、奥氏体不锈钢复合板容器尽量避免焊后热处理原因 9、焊接检查与检验 10、对于射线和超声检测部分标准的执行理解 11、耐压试验应注意几个问题及建议 12、压力容器产品制造质量计划

七、讲析资料补充 一、 承压设备对焊接材料使用的技术要求 1、 增加了材料代用和材料复验的规定。 2、 低温容器焊条应按批进行药皮含水量或熔敷金属扩散氢含量的复验, 其检验方法按相应的焊条标准或设计文件。 3、 介绍 NB/T47018.1~47018.7-201 “承压设备用焊接材料订货技术要求” 标准: (1) 、原因: 我国焊接材料标准大都等效采用美国焊接学会(AWS)制订的国家 标准,并且被承压设备行业所引用。现行我国通用性的焊材标准适用于建 筑、农机、矿山、造船、水利等行业,其技术要求和生产规定难以满足承 压设备要求,给承压设备的安全可靠使用带来忧虑。 (详见下表 1) 表1
标准 GB713-2008 焊条(型号) Q245R Q345R E4315 GB/T5117-1995 S ≤0.015 ≤0.015 ≤0.035 P ≤0.025 ≤0.025 ≤0.040 Rm 400~520 510~640 ≤ 420( 无 上 限) E5015 ≤0.035 ≤0.040 ≤ 490( 无 上 限) E4315 NB/T47018.2-2011 ≤0.015 ≤0.025 420~ (420+120) E5015 ≤0.015 ≤0.025 420~ (420+120) d=4180· d=4180· / 弯曲试验 Akv d=1.5 180· 0℃/≥31 d=2 180· / 0℃/≥34 -30 ℃ / ≥ 34 -30 ℃ / ≥ 27 -30 ℃ / ≥ 54 -30 ℃ / ≥ 54

1 ○通用标准焊条熔敷金属成分中 S、P 含量高于相应压力容器用的母材 2 ○通用标准焊条熔敷金属力学性能无上限,焊条实测最大值远远大于名义 值很多,焊缝强度与母材不匹配,强度过高,造成塑性韧性储备降低。

3 ○通用标准焊条熔敷金属无弯曲试验要求,因此焊条材料塑性和致密性程 度无法由弯曲试验体现是否合格。 (2) NB/T47018.2-2011 标准是以承压设备安全技术监察规程和相关标准 、 为依据,密切结合我国焊材的实际情况,依照原 JB/T4747-2002“压力容 器用钢焊条订货技术条件”中技术条件作为其他焊材订货技术条件的出发 点进行修订、编制。 (3) 、NB/T47018.2-2011 采购通则基本要求 1 ○承压设备用焊接材料的经销商,应经焊接材料生产商许可。 2 ○生产商或经销商应向焊接材料订货单位提供焊接材料质量证明书原件 或加盖经销商检验章和检验人员章的复印件。 3 ○生产商在产品质量证明书中检验项目不得少于表 2 规定。 4 (采购方 ○生产商应当保证出厂产品符合本标准的规定和订货合同要求。 必须在订货合同中提出承压设备焊接材料除符合通用标准外,还应符合本 标准。 ) ① 生产商应向订货单位提供产品说明书,内容包括产品特点、性能指 标、适用范围、保管要求、使用注意事项。

② 表 2 承压设备用焊接材料的检验项目
焊接材 料类型 焊条 标准 NB/T 47018.2 碳钢 化学分析 拉伸试验 冲击试验 射线检测 药皮含水 量 (限低氢 材料类型及检验项目 低合金钢 不锈钢 堆焊 化学分析 拉伸试验 冲击试验 射线检测 药皮含水 量(限低 化学分 析 拉伸试 验 射线检 测 / 铝和铝 合金 / 钛和钛 合金 /

NB/T 47018.3

型药皮焊 条) 化学分析 a 拉伸试验 冲击试验 射线检测

氢型药皮 焊条 化学分析 a 拉伸试验 冲击试验 射线检测 /

/

/

/

/

GTAW 、 GMA W、 PAW 用焊丝 和填充 丝

NB/T 47018.6

/

/

/

NB/T 47018.7

/

/

/

/

化学分 析a 射线检 测 平板堆 焊试验 (限填 充丝) /

/

化学分 析a 射线检 测 /

NB/T 47018.4 SAW、 ESW 用焊丝 -焊剂、 焊带焊剂

化学分析 b 拉伸试验 冲击试验 射线检测 焊剂含水 量

化学分析 b 拉伸试验 冲击试验 射线检测 焊剂含水 量 /

化学分 析b 拉伸 试验 射线检 测 /

/

/

NB/T 47018.5

/

化学 分析 b

/

/

a 对焊丝 b 对熔敷金属

4) 、NB/T47018.2~47018.4-2011 分别为钢焊条、气体保护电弧焊钢焊丝和 填充丝、埋弧焊钢焊丝和焊剂标准; NB/T47018.5-2011 为堆焊用不锈钢焊条和焊剂标准; NB/T47018.6~ 47018.7-2011 分别为铝和铝合金、钛和钛合金焊丝和填充 丝标准。

二、冷切割或热切割的几种方法 冷切割:1、机械加工方法如:剪切、刨、锯、车、铣削等; 2、超高压水切割(又称水刀和水射流) ; 超高压水切割它是将普通的水经过多级增压后所产生的高能量 (380MPa)水流,再通过一个极细的红宝石喷嘴(Φ 0.1-0.35mm),以每秒近千 米的速度喷射切割,这种切割方式称为超高压水切割。它最大特点是非热 源的高能量射流束加工, 切割中无热过程, 故可切割所有金属和非金属材 料,特别是各种热切割方法难以胜任或不能加工的材料。具有:切口快、 切口平整、无尘埃、无热变形、无污染、减少材料浪费等特点。 热切割:1、等离子切割; 2、火焰切割:a)氧-乙炔 b) 氧-液化石油气 3、碳弧气刨 4、激光加工

三、 、对要求控制线能量的焊接接头,其焊接工艺要求 为控制线能量,其焊接工艺应采用: 1、 2、 3、 4、 较小焊接电流; 较快焊接速度; 焊接过程运条不摆动; 多层多道焊,并控制层间温度。

四、GB150.4 标准对焊接工艺评定的基本要求 (1) 、压力容器施焊前需按 NB/T47014 标准进行焊接工艺评定的焊缝: 1 ○受压元件焊缝; 2 ○与受压元件相焊的焊缝; 3 ○熔入永久焊缝内的定位焊缝; 4 ○受压元件母材表面堆焊与补焊; 5 ○上述焊缝的返修焊缝。 (2) 、用于焊缝结构受压元件的境外材料(含填充材料) ,压力容器制造单 位在首次使用前,应进行焊接工艺评定。 (3) 、低温容器的焊接工艺评定,包括焊缝和热影响区的低温夏比(V 型缺 口)冲击试验。 (4) 低温容器的焊缝应严格控制线能量, 、 在焊接工艺评定所确定的范围内, 选用较小的焊接线能量,以多道施焊为宜。 (5) 、焊接工艺评定技术档案应保存至该工艺评定失效为止。焊接工艺评定 试样保存期不少于 5 年。

五、原按 JB4708-2000 完成的焊评怎么办? 关于执行《承压设备焊接工艺评定》 (NB/T 47014-2011)的意见 (质检特函〔2011〕102 号) 各有关单位: 《承压设备焊接工艺评定》 (NB/T 47014-2011(JB/T 4708) ,以下简称 NB/T 47014)已经国家能源局批准发布,并于 2011 年 10 月 1 日起实施。为了顺 利实施此标准,经研究,现提出如下意见,请遵照执行。 一、自本文发布之日起,锅炉、压力容器(不含气瓶)制造、安装、改造单 位(以下简称生产企业) ,进行新的焊接工艺评定以及修改原有焊接工艺评 定时应当执行 NB/T 47014。 二、继续有效的焊接工艺评定项目 生产企业按《蒸汽锅炉安全技术监察规程》附录Ⅰ、 《钢制压力容器焊接 工艺评定》 (JB/T 4708-2000)《铝容器焊接工艺评定》 、 (JB/T 4734-2002 附 录 B)《钛容器焊接工艺评定》 、 (JB/T 4745-2006 附录 B)《铜制压力容器 、 的焊接工艺评定》 (JB/T 4755-2006 附录 B)《镍及镍合金制压力容器的焊 、 接工艺评定》 (JB/T 4756-2006 附录 B)《换热管与管板接头的焊接工艺评 、 定》 (GB151-1999 附录 B)评定合格的焊接工艺评定项目继续有效。 三、执行 NB/T 47014 过程中如遇到问题,请及时向全国锅炉压力容器标准 化技术委员会反馈。 二〇一一年十一月二十二日 抄送:全国锅炉压力容器标准化技术委员会

六、 改善材料力学性能热处理与消除应力热处理具有不同要求: 1、改善材料力学性能热处理(见 GB150.4-2011 第 8.3 条) ,必须将材 料加热到高于上转变温度(即完成奥氏体转变的相变温度) ,如正火处理; 目的为了恢复或改善材料力学性能。 2、消除应力热处理(见 GB150.4-2011 第 8.2 条) ,应将材料(焊件) 加热到低于下转变温度(即开始形成奥氏体的相变温度) ,如低温回火处理。 目的是为了消除焊件焊后产生焊接残余应力或消除材料冷(温)成形产生变 形的残余应力。 3、至于 GB150.4-2011 第 8.1 条“成形受压元件的恢复性能热处理” , 应根据材料成形过程状态见 GB150.4-2011 第 8.1 条规定,确定热处理形式; (a)当材料经过冷(温)成形过程而使材料产生变形的残余应力时, 就得进行消除应力热处理; (b)当材料经过热成形,而使材料性能或材料供货热处理状态产生影 响时,就得进行恢复性能或供货热处理状态的热处理。 七、如何判断材料的再热裂纹倾向 含合金元素较多的合金结构钢,经受一次焊接热循环后,再经受一次 加热过程中发生的裂纹为再热裂纹。 对于含 Cr、Mo、V、Ti、Ne 等合金元素较多的低合金高强钢、耐热钢 材料,经焊后消除应力热处理或多层多道焊过程中以及容器高温下工作 时,由于在 500~700℃敏感温度区间,焊接接头热影响区会析出 Cr、Mo、 V、Ti、Ne 碳化物(沉淀硬化相) ,造成晶界塑性降低,极易产生再热裂 纹倾向。

八、奥氏体不锈钢复合板容器尽量避免焊后热处理原因 奥氏体不锈钢复合板容器尽量避免焊后热处理, 在各国相关规范和论著中也 均有叙述,其理由是: (1) 、因基层碳钢与复层不锈钢的热膨胀系数不同,焊后热处理会导致: 1 ○界面造成脱开效应; 2 ○减弱抗剪强度; 3 ○产生附加应力。 (2) 、热处理过程复层在 450~850℃敏感温度停止时间长,会造成碳化铬 析出,降低了复层耐蚀性。 (3) 、热处理过程基层在 350~450℃温度区间会形成σ 相,晶粒粗化,降 低了基层韧性。 综其所述,因之要慎重对待。 在 NB/T 47015-2011 9.1.8.1 中规定: 奥氏体不锈钢复合钢应尽量避免焊后热处理。当需要进行焊后热处理 时,应避免覆层母材和焊接接头中铬碳化物析出和形成σ 相。 九、焊接检查与检验 1)为确保焊接质量,严格焊接各工序环节的质量控制,对焊前、焊中和焊 后的各项检查、检验和试验进行规定,以规范焊接检验作业,做到工序不漏 检,过程不失控,见证不失效。 2)焊接检查、检验的范围: 坚持焊接全过程质量检验,其内容应覆盖焊接前检查、焊接中间检查、 焊后检查检验三部分

3)检验责任: 由检验责任工程师负责,责任焊接检验员实施工序检验和检验见证与记录。 4)检验作业 4.1)焊接前检查作业内容 ⑴母材、焊材外观质量、标识、质量证明书检查; ⑵设备、焊机、热处理设施检查; ⑶焊接工艺文件检查:焊接工艺评定、焊接工艺守则、焊接工艺卡; ⑷焊工资格有效性检查; ⑸焊接环境符合性检查; ⑹焊件尺寸、坡口尺寸检测; ⑺坡口表面检查和检验; ⑻组对后焊口质量检查; ⑼坡口两侧表面质量检查; ⑽焊接材料烘烤、干躁、洁净度检查; ⑾焊接材料有效使用期检查; ⑿焊件加工质量检查;焊件预热检查; ⒀设备、设施计量仪表及配套器具有效性检查: ⒁焊接检验记录、表格准备工作的检查。 4.2)焊接中间检查作业内容 ⑴定位焊长度、间距、厚度及外观质量、内部质量检查; ⑵焊接规范参数检查,有冲击性能要求的焊缝,线能量符合性检查; ⑶多层焊对层间清理质量检查; ⑷道间无损检测检查;

⑸道间温度数据检测; ⑹中断焊接的焊缝、续焊前质量检查; ⑺双面焊背面根部质量检查; ⑻有予热要求的焊接接头,进行予热温度和予热宽度范围检查; ⑼有后热要求的焊缝、温度及加热区域质量检查; ⑽有产品焊接试件要求的试件应进行质量检查: 4.3)焊后检查检验 ⑴实际施焊记录检查 是对焊工实施焊接工艺的记录,所以在新版标准中,仍然保留。 ⑵焊工钢印检查; (排板图检查或焊缝布置图) ; ⑶焊后表面清洁状况检查; ⑷外观尺寸质量检查、再热裂纹倾向材料的焊后检查; ⑸焊缝表面 MT、PT 检测检查;焊缝内部的 RT、UT 的检测检验; ⑹焊缝返修后质量检验; ⑺开孔和开孔补强的焊缝质量检查; ⑻设计无规定的焊缝(支座、耳板、附着件等)外观质量检查; ⑼焊缝焊后热处理的质量检查; ⑽酸洗钝化的质量检查; ⑾需要对化学清洗(试剂)质量检查; ⑿铁素体含量测定;金相检验检测; 、 ⒀晶间腐蚀试验检查; ⒁有产品焊接试件要求的对试件力学性能检验; ⒂焊缝强度试验(压力试验) 、严密性(泄漏性)试验;

⒃标记、标志、标识追溯检验; ⒄全部质量检查检验记录报告有效性、符合性、完整性总检确认。 十、对于射线和超声检测 部分标准执行的理解 1、焊缝系数与焊缝形式和无损检测的关系 焊缝系数 φ 是作为压力容器强度计算上的一个主要技术参数,由于在 A、B 焊缝热影响区有热应力存在,焊缝金属晶粒粗大以及焊缝中出现气孔 和未焊透缺陷,会影响焊缝的强度,因而必须采用焊缝强度系数,以补偿焊 接时可能产生的强度削弱。 焊缝系数 φ 是根据 A、 类对接接头的焊缝形式和无损检测的长度比例 B 确定。 2、关于如何进行直径 DN<250mm 的接管与接管对接接头,接管与高颈法 兰对接接头的检测要求。 此次标准修改了公称直径 DN<250mm 接管的相关规定,容器中公称直 径 DN<250mm 接管与接管对接接头、接管与高径法兰对接接头的检测要 求,交由设计单位根据容器具体情况提出要求,制造单位实施。 a、全部(100%)射线与超声检测设备。 (一般采用 100%射线、Ⅱ级合格) b、局部射线与超声检测设备。 (一般采用 100%射线、Ⅲ级合格) c、只需进行表面探伤要求的接管。 (一般采用 1、2 条要求进行,就不 进行表面探伤) 3、在局部射线或超声检测的设备,采用高颈对焊法兰的人孔 A、B 类焊缝 可进行局部检测,合格级别为Ⅲ级。可不受 10.3.2 e) 条限制。 4、对 10.3.2 c)条的理解 GB150.4-2011 标准

10.3.2 c)

对于满足 GB 150.3 中 6.1.3 不另行补强的接管, 自开孔中

心、沿容器表面的最短长度等于开孔直径的范围内的焊接接头; GB150.3-2011 标准 6.1.3 条与 6.1.4 条的要求 6.1.3不另行补强的最大开孔直径 壳体开孔满足下述全部要求时,可不另行补强: a)设计压力p≤2.5 MPa; b)两相邻开孔中心的间距(对曲面间距以弧长计算)应不小于两孔直径之 和;对于3 个或以上相邻开孔,任意两孔中心的间距(对曲面间距以弧长计 算)应不小于该两孔直径之和的2.5 倍; c)接管外径小于或等于89 mm; d)接管壁厚满足表6-1 要求; e)开孔不得位于 A、B 类焊接接头上; f)钢材的标准抗拉强度下限值 Rm≥540Mpa 时,接管与壳体的连接宜采用全 焊透的结构的结构型式。 6.1.4开孔附近的焊接接头 容器上的开孔宜避开容器焊接接头。 当开孔通过或邻近容器焊接接头时, 则应保证在开孔中心的 2dop 范围内的接头不存在有任何超标缺陷。 对应 GB150-1998 条文 c)以开孔中心为圆心,1.5 倍开孔直径为半径的圆中所包容的焊接接头; a、此次修改了对接管开孔部位附近检测的相关规定,缩小了无损检测范围, 对起补强作用范围的焊接接头进行检测。 (对该条文理解存在疑问。 ) b、注意尽量保证在设计图样与工艺拼板图中的开孔位置要求

十一、耐压试验应注意几个问题及建议: 1、对临时受压元件安全性的要求采用的措施: b) 临时受压元件进行强度计算(可以不用腐蚀裕度),满足安全要 求; c) 临时受压元件若不进行强度计算,宜选用标准件法兰盖等。

1、 对于立式容器(塔器)设备进行卧置试压时应注意: a) 试压时用于支撑设备的临时鞍式支座及支撑点应进行强度计算; b) 对于支撑临时鞍式支座的场地要平整,保证支座点的场地满足 承载要求。 十二、压力容器产品制造质量计划 产品制造质量计划或者检验计划是国际通用做法,是该容器所有检验要 求、实施时间、检验人员签字、工序流转的汇总记录表,能充分表明该产品 所经历的检验,并能有效地控制工序流转。 产品制造质量计划与产品制造工序过程卡不同,前者在制造前编订,旨 在控制重要工序落实到岗;后者在制造过程中验证工序符合性,旨在证实工 序质量的有效性。因此不具备替代性。 推荐以下制造质量计划表,供参考。

质量检验计划表
产品名称 序号 1 检验项目 图样确认 工艺、检验文件的 编制 主要受压件材料入 厂检验(含外协、 外购件、焊材) 产品图号 检验要求 B 类项目确认 实施时期 投产前 产品编号 相关检验员 设计责任人员 工艺责任人员 检验责任人员 材料责任人员 备注

2

按图样要求进行

投产前

3

4

5

按图纸和工艺过程卡及材料 标准验收合格, 编材料厂试编 制造过程 号,并经 B 类项目确认 按图纸和工艺过程卡要求项 主要受压件下料 目检验并进行材料厂试编号 制造过程 (划线、坡口) 标记移植 按图纸和工艺过程卡要求项 成型 (卷圆、 焊接) 目检验, 并在规定位置打上焊 制造过程 工钢印并确认 产品试板 按工艺过程卡规定检验 按焊接工艺说明及工艺过程 卡要求项目检验 按图要求进行 A 焊缝检查 制造过程

检验员

检验员 停止点 ※

6

检验员

7

校圆

制造过程

检验员 无损检测责任 人员 检验员 无损检测责任 人员 检验员 检验责任人员 检验员 停止点

8

无损检测

施焊后

9

筒体组对(B 缝)

按工艺过程卡要求项目检验, 并在规定位置打上焊工钢印 制造过程 并确认 按图要求进行 B 焊缝检查 按图检查管口方位及开孔尺 寸 开孔、坡口尺寸 施焊后

10

无损检测

11

管孔划线

制造过程

12

开孔

制造过程

质量检验计划表
产品名称 序号 13 14 15 16 17 18 19 20 检验项目 产品图号 检验要求 实施时期 制造过程 施焊后 制造过程 制造过程 产品编号 相关检验员 检验员 无损检测责任 人员 检验员 检验员 检验员/检验责 任人员/监检员 检验员 检验责任人员/ 监检员 检验员/检验责 任人员 ※ ※ 停止点 备注

管口组焊(法兰、 按图纸及工艺过程卡要求项 人、手孔等) 目检验 无损检测(表面 按图要求进行焊缝检查 探伤等) 补强圈气密性试 验 焊后热处理 耐压试验 除锈、油漆 铭牌 出厂资料编整 按工艺要求 按热处理工艺要求

按图样规定进行耐压试验, 产品检验资 经 A 类项目确认 料审查合格 按图要求进行除锈和表面处 制造过程 理,检查油漆外观质量 经监检确认、铭牌位置按图 按“固容规”“GB150”要求 、 产品出厂前 产品制造完 汇总资料

备注:1、打※根据产品结构性能确定检查项目。 2、换热器、塔式容器、装有内件的容器等根据实际要求进行质量计划表的要求调 整


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