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ASME标准简介-国际焊接


ASME标准简介
哈尔滨锅炉厂有限责任公司

李宜男

ASME BPVC
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ASME American Society of Mechanical Engineers 美国机械工程师学会 BPVC Boiler & Pressure

Vessel Code 锅炉及压力容器规范 CACI 中国ASME产品协作网(授权翻译、 出版部分BPVC规范的中文版工作)

ASME Code的目的
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ASME Code的目的
安全

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ASME 会议
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每年4次 一次不在总部(Out of town meeting) 对公众开放 (除了核认证分委员会外 SCNA)

ASME BPVC委员会
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BPVC(锅炉及压力容器委员会)由来自锅 炉压力容器行业的各个方面的人员组成
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制造商 / 安装商 管理部门 授权检验机构 教授 独立咨询顾问 工程公司

ASME 规范制定
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ASME规范或标准草案经过公开征求意见 和公开评议,使产业界、学术界、监督机 构和公众得以提出补充意见。 ASME不对任何项目、建造、专利器件或 活动进行“批准”、“定级”或“认可”。

ASME规范的类型
类型
建造规范 参考规范 运行规范


第I, III, IV, VIII, X, XII卷 II, V, IX VI, VII

检验规范

XI (在役)

ASME 规范的历史
ASME规范是按照符合美国国家标 准准则的认可程序制定的,是美国国 家标准,执行时以英文原版为准。 ASME锅炉压力容器委员会从1911 年开始工作,1914年出版了第一部锅 炉压力容器规范,第I卷:动力锅炉

建造规范的历史
- 1914 : 第I卷 --动力锅炉. - 1923 : 第IV卷--加热锅炉. - 1928 : 第VIII卷--非受火压力容器. - 1965 : 第III卷--核电厂部件 - 1968 : 第VIII卷第2分册--压力容器另一规则. - 1969 : 第X卷--纤维增强的塑料压力容器 -1997 : 第VIII卷第3分册—高压容器另一规则 -2004 : 第XII卷—运输容器

参考规范的历史
- 1924 :第II卷—材料 - 1937 :第IX卷—焊接评定(在此之前,第IX卷内容 作为第VIII卷的附件) - 1971 :第V卷—无损检测(在此之前,无损检验要 求出现在建造规范中) - 1974 :对第IX卷进行重大修改,加入了钎接评定.

ASME 规范出版类型
版本edition 增补addenda 勘误errata 解释interpretation 规范案例code cases

规范发布体系
版本:
每3年发布

增补:
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增补发放 :

与新版本一起发布(包括在新版本中). 新版本发布后一年的7月1日 新版本发布后二年的7月1日

发布6个月后变成强制的
增补 第一个增补 第二个 第三个 在 98之前 95.12.31 96.12.31 97.12.31 从98起 98.7.1(修订) 99.7.1 2000.7.1

规范发布体系
勘误 对规范的, 通常追溯以往的 解释 “解释INTERPRETATION”是ASME针对所问的问题发布的澄清规范 意图的官方意见.解释不能针对规范以外的问题 从98版起每年发布2次 ? 每年7月和1月 ? 7月与增补一起发布,1月单独发布并包含在7月中 ? 适用于 : * 发布日期有效的版本和增补 * 解释中说明的版本和增补 ? 不是规范的一部分 ? 规范修订可能使解释不适用

规范发布体系
规范案例:
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ASME 批准的数据 明确注明适用于本卷 双方认可 : 1. 业主或其代理 2. 证书持有者 立法机构和执法机构审核认可 另一规则或新规则 只适用于规定的规范 解释现行规范要求

ASME 锅炉压力容器规范
I 动力锅炉建造规则 II 材料
A篇 – 铁基材料技术条件 B篇 – 非铁基材料技术条件 C篇– 焊丝,焊条和填充金属技术条件 D篇 – 性能数据(公制和美制)

ASME 锅炉压力容器规范
III 核设施部件建造规则
NCA分卷 – 第1册和第2册总要求 III 第1册
NB分卷 – 1级设备 NC分卷 – 2级设备 ND分卷 – 3级设备 NE分卷 – MC级设备 NF分卷 – 支撑 NG分卷 – 堆芯构件 NH分卷 – 高温服务的1级设备

ASME 锅炉压力容器规范
附录 III 第2册 – 混凝土反应堆安全壳规范 III 第3册 –废核燃料及高位放射性材料和废料的储 存和运输包装用安全容器系统

IV 采暖锅炉建造规则 V 无损检测 VI 采暖锅炉维护与运行推荐规则 VII 动力锅炉维护推荐指南

ASME 锅炉压力容器规范
VIII 压力容器建造规则
第1册 第2册——另一规则 第3册——高压容器建造规则

IX 焊接和钎焊评定 X 纤维增强塑料压力容器 XI 核动力部件在役检验规则 XII运输罐建造和延续使用规则

钢印类型
卷 钢印 A E M qp S V 范围
组装(安装) 电锅炉 小型锅炉

I

动力锅炉

焊接管道
动力锅炉 锅炉安全阀

钢印类型
卷 钢印 范围 核设备建造 N NA 核安装和车间组装 NPT 核部件 – 制造 NV NS
核安全阀和安全泄放阀 = 核泄压装置 支撑t (无钢印)

核设施设备建 III 造规则

钢印类型
卷 钢印 H
IV 采暖锅炉

范围
铸铁片采暖锅炉
除铸铁外的采暖锅炉

HI

HLW 饮水锅炉
H
采暖锅炉安装

钢印类型

第1册压力容器

VIII

第2册 – 另一规则

第3册 –高压容器规则

X

玻璃钢容器

钢印 U UM UV U2 U3 UV3 UD RP

范围
压力容器

小型压力容器
压力容器安全阀 压力容器 高压容器 高压容器安全阀

爆破片
玻璃钢压力容器

钢印类型
卷 钢印 R
锅炉压力容器检验 师总部

范围
锅炉压力容器修理 核设备修理 阀门修理

NR
VR

规范钢印标志

第Ⅰ卷—动力锅炉建造规则
管辖范围限于锅炉本体和锅炉外部管道。 (Power Boiler)
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共分十一篇和两个附录。
常用标准PG和PW篇。

第I卷 制造部分
PG篇 所有建造方法的通用要求 总则 材料 设计 开孔与补强 锅炉外部管道与锅炉本体的连接 其他部件的设计和布置 超压保护要求 制作(制造) 检验和试验 按标志钢印和数据报告的确认

第I卷 制造部分
PG篇 所有建造方法的通用要求 制造: PG-75概述 PG-76切割板材和其它备料 PG-77板材的识别标志 PG-78材料中缺陷的修补 PG-79管孔和其端面 PG-80圆筒体允许的不圆度 PG-81成型封头的公差 PG-82支撑件的开孔

第I卷 制造部分
检验和试验: PG-90 概述(包括AI检验的内容) PG-91 AI(授权检验师)资格认定 PG-93 平板角焊缝的检验和修补 PG-99 水压试验

第I卷 制造部分
PW篇 焊接制造锅炉的要求 PW-1 总则 PW-5 材料 PW-8 设计 PW-26 制造 PW-46 检验和试验

PW-1 概述
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每一持有授权证书的制造厂(包括承包 商、组装厂和安装公司)应对其所属机 构进行的焊接工作负责,应制定焊接工 艺并按第IX卷规定进行试验,以评定该 厂在按照第I卷制造焊件时所使用的焊接 工艺和按该焊接工艺施焊的焊工(含焊 接操作工)的技能。 焊接术语见第IX卷QW-492

PW-5 材料
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焊接结构受压件用材料应符合第II卷中的某一 材料标准的要求。 焊接结构用碳钢和合金钢含碳量不得超过 0.35%。 熔敷金属的化学成分和力学性能应与被连接的 材料和预期的工作条件相适应。 当设计温度超过455℃时,直径超过89mm的 2.25Cr-1Mo焊件上承压环焊缝熔敷金属含碳量 不得低于0.05%。

PW-8 设计
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焊接接头设计 热处理 对接焊接接头检测 焊接连接件 连接焊缝的最低要求(图PW-16.1) 焊接式拉杆

PW-9 焊接接头设计
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连接锅筒、筒体或其他受压件所用材料的纵 向、横向或其它接头要全焊透对接焊缝。最 好采用双面焊或单面焊保证全焊透 焊接坡口:对接焊连接时,边缘的尺寸和 形状使接头能够完全熔合和全焊透 不等厚材料接头 禁止采用的焊接接头(角接接头)

PW-26 制造
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PW-27 焊接方法 PW-28 焊接评定和焊缝记录 1.焊接受压件或者在受压件上焊接承受载荷 的非受压件(例如所有永久性或临时性的管夹 和吊耳)时,所用的焊接工艺以及施焊的焊工 和焊接操作工均应按第IX卷的规定评定合格。 2.非受压件工艺评定要求 3.制造厂的焊接和试样试验自身负责完成, 不能借用其它制造厂的焊接工艺、焊工或操作 工的合格评定。

PW-28 焊接评定和焊缝记录
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焊工和焊接操作工的技能评定要求 焊接工艺和焊工评定记录应保存并签字 备查 编制焊工钢印识别或焊工记录程序文件 免除焊缝识别及焊工识别条件 定位焊缝的识别及焊工施焊程序 螺柱焊工艺评定要求

PW-36 焊接的其它要求
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清根要求 角焊缝根部焊接要求 角焊缝咬边要求 角焊缝表面质量要求

PW-38 焊前预热
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A-100附录作为一般性指南,不做强制 要求 预热的方法和要求

附录 预热 (A-100)
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除因热处理(PW-39)原因外,其它情 况对焊前预热不做强制性规定。 应按第IX卷进行工艺评定,在焊接工艺 规程中规定最低预热要求。 不同材料进行焊接,按需较高预热温度 的材料要求进行预热。 预热厚度为焊缝处零件公称厚度。

最低预热温度(一般性指南)
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P-No.1,No.3,No.4材料,除标准中规定的 化学成分、力学性能以及厚度等原因外, 其它材料最低预热温度为10℃。 P-No.5A,B,C材料,除规定以外,最低预 热温度为150℃。 P-No.8材料不做规定。

PW-39 焊后热处理的要求
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按照第IX卷进行工艺评定合格后考虑以下热处理免除 条件。 动力锅炉所有焊接受压件都要在不低于PW-39各表格 规定的温度下进行热处理。材料分组按照第IX卷P-No. 进行。 不同P-No.材料进行热处理需要按照PW-39表格中较高 的热处理温度材料的规定进行热处理,受压件上焊接 非受压件要按照受压件来进行热处理。 采用含Cr量超过3%的铁素体填充金属焊接的焊缝需进 行热处理,热处理要求参考PW-39中化学成分相同的 母材。 表 PW-39略

PW-39 焊后热处理的要求
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P-No.5A材料与较低P-No.材料进行热处理时,选用较 低温度热处理要求的免除条件。 热处理均热带的定义 公称厚度的定义 取焊缝厚度、受压件材料厚度或所连接较薄焊件的厚 度中的最小值。 角焊缝,公称厚度是角焊缝厚度。 部分焊透焊缝和材料修补焊缝,公称厚度为焊接坡口 和制备修补坡口的深度。 坡口焊缝和角焊缝的组合焊缝,公称厚度为坡口深度 和角焊缝厚度的较大值。2011版 保温时间可以不连续,可以是多次保温时间之和。

PW-39 焊后热处理的要求
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热处理方式:整体或分段 局部热处理的方式 热处理均热带的范围 电渣焊焊缝细化晶粒热处理

PW-40 缺陷修补
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缺陷检验和去除方式 返工热处理的免除条件 返修深度 预热温度 管子外径 工艺评定合格 热处理后水压试验前补焊(P-No.3材料)

PW-46 检验和试验
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PW-47 焊接工艺核对 AI在制造前需对采用的焊接工艺是否按 照第IX卷进行检查。 AI随时对试件的焊接和试验进行见证 PW-48焊工和焊接操作工技能评定核对 PW-49热处理实施方法核对 无损检测(略)

PW-53 检查试板
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锅炉管道、管子和集箱等圆筒形受压件以及PNo.1材料制造的圆筒形受压件,免除焊接试板。 锅筒除外。 试板形式的制备、焊接和焊工要求 试板检验要求:翘曲偏移、热处理温度、预热 温度等 试样项目:拉伸试样2个,接头和全焊缝各一, 弯曲试样1个 复验的要求

PW-54 水压试验
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水压试验压力 水压后发现的受压件缺陷修补后应重新 水压 免重新水压的焊接工作范围及要求

第IX卷 焊接及钎接评定标准
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第I章 焊接的一般要求 第II章 焊接工艺评定 第III章 焊接技能评定 第IV章 焊接资料 第V章 标准的焊接工艺规程

第I章 焊接的一般要求
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QW-100 QW-110 QW-120 QW-130 QW-140 QW-150 QW-160 QW-170 QW-180 QW-190

总则 焊接方位 坡口焊缝的试验位置 角焊缝的试验位置 试验和检测的类型和目的 拉伸试验 导向弯曲试验 缺口韧性试验 角焊缝试验 其它试验和检测

QW-100 总则
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QW-102 焊接术语 QW-492 QW-103 责任 制造商要对焊接工程和评定记录负责。

QW-110 焊接方位
坡口焊缝位置 QW-120 板的焊接位置 1G,2G,3G,4G 管子焊接位置 1G,2G,5G,6G 螺柱焊试验位置 ? 角焊缝的试验位置 QW-130 板的焊接位置 1F,2F,3F,4F 管子焊接位置 1F,2F&2FR,4F,5F
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QW-140 试验和检测的类型和目的
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力学性能试验 拉伸试验QW-150 导向弯曲试验QW-160 角焊缝试验QW-180 缺口韧性试验QW-170 螺柱焊缝试验 焊工和焊机操作工的特殊检测:坡口焊缝技能 评定允许用RT检查代替力学性能检查 外观检测

QW-150 拉伸试验
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试样:板材、管材、车制试样(拉力棒)和管 材全截面试样 拉伸试验合格标准 QW-422表 工艺评定规定的最小抗拉强度 1 不小于母材规定的最低抗拉强度 2 不小于两种材料抗拉强度规定值中的最低值 3 不小于焊缝金属规定的最低抗拉强度 4 不小于母材规定最小抗拉强度的95%

QW-160 导向弯曲试验
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试样 QW-161(5种类型): 横向侧弯、横向面弯、横向背弯、纵 向面弯、纵向背弯 弯曲试验程序,常用d=4a 180° 弯曲试验合格标准

QW-170 缺口韧性试验
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夏比V型缺口韧性试验 落锤法缺口韧性试验

QW-180 角焊缝试验
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工艺和技能评定试样 QW-181 断裂试验 QW-182 工艺评定试样的宏观检测 技能评定试样的宏观检测

QW-190 其它试验和检测
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射线透照和超声检测 QW-191 螺柱焊试验 QW-192 管子与管板的试验 QW-193 技能评定的外观检测 QW-194 渗透检测 QW-195 电阻焊缝的试验 QW-196 激光焊搭接接头试验 QW-197 闪光焊 QW-199

第II章 焊接工艺评定
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QW-200 QW-210 QW-250 QW-290

总则 试件的制备 焊接变素 回火焊道焊接

QW-200 总则
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焊接工艺规程 焊接工艺评定 P-No. G-No. 焊接工艺的组合

焊接工艺规程WPS
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WPS是为制造符合要求的产品焊缝而提供指导 的,经过评定的焊接工艺文件。 WPS的内容 应述及所采用的、对每一种焊接方 法而言的所有重要变素、非重要变素和附件重 要变素QW-250至QW-280。 WPS的变更 变素的变更 WPS的格式 每一个重要变素、非重要变素和附 加重要变素都被包括或被提及即可。表格QW482推荐选用。 WPS的可得性 便于获得和检查。

焊接工艺评定记录PQR
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PQR是试件焊接时所用焊接数据的记录。并包括试样 的试验结果。 PQR内容 对每一种焊接方法,应记载下用于试件焊接 时的全部重要变素和当需要时的附加重要变素。制造 商要对工艺评定进行签证,不允许转包给别人做。多 种工艺方法焊接时,应记录每组重要变素熔敷金属厚 度近似值。 PQR的更改 允许编辑上的更改或补充。PQR的更改均 需要重新签字确认。 PQR的格式 表格QW-483推荐选用。 PQR的可得性 便于AI检查 PQR与WPS的关系

P-No.和G-No.
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P-No. 为减少焊接工艺评定的数目,根 据母材成分、焊接性和力学性能等特征 对母材指定一个P-No., G-No. 组号,将普通钢和合金钢在相同PNo.材料内进行分组,便于有缺口韧性要 求的场合下进行工艺评定。

焊接工艺的组合
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每个WPS可以包括一种或多种焊接方法、 填充金属或其它变素的组合。 组合焊接工艺中每种焊接方法、熔敷金 属要求的母材和熔敷金属厚度范围应符 合QW-451确定。 单独评定的PQR在焊接方法、熔敷金属 等要素相同情况下可以组合使用。 根部焊道的工艺评定

QW-202 要求的试验类型
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力学性能试验 坡口焊缝焊接工艺评定试验的试样数量和类型 按QW-451的规定,取样方式按照QW-463。 坡口焊缝和角焊缝 全焊透坡口焊缝评定 QW-451 部分焊头坡口焊缝的评定 QW-451 角焊缝的评定 可用坡口焊缝代替 QW-451,非 承压角焊缝QW-180,QW-451.3

QW-202 要求的试验类型
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返修焊和补焊 坡口焊缝评定的WPS可用于坡口焊缝和 角焊缝的返修和补焊。 不同母材厚度 螺柱焊QW-192 管子与管板的评定 QW-193

QW-203工艺评定焊接位置的范围
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按照QW-250要素特殊要求外,其余的任 一焊接位置经过评定后,对各种位置即 为经过评定。焊接方法和焊条必须适用 于WPS中所允许的焊接位置。

QW-210 试件的准备
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母材 QW-211 坡口焊缝的形式和大小QW-212 耐蚀层堆焊 QW-453 电子束焊和激光焊 表面加硬层金属堆焊QW-453

QW-250 焊接变素
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WPS中变素的类型(以焊接方法来确定) 重要变素:凡其变化能影响焊缝力学性能的那 些变素,叫做重要变素,重要变素发生变化, 要求对WPS进行重评。例如热处理方式改变。 附加重要变素:凡其变化能影响焊缝缺口冲击 韧性的变素,其它卷册有冲击要求时,附加重 要变素就成为重要变素。例如:热输入的变化 非重要变素:其变化不要求对WPS进行重评的 变素。例如:改变背面清根方法

QW-250 焊接变素
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特殊焊接方法 耐蚀层和表面加硬层堆焊:表中指定的变素仅 适用于相应的堆焊方法。 待堆焊隔离层的焊缝 电阻焊的工艺评定 管子-管板评定的重要变素 回火焊道焊接

第III章 焊接技能评定
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QW-300 QW-310 QW-320 QW-350 QW-360 QW-380

总则 评定试验的试件 复试和重新评定 焊工评定的焊接变素 焊机操作工的焊接变素 特殊焊接方法

QW-300 总则
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焊工评定是由各种焊接方法的重要变素决定的。 重要变素见QW-350。焊机操作工评定是由各种焊 接类型的重要变素来决定的。重要变素见QW-360。 焊接方面的责任 由制造商对其焊工和焊接操作工 进行评定,不得委托。 制造商对焊接试样制备、焊接试验材料准备、无 损检测和力学性能试验等工作负全责时,可将以 上部分进行委托。 焊工和焊机操作工免评定(WPQ)的条件 业主关系变化时,焊工资格如何控制

QW-301 试验
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试验目的:技能评定试验是用于确定焊工或焊 机操作工生产优质焊缝的能力 评定试验:按照产品焊接中采用的每一种焊接 方法评定每一个焊工或焊机操作工。技能评定 试验要按照经过评定的相应的WPS或附录中的 标准WPS进行焊接。预热或焊后热处理可不进 行。 焊工和焊机操作工需进行识别 试验记录 WPQ应包括每名焊工和焊机操作工 所用的重要变素。试验类型、结果和评定范围 见QW-452,推荐格式QW-484A

QW-302 要求的试验类型
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力学性能试验 QW-452 可测定体积的无损检测 QW-191 管子试件 按照焊接位置进行划分 外观检测 QW-194

QW-303 评定位置和直径的范围
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坡口焊缝QW-461.9 角焊缝QW-461.9 特殊位置 螺柱焊位置 管子与管板焊接的焊工和焊机操作工评 定

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QW-304 焊工 应通过力学性能QW-302.1 和外观检测QW-302.4,无损检测按QW302.2。 QW-305 焊机操作工 应通过力学性能 QW-302.1和外观检测QW-302.4,无损 检测按QW-302.2。 QW-306 焊接方法组合

QW-310 评定试验的试件
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试件:板和管均可 带衬垫的焊接坡口 无衬垫的焊接坡口

QW-320 复试和重新评定
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复试条件QW-321 做外观检测的立即复试 以力学性能试验立即复试 以可测定体积的无损检测立即复试 进一步培训 资格的中止和重评QW-322

QW-350 焊工评定的焊接变素
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接头QW-402 母材QW-403 填充金属QW-404 焊接位置QW-405 气体QW-408 电特性QW-409

QW-360 焊机操作工评定的焊接变素
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自动焊的重要变素QW-361.1(a-f) 机动焊的重要变素QW-361.2(a-h)

第IV章 焊接资料
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QW-400 QW-410 QW-420 QW-430 QW-440 QW-450 QW-460 QW-470 QW-490

变素 焊接技巧 材料分组 F-No. 焊缝金属化学成分 试样 插图 侵蚀-侵蚀剂和侵蚀方法 定义

第IV章 焊接资料
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接头QW-402 母材QW-403 填充金属QW-404 焊接位置QW-405 预热QW-406 焊后热处理QW-407 气体QW-408 电特性QW-409 焊接技巧QW-410 焊工技能评定重要变素QW-416

QW-420 材料分组
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P-No.和 S-No. 为减少焊接工艺评定数量而指定的材 料分组编号。对于有冲击要求的材料还 在P-No. 下指定组号。(S-No. 为ASME 压 力管道B31选用但未列入ASME第II卷材 料中的材料编号。已在2009增补中删除, 并重新被指定了相应的P-No.) QW-423 焊工评定用代用母材 QW-424 工艺评定用母材

QW-430 F-No.
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为了减少焊接工艺评定和技能评定的数 量,根据焊材的冶金性能、设计和使用 要求、力学性能等,考虑母材和填充金 属的适配性,对焊条和焊丝以F-No.进行 分组。 QW-432.1 钢及合金钢(表QW-432) QW-433 焊工技能评定用F-No.的范围

QW-440 焊缝金属的化学成分
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化学成分的确定方法QW-404.5 A-No. 工艺评定用铁基焊缝金属化学成分 分类

QW-450 试样
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工艺评定厚度范围和试样QW-451 技能评定试验的厚度范围和试样QW-452 耐蚀层和耐磨层堆焊试验厚度范围和试 样QW-453

QW-460 插图
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位置 QW-461 试样 QW-462 取样顺序 QW-463 试验压模 QW-466

第V章 标准的焊接工艺规程
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附录E QW-510 QW-511 QW-520 QW-530 QW-540

SWPS的采用 经验证过的SWPS的使用 未经单独验证过的SWPS的使用 表格 SWPS在产品中的使用

附录
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强制性附录A 向BPCV委员会提交技术咨询 书的方式 非强制性附录B 焊接和钎接用表 QW-482 焊接工艺规程WPS推荐格式 QW-483 焊接工艺评定记录PQR推荐格式 QW-484 焊工技能评定记录WPQ推荐格式 QW-485 标准焊接工艺规程SWPS推荐格式

附录
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非强制性附录D P-No.表 强制性附录E 许用的SWPS 强制性附录F 用于公式中的标准单位 非强制性附录G 在ASME锅炉及压力容器规 范中使用美国习惯单位制和SI制的指南 非强制性附录H 受控波形的焊接

文件编制依据
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质量控制体系 (第I卷 非强制性附录A-300) 焊接 A-302.7 PW-1.2和第IX卷 热处理A-302.9 记录 各项管理工作和控制程序 产品技术要求

用词要小心
Shall/must Should 强制的 建议

May
Assure Ensure Insure

允许
主要用于 (质保) 确保 保险

理解规范的要点
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最低要求 新的定义 (如: 业主 / 客户) 规范一直在变化. 根据规定的版本和增补(见合同) 记住基本词汇的定义 理解焊接,探伤,冶金和体系方面背景知识


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